Dunzhu Li solía cocinar su almuerzo en el microondas todos los días en un recipiente de plástico. Pero Li, un ingeniero ambiental, se detuvo cuando él y sus colegas hicieron un descubrimiento inquietante: los recipientes de plástico para alimentos arrojan un gran número de pequeñas motas, llamadas microplásticos, en agua caliente. “Nos sorprendimos”, dice Li. Los hervidores y los biberones también arrojan microplásticos, informaron Li y otros investigadores, del Trinity College de Dublín, el pasado1de octubre. Si los padres preparan la fórmula para bebés sacudiéndola en agua caliente dentro de una botella de plástico, su bebé podría terminar tragando más de un millón de partículas microplásticas cada día, calculó el equipo.
Lo que Li y otros investigadores aún no saben es si esto es peligroso. Todo el mundo come e inhala arena y polvo, y no está claro si una dieta adicional de motas de plástico nos dañará. “La mayor parte de lo que ingieres va a pasar directamente a través de tu intestino y salir por el otro extremo”, dice Tamara Galloway, ecotoxicóloga de la Universidad de Exeter, Reino Unido. “Creo que es justo decir que el riesgo potencial podría ser alto”, dice Li, eligiendo sus palabras cuidadosamente.
Los investigadores han estado preocupados por los daños potenciales de los microplásticos durante casi 20 años, aunque la mayoría de los estudios se han centrado en los riesgos para la vida marina. Richard Thompson, un ecologista marino de la Universidad de Plymouth, Reino Unido, acuñó el término en 2004 para describir partículas de plástico de menos de 5 milímetros de diámetro, después de que su equipo las encontrara en las playas británicas. Desde entonces, los científicos han visto microplásticos en todas partes: en los océanos profundos; en la nieve ártica y el hielo antártico; en mariscos, sal de mesa, agua potable y cerveza; y a la deriva en el aire o cayendo con lluvia sobre montañas y ciudades. Estas pequeñas piezas podrían tardar décadas o más en degradarse por completo. “Es casi seguro que hay un nivel de exposición en casi todas las especies”, dice Galloway.
Las primeras investigaciones de microplásticos se centraron en microperlas que se encuentran en productos de cuidado personal y gránulos de plástico virgen que pueden escapar antes de que se moldeen en objetos, así como en fragmentos que se erosionan lentamente de botellas desechadas y otros escombros grandes. Todo esto llega a los ríos y océanos: en 2015, los oceanógrafos estimaron que había entre 15 billones y 51 billones de partículas microplásticas flotando en las aguas superficiales de todo el mundo. Desde entonces, se han identificado otras fuentes de microplásticos: manchas de plástico que se desprenden de los neumáticos de los automóviles en las carreteras y microfibras sintéticas desprendidas de la ropa, por ejemplo. Las partículas soplan entre el mar y la tierra, por lo que las personas podrían estar inhalando o comiendo plástico de cualquier fuente.
A partir de encuestas limitadas de microplásticos en el aire, el agua, la sal y los mariscos, los niños y adultos podrían ingerir desde docenas hasta más de 100,000 manchas de microplásticos cada día, informó Albert Koelmans, científico ambiental de la Universidad de Wageningen en los Países Bajos, este2de marzo. Él y sus colegas piensan que en el peor de los casos, las personas podrían estar ingiriendo alrededor de la masa de microplásticos de una tarjeta de crédito al año.
Los reguladores están dando el primer paso para cuantificar el riesgo para la salud de las personas: medir la exposición. Este mes de julio, la Junta de Control de Recursos Hídricos del Estado de California, una rama de la agencia de protección ambiental del estado, se convertirá en la primera autoridad reguladora del mundo en anunciar métodos estándar para cuantificar las concentraciones de microplásticos en el agua potable, con el objetivo de monitorear el agua durante los próximos cuatro años e informar públicamente los resultados.
Evaluar los efectos de pequeñas motas de plástico en personas o animales es la otra mitad del rompecabezas. Esto es más fácil decirlo que hacerlo. Más de 100 estudios de laboratorio han expuesto a los animales, en su mayoría organismos acuáticos, a los microplásticos. Pero sus hallazgos, que la exposición podría llevar a algunos organismos a reproducirse de manera menos efectiva o sufrir daños físicos, son difíciles de interpretar porque los microplásticos abarcan muchas formas, tamaños y composiciones químicas, y muchos de los estudios utilizaron materiales que eran bastante diferentes a los que se encuentran en el medio ambiente.
Las manchas más pequeñas, llamadas nanoplásticos, de menos de 1 micrómetro, preocupan más a los investigadores (ver ‘Microplásticos a escala’). Algunos podrían ser capaces de entrar en las células, lo que podría interrumpir la actividad celular. Pero la mayoría de estas partículas son demasiado pequeñas para que los científicos las vean; no se contaron en las estimaciones de la dieta de Koelmans, por ejemplo, y California no intentará monitorearlos.
Una cosa está clara: el problema no hará más que crecer. Casi 400 millones de toneladas de plásticos se producen cada año, una masa proyectada a más del doble para 2050. Incluso si toda la producción de plástico se detuviera mágicamente mañana, los plásticos existentes en los vertederos y el medio ambiente, una masa estimada en alrededor de 5 mil millones de toneladas, continuarían degradándose en pequeños fragmentos que son imposibles de recolectar o limpiar, elevando constantemente los niveles de microplásticos. Koelmans llama a esto una “bomba de tiempo de plástico”.
“Si me preguntas sobre los riesgos, hoy no estoy tan asustado”, dice. “Pero estoy un poco preocupado por el futuro si no hacemos nada”.
Modos de daño
Los investigadores tienen varias teorías sobre cómo las manchas de plástico podrían ser dañinas. Si son lo suficientemente pequeños como para entrar en células o tejidos, pueden irritar solo por ser una presencia extraña, como con las fibras largas y delgadas del asbesto, que pueden inflamar el tejido pulmonar y provocar cáncer. Existe un paralelismo potencial con la contaminación del aire: se sabe que las manchas de hollín de las centrales eléctricas, los escapes de los vehículos y los incendios forestales llamados PM10 y PM2.5, partículas que miden 10 μm y 2.5 μm de ancho, se depositan en las vías respiratorias y los pulmones, y las altas concentraciones pueden dañar los sistemas respiratorios. Aún así,los niveles de PM10 son miles de veces más altos que las concentraciones en las que se han encontrado microplásticos en el aire, señala Koelmans.
Los microplásticos más grandes son más propensos a ejercer efectos negativos, si los hay, a través de la toxicidad química. Los fabricantes agregan compuestos como plastificantes, estabilizadores y pigmentos a los plásticos, y muchas de estas sustancias son peligrosas, por ejemplo, interfieren con los sistemas endocrinos (hormonales). Pero si la ingestión de microplásticos aumenta significativamente nuestra exposición a estos productos químicos depende de la rapidez con que se mueven fuera de las manchas de plástico y de la rapidez con que las manchas viajan a través de nuestros cuerpos, factores que los investigadores apenas están comenzando a estudiar.
Otra idea es que los microplásticos en el medio ambiente podrían atraer contaminantes químicos y luego entregarlos a los animales que comen las manchas contaminadas. Pero los animales ingieren contaminantes de los alimentos y el agua de todos modos, e incluso es posible que las manchas de plástico, si en gran medida no se contaminan cuando se ingieren, podrían ayudar a eliminar los contaminantes de los intestinos de los animales. Los investigadores aún no pueden ponerse de acuerdo sobre si los microplásticos portadores de contaminantes son un problema significativo, dice Jennifer Lynch, bióloga marina afiliada al Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de los Estados Unidos en Gaithersburg, Maryland.
Tal vez el modo más simple de daño, al menos cuando se trata de organismos marinos, podría ser que los organismos traguen manchas de plástico sin valor nutricional y no coman suficientes alimentos para sobrevivir. Lynch, quien también dirige el Centro de Investigación de Desechos Marinos de la Universidad Hawaii Pacific en Honolulu, ha autopsiado tortugas marinas que se encuentran muertas en las playas, observando plásticos en sus intestinos y productos químicos en sus tejidos. En 2020, su equipo completó un conjunto de análisis para 9 crías de tortuga carey, menores de 3 semanas de edad. Una cría, de solo 9 centímetros de largo, tenía 42 piezas de plástico en su tracto gastrointestinal. La mayoría eran microplásticos.
“No creemos que ninguno de ellos muriera específicamente por plásticos”, dice Lynch. Pero se pregunta si las crías podrían haber luchado por crecer tan rápido como lo necesitan. “Es una etapa muy difícil de la vida para esos pequeños”.
Estudios marinos
Los investigadores han realizado la mayor parte del trabajo sobre los riesgos microplásticos para los organismos marinos. El zooplancton, por ejemplo, entre los organismos marinos más pequeños, crece más lentamente y se reproduce con menos éxito en presencia de microplásticos, dice Penelope Lindeque, bióloga marina del Laboratorio Marino de Plymouth, Reino Unido: los huevos de los animales son más pequeños y menos propensos a eclosionar. Sus experimentos muestran que los problemas de reproducción se derivan de que el zooplancton no come suficiente comida3.
Pero, debido a que los ecotoxicólogos comenzaron a realizar experimentos antes de saber qué tipos de microplásticos existen en los ambientes acuáticos, dependían en gran medida de los materiales manufacturados, generalmente utilizando esferas de poliestireno de tamaños más pequeños y en concentraciones mucho más altas que las encuestas encontradas (ver ‘Dimensionar microplásticos’).
Los científicos han comenzado a cambiar a condiciones más realistas desde el medio ambiente y a utilizar fibras o fragmentos de plásticos, en lugar de esferas. Algunos han comenzado a recubrir sus materiales de prueba con productos químicos que imitan las biopelículas, que parecen hacer que los animales sean más propensos a comer microplásticos.
Las fibras parecen ser un problema particular. En comparación con las esferas, las fibras tardan más en pasar a través del zooplancton, dice Lindeque. En 2017, investigadores australianos informaron que el zooplancton expuesto a fibras microplásticas produjo la mitad del número habitual de larvas y que los adultos resultantes fueron más pequeños. Las fibras no fueron ingeridas, pero los investigadores vieron que interferían con la natación, e identificaron deformaciones en los cuerpos de los organismos4. Otro estudio5 en 2019 encontró que los cangrejos topo adultos del Pacífico (Emeritaanaloga)expuestos a fibras vivían vidas más cortas.
La mayoría de los estudios de laboratorio exponen a los organismos a un tipo de microplástico, de un tamaño, polímero y forma específicos. En el entorno natural, los organismos están expuestos a una mezcla, dice Koelmans. En 2019, él y su estudiante de doctorado Merel Kooi trazaron las abundancias de microplásticos reportadas en 11 encuestas de océanos, ríos y sedimentos, para construir modelos de mezclas en ambientes acuáticos.
El año pasado, los dos se asociaron con colegas para usar este modelo en simulaciones por computadora que predicen con qué frecuencia los peces se encontrarían con microplásticos lo suficientemente pequeños como para comer, y la probabilidad de comer suficientes motas para afectar el crecimiento. Los investigadores encontraron que a los niveles actuales de contaminación por microplásticos, los peces corren ese riesgo en el 1,5% de los lugares verificados para detectar microplásticos6. Pero es probable que haya puntos críticos donde los riesgos serían mayores, dice Koelmans. Una posibilidad es el mar profundo: una vez allí, y a menudo enterrados en sedimentos, es poco probable que los microplásticos viajen a otro lugar y no hay forma de limpiarlos.
Los océanos ya enfrentan muchos factores estresantes, lo que hace que Lindeque tenga más miedo de que los microplásticos agoten aún más las poblaciones de zooplancton que de que se transfieran a la cadena alimentaria para llegar a las personas. “Si eliminamos algo como el zooplancton, la base de nuestra red alimentaria marina, estaríamos más preocupados por los impactos en las poblaciones de peces y la capacidad de alimentar a la población mundial”.
Estudios en humanos
Ningún estudio publicado ha examinado directamente los efectos de las manchas de plástico en las personas, dicen los principales investigadores. Los únicos estudios disponibles se basan en experimentos de laboratorio que exponen células o tejidos humanos a microplásticos, o utilizan animales como ratones o ratas. En un estudio7,por ejemplo, los ratones alimentados con grandes cantidades de microplásticos mostraron inflamación en su intestino delgado. Los ratones expuestos a microplásticos en dos estudios tuvieron un recuento de espermatozoides reducido8 y menos, cachorros más pequeños9,en comparación con los grupos de control. Algunos de los estudios in vitro en células o tejidos humanos también sugieren toxicidad. Pero, al igual que con los estudios marinos, no está claro que las concentraciones utilizadas sean relevantes para lo que los ratones, o las personas, están expuestas. La mayoría de los estudios también utilizaron esferas de poliestireno, que no representan la diversidad de microplásticos que las personas ingieren. Koelmans también señala que estos estudios se encuentran entre los primeros de su tipo, y podrían terminar siendo valores atípicos una vez que haya un cuerpo de evidencia establecido. Hay más estudios in vitro que estudios en animales, pero los investigadores dicen que todavía no saben cómo extrapolar los efectos de las manchas de plástico sólido en los tejidos a posibles problemas de salud en animales enteros.
Una pregunta que rodea el riesgo es si los microplásticos podrían permanecer en el cuerpo humano, potencialmente acumulándose en algunos tejidos. Los estudios en ratones han encontrado que los microplásticos de alrededor de 5 μm de ancho podrían permanecer en los intestinos o llegar al hígado. Utilizando datos muy limitados sobre la rapidez con que los ratones excretan microplásticos y la suposición de que solo una fracción de partículas de 1 a 10 μm de tamaño sería absorbida por el cuerpo a través del intestino, Koelmans y sus colegas estiman que una persona podría acumular varios miles de partículas microplásticas en su cuerpo durante su vidaútil 2.
Algunos investigadores han comenzado a explorar si los microplásticos se pueden encontrar en el tejido humano. En diciembre, un equipo documentó esto por primera vez en un estudio que analizó seis placentas10. Los investigadores rompieron el tejido con una sustancia química, luego examinaron lo que quedaba y terminaron con 12 partículas de microplástico en 4 de esas placentas. Sin embargo, no es imposible que estas manchas fueran el resultado de la contaminación cuando se recolectaron o analizaron las placentas, dice Rolf Halden, ingeniero de salud ambiental de la Universidad Estatal de Arizona en Tempe, aunque elogia a los investigadores por sus esfuerzos para evitar la contaminación, que incluyeron mantener las salas de entrega libres de objetos de plástico, y por mostrar que un conjunto de control de materiales en blanco tomados a través del mismo análisis de muestra no estaba contaminado. “Hay un desafío continuo de demostrar de manera concluyente que una partícula dada realmente se originó en un tejido”, dice.
Aquellos que están preocupados por su exposición a microplásticos pueden reducirla, dice Li. Su trabajo con utensilios de cocina descubrió que las cantidades de cobertizo de plástico dependen en gran medida de la temperatura, por lo que ha dejado de microondas de alimentos en recipientes de plástico. Para reducir los problemas con los biberones, su equipo sugiere que los padres podrían enjuagar los biberones esterilizados con agua fría que se ha hervido en hervidores no plásticos, a fin de eliminar los microplásticos liberados durante la esterilización. Y pueden preparar fórmula para bebés en recipientes de vidrio, llenando biberones de alimentación después de que la leche se haya enfriado. El equipo ahora está reclutando a los padres para que ofrezcan muestras voluntarias de la orina y las heces de sus bebés para el análisis de microplásticos.
La fracción nano
Las partículas que son lo suficientemente pequeñas como para penetrar y colgar en los tejidos, o incluso en las células, son el tipo más preocupante y merecen más atención en el muestreo ambiental, dice Halden. Un estudio11 que deliberadamente permitió que ratones preñados inhalara partículas extremadamente pequeñas, por ejemplo, más tarde encontró las partículas en casi todos los órganos de sus fetos. “Desde una perspectiva de riesgo, ahí es donde está la verdadera preocupación, y ahí es donde necesitamos más datos”.
Para entrar en las células, las partículas generalmente necesitan ser más pequeñas que unos pocos cientos de nanómetros. No había una definición formal de un nanoplástico hasta 2018, cuando los investigadores franceses propusieron el límite de tamaño superior de 1 μm, lo suficientemente pequeño como para permanecer disperso a través de una columna de agua donde los organismos pueden consumirlos más fácilmente, en lugar de hundirse o flotar como lo hacen los microplásticos más grandes, dice Alexandra ter Halle, química analítica de la Universidad Paul Sabatier en Toulouse. Francia.
Pero los investigadores no saben casi nada sobre nanoplásticos; son invisibles y no pueden simplemente ser recogidos. Solo medirlos ha dejado perplejos a los científicos.
Los investigadores pueden usar microscopios ópticos y espectrómetros, que distinguen entre partículas por sus diferentes interacciones con la luz, para medir la longitud, el ancho y la composición química de las partículas de plástico hasta unos pocos micrómetros. Por debajo de esa escala, las partículas de plástico se vuelven difíciles de distinguir de las partículas no plásticas, como los sedimentos marinos o las células biológicas. “Estás buscando la aguja en el pajar, pero la aguja se parece al heno”, dice Roman Lehner, científico de nanomateriales de la Asociación Sail and Explore, un grupo de investigación suizo sin fines de lucro.
En 2017, ter Halle y sus colegas demostraron por primera vez que el nanoplástico existe en una muestra ambiental: agua de mar recolectada del Océano Atlántico12. Extrajo sólidos coloidales del agua, filtró cualquier partícula mayor de 1 μm, quemó lo que quedaba y usó un espectrómetro de masas, que fragmenta las moléculas y clasifica los fragmentos por peso molecular, para confirmar que los polímeros plásticos habían existido en los restos.
Eso, sin embargo, no dio información sobre los tamaños o formas exactas de los nanoplásticos. Ter Halle tuvo una idea al estudiar las superficies de dos recipientes de plástico degradados que recolectó durante la expedición. Los pocos cientos de micrómetros superiores se habían vuelto cristalinos y quebradizos, encontró; ella piensa que esto también puede ser cierto para los nanoplásticos que probablemente se separaron de estas superficies13. Por ahora, debido a que los investigadores no pueden recolectar nanoplásticos del medio ambiente, aquellos que realizan estudios de laboratorio muelen su propio plástico, esperando obtener partículas similares.
El uso de nanoplásticos caseros tiene una ventaja: los investigadores pueden introducir etiquetas para ayudar a rastrear las partículas dentro de los organismos de prueba. Lehner y sus colegas prepararon partículas de plástico fluorescentes de tamaño nanométrico y las colocaron debajo de tejido construido a partir de células humanas de revestimiento intestinal14. Las células absorbieran las partículas, pero no mostraron signos de citotoxicidad.
Encontrar manchas de plástico alojadas en rebanadas intactas de tejido, a través de una biopsia, por ejemplo, y observar cualquier efecto patológico sería la pieza final del rompecabezas sobre los riesgos microplásticos, dice Lehner. Esto sería “altamente deseable”, dice Halden. Pero para llegar a los tejidos, las partículas tendrían que ser muy pequeñas, por lo que ambos investigadores piensan que sería muy difícil detectarlas de manera concluyente.
Recopilar todos estos datos llevará mucho tiempo. Ter Halle ha colaborado con ecologistas para cuantificar la ingestión de microplásticos en la naturaleza. Analizar solo partículas mayores de 700 μm en unas 800 muestras de insectos y peces tomó miles de horas, dijo. Los investigadores ahora están examinando las partículas en el rango de 25-700 μm. “Esto es difícil y tedioso, y esto va a tomar mucho tiempo para obtener los resultados”, dice. Para observar el rango de tamaño más pequeño, agrega, “el esfuerzo es exponencial”.
No hay tiempo que perder
Por el momento, los niveles de microplásticos y nanoplásticos en el medio ambiente son demasiado bajos para afectar la salud humana, piensan los investigadores. Pero su número aumentará. En septiembre pasado, los investigadores proyectaron15 que la cantidad de plástico agregado a los desechos existentes cada año, ya sea que se elimine cuidadosamente en vertederos sellados o se espese en tierra y mar, podría más que duplicarse de 188 millones de toneladas en 2016 a 380 millones de toneladas en 2040. Para entonces, alrededor de 10 millones de toneladas de esto podrían ser en forma de microplásticos, estimaron los científicos, un cálculo que no incluyó las partículas que se erosionan continuamente a partir de los desechos existentes.
Es posible controlar algunos de nuestros desechos plásticos, dice Winnie Lau de Pew Charitable Trusts en Washington DC, quien es la primera autora del estudio. Los investigadores encontraron que si todas las soluciones probadas para frenar la contaminación plástica se adoptaran en 2020 y se ampliaran lo más rápido posible, incluido el cambio a sistemas de reutilización, la adopción de materiales alternativos y el reciclaje de plástico, la cantidad de desechos plásticos agregados podría caer a 140 millones de toneladas por año para 2040.
Con mucho, las mayores ganancias provendrían de eliminar los plásticos que se usan solo una vez y se desechan. “No tiene sentido producir cosas que duran 500 años y luego usarlas durante 20 minutos”, dice Galloway. “Es una forma de ser completamente insostenible”.
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