A poluição por plástico e outros detritos oceânicos são um problema ambiental global complexo. A cada ano, estima-se que dez milhões de toneladas de plástico sejam mal administradas, resultando na entrada no oceano, dos quais metade flutuará inicialmente. No entanto, apenas 0,3 milhão de toneladas de plástico podem ser encontradas flutuando na superfície do oceano. Para onde foi o resto do plástico?

Os principais mecanismos para o transporte de plástico são correntes, vento e ondas. As correntes e o vento transportam os detritos do oceano de maneira direta, como as forças em um barco à vela. No entanto, as ondas do mar movem objetos predominantemente em órbitas circulares. As órbitas não fecham bem, resultando na chamada deriva de Stokes na direção em que as ondas viajam.

Uma equipe conjunta das Universidades de Oxford, Plymouth, Edimburgo, Auckland e TU Delft investigou como as ondas transportam detritos oceânicos flutuantes, incluindo, pela primeira vez, os efeitos do tamanho, flutuabilidade e inércia de um objeto em seu transporte. Seus resultados são publicados no The Journal of Fluid Mechanics .

Objetos maiores sendo transportados mais rápido do que objetos menores foi um resultado não intuitivo.

O Dr. Ross Calvert, do Departamento de Ciências da Engenharia da Universidade de Oxford, e seus coautores descobriram que detritos oceânicos flutuantes maiores podem ser transportados a uma taxa mais rápida do que a deriva de Stokes devido aos efeitos inerciais. 

A deriva de Stokes induzida por ondas tem se mostrado importante para o movimento de detritos oceânicos em direção à costa, resultando em encalhamento de plástico, que pode ser onde está parte da poluição não explicada por plástico. Também foi demonstrado que aumenta a poluição do plástico transportado para as regiões polares.

O Dr. Calvert disse: 'Objetos maiores sendo transportados mais rápido do que objetos menores foi um resultado não intuitivo. Esperávamos que a inércia reduzisse a velocidade com que os detritos flutuantes eram transportados em ondas, análoga ao vento e às correntes. Depois de verificar nosso resultado experimental e numericamente, passamos a descobrir os mecanismos pelos quais esses objetos inerciais se moviam mais rápido do que a água ao seu redor. '

Depois de observar que esferas de plástico flutuantes maiores foram transportadas mais rápido do que as menores na calha da onda COAST na Universidade de Plymouth, a equipe desenvolveu um modelo para investigar o resultado.

Por meio desse modelo, que incluía forças de gravidade, flutuabilidade, arrasto e adição de massa em um sistema de coordenadas que girava e transladava com a onda, eles descobriram que o tamanho do objeto em relação ao comprimento de onda era o condutor predominante para uma mudança no transporte, com um secundário efeito da densidade do objeto.

O professor Ton van den Bremer da Universidade de Oxford e TU Delft, que dirigiu a pesquisa, disse: 'Embora qualquer pessoa que ande na praia saiba que as ondas transportam detritos flutuantes em direção à costa, a taxa com que o fazem depende de muitos fatores existentes os modelos, que são altamente simplificados, ignoram. Exemplos de tais fatores são se as ondas quebram e o tamanho dos detritos flutuantes. Esta pesquisa fornece uma base teórica para o último. '

Esta pesquisa é o ponto de partida para a compreensão dos mecanismos de aumento da deriva induzida por ondas. Outros estudos sobre o efeito da forma do objeto, incluindo ondas e testes numéricos de detritos oceânicos idealizados e reais, estão em andamento.

A pesquisa foi apoiada pela Royal Academy of Engineering.