El tamaño cuenta, pero no es lo único que cuenta
A un microplástico lo define su tamaño. Como se dijo anteriormente, se considera microplástico a una partícula sólida cuyo componente principal es un polímero orgánico sintético y cuyo tamaño, medido como su dimensión mayor, está comprendido entre 1 µm y < 5 mm. Pero el tamaño no es la única información importante en un microplástico. Junto con él es habitual incluir descriptores que ayuden a entender el origen del material. Granza industrial, espumas de embalaje o restos de redes de pesca corresponden a fuentes de emisión muy diferentes y su identificación es relevante a efectos de luchar contra este tipo de contaminación.
Desde el origen de la investigación sobre microplásticos se han propuesto varias clasificaciones de forma o tipología. Hidalgo-Ruz et al., en un conocido artículo de revisión, mencionan los siguientes tipos de microplásticos: fragmentos, pellets (granza), filamentos, films (láminas), espumas, gránulos, y styrofoam (nombre comercial de la espuma de poliestireno extruida). En otra referencia usual, Lusher et al. distinguen fragmentos, fibras, beads (cuentas, microesferas), espumas y pellets. Finalmente el grupo de expertos sobre los aspectos científicos de la protección ambiental marina (GESAMP) en su Informe No. 99 de 2019 aun reconociendo la difícil estandarización en la clasificación morfológica de los microplásticos propone cinco categorías:
1. Fragmentos: partículas irregulares con aspecto de proceder de la fragmentación de otras mayores.
2. Espumas : partículas aproximadamente esféricas y fácilmente deformables.
3. Láminas : partículas planas y flexibles.
4. Líneas (o filamentos) : partículas con longitud sustancialmente mayor que su anchura.
5. Pellets : partícula granular, dura y con superficie suave.
La subjetividad de la clasificación es más que evidente y aunque GESAMP propone crear subdivisiones tales como la que diferencia líneas o filamentos (de redes de pesca por ejemplo) de fibras textiles, la separación entre unas categorías y otras es difusa. Por ejemplo, no se indica cuánto mayor tiene que ser la longitud en relación con el diámetro para que un filamento se distinga de un fragmento. Tampoco se menciona lo flexible que debe de ser una espuma para ser una espuma y no un fragmento.
La forma de las partículas se puede describir de forma cuantitativa utilizando diversos descriptores. El más claro es la relación de aspecto (relación de longitud a diámetro) mínima que debe de tener una fibra o un filamento. Es habitual tomar un valor mínimo de 3 para la relación longitud/diámetro de las fibras. Este es un valor que procede de la legislación sobre el amianto: “la expresión fibras de asbesto respirables designa las fibras de asbesto cuyo diámetro sea inferior a tres micras y cuya relación entre longitud y diámetro sea superior a 3:1” (Organización Internacional del Trabajo, C162 – Asbestos Convention, 1986).
La ciencia de partículas utiliza técnicas precisas para cuantificar la forma de una partícula. La microtomografía de Rayos X, por ejemplo, permite determinar las tres dimensiones ortogonales de una partícula, a saber, L (dimensión mayor), I (dimensión intermedia o mayor dimensión perpendicular a L) y S (dimensión perpendicular a L e I). Para que esta determinación no sea ambigua hay que hacer alguna precisión adicional como exigir que L, I y S sean las dimensiones del paralelepípedo ortogonal más pequeño que encierra la partícula como en la figura siguiente.
La descripción de forma basada en L, I y S puede hacerse adimensional definiendo tres parámetros: uniformidad, S/L, planariedad, (I-S)/L y elongación, (L-I)/L. Puesto que estos tres parámetros suman la unidad, se pueden representar en un diagrama ternario en el cual las formas esféricas, que presentan mayor uniformidad, se acercan al vértice superior, las planas, de mayor planariedad, al vértice inferior izquierdo y las fibras, con mayor elongación, al inferior derecho (5 es la partícula de la figura anterior).
Una clasificación como esta es relevante porque la distribución ambiental de las partículas plásticas depende tanto de su tamaño (medido como dimensión mayor) como de su forma y ambas determinan su comportamiento en un medio fluido, agua o aire. Específicamente, la forma de las partículas influye fuertemente en su velocidad de sedimentación. Una fibra sedimenta a una velocidad mucho menor que una partícula de igual masa y volumen pero con geometría esférica. Esto explica la gran movilidad de las fibras y su prevalencia con respecto a los fragmentos a medida que nos alejamos de los centros urbanos. De las particularidades de las fibras sintéticas se tratará más adelante, en este blog. Para más información sobre lo tratado aquí, se puede consultar este artículo, disponible en versión del autor.