Los microplásticos influyen en la formación de nubes y tal vez afectan al clima

Se han detectado microplásticos en cerebros humanos, vientres de tortugas marinas y hasta en raíces de plantas. Ahora, una nueva investigación revela que la presencia de microplásticos en la atmósfera podría estar afectando al tiempo y al clima.

Por Enrique Coperías

Los microplásticos que flotan en la atmósfera podrían influir en los patrones de precipitaciones, las previsiones meteorológicas, la modelización del clima e incluso la seguridad aérea, al influir en el modo en que los cristales de hielo atmosféricos forman las nubes. Imagen generada con Copilot

Los científicos han detectado microplásticos, esto es, diminutos trozos de plástico con un calibre de menos de 5 milímetros, en algunos de los entornos más prístinos de la Tierra, desde las profundidades de la fosa de las Marianas hasta la nieve del Everest, pasando por las nubes de las cumbres de China y Japón.

No solo eso. Se han detectado microplásticos en cerebros humanos, vientres de tortugas marinas y raíces de plantas. Ahora, una nueva investigación dirigida por científicos de Penn State revela que la presencia de microplásticos en la atmósfera podría estar afectando al tiempo y al clima.

El estudio, publicado en la revista Environmental Science and Technology: Air, demuestra que los microplásticos actúan como partículas nucleadoras de hielo, aerosoles microscópicos que facilitan la formación de cristales de hielo en las nubes.

Los microplásticos podrían influir en los patrones de lluvias

Esto significa que los microplásticos podrían influir en los patrones de precipitaciones, las previsiones meteorológicas, la modelización del clima e incluso la seguridad aérea, al influir en el modo en que los cristales de hielo atmosféricos forman las nubes, según Miriam Freedman, catedrática de Química de la Penn State, en Estados Unidos, y autora principal del artículo.

«A lo largo de las dos últimas décadas de investigación sobre los microplásticos, los científicos han ido descubriendo que están por todas partes, así que esta es otra pieza de ese rompecabezas —explica Freedman en la nota de prensa lanzada por la Penn State. Y añade—: Ahora está claro que necesitamos comprender mejor cómo interactúan con nuestro sistema climático, porque hemos podido demostrar que el proceso de formación de nubes puede ser desencadenado por los microplásticos».

En el entorno controlado del laboratorio, los investigadores estudiaron la actividad de congelación de cuatro tipos diferentes de microplásticos: polietileno de baja densidad (LDPE), polipropileno (PP), cloruro de polivinilo (PVC) y tereftalato de polietileno (PET). El equipo suspendió los cuatro tipos de plásticos en pequeñas gotas de agua y las enfrió lentamente para observar cómo afectaban los microplásticos a la formación de hielo.

Miriam Freedman (izquierda), profesora de química en la Universidad Estatal de Pensilvania, y Heidi Busse, estudiante de posgrado en la misma universidad, han estudiado la actividad de congelación de cuatro tipos diferentes de microplásticos para ver cómo podrían influir en la formación de nubes. Crédito: Michelle Bixby / Universidad Estatal de Pensilvania

Descubrieron que la temperatura promedio a la que se congelaban las gotas era de 5 a 10 grados más cálida que las gotas sin microplásticos. Por lo general, una gota de agua atmosférica sin ningún defecto se congela a unos -38 ºC, según Heidi Busse, estudiante graduada de la Penn State y autora principal del artículo.

Cualquier tipo de defecto en la gota de agua, ya sea por polvo, bacterias o microplásticos, puede hacer que el hielo se forme o nuclee alrededor. Esa diminuta estructura es suficiente para que la gota de agua se congele a temperaturas más altas.

«En el caso de nuestros microplásticos, el 50% de las gotas se congelaron a -22 ºC para la mayoría de los plásticos estudiados—explica Busse. Y continúa—: Resulta que si se introduce algo insoluble, se incorpora un defecto en esa gota que puede nuclear hielo a temperaturas más cálidas».

Lo que este descubrimiento significa para el tiempo y el clima no está del todo claro, según Freedman, que sugiere que es probable que los microplásticos ya estén teniendo un impacto en este sentido. Para él, «las nubes de fase mixta, como el cúmulo esponjoso, el estrato en forma de manta y las nubes nimbo oscuras y ominosas, contienen una combinación de agua líquida y congelada».

Estas nubes pueden extenderse por toda la atmósfera, incluidas las clásicas nubes en forma de yunque —los cumulonimbus incus— que se pueden formar durante las tormentas eléctricas.

Nube con forma de yunque. Cortesía: Sfortis

«Cuando los patrones del aire son tales que una gota se eleva a la atmósfera y se enfría, es cuando los microplásticos podrían estar afectando a los patrones meteorológicos y formando hielo en las nubes — diceFreedman, que también está afiliada al Departamento de Meteorología y Ciencias Atmosféricas de Penn State. Y continúa—: «En un entorno contaminado con muchas más partículas de aerosol, como los microplásticos, se distribuye el agua disponible entre muchas más partículas de aerosol, formando gotitas más pequeñas alrededor de cada una de esas partículas».

En palabras de esta experta, «cuando hay más gotitas, llueve menos, pero como las gotitas solo caen cuando son lo bastante grandes, se acumula más agua total en la nube antes de que las gotitas sean lo bastante grandes para caer ,y, como resultado, llueve más cuando ocurre la precipitación».

En general, las nubes enfrían la Tierra al reflejar la radiación solar, pero ciertas nubes a ciertas altitudes pueden tener un efecto de calentamiento, porque ayudar a atrapar la energía emitida por la Tierra, según Freedman.

La cantidad de agua líquida frente a la cantidad de hielo es importante para determinar hasta qué punto las nubes tendrán un efecto de calentamiento o enfriamiento. Si los microplásticos influyen en la formación de nubes en fase mixta es probable que también estén afectando al clima, pero resulta extremadamente difícil modelar su efecto general, según Freedman.

Una nueva investigación dirigida por científicos de la Universidad Estatal de Pensilvania revela que los microplásticos en la atmósfera podrían estar afectando el tiempo y el clima. Crédito: Michelle Bixby / Universidad Estatal de Pensilvania

«Sabemos que el hecho de que los microplásticos puedan formar núcleos de hielo tiene efectos de gran alcance, solo que aún no estamos seguros de cuáles son —afirma Busse. Y continúa: Podemos pensar en esto a muchos niveles diferentes, no solo en términos de tormentas más potentes, sino también a través de cambios en la dispersión de la luz, que podrían tener un impacto mucho mayor en nuestro clima».

Los investigadores también descubrieron que el envejecimiento ambiental, es decir, los procesos fotoquímicos naturales que experimentan las partículas de aerosol con el paso del tiempo, pueden cambiar significativamente la forma en que las partículas interactúan con los gases y vapores de la atmósfera. El equipo simuló el envejecimiento ambiental exponiendo los microplásticos a la luz, el ozono y los ácidos para ver si cambiaba su capacidad de formar hielo.

Los efectos del envejecimiento ambiental en el plástico

Descubrieron que todos los plásticos probados podían formar hielo, pero el envejecimiento generalmente reducía la capacidad de formación de hielo de los plásticos LDPE, PP y PET. Por el contrario, el envejecimiento aumentó la capacidad de formación de hielo del PVC, debido a ligeros cambios en su superficie causados por el envejecimiento.

Más adelante, el equipo va a estudiar una variedad de aditivos que se ponen comúnmente en los plásticos, como los plastificantes, para tener una mejor idea de cómo los plásticos de uso común pueden afectar a la atmósfera de la Tierra.

«Sabemos que el ciclo de vida completo de los productos de plástico que usamos todos los días podría estar cambiando las propiedades físicas y ópticas de las nubes de la Tierra, y, por lo tanto, alterando el clima de alguna manera, pero todavía tenemos mucho que aprender sobre lo que están haciendo exactamente"», concluye Busse. ▪️

¿Cómo podrían los microplásticos influir en la formación de nubes y el cambio climático?

• Información facilitada por la Penn State

• Fuente: Heidi L. Busse, Devaka Dharmapriya Ariyasena, Jessica Orris, and Miriam Arak Freedman. Pristine and Aged Microplastics Can Nucleate Ice through Immersion Freezing. ACS ES&T Air (2024). DOI: 10.1021/acsestair.4c00146