Immagina questi tre oggetti sul tavolo di fronte a te:una giacca antipioggia strappata, una penna a sfera che perde e un sacchetto di sandwich vuoto.

Ora immagina che invece di mettere questi elementi nel cestino, vai fuori, farli cadere a terra, e lasciarli lì. Cosa accadrebbe a questi beni nel tempo? I raggi UV del sole renderebbero la penna fragile e si spezzerebbero? Vento e pioggia accelereranno il deterioramento della giacca? Quanto tempo impiegherebbe la borsa a rompersi in frammenti troppo piccoli per essere raccolti di nuovo?

Joana Sipe, un dottorato di ricerca studente che lavora nel laboratorio di Ingegneria Civile e Ambientale Professor Mark Wiesner, sta esplorando come si decompongono le plastiche comuni. Si concentra in particolare sugli effetti del degrado meccanico, come come la plastica che finisce nell'ambiente viene disintegrata dalle forze del vento, sabbia e surf.

Abbiamo prodotto più di 18 trilioni di tonnellate di plastica dagli anni '50, e ne gettò via la maggior parte. Una quantità sorprendente è finita nei nostri corsi d'acqua, fiumi e oceani. Col tempo, Sipe ha detto, pezzi di plastica primaria, dal filo interdentale agli involucri di caramelle, diventano abbastanza piccoli da consentire agli animali di scambiarli per pezzi di cibo. Infine, quelle plastiche secondarie diventano così piccole da scomparire alla vista, ma non dall'esistenza.

"Gli Stati Uniti hanno l'acqua più sporca del mondo, in termini di contaminazione da microplastiche, " ha detto Sipe. "Ci sono nove microparticelle di plastica in ogni litro d'acqua. Non sappiamo come influenzerà la tossicità. Le particelle si bioaccumulano, anche, e stiamo appena iniziando a capire quegli effetti sulla salute. Non sappiamo esattamente quanta plastica abbiamo immesso nell'ambiente, e non sappiamo come pulirlo. Siamo all'inizio della modalità di consapevolezza".

Sipe non si illude che possiamo abbandonare la nostra abitudine di plastica tacchino freddo. Ma è interessata a sviluppare raccomandazioni per un uso più informato della plastica, comprese le scelte che si degradano meno nell'ambiente. Lei ha iniziato, perciò, raccogliendo dati su sei delle plastiche più comunemente usate:nylon, policarbonato, poliuretano termoplastico, polistirolo antiurto, polietilentereftalato glicole e acido polilattico. Sipe ha modellato ogni materiale in un "osso di cane" e poi lo ha separato per caratterizzarne la forza, prima di sottoporre ogni materiale ad abrasione costante in una macchina progettata per macinarlo lentamente.

La sua teoria era piuttosto semplice. "Abbiamo pensato, più forte è la plastica, meno microplastiche genererebbe, " ha detto Sipe. "Ma abbiamo scoperto che in realtà non era così." Non c'era una correlazione diretta tra una misura individuale di forza e resistenza all'usura; alcune materie plastiche si consumavano più pesantemente sotto una carta vetrata a grana 80 che a grana 100, ad esempio, o si scompone in particelle più grandi del previsto.

Nel mondo reale, Sipe ha detto, la proiezione del modo in cui i materiali si degradano è ulteriormente complicata dall'incredibile numero di formulazioni plastiche che gli esseri umani hanno ideato. Esistono innumerevoli dimensioni e forme di plastica, e molte composizioni:possono essere fabbricati come sfere o tubi e poi tinti e profumati, o trattati con additivi per renderli più morbidi, più duro o antimicrobico.

Ciò in cui ha avuto abbastanza successo, disse Sipe, sta imitando la forza generata dall'usura ordinaria su specifici prodotti di plastica, come masticare una penna di plastica, o trascinando le suole delle tue scarpe da tennis lungo il marciapiede.

Sipe sta valutando i prossimi passi che renderebbero il suo esperimento ancora più prezioso. Ritiene che sarebbe particolarmente utile modellare lo stress da taglio generato dalla forza di un'onda oceanica in combinazione con il potenziale abrasivo di diversi sedimenti, come ghiaia e sabbia.

"Se possiamo correlare le proprietà meccaniche alla rottura, possiamo rispondere a domande come, "Se hai lanciato una bottiglia d'acqua nell'oceano, in quante particelle di microplastica si romperà?'", ha detto Sipe. "Alla fine, vogliamo inserire questi dati in modelli che saranno utili ai responsabili politici e ai valutatori del rischio".