Las pajitas son uno de los residuos plásticos más comunes que se encuentran en las costas. A medida que se producen, consumen y eliminan cada vez más productos de plástico, los científicos y fabricantes están desarrollando materiales alternativos que funcionan igual de bien y no contribuyen a la contaminación plástica persistente en el medio ambiente.

Pero no todos los plásticos se crean de la misma manera:diferentes fabricantes tienen diferentes formulaciones de polímeros base, como ácido poliláctico (PLA) y polipropileno (PP), y aditivos químicos. Eso significa que diferentes formulaciones de plástico se comportan de manera diferente en el medio ambiente y se descomponen en el océano a diferentes velocidades.

Hay nuevos materiales en el mercado que se alejan de los productos derivados del petróleo, como el diacetato de celulosa (CDA), un polímero derivado de la pulpa de madera que se usa ampliamente en bienes de consumo, y los científicos del Instituto Oceanográfico Woods Hole (WHOI) han estado trabajando cuantificar la vida ambiental de una amplia gama de productos plásticos para responder a la pregunta no resuelta:¿cuánto duran las pajitas en el océano?

En un nuevo artículo publicado en ACS Sustainable Chemistry &Engineering , los científicos del WHOI Collin Ward, Bryan James, Chris Reddy y Yanchen Sun compararon diferentes tipos de plásticos y pajitas de papel para ver cuáles se degradan más rápido en el océano costero. Se asociaron con científicos de la empresa de fabricación de bioplásticos Eastman.

"Carecemos de una comprensión firme de cuánto tiempo duran los plásticos en el océano, por lo que hemos estado diseñando métodos para medir qué tan rápido se degradan estos materiales", dijo Ward. "Resulta que, en este caso, hay algunas pajitas de bioplástico que en realidad se degradan con bastante rapidez, lo cual es una buena noticia".

Su enfoque implicó suspender ocho tipos diferentes de pajitas en un tanque de agua de mar que fluía continuamente desde Martha's Vineyard Sound, Massachusetts. Este método también controló la temperatura, la exposición a la luz y otras variables ambientales para imitar el entorno marino natural. Todas las pajitas fueron monitoreadas para detectar signos de degradación durante 16 semanas y se caracterizaron las comunidades microbianas que crecían en las pajitas.

"Mi interés ha sido comprender el destino, la persistencia y la toxicidad del plástico y cómo podemos utilizar esa información para diseñar materiales de próxima generación que sean mejores para las personas y el planeta", dijo James. "Tenemos la capacidad única de llevar el ambiente del océano a la tierra en nuestros tanques en el laboratorio de sistemas ambientales. Nos brinda un ambiente muy controlado con agua de mar natural".

Probaron pajitas hechas de CDA, polihidroxialcanoatos (PHA), papel, PLA y PP. En las semanas que estuvieron sumergidas las pajitas en los tanques, el CDA, el PHA y las pajitas de papel se degradaron hasta en un 50%, proyectando una vida ambiental de 10 a 20 meses en el océano costero. Las pajitas de PLA y PP no mostraron signos mensurables de degradación.

Luego, los científicos compararon dos pajitas hechas de CDA:una sólida y otra de espuma, ambas proporcionadas por Eastman. La pajita hecha de CDA espumado fue un prototipo para ver si aumentar la superficie aceleraría la descomposición. Descubrieron que la tasa de degradación de la pajita de espuma era un 184% más rápida que la de su contraparte sólida, lo que resultaba en una vida ambiental proyectada más corta que la de las pajitas de papel.

"Los aspectos únicos de esta pajita de espuma son que puede tener una vida útil más corta que las pajitas de papel, pero conserva las propiedades que se disfrutan de una pajita de plástico o bioplástico", dijo James, lo que la convierte en una alternativa prometedora a las pajitas de plástico convencionales. en comparación con las pajitas de papel, que se degradan rápidamente en el océano pero amargan la experiencia del usuario al empaparse, según los autores.

"Este estudio puede ser inmensamente valioso para los fabricantes de pajitas al proporcionar datos informados y transparentes al seleccionar un material para las pajitas. Aún más, brinda la seguridad de que las pajitas basadas en CDA no aumentarán la contaminación plástica persistente, al tiempo que demuestra que los fabricantes de pajitas compromiso de ofrecer un producto sostenible que reduzca el riesgo para la vida marina", afirmó Jeff Carbeck, vicepresidente de innovación corporativa de Eastman.

La ciencia apoya un alejamiento del material plástico convencional. La contaminación plástica causa daño a los seres humanos y a los ecosistemas, y la industria del plástico contribuye en gran escala al cambio climático, representando aproximadamente entre el 4% y el 5% de todas las emisiones de gases de efecto invernadero a lo largo de su ciclo de vida.

Dado que los desechos plásticos se han vuelto omnipresentes en la cadena alimentaria marina y oceánica mundial en los últimos 50 años, es importante identificar nuevos materiales que se obtengan de manera sostenible, contribuyan al cambio de una economía lineal a una circular y se descompongan si accidentalmente se filtran en el medio ambiente, dicen los autores en un comentario separado publicado en Nature .

"Si bien algunos presionan para alejarse de los plásticos, la realidad es que los plásticos llegaron para quedarse. Estamos tratando de aceptar el hecho de que estos materiales serán utilizados por los consumidores, y luego podremos trabajar con las empresas para minimizar los impactos. de ellos si se filtran al medio ambiente", afirmó Ward.

"Reconocemos la importancia de probar, validar y comprender la degradación marina de nuestros productos basados ​​en CDA, pero carecíamos de los recursos necesarios", dijo Carbeck. "Sabiendo que WHOI poseía la experiencia y las instalaciones, participamos en un esfuerzo de colaboración para abordar este desafío. Esta asociación muestra el poder de la colaboración entre la industria y la academia para promover objetivos compartidos y generar un impacto positivo".

El equipo de investigación también descubrió que las comunidades microbianas de las pajitas que se degradaban eran únicas para cada material de pajita. Sin embargo, las comunidades microbianas en ambas pajitas no degradantes eran las mismas a pesar de tener estructuras químicas muy diferentes. Esto proporcionó evidencia adicional de que los microbios nativos estaban degradando las pajitas biodegradables, mientras que las pajitas no biodegradables probablemente persisten en el océano.

"Nuestra comprensión de los impactos de la contaminación plástica en la salud de los océanos es realmente incierta, y mucho de esto se reduce a no conocer el destino a largo plazo de estos materiales", dijo Ward. Él y el resto del equipo de investigación planean continuar midiendo la degradabilidad de los materiales plásticos, con la esperanza de guiar hacia dónde se dirige la industria.

"Hay muchas ventajas de asociarse con fabricantes de materiales, incluido el acceso a instalaciones analíticas y conocimiento y acceso a sus materiales que no se obtienen si se trabaja en su propio silo", dijo Ward. "Estamos tratando de optimizar sus productos para la degradación del medio ambiente y, en última instancia, para el bien del planeta".

Más información: Bryan D. James et al, Estrategias para reducir la vida útil ambiental de las pajitas para beber en la costa del océano, ACS Química e ingeniería sostenibles (2024). DOI:10.1021/acssuschemeng.3c07391

Collin P. Ward et al, Para frenar la contaminación plástica, la industria y el mundo académico deben unirse, Naturaleza (2024). DOI:10.1038/d41586-024-00155-z

Información de la revista: ACS Química e Ingeniería Sostenible , Naturaleza

Proporcionado por la Institución Oceanográfica Woods Hole