Cómo los microplásticos y nanoplásticos se infiltran en el hielo del Ártico
La científica medioambiental Alice Pradel cultiva testigos de hielo en el laboratorio para investigar el transporte y la acumulación de microplásticos y nanoplásticos
"Beat the Microbead" es el nombre de una campaña lanzada en 2012 con el objetivo de reducir el uso de microplásticos en productos cosméticos para minimizar los efectos negativos sobre el medio ambiente y las personas. Para Alice Pradel, la campaña fue una llamada de atención. "Como joven científica medioambiental, me sorprendió que estuviéramos vertiendo todas estas sustancias químicas en el medio ambiente sin preocuparnos de averiguar qué era de ellas", recuerda. Más o menos al mismo tiempo, circulaban imágenes del Gran Parche de Basura del Pacífico: una enorme alfombra de basura en medio del Pacífico, formada en gran parte por residuos plásticos y símbolo del exceso antropogénico de plástico. En 2020 se produjeron en todo el mundo unos 400 millones de toneladas de plástico; de este total, el 9% se recicló, el 12% se incineró y el resto acabó en vertederos, en el medio ambiente o en el mar.
Alice Pradel, becaria de la ETH, en la cámara fría: aquí crea núcleos de hielo en columnas llenas de agua de mar para estudiar el transporte de microplásticos y nanoplásticos en el hielo.
Bild: Michel Büchel / ETH Zürich
Desintegrarse en nuevas propiedades
"Lo que me fascina de las ciencias medioambientales es que me permiten aprender continuamente más sobre nuestra relación con el medio ambiente", afirma Pradel. "Para mí, preocuparse por la Tierra también significa comprenderla mejor". En sus estudios de máster en la Universidad de Rennes, en el noroeste de Francia, se centró en cómo diferentes sustancias químicas, como los pesticidas, se acumulan en los suelos y otros medios porosos. En 2018, asistió a una conferencia de Julien Gigault, químico del centro de investigación francés CNRS. Explicó a los estudiantes cómo el plástico en el medio ambiente se descompone en partículas cada vez más pequeñas por procesos bióticos y abióticos y cómo el material adquiere nuevas propiedades como resultado. Esta miniaturización permite a las partículas impregnar todos los sistemas ecológicos, un hecho que fascinó e impactó a Pradel.
Por eso escribió su tesis doctoral, bajo la dirección de Gigault, sobre cómo y dónde se acumulan los microplásticos y nanoplásticos en los materiales porosos. Cuando se acercaba al final de este proyecto, descubrió con asombro que también se habían acumulado grandes cantidades de microplásticos en el hielo marino del Ártico. Los estudios lo habían confirmado poco antes. El hielo es una sustancia porosa; tiene zonas de mayor y menor densidad, así como cavidades y flujos microscópicos de agua salada entre los cristales de hielo. Como resultado, hay un intercambio constante entre el agua de mar y el hielo, y el interés de Pradel por este fenómeno empezó a crecer. "Las micro y nanopartículas pueden quedar atrapadas entre los cristales de hielo. Esto es muy problemático, ya que son precisamente los lugares donde mejor prosperan las microalgas", explica. Otros investigadores han demostrado que estas algas absorben aditivos plásticos tóxicos, lo que les garantiza la entrada en la cadena alimentaria del Ártico.
Un estudio de 2018 demostró que son las partículas de microplástico más pequeñas las más comunes en el hielo marino. Por definición, los microplásticos son más pequeños de 5 centímetros, y los nanoplásticos más pequeños de 1 micrómetro. Los investigadores no pueden cuantificar las partículas de plástico de menos de 10 micrómetros, que es el límite analítico. "Esto sugiere que no podemos ver ni medir con precisión la mayor parte del plástico presente en el hielo marino", afirma Pradel.
Trabajo postdoctoral para mejorar los análisis
Mientras trabajaba en su tesis doctoral, Pradel desarrolló un método para cultivar hielo marino en el laboratorio. Desde abril de 2022, ha estado cultivando estos núcleos de hielo como parte de una beca postdoctoral en el Departamento de Ciencias Medioambientales de la ETH de Zúrich. El primer paso de su método consiste en enfriar agua de mar en una columna de vidrio con un gradiente de temperatura que va de 1 °C (extremo inferior) a -5 °C (extremo superior). Al cabo de 19 horas, se forma un núcleo de hielo de unos 10 centímetros de grosor en el extremo superior. Si se añaden micropartículas y nanopartículas plásticas al agua de mar al principio, Pradel puede rastrear cómo las partículas pasan del agua al hielo, donde permanecen.
En la actualidad, Pradel investiga en el grupo dirigido por la profesora Denise Mitrano, a quien conoció en una conferencia. El grupo de Mitrano investiga las partículas antropogénicas y su toxicidad e impacto en el medio ambiente. Entre otras cosas, ha desarrollado métodos analíticos que permiten medir con mucha más precisión los microplásticos y nanoplásticos, el complemento ideal para la investigación de Pradel. Un problema central en la cuantificación de microplásticos y nanoplásticos es distinguir el carbono de los materiales naturales, como las algas, del del plástico. Los investigadores pueden sortear este problema añadiendo trazadores inorgánicos a las partículas de plástico. Estos trazadores son oligoelementos que sirven como indicadores de los plásticos y permiten medir eficazmente las partículas de plástico en el hielo utilizando métodos de análisis medioambiental estándar, como la espectrometría de masas con plasma de acoplamiento inductivo.
Primera expedición al Ártico
Para sus análisis, Pradel también colabora con investigadores del Instituto Federal Suizo de Investigación Forestal, de la Nieve y del Paisaje (WSL). Utiliza la tomografía del laboratorio del WSL en Davos para analizar sus testigos de hielo a -15°C, y las imágenes resultantes proporcionan datos sobre la porosidad y la estructura del hielo. "Esto nos da información importante sobre dónde se acumulan las partículas microplásticas y nanoplásticas", afirma Pradel. Los experimentos actuales demuestran que las partículas nanoplásticas se transportan por el hielo de forma similar a las sales disueltas en el agua de mar. En cambio, la acumulación de microplásticos en el hielo depende más de la densidad de las partículas.
Pradel cree que sus experimentos también pueden abrir nuevas posibilidades en otras áreas de investigación. "El calentamiento global está haciendo que todo el hielo marino del Ártico sea mucho más dinámico. El propio hielo es cada vez más fino, los procesos de fusión son cada vez más rápidos y la redistribución de sales y partículas por todo el hielo se acelera". Con los experimentos de Pradel, esta evolución puede simularse en el laboratorio sin que los investigadores tengan que volar al Ártico. "Esto también tiene sentido porque nuestro objetivo es realizar investigaciones medioambientales respetuosas con el clima", afirma. Sin embargo, sus investigaciones no le permitirán evitar por completo los viajes al lejano norte: el próximo invierno, Pradel viajará por primera vez al Océano Ártico para medir con la mayor precisión posible la "huella de plástico" de la humanidad en el hielo.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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