Adiós a los microplásticos: este filtro inspirado en peces los elimina del agua de la lavadora

Los descubrimientos científicos no siempre comienzan en un frío laboratorio, sino que a menudo el punto de partida consiste en observar la naturaleza. Así ha sido para un grupo de investigadores de la Universidad de Bonn (Alemania), que han desarrollado un filtro capaz de eliminar más del 99% de los microplásticos que generan las lavadoras.

Dicho mecanismo se ha inspirado en el sistema branquial de determinadas especies de peces que obtienen su alimento a través de sistemas de filtración desarrollados a lo largo de millones de años de evolución, y que se muestran altamente eficaces para retener las partículas sólidas del plancton, mientras dejan que el agua siga circulando por su organismo y vuelva al exterior.

Tenemos que tener en cuenta que, en cada ciclo de lavadora se emplean, en promedio, entre 40 y 60 litros de agua. Durante este proceso, el agua se mezcla con las prendas, las cuales están compuestas no sólo por fibras naturales, sino también por una alta proporción de materiales sintéticos, como por ejemplo poliéster, nailon y acrílico.

Por el desagüe

Debido a la fricción mecánica y el uso de detergentes, los tejidos se degradan, desprendiendo miles o incluso millones de microfibras plásticas. Al finalizar el ciclo, estos microplásticos son arrastrados por el desagüe y, al ser demasiado pequeños para los filtros convencionales, terminan llegando al alcantarillado.

Aunque en las plantas de tratamiento de aguas residuales se pueden retener entre el 80% y el 90% de estas microfibras plásticas, es inevitable que muchas de ellas acaben en nuestros ríos y mares, o bien que regresen al entorno a través de los lodos de las depuradoras, que suelen ser empleados como abono en campos de cultivo.

Salud y medioambeinte

La abundante presencia de microplásticos en los ecosistemas está relacionada con multitud de problemas ambientales y también para la salud de seres humanos y otras especies.

Como explica el paper de la investigación de la Universidad de Bonn:»los microplásticos acumulan patógenos fúngicos en el suelo, causan fitotoxicidad en plantas vasculares, ingresan a los principales depredadores marinos a través de transferencia trófica e inducen estrés oxidativo, inflamación y trastornos metabólicos en humanos».

Flujo semicruzado

Los científicos alemanes proponen una solución basada en un filtro biomimético, es decir, inspirado en la naturaleza, en concreto en especies de peces que, como la caballa, la sardina y la anchoa, han desarrollado una técnica a la que han denominado filtración por flujo semicruzado.

Como se detalla en el estudio: «en la mayoría de los peces que se alimentan por filtración, los arcos branquiales forman una geometría cónica que se estrecha hacia el esófago dentro de la cavidad bucal». Cuando el pez abre la boca para alimentarse, el agua fluye a través de esta especie de embudo natural y sale de nuevo al exterior por las branquias.

Tamiz orgánico

Las paredes del embudo están recubiertas por unas espinas que dejan pasar el agua sin problema. En cambio, el plancton es demasiado grande para atravesar este tamiz orgánico. Debido a su forma de embudo, el alimento atrapado baja desde esta zona hacia el esófago, hasta que el pez lo traga, dejando el espacio vacío.

Este mecanismo impide que el sistema se obstruya precisamente porque, en lugar de impactar de frente, las fibras ruedan a lo largo de él hacia el esófago. Por otro lado, el proceso elimina gran parte del plancton del agua, limpiando la misma.

Lavadora

Los investigadores se fijaron en todos estos procesos para construir su prototipo de filtro de microplásticos para lavadora, adaptando tanto la estructura tamizada como el ángulo de apertura del embudo. Los resultados experimentales del estudio respaldan la eficacia del diseño.

El filtro inspirado en peces o FiF, por sus siglas en inglés, fue capaz de retener hasta el 99,6% de las fibras de microplásticos utilizadas en los ensayos. El diseño incorpora, además, un mecanismo de autolimpieza periódica que evita la obstrucción del medio filtrante, uno de los principales problemas de los filtros convencionales.

Los autores también destacan que el filtro produce una baja concentración de residuos, situada en torno al 5%, lo que simplifica la gestión posterior del material retenido y reduce la necesidad de tratamientos adicionales.

Geometría y agua

Otra de las ventajas de la propuesta de la Universidad de Bonn es que no depende de mecanismos complejos ni de componentes electrónicos adicionales, sino que se apoya exclusivamente en la geometría del diseño en forma de embudo y en el aprovechamiento de las fuerzas físicas del flujo de agua.

Este enfoque permite separar las microfibras plásticas del agua de forma eficiente y continuada, reduciendo al mismo tiempo el riesgo de obstrucción que limita el funcionamiento de muchos filtros convencionales.

Tras los resultados obtenidos en las pruebas experimentales, los investigadores han iniciado ya los trámites para patentar el sistema, un primer paso necesario para explorar su posible desarrollo y aplicación futura a escala industrial.