El vertido de los pellets de plástico que amenaza las costas de Galicia, Asturias y el resto del norte de España es la manera más visual y evidente de percibir los peligros que pueden ocasionar los microplásticos en el entorno natural. El verdadero riesgo es que estas piezas, también conocidas como lágrimas de sirena, acaben en la cadena alimentaria al ser ingeridos por los peces y el marisco de la zona. Aunque todavía se desconocen los efectos que podría tener la ingestión de estas partículas y su entrada en el torrente sanguíneo de los humanos, en los últimos años se han presentado varias soluciones tecnológicas que buscan mejorar los sistemas de filtrado, retirada y eliminación de los microplásticos.  

La mayoría de los dispositivos de recogida de plásticos en el mar se basan en redes de arrastre o cintas transportadoras, que permiten recoger y retirar del agua los residuos de mayor tamaño, pero no están diseñados para reconocer y separar los de escalas inferiores. Por eso, investigadores de la Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida del Estado de Nueva York (CALS) de la Universidad de Cornell han diseñado y fabricado un pequeño prototipo de robot que, de producirse en masa y a gran escala, podría recoger kilos de microplásticos de la superficie de océanos, mares y lagos.

Para lograr el mejor resultado posible, el equipo dirigido por los ingenieros Sunghwan Jung y Anupam Pandey, antiguo investigador postdoctoral del laboratorio de Jung y actual profesor adjunto de ingeniería mecánica en la Universidad de Siracusa, se inspiraron en un curioso animal: el caracol manzana hawaiano (Pomacea canaliculate), que utiliza el movimiento ondulante de su pie para impulsar el flujo de la superficie del agua y succionar las partículas flotantes de comida.

Cómo funciona

Según el Consejo Económico y Social de las Naciones Unidas, los residuos plásticos constituyen el 80% de toda la contaminación marina. Entre 8 y 10 millones de toneladas métricas de plástico acaban en el océano cada año, y los pellets que amenazan las costas gallegas y asturianas son sólo el último ejemplo de cómo estos materiales llegan a las playas y pueden acabar formando parte de la cadena trófica. 

El verdadero riesgo reside en cómo los plásticos se diluyen y fragmentan continuamente por la acción del agua, el viento y el sol, conformando fibras y partículas tan pequeñas casi inapreciables para el ojo humano. Por eso es importante diseñar tecnologías cada vez más eficaces, precisas y autónomas, para que la limpieza se realice sin gran necesidad de energía y pueda abarcar superficies cada vez mayores.

A partir de un estudio publicado por la revista Nature, Jung y Pandey han desarrollado un pequeño prototipo fabricado con impresión 3D. Así obtuvieron una lámina flexible en forma de alfombra capaz de ondularse, ayudada por una estructura helicoidal en la parte inferior de la lámina. Ésta gira como un sacacorchos, lo que permite que el robot ondule y cree una onda móvil en el medio acuático.

"Nos inspiramos en la forma en que este caracol recoge partículas de comida para diseñar un dispositivo que pudiera recoger microplásticos en el océano o en la superficie de una masa de agua", afirma Jung, profesor y director de estudios de posgrado del Departamento de Ingeniería Biológica y Medioambiental de CALS, en un comunicado de prensa de la citada universidad.

[El invento contra la sequía para jubilar al agua en botella: filtra bacterias y elimina microplásticos]

Para completar el diseño, los investigadores debían analizar en diferentes condiciones y con distintos tipos de agua el movimiento del prototipo. "Necesitábamos entender el flujo del fluido para caracterizar el comportamiento del bombeo", explica Jung. De momento, el diminuto robot basado en la técnica del caracol manzana está abierto al aire, a diferencia de otros sistemas cerrados.

Según sus cálculos, un diseño cerrado con la bomba encapsulada y un tubo para aspirar el agua y las partículas de plástico necesitaría mucha energía para funcionar, lo que lo haría inviable a largo plazo. En cambio, el robot abierto que han fabricado y probado en laboratorio sólo utiliza 5 voltios de electricidad para aspirar agua constantemente. 

Sunny Jung, profesor de Ingeniería Biológica y Medioambiental, enseñando el robot en el laboratorio Cornell University Omicrono

Lo que estudian actualmente los científicos de CALS es la escalabilidad de la tecnología y cómo acoplar filtros que recojan los microplásticos con eficacia. Además, evalúan la posibilidad de añadir un dispositivo de flotación para evitar que el robot se hunda en el agua, ya que el peso de la batería y el motor no le permitirían flotar en la superficie.

Otras alternativas

En los últimos años, científicos de todo el mundo han presentado soluciones y métodos que utilizan las más diversas tecnologías para la retirada segura de los microplásticos. Una de las más celebradas es la de Fionn Ferreira, un joven irlandés de 22 años que ha ideado un invento basado en imanes que elimina estas diminutas partículas del agua de manera rápida, segura y sin dañar el medioambiente. 

Fionn Ferreira Oficina Europea de Patentes Omicrono

El sistema propuesto por Ferreira utiliza una mezcla única de ferrofluido, un compuesto de nanopartículas ferromagnéticas disueltas en un solvente que es atraído por un campo magnético. La sustancia se adhiere a las diminutas partículas de plástico, separándolas del agua y permitiendo su eliminación mediante imanes. 

Otros investigadores, en este caso del Instituto de Ciencia y Tecnología Daegu Gyeongbuk (DGIST) de Corea del Sur, han desarrollado un purificador con el que eliminar todos los contaminantes del agua a una velocidad nunca antes vista: en sus pruebas eliminó más del 99,9% de los contaminantes en tan solo 10 segundos. Son unos resultados muy sorprendentes, sobre todo comparándolos con la eficacia de las ondas acústicas que ya se han utilizado para limpiar las aguas de microplásticos, con un exiguo 58% de eficacia y tiempos mucho más prolongados. 

La otra novedad del invento coreano, básicamente una membrana de tratamiento de aguas recubierta con un polímero de gran porosidad, es que no solo elimina con eficacia los microplásticos presentes en el agua. Esta solución también permite acabar con los compuestos orgánicos volátiles (VOC, por sus siglas en inglés), que pueden ser dañinos para la salud humana. 

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