Calificados como contaminantes emergentes, los residuos a pequeña escala, como los micro y nano plásticos, con tamaños de 5 milímetros y de 0.1 micrómetros, respectivamente, se han transformado en una amenaza para el ambiente y todo tipo de organismos, además de ser un riesgo potencial para la salud humana.

Plásticos de uso agrícola

Una investigación de la Facultad de Agronomía de la Universidad de Concepción ha centrado su atención sobre estos compuestos, siguiendo su huella en la agricultura. La idea es ver cómo los plásticos y microplásticos de uso agrícola contaminan los suelos y afectan el desarrollo vegetal, cuenta el académico Mauricio Schoebitz Cid.

El ingeniero agrónomo y Dr. en Ingeniería de Procesos Agroalimentarios lidera el proyecto Fondecyt Regular 1220425 Impacto de los micro y nanoplásticos en los agroecosistemas: respuesta de las propiedades de los suelos y el crecimiento de las plantas de fresa como modelo, en desarrollo desde 2022.

De acuerdo a estos estudios, la presencia de microplásticos reduce en un 27% la altura de las plantas de fresa y genera valores más bajos de tallos en comparación con los cultivos de control (sin contaminantes); mientras que las superficies de las raíces son un 20%, 21% y 17% más bajas por efecto de microplásticos (MPs), con nanopartículas de cobre (Cu) y Cu más MPs, respectivamente.

Coberturas plásticas

El cultivo de fresas se caracteriza por el uso de coberturas plásticas (mulch) que permiten controlar el crecimiento de la maleza bajo las plantas, mantener la humedad y evitar el contacto de los frutos con el suelo.

Pero estos mulch, que deben renovarse al menos cada 18 meses, dejan residuos al romperse durante los cambios, por lo que abre el debate sobre la necesidad de nuevas estrategias sostenibles en la agricultura para minimizar la contaminación plástica y proteger los agroecosistemas.

“Con el tiempo, esos trozos de plástico se van degradando, se van fragmentado por la radiación ultravioleta, el uso de maquinarias, procesos físico-químicos y, como no es posible sacarlos, perduran en el tiempo y se convierten en un problema de contaminación de los suelos”, explica el Dr. Schoebitz.

Microplásticos alteran las propiedades físicas de los suelos

El investigador añade que los microplásticos (MPs) alteran las propiedades físicas de los suelos, como la porosidad, alterando la capacidad de retención de agua. También afectan el crecimiento de las plantas, especialmente su sistema radicular, que -como se ha documentado- es una de las vías por la que micro y nanoplásticos pueden ingresar a sus tejidos.

El académico señala como ejemplo el proyecto Fondecyt Regular Evaluación de la exposición de micro(nano)plástico en la fisiología y perfil metabólico de Brassicas, de la Dra. María Dolores López, también de la Facultad de Agronomía, donde se ha observado que la contaminación por MPs afecta negativamente a estas plantas en la síntesis de glucosinolatos, compuestos de interés alimentario que presenta actividad contra algunos tipos de cáncer y problemas inflamatorios.

Los plásticos, por otro lado, tienen una serie de aditivos contaminantes, como los ftalatos, compuestos reconocidos por ser disruptores endocrinos, es decir que alteran la función hormonal tanto en animales como en humanos, y que en los suelos pueden inhibir la actividad enzimática, afectando a las comunidades microbianas.

Asimismo, son una plataforma para otro tipo de contaminantes, ya que absorben agroquímicos y metales trazas.

Los ensayos

La investigación, que considera estudios de suelos de cultivos de fresa de las regiones de Maule, Ñuble y Biobío, ya arroja sus primeros resultados a partir de una serie de ensayos en maceta bajo invernadero con tres tipos de tratamientos contaminantes: con MPs de polietileno, con nanopartículas de cobre (Cu) y con MPs más Cu.

La incorporación del cobre a estos ensayos apunta a demostrar el efecto sinérgico que pueden tener los microplásticos con otro tipo de contaminantes, explica Schoebitz.

Los investigadores han visto que, en general, este tipo de contaminación influye en la altura de las plantas, el diámetro de sus tallos y el tamaño de los frutos.  También afecta la calidad de los suelos, incluyendo alteraciones en su contenido nutricional de y la abundancia de su microbiana.

En los tres tratamientos se observó efectos negativos a nivel de inflorescencias, número total de frutos y su peso, así como en la biomasa aérea total de la planta.

Por otro lado, los ensayos de MPs y Cu arrojan una disminución de un 30% de la actividad de la deshidrogenasa, una enzima indicadora de la actividad biológica del suelo; lo que no ocurrió con la aplicación de los compuestos por separado.

“Es importante señalar que los MPs y contaminantes como los metales traza, pueden presentar una alta afinidad cuando se encuentren juntos en el medio, ya que procesos fisico-químicos como la difusión intrapartícula y la alta superficie específica de los MPs, facilita y potencia este efecto sinérgico de ambos contaminantes”, menciona el estudiante del programa de Doctorado en Ciencias de la Agronomía,  Andrés Pinto.

También se registraron diferencias significativas en otras actividades enzimáticas relacionadas a los ciclos de nutrientes esenciales para las plantas, como los de la fosfatasa ácida y ureasa en los tratamientos con Cu en relación al control y los tratamientos con MPs.

Microplásticos en suelos andisoles

En el marco del proyecto se realizaron experimentos específicos para suelos volcánicos (conocidos como andisoles), muy comunes en la zona centro sur y sur de Chile, usando dos tipos de plástico (poliamida y polietileno de baja densidad) en distintas concentraciones, en un sistema de incubación llamado microcosmos en los que se midieron  parámetros químicos y biológicos respecto a la concentración de microplásticos.

Este trabajo ha sido llevado a cabo por la ingeniera ambiental,  integrante del Laboratorio de Microbiología de Suelos y también estudiante del Doctorado, Carla Sobarzo.

La presencia de microplásticos produce modificaciones en las propiedades químicas de los suelos (como el pH y la conductividad eléctrica) y disponibilidad de nutrientes (carbono orgánico, nitrógeno y fósforo), en las sustancias húmicas (del humus), a la vez que altera la actividad enzimática, entre otros efectos, comentó Gustavo Riveros, estudiante de Doctorado del laboratorio de Microbiología de Suelos.

Los estudios de los impactos de microplásticos en ambientes terrestres son aún reducidos en comparación a los realizados en sedimentos, ambientes acuáticos y oceánicos, de modo que este proyecto es un aporte para comprender los potenciales daños de este contaminante en una actividad tan importante como la agrícola.

El Dr. Schoebitz afirma que el desafío es continuar realizando investigaciones en este campo y avanzar a la par en la búsqueda de soluciones a este problema, con el desarrollo de materiales que sustituyan los plásticos de uso agrícola.

“Una solución son los biopolímeros o polímeros biodegradables que no dejan residuos, que no se fragmentan, que se degradan rápidamente en el suelo y no dejan residuos en el suelo. Otra opción son los almidones vegetales que al degradarse son también una fuente de carbono para la microbiota del suelo”, dice el especialista.

A juicio del académico, es necesario repensar las formas de producción agrícola reduciendo el uso de plásticos y promoviendo alternativas que no dañen los suelos ni afecten los cultivos y permitan proyectar un futuro agrícola con una menor carga de partículas plásticas y contaminantes potencialmente asociables a éstas.

La entrada Investigación revela efectos de microplásticos en la agricultura se publicó primero en Mundoagropecuario.

“El objetivo de este seminario es poder mostrar evidencia sobre los efectos de la contaminación con microplásticos en ambientes terrestres y acuáticos. Con respecto a la contaminación de microplásticos en suelos, esto afecta a las propiedades fisicoquímicas y biológicas del suelo lo que repercute en el desarrollo del sistema radicular de las plantas”, comentó el académico, Dr. Mauricio Schoebitz, quien también se refirió a las personas que pueden participar de este evento. “Principalmente alumnos de pre y postgrado, pero también quienes estén interesados en el tema y que puedan valorar los efectos nocivos que tiene el uso excesivo de plásticos en agricultura y que tomen en consideración medidas de mitigación y soluciones para la acumulación de plásticos en los suelos”.

En la oportunidad el profesor, Dr. Raúl Zornoza, de la Escuela técnica superior de ingeniería Agronómica, Universidad Politécnica de Cartagena, España, expondrá sobre la “Evaluación del contenido de plásticos en suelos hortícolas del sureste español, su potencial distribución y efecto sobre el microbioma del suelo”.

El profesor, Dr. Juan Carlos Sánchez de la Facultad de Ciencias Ambientales y Bioquímica de la Universidad de Castilla-La Mancha en Toledo, España, presentará el tema “Estrategias químicas y biológicas en la gestión de residuos plásticos”.

El estudiante del programa de Doctorado de Agronomía UdeC y profesor de la Universidad Adventista, Andrés Pinto se referirá a los “Microplásticos y Metales pesados: efectos en un sistema suelo-planta”, y el profesor de Fisiología Animal Comparada, del Departamento de Zoología, de la Facultad de Ciencias Naturales y Oceanográficas, UdeC, Dr. Mauricio Urbina ahondará en el tema “¿Qué concentraciones de microplásticos tenemos en algunos ambientes de Chile?: Cuencas, fiordos y fondos marinos”.

Cabe mencionar que el tema de la contaminación por microplásticos ha ido cobrando fuerza en los últimos años, ya que diversos estudios internacionales, han dado cuenta que los microplásticos causan daños en las células humanas, provocando diversos tipos de enfermedades en las personas.

La entrada Agronomía UdeC realizará seminario internacional sobre microplásticos en suelo y agua se publicó primero en Mundoagropecuario.

El Instituto de Investigaciones Agropecuarias (INIA), da inicio a un estudio que permitirá entender los principales movimientos de microplásticos en sistemas agrícolas y evaluar prácticas de manejo que permitan mitigar o disminuir la dispersión de estos contaminantes en el ambiente. 

INIA ha liderado investigaciones pioneras a nivel mundial sobre la contaminación de suelos por microplásticos desde que esta problemática capturó la atención de la comunidad científica. Hace ya cinco años, investigadores del Centro Regional de Investigación La Platina, apoyados por la Universidad de Wageningen (Países Bajos), realizó los primeros estudios que revelaron el rol que cumplen los lodos provenientes de plantas de tratamiento de aguas servidas como agentes transportadores de microplásticos a sistemas agrícolas.

Estos primeros estudios se han expandido, publicándose el año pasado un trabajo liderado por el mismo equipo de INIA sobre la presencia y distribución de microplásticos en la Región Metropolitana. Al respecto, el investigador de La Platina, Fabio Corradini, comenta que en este estudio observaron una mayor acumulación de contaminantes en suelos cultivados respecto a cualquier otro uso de suelo.

A pesar de la evidencia, los resultados del estudio plantearon nuevas interrogantes. Al respecto, el Dr. Corradini señala que “los estudios que hemos realizado hasta el momento se han enfocado en acumular datos sobre el problema de la contaminación de suelos por microplásticos y determinar las principales rutas de entrada de estos contaminantes al suelo. Sin embargo, aún no nos hemos preocupado de evaluar los efectos que tienen sobre la flora y fauna  o sobre la producción agrícola, así como tampoco hemos evaluado qué pasa con los microplásticos, una vez que entran a un sistema productivo”.

El investigador de INIA comenta que, ahora que se conoce el problema, magnitud y distribución en algunos suelos de Chile, es posible avanzar y empezar a resolver otros puntos carentes de información. Por esta razón,  INIA dará inicio a un nuevo proyecto, financiado por la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID), con el objetivo de evaluar el destino y transporte de los microplásticos en sistemas agrícolas. La investigación, que durará tres años, permitirá entender los principales flujos de microplásticos hacia y desde suelos agrícolas y evaluar los efectos del agua sobre el encapsulamiento o arrastre de microplásticos dentro y fuera del suelo.

“Con la información que esperamos recabar en este estudio, buscaremos entender cómo, mediante prácticas de manejo, es posible mitigar los efectos de la contaminación por microplásticos y evitar su dispersión en el ambiente”, puntualizó el investigador de INIA.

La entrada Investigación INIA busca mitigar el efecto de los microplásticos en suelos agrícolas se publicó primero en Mundoagropecuario.

Importantes avances en el conocimiento generaron las conclusiones de un estudio desarrollado por INIA (Chile) y la Universidad de Wageningen (Holanda), sobre la concentración de microplásticos en distintos tipos de suelos, para buscar correlaciones que ayudaran a explicar cómo este material se mueve de un lugar a otro.

Durante muchos años se estudió el problema de los plásticos en el ambiente como algo de carácter toxicológico. Equipos de científicos en todo el mundo estudiaron como, pequeños fragmentos de este material (conocidos como microplásticos) afectan la vida en los océanos. Sin embargo, a medida que la investigación avanzaba y respondía nuevas preguntas, la comunidad científica comprendió que los mares no son necesariamente un depósito definitivo.

Según explicó el investigador de INIA La Platina, Fabio Corradini, distintos mecanismos ambientales están involucrados con el transporte de microplásticos hacia los distintos ecosistemas. El agua y el viento los transportan de un lado para otro, pudiendo impactar en los sistemas que encuentran a su paso.

“La evidencia motivó una nueva forma de ver el problema del plástico en el ambiente. Ya no es algo local, al contrario, la comunidad científica propuso el problema del plástico como un ciclo geológico, similar al ciclo del agua o al del carbono, pero que encuentra su origen en las actividades humanas”, señaló el profesional de INIA La Platina.

El consumo, demanda y desecho de este material aumenta, al igual que la cantidad que migra a través del ambiente. “El problema del plástico es urgente, así como alternativas para mitigar o reducir sus efectos. A medida que transcurre el tiempo el problema del plástico aumenta en su dimensión, pudiendo impactar los ecosistemas. La propuesta del ciclo del plástico aún es reciente y falta mucho para entender su mecánica y todas sus repercusiones”, subrayó el Dr. Corradini.

Experiencia en Chile

El objetivo del estudio realizado por INIA (Chile) y la Universidad de Wageningen (Holanda) fue conocer la concentración de plásticos en suelos destinados a distintos usos, para buscar correlaciones que ayudaran a explicar cómo el plástico se mueve de un lugar a otro. Durante el tiempo de investigación se tomaron 240 muestras de suelo de distinto manejo y uso en toda la región Metropolitana, para cuantificar el contenido de microplásticos en estos.

Entre los principales resultados destacó que en todos los tipos de suelos se detectaron microplásticos y que en suelos bajo cultivos se encuentran las concentraciones más altas de este tipo de material.

Los resultados señalaron la contaminación por microplásticos es más común en suelos cultivados que en cualquier otro uso de suelo y que los microplásticos se acumulan con mayor frecuencia en suelos manejados. Sin embargo, limitaciones técnicas de los métodos de análisis no permitieron contabilizar plásticos menores a 250μm de radio (0.25mm) quedando aún por resolver la incógnita de qué ocurre con microplásticos de menor tamaño.

El investigador de INIA resaltó que los resultados evidencian que Chile no está exento de los efectos del ciclo del plástico a nivel mundial. El estudio es el primero en realizar un monitoreo a gran escala del contenido de microplásticos en los suelos. «Desde Chile, entonces, se contribuye al conocimiento mundial del ciclo del plástico, ayudando a entender y generar prácticas de mitigación que aún se desconocen”, dijo.

Para conocer más detalles sobre el estudio puede revisar la revista Science of The Total Environment | Leer aquí

La entrada El ciclo del plástico: Una nueva perspectiva para esta problemática ambiental se publicó primero en Mundoagropecuario.

Aunque no está muy claro, algunas investigaciones sostienen que estos residuos provienen en su mayoría del lavado de prendas de vestir. Pequeñas fibras de telas como poliéster, acrílico o nylon se desprenden de la ropa para llegar hasta las plantas de tratamiento de aguas (Mundo Agropecuario-INIA).

Una práctica habitual en Chile y el mundo es aplicar los lodos generados en plantas de tratamiento de aguas servidas a los terrenos agrícolas, porque son ricos en nutrientes para las plantas y contribuyen a mejorar distintas propiedades del suelo. Por esta razón, se considera ambientalmente amigable realizar este tipo de aplicaciones, reutilizando el residuo, en lugar de ubicarlo en instalaciones especiales (rellenos sanitarios), donde estos nutrientes no serían aprovechados como fertilizantes.

Sin embargo, la ciencia no se había preguntado qué pasa con los plásticos de menor tamaño atrapados en los lodos cuando éstos son aplicados en predios agrícolas. Esa es la problemática que un grupo de investigadores del Instituto de Investigaciones Agropecuarias (INIA) y la Universidad de Wageningen (Holanda) evaluó durante el año 2018 y cuyas conclusiones fueron publicadas recientemente a nivel internacional, debido al interés que generaron. Así lo dio a conocer el autor principal del estudio, el especialista en suelos de INIA La Platina, Fabio Corradini, en el marco de una charla que dictó en la región Metropolitana.

Durante su presentación, el investigador explicó que las aguas residuales son aquellas que han sido utilizadas por algún proceso y que ya no tienen utilidad para el mismo. Dentro de ellas, las aguas servidas domésticas son reconocidas como una de las fuentes probables de contaminación, ya que contienen plásticos de pequeño tamaño, conocidos como microplásticos. Aunque no está muy claro, algunas investigaciones sostienen que estos microplásticos provienen en su mayoría del lavado de prendas de vestir. Pequeñas fibras de telas como poliéster, acrílico o nylon se desprenden de la ropa para llegar hasta las plantas de tratamiento de aguas.

En esa línea el experto indicó que los resultados del estudio mostraron que “el número de microplásticos que es posible encontrar en el suelo aumenta donde los lodos se han aplicado con mayor frecuencia. Es decir, la aplicación de lodos en suelos agrícolas sería uno de los agentes causales de la contaminación de suelos con microplásticos”.

Otro de los puntos abordados por el investigador es que, según datos de la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OECD), desde el año 2012 Chile tiene una red de plantas de tratamiento de aguas que pueden tratar casi la totalidad de las aguas residuales. Con esta estadística nuestro país se sitúa primero dentro de los 34 países de la OECD, y luego le siguen Holanda y Suiza.

“Esta es una buena noticia para el medio ambiente local, porque estudios internacionales han demostrado que casi el 99% de los residuos plásticos son retenidos en las plantas de tratamiento. En ellas, los microplásticos se concentran junto a otras partículas sólidas en un residuo conocido como lodo”, dijo.

Frente a ese tema el investigador de INIA Fabio Corradini se mostró optimista y destacó que “Chile representa un buen caso de estudio a nivel mundial, porque hemos sido muy ordenados. El Servicio Agrícola y Ganadero (SAG) lleva un registro de todas las aplicaciones de lodos que se han realizado desde la entrada en vigencia del decreto que las regula. Esto facilita la investigación y permite que problemáticas globales, como lo es la contaminación por microplásticos, puedan ser abordadas con rapidez por nuestra institucionalidad”.

De igual modo, Corradini agregó que por ser un estudio pionero a nivel mundial aún quedan muchas interrogantes por responder, como por ejemplo, si sería más prudente confinar los lodos en rellenos sanitarios o incorporar algún proceso de estabilización adicional que permita disminuir los plásticos presentes en los lodos y seguir aprovechándolos como fuente de nutrientes.

La entrada Investigadores chilenos son pioneros a nivel mundial en abordar contaminación de suelo por microplásticos se publicó primero en Mundoagropecuario.