Estudio expone limitaciones del plástico oxodegradable como “alternativa sostenible”

Un nuevo estudio descubre que el plástico oxodegradable, que es promocionado como una “alternativa más sostenible” al plástico convencional, se descompone mal al aire libre, lo que genera preocupación por la salud del suelo y las plantas.

Se ha dicho que el plástico oxodegradable sufre degradación oxidativa mediante la adición de prooxidantes, lo que le permite descomponerse en condiciones de luz y calor, seguida de su biodegradación en dióxido de carbono y agua por acción de microorganismos. Sin embargo, investigaciones científicas recientes han cuestionado esta percepción.

De acuerdo con Davey Jones, autor del estudio y profesor de Ciencias del Suelo y Ambientales en la Universidad de Bangor, Gales, señala que basándose en la evidencia generada por el equipo que encabeza, no recomendarían el uso de plásticos oxodegradables como material alternativo sostenible para la industria del embalaje.

El equipo de científicos opina que el uso de plásticos biodegradables alternativos derivados del petróleo es mucho más prometedor, como el tereftalato de adipato de polibutileno (PBAT), un copolímero aleatorio biodegradable, o los plásticos a base de ácido poliláctico.

¿Qué son los plásticos oxodegradables?

Los plásticos oxodegradables (ODP) se introdujeron en la década de 1980 como una solución innovadora para abordar las crecientes preocupaciones sobre la persistente contaminación plástica en el medio ambiente.

Los ODP son plásticos normales derivados del petróleo modificados con aditivos prooxidantes, comercializados por primera vez en la década de 1990 y desde entonces han ganado una importante presencia en el mercado.

Además, experimentan un proceso de degradación distintivo de dos etapas:

1. Fase abiótica inicial desencadenada por la exposición al calor y a los rayos UV, que inicia la escisión de la cadena de polímero, produciendo grupos funcionales que contienen oxígeno y aumentando la hidrofilicidad, con las cadenas de polímero más cortas resultantes que conducen a la fragmentación.

2. Fase biótica más lenta donde los microorganismos mineralizan los productos de oxidación para formar CO 2 , H 2 O y biomasa. La degradación inicial es catalizada por sales de metales de transición, como hierro, manganeso y cobalto, que promueven la oxidación y posterior fragmentación en microplásticos.

Aunque los ODP comparten propiedades físicas similares con los plásticos utilizados actualmente en términos de costo, peso y durabilidad inicial, se cree que su degradación a microplástico es mucho más rápida una vez expuestos a condiciones ambientales.

Esta característica los ha hecho particularmente atractivos para aplicaciones agrícolas, especialmente en la producción de películas de acolchado y envases de alimentos, donde se han utilizado durante más de cuatro décadas.

Sin embargo, sus beneficios ambientales en comparación con los plásticos utilizados actualmente siguen siendo controvertidos, ya que la eficacia de la fase de biodegradación secundaria sigue en gran medida sin demostrarse y podría exacerbar la contaminación de los suelos con nano y microplásticos.

Esto ha llevado a la prohibición de su uso en algunas jurisdicciones, incluida la Unión Europea. Además, los ODP pueden no ser adecuados para los enfoques estándar de gestión de residuos, ya que se degradan lentamente en condiciones anaeróbicas de vertedero y pueden producir metano, lo que podría aumentar su huella de carbono.

Impacto en la salud de las plantas y el suelo

El estudio analizó un rango de concentraciones de ODP para evaluar su impacto en la salud de las plantas y el suelo. Suponiendo una densidad de ODP equivalente a un nivel de contaminación del suelo por ODP en la capa superficial del suelo.

Por lo tanto, las concentraciones variaron desde niveles relevantes para el campo hasta concentraciones extremas, que podrían representar el vertido masivo de plástico usado en los márgenes del campo.

En ese sentidlo el grupo de investigadores considera que las dosis más bajas de PAO son más representativas de los niveles probables de contaminación en el campo y añadieron plásticos oxodegradables de tamaño macro o micro a lotes independientes de tierra en macetas en cinco proporciones.

El equipo de investigación seleccionó el maíz como cultivo modelo y monitoreó indicadores clave como el pH del suelo, la conductividad eléctrica y el contenido de nitratos durante seis semanas.

Los científicos utilizaron maíz, ya que se cultiva frecuentemente en muchas regiones del mundo con acolchado plástico. Además, es sensible al estrés ambiental, por lo que es fácil observar los efectos positivos o negativos de los plásticos en el crecimiento de las plantas.

El análisis revela que, en las bajas concentraciones presentes en los campos agrícolas, los plásticos oxodegradables prácticamente no afectan la calidad del suelo ni el crecimiento del maíz. Sin embargo, superar la concentración del 1 % altera significativamente las propiedades del suelo.

Limitaciones de degradación de los plásticos oxodegradables

El análisis de espectroscopia infrarroja reveló que seis semanas después del enterramiento en el suelo solo se produjo "una leve escisión de la cadena de los plásticos, sin que se detectara una producción significativa de productos de oxidación como cetonas o aldehídos".

El resultado sugiere que, sin luz en el ambiente del suelo, el proceso de degradación de los plásticos oxodegradables es muy lento y, por lo tanto, puede conducir a su acumulación con el tiempo.

El titular de la investigación afirma que una baja degradación de los materiales puede afectar la salud del suelo y los resultados agrícolas. “Al igual que las plantas, los microorganismos del suelo también reaccionan negativamente a los microplásticos”, agrega.

Sin embargo, los plásticos oxodegradables también pueden estimular la actividad microbiana en el suelo. Dado que prestan servicios ecosistémicos clave [ciclo de nutrientes, descomposición de contaminantes, también son un buen indicador de cómo responden los sistemas agrícolas a la presencia de plásticos.

Agrega que la Universidad de Bangor tiene los ensayos de campo de microplásticos de más larga duración en el mundo con PE y PBAT de baja densidad.

Implicaciones y recomendaciones para su uso en agricultura

Los resultados de la investigación respaldan un enfoque precautorio para el uso de ODP en la agricultura. La combinación de degradación incompleta y acumulación potencial se alinea con decisiones políticas recientes para restringir el uso de ODP en algunos países.

La falta de impactos agudos en concentraciones relevantes para el campo sobre la salud de las plantas y el suelo no debería reducir las preocupaciones sobre la acumulación a largo plazo. Esto es particularmente relevante dada la evidencia sobre la posible persistencia a largo plazo de ODP y aditivos prooxidantes en el suelo.

En conjunto, la evidencia indica que los ODP podrían no ofrecer ventajas significativas sobre los plásticos estándar en términos de seguridad ambiental, lo que respalda prohibiciones recientes en algunos países, incluida Arabia Saudita y partes de Europa.

La investigación concluye que, si bien los ODP se introdujeron como una solución innovadora a la contaminación plástica los resultados indican que podrían contribuir al creciente desafío de la contaminación por microplásticos agrícolas.