La vida de los plásticos no se acaba cuando los desechamos: así podemos convertirlos en combustibles y otros materiales

 ¿Alguna vez ha pensado dónde va la enorme cantidad de plásticos que consumimos en nuestra vida cotidiana? A la mayoría nos resultan familiares las imágenes de vertederos, mares y costas repletas de residuos plásticos. Cada habitante de la Unión Europea (UE) generó cerca de 36,1 kilos de residuos de envases de plástico de media durante el año 2021. De ellos, únicamente se recicló el 40,7 %. Alarmante, ¿verdad?

Además de la baja tasa de reciclaje, resulta preocupante el incremento constante de la producción mundial de residuos plásticos. Características como su durabilidad, su baja densidad y un coste asequible han facilitado el empleo de los plásticos en multitud de aplicaciones como son la fabricación de embalajes, piezas de automóviles y aparatos electrónicos; la construcción, la medicina y el almacenamiento de energía.

Millones de toneladas de residuos plásticos producidos (azul oscuro) y reciclados (azul claro) en la Unión Europea para los años 2011 a 2021. Parlamento europeo

Desgraciadamente, la gestión del fin de vida de los residuos plásticos no ha avanzado lo suficiente como para poder evitar los impactos ambientales negativos derivados de su uso y desecho. Entre ellos, cabe destacar la contaminación de ecosistemas, la generación de microplásticos y la emisión de gases de efecto invernadero durante esa gestión. 

Por lo tanto, es necesario desarrollar nuevos procesos para su tratamiento y aprovechamiento. Estos avances deben ir acompañados de un cambio de comportamiento por parte de la ciudadanía en lo que respecta al uso y desecho de los plásticos, de modo que la academia, la administración, el sector privado y la sociedad civil podamos contribuir conjuntamente a un mundo con menos residuos plásticos

De plásticos derivados del petróleo a plásticos biobasados

Los plásticos están compuestos por largas moléculas unidas entre sí. La mayoría de los materiales plásticos utilizados son derivados de compuestos basados en el petróleo. Únicamente una pequeña fracción es derivada de fuentes renovables (1 % del volumen total de producción de polímeros de origen fósil durante 2018, según datos de nova-Institut).

Debido a su carácter recalcitrante y pobre biodegradilidad, los plásticos tardan cientos de años en degradarse y se acumulan en la naturaleza. A ello hay que añadir la creciente contaminación global y la emergencia climática generada como consecuencia del uso de recursos derivados de fuentes fósiles. En 2023 se alcanzaron emisiones fósiles totales de 36 800 millones de toneladas métricas de CO₂. 

Una posible solución para minimizar estos problemas consiste en fomentar el desarrollo de los plásticos biobasados, que además de ser renovables, pueden degradarse en subproductos no tóxicos al final de su vida útil.

Hacia una economía circular de los plásticos

La producción y consumo de plásticos actual puede definirse como lineal: los plásticos se sintetizan, se utilizan y se desechan una vez han cumplido su función. Este modelo lineal es particularmente problemático en productos con una corta vida útil, como son los plásticos de un solo uso. Por ello, en España la Ley 7/2022, de 8 de abril, de residuos y suelos contaminados para una economía circular regula la producción y uso de este tipo de plásticos. 

Desde el 1 de enero de 2023, se establece una serie de objetivos específicos para las botellas de plástico a fin de avanzar en la consecución de los Objetivos de Desarrollo Sostenible de la Agenda 2030. La Ley 7/2022 también introduce medidas fiscales con el objetivo de incentivar la economía circular, desarrolla en mayor profundidad la responsabilidad ampliada del productor e introduce nuevas medidas de prevención de generación de residuos. Un ejemplo es la meta 12.5, centrada en la reducción de la generación de desechos mediante actividades de prevención, reducción, reciclado y reutilización.

El uso del plástico debe basarse en un modelo circular. La economía circular de los plásticos busca minimizar el impacto ambiental mediante su reutilización, reparación, reciclaje y recuperación. A la par, resulta esencial modificar los modelos de consumo para reducir la generación de estos residuos.

El upcycling o supravalorizado de plásticos

Una vez reducida la masa de residuos plásticos y tras su separación, el reciclaje resulta técnica y económicamente atractivo. Entre los métodos de reciclaje existentes para gestionar los residuos plásticos, una opción muy prometedora es el supravalorizado o upcycling.

El upcycling de plásticos se basa en el uso de residuos para la obtención de productos de gran valor añadido, como nuevas moléculas, polímeros o materiales. Este proceso es complementario al reciclaje mecánico, donde los plásticos son fundidos y reprocesados, o el químico, donde los residuos plásticos se descomponen en sus componentes básicos. 

De entre las diferentes opciones de supravalorizado de plásticos, la carbonización hidrotérmica resulta de gran valor tanto para materiales basados en el petróleo como polímeros naturales tipo celulosa. Se trata de una tecnología potencialmente limpia, donde los procesos se llevan a cabo a temperaturas bajas (160-220 °C) y presiones saturadas (2-10 megapascales). 

Esta técnica permite obtener materiales carbonosos como los carbon dots, nanopartículas compuestas por carbono cuyo tamaño es inferior a 10 nanómetros, o el más conocido grafeno. Estas sustancias pueden ser utilizados en la producción de supercondensadores

La despolimerización –proceso por el que un plástico sufre cortes y se transforma en moléculas más sencillas llamadas monómeros– de los plásticos facilita la formación de estos materiales carbonosos durante la carbonización hidrotérmica. Mientras que algunos plásticos biobasados, como los que se usan para fabricar bolsas de supermercado biodegradables, resultan fáciles de despolimerizar, la mayoría de los plásticos basados en el petróleo presentarán mayores desafíos y requerirán técnicas más complejas.

Entre los productos de valor añadido obtenidos, caben destacar los combustibles derivados de residuos plásticos (aceites de pirólisis, gasóleo), los materiales carbonáceos como el negro de carbón (usado como pigmento o refuerzo en gomas y plásticos) y los precursores de otros materiales (etilenglicol y ácido tereftálico cuando se valoriza el PET). 

Una vez obtenidos estos compuestos, se pueden aplicar en dispositivos de almacenamiento de energía como baterías y supercondensadores, tan necesarios para la transición energética.

El camino hacia la reducción de residuos plásticos

Los residuos plásticos representan uno de los principales problemas ambientales del siglo XXI. La conversión de estos residuos en productos útiles y de gran valor añadido mediante supravalorizado supondría un gran avance, tanto en términos económicos como de sostenibilidad y circularidad. 

Existen numerosos tipos de plásticos diferentes, y es necesario analizar los procesos para despolimerizar y supravalorizar cada uno de ellos. Además, se debe tener en cuenta que en los residuos se acumulan distintos tipos de plástico, por lo que resulta necesario estudiar el comportamiento de mezclas a la hora de realizar su upcycling. 

Otra opción es la sustitución de los plásticos basados en el petróleo por materiales de origen renovable como la celulosa, la lignina y la quitina. Estos materiales, mayoritariamente obtenidos de biomasa forestal o marina, presentan buenas propiedades funcionales, pueden ser reciclados y son biodegradables, lo que puede ayudar a incrementar la circularidad de los materiales mientras se reducen las emisiones de carbono fósil a la atmósfera. 

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Finalmente, como sociedad, resulta necesario que tomemos consciencia del daño que causan los residuos generados y nos esforcemos en disminuirlos mediante la reducción y la reutilización. Como sabemos, no existe un “planeta B” y, por lo tanto, debemos cuidar y valorar al máximo el mundo en el que vivimos para que las generaciones venideras puedan disfrutar de él.

El descubrimiento que podría acabar con los plásticos en los océanos y el grave problema que suponen para el medio ambiente

 Todo llega al mar, también la basura. La contaminación de los océanos es un tema que ha pasado de la observación, al seguimiento, para terminar por alarmar a biólogos, naturalistas y políticos de más de una ideología. Y es que el impacto que tiene un océano sucio se ve reflejado en más aspectos de los que pensamos. Hay que coger aire primero. Afecta al turismo, la pesca, la alimentación, salud humana, salud animal, la salud vegetal,  el clima, degradación de los hábitats -coger aire otra vez- islas de plástico, acidificación de los mares, impacto económico que puede llegar a 695 millones de dólares, etcétera. 

Pero el descubrimiento de un hongo capaz de disolver los plásticos en forma de CO₂ ha supuesto un paso adelante en llegar a una solución de este problema. Sin embargo, verter toneladas de este microorganismo en el mar y dejar que solucione el problema por nosotros. La ciencia aún tiene que sortear un gran obstáculo para lograr este objetivo.

El hongo que prometía salvar el mundo

El descubrimiento del Parengyodontium album, nombre científico de este hongo “come-plástico”, no estuvo relacionado por la extraordinaria capacidad de eliminar los compuestos con polietileno. Se detectó al analizar la descomposición de algunas piezas de arte en museos, por lo que, en un principio, se identificó como potencialmente peligroso.

Se identificó como peligroso, por su papel en el deterioro de piezas de arte / Istock / Camilo Concha

Sin embargo, el descubrimiento de este organismo cerca de la isla subtropical Vortex, en el Pacífico Norte, con una gran cantidad de plásticos en sus costas.

Todo se confirmó en un laboratorio: el hongo era capaz de desintegrar muestras de poliestireno, un polímero que se encuentra en la mayoría de objetos de plástico utilizados en el día a día. Sin embargo, durante el estudio de este nuevo ser, se observaron dos factores que suponían un problema a su aplicación como “barracuda” de los océanos. En el proceso de desintegración, transforma el polímero en CO₂, un gas que no es precisamente beneficioso para la atmósfera.

Solo un 15% de los plásticos permanecen en la superficie de los oceanos / Istock / panaramka

Pero el verdadero gran impedimento es la necesidad del Sol, concretamente de los rayos uva, para “comerse” el plástico. Este tipo de radiación es absorbida en un 40% en el agua, pero solo llega a penetrar a un metro de la superficie. Mientras tanto, el 70% de los plásticos se encuentran en el lecho marino.

La búsqueda continua

El hecho de que el hongo no pueda servir como una solución permanente es solo un bache en el camino, según afirman los investigadores. El estudio de los hongos marinos es un área poco desarrollada y los organismos conocidos capaces de desintegrar plástico se pueden contar con los dedos de una mano. Además, frenar estas investigaciones no es una opción.

Los efectos de la contaminación irán creciendo con el paso de los años / Istock / tunart

Los datos divulgados por el Parlamento Europeo no dejan espacio para la duda. Actualmente, hay 150 millones de toneladas de plástico en los océanos y cada año ese número aumenta en millones más. Para 2050, a este ritmo, en los océanos habrá más plásticos que peces en los mares, según unas estimaciones de la Fundación Ellen Macarthur. 

De no hacer nada al respecto, los plásticos pueden llevar a la extinción masiva de especies y a la exposición química en humanos a través de la cadena alimenticia. Frente a esta premisa, el descubrimiento del Parengyodontium album es visto como una buena noticia, que debe servir como motivación para seguir trabajando en una solución definitiva.

EAU prohíbe el consumo de productos plásticos de un solo uso a partir de 2024

 El Cairo.- Emiratos Árabes Unidos emitió este martes una resolución que prohíbe a partir del 1 de enero de 2024 la importación, producción y circulación de productos plásticos de un solo uso como bolsas, cubiertos y recipientes con el objetivo de proteger el medioambiente y reducir los residuos de este tipo.

La agencia de noticias oficial emiratí WAM apuntó que esta medida va más allá de la ilegalización de las bolsas de plástico de un solo uso e incluye también las bolsas biodegradables.

En este mismo contexto, "a partir del 1 de enero de 2026 se prohíbe la importación, producción o circulación de los productos de plástico de consumo como vasos, tapas para refrescos, recipientes para alimentos y cajas de espuma de poliestireno".

Además, la resolución invita tanto a autoridades competentes como a los consumidores a aplicar y ratificar los mecanismos y prácticas para reducir la producción y consumo de los productos de uso único, que incluyen las cajas y envoltorios fabricados parcial o totalmente con materiales plásticos.

Según publicó WAM, el objetivo de esta medida es "reforzar y promover el principio de sostenibilidad ambiental a nivel federal y local para cuidar del medioambiente de la contaminación derivada del consumo de estos productos".

Algunos emiratos del país como Dubái adoptaron el pasado 1 de julio de 2022 esta política de limitar las bolsas de plástico de un solo uso, además de aplicar una tarifa por su compra en todas las tiendas como primera medida disuasoria.

De esta forma, Dubái anticipa la aplicación de medidas verdes con vistas a la próxima cumbre internacional sobre cambio climático de las Naciones Unidas COP28, que está prevista que se celebre entre el 30 de noviembre y el 12 de diciembre de 2023.

En esta cita anual, cerca de 200 países deberán convenir cómo rebajar las emisiones GEI globales, lograr más financiación para ayudar a países en desarrollo a adaptarse a los impactos climáticos y a contribuir a los esfuerzos de mitigación. EFEverde

Larga vida y prosperidad. Y otra ración de plástico

 Publicado por Martín Sacristán

A medida que transcurrían los capítulos de la primera temporada de Star Trek (1966) las mangas de los uniformes de la tripulación iban acortando más y más. Le ocurría al capitán Kirk, a Spok, a la teniente Ujura, y a cualquiera de los personajes principales, como si ese futuro imaginado estuviera desarrollando una obsesión, no explicada, por la manga francesa. En cambio los personajes secundarios, o los que habían aparecido menos a menudo, lucían una longitud más normal. Y eso no es lógico, capitán.

La causa del problema, el terciopelo del vestuario y las normas del sindicato de actores que exigían lavados después de cada rodaje. Para solventar el problema el equipo de producción se fijó en un descubrimiento hecho apenas un año antes, la aramida. Fibra de plástico resistente al calor, hoy componente de uniformes de bomberos y chalecos antibalas. Sonaba futurista. ¡Plástico! Esa era la solución, prendas hechas con cualquiera de sus variedades, e incapaces de encoger. Eran los años sesenta, sí, y Star Trek se convirtió así, inadvertidamente, en un anticipo del futuro. Nuestro presente.

Hoy no solo vestimos plástico, ocupa casi cualquier aspecto de nuestra vida diaria, comunicaciones, alimentación, transporte, y un largo etcétera. Consecuencia de ello hay microplásticos en el agua que bebemos, en nuestra sangre y órganos internos, en el aire que respiramos y en los pulmones. Incluso se ha descubierto recientemente que viajan también en las nubes de tormenta, suspendidos por las corrientes de aire, y con colonias de microorganismos pegados a su superficie. Dispuestos a traernos alguna plaga desde el otro extremo del mundo.

Peor que eso. Ya sirven de medio de cultivo, como una placa de petri, para ciertos patógenos, que se concentran en las áreas marinas con más plástico. Enfermedades como la toxoplasmosis tienen ahora en los microplásticos ingeridos por los peces un medio de alcanzar a depredadores más grandes, y también a los humanos en las especies de pesca comercial.

Reciclar nunca fue la solución.

Los químicos de las petroleras Exxon Mobile, Chevron, Dow, Dupont, entre otras, advirtieron a los directivos de sus compañías que ese nuevo material, el plástico, no se podía reciclar. La respuesta para evitar que su daño ambiental se conociera fue un potente lobby en Washington, y en los noventa una millonaria campaña publicitaria internacional que nos convenció de que se solucionaría si lo reciclábamos: solo teníamos que buscar el símbolo que acompaña cada envase, botella, etcétera. Ese círculo de tres flechas. La historia de este engaño con origen en Estados Unidos está contada de forma excelente aquí, en inglés.

Cuando separas el plástico en tu basura y lo depositas en el contenedor amarillo tus desechos enfrentan otro problema. Reciclar este material es más caro que fabricarlo nuevo. Peor aún, se degrada con cada reciclado, así que solo permite hacerlo un par de veces. Por este motivo la mayor parte del plástico usado se entierra, se arroja al mar, o se quema. También lo exportamos, nuestro país como cualquier otra nación desarrollada.

Pues que algo se coma toda esta mierda.

En 2016 científicos japoneses descubrieron una bacteria que, al desarrollarse en un vertedero de plásticos, había elegido este material como su fuente de alimentación. Esta adaptación evolutiva ha tenido que producirse en los últimos setenta años, intervalo en que los humanos hemos puesto el PET en el medio ambiente.

En 2017 se halló un hongo capaz de digerir poliuretano. Antes, en 1995, se había identificado otro con la misma capacidad, que originalmente se alimentaba de hiedra. Y mucho antes, en 1975, todavía época de esplendor de las medias, se halló en balsas de aguas residuales de fábricas de nailon una cepa de flavobacterium que también comía ese derivado del petróleo. Las larvas del gusano de la harina, los tenebrios ahora empleados en alimentación del ganado y autorizados en la UE para consumo humano, pueden comer poliestireno. Las de la polilla de la cera, el polietileno. Y un hongo que se usa para elaborar camembert, y presente en el microbioma de nuestros intestinos, puede consumir policarbonato. Todos estos organismos han mutado o se han adaptado para comerse nuestros desechos.

La proliferación de organismos en la naturaleza capaces de alimentarse de plástico genera un peligro potencial. Que alguno de ellos prolifere tanto como para volverse una plaga y acabar destruyendo los plásticos que sí necesitamos a diario. El teléfono, el teclado del ordenador, y más grave aún, el recubrimiento de los cables eléctricos o las conducciones de agua. La mejor solución son las enzimas, moléculas que catalizan reacciones químicas: no se reproducen, ni proliferan como un organismo.

Hemos creado una enzima.

Varios grupos científicos llevan alrededor de quince años investigando cómo usar los organismos devoradores de plástico, o la base biológica con la que funcionan, para eliminar definitivamente los residuos. Algo habían conseguido, pero eran procesos lentos y por tanto poco efectivos. O solo actúan a determinadas temperaturas, lo que obliga a llevar el plástico a una planta, tratarlo, emplear energía… y encarecer extraordinariamente el proceso.

Pero este mes investigadores de la universidad de Texas han anunciado la creación de una nueva enzimabautizada por FAST-PETasa. El nombre no es casual, pues es la modificación biológica de una enzima natural, la PETasa. Esta tarda hasta cien años en degradar plásticos en la naturaleza, un proceso que a la fast le lleva días y hasta horas. Puede además actuar a temperatura ambiente, por lo que podría emplearse, potencialmente, en la limpieza de cualquier ecosistema.

El hallazgo no es solo interesante por eso, sino por el modo en que se ha logrado, con biólogos e ingenieros informáticos trabajando en común. Los cálculos de mutaciones que debería tener la PETasa para lograr sus objetivos rápidos fueron calculados mediante inteligencia artificial, concretamente machine learning. Acortando un proceso que de otro modo podría haber llevado décadas. Aplicar después la modificación genética a la enzima en laboratorio ha sido un proceso relativamente sencillo.

No es la primera vez que se hace un anuncio de una solución como esta. Hace dos años fue anunciada Pacman, otra enzima similar, resultado de combinar MHETasa y PETasa. Su problema, actuaba demasiado lentamente. Ahora solo nos queda por saber si la FAST-PETasa puede ser producida a gran escala y con un coste razonable, y tendríamos la solución a uno de los grandes problemas de nuestro tiempo.

La estadounidense tampoco es la única iniciativa científica y empresarial en el campo de las enzimas. En enero el Banco Europeo de Inversiones apoyó con un crédito a Carbios, empresa francesa focalizada en degradar el PET, pero con el objetivo de que el residuo generado sirva para generar de nuevo PET, este sí, 100% reciclado y reciclable, sin la degradación habitual que impide reutilizar el material más de un par de veces.

Moda ultrarrápida: y ahora, dame el doble de plástico.

Puede que la industria del envasado alimentario y de distribución comercial haya sido apenas un aperitivo, en cuanto a producción de residuos, para lo que se viene. Una de las empresas aún poco conocidas aquí, pero ya muy implantada en EE.UU. es Shein. Se hizo tan popular gracias al trabajo de influencers durante los confinamientos de la pandemia que hoy copa casi el 20% del mercado de la moda en el país. O sea, ha conquistado a 65 millones de personas en solo dos años.

Es ropa ultrabarata, de usar y tirar, ocho dólares por un vestido, doce por un bañador. A sus consumidores les da igual si las revistas de moda consideran esas prendas estilosas o a la moda. Si su generación las viste, y son de usar y tirar, les basta. Es el modo de consumo chino traído a Occidente, una evolución de la idea original de Zara, que en los noventa empezó a suministrar muy rápido los nuevos diseños a sus tiendas. Pero Shein es mucho más. Sin tiendas físicas y con diseñadores externos, autónomos o freelances, es capaz de poner seis mil modelos nuevos al mes en su web. Son ciento cincuenta países los que compran ya en su web. Más un veinte por ciento de productos que jamás se venden, ni en esta marca ni en ninguna otra de moda ultrarrápida, y son más basura.

Para ser tan barato, y producir tanto, todos sus tejidos son sintéticos, hechos de plásticos, contribuyendo al fenómeno de acumulación de residuos. Los últimos veinte años en Estados Unidos han sido espectaculares, duplicando el desecho respecto a los cincuenta años anteriores, desde que usamos este material. Pero aquí y en Europa no es muy distinto, el proceso es el mismo, solo tenemos menos volumen, y la moda europea también está hecha, cada vez más, de plástico.

Quizá en la UE haya llegado el final de las camisetas a dos euros, la Comisión tiene por objetivo que la moda en Europa sea climáticamente neutra hacia 2030. La estrategia para productos textiles sostenibles ha sido presentada este mes de abril.

Es eso, o usar terciopelo y manga francesa. Pero eso no es lógico, ¿verdad, señor Spock?

Los plásticos biodegradables no se degradan más fácilmente en el mar

 El plástico PLA, de origen biológico y biodegradable y habitualmente utilizado en los platos, vasos y cubiertos de un solo uso, no se degrada en el medio marino más rápidamente que los plásticos que provienen del petróleo, como el poliespán, el polietileno o el poliestireno.

Así lo ha concluido un estudio liderado por el Instituto de Ciencias del Mar (ICM-CSIC) de Barcelona, con participación del Instituto de Investigaciones Marinas (IIM-CSIC) de Vigo, que publica la revista «Marine Environmental Researc».

Plásticos biodegradables

Estudios anteriores habían probado que este tipo de plástico no se biodegrada a menos de 60º C, unas condiciones que no se dan en el océano, si bien los expertos esperaban que fuese más sensible a la fotodegradación –provocada por la luz solar- y que los productos resultantes fueran más fáciles de degradar por parte de las bacterias marinas, pero no es así.

«Que el plástico sea biodegradable no quiere decir que se degrade en cualquier condición. Por ejemplo, el plástico compostable necesita temperaturas de más de 50º C para ser biodegradado, y esto no ocurre ni en el océano ni en otros muchos entornos naturales», ha advertido la investigadora del ICM-CSIC, Cristina Romera-Castillo.

Para elaborar el trabajo, los investigadores expusieron distintos tipos de plástico a las condiciones de temperatura y radiación solar del océano y analizaron el carbono orgánico que liberaban como consecuencia de su degradación, además de medir la capacidad de las bacterias marinas de degradar este carbono.

Así vieron que el plástico biodegradable PLA no libera más carbono del que libera el plástico derivado del petróleo, y que las bacterias marinas son igual o menos eficientes degradando los productos de fotodegradación del PLA que, por ejemplo, del poliespán.

Los experimentos en el laboratorio también revelaron que el plástico viejo contamina mucho más que el nuevo.

En concreto, los resultados muestran que el plástico arrojado al mar estaría liberando cada año 57.000 toneladas de carbono orgánico disuelto, más del doble de lo que sugerían los estudios anteriores hechos con fragmentos de plástico nuevo.

«Esto se debe a que el plástico va perdiendo los aditivos que lo protegen de la degradación por el impacto de la luz solar y la erosión, lo que libera más compuestos químicos en el agua, ya sean del propio polímero o aditivos, que otorgan forma, color, flexibilidad y otras propiedades al plástico», ha detallado Romera.

Todo ello se recoge en otro estudio publicado recientemente en la revista «Frontiers of Marine Science», en el que los investigadores alertan del impacto para el ecosistema marino y para el ciclo de carbono.

Bacterias marinas

La buena noticia es que, según Romera, hay bacterias capaces de degradar algunos de los compuestos liberados por el plástico, lo que está ayudando a mitigar el impacto que estos pueden tener sobre el ecosistema.

«Los compuestos liberados por el plástico podrían ser resistentes a la degradación y acumularse en el océano, pero hemos visto que, al menos una parte de ellos, pueden ser utilizados por las bacterias», ha apuntado la también investigadora del ICM-CSIC Marta Sebastián.

De hecho, el equipo investigador quiere ahora ahondar en este último aspecto para ver si las bacterias marinas se podrían usar para ‘biorremediar’ o recuperar otros ambientes contaminados por plástico. EFEverde