Científicos de la UC San Diego han desarrollado nuevos materiales biodegradables diseñados para reemplazar el plástico convencional y contrarrestar el aumento de basura con este origen.
Después de probar que sus espumas de poliuretano se biodegradan en abonos terrestres, los investigadores ahora han demostrado que el material se biodegrada en el agua de mar en un plazo de semanas. Los resultados se publican en la revista Science of the Total Environment.
Los investigadores están trabajando para abordar un problema de contaminación plástica que ahora se describe como una crisis ambiental global. En 2010, los investigadores estimaron que 8.000 millones de kilogramos de plástico ingresan al océano en un solo año, con una fuerte escalada prevista para 2025.
Al ingresar al océano, los desechos plásticos alteran los ecosistemas marinos, migran a ubicaciones centrales y forman giros de basura como el Gran Pacific Garbage Patch, que cubre un área de más de 1,6 millones de kilómetros cuadrados. Estos plásticos nunca se degradan, sino que se descomponen en partículas cada vez más pequeñas y, finalmente, se convierten en microplásticos que persisten en el medio ambiente durante siglos.
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Los investigadores realizaron una serie de pruebas de sus materiales de poliuretano biodegradables, actualmente utilizados como espumas en los primeros zapatos biodegradables disponibles comercialmente (vendidos por una compañía derivada llamada Blueview) en un acuario marino de la Institución de Oceanografía Scripps. La ubicación brindó a los científicos el acceso y una oportunidad única para probar materiales en el ecosistema natural cercano a la costa, que es el entorno exacto donde es más probable que terminen los plásticos desechados.
El equipo descubrió que una variedad de organismos marinos colonizan la espuma de poliuretano y biodegrada el material a sus productos químicos iniciales, que son consumidos como nutrientes por estos microorganismos, en el medio marino. Los datos del estudio sugieren que los microorganismos, una mezcla de bacterias y hongos, viven en todo el entorno marino natural.
"La eliminación inadecuada de plástico en el océano se descompone en microplásticos y se ha convertido en un enorme problema ambiental", dijo en un comunicado el biólogo y autor del estudio Stephen Mayfield, profesor de la Facultad de Ciencias Biológicas y director del Centro de Biotecnología de Algas de California. "Hemos demostrado que es absolutamente posible fabricar productos plásticos de alto rendimiento que también pueden degradarse en el océano. Los plásticos no deberían ir al océano en primer lugar, pero si lo hacen, este material se convierte en alimento para microorganismos y no en basura y microplásticos que dañan la vida acuática".
Los zapatos, incluidas las chanclas, el zapato más popular del mundo, constituyen un gran porcentaje de los desechos plásticos que terminan en los océanos y vertederos del mundo. Para probar y analizar completamente sus materiales de poliuretano, desarrollados en UC San Diego durante los últimos ocho años, el estudio reunió a expertos en biología, polímeros y química sintética y ciencias marinas.
Las muestras de espuma se expusieron a la dinámica de las mareas y las olas y se rastrearon los cambios moleculares y físicos mediante espectroscopía infrarroja transformada de Fourier y microscopía electrónica de barrido. Los resultados mostraron que el material comenzó a degradarse en tan solo cuatro semanas. Luego, los investigadores identificaron microorganismos de seis sitios marinos alrededor de San Diego que son capaces de descomponer y consumir el material de poliuretano