Las esponjas de melamina liberan microplásticos cuando se usan

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Si posees zapatos blancos o alguna vez intentaste borrar las marcas de restos de crayones de una pared, probablemente conoces la capacidad de las esponjas de melamina¹. Estos productos prácticamente eliminan las manchas difíciles debido a su abrasividad única y a que no son necesarios productos de limpieza adicionales. Sin embargo, estas esponjas “mágicas” desprenden fibras microplásticas. Una investigación publicada en Environmental Science & Technology de ACS da cuenta que, en todo el mundo, las esponjas de melamina podrían liberar más de un billón de fibras microplásticas cada mes.

A “Mr. Clean Magic Eraser” brand sponge, made from melamine foam. Crédito: Photo by Whoisjohngalt en English Wikipedia, CC BY-SA 3.0.

Fibras microplásticas
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La espuma de melamina está hecha de polímero de poli(melamina-formaldehído), una red de hebras de plástico duro ensambladas en una espuma suave y liviana que es sorprendentemente abrasiva, lo que la convierte en el material perfecto para esponjas de largo aliento. Más, a medida que las esponjas se desgastan con el uso, la espuma se descompone en pedazos más pequeños que pueden liberar fibras microplásticas que llegan a los sistemas de alcantarillado. Una vez liberadas al medio ambiente, las fibras pueden ser consumidas por individuos de la vida silvestre y llegar a la cadena alimentaria. Yu Su, Baoshan Xing, Rong Ji y sus colegas querían determinar cómo la densidad de una esponja de ²melamina y la rugosidad de la superficie en la que es aplicada afectan la rapidez con la que la espuma se descompone, así como calcular cuántas fibras microplásticas libera la esponja.

El equipo compró online (Amazon) varias esponjas de tres marcas populares y luego las frotó repetidamente contra superficies metálicas texturizadas, lo que provocó que la espuma se desgastara. Descubrieron que las esponjas hechas de espuma más densa se desgastaban más lentamente y producían menos fibras microplásticas que las esponjas menos densas. A continuación, el equipo determinó que una sola esponja libera aproximadamente 6,5 millones de fibras por gramo de esponja desgastada y supuso que todas las esponjas vendidas, en promedio, están desgastadas en un 10%. Para tener una idea aproximada de cuántas fibras podrían liberarse por mes, observaron las ventas mensuales de Amazon de agosto de 2023. Suponiendo que estas cifras se mantengan constantes, el equipo calculó que cada mes podrían liberarse 1,55 billones de fibras de esponjas de melamina. Sin embargo, esta cifra sólo tiene en cuenta las ventas de apenas un vendedor minorista en línea, por lo que la cantidad real podría ser incluso mayor.

Recomendaciones
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Para ayudar a minimizar la emisión de fibras microplásticas, los investigadores recomiendan que los fabricantes creen esponjas más densas y resistentes al desgaste. Además, sugieren que los consumidores opten por productos de limpieza naturales que no utilicen plásticos y recomiendan instalar sistemas de filtración para capturar las fibras microplásticas desprendidas, ya sea en el hogar o en plantas de tratamiento de aguas residuales.

Agradecimiento
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Los autores agradecen la financiación de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China y el Programa de Investigación y Desarrollo de Áreas Clave de la provincia de Guangdong.

Declaración de la American Chemical Society
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La American Chemical Society (ACS), es una organización sin fines de lucro autorizada por el Congreso de los Estados Unidos. La misión de ACS es hacer avanzar las empresas químicas en general y sus profesionales en beneficio de la Tierra y toda su gente. La Sociedad es líder mundial en la promoción de la excelencia en la educación científica y en el acceso a información e investigaciones relacionadas con la química a través de sus múltiples soluciones de investigación, revistas revisadas por pares, conferencias científicas, libros electrónicos y la publicación semanal Chemical & Engineering News. Las revistas de la ACS se encuentran entre las más citadas, más confiables y más leídas dentro de la literatura científica; sin embargo, la propia ACS no realiza investigaciones químicas. Como líder en soluciones de información científica, su división CAS se asocia con innovadores globales para acelerar los avances seleccionando, conectando y analizando el conocimiento científico del mundo. Las oficinas principales de ACS se encuentran en Washington, D.C. y Columbus, Ohio.

Algunas imágenes del paper
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Fotografías de los equipos, accesorios y materiales utilizados en los experimentos de abrasión con esponjas de melamina

Fotografías de los equipos, accesorios y materiales utilizados en los experimentos de desgastado con esponjas de melamina. (a) Vista frontal del elemento de desgastado con la cubierta acrílica, las submuestras de esponja y las contrapartes. Se desgastó una submuestra de esponja contra la contraparte pero la otra submuestra de control se levantó de la contraparte para evitar cualquier abrasión. (b) Fotografías ampliadas de la submuestra de esponja, el soporte metálico y la contraparte antes y después del montaje. Cuatro muestras de metal diferían en los métodos de mecanizado y la rugosidad de la superficie (Ra de 0,1, 0,4, 1,6 y 6,3 μm) se utilizaron como contrapartes en este estudio. Crédito de la imagen: Baoshan Xing, Rong Ji et al.

Imágenes de tomografía microcomputada (vista lateral) de esponjas de melamina (marcas n.° 1 a n.° 3) probadas en este estudio. Las tres regiones coloreadas (azul, naranja y violeta) fueron seleccionadas al azar para calcular el número de puntos de reticulación y puntales por unidad de volumen (mm3) de la esponja. Crédito de la imagen: Baoshan Xing, Rong Ji et al.

Figura S4. Identificación de la composición polimérica de esponjas de melamina (marcas #1-#3). Comparación de los espectros O-PTIR normalizados individuales (líneas azules) con la Espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) (línea roja) del copolímero de melamina-formaldehído registrado en la biblioteca KnowItAll Spectral. Los espectros O-PTIR se adquirieron respectivamente en los puntos 1 a 3 de las imágenes ópticas ampliadas que se muestran en la Figura 1a. Las altas tasas de coincidencia (>83%) demostraron que las esponjas están compuestas de polímero de poli(melamina-formaldehído).Crédito de la imagen: Baoshan Xing, Rong Ji et al.

Características morfológicas de los MPF tipo Ⅰ, Ⅱ y Ⅲ liberados de una esponja desgastada (marca n.° 1). Imágenes ESEM representativas de MPF lineales y ramificados recopilados en la membrana del filtro de policarbonato. Los números (1-8) muestran diferencias en la cantidad de puntos de reticulación en los MPF ramificados. Crédito de la imagen: Baoshan Xing, Rong Ji et al.

Fotografías de las contrapartes metálicas después de frotarlas con esponjas. La aparición de huellas de desgaste en la superficie de las contrapartes desgastadas sugirió la formación y liberación de partículas metálicas de desgaste. Crédito de la imagen: Baoshan Xing, Rong Ji et al.

Comparación de la distribución de longitud de puntales de esponja con sus MPF de tipo Ⅰ correspondientes liberados durante la abrasión. (a) Distribución de longitud de los puntales en las esponjas #1-#3 y las fibras y fragmentos liberados durante el roce contra contrapartes de una rugosidad superficial definitiva (Ra de 6,3 μm). (b) Distribución de longitud de los puntales en la esponja n.° 1 y las fibras y fragmentos liberados durante la fricción contra contrapartes de diferentes niveles de rugosidad superficial (Ra de 0,1, 0,4, 1,6 y 6,3 μm). Las barras de error representan las desviaciones estándar de nueve réplicas. Letras diferentes indican diferencias estadísticas (p < 0,05) en un rango de longitud específico entre fibras o fragmentos y el puntal. Crédito de la imagen: Baoshan Xing, Rong Ji et al.

Curvas termogravimétricas (TG) y TG derivadas (DTG) de esponjas durante el calentamiento a 600 °C. Las esponjas (#1-#3) experimentaron una pérdida de peso de 2,7-3,7% a 47-55 °C, atribuida a la volatilización del agua y de formaldehído, y una pérdida de peso de 36,7-37,4% a 379-387°C. debido a la descomposición de la melamina, respectivamente. Crédito de la imagen: Baoshan Xing, Rong Ji et al.

Importante
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El artículo Mechanochemical Formation of Poly(melamine-formaldehyde) Microplastic Fibers During Abrasion of Cleaning Sponges, cuyos autores son Yu Su (School of Energy and Environment, Southeast University, Nanjing 211189, China), Chenqi Yang (School of Energy and Environment, Southeast University, Nanjing 211189, China), Songfeng Wang (Institute of Botany, Jiangsu Province and Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210014, China), Huimin Li (State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse, School of the Environment, Nanjing University, Nanjing 210023, China), Yiyu Wu (State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse, School of the Environment, Nanjing University, Nanjing 210023, China), Baoshan Xing (Stockbridge School of Agriculture, University of Massachusetts, Amherst, Massachusetts 01003, USA) y Rong Ji (State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse, School of the Environment, Nanjing University, Nanjing 210023, China) fue publicado en Environmental Science & Technology 2024 58 (24), 10764-10775 DOI: 10.1021/acs.est.4c00846. Copyright © 2024 American Chemical Society

Notaspampeanas, al publicar este artículo, no busca obtener ganancias, dinero, sólo divulgar el impacto de los microplásticos, en este caso de las esponjas de melamina, en el medio ambiente terrestre en general, a la vida silvestre, que no tiene opción y es afectada por estos elementos producidos por el hombre, de los que nos beneficiamos a un costo elevado para el planeta. Agradecemos a la American Chemical Society, por su enorme aporte, a los autores Yu Su, Chenqi Yang Songfeng Wang, Huimin Li, Yiyu Wu, Baoshan Xing y Rong Ji, así como a la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China, por su invalorable trabajo. Thank you all!

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De la Wikipedia en inglés La espuma de melamina es un material similar a la espuma que consta de un condensado de melamina-formaldehído. Es el componente activo de varias esponjas limpiadoras abrasivas, en particular el Magic Eraser. También se utiliza como aislamiento térmico y como material de insonorización. Entre sus propiedades se hallan: La espuma de células abiertas es microporosa y su sustancia polimérica es muy dura, por lo que cuando se utiliza para limpiar funciona como una lija extremadamente fina, penetrando en pequeñas ranuras y huecos del objeto que limpiamos. El material se siente suave porque las burbujas de espuma reticuladas se interconectan. Su estructura es una red tridimensional de hebras muy duras, en comparación con el conjunto de burbujas separadas en un material como la espuma de poliestireno. ↩︎
De la Wikipedia en inglés La resina de melamina o melamina formaldehído (también abreviada como melamina) es una resina con anillos de melamina terminados con múltiples grupos hidroxilo derivados del formaldehído. Este material plástico termoestable está hecho de melamina y formaldehído. En su forma butilada, se disuelve en n-butanol y xileno. Luego se utiliza para reticular con resinas alquídicas, epoxi, acrílicas y de poliéster, utilizadas en revestimientos de superficies. Hay muchos tipos, desde un curado muy lento hasta un curado muy rápido. Curado: La melamina-formaldehído puede ser curada por calentamiento, lo que induce a la deshidratación y reticulación. La reticulación se puede realizar de forma limitada para dar resinas. Tanto las resinas de melamina-formaldehído como el ‘monómero’ de melamina-formaldehído pueden curarse mediante tratamiento con cualquiera de varios polioles. El uso principal de la resina de melamina es como componente principal de laminados de alta presión, como Formica y Arborite, y de suelos laminados. Los paneles de pared de azulejos de resina de melamina también se pueden utilizar como pizarras blancas.[2] El formaldehído de melamina se utiliza en laminados plásticos y materiales de revestimiento. El formaldehído está más estrechamente unido en melamina-formaldehído que en urea-formaldehído, lo que reduce las emisiones. ↩︎