¿Cómo limpiamos todo ese plástico del océano?

Foto: Servicio Nacional Oceánico de la NOAA

Actualmente hay entre 75 y 199 millones de toneladas de plástico contaminando nuestros océanos, según el Foro Económico Mundial. Este es el resultado de que los humanos reciclan solo el nueve por ciento de los desechos plásticos y arrojan 10 millones de toneladas a los mares cada año.

Si continuamos por este camino, el flujo anual de plástico hacia el océano podría triplicarse para 2040 a medida que la producción de plástico continúa aumentando. La contaminación plástica marina puede estar costando a la economía mundial billones de dólares cada año porque afecta la pesca, las costas, el turismo, la vida marina y los alimentos que comemos.

Algunos plásticos oceánicos terminan en uno de los cinco giros principales, sistemas de corrientes oceánicas que acorralan la basura marina en sus vórtices.

Los giros. Foto: NOAA

El Gran Parche de Basura del Pacífico, el giro más grande, ubicado entre Hawái y California, cubre 1,6 millones de kilómetros cuadrados, un área dos veces más grande que Texas. Se estima que contiene 1,8 billones de piezas de plástico, con un peso de casi 90.000 toneladas. Si bien hay muchos elementos flotantes identificables en el giro (macroplásticos como colillas de cigarrillos, bolsas de plástico, recipientes de alimentos, cestos de ropa, botellas de plástico, desechos médicos, artes de pesca y más), la mayoría del plástico es del tamaño de hojuelas de pimienta o más pequeño. , descompuesto por el sol y las olas a lo largo de los años.

A pesar de que la mayoría de las piezas de plástico grandes se encuentran esparcidas por la inmensidad de los océanos y el resto puede ser demasiado pequeño para recolectar, hay una serie de organizaciones que intentan limpiar los océanos.

Ocean Cleanup, una organización holandesa sin fines de lucro cuyo objetivo es eliminar el 90 por ciento de la contaminación plástica flotante en el océano, está llevando a cabo el esfuerzo de más alto perfil para limpiar el plástico del océano. Su primer sistema de recolección resultó ineficaz cuando la basura plástica logró escapar de sus barreras y una parte se rompió debido a los vientos y las olas. Su iteración actual más exitosa ha eliminado 220,000 libras de plástico del Gran Parche de Basura del Pacífico.

Foto: Felton Davis

El sistema de Ocean Cleanup consiste en una gran barrera flotante similar a una red de tres metros de profundidad que forma una gran U que es remolcada lentamente por dos barcos. El flujo natural causado por el movimiento dirige el plástico a la zona de retención central. Una vez por semana, los dos barcos se juntan para cerrar las barreras, recoger la zona de retención y vaciar el plástico en una de sus cubiertas. Allí se separa en diferentes flujos de reciclaje, se empaqueta y se envía a instalaciones de reciclaje en tierra. El Sistema 03 de la organización está en proceso; es tres veces más grande y reducirá el costo por kilogramo de plástico recolectado.

Si bien Ocean Cleanup ha recibido mucha atención por sus esfuerzos, algunos biólogos marinos creen que sus métodos en realidad podrían hacer más daño que bien. Señalan que los barcos que funcionan con combustibles fósiles que remolcan las barreras emiten 660 toneladas de dióxido de carbono por mes de limpieza. Ocean Cleanup dice que compensa sus emisiones y que está experimentando con biocombustibles.

Varios expertos en plásticos oceánicos también están preocupados de que el sistema Ocean Cleanup dañe la vida marina y pueda matar a las criaturas incluso si se devuelven al océano. Ocean Cleanup responde que los peces pueden escapar de su sistema. Además, hay puertos de respiración para mamíferos, pájaros o tortugas que quedan atrapados en la zona de retención, cámaras subacuáticas para garantizar que la vida marina no se enrede y un disparador controlado a distancia que abre un extremo de la zona de retención. si una criatura está atrapada. Los observadores de especies protegidas siempre están a bordo para monitorear y documentar a todos los animales.

Foto: Soluciones tecnológicas de Zappy

Otra preocupación es que el sistema de Ocean Cleanup podría dañar un ecosistema poco conocido llamado neuston, que comprende insectos, gusanos, caracoles, nudibranquios, cangrejos, anémonas de mar y más que flotan en la superficie del océano como el plástico, antes de que los científicos hayan tenido tiempo suficiente para estudialo.

Otros críticos dicen que la técnica de Ocean Cleanup no puede deshacerse de los microplásticos, y algunos creen que las estrategias de menor tecnología, como la limpieza de playas, son más efectivas porque, en primer lugar, evitan que los plásticos lleguen al océano.

Si bien se ha descubierto que gran parte del plástico que flota en los giros tiene décadas de antigüedad, resulta que una mayor parte del plástico producido recientemente permanece cerca de las costas. Un estudio encontró que, durante los primeros cinco años después de ingresar al océano desde la tierra, el 77 por ciento del plástico permaneció en las playas o flotó en las aguas costeras. Según el oceanógrafo Erik van Sebille de la Universidad de Utrecht, la mayor parte del plástico en el océano permanece dentro de las 100 millas de la costa entre la costa y el océano, lavándose de un lado a otro y raspando la arena, un proceso que finalmente lo descompone en microplásticos. Esto significa que La limpieza de playas puede ser una de las formas más efectivas de lidiar con los plásticos y microplásticos oceánicos.

Varias organizaciones organizan regularmente limpiezas de playas para voluntarios: The Ocean Conservancy, Surfrider Foundation, American Littoral Society y Ocean Blue Project, por nombrar algunas.

La mayor parte del plástico ingresa al océano desde los ríos.

Río Marilao en Filipinas. Foto: JFValesquez Flor

Los científicos han descubierto que 1000 ríos en todo el mundo son responsables del 80 por ciento del plástico en los ríos que termina en el océano.

Ocean Cleanup también tiene tecnología de limpieza de ríos llamada Interceptors, embarcaciones similares a catamaranes que funcionan con energía solar que se colocan en la desembocadura de los ríos contaminados. A medida que fluye el agua, la basura es guiada por una barrera hacia la cinta transportadora del Interceptor que la arroja a un transbordador; el transbordador lleva la basura a los basureros en una barcaza que se lleva a la orilla del río y se vacía. La basura se envía a una instalación de gestión de residuos. Hasta el momento, ocho interceptores han retirado más de 2,2 millones de libras de basura de ríos en Indonesia, Malasia, Vietnam, República Dominicana y Jamaica.

Sr. rueda de basura. Foto: Dicklyon

En el puerto de Baltimore, el Sr. Trash Wheel atrapa la contaminación plástica de un río local. Sus barreras de contención dirigen la basura que fluye río abajo hacia su desembocadura, donde un rastrillo la levanta sobre una cinta transportadora. La basura se arroja a un contenedor de basura en una barcaza separada en la parte superior del cinturón y, finalmente, se incinera para obtener electricidad. Una rueda de agua gigante impulsa el rastrillo y la cinta transportadora, pero si la corriente no es lo suficientemente fuerte, se usa energía solar para bombear agua a la rueda para que siga funcionando. Cuatro ruedas de basura que trabajan actualmente en Baltimore han recogido 2000 toneladas de basura, incluidos 1,5 millones de botellas de plástico, 1,4 millones de envases de espuma y 12,6 millones de colillas de cigarrillos. Se están planificando ruedas de basura para Texas, California y Panamá.

AlphaMERS, una empresa india, fabrica cercas de malla de acero inoxidable que bloquean la basura del río. Son lo suficientemente fuertes como para soportar corrientes rápidas que podrían desbordar las barreras. El ángulo de las barreras dirige la basura hacia la orilla donde se recoge. Treinta y cuatro vallas están actualmente instaladas en ocho ciudades indias.

Este año, una startup holandesa instaló su primera barrera de burbujas en un canal de Ámsterdam. Un tubo perforado colocado en diagonal en el fondo de un río bombea aire, generando una cortina de burbujas. La bomba funciona con energía renovable si es posible.

Foto: La Gran Barrera de Burbujas

Cuando la corriente del río se encuentra con la barrera de burbujas, los desechos plásticos son empujados hacia un lado y hacia un sistema de captación. La tecnología permite que los barcos y los peces migratorios pasen fácilmente a través de las burbujas. Una barrera de burbujas en Katwijk, Países Bajos, evita que los plásticos lleguen al Mar del Norte, y se están planificando otras para Portugal y el sudeste asiático.

La investigación de Van Sebille estimó que hay 276.000 toneladas de pequeños plásticos flotantes en la superficie del océano. Pero los científicos creen que entre 5,3 y 14 millones de toneladas de plástico ingresaron a los océanos solo en 2010. Si lo que se encuentra flotando en la superficie del océano representa solo el uno por ciento del plástico que termina en el océano cada año, ¿dónde está el resto?

Los científicos creen que el océano contiene 24,4 billones de piezas de microplásticos, fragmentos de plástico de menos de cinco milímetros de largo, o del tamaño de una semilla de sésamo, que pesan entre 82.000 y 578.000 toneladas. Es probable que haya más. La mayoría de los microplásticos provienen de la ropa sintética, los productos de cuidado personal, los neumáticos, el polvo de la ciudad y la descomposición de los desechos plásticos. La tecnología actual no puede filtrarlos en las plantas de tratamiento de aguas residuales, por lo que la mayor parte se lava en el mar y termina en el océano o en los sedimentos.

Una muestra de sedimento tomada frente a la costa de Santa Bárbara, CA, mostró el contenido del sedimento desde 1870 hasta 2009. En las capas que representan desde 1945 hasta 2009, los investigadores encontraron fibras plásticas de un milímetro o menos de tamaño. Con el paso de los años, la cantidad se duplicó cada 15 años, un aumento que refleja la tasa real de producción mundial de plástico. Los investigadores australianos que analizan los sedimentos oceánicos estimaron que ahora existen casi 15,5 millones de toneladas de microplásticos en el fondo del océano.

Plástico encontrado en el estómago de un ave marina. Foto: Servicio de Pesca y Vida Silvestre de EE. UU.

Los animales marinos comen microplásticos, lo que significa que también ingieren los químicos tóxicos que se agregaron para hacer que el producto de plástico original fuera flexible, colorido, impermeable o resistente al fuego. Los microplásticos también pueden absorber otros químicos tóxicos y transportar bacterias dañinas. Se ha demostrado que dañan la vida marina al alterar los sistemas reproductivos, retrasar el crecimiento y causar inflamación de los tejidos y daño hepático.

Debido a que se han encontrado microplásticos en toda la vida marina, incluso en las entrañas de pequeños crustáceos en las fosas más profundas del océano, son parte de la cadena alimentaria y también son consumidos por los humanos. Ya se han encontrado microplásticos en sangre humana, heces y en las placentas de bebés por nacer, pero hasta ahora no se han realizado grandes estudios definitivos sobre cómo los microplásticos dañan la salud humana.

Beizhan Yan es profesor asociado de investigación de Lamont en el Observatorio de la Tierra Lamont-Doherty de la Escuela Climática de Columbia, donde se especializa en contaminación plástica. Está colaborando con investigadores del Departamento de Química de Columbia y la Escuela de Salud Pública Mailman para examinar la presencia de microplásticos y nanoplásticos (piezas diminutas de menos de una micra de tamaño) en humanos: qué niveles de exposición tienen las personas, cómo entran las partículas de plástico en la sangre, si los microplásticos se transportan a los órganos y si pueden causar efectos adversos para la salud.

Yan también está trabajando con Riverkeeper, Philip Orton del Stevens Institute of Technology y su colega Joaquim Goes en Lamont para estudiar las fuentes y el destino ambiental de los microplásticos en las vías fluviales de la ciudad de Nueva York. Limpiar los microplásticos y al mismo tiempo proteger los ecosistemas no será fácil.

Yan dijo: "Esos pequeños microplásticos coexisten con muchos otros minerales y partículas finas, como limo, arcilla, restos de plantas y carbón negro, todo tipo de otras partículas, ya sean naturales o antropogénicas. Tienen un tamaño y una densidad similares, por lo que es difícil para separar eficientemente los microplásticos de otras partículas. En términos de concentración o masa, los microplásticos son probablemente menos del 0,1 por ciento de la masa total de estas partículas". Él cree que en el futuro, los investigadores pueden desarrollar tecnología para separar los elementos de manera eficiente, pero hoy en día no existe.

Microplásticos. Foto: Universidad Estatal de Oregón

Sin embargo, hay esfuerzos en curso para hacer frente a los microplásticos. El Sistema satelital de navegación global Cyclone de la NASA puede ayudar a rastrear los microplásticos a medida que se mueven al analizar dónde la superficie del océano es más suave y, por lo tanto, es probable que tenga más microplásticos. Esto permite a las organizaciones que intentan limpiar los microplásticos identificar las áreas de mayor densidad.

Se están realizando numerosos experimentos para capturar microplásticos. Wasser 3.0, una empresa alemana, utiliza un compuesto especial no tóxico que, cuando circula en un vórtice, atrae los microplásticos en grumos similares a palomitas de maíz que luego se pueden recolectar. La técnica podría utilizarse en plantas de tratamiento de aguas residuales o procesos industriales. Ya se está utilizando en una planta de procesamiento de papel y una planta de tratamiento de aguas residuales en Landau-Mörlheim, donde eliminó 600 libras de microplásticos.

Algunos científicos descubrieron enzimas que pueden descomponer el poliéster. Investigadores de la Universidad Politécnica de Hong Kong diseñaron una biopelícula pegajosa a partir de una bacteria que puede incorporar microplásticos. En la Universidad de Adelaide, los científicos crearon imanes de nanotubos de carbono en forma de resorte que atrapan los microplásticos y los descomponen en piezas inofensivas solubles en agua. Y un estudiante de química en los Países Bajos inventó un dispositivo donde los microplásticos se adhieren a un líquido magnético; Luego, el contenido se puede eliminar con un imán, dejando solo agua.

Sin embargo, Yan sostiene que la forma más rentable de lidiar con la contaminación plástica es controlar sus fuentes. Por ejemplo, las aguas residuales son una de las principales fuentes de microplásticos, aunque los microplásticos se originan a partir de los productos que usa la gente. Los estudios muestran que la mayoría de los microplásticos en los efluentes de aguas residuales son microfibras que provienen de lavadoras y secadoras de ropa. El estudio de Yan sobre las aguas de la ciudad de Nueva York encontró que más del 90 por ciento de los microplásticos de más de 0,2 milímetros eran microfibras que se desprenden de la ropa, transportadas por las aguas residuales de las lavadoras. Con más y más personas vistiéndose con ropa hecha de materiales sintéticos que desprenden microfibras, es poco probable que el negocio de la moda deje de usar estos materiales, por lo que, para empezar, se debe evitar que las microfibras lleguen al sistema de alcantarillado. Yan e investigadores de SUNY Stony Brook y la Universidad Estatal de Carolina del Norte están proponiendo un estudio a la NOAA para desarrollar técnicas de filtración avanzadas que puedan capturar microplásticos y fibras de la ropa y reutilizarlos en nuevas fibras para usar en la industria de la moda.

Además de los microplásticos que se acumulan en los sedimentos, el plástico más grande también se hunde en el lecho marino. Un estudio encontró que el 50 por ciento del plástico en los vertederos es más denso que el agua de mar, lo que significa que estos objetos pueden hundirse por sí solos. El otro 50 por ciento puede ser colonizado por percebes y otros organismos con el tiempo, haciéndolos más pesados ​​que el agua de mar, por lo que eventualmente también se hunden.

Bolsa de plástico en el fondo del mar. Foto: NOAA

Una imagen que se ha vuelto icónica es la de la bolsa de plástico encontrada en la Fosa de las Marianas, el punto más profundo del océano, a 36,000 pies bajo el nivel del mar en el Océano Pacífico. También se han encontrado otros plásticos de un solo uso en el fondo del océano y, aunque ha habido algunas estimaciones limitadas de la cantidad de plástico que reside en ciertas áreas, no hay datos para la mayoría de las áreas del fondo marino en general.

Según Yan, las dos preguntas fundamentales sobre los plásticos en el fondo del océano son: ¿dónde están los macroplásticos y están causando problemas?

“La comunidad científica puede usar modelos para averiguar dónde están la mayoría de estos plásticos, porque no lo sabemos en este momento”, dijo. Pero limpiar los plásticos en el fondo del océano es un desafío porque se asientan muy profundo y una limpieza sería muy costosa. Otra preocupación es que los plásticos en el fondo del océano se conviertan en parte del ecosistema. "Algunos de los animales usan los plásticos y viven con ellos", dijo Yan. "¿Cómo haces una limpieza sin interferir con los ecosistemas de esos animales?"

Yan cree que los científicos pueden eventualmente desarrollar un dron submarino que pueda identificar macroplásticos y recolectarlos del fondo del océano. Sin embargo, esto sería costoso debido a la necesidad de bajar los drones, recoger los macroplásticos y llevarlos a la costa, y posiblemente la necesidad de contar con pilotos capacitados para operar los drones.

Si bien las tecnologías de limpieza tienen un papel que desempeñar en la limpieza del plástico oceánico, ninguna solución única puede reducir de manera efectiva el plástico oceánico. Lo que se requiere es un cambio fundamental y sistémico que incluya la prohibición de los plásticos de un solo uso a favor de productos diseñados para ser reciclados o reparados, y más infraestructura de reciclaje. Breaking the Plastic Wave, un informe de Pew, identificó las medidas que, de implementarse, podrían reducir el vertido anual de plástico en el océano en un 80 % en 20 años. Estos incluyen la reducción del consumo de plástico, la sustitución del plástico por materiales compostables, el diseño de productos y envases teniendo en cuenta el reciclaje, el aumento del reciclaje, la eliminación adecuada de los plásticos que no se pueden reciclar y la reducción de la exportación de desechos.

"Para mí, el plástico sigue siendo algo bueno", dijo Yan. "Con él, usa menos acero, madera y otros recursos. Pero la única forma de usarlo correctamente es reciclarlo, reutilizarlo y reutilizarlo, en lugar de desecharlo en el medio ambiente. Lamentablemente, menos del 10 por ciento de los plásticos se reciclan en este momento. Deberíamos investigar activamente soluciones asequibles para evitar que los plásticos lleguen al medio ambiente".

Con ese fin, Yan es el director de Plastic Pollution Analysis and Sustainable Solutions Network recientemente financiado por Columbia Climate School, que reúne a más de 30 investigadores que trabajan en derecho ambiental, ingeniería, análisis del ciclo de vida, salud ambiental y más.

"Creo que para los seres humanos, la contaminación plástica es el mayor problema de contaminación en este momento en términos de la cantidad total de contaminantes que se generan y lo difícil que es lidiar con ellos", dijo Yan. "Pero si trabajamos juntos, podemos resolver estos problemas en el futuro".

El mejor artículo que he leído sobre el plástico en el océano. Es una situación deprimente, pero alentador ver qué avances se están investigando y trabajando para la salud de las generaciones futuras.

Probablemente fui el primero en abordar esto hace más de 30 años en una serie de juicios que duró más de 20 años. El microplástico marino es una esponja para los PCB y ha matado o desplazado al fitoplancton como el comienzo de la cadena alimentaria de los océanos. Lo comemos, está en nuestro aire, lluvia y niños por nacer. La industria y el gobierno gastaron millones para defenderlo en los tribunales. En consecuencia, la mitad del fitoplancton se ha ido en mi vida. A medida que avanza, toda la vida pronto seguirá. Es reparable y, como beneficio adicional, puede detener el calentamiento global.

Artículo muy interesante, y me complace ver que la Escuela del Clima de Columbia aborda la contaminación plástica. Después de graduarme de SIPA (MPA-ESP, 2006), comencé a trabajar para la División de Desechos Marinos de la NOAA para promover políticas y soluciones basadas en la ciencia. Se han hecho progresos, pero el cambio de comportamiento sigue desafiándolo. ¡Sigan con el buen trabajo en Columbia!

Es bueno que alguien esté ayudando a limpiar el océano. Me conmueve el corazón cuando veo morir animales, especialmente tortugas marinas.

¡Están haciendo un gran trabajo limpiando el océano!

El mejor artículo que he leído sobre el plástico en el océano. Es una situación deprimente, pero alentador ver qué avances se están investigando y trabajando para la salud de las generaciones futuras.

de hecho, necesitamos ayudar al océano con plástico y me alegro de que haya artículos para dar consejos sobre cómo ayudar a la planta.

Al menos alguien está tratando de ayudar a limpiar el océano. Me encantan los delfines y me duele verlos morir de todo el plastico

Me encanta este artículo es uno de los mejores. realmente muestra cuánto afecta la contaminación a nuestro planeta y a las criaturas marinas en esta tierra. es triste como la gente esta causando a nuestro planeta y ecosistema.

¿Qué soluciones puedo usar para evitar que el plástico esté en el océano?