Enjambres de microrrobots eliminan microplásticos del suelo y del agua

Un equipo de investigadores ha desarrollado un sistema de microrrobots capaces de desplazarse por el agua y el suelo para atrapar microplásticos y retirarlos con ayuda de campos magnéticos. Las pruebas de laboratorio muestran resultados prometedores y abren una nueva alternativa para el saneamiento ambiental.

Científicos de la República Checa han creado robots de limpieza microscópicos que eliminaron con éxito microplásticos tanto del suelo como de los ambientes acuáticos: podrían transformarse en una herramienta vital contra un problema ambiental y de salud pública cada vez más complejo a nivel global.

Los microplásticos se han instalado en el centro de la preocupación ambiental por su presencia en ríos, suelos agrícolas y ecosistemas acuáticos. Son partículas plásticas de menos de cinco milímetros que no solo contaminan el agua: también se acumulan en la tierra, alteran la fertilidad del suelo, interfieren en los ciclos de nutrientes y pueden entrar en la cadena alimentaria.

Un material de avanzada y nanopartículas

En ese contexto, un estudio publicado en la revista NPG Asia Materials propone utilizar enjambres de microrrobots magnéticos capaces de capturar y retirar estos residuos tanto en medios acuáticos como terrestres, según informa Phys.org.

El trabajo nace a partir de considerar que los microplásticos quedan atrapados entre minerales del suelo y materia orgánica, por lo tanto no basta con un material que los adsorba de forma pasiva. Hace falta algo que se mueva, que penetre en los poros del terreno y que llegue físicamente hasta donde están las partículas.

Los microrrobots desarrollados por el equipo checo fueron construidos a partir de partículas de MXene, un material bidimensional con gran superficie y química favorable para atrapar plástico. Las estructuras fueron recubiertas con nanopartículas de níquel, para hacerlas responder a campos magnéticos giratorios.

En el agua y en el suelo

El resultado es una especie de “escuadrón” microscópico que gira, avanza y se desplaza bajo control externo. Los campos magnéticos generados desde fuera hacen que los robots se tumben y roten, algo que les permite moverse por el líquido y colarse en los pequeños huecos llenos de agua del suelo.

Además, en entornos terrestres los microrrobots pueden navegar por microambientes permeados por agua, deshacer la retención de microplásticos dentro de la matriz del suelo y extraerlos.

Movimiento y magnetismo

La innovación crucial no está solo en el movimiento del "enjambre", sino en la combinación entre desplazamiento y adherencia. A medida que se desplazan, las superficies “pegajosas” de los microrrobots chocan con los microplásticos, se unen a ellos y los arrastran.

A continuación, un imán permite recuperar tanto los robots como la carga plástica atrapada. Ese mecanismo de captura activa es precisamente lo que distingue a esta propuesta de otros adsorbentes convencionales, que dependen de la simple captura pasiva y tienen muchas más dificultades para actuar en medios complejos como el suelo.

Resultados interesantes

Las pruebas de laboratorio arrojaron cifras muy prometedoras. En agua, el sistema eliminó alrededor del 94 % de las partículas de poliestireno y el 89 % de las de PET en aproximadamente una hora.

En un suelo modelo, la eficiencia fue menor, pero aun así notable: llegó a cerca del 81 % del poliestireno y el 72 % del PET. Estos rendimientos superan a los del mismo material MXene sin movimiento magnético, precisamente porque la movilidad constante mejora el contacto con las partículas contaminantes.

El problema de los suelos agrícolas

La contaminación por microplásticos en suelos agrícolas es un problema creciente y, en muchos casos, con peores resultados de saneamiento que en ambientes acuáticos.

La mayor parte de las tecnologías de remediación se han concentrado históricamente en el agua, mientras que la contaminación de agroecosistemas ha recibido mucha menos atención.

Una solución viable

En teoría, una plataforma capaz de actuar en ambos entornos podría abrir una nueva generación de herramientas para limpiar terrenos y masas de agua con mayor precisión.

Sin embargo, todavía faltan ensayos de campo para saber cómo se comportaría el sistema en escenarios reales, donde el suelo presenta una heterogeneidad mucho mayor. También habrá que estudiar posibles riesgos, como la liberación de iones metálicos o la recuperación incompleta de los microrrobots tras la operación.