Investigaciones de la UdeG desarrollan herramientas orgánicas para enfrentar esta problemática que no sólo daña a suelos y cuerpos de aguas, sino que ya afecta a los organismos de los seres vivos. Ejemplo de ello, son estudios que buscan degradar los microplásticos por medio de hongos o de aceite de orégano
Hace algunos años, durante una excursión científica en un estero de Mazatlán, Edgar Balcazar López, investigador de la Universidad de Guadalajara (UdeG) y otros científicos recolectaron del suelo bolsas que a simple vista parecían basura.
“Las levantamos y observamos que dentro había un micelio blanquecino creciendo sobre la superficie. Entonces dijimos, ‘Este hongo debe ser interesante’, porque no tiene otra cosa que comer más que la propia bolsa de plástico”.
Esto despertó el interés del investigador del Centro Universitario de Ciencias Exactas e Ingenierías (CUCEI), quien empezó a investigar la posibilidad de que los hongos pudieran degradar estos materiales que contaminan no sólo a los cuerpos de agua, sino que potencialmente también a los organismos de los seres vivos.
Esta es una de las líneas de investigación que especialistas de la UdeG implementan para degradar estos contaminantes a partir de compuestos orgánicos, como el aceite de orégano; o monitorearlos a través de inteligencia artificial para detectar su presencia.
Pese a la recolección y reciclaje de los plásticos, una buena parte de ellos llega a ríos, océanos y lagunas, donde poco a poco se degradan hasta convertirse en pequeñísimos fragmentos que se dispersan en el medio ambiente, e incluso en los organismos de los seres vivos.
“Con el tiempo estos plásticos se van erosionando y generando microplásticos. Y éstos son una problemática mucho mayor, porque no podemos recolectarlos, no podemos hacer nada”, advirtió Balcazar López.
Los microplásticos no sólo permanecen en el ambiente, abstractos e inamovibles; estos compuestos se han convertido en más que basura, desintegrándose como nanopartículas casi imperceptibles que se elevan en el aire o que llegan a cuerpos de agua, de donde posteriormente se abastecen los sistemas de distribución de líquido, haciendo que ingresen al organismo de miles de personas.
Aunque todavía no existen estudios concluyentes sobre los daños que pueden producir los microplásticos en los seres vivos, científicos en Estados Unidos han llevado a cabo experimentos en modelos in vitro y modelos animales reportando daño al ADN y alteraciones genéticas, que son considerados factores de riesgo para la aparición de distintos cánceres.
En el artículo “Impacto potencial de los microplásticos en la salud: una revisión de su distribución ambiental, exposición humana y efectos tóxicos”, del Centro de investigaciones en ciencias ecoambientales de la Academia China de Ciencias, se recopiló información que revela que la circulación sanguínea puede transportar microplásticos a órganos del cuerpo como el bazo, el hígado, los pulmones y, en mayor medida, el colon, e incluso pueden aparecer en la leche materna, las heces o la placenta.
“La aparición de microplásticos en la placenta humana enfatiza aún más que estos químicos no degradables tienen una influencia intergeneracional potencial en el cuerpo humano y pueden afectar al feto en desarrollo. Por lo tanto, se debe prestar más atención al impacto potencial de la exposición temprana de los bebés y el desarrollo temprano de los embriones”, refiere el estudio.
Por otra parte, la presencia de estos microplásticos también se ha documentado en espacios como playas y mares, resultado de la disolución de materiales más grandes o debido a la contaminación que producen actividades industriales que generan aguas negras y residuales.
Desde planteles como el Centro Universitario de la Costa Sur (CUCSur) se ha documentado la presencia de estos microplásticos en el zooplancton y en otros organismos marinos que sirven como alimento para otras especies, revelando que estas nanopartículas están altamente presentes en las zonas más cercanas a la franja urbana.
“Estas especies se alimentan principalmente de la materia orgánica de su hábitat, donde se encuentran los microplásticos; al consumirlos, se quedan dentro de su organismo, evitando su crecimiento, debilitando su vida y la de sus especies depredadoras (invertebrados acuáticos, corales y hasta peces y mamíferos más grandes como ballenas y tiburones ballena), que luego son consumidos por los humanos”, alertó hace unos años la doctora Eva Rose Kozak, investigadora del CUCSur.
El PET, o tereftalato de polietileno, es un plástico producido masivamente para embotellar refrescos y otros productos, y aunque tiene posibilidad de reciclarse, Balcazar López considera que conocer la naturaleza de los hongos que encontraron en Mazatlán, puede ser una medida más para combatir la contaminación generada por este tipo de materiales.
Por ello, actualmente estudian dos géneros de hongos que tienen el potencial de crecer sobre plásticos como el PET, utilizándolos como alimento para seguir desarrollándose. “Empezamos a ver que este tipo de microorganismos tienen capacidad para poder crecer sobre ellos, utilizándolos como la única fuente de energía que puedan tener”, explicó el investigador.
El doctor Balcazar López investiga los géneros de hongos Lecanicillium y Trichoderma, que se encuentran normalmente en los suelos como entomopatógenos o interactuando con plantas para promover su crecimiento.
El científico explicó que estos organismos son recolectados y luego se desarrollan en condiciones controladas para obtener sus esporas, que son colocadas en frascos con microplásticos, del que el hongo empieza a alimentarse y a crecer después de un periodo de entre siete y diez días.
El especialista compara la acción del hongo sobre el plástico con la de un martillo y un cincel sobre una pared de ladrillos, que poco a poco es destruida hasta degradarse en la naturaleza. “Van quitando ladrillo por ladrillo, es decir, empiezan a llevarlo a compuestos más sencillos que la naturaleza va a poder absorber, también para poder degradarlo por completo. Técnicamente se alimenta de éste”.
Ante el aumento de plásticos de un solo uso como el unicel, Othoniel García Juárez, académico del Centro Universitario del Norte (CUNorte), trabaja en el diseño de un reactor con base en aceite de orégano que disuelve este tipo de plásticos.
“Trabajamos con unidades pequeñas, digamos de un centímetro cuadrado, o con un plato, por así decirlo, que se tritura y se hace pedacitos de un centímetro, y ese material se coloca dentro de un recipiente que tiene aceite de orégano para degradarlo”, refirió.
Además de la reducción de los plásticos y la contaminación, este proyecto busca fomentar un modelo de economía circular por medio del cual se prevé aprovechar y contener el material que se obtiene tras la degradación.
Estudiantes y personal académico y docente depositarán el unicel en un reactor tipo industrial para que el aceite de orégano pueda disolver los residuos plásticos. “El modelo consiste en recuperar, por lo menos en la prueba piloto que vamos a iniciar en el CUNorte, el unicel que se está generando aquí en el campus, luego contenerlo, es decir, que ese unicel ya no pase a la cadena trófica, o almacenarlo pero ya procesado”, aseveró.
El investigador enfatizó que contener estos residuos es una forma de colaborar en la mitigación de la contaminación medioambiental, ya que de esta manera se pueden generar las condiciones para reutilizar el material degradado y al mismo tiempo evitar que estos contaminantes pasen a los suelos y ríos, donde pueden convertirse en microplásticos que afecten la salud de seres vivos.
Con información de Gonzalo Vega | CUNorte
Prácticamente invisibles al ojo humano, pero con una gran capacidad de contaminar ríos, mares e incluso seres vivos, los microplásticos son diminutas partículas de menos de 5 milímetros que representan un riesgo para el entorno natural y la salud debido a que pueden almacenar contaminantes que con el tiempo se liberan en el medioambiente.
En el artículo de divulgación científica “Microplásticos en el ambiente: una revisión sobre su identificación mediante inteligencia artificial”, investigadores del Centro Universitario de Tonalá (CUTonalá) y del Centro Universitario de Tlajomulco (CUTlajomulco) revisaron y exploraron el uso de la IA como una herramienta para analizar con mayor precisión grandes volúmenes de datos generados en investigaciones que buscan identificar microplásticos en el ambiente.
“La identificación y clasificación precisas de los microplásticos son esenciales para comprender su distribución, evaluar su impacto ambiental y desarrollar estrategias de mitigación eficaces”, refiere el documento.
En este paper, se revisaron las principales investigaciones publicadas durante la última década respecto al uso de algoritmos de IA en la identificación y clasificación de microplásticos; asimismo, presenta los resultados de estos análisis como una medida más para generar nuevos modelos de herramientas de IA para el estudio y detección de estos contaminantes.
La publicación compara distintos algoritmos de machine learning, deep learning y redes neuronales, así como otras técnicas de espectroscopia, y su efectividad en la detección de microplásticos con alta precisión. Sin embargo, resalta que aún es necesario contar con más bases de datos con otras variantes que ayuden a robustecer la efectividad de las herramientas basadas en IA.
“A medida que se avance en la optimización de los algoritmos de machine learning y deep learning, la combinación de inteligencia artificial con técnicas espectroscópicas se consolida como una herramienta con alto potencial para abordar de manera más eficaz la problemática ambiental asociada con la creciente presencia de microplásticos”, culmina el documento.
Este artículo es autoría de las y los investigadores Alejandra Huichapa Tinoco, Ixchel Alejandra Mejía Estrella, Roxana Recio Colmenares, Belkis Sulbarán Rangel y Virgilio Zuñiga Grajeda. El documento fue publicado en la Revista internacional de investigación e innovación tecnológica.
Utilizar microorganismos o métodos naturales para eliminar los contaminantes no es la única solución para mitigar el impacto medioambiental de los plásticos, sino que debe haber estrategias integrales con distintas propuestas, considera el doctor Balcazar López.
Aunque califica como “emocionante” el hecho de estudiar alternativas ecológicas para combatir la contaminación del medioambiente, desde su punto de vista esto no representa un pretexto para consumir más plásticos ni un impulso para que se sigan produciendo masivamente contaminantes que no son reciclables.
“Si bien la naturaleza tiene estos microorganismos con esta capacidad, son lentos y tampoco es para decirnos ‘Tira todo y lo vamos a degradar’, no; recordemos que los procesos de adaptación son largos y conllevan mucho tiempo; si bien los hongos pueden ayudar a resolver el problema, quizás lo resuelvan cuando ya no existamos como especie humana”.
Además, el investigador relató que este tipo de estudios con microorganismos ayuda a encontrar soluciones a medio plazo, con la posibilidad de obtener recursos a través de la degradación de los plásticos para reutilizar componentes que se produzcan. Sin embargo, insiste en que no se trata de una solución para toda la problemática, aunque asegura que es un primer paso alentador.
Desde su laboratorio en el CUCEI, el investigador comparte sus conocimientos de biólogo con otros colegas para encontrar soluciones a estas problemáticas y, confiado en la colaboración científica, asegura que trabajar en equipo es la mejor forma de encontrar y proponer soluciones desde la ciencia.
Por ahora, sigue desarrollando herramientas de biología molecular que permitan modificar genéticamente otras cepas de hongos para mejorar la capacidad de degradar plásticos, así como colectar e identificar otros organismos de este tipo en Jalisco que puedan tener el mismo efecto.
“La idea es seguir buscando y seguir entendiendo estos mecanismos tan interesantes que tienen los hongos en la naturaleza, que a simple vista son invisibles, pero que tienen ese potencial. Conocer la naturaleza nos puede ayudar a tratar esta problemática en la que estamos metidos, no sólo en México, no sólo nosotros, sino en todo el mundo”.
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