Los riesgos de los microplásticos

“Para que nuestros ríos lleguen sanos al mar”

Recurso Hídrico y Contaminación

• ¿Cómo afectan a la salud los diminutos plásticos que van a parar a nuestro cuerpo y al de los organismos marinos?

Microplásticos recogidos en el río Magothy, Maryland, EE.UU. [5Gyres, CORTESÍA DE LA UNIVERSIDAD DE OREGÓN]

Desde que se acuñó el término «microplásticos» en 2004, estos se han hallado en un sinfín de lugares, desde el mar y el hielo polar hasta los alimentos que ingerimos y el aire que respiramos.

Puesto que tardan décadas o siglos en degradarse, preocupa su acumulación en el ambiente y en nuestro organismo, en especial las partículas menores de un micrómetro, capaces de penetrar en las células.

Evaluar los daños de los microplásticos reviste una enorme dificultad. La mayoría de los estudios se han centrado en la fauna marina, en la que se ha observado un menor crecimiento y capacidad reproductiva. En los humanos, su efecto tóxico se ha demostrado en tejidos y células cultivados en el laboratorio.

Dunzhu Li solía calentar cada día en el microondas la comida envasada en recipientes de plástico. Pero esta ingeniera ambiental abandonó ese hábito a raíz de un descubrimiento inquietante que hizo su grupo de investigación: los envases de plástico alimentario desprenden gran cantidad de partículas diminutas en el agua caliente, los llamados microplásticos. «Nos quedamos helados», afirma Li. Los hervidores y los biberones también desprenden microplásticos, según dieron a conocer el pasado octubre ella y otros investigadores del Trinity College de Dublín. Si los padres preparan la leche en polvo con agua caliente agitándola en una botella de plástico, el bebé puede llegar a ingerir más de un millón de partículas de microplástico cada día, calculó el equipo.

Lo que Li y otros investigadores no saben todavía es si eso supone un peligro. Todos inhalamos polvo y arena, pero no está claro que la ingesta de pedacitos de plástico resulte perjudicial. «La mayor parte de lo que ingerimos recorre el tubo digestivo entero y sale intacto», afirma Tamara Galloway, ecotoxicóloga en la Universidad de Exeter. Pero «creo que es acertado decir que el riesgo podría ser alto», declara Li, eligiendo sus palabras con prudencia.

A los investigadores les preocupa desde hace casi una veintena de años los daños que podrían causar los microplásticos, aunque el grueso de los estudios se ha centrado en el riesgo para la fauna marina. Richard Thompson, ecólogo marino en la Universidad de Plymouth, acuñó el término en 2004 para describir las partículas de plástico inferiores a 5 milímetros, después de que su equipo confirmase su presencia en las playas del Reino Unido. Desde entonces se han hallado en todos los lugares donde se han buscado: en las profundidades marinas, en la nieve ártica y en el hielo antártico; en el marisco, en la sal de mesa, en el agua potable y la cerveza; suspendidas en el aire o arrastradas por la lluvia sobre las montañas y las ciudades. Esos minúsculos fragmentos pueden tardar décadas o siglos en degradarse por completo. «Es casi seguro que la práctica totalidad de las especies están expuestas a ellos en mayor o menor grado», asegura Galloway.

Las investigaciones pioneras sobre los microplásticos se centraron en las microperlas contenidas en los productos de cuidado personal y en el granulado plástico sin procesar que se vierte antes de que sea moldeado en objetos, así como en los fragmentos que se desprenden lentamente de las botellas desechadas y de otros residuos de gran tamaño. Todos acaban arrastrados por el agua hacia los ríos y el mar: en 2015, los oceanógrafos calcularon que había entre 15 y 51 billones de partículas de microplástico flotando en la superficie de los mares del planeta. Desde entonces se han descubierto otras fuentes de microplástico: las briznas arrancadas de los neumáticos por el asfalto y las microfibras sintéticas que se desprenden de la ropa, por citar algunas. Las partículas son arrastradas por el viento que circula entre el mar y la tierra, así que acabamos inhalando o ingiriendo plástico de cualquier fuente.

A partir de pequeños estudios sobre el contenido de microplásticos en el aire, el agua, la sal y el marisco, Albert Koelmans, ambientólogo de la Universidad de Wageningen, ha calculado que los niños y los adultos podríamos ingerir entre pocas docenas y más de 100.000 pedacitos de ellos cada día, según relataba este marzo. Él y sus colaboradores creen que, en el peor de los casos, una persona estaría ingiriendo la masa equivalente a una tarjeta de crédito al año.

Las autoridades están dando los primeros pasos para cuantificar el riesgo para la salud humana y están calculando nuestra exposición a los microplásticos. La Junta Supervisora de los Recursos Hídricos del Estado de California, una rama de la agencia de protección ambiental de ese estado, se convertirá muy pronto en la primera autoridad reguladora del mundo en anunciar métodos normalizados destinados a medir la concentración de este material en el agua potable. El objetivo es analizar el agua durante los próximos cuatro años y difundir públicamente los resultados.

© NATURE; FUENTE (instrumentos y costes): S. PRIMPKE ET AL. APPL. SPECTROSC. n.o 74, págs. 1012–1047, 2020.

Evaluar los efectos que los minúsculos pedacitos de plástico ejercen en las personas y los animales es la otra mitad del problema. Es más sencillo de decir que de hacer. En más de cien estudios de laboratorio se han expuesto animales, sobre todo acuáticos, a los microplásticos. Pero los resultados, esto es, el grado en que afectan a la reproducción o causan daños físicos a los organismos, resultan difíciles de interpretar, porque los microplásticos adoptan numerosas formas, tamaños y composiciones, y en muchos estudios se usaron materiales bastante diferentes de los que uno encuentra dispersos en el ambiente.

Las partículas que más preocupan a los expertos son las más pequeñas, inferiores a 1 micrómetro, que conforman el nanoplástico. Algunas son capaces de penetrar en las células, donde podrían alterar la actividad interna. Pero la mayoría son demasiado pequeñas para ser visibles; sin ir más lejos, no se contabilizan en los cálculos de la ingesta realizados por Koelmans, y el estado de California no intentará controlarlas.

Una cosa está clara: el problema no cesará de crecer. Cada año se fabrican 400 millones de toneladas de plástico, cantidad que previsiblemente se habrá duplicado con creces en 2050. Aunque por arte de magia mañana se paralizase toda la producción, el plástico acumulado en los vertederos y esparcido por el ambiente, un volumen que se cifra en torno a 5000 millones de toneladas, seguiría desintegrándose en fragmentos minúsculos que son imposibles de recoger y limpiar, lo que elevará de forma incesante los niveles de microplásticos. Koelmans lo califica como una «bomba de plástico con temporizador».

«Cuando me preguntan por los riesgos, contesto que ahora mismo no estoy alarmado, pero me preocupa el futuro si no hacemos nada al respecto», afirma.

Perjuicios diversos

Los investigadores barajan varias teorías sobre los daños que pueden causar los pedacitos de plástico. Si son lo bastante pequeños para penetrar en las células y los tejidos, podrían tener efectos irritantes por el mero hecho de ser cuerpos extraños, como sucede con las finísimas fibras de amianto, que inflaman el tejido pulmonar y acaban provocando cáncer. Existe un potencial paralelo con la contaminación atmosférica: se sabe que las partículas de hollín que emiten las centrales generadoras de electricidad, el humo del tráfico y los incendios forestales, denominadas PM10 y PM2,5 (materia particulada de 10 y 2,5 micrómetros de diámetro, respectivamente), se depositan en las vías aéreas y en los pulmones. Allí, en concentraciones elevadas dañan el aparato respiratorio. Aun así, los niveles de PM10 son miles de veces mayores que las concentraciones de microplásticos que se han detectado en el aire, destaca Koelmans.

Microplásticos recogidos en la bahía de San Francisco, marcados para su estudio. [COLE BROOKSON]

Es más probable que, de confirmarse los efectos perjudiciales de los microplásticos, estos obedezcan a la toxicidad química. Los fabricantes de plástico incorporan plastificantes, estabilizantes y pigmentos, sustancias peligrosas muchas de ellas que, entre otros efectos, interfieren con el sistema endocrino (hormonal). Pero que la ingesta de los microplásticos aumente sustancialmente nuestra exposición a esos compuestos depende del ritmo con que se desprenden de las partículas de plástico y de la rapidez con que viajan a través del cuerpo, factores que se están comenzando a estudiar en este momento.

Otra idea es que las partículas plásticas dispersas en el ambiente podrían captar contaminantes químicos que luego se liberarían en el cuerpo de los animales que las tragaran. Pero de todos modos los animales incorporan los contaminantes que hay en los alimentos y el agua, e incluso es posible que los microplásticos, si se ingieren en gran medida sin contaminar, ayuden a eliminar contaminantes del intestino. De momento no existe consenso en si las partículas plásticas cargadas de contaminantes son un problema importante, afirma Jennifer Lynch, bióloga marina adscrita al Instituto Nacional de Normas y Tecnología de EE.UU., en Gaithersburg, Maryland.

Quizás el efecto nocivo más simple y directo, por lo menos en lo que concierne a la fauna marina, estribe en que la ingesta de esas partículas sin valor nutritivo les impide tomar el alimento suficiente para vivir. Lynch, que también dirige el Centro de Investigación de la Contaminación Marina en la Universidad del Pacífico de Hawái, en Honolulú, ha practicado la autopsia a tortugas halladas muertas en las playas, en busca de plásticos alojados en el intestino y de sustancias sintéticas en los tejidos. En 2020, su equipo realizó una serie de análisis a 9 crías de tortuga de carey de menos de 3 semanas de vida. En uno de los ejemplares, que medía solo 9 centímetros de largo, se contaron 42 fragmentos plásticos en el tubo digestivo. La mayoría eran microplásticos.

«No creemos que muriesen a causa de los residuos acumulados», asegura Lynch. Pero la experta se plantea que quizá tuvieron problemas para crecer con la rapidez necesaria. «Es una etapa muy dura para estas pequeñas.»

Estudios del medio marino

Gran parte de las investigaciones acerca del riesgo que comportan los microplásticos se han centrado en la fauna marina. El zooplancton, del que forman parte algunos de los organismos marinos más diminutos, crece más lentamente y se multiplica menos en su presencia, asegura Penelope Lindeque, del Laboratorio Marino de Plymouth: los huevos son más pequeños y eclosionan menos. Sus experimentos muestran que los problemas de reproducción derivan del hecho de que el zooplancton no se alimenta lo suficiente.

Pero como los ecotoxicólogos iniciaron los experimentos antes de saber qué tipo de microplásticos pululan en los entornos acuáticos, se centraron demasiado en los materiales fabricados; a menudo utilizaban esferas de poliestireno de menor tamaño y en concentraciones mucho mayores que las halladas en el medio natural

Los especialistas han comenzado a simular unas condiciones ambientales más realistas, por lo que ahora usan fibras o fragmentos en lugar de esferas de plástico. Algunos han comenzado a recubrir los materiales experimentales con sustancias que imitan las biopelículas, que al parecer facilitan que los animales ingieran los microplásticos.

Cría de tortuga de carey capturada en Hawái, fotografiada junto a su contenido estomacal de microplásticos. [JENNIFER LYNCH]

Las fibras plantean aparentemente un problema peculiar. Tardan más en transitar por el cuerpo del zooplancton que las esferas, explica Lindeque. En 2017, investigadores australianos demostraron que el zooplancton expuesto a las fibras de microplástico producía la mitad de las larvas habituales y que, cuando alcanzaban la fase adulta, tenían un menor tamaño. Las fibras no se ingirieron, pero comprobaron que interferían con la natación, y detectaron deformaciones corporales. Otro estudio publicado en 2019 relataba que los cangrejos topo del Pacífico (Emerita analoga) expuestos a las fibras vivían menos.

En la mayoría de los experimentos de laboratorio se expone los organismos a un solo tipo de microplástico, de dimensiones, composición y forma concretas. En cambio, Koelmans afirma que en el medio natural están en contacto con mezclas de ellos. En 2019, él y su doctoranda Merel Kooi representaron gráficamente la abundancia de microplásticos registrada en 11 estudios donde se muestrearon aguas marinas, fluviales y sedimentos, para elaborar modelos de mezclas en ambientes acuáticos.

El año pasado, los dos se aliaron con otros colegas para usar este modelo en simulaciones informáticas destinadas a predecir con qué frecuencia se topa el pescado con microplásticos lo bastante pequeños para ingerirlos, así como la probabilidad de que coman la cantidad suficiente para afectar al crecimiento. Calcularon que, con las concentraciones actuales de microplástico contaminantes, los peces corren ese riesgo en el 1,5 por ciento de los lugares donde se han buscado microplásticos. Pero es probable que haya puntos críticos donde ese riesgo sea muy superior, advierte Koelmans. Una posibilidad son las grandes profundidades marinas, porque una vez allí suelen quedar enterrados en los sedimentos, así que es improbable que migren a otros lugares y no hay modo de eliminarlos.

Los mares ya soportan muchos otros factores estresantes, por lo que Lindeque teme que los microplásticos contribuyan a mermar aún más la abundancia de zooplancton y que asciendan por los eslabones de la cadena trófica hasta llegar al ser humano. «Si dañamos el zooplancton, que constituye la base de la cadena trófica marina, debería preocuparnos seriamente el impacto en las poblaciones de peces y su capacidad para alimentar a la población mundial.»

FUENTE: NATURE ANALYSIS

Estudios en humanos

Todavía no se ha publicado ningún estudio donde se haya examinado directamente los efectos de los diminutos fragmentos plásticos en el cuerpo humano, aseguran varios expertos destacados en el campo. Solo existen trabajos basados en experimentos de laboratorio en los que se observa la reacción de células o tejidos humanos, o bien de animales, como ratones o ratas, al ser expuestos a los microplásticos. En uno de los estudios, los ratones que comieron grandes cantidades de este material mostraron inflamación en el intestino delgado. En otro, los roedores presentaron menos espermatozoides, y aún en otro, produjeron camadas y crías más pequeñas, en comparación con los grupos de referencia. Algunos ensayos in vitro con células y tejidos humanos también han revelado su efecto tóxico. Pero, al igual que ocurre en los estudios con organismos marinos, no está claro que las concentraciones utilizadas sean representativas de aquellas a las que estamos expuestos los ratones y las personas. En la mayoría de los estudios se usaron perlas de poliestireno, que no reproducen la diversidad de microplásticos que la gente ingiere. Koelmans matiza también que esos trabajos son los primeros que analizan la cuestión y podrían acabar siendo atípicos una vez que se disponga de un volumen de datos consolidado. Hay más estudios in vitro que con animales, pero los investigadores afirman que aún no saben cómo extrapolar los efectos de los microplásticos en los tejidos a los posibles problemas de salud en los animales.

Otra incógnita en cuanto al riesgo es si estos materiales pueden permanecer en el cuerpo humano y acumularse en algunos tejidos. En los estudios con ratones se ha comprobado que los fragmentos de 5 micrómetros pueden quedar retenidos en el intestino o alcanzar el hígado. A partir de los escasos datos disponibles sobre la velocidad con que estos roedores excretan los microplásticos y suponiendo que solo una parte de las partículas de entre 1 y 10 micrómetros es absorbida por el intestino, Koelmans y sus colaboradores han calculado que una persona podría acumular varios miles de partículas de plástico a lo largo de la vida.

Algunos han comenzado a indagar si es posible hallar microplásticos en los tejidos humanos. En enero, un equipo confirmó este extremo por primera vez después de analizar seis placentas. Los autores disgregaron el tejido con un producto químico, examinaron los restos que quedaban y acabaron encontrando 12 partículas de microplástico en cuatro de esas placentas. Rolf Halden, ingeniero sanitario-ambiental en la Universidad Estatal de Arizona en Tempe, afirma que, aunque no es imposible que esos fragmentos sean fruto de la contaminación de las placentas en el curso del muestreo y los análisis, destaca el empeño de los investigadores por evitar tal contaminación. Para ello, retiraron todos los objetos plásticos de los paritorios y comprobaron que un conjunto de materiales de control, sometido al mismo proceso de análisis que las muestras con fines comparativos, no estaba contaminado. «Demostrar de forma concluyente que una partícula dada procede realmente de un tejido supone todo un reto», afirma.

A quienes les preocupa la exposición a los microplásticos deben saber que es posible reducirla, asegura Li. En su trabajo con los utensilios de cocina observó que las cantidades desprendidas de plástico dependen sobre todo de la temperatura, razón por la que ha dejado de calentar la comida con el microondas en envases de ese material. Y en cuanto a los biberones, aconseja a los padres que enjuaguen el biberón esterilizado con agua fría que haya sido hervida en un recipiente que no sea de plástico, para eliminar así cualquier resto de microplástico desprendido durante la esterilización. Pueden preparar la leche en un envase de vidrio y llenar el biberón una vez que se haya enfriado. El equipo está pidiendo a familias voluntarias que proporcionen muestras de orina y deposiciones de sus bebés para analizar los microplásticos.

La fracción nanométrica

Las partículas que son lo bastante pequeñas para penetrar y difundirse por los tejidos, o incluso por las células, son las más preocupantes y merecen más atención en las muestras ambientales, afirma Halden. En un estudio en el que un grupo de hembras gestantes de ratón inhalaron partículas sumamente diminutas, se comprobó que iban a parar a casi todos los órganos fetales. «Desde la perspectiva del riesgo, es ahí donde reside la verdadera preocupación, y donde precisamos más datos.»

Para poder llegar hasta el interior de las células, las partículas deben medir menos de unos cientos de nanómetros. Hasta 2018 no existía ninguna definición formal de nanoplástico. Ese año, unos investigadores franceses propusieron como límite un tamaño de 1 micrómetro: lo bastante pequeño para permanecer suspendido en la columna de agua, donde puede ser más fácilmente ingerido, pero sin hundirse o flotar en la superficie, como hacen los microplásticos, aclara Alexandra ter Halle, química analítica en la Universidad Paul Sabatier, en Toulouse.

Sin embargo, no se sabe casi nada de ellos; son invisibles y no pueden recolectarse con facilidad. El simple intento de medirlos ha dejado confusos a los científicos.

Polvo, sedimento y microplásticos en forma de fibras y bolitas se entremezclan en esta imagen ampliada de partículas muestreadas en parques nacionales y áreas silvestres del oeste de Estados Unidos. [JANICE BRAHNEY, UNIVERSIDAD ESTATAL DE UTAH]

La longitud, la anchura y la composición química de las partículas de plástico de escasos micrómetros se pueden medir y analizar con el microscopio óptico y el espectrómetro, instrumento este último que diferencia las partículas en virtud de su distinta interacción con la luz. Por debajo de esa escala resulta difícil distinguir lo que es plástico de lo que no lo es, como las partículas del sedimento marino o las células vivas. «Buscamos una aguja en el pajar, pero esta tiene el mismo aspecto que el heno», compara Roman Lehner, especialista en nanomateriales de la asociación Sail and Explore, un grupo de investigación suizo sin ánimo de lucro.

En 2017, Ter Halle y sus colaboradores confirmaron por primera vez la presencia de nanoplásticos en una muestra ambiental, en concreto, en agua recogida en el océano Atlántico. Extrajeron los sólidos coloidales del agua, filtraron todas las partículas mayores de 1 micrómetro, incineraron la fracción restante y, con un espectrómetro de masas (aparato que fragmenta las moléculas y clasifica los pedazos en función de la masa molecular), comprobaron que los restos habían contenido polímeros plásticos.

Sin embargo, eso no dio información sobre las dimensiones y la forma exacta de los nanoplásticos. A Ter Halle se le ocurrió una idea mientras estudiaba la superficie de dos envases de plástico deteriorados que recogió durante la expedición. Había observado que los primeros cientos de micrómetros, los más superficiales, habían devenido cristalinos y quebradizos, así que pensó que podría suceder lo mismo con los nanoplásticos que probablemente se desprenden de esas superficies. Por ahora, como no es posible recolectar nanoplásticos del ambiente, los investigadores pulverizan en el laboratorio el plástico que someten a prueba y esperan obtener partículas similares.

Fabricar nanoplásticos «caseros» para investigarlos tiene una ventaja: es posible introducir en ellos marcadores para seguir más fácilmente su rastro dentro de los organismos de experimentación. Lehner y sus colaboradores prepararon partículas nanométricas de plástico fluorescentes y las depositaron bajo el tejido formado por células epiteliales del intestino humano. Las células absorbieron las partículas, pero no mostraron indicios de citotoxicidad.

Hallar pedacitos de plástico alojados en cortes intactos de tejido, obtenidos mediante biopsia, por ejemplo, y observar algún efecto patológico supondría la pieza definitiva para completar el rompecabezas referente a los riesgos de los microplásticos, explica Lehner. Sería «muy conveniente», opina Halden. Pero para alcanzar los tejidos, las partículas tendrían que ser muy pequeñas, así que ambos investigadores creen que será muy difícil detectarlas de forma concluyente.

Recabar todos esos datos exigirá muchísimo tiempo. Ter Halle ha colaborado con ecólogos para cuantificar la ingesta de microplásticos en el medio natural. Analizar únicamente las partículas mayores de 700 micrómetros en unas 800 muestras de insectos y peces conllevó miles de horas, explica. Ahora examinan las partículas de entre 25 y 700 micrómetros. «Es difícil y tedioso. Vamos a tardar mucho en cosechar resultados», asegura. Y añade que mirar la franja más diminuta «exige un esfuerzo exponencial».

No hay tiempo que perder

De momento los especialistas creen que los niveles de microplásticos y nanoplásticos dispersos en el ambiente no son lo bastante altos como para afectar a la salud humana. Pero no cesarán de aumentar. En septiembre de 2020, un equipo de investigación pronosticó que la cantidad de plástico que cada año se suma a los residuos existentes, ya sean depositados cuidadosamente en vertederos impermeabilizados o esparcidos por la tierra y el mar, podría pasar de los 188 millones de toneladas en 2016 a los 380 millones en 2040, más del doble. Calculan los expertos que, para entonces, cerca de 10 millones de toneladas podrían vagar en forma de microplásticos, cifra que no incluye las partículas que se erosionan constantemente de los residuos ya depositados.

Es posible controlar algunos de nuestros residuos plásticos, explica Winnie Lau, de la organización The Pew Charitable Trusts, en Washington D.C., y autora principal del estudio. Según los investigadores, si en 2020 se hubieran adoptado todas las soluciones ya ensayadas para poner freno a la contaminación por plásticos, tales como la instauración de los sistemas de reutilización, la sustitución por materiales alternativos y el reciclaje, y dichos esfuerzos se hubiesen redoblado con rapidez, la cantidad de residuos plásticos podría reducirse a 140 millones de toneladas anuales en 2040.

Los mayores recortes, con diferencia, se conseguirían restringiendo los plásticos de un solo uso. «No tiene ningún sentido fabricar cosas que se utilizan durante 20 minutos y tardan en desaparecer 500 años. Es insostenible, se mire como se mire», sentencia Galloway.

Artículo traducido y adaptado por Investigación y Ciencia con permiso de Nature Research Group.

Fuente:

Septiembre, 2021