Qué son los microplásticos contaminantes que generan los coches

En cada desplazamiento en automóvil se generan partículas de desgaste de los neumáticos y de la carretera. Se calcula que, sólo en Alemania, cada año 110.000 toneladas de estas partículas acaban en las calles en forma de microplásticos. Desde allí, se dispersan en el medio ambiente a través del viento, o son arrastradas por el agua de lluvia a través de la escorrentía urbana y las alcantarillas hasta el suelo, los ríos y los océanos.

Este es el objetivo de la Fundación Medioambiental Audi, en colaboración con la Universidad Técnica de Berlín, está desarrollando filtros para los sedimentos arrastrados por la escorrentía urbana. Evitan que las partículas de desgaste de los neumáticos y otras sustancias nocivas para el medio ambiente sean arrastradas hasta las alcantarillas junto con el agua de lluvia.

No sólo los neumáticos de los coches, sino también los de las bicicletas, las ruedas de los monopatines e incluso las suelas de los zapatos producen estas finas partículas que son perjudiciales para el medio ambiente. No hay forma de evitarlas por completo. «Pero podemos hacer algo de forma preventiva para garantizar que entren en escena menos microplásticos y contaminen el medio ambiente», afirma Rüdiger Recknagel, Director de la Fundación Medioambiental Audi.

En colaboración con la Universidad Técnica de Berlín (Departamento de Gestión del Agua Urbana) y otros socios -como fabricantes de filtros, desarrolladores de software y empresas de suministro de agua-, la Fundación Medioambiental Audi está desarrollando filtros de sedimentos optimizados que atrapan estas partículas contaminantes lo más cerca posible de su punto de origen, incluso antes de que el agua de lluvia las arrastre al sistema de alcantarillado.

El proyecto se puso en marcha en septiembre de 2020 y tendrá una duración de tres años y medio.

Los filtros de sedimentos tienen un diseño modular y, por tanto, pueden adaptarse perfectamente a diferentes situaciones de la carretera, volúmenes de tráfico y otras formas de contaminación. En situaciones de tráfico congestionado, en una carretera con muchas curvas o en un cruce con semáforos, por ejemplo, el constante frenado y arranque hace que los neumáticos pierdan más partículas que en un tramo recto. «Además, también queremos capturar el mayor número posible de otros contaminantes que se acumulan en las calles y sus alrededores: latas de bebidas y colillas de cigarrillos que desgraciadamente suelen acabar en la acera, así como partículas que en realidad son naturales, como la arena, las hojas y el polen de los árboles», afirma Joachim Wloka, Director del proyecto Greenovation en la Fundación Medioambiental Audi y responsable de Urbanfilter.

Los filtros de sedimentos se dividen en tres zonas: calle, alcantarilla y desagüe. «En total, estamos desarrollando nueve módulos diferentes para las distintas condiciones de la carretera y el tráfico», explica Daniel Venghaus, investigador asociado del Departamento de Gestión del Agua Urbana de la Universidad Técnica de Berlín. «A partir de este sistema modular se pueden combinar hasta tres módulos diferentes para conseguir el mejor resultado en función del lugar».

En la zona superior (calle), puede tratarse de un canal especial de agua o un asfalto determinado. Por debajo, en la propia alcantarilla, se filtran los sólidos de mayor tamaño, por ejemplo, con la ayuda de una cesta optimizada que se conoce como falda filtrante. En la zona más alejada (el desagüe) se realiza una filtración fina. «Actualmente estamos probando aquí un módulo magnético», explica Venghaus. «En nuestras pruebas iniciales, los imanes atraparon partículas especialmente finas sin atascarse. Los módulos están todavía en fase de planificación. No obstante, los socios tienen previsto probarlos en escenarios reales antes de que acabe el año».

En este proceso es necesario mantener y vaciar los filtros con regularidad. Aquí es donde entra en juego la conectividad inteligente. Para ello fluye una gran cantidad de información, como el calendario de limpieza de las calles, el volumen de tráfico, las horas punta, el comienzo y el final de las vacaciones escolares, así como la previsión meteorológica. Esto incluye incluso si hay muchos árboles o si la gente suele pasear a sus perros por la calle.

«A partir de toda esta información, podemos predecir el grado de contaminación de cada filtro y determinar cuál es el mejor momento para vaciarlo. Es básicamente la misma idea que el mantenimiento predictivo que ya es habitual en la industria del automóvil», añade Wloka. «Como resultado, estamos conectando diferentes sectores y aplicando procesos optimizados a una nueva aplicación».

La previsión meteorológica desempeña un papel especialmente importante en esta red inteligente y permite tomar medidas preventivas. Según la época del año, las tormentas y las lluvias arrastran una cantidad especialmente grande de residuos a los desagües de las calles, por lo que los filtros se obstruyen con mayor rapidez y es posible que el agua contaminada sin filtrar llegue a los ríos y lagos a través del sumidero de emergencia. «Si la previsión meteorológica anuncia lluvias intensas tras un periodo de sequía prolongado, podríamos responder inmediatamente y hacer que los operarios limpien la calle antes del chaparrón», explica Venghaus. Así se evitaría que las partículas entraran en las masas de agua y el filtro podría seguir funcionando durante más tiempo.

Además de los micropásticos, estos son otras sustancias contamiantes que emiten los coches a la atmósfera:

CO: el monóxido de carbono se suele producir en los motores de gasolina (algo menos en los diésel) cuando la combustión no es completa debido a un exceso de combustible o una falta de oxígeno en la mezcla. Es un gas muy tóxico que puede provocar la muerte si se respira ya que esta molécula desplaza a la de O2 en los glóbulos rojos de la sangre, lo que produce un envenenamiento muy rápido. Todos los años mueren cientos de personas por las emanaciones de CO de calderas de calefacción en mal estado, braseros, etc.

CO2: dióxido de carbono, no es letal en concentraciones normales y se encuentra de forma natural en la atmósfera. Es necesario para la vida en el planeta, ya que es imprescindible para el proceso de fotosíntesis de las plantas verdes y para mantener una temperatura cálida en la tierra. Sin embargo, un exceso en la concentración de este gas provoca efecto invernadero, que eleva la temperatura del planeta de manera excesiva y desequilibra el ciclo natural. Su emisión es mayor en los motores de gasolina.

HC: son hidrocarburos no quemados o quemados parcialmente que se emiten por el tubo de escape debido a una combustión incompleta. Son tóxicos y pueden provocar irritación en los ojos, en la piel y en los pulmones. Pueden estar presentes tanto en los motores de gasolina como diésel.

Benzopirenos: los benzopirenos son partículas sólidas que se generan por la combustión del gasóleo, que contiene más impurezas que la gasolina al estar menos destilado que ésta. Además de contaminar el aire y propiciar la formación de smog (nubes de humo en las ciudades), son muy cancerígenos.

Óxidos de azufre: debido a las impurezas de azufre presentes en los combustibles, se generan óxidos de azufre. Actualmente se ha reducido mucho su producción gracias a caros procesos de «desulfurización» en el proceso de destilación de los combustibles. Su presencia es mayor en el gasóleo, por lo que su producción es más cara que la de la gasolina, al ser más necesario este proceso para eliminar el azufre presente en él. Son los causantes de la lluvia ácida.

NOx: los óxidos de nitrógeno, precisamente los causantes de la polémica de Volkswagen y la EPA. Se producen al elevar la presión dentro del cilindro y al trabajar con mezclas pobres en combustible, por lo que están más presentes en los motores diésel, pero cada vez son más frecuentes también en los motores de gasolina de inyección directa, que cada vez trabajan con relaciones de compresión más altas y mezclas no estequiométricas para aumentar el rendimiento y reducir el consumo. Existen varios tipos de óxidos de nitrógeno según sea la composición de la molécula, por eso se denominan NOx, pero hay varios tipos. El NO y el NO2 tienden a oxidarse con el oxígeno presente en la atmósfera y se transforman en NO3. Esta molécula es muy peligrosa porque tiene tendencia a asociarse con el hidrógeno (también presente en la humedad del aire) y se transforma en HNO3, que es ácido nítrico. También se pueden formar moléculas de N2O, que son muy estables, con un ciclo de vida de unos 170 años y son muy peligrosos al destruir el ozono y ser más potentes provocando efecto invernadero.