Las partículas de las pinturas murales de uso cotidiano pueden dañar a los organismos vivos
La nueva membrana tiene un gran efecto filtrante
Las pinturas de dispersión se utilizan sobre todo en los hogares para pintar paredes y techos. Un equipo de investigación interdisciplinar de la Universidad de Bayreuth ha analizado la composición química de dos pinturas de dispersión típicas y ha descubierto que contienen un gran número de partículas sólidas de unos pocos micro o nanómetros. Los estudios realizados en sistemas de pruebas biológicas demostraron que estas partículas pueden dañar a los organismos vivos. Gracias a una novedosa membrana desarrollada en la Universidad de Bayreuth, estas partículas pueden filtrarse del agua antes de que lleguen al medio ambiente.
Pintura de dispersión, ya que se utiliza con frecuencia en los hogares.
UBT / Christian Wißler
Ingredientes de las pinturas de dispersión
El estudio de Bayreuth sobre los ingredientes de las pinturas de dispersión y sus posibles efectos en los organismos vivos se ha publicado en la revista "Ecotoxicology and Environmental Safety". Se basa en una estrecha red interdisciplinar en el Centro de Investigación Colaborativa 1357 "Microplásticos" de la Universidad de Bayreuth. Los científicos seleccionaron dos pinturas de dispersión disponibles en el mercado que se utilizan con frecuencia en los hogares. Éstas se diferencian principalmente por sus propiedades de goteo, ya que fueron desarrolladas para pintar paredes, por un lado, y para pintar techos, por otro. Las dos pinturas tienen un contenido de sólidos del 49 y el 21 por ciento en peso, respectivamente, mientras que el contenido orgánico es del 57 y el siete por ciento en peso. Los componentes sólidos característicos en el rango micro o nanométrico son partículas de dióxido de silicio, dióxido de titanio y carbonato de calcio, así como partículas de diversos tipos de plástico, especialmente de poliacrilato.
"Muchas de estas diminutas partículas entran en el medio ambiente, por ejemplo, a través de la abrasión de las capas de pintura o de la intemperie. Nuestro estudio demuestra ahora que cuando se limpian las brochas, rodillos, rasquetas y cubos utilizados para pintar paredes y techos lavando los restos de pintura, las partículas de las pinturas de dispersión pueden acabar en las aguas residuales y, por tanto, también en el medio ambiente. Es necesario investigar a fondo el impacto en el medio ambiente, lo que es aún más urgente dada la difusión mundial de las pinturas de dispersión y sus diversas composiciones de materiales. Por eso no nos hemos limitado al análisis químico de los componentes de las pinturas, sino que también hemos investigado sus efectos sobre los organismos vivos y las células", afirma el Prof. Dr. Andreas Greiner, portavoz adjunto del Centro de Investigación Colaborativa "Microplásticos".
Efectos en los organismos vivos
Para sus investigaciones, los científicos de Bayreuth seleccionaron dos sistemas de prueba bien establecidos en la investigación: pulgas de agua de la especie Daphnia magna y una línea de células de ratón. Las pulgas de agua se sometieron a pruebas según las directrices de la OCDE para el ensayo de productos químicos. En esta prueba se tiene en cuenta la movilidad de los organismos. Se comprobó que la movilidad de las pulgas de agua se reducía significativamente cuando el agua contenía una alta proporción de partículas inorgánicas nanoplásticas y microplásticas disueltas y no disueltas. En las células de ratón se observó una disminución de la actividad celular, causada generalmente por partículas del rango nanométrico. El metabolismo en las células de ratón se vio significativamente perturbado por las nanopartículas de dióxido de titanio y los plásticos en particular.
"Nuestra investigación demuestra que los ingredientes de las pinturas de dispersión pueden provocar reacciones de distinto grado en los organismos y las células. Por lo tanto, no se puede descartar la posibilidad de que los ingredientes sean perjudiciales para el medio ambiente. Es urgente seguir investigando en este ámbito, sobre todo porque todavía sabemos muy poco sobre si las interacciones entre las nanopartículas de plástico y las inorgánicas pueden desencadenar daños adicionales", explica el Prof. Dr. Christian Laforsch, portavoz del Centro de Investigación Colaborativa "Microplásticos". "Asimismo, sigue siendo una cuestión en gran medida sin resolver cómo los ingredientes de las pinturas de dispersión interactúan con otras sustancias en diferentes compartimentos ambientales, por ejemplo, en el aire, en el suelo o en los ríos. Sin embargo, ya está claro que las pinturas de dispersión no deberían eliminarse de forma descuidada en el medio ambiente", afirma la Prof. Dra. Ruth Freitag, catedrática de Biotecnología de Procesos de la Universidad de Bayreuth.
Una nueva membrana con gran efecto filtrante
Paralelamente a los estudios sobre las pinturas de dispersión y sus posibles efectos, los investigadores bajo la dirección del Prof. Dr. Andreas Greiner se han centrado en otro proyecto: Han desarrollado un nuevo proceso para eliminar por filtración las partículas potencialmente dañinas de las pinturas murales de dispersión de las aguas residuales. Para ello se utiliza una membrana hecha de fibras funcionalizadas producidas mediante el proceso de electrospinning. La membrana retiene las partículas de tamaño micro y nanométrico de diferentes maneras. Por un lado, los poros de la membrana son tan finos que las micropartículas no pueden pasar. Por otro lado, las interacciones entre las fibras de la membrana y las nanopartículas hacen que éstas se adhieran a la superficie de la membrana aunque quepan en los poros. En ambos casos, el efecto de filtrado no está asociado a una obstrucción rápida y a gran escala de los poros. Por tanto, el agua, por ejemplo, puede atravesar fácilmente la membrana y escurrirse.
En la revista "Macromolecular Materials and Engineering", los científicos de Bayreuth describen la exitosa aplicación de la membrana. También probaron las dos pinturas de dispersión que habían demostrado ser potencialmente dañinas para los organismos vivos en el estudio. Resultó que la membrana es capaz de retener los componentes típicos del color, en particular las nanopartículas de dióxido de titanio y poliacrilato, y las micropartículas de carbonato cálcico. "En la vida cotidiana, todos estos componentes de color se vierten juntos en las aguas residuales. Aquí se mezclan y, en algunos casos, incluso cambian sus estructuras y propiedades debido a sus interacciones. Por ello, hemos probado específicamente el rendimiento de filtración de nuestra membrana electrospun en tales mezclas. Los elevados efectos de filtración que hemos conseguido demuestran que este proceso tiene un gran potencial cuando se trata de purificar el agua de partículas en el rango micro y nanométrico, como las que contienen las pinturas de uso común en todo el mundo", afirma Greiner.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Ann-Kathrin Müller, Julian Brehm, Matthias Völkl, Valérie Jérôme, Christian Laforsch, Ruth Freitag, Andreas Greiner: Disentangling biological effects of primary nanoplastics from dispersion paints’ additional compounds. Ecotoxicology and Environmental Safety (2022).
Ann-Kathrin Müller, Zhi-Kang Xu, Andreas Greiner: Filtration of Paint-Contaminated Water by Electrospun Membranes. Macromolecular Materials and Engineering (2022).
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