Las pinturas de dispersión se utilizan principalmente en los hogares para pintar paredes y techos. Un equipo de investigación interdisciplinario de la Universidad de Bayreuth analizó la composición química de dos pinturas de dispersión típicas y descubrió una gran cantidad de partículas sólidas dentro de ellas que tienen solo unas pocas micras o nanómetros de tamaño. Los estudios sobre sistemas de pruebas biológicas demostraron que estas partículas pueden dañar a los organismos vivos.

Usando una nueva membrana desarrollada en la Universidad de Bayreuth, estas partículas se pueden filtrar del agua antes de que ingresen al medio ambiente.

Ingredientes de las pinturas de dispersión

Los científicos seleccionaron dos pinturas de dispersión disponibles comercialmente que se usan con frecuencia en los hogares. Estos difieren principalmente en sus propiedades de goteo, ya que uno fue desarrollado para pintar paredes y el otro para pintar techos. Las dos pinturas tienen contenidos de sólidos de 49 y 21 por ciento en peso, respectivamente, mientras que su contenido orgánico respectivo es de 57 y siete por ciento en peso. Los componentes sólidos característicos en el rango de micro o nanómetros son partículas de dióxido de silicio, dióxido de titanio y carbonato de calcio, así como partículas de varios tipos de plástico, especialmente poliacrilato.

"Muchas de estas diminutas partículas ingresan al medio ambiente, por ejemplo, a través de la abrasión de las capas de pintura o la intemperie. Nuestro estudio ahora muestra que cuando los cepillos, rodillos, raspadores y baldes utilizados para pintar paredes y techos se limpian lavando los residuos de pintura, la Las partículas de las pinturas de dispersión pueden terminar en las aguas residuales y, por lo tanto, también en el medio ambiente. El impacto en el medio ambiente debe investigarse a fondo, lo cual es aún más urgente dada la difusión mundial de las pinturas de dispersión y sus diversas composiciones de materiales. Por eso no nos hemos limitado al análisis químico de los componentes de la pintura, sino que también hemos investigado sus efectos en los organismos vivos y las células", dice el Prof. Dr. Andreas Greiner, portavoz adjunto del Centro de Investigación Colaborativa de Microplásticos.

Efectos sobre los organismos vivos

Para sus investigaciones, los científicos de Bayreuth seleccionaron dos sistemas de prueba que han sido bien establecidos en la investigación:pulgas de agua de la especie Daphnia magna y una línea de células de ratón. Las pulgas de agua se probaron de acuerdo con las directrices de la OCDE para la prueba de productos químicos. En esta prueba se considera la movilidad de los organismos. Se descubrió que la movilidad de las pulgas de agua se reducía significativamente cuando el agua contenía una alta proporción de partículas inorgánicas nanoplásticas y microplásticas disueltas y no disueltas. En células de ratón, se observó una disminución de la actividad celular, generalmente causada por partículas en el rango de nanómetros. El metabolismo en las células del ratón se vio significativamente afectado por nanopartículas de dióxido de titanio y plásticos en particular.

"Nuestra investigación muestra que los ingredientes de las pinturas de dispersión pueden causar reacciones de diversos grados en los organismos y las células. Por lo tanto, no se puede descartar la posibilidad de que los ingredientes puedan ser dañinos para el medio ambiente. Se necesita con urgencia más investigación en esta área, especialmente porque todavía sabemos muy poco acerca de si las interacciones entre las nanopartículas hechas de plástico y las nanopartículas inorgánicas pueden provocar daños adicionales", explica el Prof. Dr. Christian Laforsch, portavoz del Centro de Investigación Colaborativa de Microplásticos.

"Asimismo, sigue siendo una cuestión en gran medida sin resolver cómo interactúan los ingredientes de las pinturas de dispersión con otras sustancias en diferentes compartimentos ambientales, por ejemplo, en el aire, en el suelo o en los ríos. Sin embargo, ya está claro que las pinturas de dispersión no deben ser desechados sin cuidado en el medio ambiente", dice la Prof. Dra. Ruth Freitag, quien es catedrática de Biotecnología de Procesos en la Universidad de Bayreuth.

El estudio sobre los ingredientes de las pinturas de dispersión y sus posibles efectos sobre los organismos vivos ha sido publicado en la revista Ecotoxicología y Seguridad Ambiental . Se basa en una estrecha red interdisciplinaria en el Centro de Investigación Colaborativa 1357, Microplastics, en la Universidad de Bayreuth.

Una membrana novedosa con altos efectos filtrantes

Paralelamente a los estudios de las pinturas de dispersión y sus posibles efectos, los investigadores bajo la dirección del Prof. Dr. Andreas Greiner se han centrado en otro proyecto:han desarrollado un nuevo proceso para eliminar partículas potencialmente dañinas de las pinturas de dispersión de las aguas residuales mediante filtración. Esto implica el uso de una membrana hecha de fibras funcionalizadas producidas por el proceso de electrohilado. La membrana retiene partículas de tamaño micro y nanométrico de diferentes maneras. Los poros de la membrana son tan finos que las micropartículas no pueden pasar, mientras que las interacciones entre las fibras de la membrana y las nanopartículas hacen que se adhieran a la superficie de la membrana aunque encajen en los poros. En ambos casos, el efecto de filtrado no está asociado con una obstrucción rápida y a gran escala de los poros. Por lo tanto, el agua, por ejemplo, puede pasar fácilmente a través de la membrana y escurrirse.

En la revista Macromolecular Materials and Engineering , los científicos de Bayreuth describen la exitosa aplicación de la membrana. También probaron las dos pinturas de dispersión que habían demostrado ser potencialmente dañinas para los organismos vivos en el estudio. Al final resultó que, la membrana es capaz de retener componentes de color típicos, en particular, nanopartículas de dióxido de titanio y poliacrilato, y micropartículas de carbonato de calcio.

"En la vida cotidiana, todos estos componentes de color se descargan juntos en las aguas residuales. Aquí se mezclan y, en algunos casos, incluso cambian sus estructuras y propiedades debido a sus interacciones. Por lo tanto, probamos específicamente el rendimiento de filtración de nuestra membrana electrohilada en dichas mezclas. Los altos efectos de filtración que hemos logrado muestran que este proceso tiene un gran potencial cuando se trata de purificar el agua de partículas en el rango de micro y nanómetros, como las contenidas en las pinturas de uso común en todo el mundo”, dice Greiner. + Explora más

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