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Nanopartículas: pequeñas pero no banales

2008/05/01 Galarraga Aiestaran, Ana - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

Los investigadores esperan que la nanotecnología tenga muchos beneficios. Sin embargo, esta nueva tecnología no sólo genera esperanza, sino también preocupación. De hecho, sospechan que las nanopartículas pueden causar daños al medio ambiente y a la salud. Para conocer cuáles son y cómo pueden evitarse estos daños, Estados Unidos y la Unión Europea, entre otros, están realizando investigaciones en profundidad. El principio de precaución prescribe hasta los resultados definitivos.
Nanopartículas: pequeñas pero no banales
01/05/2008 | Galarraga Aiestaran, Ana | Elhuyar Zientzia Komunikazioa

(Foto: De archivo)
La noticia es desconocida y muchas veces la desconocida genera miedo o recelo. Esto es algo que ocurre a menudo en las nuevas tecnologías: desde que se empieza a utilizar la tecnología hasta que se ve que tiene beneficios y no provoca daños, la gente no rechaza totalmente las sospechas.

Por ejemplo, los organismos modificados genéticamente, que se producen desde hace tiempo y se consumen cada vez más, siguen generando una posición contraria en buena parte de la sociedad. Ahora parece que los productos fabricados con nanotecnología pueden tener una respuesta similar. Así lo atestiguan, por ejemplo, el concurso realizado en 2006 por el Grupo ETC y las notas de prensa que a principios de año ha publicado la entidad británica Soil Association o Lurra.

El Grupo ETC es una asociación ecologista canadiense que desde hace dos años puso en marcha un concurso para crear una etiqueta especial para productos con nanopartículas. Tuvo bastante éxito: en pocos meses recibieron casi quinientas propuestas.

Soil Association es una asociación británica. Está a favor de los alimentos orgánicos y en una nota de prensa afirmando que no utilizan ni utilizan nanotecnologías en sus productos. Es más, la primera organización que no acepta las nanopartículas.

Los productos elaborados con nanotecnología son preocupantes para ETC y Soil Association. Arriba, se presentaron dos diseños al concurso organizado por el ETC para crear la etiqueta identificativa de estos productos. Abajo, una iniciativa de la Soil Association. Esta asociación no admite nanopartículas.
Superiores: ETC; Inferior: Soil Association

Según ellos, todavía quedan pocos estudios sobre la influencia de las nanopartículas en los organismos vivos, por lo que es mejor no usarlas hasta que los resultados sean claros. Además, han denunciado al gobierno británico por no adoptar medidas en contra de los productos generados por la nanotecnología y por poner los intereses comerciales por encima de la salud de los ciudadanos.

Sin embargo, el gobierno británico lleva años investigando los efectos de las nanopartículas y en 2004 solicitó su no utilización hasta que se aclararan sus consecuencias. Sin embargo, es cierto que no tienen una normativa específica al respecto. Sin embargo, esto no sólo ocurre en Gran Bretaña, sino que en toda la Unión Europea y en Estados Unidos, entre otras cosas, se está trabajando para solucionar el problema.

Y ya se están dando pasos: El gobierno estadounidense publicó en febrero su estrategia para investigar los efectos de la nanotecnología en materia medioambiental, sanitaria y de seguridad. Por otro lado, la Unión Europea ha elaborado un código de conducta para el uso responsable de la nanotecnología, que ha pedido a los Estados miembros que conviertan este código voluntario en un reglamento. Entre sus propuestas en el código se menciona que la nanociencia debe ser segura y ética y cumplir con los mejores estándares de la ciencia.

Además, la organización encargada de la seguridad alimentaria en la Unión Europea, EFSA, está preparando un informe sobre los riesgos de la nanotecnología en los alimentos y la alimentación, en colaboración con científicos que trabajan en este campo. Se espera que el informe provisional salga en julio y el definitivo en otoño.

Las características de las nanopartículas y las de los mismos materiales en grandes dimensiones pueden ser muy diferentes.
H. Universidad de Zhang/California
Detrás de estas propuestas, códigos e informes hay un trabajo de años. De hecho, a medida que se ha ido desarrollando la nanotecnología, se han ido realizando más y más profundos estudios para analizar los posibles efectos adversos de las nanopartículas. El objetivo final es garantizar la seguridad.

Pequeños y diferentes

No se puede negar que ciertos productos de la nanotecnología pueden suponer un riesgo para la salud y el medio ambiente. Las nanopartículas tienen 100 nanómetros o menos (los virus miden entre 50 y 100 nanómetros; las proteínas entre 2 y 8 nanómetros) y pueden presentar características muy diferentes a las de una sustancia en mayor medida. De ello se aprovecha la nanotecnología para crear nuevos productos y aplicaciones. Pero también corren el riesgo de causar daños, tanto por sus características como por su tamaño.

Especialmente preocupados son las nanopartículas libres. Igor Campillo, director de desarrollo y comunicación de CIC nanoGUNE, nos indica que las nanoestructuras que forman parte de un gran objeto no son peligrosas, al menos más peligrosas que los materiales convencionales. En todo caso, pueden llegar a su entorno después de su uso si no se tratan adecuadamente. Las nanopartículas libres, incluso las que se encuentran en aglomerados, son fácilmente accesibles al entorno y pueden penetrar en organismos vivos. Diversas investigaciones han demostrado que algunas nanopartículas tienen la capacidad de atravesar tejidos y membranas, pudiendo tener un efecto nocivo en el interior de las células.

Las nanopartículas libres son fácilmente accesibles al entorno y pueden penetrar en organismos vivos.
De archivo

Sin embargo, antes de llegar a los organismos vivos los investigadores tienen muchas preguntas que responder. Al igual que ocurre con cualquier otro compuesto, el impacto potencial de las nanopartículas puede ser positivo, desfavorable o neutro en función de factores como toxicidad, biodisponibilidad, movilidad, estabilidad, solubilidad y reactividad.

Partículas diversas, efectos múltiples

Hasta el momento, la mayoría de los estudios se han centrado en medir los efectos de las partículas ultrafinas (UFP). Estas partículas, de diámetro inferior a 100 nanómetros, pueden ser naturales o generadas por el hombre, a menudo de forma involuntaria: en la industria, motores Diesel, otras combustiones, volcanes, desprendidos del suelo, etc.

Las partículas ultrafinas quedan en el aire y el viento puede llevarlas muy lejos. Los de gran superficie pueden transportar contaminantes, gases oxidantes, compuestos orgánicos y metales de transición adsorbidos en la superficie. Por otra parte, puede reaccionar con otros elementos presentes en la atmósfera, dando lugar a la formación de nuevas partículas de muy distinta reactividad y características.

Como se observa en las siguientes imágenes, las nanopartículas de plomo pueden formar diferentes estructuras.
ANL
Por tanto, la toxicidad de las partículas ultrafinas y sus efectos sobre la salud son muy variados. Sin embargo, está demostrado que las partículas ultrafinas llegan al cuerpo a través o por inhalación de la piel y que su concentración en el aire está directamente relacionada con las enfermedades cardiovasculares. También se ha observado que algunas personas interfieren en el correcto funcionamiento de las neuronas, mientras que en el aparato respiratorio se produce asma y otras enfermedades.

Las nanopartículas son muy similares a las partículas ultrafinas. Su tamaño es similar, y la mayor diferencia es que son los creados por el hombre en determinados procesos y no por casualidad. De lo contrario, se comportan de forma similar. Por lo tanto, junto con el desarrollo de la nanotecnología es imprescindible conocer la influencia de las nanopartículas. Para ello, los investigadores deben buscar nuevas vías, no sólo para medir el impacto, sino también para la detección y seguimiento de nanopartículas, ya que los métodos de detección convencionales no sirven para detectar nanopartículas.

Del laboratorio a la industria

En Euskal Herria ya se ha abordado este tema. CIC nanoGUNE coordinará las actividades de las empresas dedicadas a la nanotecnología en el País Vasco y, aunque todavía no se ha puesto en marcha, CIC nanoGUNE tiene claro que se centrará en dos aspectos: por un lado, en el control de la seguridad de los productos generados por nanotecnología para aplicaciones médicas y, por otro, en la realización de un observatorio de la nanosegaridad.

LABEIN-Tecnalia participa en el proyecto SAPHIR. El objetivo de este proyecto es desarrollar un taller seguro para la producción de nanomateriales.
LABEIN-Tecnalia

Según Igor Campillo, una de las principales funciones de este observatorio será el seguimiento de proyectos que analizan el impacto de las nanopartículas y los productos mediante la nanotecnología en la salud y el medio ambiente. Además, tienen previsto crear protocolos de trabajo con nanomateriales y nanopartículas. La cuestión es que a medida que se vaya desarrollando la nanotecnología va pasando de los laboratorios a la industria. Para entonces, es conveniente disponer de protocolos para garantizar la seguridad de los trabajadores y de los consumidores de productos.

En la actualidad ya existen empresas que utilizan la nanotecnología, como Inasmet-Tecnalia, Gaiker-IK4 o LEIA-IK4, que tienen muy en cuenta la seguridad y la prevención. LABEIN-Tecnalia como el VI Congreso de I+D de la Unión Europea. Participa en el proyecto SAPHIR incluido en el Programa Marco. El objetivo de este proyecto es desarrollar una planta de producción de nanomateriales.

Este taller abarcará toda la cadena de producción de nanomateriales (producción, recuperación, adaptación y reciclaje). En palabras de Yolanda de Miguel, responsable del proyecto LABEIN-Tecnalia, las claves del taller serán la competitividad y, sobre todo, garantizar la seguridad en todos los puntos. De esta forma se está creando un método que garantiza que no se pierden las nanopartículas.

Para demostrar la eficacia del proyecto SAPHIR, a través de la nanotecnología y de forma totalmente segura, crearán productos de alto valor añadido: luces para automoción, materiales más resistentes para la aeronáutica, pilas de combustible para la energía y paredes autolimpiables para la construcción.

El objetivo de CIC nanoGUNE es crear protocolos de trabajo con nanomateriales y nanopartículas.
De archivo
Este tipo de proyectos demuestran el esfuerzo que las empresas y organizaciones están realizando para aplicar el principio de precaución en todos los ámbitos de la nanotecnología. De hecho, es cierto que las nanopartículas pueden dañar, pero los científicos creen que por eso no hay que descartar la nanotecnología. De lo contrario, se perderían los beneficios potenciales de esta tecnología. En su lugar, proponen un buen conocimiento de los riesgos y la creación de vías para evitar los efectos adversos. Y en ello están.

Referencias:
Estrategia estadounidense sobre la investigación de los efectos de la nanotecnología: Strategy for Nanotechnology-related Environmental, Health and Safety Research.
Código de conducta comunitario para el uso de la nanotecnología: EU
Nanotecnología en el mercado
Existen en el mercado cientos de productos fabricados con nanotecnología, aunque no existe una legislación y normativa clara sobre el uso de la nanotecnología para la producción de productos comerciales. La organización internacional PEN ( The Project on Emerging Nanotechnologies ) ofrece en su web un inventario actualizado de estos productos. En total se han inventariado un total de 606 que especifican el nombre, la identidad del productor, el origen y la categoría de cada uno de ellos. Otros datos que aparecen son la foto, las características, la dirección de internet del producto (si dispone de ella) y la fecha de entrada en el listado.
Feria de productos mediante nanotecnología en Finlandia.
(Foto: P. Forsgard)
Por categorías, los elementos decorativos y de mantenimiento son los más abundantes. En esta categoría hay 369 productos de este tipo, como cosméticos, prendas de vestir, productos de autocuidado, aparatos deportivos, cremas solares... El resto de productos se distribuyen en las siguientes categorías, de mayor a menor número de productos: hogar y jardín, alimentación, electrónica y ordenadores, automoción, electrodomésticos y productos infantiles.
Todos estos productos están elaborados en 20 países, la mitad en Estados Unidos y, sobre todo, en Asia Oriental (China, Taiwán, Corea y Japón) y en Europa (Gran Bretaña, Francia, Alemania, Finlandia, Suiza, Italia y Suecia). Por otro lado, indican el material utilizado en casi la mitad de los productos. La parte más destacada es la plata, seguida de carbono, zinc, silicio, titanio y oro. Parece ser que es un bonito anzuelo para atraer a los consumidores decir que un producto contiene nanopartículas de plata.
Beneficios de la nanotecnología en la salud y el medio ambiente
Si bien se están estudiando los efectos nocivos para la salud y el medio ambiente de las nanopartículas, es innegable que la nanotecnología espera también beneficios en ambas áreas.
Por ejemplo, creen que la nanomedicina permitirá una mejor comprensión del funcionamiento del cuerpo, tanto a nivel molecular como nanométrico, lo que permitirá un diagnóstico y tratamiento precoz de las enfermedades. Esperan que también contribuya a la obtención de imágenes.
(Foto: De archivo)
Sin embargo, sin esperar, ya se están aplicando las ventajas de la nanotecnología en algunos aspectos de la medicina: existen en el mercado sistemas basados en la nanotecnología para hacer llegar los medicamentos de la forma más eficaz. Y aunque todavía están en fase de investigación, los cartílagos, huesos y pieles artificiales están muy avanzados para su uso en medicina regenerativa.
En cuanto al medio ambiente, puede reportar múltiples beneficios. Por un lado, con la nanotecnología se espera un ahorro energético y de materias primas que redunda en beneficio del medio ambiente. Por otro lado, se están desarrollando aplicaciones de conservación o recuperación ambiental basadas en la nanotecnología: nanosensores para la detección de metales pesados o pesticidas, filtros que impiden la emisión de contaminantes, nanopartículas que eliminan contaminantes del agua, etc.
Galarraga de Aiestaran, Ana
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