Las costas brasileñas están acumulando microplásticos, partículas plásticas con un diámetro inferior a 5 milímetros (mm), y nanoplásticos, que miden menos de 0,001 mm. Así lo revela una serie de estudios llevados a cabo por distintos grupos de investigación del país en los últimos años. En el marco de un trabajo reciente, realizado con el apoyo de la FAPESP, se determinó que el estuario de Santos, en el litoral paulista, es uno de los lugares más contaminados con microplásticos de todo el mundo, según pudo compararse a partir de muestras recogidas en 40 países. Para verificar la presencia de estos residuos en el ambiente, los investigadores analizaron ostras y mejillones, animales que filtran el agua para alimentarse. Un artículo publicado en mayo en la revista científica Science of the Total Environment reveló que se detectó una media de 12 a 16 partículas plásticas por gramo (g) de tejido de los moluscos, una cantidad elevada si se tiene en cuenta que estos animales, en promedio, pesan 5 g.
Invisibles a simple vista, los micro y nanoplásticos no contaminan solamente la costa brasileña. Ya se los ha detectado en los ríos, en el suelo donde se cultivan los alimentos y en el aire que respiramos (lea en Pesquisa FAPESP edición nº 281). Son absorbidos involuntariamente por los seres vivos y llegan al aparato digestivo, a los pulmones, al torrente sanguíneo y a la placenta de las mujeres embarazadas. Científicos de todo el mundo se han abocado a la tarea de identificar el grado de dispersión de estos residuos en la naturaleza y los riesgos para el medio ambiente y la salud de los seres humanos y los animales causados por su presencia.
El abundante nivel de estas partículas en el estuario de Santos, una ciudad con una gran densidad urbana que alberga el mayor puerto de Brasil, no fue una sorpresa. Las costas de Santos reciben las aguas de ríos que atraviesan varias ciudades, así como efluentes industriales y aguas residuales residenciales transportadas por los emisarios submarinos de la región.
La variedad de elementos generadores de microplásticos es enorme, pero el principal componente encontrado en el estuario paulista fue fibra textil sintética compuesta de poliamidas, elastanos y poliéster, posiblemente procedente de las fábricas de telas, de confecciones y también del desgaste generado por el lavado de la ropa en los hogares.
“El agua utilizada para lavar las telas va a parar a la red de alcantarillado que, sin mediar ningún tratamiento, se vierte al mar a través del emisario submarino”, dice el biólogo marino Ítalo Braga de Castro, del Instituto del Mar de la Universidad Federal de São Paulo (IMar-Unifesp) y coordinador del estudio, realizado por el estudiante Victor Vasques Ribeiro durante su maestría.
Los microplásticos pueden dividirse en dos grupos. Los primarios, que ya se fabrican en tamaños pequeños, como los pélets –los gránulos milimétricos que se utilizan en la industria de transformación de plásticos– y los que se emplean como exfoliantes en cosméticos y dentífricos. El otro grupo son los microplásticos secundarios, resultado de la degradación de plásticos más grandes en microfragmentos. En este caso, los orígenes son de los más diversos. Bolsas, telas, botellas de plástico, colillas de cigarrillos, neumáticos y poliestireno expandido son algunos ejemplos.
De Pará a Rio Grande do Sul
En uno de los primeros estudios a escala nacional sobre la presencia de microplásticos en la costa brasileña, el biólogo marino Tommaso Giarrizzo, profesor visitante del Instituto de Ciencias del Mar de la Universidad Federal de Ceará (Labomar-UFC), recogió muestras de arena de playa en 22 localidades desde Pará hasta Rio Grande do Sul. A continuación, cuantificó y caracterizó los microplásticos encontrados según los materiales que los originaron y el perfil de ocupación humana de los lugares en donde se recogieron, teniendo en cuenta la proximidad a centros urbanos, el flujo turístico y la cercanía a puertos o industrias de la cadena de producción del petróleo. Un manuscrito con las principales conclusiones está siendo analizado para su publicación en la revista Science of the Total Environment.
“Nuestro estudio pretende contribuir a la creación de un protocolo de diagnóstico, análisis y seguimiento de la presencia de microplásticos en el litoral del país”, dice Giarrizzo, quien también ha estudiado la aparición de fragmentos de plásticos en los ríos amazónicos y en las costas de la Amazonia. En un artículo publicado en octubre de 2020 en la revista científica Marine Pollution Bulletin, un grupo de la Universidad Federal de Pará (UFPA), donde Giarrizzo fue profesor visitante, informó de la presencia de microplásticos en los residuos estomacales de rayas látigo del Golfo (Hypanus guttatus) capturadas en la región.
En Ceará, el Labomar-UFC llevó a cabo un relevamiento de los 573 kilómetros de la costa cearense en 2020 y detectó partículas de plástico a lo largo de todo el litoral. Las mayores concentraciones se identificaron en las playas de la capital, Fortaleza. “Los microplásticos son livianos y se dispersan con gran facilidad. Los residuos generados en un lugar circulan y pronto llegan a otros y también a las profundidades marinas. Aún se están estudiando sus efectos sobre la vida marina”, dice el biólogo Marcelo de Oliveira Soares, del Labomar y coordinador de la investigación. “El microplástico es una de las causas del blanqueamiento y la muerte de los corales, no lo es solo el calentamiento global; pero aún tenemos que entender cuánto influye cada factor en este problema”.
También se han realizado estudios en la costa de Río de Janeiro, concretamente en la bahía de Guanabara. En un artículo de 2016 publicado en la revista Ocean & Coastal Management, investigadores del Instituto de Geociencias de la Universidad Federal Fluminense (UFF) arribaron a la conclusión de que el nivel de este microcontaminante cambia según la estación del año. Durante el verano, las concentraciones de microplásticos oscilaban entre 12 y 1.300 partículas por metro cuadrado (m2) en las playas, señalan los autores en el trabajo, mientras que en los meses de invierno, el nivel descendía a entre 3 y 743 partículas por m2. Esto se debe a que en verano, la temporada de lluvias en el sudeste de Brasil, las decenas de ríos y arroyos que desembocan en la bahía de Guanabara vierten más residuos plásticos.
Otra investigación, realizada por científicos del Instituto de Biología Marina de la Universidad Federal de Río de Janeiro (UFRJ), mostró que hay, en promedio, cinco partículas de microplásticos flotantes por metro cúbico (m3), mientras que en los sedimentos del fondo de la bahía de Guanabara el nivel es de 26.000 partículas por m2 en las áreas estudiadas. “La altísima concentración de microplásticos en los sedimentos de la bahía de Guanabara, en comparación con la mayoría de los estudios realizados en todo el mundo, sugiere un alto riesgo de contaminación para los organismos bentónicos y los peces demersales, ya que pueden estar ingiriendo microplásticos”, concluyen los autores del estudio en un artículo publicado en 2019 en la revista Marine Pollution Bulletin. Los organismos bentónicos y los peces demersales viven en contacto constante con el fondo marino.
“Un tercer estudio de nuestro grupo, también en la misma bahía, comparó la alta concentración de partículas plásticas con la densidad de organismos [del mismo tamaño] presentes en el sedimento, conocidos como macrobentos. Encontramos más fragmentos de plásticos que poliquetos [un tipo de gusanos acuáticos] y cantidades similares de microplásticos con crustáceos; ambos animales son ingredientes importantes en la alimentación de peces y cangrejos”, subraya la bióloga Gisela Mandali de Figueiredo, quien dirigió los estudios. “Por ende, estos organismos corren un gran riesgo de ingerir microplásticos cuando se alimentan, ya sea porque los confunden con sus presas o, incidentalmente, porque abundan en el sedimento”.
Para el oceanógrafo Fabian Sá, del Departamento de Oceanografía y Ecología de la Universidad Federal de Espírito Santo (Ufes), una preocupación asociada a estos contaminantes plásticos es su efecto en la cadena alimentaria marina. El zooplancton, compuesto por organismos situados en la base de la pirámide, ingiere nanopartículas de plástico, dice Sá, y luego es consumido por pequeños peces y crustáceos. Estos, a su vez, sirven de alimento a animales marinos más grandes y también forman parte de la dieta humana.
“Hoy en día se registra una gran reducción de la biodiversidad marina en todo el mundo, pero es muy difícil determinar qué parte de esta pérdida es generada por los microplásticos y qué parte es el resultado de la acción de otros contaminantes o de los efectos combinados de estos diferentes contaminantes”, dice el investigador, quien destaca que diversos estudios muestran la pérdida de biodiversidad debido a la contaminación con plásticos. Sá coordinó la investigación sobre zooplancton realizada durante la maestría de su alumna Jennifer Bernardino.
Más allá de los problemas que generan en el aparato digestivo cuando se los ingiere, los microplásticos pueden causar intoxicación. Hollín, hidrocarburos, partículas de metales tóxicos, pesticidas y otros contaminantes se adhieren a este material cuando entran en contacto con él. Así, los fragmentos cargan consigo estos contaminantes.
Las partículas plásticas también están compuestas por elementos químicos potencialmente nocivos cuando se absorben. Esto se debe a que la mayoría de los plásticos se producen con polímeros sintéticos, elaborados a partir de derivados del petróleo. Tienen distintas propiedades físicas dependiendo de sus funciones y aplicaciones y, por ende, están compuestos por diferentes insumos y aditivos químicos que les proporcionan características tales como rigidez, maleabilidad, flexibilidad, color y resistencia.
Leonardo Martins / Getty ImagesDesperdicios y basura plástica se acumulan en la bahía de Guanabara, en Río de JaneiroLeonardo Martins / Getty Images
Una sustancia química utilizada para conferirles rigidez y transparencia a las fórmulas plásticas es el bisfenol A (BPA), considerado potencialmente cancerígeno bajo ciertas circunstancias y, por esta razón, prohibido en muchos países, entre ellos Brasil, en la fabricación de mamaderas. Otro ejemplo es el ftalato, un ingrediente empleado para dotar de maleabilidad al producto final, pero potencialmente perjudicial para la salud.
Los expertos advierten que los impactos de los micro y nanoplásticos van más allá de los efectos fisiológicos generados por la ingesta de las partículas. La intoxicación puede producirse incluso si no se los consume directamente, como resultado de la lixiviación de las partículas. La lixiviación es el proceso de disolución de un material por la acción del agua. “Un pélet de plástico que cae al mar desde un buque carguero estará liberando toxinas en 24 horas”, advierte el biólogo marino Caio Rodrigues Nobre, autor de un artículo sobre el tema publicado en 2015 en Marine Pollution Bulletin.
Nobre comprobó que la descomposición de estos gránulos de plástico en el mar genera una toxicidad suficiente como para afectar el desarrollo embrionario del erizo verde de mar (Lytechinus variegatus). “Algunas larvas de erizo expuestas a los pélets de plástico tardan en crecer, otras no crecen adecuadamente y muchas ni siquiera llegan a convertirse en erizos”, informa el biólogo, quien pone de relieve que, durante el estudio, aisló el efecto de los pélets de otros factores que podrían afectar el desarrollo embrionario del erizo. Según él, los efectos tóxicos dependen de la composición de cada microplástico y no son idénticos en los diferentes organismos marinos. Para entender mejor el problema se deberán realizar estudios sobre los diversos ejemplares de la fauna acuática.
Durante su doctorado, becado por la FAPESP, Rodrigues Nobre estudió los efectos de los microplásticos que absorben el bactericida denominado triclosán, un ingrediente utilizado en cosméticos y productos de higiene personal, sobre las ostras del género Crassostrea (ostiones) y el cangrejo rojo de manglar −conocido también como cangrejo moro− (Ucides cordatus), según detalla en artículos que ha publicado en las revistas científicas Archives of Environmental Contamination and Toxicology, en 2020, y Chemosphere, en 2022. La adsorción es el proceso por el cual moléculas o iones quedan atrapados en la superficie de un material mediante interacciones químicas o físicas.
“En ambos casos, los efectos contaminantes de los microplásticos expuestos al triclosán fueron mayores que la exposición a microplásticos comunes. También se pudo constatar que los efectos nocivos sobre las branquias de los cangrejos fueron sensiblemente mayores a los observados en las ostras”, describe el biólogo, quien actualmente realiza una pasantía posdoctoral en el Instituto del Mar de la Unifesp.
En otro frente de investigaciones, un equipo del Instituto de Ciencia y Tecnología de la Universidade Estadual Paulista (Unesp), en São José dos Campos, estudió la contaminación con microplásticos en los piletones del Gran São Paulo, los embalses de retención que reciben y regulan el flujo del agua de lluvia en las ciudades. El análisis de una estructura ubicada en el barrio paulistano de Aricanduva detectó 109.000 unidades de microplásticos por kilogramo (kg) de sedimentos recogidos en el lecho del lugar. El 53 % del material hallado correspondía a residuos de neumáticos. El caucho también genera micropartículas perjudiciales para el medio ambiente.
Al compararlas con otras muestras recogidas por el grupo en un embalse de Poá (São Paulo), en 2020, la presencia de microplásticos en el barrio de Aricanduva es prácticamente el doble. En Poá, la concentración del contaminante fue de 57.500 unidades por kg de residuos. “Cuanto más densamente urbanizada es una zona, mayor es la generación de microplásticos y, en consecuencia, también lo es el impacto sobre el medio ambiente”, dice el ingeniero civil especializado en saneamiento básico Rodrigo Moruzzi, coordinador del estudio, que salió publicado en la revista Environmental Pollution en diciembre de 2022. La densidad demográfica de Poá, de 6.000 habitantes por kilómetro cuadrado (km2), es algo menos de la mitad de la del barrio de Aricanduva (12.800 habitantes por km2).
El agua de lluvia que recibe y transporta microplásticos en el área urbana de las ciudades no se envía a las estaciones de tratamiento de aguas residuales, sino que se vierte directamente a los ríos. Las aguas de los ríos fluyen hacia el mar, pero a menudo abastecen las plantas de tratamiento para el consumo de la población. Sin embargo, estas estaciones no han sido diseñadas para lidiar con los microplásticos.
“No existen protocolos que establezcan procedimientos para eliminar esos materiales ni valores máximos de microplásticos permitidos en el agua potable”, señala Moruzzi. Ni siquiera las depuradoras de aguas cloacales cuentan con protocolos definidos para la remoción de microplásticos de los efluentes. “Los procesos habituales no tienen previsto a este material. Eventualmente, se lo elimina merced a otras tecnologías que apuntan a retener otros contaminantes en suspensión”, dice.
Moruzzi recurre a un argumento usual entre los investigadores en la materia para definir la dispersión de las partículas de plástico en la naturaleza. “El único lugar donde no hay microplásticos es donde no se los mide. Cuando se los mide, se los encuentra”, subraya. Aunque la existencia de los microplásticos se conoce desde la década de 1970, tan solo en los últimos 15 años se han multiplicado las investigaciones científicas con miras a dimensionar el problema y entender los riesgos que este supone para la vida.
Proyectos
1. Los mejillones (Perna perna) y las ostras (Crassostrea brasiliana) como bioindicadores de la contaminación causada por microplásticos en el estuario de Santos (São Paulo) (nº 20/08960-7); Modalidad Beca de maestría; Investigador responsable Ítalo Braga de Castro (Unifesp); Becario Victor Vasques Ribeiro; Inversión R$ 53.422,81.
2. Los moluscos bivalvos como centinelas contemporáneos e históricos de la contaminación causada por microplásticos (nº 22/08669-6); Modalidad Beca doctoral; Investigador responsable Ítalo Braga de Castro (Unifesp); Becario Victor Vasques Ribeiro; Inversión R$ 249.082,56.
3. Análisis del riesgo ambiental de la interacción de microplásticos, fármacos y antimicrobianos. Una abordaje ecotoxicológico (nº 17/12193-9); Modalidad Beca doctoral; Investigador responsable Camilo Dias Seabra Pereira (Unifesp); Becario Caio Rodrigues Nobre; Inversión R$ 244.312,94.
Artículos científicos
RIBEIRO, V. V. et al. Oysters and mussels as equivalent sentinels of microplastics and natural particles in coastal environments. Science of the Total Environment. v. 874. may. 2023.
PEGADO, T. et al. Ingestion of microplastics by Hypanus guttatus stingrays in the Western Atlantic Ocean (Brazilian Amazon Coast). Marine Pollution Bulletin. v. 162. oct. 2020.
CARVALHO, D. G. y BAPTISTA NETO, J. A. Microplastic pollution of the beaches of Guanabara Bay, Southeast Brazil. Ocean & Coastal Management. v. 128, p. 10-7. ago. 2016.
ALVES, V. E. N. y FIGUEIREDO, G. M. Microplastic in the sediments of a highly eutrophic tropical estuary. Marine Pollution Bulletin. v. 146, p. 326-35. sep. 2029.
NOBRE, R. C. et al. Effects of microplastics associated with triclosan on the oyster Crassostrea brasiliana: An integrated biomarker approach. Archives of Environmental Contamination and Toxicology. v. 79, p 101-10. 11 abr. 2020.
NOBRE, R. C. et al. Combined effects of polyethylene spiked with the antimicrobial triclosan on the swamp ghost crab (Ucides cordatus; Linnaeus, 1763). Chemosphere. v. 304, p. 135-69. oct. 2022.
GOEHLER, L. O. et al. Relevance of tyre wear particles to the total content of microplastics transported by runoff in a high-imperviousness and intense vehicle traffic urban area. Environmental Pollution. v. 341. dic. 2022.
MORUZZI, R. et al. Stormwater detention reservoirs: An opportunity for monitoring and a potential site to prevent the spread of urban microplastics. Water. 14 jul. 2020.
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