Locos por la Geología

Los problemas que la sobrepoblación humana y sus permanentes exigencias de consumo- no siempre razonables- generan en el ambiente, sólo podrán resolverse a través de un cambio cultural por un lado, y un avance tecnológico por el otro.

En este último aspecto, la nanotecnología parece ser bastante prometedora, sobre todo si logra resolver algunos de los desafíos que todavía no alcanza a superar, pese a que ya está siendo empleada en muchos lugares del mundo, en el marco de la lucha por limpiar el ambiente.

Veamos un poco de este tema.

¿Qué es la Nanotecnología?

Es aquella rama de la ciencia que estudia, analiza y pretende manipular- con distintos grados de éxito- la materia, a escala nanométrica.

Esto nos lleva a la necesidad de definir qué es nano.

¿Qué significa el término nano?

El término «nano» es un prefijo griego que alude a una medida correspondiente al valor 10^-9,  es decir que es igual a 0,000 000 001. Y como se trata de un prefijo, al adicionarlo a una unidad de medida cualquiera, significa que es la milmillonésima parte de esa unidad, ya sea el metro, el gramo, el litro o lo que fuera.

En otras palabras, no se refiere a objetos materiales sino a tamaños de objetos que pueden ser tan variados como se quiera, desde compuestos químicos hasta partículas minerales o entes biológicos.

De allí que la Nanotecnología sea un campo vastísimo, y que cada científico conozca una «nanoparte» 😀 de él, de tal manera que la tarea será multidisciplinaria, y aquí veremos apenas una introducción a algunas de sus relaciones con el ambiente.

¿Cuándo surge la nanotecnología?

Suele considerarse que el fundador de la nanotecnología fue Richard Feynman, premio Nobel de Física, que ya en 1959 propuso manipular los átomos y moléculas, de manera que se pudieran fabricar productos novedosos, a partir de su reordenamiento.

Hoy en día esa intención se materializa en la Nanotecnología Molecular, pero hay campos mucho más amplios que utilizan nanopartículas (o NP), y por ende hoy se entiende que es nanotecnológica toda manipulación de objetos materiales con dimensión entre 1 y 100 nanómetros.

¿Qué aspectos de la nanotecnología se aplican al cuidado del ambiente?

Son muchos, por lo cual, no será ésta la única vez que hablaremos de esto, pero en este primer abordaje, digamos que esencialmente se aprovecha la altísima superficie específica de la materia tan finamente dividida, porque tiende a presentar una elevada capacidad de adsorción.

Esta propiedad permite a las nanopartículas, en muchos casos, capturar algunos elementos contaminantes del ambiente, con el objeto de extraerlos luego, en la forma de los nuevos complejos generados, ejerciendo una acción limpiadora sobre el medio.

¿Qué técnicas están ya en uso y cuáles son sus aplicaciones más comunes?

Siempre sobre la base de la reactividad a la que aludía más arriba, en lo relacionado con el ambiente, ya se aprovecha la tecnología de las nanopartículas en el tratamiento de aguas, aprovechando fibras de alúmina; o en procesos fotocatalíticos con dióxido de titanio, (TiO2), que permiten disminuir la acción contaminante de las emisiones de vehículos e industrias.

Las nanopartículas de metales preciosos provocan la oxidación del monóxido de carbono, convirtiéndolo en dióxido, que carece de la toxicidad del primero.

Algunas NP de hierro elemental se están usando en procesos de descontaminación y regeneración de suelos, puesto que al reaccionar con los compuestos contaminantes, los degradan, haciéndolos menos peligrosos, permitiendo una mayor eficiencia en la limpieza del medio.

También existen sistemas de aprovechamiento de nanopartículas de Ti O2 para la obtención de energía en células solares; y otros muchos usos que además, se van multiplicando a medida que avanza el conocimiento.

¿Cuáles son las desventajas del uso de nanopartículas?

Lo primero que voy a señalar es que ahora estoy por referirme a las NP en general, y no sólo ni específicamente a las empleadas como agentes «limpiadores» del ambiente.

Por eso, es importante aclarar que también hay NP que se generan naturalmente en situaciones como incendios forestales o erupciones volcánicas, por citar algunas. También hay un cierto grado de producción biológica natural, como son los virus y bacterias.

De allí resulta una clasificación de las NP, que las separa en Naturales y Antropogénicas, según que en su producción haya o no intervenido el hombre.

En el caso de las antropogénicas, las principales desventajas son sus altos costos de producción, sobre todo cuando se trata de las de metales preciosos; y lo relativamente reciente de sus aplicaciones más novedosas, lo que en el caso del ambiente, no permite todavía visualizar con total seguridad los efectos a largo plazo de su introducción en el mismo.

¿Qué nuevos problemas se plantean en relación con estas aplicaciones?

Derivados de lo expuesto más arriba, las nanopartículas pueden convertirse en sí mismas en elementos contaminantes, ya que su pequeño tamaño les confiere alta movilidad y difusión, y de no contarse con elementos de trazabilidad y sistemas de recuperación eficiente con posterioridad al uso, su influencia en el complejo sistema ambiental puede deparar algunas sorpresas.

Efectivamente, gran parte de las nanopartículas que se utilizan en las diversas industrias y en la medicina misma, terminan liberadas en el aire, el agua y/o el suelo.

Establecer las maneras de controlar esas emisiones y liberaciones, es el nuevo desafío que en buena medida las mismas NP están ayudando a resolver, como he mencionado más arriba.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

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