Crédito:Unsplash/CC0 Domínio Público Joaquim Goes, bioquímico oceânico do Observatório Terrestre Lamont-Doherty da Columbia Climate School, teve que olhar duas vezes quando viu pela primeira vez os minúsculos fios de fibra flutuando em uma amostra de água do rio Hudson. Especialista em detecção de microplásticos, ele já viu muitas partículas minúsculas em cursos de água urbanos.
Os microplásticos estão aparecendo em todos os cantos do planeta, desde a neve fresca na Antártida até os jantares de frutos do mar. Eles vêm de uma variedade de fontes, incluindo recipientes de alimentos e bebidas, redes arrastão, pneus e produtos cosméticos. Mas as partículas que Goes viu lhe pareceram relacionadas com roupas.
“Ao olhar mais de perto, pude ver que não eram fitoplâncton ou zooplâncton, mas fibras que provavelmente vieram da lavanderia”, disse ele. Com certeza, à medida que Goes e seus alunos continuavam a amostrar o rio, encontraram plumas de fibras ao redor dos ralos das estações de tratamento de água, apoiando a ideia de que a culpa era da lavanderia.
Além disso, “alguns de nossos alunos caracterizaram algumas amostras que coletamos nos cursos d’água e, na maioria das vezes, eram de poliéster ou seus derivados usados em roupas”, disse Goes.
Tendo estes factores em mente, acrescentou Goes, “acreditamos que a lavagem de roupas e os efluentes que saem das máquinas de lavar são a maior fonte de fibras microplásticas nos nossos cursos de água”.
Indo para o mar
Goes procurou seu amigo e colaborador Beizhan Yan, especialista em identificação plástica. Yan também viu as fibras como parte de sua própria pesquisa no rio Hudson e leu que elas também foram encontradas em mais de um terço dos resíduos plásticos no oceano.
“Estávamos discutindo ideias para uma proposta e sugeri que deveríamos continuar de onde os alunos pararam e encontrar uma solução para evitar que os microplásticos chegassem ao oceano”, disse Goes. "Eu disse a ele que ninguém pensaria nisso como um grande problema, mas temos dados para provar isso e seria um tipo de projeto notável."
É necessária mais investigação para compreender melhor os efeitos do consumo de microplásticos na saúde humana, mas um estudo recente descobriu que as pessoas que tinham pequenas partículas de plástico alojadas num vaso sanguíneo importante tinham maior probabilidade de sofrer ataque cardíaco, acidente vascular cerebral ou morte. Os microplásticos são inalados e ingeridos através de frutos do mar contaminados, água (da torneira e engarrafada) e muitos outros tipos de alimentos.
“Claramente, há uma predominância destas partículas nos nossos rios e oceanos, e se não lidarmos com elas, elas acabarão nas nossas cadeias alimentares e causarão problemas”, disse Yan. "Eu estava realmente interessado em ver se poderíamos resolver o problema na fonte."
Nesse caso, Yan está se referindo à lavanderia. Uma carga média de um quilo de camisas, calças e meias lança centenas de milhares de microfibras no sistema de esgoto, onde passam sem serem detectadas, passando por estações de tratamento químico de água e entrando nos ecossistemas fluviais e oceânicos. Nos EUA, a maioria das estações de tratamento são projetadas para reduzir a matéria orgânica na água, disse Yan, e não são eficientes na remoção de uma abundância de partículas sintéticas finas, como microplásticos.
A maioria das roupas modernas contém algum tipo de material sintético. Ao contrário das fibras naturais como o algodão, que se decompõem completamente, os materiais sintéticos permanecem no ambiente para sempre. Goes e seus alunos descobriram que os tecidos de poliéster são os piores shedders. O detergente também desempenha um papel:a roupa lavada com detergente produz, em média, 86% mais microfibras do que a roupa lavada com água pura. Com uma família média lavando 300 cargas de roupa por ano, o desperdício aumenta.
Para resolver o problema, Yan reuniu uma equipe multidisciplinar de pesquisadores da Universidade de Columbia, da Universidade SUNY Stony Brook, da Universidade Cornell e da Universidade Estadual da Carolina do Norte. Com experiência em áreas tão diversas como a química, os têxteis sustentáveis, a filtração e a mineração urbana, os investigadores estão a desenvolver e a testar um sistema de filtragem de água para capturar microfibras antes mesmo de saírem da máquina de lavar. O projeto, financiado pela Administração Oceânica e Atmosférica Nacional (NOAA), foi lançado em 2023 e durará até 2025.
Projetando em escala
Um dos maiores desafios do projeto será desenvolver um sistema de filtragem que possa não apenas detectar e extrair as microfibras, mas também processar grandes volumes de água em um ritmo rápido, disse Nicholas Frearson, associado sênior do Observatório Terrestre Lamont-Doherty. .
Uma máquina de lavar típica libera cerca de oito galões de água durante um ciclo, disse ele, e as microfibras podem ter até um milionésimo da largura de um fio de cabelo. Além disso, o filtro provavelmente ficará entupido rapidamente, exigindo algum tipo de ciclo automatizado de autolimpeza.
“Os filtros funcionam bem inicialmente, mas depois vão piorando cada vez mais porque estão apenas pegando tudo e se entupindo”, disse ele. "Então, um dos maiores problemas que estamos tentando resolver é como desobstruí-los?"
Com formação em engenharia, Frearson é especialista no desenvolvimento de sistemas de sensores para cientistas que trabalham em áreas remotas do mundo e, mais recentemente, colaborou com Yan em um projeto de detecção de microplásticos no Pólo Sul. Ele estava ansioso para se juntar à equipe que trabalhava no problema da poluição da lavanderia.
“Se conseguirmos evitar que as fibras cheguem ao rio, poderemos percorrer um longo caminho para desacelerar o processo de enchimento do oceano com elas”, disse ele.
O protótipo atual do equipamento é um labirinto de tubos e válvulas de um metro e meio de altura, quase do tamanho de uma máquina de lavar de verdade. Idealmente, um modelo de segunda geração será muito menor – mais ou menos do tamanho de uma mala pequena – e um modelo final seria pequeno o suficiente para ser integrado em máquinas de lavar comerciais.
A tecnologia servirá para manter as microfibras fora do sistema de esgoto, mas também contribuirá para uma economia circular, disse Frearson. Quando seco, o lodo de microfibra extraído de cada ciclo se assemelhará a um disco fino em forma de bolo que pode ser reciclado para produzir mais roupas.
Levando o conceito ao mercado
Assim que um protótipo do sistema de filtragem estiver pronto, a equipe irá testá-lo em edifícios residenciais da Universidade de Columbia, o que poderá acontecer já no outono de 2024, disse Yan. Depois disso, buscarão ativamente transferir a técnica desenvolvida para a indústria e já estão conversando com diversos fabricantes.
Programas de educação comunitária para informar o público sobre microplásticos e também possíveis soluções para a poluição da lavanderia serão desenvolvidos e implementados por Katherine Bunting-Howarth, diretora associada do New York Sea Grant e co-PI do projeto.
Outros co-PIs do projeto incluem Benjamin Hsiao, ilustre professor de química na Stony Brook University; Karen K. Leonas, professora de ciência têxtil na Universidade Estadual da Carolina do Norte; Wei Min, professor de química na Universidade de Columbia; e Thanos Bourtsalas, professor de desenvolvimento sustentável e economia circular na Universidade de Columbia.
“Nosso objetivo é que a nova tecnologia de remoção de microplásticos testada através do projeto esteja, com o tempo, disponível para todas as comunidades, incluindo comunidades tradicionalmente carentes, e beneficie a todos”, disse Yan.
