La contaminación plástica y otros desechos oceánicos son un problema ambiental global complejo. Todos los años, se estima que diez millones de toneladas de plástico están mal administradas, resultando en la entrada al océano, de los cuales la mitad flotará inicialmente. Todavía, sólo se pueden encontrar 0,3 millones de toneladas de plástico flotando en la superficie del océano. ¿Dónde se ha ido el resto del plástico?

Los mecanismos clave para el transporte de plástico son las corrientes, viento, y olas. Las corrientes y el viento transportan los desechos del océano de una manera sencilla como las fuerzas de un barco de vela. Sin embargo, Las olas del océano mueven predominantemente objetos en órbitas circulares. Las órbitas no se cierran del todo, dando como resultado una deriva de Stokes en la dirección en la que viajan las olas.

Un equipo conjunto de las Universidades de Oxford, Plymouth, Edimburgo, Auckland y TU Delft han investigado cómo las olas transportan los desechos oceánicos flotantes al tiempo que incluyen, por primera vez, los efectos del tamaño de un objeto, flotabilidad, e inercia en su transporte. Sus resultados se publican en el Revista de mecánica de fluidos .

El Dr. Ross Calvert del Departamento de Ciencias de la Ingeniería de la Universidad de Oxford y sus coautores descubrieron que los desechos oceánicos flotantes más grandes pueden transportarse a un ritmo más rápido que la deriva de Stokes debido a los efectos inerciales.

Se ha demostrado que la deriva de Stokes inducida por las olas es importante para el movimiento de los desechos oceánicos hacia la costa. resultando en varados de plástico, que puede ser donde se encuentra parte de la contaminación plástica no contabilizada. También se ha demostrado que aumenta la contaminación plástica que se transporta a las regiones polares.

Los objetos muy pequeños rastrearán exactamente lo que hace el agua y, por lo tanto, se transportarán con la deriva exacta de Stokes.

El Dr. Calvert dijo:"Los objetos más grandes que se transportan más rápido que los objetos más pequeños fue un resultado poco intuitivo. Esperábamos que la inercia redujera la velocidad a la que los desechos flotantes se transportaban en ondas, análogo al viento y las corrientes. Después de comprobar nuestro resultado de forma experimental y numérica, luego pasamos a descubrir los mecanismos por los cuales estos objetos inerciales se movían más rápido que el agua a su alrededor ".

Después de observar que las esferas de plástico flotantes más grandes se transportaban más rápido que las más pequeñas en el canal de ondas COAST en la Universidad de Plymouth, el equipo desarrolló un modelo para investigar más a fondo el resultado.

A través de este modelo, que incluía la gravedad, flotabilidad, fuerzas de arrastre y masa agregada en un sistema de coordenadas que giraba y se trasladaba con la onda, encontraron que el tamaño del objeto en relación con la longitud de onda era el factor predominante para un cambio en el transporte, con un efecto secundario de la densidad del objeto.

El profesor Ton van den Bremer de la Universidad de Oxford y TU Delft, quien dirigió la investigación, dijo:"Aunque cualquiera que camine por la playa sabrá que las olas transportan escombros flotantes hacia la orilla, la velocidad a la que lo hacen depende de muchos factores que los modelos existentes, que están muy simplificados, ignorar. Ejemplos de tales factores son si las olas rompen y el tamaño de los escombros flotantes. Esta investigación proporciona una base teórica para este último ".

Esta investigación es el comienzo para comprender los mecanismos para un aumento de la deriva inducida por las olas. Más estudios sobre el efecto de la forma del objeto, incluyendo pruebas numéricas y de flujo de olas de desechos oceánicos reales e idealizados, están en marcha.