Cómo satélites y técnicas ultrasensibles permiten detectar microplásticos y nanoplásticos en mares, sedimentos y tejidos

Los avances recientes en investigación ambiental posibilitaron el desarrollo de métodos innovadores para la detección y el monitoreo de microplásticos y nanoplásticos en ambientes acuáticos, sedimentos y tejidos biológicos. Investigadores de Texas A&M University destacaron la aplicación de imágenes satelitales para rastrear la contaminación plástica en la bahía de Galveston y la costa de Texas.

De forma complementaria, un equipo internacional validó técnicas analíticas ultrasensibles, según la revista Analytical Chemistry. Estas innovaciones fortalecen la capacidad global de vigilancia de la contaminación plástica y preparan el terreno para futuras acciones regulatorias y de gestión ambiental.

Los microplásticos se definen como partículas de plástico de hasta cinco milímetros, mientras que los nanoplásticos abarcan dimensiones entre uno y mil nanómetros. Estos materiales resultan de la fragmentación de objetos plásticos más grandes o se producen directamente como microperlas y fibras sintéticas.

Su presencia se documentó desde zonas árticas hasta fondos oceánicos profundos, así como en tejidos de peces, moluscos y seres humanos. El tamaño microscópico de estos contaminantes facilita su desplazamiento en las corrientes acuáticas y su acumulación tanto en organismos marinos como a lo largo de la cadena alimenticia.

“Su tamaño los hace extremadamente difíciles de filtrar y medir, especialmente en ambientes oceánicos dinámicos”, explicó el Dr. Karl Kaiser, líder del equipo de Texas A&M University. Las investigaciones indican que los microplásticos pueden actuar como vectores de contaminantes hidrofóbicos y liberar aditivos químicos, lo que agrava los riesgos ecológicos.

Incluso sin sustancias tóxicas asociadas, su acumulación en tejidos puede desencadenar respuestas inflamatorias y generar consecuencias para la salud de peces y, potencialmente, de personas. La bioacumulación de plásticos a escala planetaria subraya la urgencia de monitorear estos contaminantes y sus efectos en los ecosistemas.

En el plano tecnológico, el equipo dirigido por Kaiser propuso emplear sensores ópticos satelitales para inferir la concentración de microplásticos a partir de variaciones en la reflectancia y el color del agua costera.

El método combina datos ópticos satelitales y muestreo de sedimentos, calibrando algoritmos que correlacionan partículas en suspensión con la presencia de microplásticos en el agua.

Según Texas A&M University, la novedad radica capacitación de algoritmos capaces de asociar la reflectancia espectral con la concentración de microplásticos, lo que permitiría el monitoreo retrospectivo utilizando archivos históricos de imágenes satelitales. “Los instrumentos actuales ya permiten identificar sedimentos suspendidos vía satélite; simplemente no se emplearon aún para plásticos”, afirmó Kaiser.

Kaiser prevé que este enfoque podría adaptarse para rastrear otros contaminantes persistentes, como sustancias perfluoroalquiladas y bifenilos policlorados. Esto ampliaría las capacidades de pronóstico y prevención en la gestión de la contaminación ambiental.

Paralelamente, la revista Analytical Chemistry documentó la validación de un método de laboratorio basado en pirólisis-cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas en tándem. Este procedimiento cuantifica con alta precisión doce polímeros plásticos habituales, como polietileno, polipropileno, policloruro de vinilo y nylon-66, en concentraciones desde uno hasta 126 nanogramos.

El análisis requiere una preparación de muestra ajustada a cada matriz: filtración para agua, extracción presurizada para sedimentos y digestión enzimática para tejidos biológicos. Un desafío relevante fue la interferencia de lípidos en muestras biológicas, que dificultaba el análisis de ciertos polímeros.

Los autores diseñaron una corrección basada en la medición previa de lípidos, lo que permitió asegurar la precisión, con residuos estándar relativos inferiores al 11% en agua y sedimentos y resultados adecuados en tejidos, según la matriz.

El estudio publicado en Analytical Chemistry indica que el nuevo método posibilita la detección detallada en distintas muestras ambientales. Las pruebas de recuperación oscilaron entre el 73% y el 137% en agua y sedimento, y entre el 94% y el 111% para los principales polímeros en tejidos musculares de peces, incluso ante elevados niveles de lípidos.

La sensibilidad mejorada de los detectores de triple cuadrupolo garantiza la identificación y cuantificación precisa de contaminantes plásticos a niveles de traza, facilitando un monitoreo sistemático.

En la bahía de Galveston, los estudios registraron concentraciones de microplásticos superiores a las de otras áreas costeras de Estados Unidos. De acuerdo con Analytical Chemistry, las muestras de agua superficial presentaron cantidades entre dos y 35 microgramos por litro, mientras que los sedimentos mostraron rangos de 6,9 a 185,9 microgramos por gramo de peso seco.

En los tejidos, los valores oscilaron entre 0,1 y 13,3 miligramos por gramo, con concentraciones notablemente elevadas en ostras (7,4 a 22,6 miligramos por gramo) y atunes negros. Esto evidencia un proceso acumulativo en la cadena trófica. Así lo señalaron Gahn y colaboradores: “El método permitió confirmar acumulación de plásticos no solo en agua, sino también en tejidos de peces y moluscos, apuntando a una transferencia en la cadena trófica”.

La integración de la detección satelital y el análisis de laboratorio aporta ventajas complementarias. El monitoreo remoto permite una cobertura geográfica amplia e identificación de tendencias históricas. El análisis de laboratorio ofrece sensibilidad y precisión, insumos cruciales para la toma de decisiones sanitarias y ambientales.

Estas herramientas podrían fortalecer la respuesta de los organismos reguladores y promover políticas más efectivas, tanto en zonas impactadas por la industria plástica como en la evaluación de riesgos alimentarios.

Los hallazgos disponibles demuestran que la contaminación por microplásticos y nanoplásticos afecta todos los tipos de muestras ambientales analizados. La persistencia de estos materiales y su capacidad de acumularse a través de la cadena alimenticia exige mantener vigilancia y gestión continuas en los ecosistemas marinos y terrestres.