Los científicos proponen tres estrategias para resolver la crisis de la contaminación por plásticos

De los 8.700 millones de toneladas de desechos plásticos producidos entre 1950 y 2021, solo el 11 % se ha reciclado alguna vez, según estimaciones no publicadas de Roland Geyer, ecólogo industrial de la Universidad de California en Santa Bárbara. Esta cifra indica la verdadera crisis que el planeta vive respecto a la superproducción de plásticos y su destino final: el medio ambiente.

En 2019, el año más reciente del que se dispone de datos certeros, más de dos tercios de los 353 millones de toneladas (Mt) de desechos plásticos producidos se enviaron a vertederos o se incineraron, y el 22% (79 Mt) se manejó de manera incorrecta.

Lo que significa que se dejó como basura sin recolectar, se arrojó en sitios no regulados en tierra o en el agua, o se quemó al aire libre, según la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE), que proyecta que, para 2060, el aumento de la producción de plástico conducirá a una triplicación de los desechos anuales a más de 1000 millones de toneladas, y que la contaminación plástica anual (la porción mal administrada) podría duplicarse, si no se implementan nuevas políticas para detener la marea.

Frente a este desolador y hasta casi inevitable destino, una luz de esperanza se enciende en aquellos que se empeñan en cambiar las cosas y crear un futuro mejor para las nuevas generaciones.

En marzo pasado, la Asamblea de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente aprobó un acuerdo histórico para forjar un tratado global de plásticos para fines de 2024. Ese proceso implicará elaborar políticas y formas de hacerlas cumplir.

“Ver a los países acordar buscar un tratado que cubra todo el ciclo de vida de los plásticos fue una señal muy positiva”, indicó Kara Lavender Law, oceanógrafa de la Sea Education Association en Falmouth, Massachusetts. Investigadores de todo el mundo ahora están trabajando para ayudar a reducir la contaminación plástica. El equipo de Portsmouth, Law y muchos otros representan un enfoque: investigar las mejores políticas para reducir la producción, el uso y la eliminación de plásticos. Otros investigadores se enfocan en usar la tecnología para mejorar el reciclaje, o para crear nuevos tipos de plástico por completo.

Se necesitarán las tres amplias categorías de soluciones, dijo Steve Fletcher, director del centro de políticas de Portsmouth: “Se trata de tener un sistema que funcione durante todo el ciclo de vida de los plásticos”.

El mundo carece de esfuerzos importantes para reducir los desechos plásticos. Solo hay pocas prohibiciones o impuestos sobre ciertos tipos de plástico, como bolsas de un solo uso y contenedores para llevar. Existen regulaciones sobre cómo los desechos plásticos pueden moverse a través de las fronteras internacionales y esquemas de responsabilidad extendida del productor, en los que los fabricantes deben recolectar y reciclar (o eliminar de manera responsable) sus productos que contienen plásticos después de su uso, o financiar esos esfuerzos.

Hasta el momento, el equipo de Portsmouth ha revisado más de 130 pólizas de varios tipos en todo el mundo, sobre la base de evidencia como artículos científicos, informes de la industria, artículos de noticias y opiniones de expertos. Su hallazgo clave: “en la mayoría de los casos, hubo prácticamente cero monitoreo de políticas. Eso es bastante preocupante, porque ¿cómo se espera que elaboremos un tratado global para combatir la contaminación plástica si no hay mucha evidencia sobre lo que funciona y lo que no?”.

Alemania compila algunas cifras que muestran un aumento de dos décadas en el uso de botellas de plástico. Después de que se introdujera el sistema de depósito en 2003, la proporción de botellas de un solo uso devueltas bajo el esquema también aumentó, mientras que la proporción de botellas reutilizables disminuyó. Un portavoz del Ministerio de Medio Ambiente, Conservación de la Naturaleza y Seguridad Nuclear de Alemania y Consumer Protection dijeron a Nature que el 96,3 % de las botellas devueltas se reciclan y que el plan de depósito probablemente estabilizó lo que habría sido una caída más pronunciada en el uso de botellas reutilizables.

Un ejemplo de una política que ha sido efectiva, fue la prohibición de 2016 de vender o usar bolsas de compras de plástico en Antigua y Barbuda. Los datos completos sobre el efecto de esta política no estaban disponibles, pero la evidencia que hay indica que condujo a una disminución del 15 % en la cantidad de plástico desechado en los vertederos en su primer año. Varios factores contribuyeron a este éxito, dice March, incluido un plan de implementación claro, apoyo público, participación temprana de las partes interesadas y cumplimiento: en este caso, una multa de 1100 dólares y hasta 6 meses de prisión.

Las intervenciones bien implementadas podrían tener un efecto sustancial, según un análisis de 2020 realizado por Winnie Lau, directora del proyecto Preventing Ocean Plastics en Pew Charitable Trusts en Washington DC, y sus colegas. Al consultar a expertos y los datos disponibles, intentaron evaluar el potencial de ocho intervenciones que explotan los conocimientos y tecnologías actuales, incluida la producción de menos plásticos, la represión de la exportación internacional de desechos plásticos, la sustitución de plásticos con materiales alternativos como el papel y la ampliación de escala. la capacidad de varios métodos de reciclaje.

Descubrieron que si no se tomaban medidas, para 2040 se producirían aproximadamente 240 Mt de residuos plásticos mal gestionados cada año (un aumento de 91 Mt en 2016; el equipo de Lau da cifras más altas que las de la OCDE). Pero si las ocho intervenciones se implementaran a su máximo potencial, como evaluó el equipo, los desechos plásticos mal gestionados se reducirían a 44 Mt por año para 2040, una disminución de alrededor del 80 % en comparación con el escenario sin acción.

El mensaje final fue que el conocimiento y la tecnología necesarios para resolver una parte considerable del problema de la contaminación por plástico ya existen. “Fue una gran sorpresa para nosotros. No estábamos seguros de poder tener un impacto tan grande sin pensar en desarrollar nuevos materiales o sistemas completamente nuevos”. Pero la logística y los costos, entre otros desafíos, se interponen en el camino de llevar estas medidas a su máxima capacidad, agrega Lau.

Una de las mayores dificultades en la implementación de políticas para reducir el ingreso de plásticos al medio ambiente es la falta de datos sobre dónde se producen, usan y terminan los plásticos. En septiembre pasado, Lau y sus colegas de Pew, junto con varias otras organizaciones, lanzaron un esfuerzo para construir un sistema global de divulgación de plásticos, que alentarán a las empresas que desean reducir su consumo y desperdicio de plástico a adoptar; el sistema es algo análogo a los sistemas de divulgación de carbono que permiten a las empresas informar sobre su huella de carbono.

En una instalación en Clermont-Ferrand, Francia, una empresa llamada Carbios está probando una tecnología que, según afirma, formará la base de la primera planta de reciclaje enzimático del mundo, que pretende comenzar a construir este año y abrir en 2025. La planta usan enzimas modificadas genéticamente para descomponer un plástico común llamado tereftalato de polietileno (PET).

El equipo de Carbios espera que las enzimas puedan superar algunas de las deficiencias del reciclaje mecánico, el método más popular en la actualidad para reutilizar plásticos usados. Esto implica primero clasificar y separar los plásticos, que son una mezcla de diferentes tipos de polímeros (cadenas moleculares largas); luego lavarlos y finalmente triturarlos o fundirlos para producir nuevos plásticos.

Además del PET, que se usa en telas y empaques, algunos de los otros plásticos de uso común que se pueden reciclar de esta manera incluyen el polipropileno (PP), que se usa en empaques y construcción, y el polietileno (PE), un polímero que se puede reciclar. se fabrica en diferentes densidades y, por lo tanto, se encuentra en una amplia gama de productos, desde bolsas de la compra y sillas plegables hasta implantes quirúrgicos (ver ‘Tipos de plástico’).

El reciclaje mecánico es sensible a contaminantes como alimentos y aditivos, y el proceso puede reducir la longitud de los polímeros, lo que afecta las propiedades del plástico (como la tenacidad o la dureza) y su capacidad para procesarse en nuevos materiales. Esta degradación, también conocida como downcycling, eventualmente puede hacer que los plásticos no se puedan reciclar.

Descomponer los plásticos con enzimas es una alternativa. Esto puede dividir los polímeros en sus bloques de construcción, o monómeros, que luego se pueden usar para construir plásticos con las mismas propiedades que el material de partida. Esto hace posible reciclar indefinidamente el plástico, un proceso que a menudo se denomina reciclaje de ciclo cerrado.

A pesar de la explosión de interés, el reciclaje basado en enzimas tiene limitaciones. La tecnología sigue siendo costosa. Una estimación para 2023 de Gregg Beckham, ingeniero químico del Laboratorio Nacional de Energía Renovable de EEUU en Golden, Colorado, y sus colegas sugiere que el PET reciclado enzimáticamente podría costar actualmente alrededor del doble que el producto virgen, y alrededor de cuatro veces más que el uno reciclado mecánicamente; también utiliza más energía y emite más gases de efecto invernadero que el reciclaje mecánico.

Hasta ahora, el enfoque enzimático parece limitarse al PET y los poliuretanos: dos polímeros que podrían descomponerse más fácilmente porque no están hechos únicamente de enlaces carbono-carbono. Otros plásticos, como las poliolefinas (polietileno y polipropileno) y el poliestireno, que se mantienen unidos por enlaces carbono-carbono, han sido mucho más difíciles de abordar, dice José Jiménez, biólogo molecular del Imperial College London.

Para Jeremy Luterbacher, ingeniero bioquímico del Instituto Federal Suizo de Tecnología en Lausana (EPFL), Suiza, una solución es volver a la mesa de dibujo y diseñar un nuevo tipo de plástico. Luterbacher considera que el reemplazo de plástico ideal tiene un ciclo de vida similar al papel: mínimamente modificado del material de origen, fácil de reciclar y con un potencial mínimo de daño si se filtra al medio ambiente.

En 2022, el grupo de Luterbacher informó sobre una forma de usar sustancias químicas conocidas como aldehídos para convertir material biológico no comestible, como astillas de madera y mazorcas de maíz, en un poliéster biodegradable, llamado dimetilglioxilato xilosa, que cree que podría ser este material de reemplazo. Aunque el proceso de producción es actualmente una prueba de concepto, debería ser posible fabricar este poliéster de manera simple y en grandes cantidades, dice Luterbacher.

Al igual que Luterbacher, muchos investigadores están trabajando para desarrollar una nueva generación de plásticos que a menudo se denominan colectivamente bioplásticos. Este término general puede referirse a cualquiera de los plásticos de base biológica, que se derivan de materiales de origen vegetal; plásticos biodegradables, que pueden degradarse en meses en el medio ambiente; y plásticos compostables, un subconjunto de plásticos biodegradables que, entre otras cosas, no producen residuos tóxicos cuando se descomponen.

También es costoso producir bioplásticos en masa, a pesar de que pueden generar menos emisiones de carbono que los plásticos vírgenes. Los bioplásticos existentes, dice Jiménez, “son mucho más caros que simplemente obtener plástico del petróleo”.

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