Científicos descubren cómo se acumulan los microplásticos bajo la superficie del océano

Mientras que la ubicación de las grandes islas de basura en la superficie oceánica es conocida, hasta ahora se desconocía dónde podrían acumularse las partículas de plástico bajo la superficie del océano. Un nuevo estudio publicado en la revista Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science ofrece respuestas a este enigma ambiental.

Larry Pratt e Irina Rypina, científicos del Instituto Oceanográfico Woods Hole, han establecido una teoría sobre cómo las partículas de microplásticos pueden acumularse en remolinos oceánicos idealizados o corrientes circulares, según informa AIP Publishing.

Los investigadores comenzaron modelando el movimiento de fluidos en un cilindro rotatorio, una configuración de laboratorio comúnmente utilizada para investigar flujos oceánicos y atmosféricos a gran escala. En este modelo, el cuerpo del cilindro gira a una velocidad constante mientras que su tapa gira a una velocidad diferente.

"La circulación resultante, en la que el agua gira en el centro del cilindro y se desplaza en espiral hacia el borde exterior, se observa en remolinos oceánicos a una escala de cientos de kilómetros", explican los investigadores en su estudio.

Cuando la tapa del cilindro está inclinada, las trayectorias del fluido cambian. Las rutas de las partículas se fragmentan en un flujo enmarañado de órbitas caóticas y nuevas circulaciones en forma de dona que pueden dar lugar a atractores de partículas pequeñas ligeramente flotantes, comportamientos estables en los que se asienta un sistema.

"Si simplemente arrojaras una pequeña partícula al agua con una velocidad arbitraria, la resistencia viscosa rápidamente acercaría su movimiento al del fluido", explicó Pratt. "Así que, en una primera aproximación, las partículas de microplásticos simplemente siguen las trayectorias del fluido".

La complicación radica en que los microplásticos tienen inercia y alteran el fluido a su alrededor, lo que hace que se desvíen lentamente de la ruta habitual del fluido. Pratt y Rypina aprovecharon las matemáticas detrás de este fenómeno para desarrollar una teoría sobre cómo y dónde se acumulan las partículas. La aplicación de esta teoría a los flujos oceánicos puede ayudar a determinar áreas submarinas con altas concentraciones de microplásticos.

Los científicos descubrieron que la acumulación de partículas ocurre en el centro de estructuras tubulares que se enrollan alrededor de corrientes circulares. Pueden existir muchas de estas estructuras, lo que resulta en múltiples "atractores" de partículas pequeñas. Cada atractor se asemeja a un bucle cerrado y retorcido a lo largo del cual se mueven las partículas, girando hacia arriba y hacia abajo en el flujo tridimensional.

La teoría de Pratt y Rypina explica cómo, dónde y por qué ocurren estos flujos. Si bien sus conclusiones reflejan flujos observados experimental y numéricamente, tienen planes para añadir complicaciones más realistas a su modelo.

"Lo principal que debemos considerar son los efectos de la turbulencia a pequeña escala. La teoría es válida para partículas esféricas, pero la mayoría de los microplásticos en el océano tienen formas muy irregulares", señaló Pratt. "Otro desafío para el futuro es tratar de rastrear esas partículas, y en el futuro inmediato, esperamos que la teoría informe las estrategias de muestreo y conduzca a una mejor comprensión de dónde podrían estar acumulándose los plásticos".

El océano está saturado de microplásticos, y la inmensidad del mismo significa que los datos de muestreo de partículas son escasos. Sin embargo, modelar cómo se agregan las partículas en flujos de fluidos tridimensionales puede ayudar a determinar dónde buscar estas concentraciones.

Esta investigación representa un avance significativo en la comprensión de la dinámica de los contaminantes plásticos en los océanos y podría tener importantes implicaciones para las futuras estrategias de limpieza y conservación marina.