Las máquinas autopropulsadas pueden recolectar o romper pedazos de plástico que contaminan las vías fluviales.
FUENTE: www.sciencenewsforstudents.org
AUTOR: Stephen Ornes
Para abordar un gran problema medioambiental, los químicos de la República Checa han estado pensando en pequeño. Realmente pequeño. Su nuevo robot en miniatura tiene un propósito: ayudar a limpiar pequeños trozos de plástico que contaminan las vías fluviales de todo el mundo.
Cada nuevo microrobot no es más grande que la punta de un lápiz afilado. Son magnéticos y tienen forma de estrellas. Cuando la luz solar los golpea, producen reacciones químicas que los impulsan a través del agua en una dirección específica. Cuando encuentran un trozo de plástico, se adhieren a él y comienzan a descomponerlo. Cuando se apagan las luces, se sueltan y quedan libres para volver a utilizarse.
En un nuevo estudio, los científicos informaron que estos robots pueden romper un trozo de microplástico o sujetarlo para recolectarlo más tarde.
“Este trabajo es fantástico”, dice Douglas Blackiston de la Universidad de Tufts en Medford, Massachusetts. Es un biólogo que no trabajó en el proyecto, pero conoce estos dispositivos. Ha estado diseñando robots a partir de células vivas, incluidos algunos que podrían ayudar con la limpieza de la contaminación. Hablando del nuevo, señala que “estos robots pueden comer plástico. Lo mastican. O pueden recuperarlo y recogerlo con un imán. A los científicos les encantan los robots con todas estas capacidades «.
El químico Martin Pumera de la Universidad Checa de Química y Tecnología de Praga dirigió el proyecto. Estudia formas de construir microrobots. Hace aproximadamente una década, señala, los científicos comenzaron a desarrollar pequeños robots que podían moverse por sí mismos en el agua. Luego, tuvieron que encontrarles una misión. Dice que pensaron: «Hagamos que hagan algo útil».
Pumera optó por centrarse en el problema que plantean los microplásticos.
Es un gran problema. Estos son pequeños trozos de plástico, generalmente no más anchos que la parte superior de un borrador de lápiz. Y están en todas partes, desde el fondo del océano hasta el aire que sopla sobre el hielo en la cima de las montañas . Han aparecido en agua potable , tanto embotellada como del grifo. Algunos estudios estiman que billones de piezas de plástico terminan en las aguas del mundo. El plástico tiene muchas fuentes , desde pajitas para beber y bolsas de la compra hasta toallitas para lavar y limpiar. (Piense en la cantidad de plástico que encuentra todos los días). El plástico no se degrada ni se deshace fácilmente. Ese siempre ha sido uno de sus atractivos.
«Tenemos un gran problema de contaminación plástica ahora», dice la química Sherri «Sam» Mason de la Universidad Estatal de Pensilvania Behrend, en Erie. Usar menos plástico es el paso más importante, dice. Después de eso, dice ella, viene la limpieza. Aquí es donde ve un papel para los robots de Pumera. “Estoy animada”, dice ella. Son «una idea realmente interesante para ayudar con los esfuerzos de limpieza en el futuro». Al igual que Pumera, señala que los robots aún no están listos para ser desplegados de forma generalizada.
Pumera dice que su objetivo final es fabricar robots económicos y respetuosos con el medio ambiente que se puedan utilizar en cualquier parte del mundo. Sospecha que al principio podrían ser más útiles en plantas que tratan aguas residuales. Allí pueden quitar el plástico antes de que llegue a aguas abiertas.
Su grupo aún no ha llegado. Pero en los Materiales e interfaces aplicados de ACS del 2 de junio , informan acercarse.
Haciendo apetitosos los microplásticos
Su diseño tiene dos ingredientes principales. El primero es el vanadato de bismuto . Sufre reacciones químicas y «nada» cuando se expone a la luz solar. El equipo de Pumera utiliza reacciones químicas impulsadas por la luz para descomponer el plástico . Para hacer esto, recubrieron el material de bismuto con una película magnética. Eso le permite recolectar los robots más tarde, por lo que los robots que comen contaminantes no solo se convertirán en más contaminación.
En experimentos de laboratorio, los nadadores en forma de estrella se deslizaron sobre cada uno de los cuatro tipos diferentes de plástico. Y después de una semana expuestos a la luz, los robots habían reducido el peso de los plásticos. No fue mucho, solo en porcentaje. Pero eso era una indicación de que estaban rompiendo el plástico.
También hicieron que la superficie de los plásticos cambiara de lisa a picada. Esa es otra señal de que los robots la estaban degradando. Finalmente, los científicos demostraron que los imanes podían atraer y recuperar a las tropas de robots al final del experimento, junto con sus cautivos de plástico. Pumera dice que quieren hacer que los pequeños recolectores de basura sean reutilizables. También están probando nuevos robots que solo nadan a cierta profundidad; eso los haría más fáciles de recuperar.
El nuevo estudio es un tipo de prueba de concepto . Eso significa que muestra que algo se puede hacer con éxito, incluso si es solo a pequeña escala.
De hecho, Pumera dice que todavía les queda un largo camino por recorrer. Hay muchos tipos de plásticos. E incluso es poco probable que estos microrobots logren degradarlos a todos.
Los investigadores tampoco han demostrado aún qué tan seguro es este sistema para el medio ambiente, aunque Pumera dice que ese es su próximo objetivo. La primera prueba del mundo real será en una planta de tratamiento de aguas residuales.
De hecho, dice Blackiston, “Necesitarán muchas pruebas para demostrar que son seguros en vías fluviales abiertas”, como en el mar.
Pero cree que estos desafíos se pueden superar. Y algún día, los microrobots podrían desempeñar un papel importante en un esfuerzo de limpieza mundial. «La carrera está en marcha entre los científicos», dice. «Estamos trabajando en este problema desde muchos ángulos diferentes».
