N.88 – La contaminación por plásticos y la problemática del reciclaje

Se estima que durante cada minuto se arroja al océano el equivalente a un gran camión repleto de basura plástica y que hay aproximadamente 15 millones de toneladas de microplásticos en el fondo del océano. Y estos números aumentan permanentemente. Los desechos plásticos y microplásticos que se liberan al medio ambiente pueden tardar hasta 500 años en descomponerse y hoy se sabe que las actuales técnicas de reciclaje podrían agravar aun más la problemática de la contaminación. Frente a esta alarmante situación, se están explorando soluciones innovadoras de largo plazo; por ejemplo, a través de la Bioingeniería.

Esta reseña comprende cinco artículos referidos a la temática. El primero (1) aborda la experiencia de un reciclador argentino que es pionero en la oferta de “bonos de plástico” al mercado internacional. El segundo (2) trata sobre el hallazgo de 9 tipos de microplásticos en corazones humanos. En el tercero (3) se comenta el hallazgo –en modelo animal- de plástico en el cerebro 2 horas después de la ingesta. El cuarto (4) trata sobre los beneficios y riesgos de las actuales técnicas de reciclaje de plásticos, así como del potencial de la bioingeniería. En el quinto (5) se presenta una bacteria artificial que puede degradar diversos tipos de microplásticos.

1.- Primer artículo: Un reciclador argentino es pionero en ofrecer “bonos de plástico” al mercado internacional (1.1.) (1.2.) (1.3.)

Un reciclador de la Argentina resultó aprobado en la auditoría PCX, y se constituyó así en el primer caso, en el país y en Latinoamérica, de oferta de “bonos de plástico” en el mercado internacional. Se trata de un proyecto de reciclado de desechos pesqueros (redes, cajones, sogas y boyas) en la Patagonia, liderado por la empresa Cabelma, encargada de limpiar, triturar y tratar los residuos para incorporarlos en procesos de extrusión para la producción de distintos productos.

Cabelma resultó aprobada por la auditoría de Plastic Credit Exchange (PCX) que exige el cumplimiento del estándar internacional Plastics Pollution Reduction Standard (PPRS) y, de esta forma, recibió la acreditación de la organización para emitir “bonos de plástico”, los cuales se ofrecen mediante la página web de PCX Markets o a través de la Fundación Banco de Plásticos. “Un bono de plástico certifica que el titular ha sido responsable por la recolección y el reciclado del equivalente a una tonelada de desecho plástico”.

La Fundación Banco de Plásticos es una organización multisectorial cuyo propósito es promover el reciclado de materiales plásticos. Con su enfoque basado en “bonos de plástico”, proporciona una solución para financiar el reciclado, impulsar la economía circular y fomentar la responsabilidad ambiental de las empresas.

“Para entender cómo nacen los bonos de plástico, primero es necesario entender por qué motivo en la Argentina no se recicla más que el 13% de los plásticos… Es por una cuestión económica, ya que los costos de reciclar ciertos plásticos son tan altos que no se terminan reciclando”, explicó a Télam el director de Cabelma, Francis Van Lierde. Indicó que “entonces, para poder solucionar esto, se desarrollan los bonos de plástico como herramienta para que los recicladores puedan cobrar un plus para poder sustentar sus costos y de esta manera, reciclar más”, y añadió que “por el otro lado, las empresas que compran los bonos pueden adjudicarse la responsabilidad por la cual se recolectan y se reciclan esos plásticos”. Señaló que “esos fondos son destinados a que las empresas puedan solventar los costos de su reciclaje y al mismo tiempo sirvan de incentivo para que puedan reciclar más cantidad”.

Por su parte, el presidente de la Fundación Banco de Plásticos, Carlos Briones, destacó que “los bonos de plástico son una solución sencilla, transparente y escalable para abordar la problemática de los plásticos. Esto logra promover la industria de recolección, transporte y reciclado de plásticos”, remarcó Briones, quien puntualizó que “en Argentina, Borneo Readers es pionera en adquirir bonos de plásticos”. Borneo es una empresa ubicada en el barrio porteño de Villa Crespo, que diseña, fabrica y comercializa anteojos. Por su parte, el gerente general de Borneo, Iván Shemi, destacó: “Nos enteramos de que la Fundación ofrecía bonos de plástico y nosotros nunca habíamos escuchado nada al respecto. Tuvimos una reunión con ellos donde nos explicaron cómo funcionaba y nos pareció una excelente manera de mostrar el compromiso que tenemos en Borneo con el medio ambiente”. Explicó que la compañía decidió adquirir “bonos de plástico: “Primero, porque es una herramienta totalmente novedosa a nivel internacional, y que cada vez va a cobrar mayor relevancia, y como empresa estamos obligados a estar a la vanguardia”. “Segundo, porque creemos que nuestros clientes aprecian este tipo de iniciativas sustentables, y compensar nuestra huella de plástico es una forma de generar fidelidad con nuestra comunidad”, afirmó Shemi.

El Banco de Plásticos se inspiró en el concepto de los bonos de carbono y lo aplicó a la problemática del plástico. Este enfoque permite a las empresas compensar su huella de plástico al adquirir bonos que certifican su responsabilidad en la recolección y el reciclado de este material.

Respecto del marco internacional, Plastic Credit Exchange (PCX) es una organización que asesora a empresas sobre cómo trazar y ejecutar soluciones en materia de sostenibilidad, y es pionera en el mundo en establecer un Estándar de Reducción de la Contaminación Plástica (Plastics Pollution Reduction Standard, PPRS), un protocolo para la emisión de bonos de plástico.

Asimismo, PCX en alianza con el socio comercial PCX Markets desarrollaron una plataforma que vincula a cooperativas, emprendedores y empresas que reciclan plásticos con compañías o marcas que buscan compensar su huella de plástico. Es decir, empresas que usan plástico virgen en sus envases, packaging o productos pueden certificar ser “plástico neutro” compensando el plástico que introducen al mercado mediante el reciclaje por sus propios medios o, como ofrece la Fundación Banco de Plásticos, mediante la adquisición de bonos.

Cómo emitir Bonos de Plástico

El director de Cabelma, Francis Van Lierde, explicó que “para poder emitir los bonos de plástico, un reciclador se debe poner en contacto con la fundación Banco de Plásticos que lo acompaña a lo largo de todo el proceso”. El reciclador debe resultar aprobado en una auditoría en la cual “se verifica si se cumplen todos los requisitos establecidos en el protocolo internacional PPRS de PCX”. “Una vez que los bonos de plástico son adquiridos por una empresa, el Banco de Plásticos cobra una comisión para solventar su trabajo y el resto es propiedad del reciclador. Esos fondos son destinados a solventar los costos de su reciclaje y como incentivo para reciclar más cantidad”, señaló el ejecutivo. Asimismo, destacó que “comprar los bonos de plástico es realmente sencillo”, y precisó que “se ofrecen en una plataforma abierta y en línea donde cualquier empresa de cualquier parte del mundo puede acceder a un menú de proyectos de reciclado de plásticos”. Van Lierde remarcó que “este es un mercado voluntario y transparente, en el cual los precios están definidos por oferta y demanda”.

2.- Segundo artículo: Hallan 9 tipos de microplásticos en corazones humanos (2.1.) (2.2.)

Estamos saboreando un delicioso pescado sazonado por un excelente chef en un restaurante de alta gama. Si bien el pescado fue lavado, limpiado y deshuesado con gran esmero, seguramente contendrá hasta 47 partículas de microplásticos. El consumo humano anual de microplásticos oscila entre 39.000 y 52.000 partículas de entre 1 µm y 5 mm que se abren camino en nuestro torrente sanguíneo y se localizan en distintos componentes de nuestros cuerpos.

Según un comunicado oficial de la American Chemical Society, un equipo de investigadores analizó los tejidos cardíacos de 15 personas antes y después de someterse a una cirugía cardíaca, habiendo encontrado 9 tipos de microplásticos en 5 tipos de tejido, donde el más grande medía 469 μm de diámetro. También se detectaron 9 tipos de microplásticos en muestras de sangre pre y postoperatorias con un diámetro máximo de 184 μm. También se detectaron microplásticos en heces, pulmones y placentas humanas, que tienen exposición directa al entorno externo a través de las respectivas cavidades corporales. En la actualidad se están relevando datos cruciales sobre la exposición a microplásticos de otros órganos humanos.

3.- Tercer artículo: Hallan en el cerebro plástico de envoltorio de alimentos 2 horas después de la ingesta (3)

Las partículas micro y nanoplásticas ingresan a nuestros cuerpos a través de consumibles diarios como la leche y la carne, pueden llegar a lugares remotos y penetrar en las células vivas. Como confirmación de esta potencialidad, un nuevo estudio descubrió que el poliestireno, un plástico ampliamente utilizado en envases de alimentos, puede detectarse en el cerebro solo 2 horas después de la ingestión. Lukas Kenner, autor principal del estudio, señaló: “En el cerebro, las partículas de plástico podrían aumentar el riesgo de inflamación, trastornos neurológicos, e incluso enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer o el Parkinson”.

El estudio se llevó a cabo en un modelo animal. Se utilizaron 6 ratones, a 3 de los cuales se les administró poliestireno por vía oral. Sacrificaron a esos ratones entre 2 y 4 horas después de la ingestión y se extrajeron sus cerebros para probar la presencia de plástico. El equipo descubrió partículas nanoplásticas que habían cruzado la barrera hematoencefálica y estaban presentes en los cerebros de los ratones. Por otra parte, esas partículas también pudieron cruzar las barreras impermeables del intestino.

El estudio concluye señalando que: “Para minimizar el daño potencial de las partículas microplásticas y nanoplásticas para los humanos y el medio ambiente, es crucial limitar la exposición y restringir su uso mientras se realizan más investigaciones sobre sus efectos”.

4.- Cuarto artículo: Beneficios y riesgos del reciclaje de plásticos

Es sabido que la contaminación por plásticos representa diversos riesgos para la salud y el medio ambiente, y que por tanto es necesario recolectarlos y reciclarlos. Pero resulta que las actuales técnicas de reciclaje de plástico podrían estar empeorando la problemática de la contaminación.

Muchas fueron las iniciativas para reducir los desechos plásticos. Por ejemplo, el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) lanzó en 2012 la Estrategia de Honolulu a través de su Alianza Global sobre Basura Marina, para reducir las fuentes y las acumulaciones de microplásticos mediante la promoción de las 5R (reducir, reutilizar, reciclar, rediseñar y recuperar).

Sin embargo, un nuevo estudio realizado en la Universidad de Strathclyde (Escocia), dirigido por Erina Brown y Deonie Allen, del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental de la Universidad, reveló que -en realidad- las actuales instalaciones de reciclaje liberan microplásticos en el ambiente. Según dicha investigación, una sola instalación de reciclaje puede emitir hasta 1,3 millones de kilogramos de microplásticos por año. Interesting Engineering entrevistó a Erina Brown. Con relación a la motivación del estudio, dijo: “Existe una gran brecha en la investigación sobre el rol de las instalaciones de reciclaje de plástico como fuente de contaminación por microplásticos, con solo dos estudios publicados a nivel mundial que analizan partículas mucho más grandes de las que nosotros investigamos”.

Dentro de una planta de reciclaje

Las instalaciones de reciclaje reciben desechos plásticos de diversas fuentes, los cuales pasan por un proceso de varios pasos para convertirlos en materiales reutilizables. Una vez recolectados, los desechos se clasifican por tipo, como PET (tereftalato de polietileno) o HDPE (polietileno de alta densidad). Después se trituran o muelen en trozos más pequeños, los cuales se lavan a fondo para eliminar impurezas, como suciedad, etiquetas, adhesivos y contaminantes. Después del lavado, los desechos se convierten en pequeños gránulos, los cuales son vendidos a quienes los moldearán en nuevos productos. Pero el agua de la instalación, plena de microplásticos, ya se vertió y contaminó al medio ambiente.

Brown y su equipo comenzaron su investigación en una planta (de última generación) de reciclaje de plástico en el Reino Unido, recolectando muestras de agua de cada paso del proceso y análizándolas para comparar el contenido de microplásticos en las sucesivas etapas del proceso de reciclaje. Los hallazgos resultantes fueron sorprendentes: Encontraron hasta 75 mil millones de partículas de microplásticos por metro cúbico de agua filtrada: “Calculamos estimaciones de totales anuales de hasta 1.366 toneladas de microplásticos liberados en el agua de lavado con filtración instalada. Esto aumentó a 2.933 toneladas en las muestras de prefiltración. En dos de los puntos de muestreo, aproximadamente el 95% de los microplásticos tenían menos de 10 μm y el 80% menos de 5 μm”, dijo Brown.

Los microplásticos también se hallan en el suelo, en la atmósfera y en los alimentos. Un estudio dirigido por Janice Brahney de la Universidad Estatal de Utah encontró que incluso las áreas más remotas y protegidas de EE.UU., como los parques nacionales y las áreas silvestres, exhibían una acumulación significativa de microplásticos transportados por las lluvias y el viento. Según el PNUMA, la contaminación por microplásticos en suelos, sedimentos y agua dulce es significativamente mayor que en los ambientes marinos. También el uso de lodos de depuradora como fertilizante contribuye a la distribución de microplásticos en suelos y granjas. Básicamente, están en todas partes.

La presencia de microplásticos afecta también al clima terrestre. En un estudio dirigido por Laura E. Revell, de la Universidad de Canterbury (Nueva Zelanda), se descubrió que los microplásticos tienen un doble efecto en el medio ambiente: pueden dispersar la radiació solar, enfriando el clima, y pueden absorber la radiación emitida por la Tierra, contribuyendo al efecto invernadero. Asimismo, la contaminación por microplásticos tiene un efecto directo en la vida acuática, los ecosistemas locales y la salud humana. En la tierra, la presencia de microplásticos altera el delicado equilibrio de los ecosistemas al disminuir las poblaciones de microorganismos que residen bajo la superficie, muchos de los cuales son esenciales para la salud del suelo y de las plantas. Además, los plásticos clorados contribuyen a la contaminación del suelo y el agua, liberando sustancias químicas nocivas que pueden dañar los ecosistemas circundantes.

Cómo abordar la problemática

Para abordar esta compleja problemática, sabiendo que el reciclaje de plásticos puede no ser la solución, primero debe comprenderse que muchos microplásticos provienen de prendas de vestir, productos cosméticos y protectores solares. Varios países, como el Reino Unido, los Países Bajos, Irlanda y Canadá, han prohibido el uso de microesferas en productos cosméticos.

Brown y su equipo recomiendan incorporar métodos de filtración adicionales para eliminar los microplásticos más pequeños en las instalaciones de reciclaje. “Algunos métodos son la coagulación o la floculación (para agrupar las partículas y facilitar su eliminación), u otros que pueden ayudar a eliminar los microplásticos del agua de lavado. El problema con esos métodos reside en la dificultad para hacerlos económicamente viables o efectivos con los volúmenes necesarios“, explicó Brown. También creen que es necesario integrar la variable microplásticos en las normas de calidad del agua. Pero nada de ello será suficiente, ya que la única solución real reside en una reducción global masiva en la producción y el consumo de plástico. “Necesitamos un cambio drástico e impactante en nuestra mentalidad hacia el uso de plásticos en la economía y en nuestras vidas. Para hacerlo se deben tomar y comprometer decisiones internacionales”, explicó Brown.

Por otra parte, varios equipos de investigación están bioingenierizando enzimas y microorganismos que pueden descomponer los plásticos. En 2016, un equipo dirigido por Shosuke Yoshida informó sobre una especie de bacteria llamada Ideonella sakaiensis que puede usar PET como fuente de energía y carbono. En otro estudio, dirigido por Harry P. Austin de la Universidad de Portsmouth, los investigadores estudiaron la PETasa, una enzima capaz de descomponer el PET. Al ingenierizarla para mejorar su capacidad de degradación de PET, descubrieron que también puede degradar otro plástico llamado dicarboxilato de polietileno-2,5-furano, lo que abre posibilidades para reciclar plásticos de base biológica. Estos hallazgos indican el potencial de la ingeniería de proteínas para mejorar el rendimiento de la PETasa y enfatizan la necesidad de desarrollar una mejor comprensión de la biodegradación de los poliésteres sintéticos.

5.- Quinto artículo: Bacterias artificiales degradan diversos tipos de microplásticos (5.1.) (5.2.)

Hace unos años recibíamos con sorpresa las noticias sobre descubrimientos de microplásticos en lugares insospechados. Hoy es más pertinente preguntarse dónde no están. La lucha contra la contaminación por microplásticos es una prioridad mundial, y la ciencia está dando pasos audaces para abordar este desafío global.

En este contexto crítico, científicos españoles liderados por Víctor Guallar, del Centro de Supercomputación de Barcelona, Manuel Ferrer, del Instituto de Catálisis y Petroleoquímica del CSIC, y Sara García-Linares, de la Universidad Complutense de Madrid, han unido sus conocimientos en biotecnología y biología molecular para sintetizar una proteína artificial capaz de degradar ciertos tipos de microplásticos. El diseño de esta proteína artificial se basa en una proteína natural llamada FraC, presente en ciertas bacterias. Mediante técnicas de inteligencia artificial, los investigadores modificaron la estructura de esta proteína a nivel molecular, transformándola en una enzima altamente especializada en romper los enlaces químicos en los microplásticos. El proceso de degradación, conocido como hidrólisis, es crucial para la descomposición de los microplásticos, dado que conlleva la generación de fragmentos cada vez más pequeños y menos dañinos. Este descubrimiento muestra la importancia de la colaboración multidisciplinaria: la confluencia de la biotecnología y la biología molecular, junto con técnicas de supercomputación, permitió abordar -de manera innovadora- un problema ambiental complejo.

Para evaluar la eficacia de la proteína artificial, los investigadores hicieron comparaciones con enzimas de referencia ya conocidas por su capacidad para degradar algunos plásticos. Los resultados de las comparaciones destacan la singularidad de la proteína artificial en cuanto a su capacidad para degradar microplásticos. En particular, una de las proteínas diseñadas, de nombre codificado npFraCm1, muestra una notable diferencia en su perfil de degradación en comparación con las enzimas de referencia. Mientras éstas tienden a producir solo fragmentos más pequeños del mismo PET (TPET), la nueva enzima lo digiere formando tereftalato de etileno (ETE) como producto de degradación principal, un residuo mucho más simple en términos moleculares, y más fácil de descomponer y tratar.

Este tipo de recursos podría emplearse en el tratamiento de aguas residuales, en plantas de reciclaje, e incluso posibles aplicaciones a gran escala. Aunque para ello, será necesario conocer la viabilidad de escalar la producción de estas proteínas, sus efectos medioambientales, y el impacto de los productos resultantes de la degradación.