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Selección y puesta a punto de un método cromatográfico utilizado para el análisis de microplásticos en aguas de consumo.
Los microplásticos son pequeñas partículas sintéticas que provienen de polímeros derivados del petróleo o de base biológica, con un tamaño inferior a 5 mm, insolubles en agua y difícilmente degradables. Su origen es muy diverso, siendo las principales fuentes la actividad industrial y el consumo doméstico. Pueden provenir de la composición de productos cosméticos, textiles, pinturas plásticas, detergentes y suavizantes, de la degradación de neumáticos y campos deportivos artificiales, etc. Además, también pueden proceder de la fragmentación de materiales de mayor tamaño a causa de agentes externos como la luz UV, la fuerza mecánica o agentes oxidantes, así como de las pérdidas en la cadena de producción y la transformación de granza.
Los microplásticos son contaminantes de naturaleza omnipresente (se encuentran en el medio ambiente, alimentos…) y, por tanto, conducen a una exposición humana inevitable, siendo la principal vía de exposición la ingestión, además de la inhalación y el contacto dérmico.
Hasta el momento, se han publicado diversos estudios sobre la presencia de estos compuestos en agua embotellada y alimentos, como sal de mesa y pescados y mariscos , demostrando así la alta probabilidad de ingerir microplásticos, siendo la ingesta estimada de 39000 a 52000 partículas por persona al año.
A pesar de la persistencia de estos contaminantes, la información sobre los efectos de estos en la salud humana es limitada debido a las restricciones éticas y estrictas medidas de bioseguridad para la manipulación de muestras humanas, así como las escasas técnicas de detección. No obstante, se estima que los microplásticos, al llegar al sistema gastrointestinal pueden causar daños en la mucosa intestinal, lesiones inflamatorias, una mayor permeabilidad y alteraciones en el metabolismo de los microbios intestinales. Así mismo, a este hecho, hay que añadir los riesgos toxicológicos derivados de la ingesta de estas partículas (además de los microplásticos en sí, se suman los aditivos y contaminantes adsorbidos por estos).
Por lo tanto, debido a la presencia de estos compuestos es ubicua y su posible efecto perjudicial sobre los seres humanos y otros organismos, en la actualidad hay un incremento de los esfuerzos en el desarrollo de técnicas analíticas para la determinación y cuantificación de microplásticos, y se espera que, de manera inminente, la presencia de microplásticos en productos y efluentes, así como su potencial generación se limite a través de nueva legislación.
Para poder continuar con las investigaciones existentes acerca del impacto en la salud, o poder evaluar la efectividad de tratamientos de eliminación de microplásticos en diferentes medios, entre otras, es necesario disponer de un método analítico fiable para la detección, identificación y cuantificación de estos compuestos.
El proyecto PYRASMIC se alinea con las políticas de salud y seguridad alimentaria a nivel europeo y sus objetivos además están alineados con la RIS3-CV Medida nº 2: Apoyo a la generación y adaptación de conocimiento y tecnología, con alto potencial de aplicación y transferibilidad empresarial, en el ámbito de la calidad de vida por parte de los Centros Tecnológicos de la Comunitat Valenciana.
Como se ha indicado previamente, aunque la presencia de microplásticos en el medio ambiente y su efecto sobre los organismos vivos se ha estudiado ampliamente en la última década, el uso directo de microplásticos en productos tales como cosméticos, pinturas plásticas, limpiadores abrasivos, productos de limpieza industrial, etc. no ha sido hasta ahora regularizado, y el control de su presencia en aguas de consumo humano ha sido hasta el momento opcional.
Debido a la ausencia de control por medio de legislación, la mayoría de los fabricantes ignora casi por completo la presencia de microplásticos en sus productos, a causa de la complejidad que conlleva su análisis y al desconocimiento de la correlación entre su existencia y el impacto en el medio ambiente y la salud de los consumidores. Es necesario, y cada vez más, que la industria asuma una mayor responsabilidad con respecto a este tema, y ya en enero de 2018 la European Chemicals Agency (ECHA), manifestó su intención de preparar un dossier sobre la restricción del uso de estos compuestos en diferentes productos industriales. En enero de 2019 el borrador de dicho dossier vio la luz, y se espera que las restricciones se apliquen de manera obligatoria en 2022.
Hay que tener en cuenta que las restricciones propuestas por la ECHA se refieren a microplásticos añadidos intencionadamente a los productos, o bien a sustancias añadidas intencionadamente que puedan generar microplásticos durante su ciclo de vida, pero, no obstante, no se definen los procedimientos analíticos que se recomienda llevar a cabo para evaluar su presencia en un determinado producto, o bien el potencial de generación de microplásticos de una determinada sustancia.
Previsiblemente, las restricciones sobre la presencia, el uso o la generación de microplásticos en productos destinados al consumo humano debe ir de la mano con una definición de los protocolos para el análisis de microplásticos, y una estandarización de los mismos.
Además de la correcta selección de las sustancias de partida (teniendo en cuenta impurezas, “subproductos” y contaminantes), las empresas tendrán en un futuro próximo que prestar especial atención a las etapas de procesado, desde el material de partida hasta el producto final, teniendo en cuenta las posibilidades de generación, introducción o eliminación de microplásticos en cada una de ellas. Al disponer de un método analítico estandarizado se podrán realizar estudios fiables de presencia o potencial generación de microplásticos en las diferentes etapas de cada proceso industrial para reducir su aparición o eliminarlos por completo, en los casos que sea posible, en el producto final, lo que permitirá anticiparse a unas restricciones que previsiblemente se aplicarán en un relativo corto plazo.
Finalmente, la consideración del proyecto como actividad de I+D se basa en que el proyecto PYRASMIC desarrolla una metodología innovadora que requiere un alto nivel de I+D en cuanto que no existen métodos estandarizados para la detección, identificación y cuantificación de microplásticos en aguas de consumo humano.
Objetivo principal
El objetivo principal de este proyecto de I+D es desarrollar un método cromatográfico de análisis que sirva de apoyo a las empresas de la Comunitat Valenciana, para que dispongan de una metodología fiable para la detección, identificación y cuantificación de microplásticos en aguas de consumo humano, y que pueda ser usado con total seguridad para garantizar el cumplimiento de una futura legislación que preserve la salud y asegure la seguridad alimentaria del consumidor.
El nivel de tecnologías analíticas y de conocimiento necesarios para alcanzar dicho objetivo es muy elevado, por lo que las empresas no disponen de ellas, y por lo tanto deben recurrir al apoyo de centros altamente especializados y cualificados para cubrir esta cada vez más necesaria medida. Todo ello, permitirá a las empresas asegurar el control de presencia de microplásticos en aguas de consumo humano, considerando su impacto en la salud de los consumidores. Finalmente, gracias a los resultados del proyecto, las empresas tendrán una mayor capacidad de actuación sobre sus productos, podrán reducir la presencia de microplásticos, así como anticiparse a la nueva legislación que se espera llegue en un futuro próximo.
Adicionalmente, las empresas podrán desarrollar mejores procesos de reducción o eliminación de microplásticos que aplicar sobre sus materiales y procedimientos, contribuyendo tanto a la mejora de la seguridad ambiental como a la del consumidor, gracias a los resultados de este proyecto.
Con este objetivo, se desarrollarán y evaluarán distintas metodologías de análisis incluyendo las etapas de toma y tratamiento de muestra para la correcta separación de los microplásticos de la matriz y su posterior identificación y cuantificación. Para la evaluación de estas metodologías se usarán muestras de referencia con la intención de asegurar su eficiencia y aplicación, así como permitir la comparación de resultados entre diferentes laboratorios.
Objetivos parciales o específicos que se irán alcanzando a lo largo de la ejecución del proyecto
- Buscar y reunir datos bibliográficos existentes acerca de:
- 1.1 Estudios que aborden la presencia de microplásticos en aguas de consumo humano y otros productos alimentarios incluyendo la identificación de posibles fuentes y composición de los productos de estudio.
- 1.2 Estudios que aborden el impacto del consumo de microplásticos en la salud.
- 1.3 Las técnicas analíticas más utilizadas para la identificación y cuantificación de microplásticos centrándose especialmente en las técnicas cromatográficas, con la intención de establecer un punto de partida para el desarrollo de nuevas metodologías estandarizadas y seleccionar la/s técnica/s a evaluar en este estudio.
- Revisión de las normativas y la legislación o proyectos de legislación actuales referentes al control de la presencia de microplásticos en aguas de consumo humano y productos alimentarios.
- Recabar información sobre las posibles fuentes de generación de microplásticos en aguas de consumo humano contactando con las empresas colaboradoras y compilar muestras reales. Paralelamente, se correlacionará la información obtenida con los datos bibliográficos (1.1).
- Fabricación de muestras de referencia (patrones) de composición y tamaño conocidos teniendo en cuenta para sus formulaciones los datos bibliográficos obtenidos en el punto 1.1.
- Puesta a punto y validación de la/s metodología/s seleccionadas en el punto 1.3., haciendo uso del equipamiento específico disponible (Py-GC-MS, TD-GC-MS, …), las muestras de referencia preparadas, muestras reales, y evaluando los siguientes parámetros:
- 5.1. Linealidad.
- 5.2. Repetibilidad.
- 5.3. Reproducibilidad.
- 5.4. Recuperación.
- 5.5. Límites de detección.
- 5.6. Robustez.
- 5.7. Incertidumbre.
- Evaluación de los resultados obtenidos, y elaboración de conclusiones.
- Preparación de la documentación relativa a la metodología de análisis estandarizada: el procedimiento operativo estándar (o SOP por sus siglas en inglés) y el informe de validación del método analítico. Por último, además de los protocolos de análisis establecido para el análisis de aguas de consumo humano, se evaluará la aplicabilidad de la metodología a otro tipo de muestras y matrices.
- Transferir a las empresas participantes en el proyecto la información obtenida en los análisis de sus muestras para que puedan abordar la reducción o eliminación de los microplásticos.
Empresas colaboradoras
Resultados esperados
Los resultados esperados son, por una parte, obtener una metodología estandarizada para el análisis de microplásticos y, por otra parte, obtener información sobre la presencia de microplásticos en aguas de consumo.
- Anticiparse a la previsible regulación sobre la presencia de microplásticos en productos de consumo humano y efluentes permitiendo su control. La ECHA ya ha publicado un borrador sobre restricciones en el uso intencionado de microplásticos, y se espera que aparezcan nuevas medidas en los próximos años.
- Ayudar a las empresas a reducir la aparición de estos contaminantes o a eliminarlos por completo en los casos que sea posible mediante el análisis en cada etapa del proceso industrial, y así garantizar la seguridad de sus productos y reducir su impacto medioambiental.
- Ayudar a las empresas a definir acciones preventivas y predecir posibles impactos en el medio ambiente y la salud de las personas aumentando el conocimiento acerca de los microplásticos identificados en las muestras obtenidas de diferentes etapas de los procesos industriales.
- Los beneficios para las empresas en general y de la Comunidad Valenciana en particular son:
- Directos, al detectar posibles fuentes de generación de microplásticos en las diferentes etapas de procesos ndustriales y de esta manera prevenir tanto su aparición en productos de consumo como su liberación al medio. Asimismo, podrán anticiparse a futuras regulaciones.
- Indirectos, se aumentará el conocimiento global sobre la presencia de microplásticos en las diferentes matrices analizadas, y los métodos analíticos desarrollados podrán utilizarse en otras matrices objeto de estudio.
- Los resultados del proyecto conllevan un potencial aumento directo en la seguridad para el consumidor y el medio ambiente, ya que permiten identificar la posible presencia de microplásticos en productos, cubriendo el vacío que existe actualmente a nivel industrial en cuanto al control y evaluación de la presencia de estos contaminantes.
- Asimismo se proporciona a las empresas posicionamiento con respecto a la competencia frente a futuras regulaciones medioambientales y de seguridad alimentaria, aspectos que además cada vez son más exigidos por los consumidores.
- Estos desarrollos, inicialmente enfocados al sector del agua de consumo humano, puede extenderse a otros sectores como pueden ser el tratamiento y depuración de aguas, alimentación y bebidas, tratamiento de textiles y reciclado y transformación de plástico. Por ello, todas las metodologías desarrolladas durante el proyecto también suponen una ventaja para las empresas pertenecientes a otros sectores.
- Además, el desarrollo del presente proyecto permitirá entre otros aspectos promover la acción innovadora empresarial.
- Del mismo modo, en el caso de AIMPLAS se ampliará el conocimiento científico-técnico para futuras aplicaciones en el ámbito del sector del plástico.
- Los desarrollos técnicos del presente proyecto en el control de la presencia de microplásticos proporcionan una gran innovación en sectores productivos y relacionados con la gestión medioambiental permitiendo, a nivel técnico-comercial, importantes desarrollos que contribuyen a disponer de nuevas ventajas competitivas en el mercado.