Uso de imágenes 3D para transformar el reciclaje de residuos plásticos

Investigadores de la Universidad de Waterloo han conseguido observar la degradación de micro y nanoplásticos con un detalle sin precedentes, lo que que podría allanar el camino hacia métodos más eficaces de biorreciclado de residuos plásticos.

Por primera vez, investigadores de la Universidad de Waterloo, en Canadá, han utilizado la tecnología de imágenes en 3D para comprender los detalles de los microplásticos, allanando así el camino hacia métodos más eficaces de reciclado de residuos plásticos.

Los microplásticos y nanoplásticos, diminutas partículas procedentes de la descomposición de artículos de plástico de mayor tamaño, se han convertido en una crisis medioambiental que empeora exponencialmente. Debido a sus dificultades para descomponerse de forma segura, la contaminación por plásticos plantea importantes amenazas para los ecosistemas, la fauna y la salud humana.

Los científicos se han esforzado por comprender el proceso exacto de degradación de estos microplásticos y nanoplásticos, sobre todo a micro y nanoescala, lo que ha dificultado los esfuerzos por mitigar su impacto ambiental. Observar y comprender cómo funcionan los microplásticos y cómo se descomponen es clave para erradicarlos de nuestro entorno.

En colaboración con el Consejo Nacional de Investigación (NRC) de Canadá, los investigadores aprovecharon la tecnología de imágenes en 3D, además de la microscopía tradicional en 2D, lo que les permitió observar la degradación de los microplásticos y nanoplásticos con un detalle sin precedentes.

«La mayoría de las imágenes de microscopio ofrecen una visión bidimensional, similar a la de una radiografía médica, que nos da cierta información pero carece de profundidad», explica William Anderson, profesor del Departamento de Ingeniería Química de Waterloo.

«Sin embargo, las imágenes en 3D son como una tomografía computarizada, que ofrece una visión mucho más detallada de la estructura y la degradación de los microplásticos. Este nivel de detalle ha sido increíblemente difícil de conseguir, pero es crucial para comprender lo que ocurre en la superficie de los microplásticos y nanoplásticos y cómo funcionan los procesos de degradación».

El grupo de investigación usó una novedosa combinación de enfoques físicos y biológicos para obtener sus nuevos datos visuales. Utilizaron un proceso fotocatalítico, que trataba los microplásticos y nanoplásticos con luz ultravioleta y un catalizador de óxido de titanio. De este modo, el equipo pudo observar y analizar la degradación a nivel microscópico.

El uso de esta metodología revela no sólo que se está produciendo la degradación, sino exactamente cómo y dónde se está produciendo en la superficie de los microplásticos y nanoplásticos», afirma el profesor de ingeniería química Boxin Zhao, titular de la Cátedra de Nanotecnología de la Universidad de Waterloo. «Este conocimiento es crucial para desarrollar métodos más eficaces de descomposición de plásticos a micro y nanoescala».

Anderson y Zhao, en colaboración con investigadores del Departamento de Ingeniería Química y del Departamento de Biología de Waterloo, están desarrollando métodos de biorreciclaje en los que los microplásticos podrían utilizarse como fuente de carbono para las bacterias. Estas bacterias ingerirían microplásticos y luego excretarían un biopolímero respetuoso con el medio ambiente que podría utilizarse para crear nuevos materiales como bolsas de plástico o películas de embalaje.

Este estudio, publicado en IOP Science, tiene implicaciones más amplias para el equipo de investigación de Waterloo, que ahora está formando una iiciativa multidisciplinar de investigación sobre el biorreciclado de plásticos.

La colaboración subraya la importancia de aunar distintos campos de especialización para afrontar retos medioambientales complejos. Esta investigación ofrece valiosos conocimientos que podrían allanar el camino hacia métodos más eficaces de reciclado de residuos plásticos y contribuir a una economía circular.