Cada vez es más evidente la presencia de microplásticos en los cuerpos de agua, desde ríos hasta océanos, y su impacto en la vida acuática y en la salud humana. Por esta razón, científicos están buscando formas de eliminar estos contaminantes del agua y detener su fuente de origen. Ahora, un equipo de investigadores ha desarrollado un dispositivo que utiliza ondas sonoras para eliminar la mayoría de los microplásticos en muestras de agua reales.
La idea surgió de una conversación entre la Dra. Menake Piyasena, principal investigadora del proyecto, y un colega. Este sugirió la necesidad de nuevas formas de recolectar microplásticos en el agua. Debido a que las fuerzas acústicas pueden juntar partículas, la Dra. Piyasena se preguntó si podían utilizarse para hacer que estas partículas que se encontraban en el agua se agruparan, facilitando su remoción.
La filtración es la técnica más comúnmente utilizada para remover estos materiales del agua. Sin embargo, en un gran escala, el método puede ser costoso, ya que se requiere una limpieza regular de los filtros para evitar que se obstruyan. Por ello, se han estado investigando alternativas como la concentración de partículas plásticas en el agua en movimiento mediante ondas sonoras.
Algunos equipos han aplicado esta técnica para separar microplásticos de muestras preparadas en el laboratorio con agua pura, pero su trabajo se ha limitado a volúmenes pequeños de agua y partículas de tamaño reducido. La estudiante graduada Nelum Perera, del laboratorio de la Dra. Piyasena en el New Mexico Tech, decidió desarrollar un dispositivo que fuera útil para la mayoría de los tamaños y que pudiera escalarse para cumplir con objetivos del mundo real.
«Leí que la mayoría de los microplásticos en el medio ambiente tienen un tamaño mayor a decenas de micrones. Así que quería desarrollar un dispositivo que pudiera ser útil para la mayoría de los tamaños y que pudiera escalarse para cumplir con objetivos del mundo real.»
Dijo Nelum Perera al presentar su proyecto.
Primer prototipo para la eliminación de microplásticos
Para lograr esto, Perera creó un dispositivo prototipo de dos etapas con tubos de acero de 8 mm de ancho conectados a un tubo de entrada y múltiples tubos de salida. Luego, colocó un transductor en el lateral del tubo de metal. Al encender el transductor, generó ondas ultrasónicas a través del tubo de metal, aplicando fuerzas acústicas sobre los microplásticos a medida que pasaban por el sistema, haciéndolos más fáciles de capturar.
En experimentos iniciales con microplásticos de poliestireno, polietileno y polimetacrilato de metilo, los investigadores descubrieron que las partículas más pequeñas (6-180 µm de ancho) se comportaban de manera diferente a las más grandes (180-300 µm de ancho) en presencia de fuerzas acústicas.
A partir de estos resultados, los investigadores conectaron dos tubos de acero en tándem para desarrollar un sistema que pudiera aprovechar estos diferentes movimientos. La primera etapa capturó microplásticos pequeños de menos de 180 µm de ancho, mientras que la corriente de agua con los microplásticos más grandes restantes se envió a la segunda etapa para ser limpiada.
Para probar que el sistema de dos etapas podría funcionar en aplicaciones del mundo real, Perera y Piyasena realizaron una prueba piloto en una fábrica de reciclaje de plásticos en Sri Lanka. Durante la prueba, utilizaron el sistema de dos etapas para eliminar los microplásticos del agua de lavado de botellas de plástico recicladas. El sistema fue capaz de eliminar más del 90% de los microplásticos presentes en el agua de lavado, lo que indica que el método podría ser efectivo para reducir la cantidad de microplásticos en las aguas residuales de las fábricas de reciclaje de plástico. Además, el sistema también se ha probado en agua salada y agua dulce, y ha demostrado una eficacia similar en ambos tipos de agua.
El equipo detrás de esta investigación espera que la tecnología de separación por ondas acústicas pueda ser utilizada en estaciones de tratamiento de aguas residuales y en plantas de tratamiento de desechos. También podría ser utilizada para separar otros materiales de desecho del agua, lo que ayudaría a reducir la cantidad de residuos que se liberan al medio ambiente.
A pesar de que la tecnología aún se encuentra en su fase inicial, se espera que el sistema de dos etapas pueda ser utilizado en diversas aplicaciones para reducir la contaminación de microplásticos en el medio ambiente. La tecnología utiliza ondas sonoras de alta frecuencia para romper los microplásticos en partículas más pequeñas, que luego son eliminadas por un sistema de filtración. A medida que se desarrolla y perfecciona esta investigación, podría tener un impacto significativo en la reducción de la contaminación por microplásticos en el medio ambiente y en la protección de la salud humana y animal.
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