Los microplásticos con formas alargadas viajan más lejos en el medio ambiente – Física Mundial

Investigadores estadounidenses han demostrado que la forma de las fibras microplásticas les permite viajar más lejos en el aire que las perlas esféricas. En un nuevo estudio, el equipo de la Universidad de Cornell y la Universidad Estatal de Utah modeló el flujo de aire turbulento alrededor de partículas microplásticas y descubrió que la variedad de estos contaminantes en la atmósfera es muy sensible a su forma. Trabajando hacia atrás a partir de modelos atmosféricos y observaciones de campo, sus resultados sugieren que el océano es una fuente de microplásticos mayor de lo que han demostrado los modelos anteriores.

Se han encontrado partículas de microplásticos liberadas por procesos industriales y la degradación de objetos como botellas en casi todas las partes del océano, incluidas las profundidades marinas. Recientemente, también se han encontrado microplásticos en tierra en entornos supuestamente prístinos, incluidos los Pirineos franceses. Sin embargo, en comparación con el océano, el transporte de microplásticos en el aire no se ha estudiado en profundidad. Si bien los impactos no se conocen completamente, existe la preocupación de que la acumulación de microplásticos pueda alterar los procesos del suelo y las plantas y actuar como vector de sustancias químicas nocivas.

Este proyecto fue liderado por Shuolin Xiao, un postdoctorado en El grupo de Qi Li. en la Universidad de Cornell. Xiao y sus colegas querían saber cómo la forma y el tamaño de las partículas microplásticas afectan su transporte atmosférico en todo el mundo. Xiao eligió este problema porque los microplásticos son fibras largas, pero los enfoques actuales los modelan como esferas. "El seguimiento a gran escala impone desafíos tanto teóricos como de modelización", dice Xiao.

Transporte mejorado por turbulencia

Además de descomponerse los productos de consumo, los microplásticos pueden entrar a la atmósfera desde las carreteras y los procesos industriales. También se ha sugerido que el viento, las olas y la espuma del mar en la superficie del océano pueden transferir microplásticos a la atmósfera.

La rapidez con la que una partícula cae del aire depende del equilibrio de las fuerzas aerodinámicas y gravitacionales. El flujo de fluido alrededor de objetos delgados como fibras microplásticas se ha estudiado ampliamente, pero la turbulencia de la atmósfera plantea un desafío adicional. El flujo turbulento ejerce pares sobre la fibra, por lo que su orientación y, por tanto, su velocidad de sedimentación, cambia constantemente. La interacción entre las fuerzas turbulentas y la inercia de la fibra plástica determina cuánto gira. Al implementar el torque en el modelo de flujo de fluido, los investigadores desarrollaron una predicción de cuánto tiempo permanecería en el aire una determinada fibra microplástica.

El modelo encontró que las fibras microplásticas permanecían en el aire más tiempo que las partículas esféricas del mismo volumen. Además, las fibras planas caían al suelo hasta cuatro veces y media más lentamente que las fibras redondas. Cuando una fibra es muy delgada, es difícil determinar con precisión la forma de la sección transversal, y los investigadores destacan que esto podría introducir errores importantes en los modelos de transporte atmosférico.

Los microplásticos están apareciendo en todas partes

Los investigadores combinaron sus resultados con modelos y mediciones a gran escala para comprender cómo se pueden transportar los microplásticos a áreas remotas. Los datos de campo se tomaron en áreas protegidas de EE. UU. En cada lugar se midió el tamaño, la forma y la tasa de deposición de los microplásticos. Las fuentes de microplásticos se identificaron utilizando datos sobre el viento, las salpicaduras del mar, la humedad del suelo y el uso de la tierra. Esta información y la sedimentación dependiente de la forma se agregaron a un modelo existente de circulación del aire atmosférico. Esto se ajustó a los datos de observación, lo que dio como resultado una predicción de qué fuentes contribuyen más al transporte a gran escala de microplásticos en el aire.

La investigación sugiere que la mayoría de las microfibras de las muestras recolectadas procedían del océano. Aunque hay incertidumbres en el modelo, esto contrasta con una estudio previo que asumió partículas esféricas e identificó las carreteras como el mayor contribuyente.

Este trabajo muestra que incluso con modelos climáticos sofisticados, las teorías del transporte atmosférico de microplásticos requieren un tratamiento preciso de los procesos a microescala. Li dice que espera que se investigue más a fondo el papel de la atmósfera en el ciclo de vida de los plásticos. “Creemos que el océano es el sumidero definitivo. Pero tal vez estén en el aire, estén en todas partes”.

La investigación se describe en Geoscience naturaleza.

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• Fuente: https://physicsworld.com/a/microplastics-with-elongated-shapes-travel-further-in-the-environment/