Un tinte naranja, un poco de agua y partículas de poliestireno. Después de diez días, el color casi había desaparecido: alrededor del 90% de la sustancia se había degradado. En los demás disolventes utilizados a modo de comparación, sin embargo, casi nada. Es uno de los experimentos con los que un grupo de investigadores descubrió algo bastante inconveniente en los microplásticos: cuando entran en contacto con agua, su superficie puede volverse químicamente activa.
El estudio publicado el Naturalezacoordinado por investigadores de la Universidad de Columbia y la Universidad de California en Berkeley, muestra que algunos de los plásticos más comunes generan espontáneamente especies reactivas de oxígeno, incluidos radicales hidroxilo. Moléculas extremadamente reactivas que, en experimentos, se han asociado también al daño de proteínas y células.
En definitiva, el plástico podría hacer más que flotar, acumular o transportar sustancias en su superficie. Una vez reducida en diminutos fragmentos y sumergida en agua, esa misma superficie participa de la química que ocurre a su alrededor.
¿Qué sucede cuando el plástico y el agua se encuentran?
Los investigadores analizaron seis polímeros muy utilizados: polipropileno (PP), polietileno (PE), PVC, poliestireno (PS), PET y PMMA, el llamado plexiglás. En los seis casos detectaron la producción espontánea de radicales, aunque con intensidades muy diferentes.
Lo que parece marcar la diferencia sobre todo es la hidrofobicidad, es decir, cuánto tiende una superficie a repeler el agua. Cuanto más hidrofóbico es el plástico, mayor es su actividad química en la interfaz con el agua.
Y aquí es donde el tamaño importa mucho. Cuando un trozo de plástico se fragmenta, aumenta considerablemente la superficie expuesta en relación con su volumen. Un objeto aparentemente estable se convierte en miles o millones de partículas con una cantidad mucho mayor de superficie en contacto con su entorno.
Las simulaciones moleculares creadas por el grupo de Teresa Head-Gordon en Berkeley ayudan a explicar el mecanismo. Cerca de la superficie hidrofóbica del plástico, la disposición del agua y las cargas eléctricas presentes en la interfaz hacen que la transferencia de electrones sea energéticamente más favorable. A partir de este proceso se pueden formar radicales hidroxilo, indicados con •OH.
En palabras más simples: el agua no solo moja el microplástico. Bajo ciertas condiciones, el encuentro de los dos crea una pequeña zona que es químicamente mucho más vibrante de lo que se pensaba anteriormente.
Los efectos observados sobre proteínas y células.
La parte más complicada del estudio llegó cuando los investigadores intentaron comprender qué implicaba esta actividad en un sistema biológico.
Las moléculas cargadas tendían a acumularse en la superficie de los microplásticos. Utilizando lisozima como proteína modelo, el equipo observó la formación de agregados cerca de las partículas de poliestireno. Cuando se añadió cafeína, utilizada en el experimento como sustancia capaz de interceptar radicales, la agregación se redujo significativamente. Otra pista sobre el papel que desempeñan las especies reactivas generadas en la superficie.
Luego vinieron los glóbulos rojos de ratón. Después del contacto con algunos microplásticos, algunas de las células mostraron cambios de forma y liberación de hemoglobina, un signo de hemólisis. Una vez más, la intensidad del daño siguió muy de cerca la actividad química medida para los diferentes tipos de plástico.
Estos son resultados importantes, pero los límites del experimento deben mantenerse claramente visibles: Estamos hablando de pruebas de laboratorio, proteínas modelo y glóbulos rojos de ratón.. El estudio identifica un posible mecanismo a través del cual los microplásticos pueden dañar los sistemas biológicos; No prueba que beber agua de una botella de plástico provoque automáticamente estos efectos en el cuerpo humano.
La dosis, el tamaño de las partículas, la superficie, el tiempo de exposición y lo que sucede con los plásticos en el mundo real siguen siendo variables cruciales.
Es posible que sea necesario diseñar el plástico de manera diferente
Sin embargo, el descubrimiento pone en duda una suposición muy cómoda: considerar los plásticos como materiales sustancialmente inertes y centrarse sobre todo en las sustancias que pueden transportar o liberar. Aquí el problema también surge de la propia superficie.
Según los autores, comprender qué características hacen que algunos plásticos sean más reactivos podría ayudar a diseñar materiales con interacciones menos problemáticas con el agua. La Universidad de Columbia, al presentar la investigación, señala la química de superficies como una posible vía para desarrollar plásticos más seguros; En el artículo los autores también afirman que la universidad ha presentado una solicitud de patente provisional basada en el trabajo.
Aún queda un largo camino entre un experimento controlado y una nueva generación de botellas, envases o embalajes. Pero ahora es más difícil dar por sentado una cosa: cuando el plástico se vuelve lo suficientemente pequeño y se encuentra con el agua, puede ser mucho menos pasivo de lo que sugiere su apariencia.