Joaquim Goes, bioquímico oceánico del Observatorio Terrestre Lamont-Doherty de la Escuela Climática de Columbia, tuvo que mirar dos veces cuando vio por primera vez las diminutas hebras de fibra flotando en una muestra de agua del río Hudson. Como experto en detección de microplásticos, ha visto antes muchas partículas diminutas en vías fluviales urbanas.
Los microplásticos están apareciendo en todos los rincones del planeta, desde la nieve fresca en la Antártida hasta las cenas de mariscos. Provienen de diversas fuentes, incluidos envases de alimentos y bebidas, redes de pesca, neumáticos y productos cosméticos. Pero las partículas que vio Goes le parecieron relacionadas con la ropa.
"Cuando miré más de cerca, pude ver que no eran fitoplancton o zooplancton, sino fibras que probablemente provenían de la ropa", dijo. Efectivamente, mientras Goes y sus estudiantes continuaban tomando muestras del río, encontraron columnas de fibras alrededor de los desagües de las plantas de tratamiento de agua, lo que respalda la idea de que la ropa era la culpable.
Además, "algunos de nuestros estudiantes caracterizaron algunas muestras que recolectamos en los cursos de agua y, en la mayoría de los casos, eran poliéster o sus derivados utilizados en la ropa", dijo Goes.
Teniendo en cuenta estos factores, añadió Goes, "creemos que el lavado de ropa y los efluentes que se liberan de las lavadoras son la mayor fuente de fibras microplásticas en nuestras vías fluviales".
Goes contactó a su amigo y colaborador Beizhan Yan, experto en identificación plástica. Yan también había visto las fibras como parte de su propia investigación en el río Hudson y había leído que también se habían encontrado en más de un tercio de los desechos plásticos en el océano.
"Estábamos discutiendo ideas para una propuesta y sugerí que deberíamos continuar donde lo dejaron los estudiantes y encontrar una solución para evitar que los microplásticos lleguen al océano", dijo Goes. "Le dije que nadie consideraría esto como un gran problema, pero tenemos datos que lo demuestran y sería un tipo de proyecto sobresaliente".
Se necesita más investigación para comprender mejor los efectos del consumo de microplásticos en la salud humana, pero un estudio reciente encontró que las personas que tenían pequeñas partículas de plástico alojadas en un vaso sanguíneo clave tenían más probabilidades de sufrir un ataque cardíaco, un derrame cerebral o la muerte. Los microplásticos se inhalan e ingieren a través de mariscos, agua (tanto del grifo como embotellada) contaminados y muchos otros tipos de alimentos.
"Claramente, hay un predominio de estas partículas en nuestros ríos y océanos, y si no nos ocupamos de ellas, terminarán en nuestras cadenas alimenticias y causarán problemas", dijo Yan. "Me interesaba mucho ver si podíamos resolver el problema desde su origen."
En este caso, Yan se refiere al cuarto de lavado. Una carga promedio de tres libras de camisas, pantalones y calcetines arroja cientos de miles de microfibras al sistema de alcantarillado, donde pasan sin ser detectadas por las plantas de tratamiento químico del agua y entran en los ecosistemas fluviales y oceánicos. En Estados Unidos, la mayoría de las plantas de tratamiento están diseñadas para reducir la materia orgánica en el agua, dijo Yan, y no son eficientes para eliminar una gran cantidad de partículas sintéticas finas, como los microplásticos.
La mayoría de la ropa moderna contiene algún tipo de material sintético. A diferencia de las fibras naturales como el algodón, que se descomponen por completo, los materiales sintéticos permanecen en el medio ambiente para siempre. Goes y sus alumnos descubrieron que las telas de poliéster son las que peores desprenden pelo. El detergente también influye:la ropa lavada con detergente produce, de media, un 86% más de microfibras que la ropa lavada con agua pura. Dado que una familia promedio lava 300 cargas de ropa al año, el desperdicio se acumula.
Para abordar el problema, Yan reunió a un equipo de investigadores multidisciplinarios de la Universidad de Columbia, la Universidad SUNY Stony Brook, la Universidad de Cornell y la Universidad Estatal de Carolina del Norte. Con experiencia en áreas tan diversas como química, textiles sostenibles, filtración y minería urbana, los investigadores están desarrollando y probando un sistema de filtración de agua para capturar microfibras incluso antes de que salgan de la lavadora. El proyecto, financiado por la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA), se lanzó en 2023 y se extenderá hasta 2025.
Uno de los mayores desafíos del proyecto será desarrollar un sistema de filtrado que no sólo pueda detectar y extraer las microfibras, sino también procesar grandes volúmenes de agua a un ritmo rápido, dijo Nicholas Frearson, asociado senior del Observatorio Terrestre Lamont-Doherty. .
Una lavadora típica produce alrededor de ocho galones de agua durante un ciclo, dijo, y las microfibras pueden ser tan pequeñas como una millonésima parte del ancho de un cabello. Además de eso, es probable que el filtro se obstruya rápidamente, lo que requerirá algún tipo de ciclo de autolimpieza automatizado.
"Los filtros funcionan bien al principio, pero poco a poco empeoran porque atrapan todo y se obstruyen", dijo. "Entonces, uno de los mayores problemas que intentamos resolver es ¿cómo destaparlos?"
Con experiencia en ingeniería, Frearson se especializa en el desarrollo de sistemas de sensores para científicos que trabajan en áreas remotas del mundo y, más recientemente, colaboró con Yan en un proyecto de detección de microplásticos en el Polo Sur. Estaba ansioso por unirse al equipo que trabaja en el problema de la contaminación de la ropa.
"Si podemos evitar que las fibras lleguen al río, podríamos hacer mucho, mucho para ralentizar el proceso de llenado del océano con ellas", afirmó.
El prototipo actual del equipo es un laberinto de tuberías y válvulas de cinco pies de altura, casi del tamaño de una lavadora real. Lo ideal sería que un modelo de segunda generación fuera mucho más pequeño (aproximadamente del tamaño de una maleta pequeña) y un modelo final sería lo suficientemente pequeño como para integrarlo en lavadoras comerciales.
La tecnología servirá para mantener las microfibras fuera del sistema de alcantarillado pero también contribuirá a una economía circular, afirmó Frearson. Cuando se seque, el lodo de microfibra extraído de cada ciclo se parecerá a un disco delgado en forma de torta que se puede reciclar para producir más ropa.
Una vez que un prototipo del sistema de filtrado esté listo, el equipo lo probará en edificios residenciales de la Universidad de Columbia, lo que podría ocurrir ya en el otoño de 2024, dijo Yan. Después de eso, buscarán activamente transferir la técnica desarrollada a la industria y ya están en conversaciones con varios fabricantes.
Katherine Bunting-Howarth, directora asociada de New York Sea Grant y co-investigadora investigadora del proyecto, desarrollará e implementará programas de educación comunitaria para informar al público sobre los microplásticos y también sobre posibles remedios para la contaminación de la ropa.
Otros co-PI del proyecto incluyen a Benjamin Hsiao, distinguido profesor de química en la Universidad Stony Brook; Karen K. Leonas, profesora de ciencias textiles en la Universidad Estatal de Carolina del Norte; Wei Min, profesor de química de la Universidad de Columbia; y Thanos Bourtsalas, profesor de desarrollo sostenible y economía circular en la Universidad de Columbia.
"Nuestro objetivo es que la nueva tecnología de eliminación de microplásticos probada a través del proyecto esté, con el tiempo, disponible para todas las comunidades, incluidas las comunidades tradicionalmente desatendidas, y beneficie a todos", afirmó Yan.
Proporcionado por Estado del Planeta
Esta historia se vuelve a publicar por cortesía del Earth Institute, Universidad de Columbia http://blogs.ei.columbia.edu.
