Investigadores han identificado el mecanismo molecular responsable de la fragmentación de los plásticos en nanopartículas. Estos hallazgos arrojan luz sobre un fenómeno invisible pero omnipresente, con consecuencias aún poco evaluadas.
Los micro y nanoplásticos contaminan todos los ecosistemas, desde las nieves antárticas hasta la sangre humana. Un estudio publicado en Nature Communications revela por qué estos materiales, aunque resistentes, se desintegran en partículas potencialmente tóxicas. Dirigida por el equipo de Sanat Kumar (Columbia Engineering), esta investigación ilumina un proceso intrínseco a los plásticos comunes.
La estructura oculta de los plásticos
Los plásticos semicristalinos, mayoritarios en nuestra vida cotidiana (representan del 75 al 80% de nuestros usos), deben sus propiedades a una organización molecular particular. Su estructura se asemeja a una sucesión de miles de capas rígidas y flexibles. Una especie de apilamiento de ladrillos (zonas cristalinas rígidas) unidos por mortero (zonas amorfas flexibles). Esta alternancia explica su resistencia mecánica y adaptabilidad, pero también su vulnerabilidad a largo plazo.
Al observar estos materiales con microscopio electrónico, los investigadores notaron que las capas amorfas se alteran progresivamente por efecto del calor, los UV o tensiones químicas. Contrario a lo que se creía, esta degradación ocurre incluso sin presión física, simplemente por envejecimiento. Los enlaces moleculares débiles de las zonas flexibles ceden primero.
A) Diagrama mostrando la ruptura de cadenas en el plástico. B) Imagen de una película de polipropileno flexible (aPP) después de 2 días. C) Imagen de una película de poliestireno estructurado (sPS) con formación de pequeñas partículas. D) Imagen de una película de polipropileno rígido (iPP) con las mismas partículas. E) Tamaño de las partículas formadas en las películas de sPS e iPP. F) Medición de la luz durante la degradación de diferentes plásticos (aPP, sPS, iPP y poliestireno común). G) Medición durante la degradación del PET (plástico de botellas).
El estudio revela sobre todo un efecto dominó: cuando las capas flexibles se rompen, liberan los fragmentos cristalinos adyacentes. Estos últimos, estables e indestructibles a escala humana, se convierten en los nanoplásticos encontrados en el ambiente. Su tamaño nanométrico (0,001 a 0,1 μm) los hace particularmente peligrosos, pues les permite franquear las barreras biológicas.
Implicaciones sanitarias mayores
La persistencia de los nanoplásticos en el ambiente plantea un desafío sanitario sin precedentes. Estas partículas, resistentes a la degradación, se acumulan en suelos, océanos e incluso la atmósfera, creando una exposición permanente. Su tamaño microscópico les permite penetrar fácilmente la cadena alimentaria, llegando inevitablemente al organismo humano.
Estudios preliminares sugieren mecanismos de acción preocupantes: una vez inhalados o ingeridos, los nanoplásticos pueden atravesar paredes celulares y alterar funciones biológicas. Algunas investigaciones indican que podrían acumularse en el núcleo celular, interfiriendo potencialmente con el ADN. Su forma alargada y durabilidad recuerdan las propiedades cancerígenas del asbesto, aunque faltan estudios a largo plazo.
Frente a estos riesgos, el equipo de investigación subraya la urgencia de medidas preventivas. Un mejor diseño de polímeros podría reducir la generación de nanoplásticos en origen. Paralelamente, el desarrollo de métodos de detección y filtración eficaces se vuelve crucial para limitar la exposición humana a estas partículas invisibles pero potencialmente devastadoras.