Polímeros sintéticos y semisintéticos, naturales y artificiales

El concepto de microplástico está razonablemente fijado. Como se ha dicho en otras entradas, se trata de partículas cuya dimensión mayor se encuentra dentro del rango de 1 a menos de 5000 micras (5 mm). Conviene, sin embargo hacer algunas precisiones sobre lo que es un plástico a efectos de regulación y medioambientales ya que el término “plástico” corresponde al lenguaje común, más que al científico. Como se indica más adelante, un plástico es una subclase de los materiales poliméricos. Un polímero (Art. 3.5 del Reglamento REACH y ECHA Guidance for monomers and polymers) es una sustancia constituida en al menos el 50 % en peso por moléculas formadas por la unión covalente de (al menos tres) unidades constitutivas o monómeros y que puede incluir además diversas moléculas simples con funciones tales como actuar como plastificantes, estabilizantes u otras.

Los polímeros pueden ser termoplásticos, termoestables o elastómeros. Los termoplásticos (que incluyen todas las fibras sintéticas) se pueden fundir y moldear indefinidamente mientras no se degraden; los termoestables tienen sus moléculas unidas formando una red tridimensional y no se pueden fundir; y los elastómeros, si bien pueden tener también sus moléculas unidas o entrecruzadas, como en el caucho vulcanizado, presentan un comportamiento elástico sin sufrir deformaciones permanentes. Ejemplos típicos de termoplásticos son las poliolefinas (polietileno o polipropileno), el poliestireno o el PVC; entre los termoestables se encuentran las resinas epoxi y los poliuretanos. Algunas definiciones antiguas incluían solo termoplásticos y termoestables excluyendo a los elastómeros, pero el desarrollo de termoplásticos elastómeros, sobre todo a partir de los años setenta del s. XX ha difuminado la barreras entre estos materiales y aconseja su tratamiento unificado.

Tipos de polímeros: termoplásticos, elastómeros y termoestables

Una partícula de material plástico, independientemente de su forma y en el contexto de la contaminación ambiental y ámbitos relacionados, debe de ser un sólido insoluble en agua. (Esto excluye algunos polímeros como la povidona o el polietilenglicol.) Esta limitación se puede encontrar en la propuesta de restricción elaborada en 2020 por la Agencia Europea de Sustancias y Mezclas Químicas (ECHA) relativa a los microplásticos añadidos intencionadamente a los productos puestos en el mercado comunitario. El informe se preparó conjuntamente por los comités de evaluación de riesgos (Committee for Risk Assessment, RAC) y de análisis socioeconómico (Committee for Socio-economic Analysis, SEAC) a petición de la Comisión Europea con el objeto de adoptar las medidas exigidas por el Reglamento REACH (Anexo XV). Además de unas precisiones sobre las dimensiones de las partículas, el informe indica que se excluyen de regulación los polímeros naturales que no hayan sido modificados químicamente, los polímeros biodegradables (con arreglo a una serie de criterios especificados en la Tabla 22 del documento de respaldo) y aquellos cuya solubilidad sea > 2 g/L. Los polímeros naturales están excluidos de regulación tal como se define en el Reglamento REACH, Art. 3.40 siempre que no hayan sufrido una modificación de su estructura original (aunque se admiten algunos tratamientos químicos o físicos, por ejemplo, para eliminar sustancias no deseadas).

Existe una variedad de materiales poliméricos, que procediendo de polímeros naturales no pueden ser considerados como tales porque han sido sometidos a diversos tratamientos químicos con el objeto de mejorar sus propiedades. El ejemplo más conocido de esta familia de polímeros semisintéticos es la celulosa regenerada. Se trata de un material obtenido a partir de fibras de celulosa (algodón, por ejemplo) tratadas con sulfuro de carbono en medio básico para formar xantato de celulosa que se separa y procesa mecánicamente para luego reconstituir la celulosa en medio ácido (hay otros métodos para regenerar celulosa, pero el que se indica es el usado comercialmente). A este grupo de materiales pertenecen el rayón y el celofán. El rayón, conocido en Europa como viscosa, es el polímero semisintético más común. Su brillo sedoso lo hizo muy popular como sustituto de la seda desde finales del s. XIX. (El nylon es otro ejemplo clásico de sustituto sintético de la seda; hoy en día se utiliza poliéster para ese fin.) Una vez regenerada la celulosa, este tipo de polímeros es muy difícil de distinguir del algodón y materiales similares mediante técnicas espectroscópicas. El caucho natural vulcanizado es otro ejemplo de polímero semisintético, aunque ha sido desplazado hace mucho por los elastómeros totalmente sintéticos. Otro grupo notable lo constituyen los nitratos de celulosa que incluyen el celuloide y el algodón pólvora.

La tipología de materiales poliméricos abarca por tanto tres tipos de sustancias: (1) polímeros naturales, (2) materiales artificiales basados en polímeros naturales que han sufrido transformaciones químicas o procesados industriales y (3) polímeros puramente sintéticos. “Plástico”, en el sentido en el que se utiliza en ciencias del medio ambiente, se refiere exclusivamente a polímeros sintéticos, que son aquellos en los que los monómeros constituyentes de los mismos han sido obtenidos mediante síntesis química (a partir de materiales de cualquier origen, fósil o no).

Tipología de materiales poliméricos por su composición química

En la clasificación anterior se ha incluido una doble tipología de materiales artificiales: polímeros semisintéticos (como el rayón) y materiales naturales procesados industrialmente. Esto es así porque muchos polímeros naturales no se comercializan tal cual se obtienen de la naturaleza, sino que llegan a nuestras manos después de haber sufrido diversos procesos industriales que implican la incorporación de una amplia gama de aditivos químicos. Sin salir de la industria textil, la lista de sustancias químicas que intervienen en los procesos de fabricación de tejidos es muy extensa. Incluye blanqueantes, suavizantes, lubricantes, antiestáticos, emulsificantes, coagulantes, antiespumantes, colorantes y biocidas, entre otros. Muchos son compuestos totalmente sintéticos que se quedan incorporados en mayor o menor medida al tejido, bien de forma incidental, bien intencionada. Es el caso de compuestos como el triclosan, un agente antibacteriano de amplio espectro. Algunos colorantes son tóxicos como los basados en compuestos de amonio cuaternarios que al ser catiónicos pueden interactuar con las membranas celulares, cargadas negativamente. También los colorantes azoicos, comunes en muchos tejidos y generalmente considerados no tóxicos, son peligrosos ya que algunos de sus productos de metabolización y degradación sí presentan toxicidad hacia diversos organismos.

En definitiva, tanto los plásticos propiamente dichos como los polímeros semisintéticos y los naturales procesados industrialmente (y por tanto convertidos en materiales artificiales) deben de ser considerados contaminantes antropogénicos por sí mismos o por las sustancias que los acompañan como aditivos o restos de los reactivos empleados en su producción. Su efecto en el medio natural es aún mal conocido, pero es seguro que revelan un impacto de la actividad humana sobre el medio natural.