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Hacia una nanotecnología verde

El advenimiento de la nanotecnología, la rama de la ingeniería encaminada a crear objetos molécula a molécula –de hecho, átomo a átomo-, ha evocado imágenes futuristas de “nanorobots” autorreproductivos que hacen operaciones quirúrgicas o convierten el planeta en una masa de “pasta gris”, mientras consumen todo lo que tienen a la vista.

Esas dos hipótesis siguen un guión familiar: el progreso tecnológico -como, por ejemplo, el desarrollo de la energía nuclear, los organismos genéticamente modificados, las tecnologías de la información y la química orgánica sintética- primero promete la salvación, pero después amenaza con la perdición, cuando resultan patentes las consecuencias, muchas de ellas medioambientales. Incluso la desinfección del agua –el avance tecnológico más importante jamás logrado para prolongar la vida humana- resulta que produce subproductos carcinogénicos. El ciclo de descubrimiento fundamental, desarrollo tecnológico, revelación de consecuencias indeseables y aversión pública resulta imparable.

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¿Será diferente la nanotecnología? Junto con la euforia y el bombo tempranos que suele rodear la aparición de las nuevas tecnologías, la nanotecnología ha sido objeto de proyecciones sobre sus posibles riesgos medioambientales mucho antes de su comercialización en gran escala. Plantear esas cuestiones cuando la nanotecnología está aún en su infancia puede dar como resultado productos mejores y más seguros y menos riesgos a largo plazo para la industria.

La industria, en rápido desarrollo, de los nanomateriales es la modalidad nanotecnológica que más probabilidades presenta de afectar a nuestras vidas en primer lugar. Según un cálculo aproximado de la Alianza de Nanoindustrias, correspondiente a 2003,  la categoría a la que correspondía un número mayor de creación de empresas era la de los nanomateriales.

Tan sólo en el sector de la tecnología medioambiental, los nanomateriales permitirán la aparición de nuevos medios de reducir la producción de desechos, utilizar los recursos más moderadamente, limpiar la contaminación industrial, brindar agua potable y mejorar la eficiencia de la producción y el uso de la energía. Entre las aplicaciones comerciales de los nanomateriales actualmente -o en un futuro próximo- disponibles figuran partículas de titanio nanofabricadas para filtros solares y pinturas, compuestos de nanotubos de carbono en neumáticos, nanopartículas de sílice como lubricantes sólidos y nanomateriales compuestos de proteínas en jabones, champúes y detergentes.

La producción, el uso y la eliminación de nanomateriales propiciará inevitablemente su aparición en el aire, el agua y los suelos o en organismos. Se necesitan investigaciones para velar por que los nanomateriales y la industria que los produce lleguen a ser activos en lugar de riesgos medioambientales.

Por desgracia, poco se sabe sobre las posibles repercusiones medioambientales de los nanomateriales. Resulta irónico que las propiedades de los nanomateriales que pueden resultar motivo de preocupación, como, por ejemplo, la absorción de nanopartículas por las células, con frecuencia son precisamente las propiedades deseadas para los usos beneficiosos en las aplicaciones médicas.

Por ejemplo, de diez años de estudios de los posibles efectos en la salud de una clase de nanomateriales compuestos de carbono y conocidos como fullerenes se desprende que sus moléculas,  que tienen forma de balón de fútbol y reciben el nombre de buckyballs, son potentes antioxidantes, comparables en potencia con la vitamina E. De otros estudios se desprende que algunos tipos de buckyballs pueden ser tóxicos para las células tumorales.

Según dos estudios recientes, las buckyballs podrían empeorar las funciones cerebrales de los peces y resultar muy tóxicas para cultivos de tejido humano, pero las conclusiones de dichos estudios resultan difíciles de interpretar, en parte porque los nanomateriales que utilizaron estaban contaminados con un disolvente orgánico añadido para movilizar los fullerenes en el agua.

En un estudio posterior de la toxicidad de los fullerenes no se encontró toxicidad importante en las buckyballs, pero sí que se observó una reacción tóxica en cultivos de células a un segundo grupo de fullerenes, llamado “nanotubos de una sola pared”. En este momento, la cuestión de la posible toxicidad de los nanomateriales con fullerenes sigue sin haber quedado zanjada.

La determinación de si una substancia es “peligrosa” entraña no sólo la de la toxicidad del material, sino también la de hasta qué punto entrará en contacto alguna vez con una célula viva. Se puede evaluar la toxicidad introduciendo buckyballs en un estanque con peces, pero también hemos de averiguar si las buckyballs podrían llegar alguna vez a un “estanque con peces” del mundo real, como, por ejemplo, un lago o un río.

Sí que sabemos que, cuando los materiales se resisten a la degradación, pueden estar presentes en el medio ambiente durante largos períodos de tiempo y, por tanto, tener una mayor posibilidad de experimentar interacciones con el medio ambiente vivo, pero los procesos que pueden propiciar la descomposición de nanomateriales, incluida su degradación por acción de bacterias, están prácticamente inexplorados.

Además, como en el caso de la toxicidad y la persistencia, poco se sabe sobre cómo es de prever que se muevan las nanopartículas en el medio ambiente. Los nanomateriales más peligrosos serían los que son a un tiempo móviles y tóxicos. Los fullerenes, que han sido el objeto de los primeros estudios de toxicidad, figuran entre los menos móviles de los nanomateriales que hemos estudiado hasta ahora. Nuestra labor inicial sobre la movilidad de los nanomateriales en formaciones que se parecen a acuíferos de aguas subterráneas o filtros de arena han revelado que, si bien un tipo de nanomaterial puede ser muy móvil, otro puede permanecer inmóvil. Así, pues, cada nanomaterial puede actuar de forma diferente.

Las preocupaciones por los posibles efectos de los nanomateriales en la salud y el medio ambiente tal vez hayan quedado eclipsadas por la apremiante necesidad de que su producción sea limpia y medioambientalmente benigna. De hecho, de muchos de los ingredientes utilizados para fabricar nanomateriales se sabe actualmente que presentan riesgos para la salud humana.

Una tendencia alentadora es la de que con frecuencia los métodos utilizados para producir nanomateriales se vuelven “más verdes” al pasar del laboratorio a la producción industrial. Dejando de lado la cuestión de la toxicidad de los nanomateriales, los resultados preliminares indican que la fabricación de nanomateriales entraña riesgos menores que los relacionados con muchas actividades industriales actuales o comparables con ellos.

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Sería una ingenuidad imaginar que la nanotecnología vaya a evolucionar sin presentar riesgos para nuestra salud y el medio ambiente. Si bien intentar detener el desarrollo de las tecnologías que recurren a los nanomateriales sería tan irresponsable como irrealista, un desarrollo responsable de dichas tecnologías requiere vigilancia y compromiso social.

La nanotecnología medioambientalmente inocua tendrá sus costos en tiempo, dinero y capital político, pero con previsión y cuidado se puede desarrollar la nanotecnología de un modo que mejore nuestro bienestar y el de nuestro planeta.