Un innovador plástico biodegradable podría terminar con la contaminación marina

La contaminación marina es uno de los mayores desafíos ambientales del siglo XXI. Según la UNESCO, el 80% de la contaminación en los océanos proviene del plástico, un material que, debido a su durabilidad, se desintegra en microplásticos que pueden afectar a la fauna marina, además de amenazar la salud humana a través de la cadena alimentaria.

Este problema se ve agravado por la creciente producción de plásticos de un solo uso, que, a pesar de los esfuerzos globales para reducir su uso, continúan siendo una de las principales fuentes de contaminación. Sin embargo, una nueva investigación realizada por un grupo de ingenieros biomédicos de la Universidad del Sur de California (USC), liderada por la profesora Eun Ji Chung, podría representar un cambio significativo en la batalla contra los desechos plásticos.

En un estudio reciente, el equipo desarrolló un sustituto plástico biodegradable, basado en un mineral presente en las conchas de mar, que se degrada de manera natural en el agua salada, ofreciendo una alternativa viable al plástico convencional.

El plástico, por sus propiedades únicas, transformó industrias enteras y se convirtió en uno de los materiales más utilizados a nivel mundial. Sin embargo, su resistencia a la descomposición en el medio ambiente lo transformó en una amenaza persistente para los ecosistemas marinos.

Cada año, millones de toneladas de plástico terminan en los océanos, donde permanecen durante cientos de años, afectando la biodiversidad marina y contribuyendo a la creación de islas de plástico flotante, como la famosa gran mancha de basura del Pacífico.

Según los datos proporcionados por la UNESCO, la contaminación por plástico es responsable de la muerte de miles de especies marinas que ingieren o quedan atrapadas en desechos plásticos, lo que pone en riesgo el equilibrio de los ecosistemas marinos.

La investigación de la USC busca precisamente disminuir este impacto ambiental. El equipo, encabezado por Eun Ji Chung, profesora titular en la USC Viterbi School of Engineering, aprovechó su experiencia en biomateriales para desarrollar un material biodegradable con propiedades similares a las del plástico, pero con una gran ventaja: su capacidad para descomponerse rápidamente en ambientes marinos.

Según detalló la propia Chung, el trabajo surgió de una creciente preocupación por el impacto que los plásticos de un solo uso, como barbijos y guantes, tuvieron durante la pandemia de COVID-19, que aumentó la acumulación de desechos plásticos en los océanos. A través de la investigación, Chung y su equipo comenzaron a explorar cómo sustituir estos plásticos dañinos por alternativas que pudieran degradarse de forma más segura.

La clave del éxito de este nuevo material radica en el uso del carbonato de calcio, un mineral que se encuentra en abundancia en las conchas de mar. Este mineral, al ser combinado con un polímero biodegradable aprobado por la FDA, como el POC (polímero de octanodiol-citrato), forma una estructura plástica que conserva las propiedades esenciales de resistencia y flexibilidad del plástico tradicional.

La combinación de estos elementos crea un material denominado POC-CC, un plástico que, a diferencia de sus contrapartes convencionales, es completamente biodegradable en agua marina.

El equipo de investigación utilizó este material para crear prototipos, como los tradicionales anillos de plástico que sostienen latas de bebidas. Estos anillos, a menudo responsables de la muerte de animales marinos que se enredan en ellos, fueron fabricados con el nuevo plástico POC-CC.

Según lo explicado por Chung, el material resultante no solo muestra una alta resistencia, sino que también se degrada rápidamente en el agua salada sin liberar microplásticos ni alterar el pH del agua, lo que lo convierte en una opción viable para reemplazar los plásticos de un solo uso que terminan contaminando los océanos.

Para comprobar la efectividad de su descubrimiento, los investigadores de la USC realizaron una serie de pruebas en condiciones simuladas de agua marina. Durante un periodo de seis meses, observaron cómo el POC-CC se comportaba bajo diversas concentraciones de carbonato de calcio, analizando el ritmo de degradación del material y su impacto en el entorno marino.

Los resultados de las pruebas fueron sorprendentes. Como afirmaron los investigadores, el material se degradó de manera significativa conforme aumentó el contenido de POC y, lo más importante, no alteró el pH del agua, lo que lo hace seguro para los organismos marinos.

Además, el material demostró ser completamente biocompatible con los microorganismos marinos. Para probar esto, el equipo incubó algas verdes, como el Scenedesmus sp., junto con el POC-CC en agua simulada de mar durante seis meses, y observaron una alta viabilidad celular.

Según las proyecciones de los investigadores, este material podría utilizarse para fabricar productos como sorbetes biodegradables, que serían más resistentes que los de bambú o papel y más seguros que los reutilizables de metal, ofreciendo una alternativa sostenible y más amigable con el medio ambiente.

Aunque los resultados iniciales son prometedores, el equipo de la USC Viterbi sigue trabajando para perfeccionar el material. Eun Ji Chung explicó que uno de los principales objetivos es mejorar la velocidad de degradación del plástico para que se descomponga aún más rápidamente en ambientes marinos, sin comprometer su resistencia para aplicaciones industriales.

Además, se están evaluando otras aplicaciones para el material, que podrían incluir envases, envoltorios y otros productos desechables que tradicionalmente contribuyen a la contaminación plástica.

La investigación recibió el apoyo del USC Sea Grant, una asociación federal-estatal-universitaria que financia investigaciones orientadas a resolver los problemas derivados del manejo de recursos naturales en zonas costeras urbanas. Este apoyo es fundamental para seguir avanzando en el desarrollo de soluciones innovadoras que puedan marcar una diferencia tangible en la lucha contra la contaminación marina.

El descubrimiento de un plástico biodegradable basado en carbonato de calcio de las conchas marinas representa un avance significativo en la búsqueda de alternativas al plástico convencional.

Con su capacidad para degradarse rápidamente en el mar sin causar daño a la fauna marina, esta nueva material podría ser clave para reducir la contaminación en los océanos y promover un futuro más sostenible.

Como concluyó Eun Ji Chung, aún queda mucho trabajo por hacer, pero los resultados obtenidos hasta ahora ofrecen una nueva esperanza en la lucha por la preservación de los ecosistemas marinos y la protección de la vida en nuestros océanos.