Sociedad

Nanociencia y Nanotecnologías: oportunidades y riesgos

La nanotecnología se ha establecido como una tecnología clave del siglo XXI.

Será decisiva no sólo para el desarrollo de nuevos campos industriales, sino que debería ayudar también a luchar contra problemas como el cambio climático o la desnutrición.

Voces críticas cuestionan, sin embargo, los posibles riesgos del contacto con nanopartículas para la salud y el medio ambiente.

Cada cierto tiempo, aparece un adelanto tecnológico que cambia el modo en el que los científicos miran y hacen las cosas y que tarde o temprano afecta a la sociedad. La nanotecnología es una de ellas y promete aplicaciones muy diversas: desde dispositivos para depurar aguas y ordenadores cada vez más ligeros y potentes, hasta vacunas que no requieran aguja ni refrigeradores. En los últimos años, se está investigando y avanzando de forma intensiva en nanociencia y nanotecnología pero todavía hay  cuestiones por resolver sobre los posibles riesgos de los nanomateriales para el ser humano y la naturaleza.

Los cristales han llamado la atención del ser humano desde siempre. En los últimos años, muchos científicos han dirigido su atención a cristales de tamaños nanométrivos por los nuevos fenómenos que en ellos se dan. En la imagen se ven nanoestructuras de óxido metálico obtenido en laboratorio que evocan el perfil de una metrópoli (Fte.: FECYT/CSIC, Autor: Emilio Nogales Díaz)

Entre la ciencia ficción del presente y la tecnología del futuro

Nicolás Lorente, investigador del CSIC en el CIN2 (Centro de Investigación en Nanociencia y Nanotecnología) catalán, lo tiene muy claro: “Hay que hacer experimentos, hay que hacer pruebas, hay que saber” y añade “es una tecnología muy nueva y hay muchos intereses económicos. Cuando mezclas economía con tecnología, salud y medio ambiente, normalmente salen perdiendo salud y medio ambiente”. Lorente es teórico físico y trabaja en el grupo de “Teoría y Simulación” del CIN2. Los científicos investigan aquí el campo de la electrónica molecular. Su objetivo: intentar hacer máquinas que se reduzcan a unas pocas moléculas. “Eso es un mundo que pertenece a la ciencia ficción todavía pero que puede ser una revolución tecnológica muy interesante si conseguimos, por ejemplo, que los ordenadores del futuro sean unas pocas moléculas o hacer nanorobots”.

El científico se muestra muy crítico sobre el uso de las diversas nanotecnologías. Sabe que las posibilidades que ofrece esta tecnología son inmensas. “Se pueden hacer cosas muy interesantes para que la gente viva mejor y más tiempo”. Pero también sabe que hay que hacerlo reconociendo los riesgos y evaluándolos a tiempo. Y es que con toda nueva tecnología es necesario un período de cuarentena: “Un período para entender la tecnología y saber a lo que nos exponemos”. Cuando miramos atrás, podemos encontrar diferentes ejemplos, en los que la tecnología humana se ha desarrollado a base de ensayo y error.

Los nanocubos de la imagen sirven para almacenar hidrógeno y están pensados para aplicar en mini-pilas de combustión (Foto: BASF)

Voces críticas

No es lo mismo hablar de las aplicaciones de la nanoquímica, por ejemplo, en los tubos de escape de los coches por medio de nanopartículas de oro que reducen la contaminación, que hablar del uso de nanomateriales en productos de alimentación.

Durante los últimos años, diversos grupos ecologistas y de activismo de todo el mundo se han mostrado críticos con las aplicaciones no reguladas de la nanotecnología en este ámbito. Grupos como el BUND (Bund für Umwelt und Naturschutz Deutschland) en Alemania, el Grupo ETC (Grupo de Acción sobre Erosión, Tecnología y Concentración) en Canadá o el grupo de investigación Corporate Watch en Inglaterra reclaman a las autoridades una mayor inversión en investigación básica sobre el riesgo para la salud y el medio ambiente de los nanomateriales sintéticos. Exigen, además, que estas partículas a escala nanométrica (un nanómetro es la millonésima parte de un milímetro) sean clasificadas como nuevas sustancias y se creen nuevos reglamentos para su fabricación industrial y posterior venta. También piden una mayor transparencia a la industria, sobre todo, en el sector de la alimentación, de la cosmética y de los textiles, donde ya es posible encontrarnos productos que contienen nanomateriales en los supermercados.

El informe final del Comité ITRE (Committee on Industry, Research and Energy) del Parlamento Europeo, Nanotechnology and Regulation within the framework of the Precautionary Principle, elaborado por el Instituto alemán de Investigación Ecológica de la Economía (Institut für okölogische Wirtschaftsforschung, IÖW), de febrero de 2004, dice que se debe restringir la liberación de nanopartículas a la atmósfera debido a los posibles efectos sobre el ambiente y la salud humana. En julio de ese mismo año, la Royal Society y la Royal Academy of Engineering inglesas publicaban un informe, en el que recomendaban evitar en lo posible la liberación de nanopartículas y nanotubos hasta que se supiera más acerca de su impacto ambiental.

Investigación del riesgo: primeros avances

Para responder a ésta y otras cuestiones en 2005 se creó en Alemania el consorcio NanoCare con el fin de estudiar con más detalle los posibles y relevantes efectos para la salud de las nanopartículas provenientes de la industria. Como resultado, los científicos han desarrollado y definido una metodología básica para evaluar nanopartículas sintéticas de un modo sistemático y fundamentado (Publicaciones). En 2010 se han creado nuevos proyectos: “NanoNature”, por ejemplo, tratará de estudiar las aplicaciones y repercusiones para el medio ambiente; “NanoCare” seguirá evaluando los efectos de las nanopartículas sintéticas sobre los seres humanos. El Ministerio Alemán de Educación e Investigación (Bundeministerium für Bildung und Forschung, BMBF) ha previsto 36 millones de euros para la subvención de un total de 20 proyectos.

La Unión Europea también ha apostado por diversos proyectos de estudio sobre la repercusión de los nanomateriales en el ser humano y el medio ambiente.

La empresa química BASF trabaja en una nueva generación de gomaespuma. La distancia entre las nanopartículas puede ser tan pequeña que a penas pase una molécula de gas. Esto puede convertirlo en un aislante muy bueno (Foto: BASF)

Falta de reglamentación y etiquetado de los productos

Otro de los aspectos que más se cuestionan, es la falta de reglamentación y etiquetado en los productos. Ya se venden en el mercado bienes que incluyen nanomateriales pero los consumidores no están informados.

A falta de una regulación específica para nanopartículas, éstas se rigen por el reglamento europeo REACH (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemical substances) que regula el registro, la evaluación, la autorización y la restricción de las sustancias y los preparados químicos. El objetivo es garantizar la protección de la salud humana y del medio ambiente, así como la libre circulación de sustancias en el mercado interior.

Sólo existe un instituto en todo el mundo que evalúa a las empresas que fabrican nanomateriales y es el servicio de certificación TÜV (Technischer Überwachungs-Verein). Estas tres siglas en alemán designan el sello de calidad. En un coche está claro: un coche seguro. Pero ¿y en un nanomaterial?. Desde 2006 el TÜV-Süd de Múnich es la primera institución que ofrece una certificación que evalúa el riesgo en la producción de nanopartículas. Desde 2008, además, cerfifica la garantía de calidad. El test de calidad TÜV lleva el nombre de nano-GMP. Es decir, GMP para “Good Manufacturing Practices” o buenas prácticas de manufacturación. Garantía de calidad en una empresa que fabrica nanomateriales significa que las partículas producidas tienen realmente la medida que dicen tener. El tamaño, sin embargo, es decisivo para los potenciales daños sobre la salud. El GMP no añade nada a este respecto.

En cuanto al etiquetado de los productos, en noviembre de 2009 se dio un paso a favor. A partir de 2013 será obligatorio etiquetar los cosméticos que contengan nanopartículas sintéticas dentro del mercado europeo. Los fabricantes de cosméticos tendrán que dejar claro si sus productos contienen nanopartículas, definir en qué medida pueden éstas entrar en contacto con la persona y  describir los posibles efectos sobre la salud.

Brecha tecnológica: norte vs. sur

En el debate sobre el enorme potencial tecnológico y económico de la nanotecnología preocupa también que este tipo de avances sólo esté disponible para los países desarrollados o para los que puedan costearlo. Esto crearía una brecha similar a la digital entre los países del norte y del sur. Por ahora parece que la mayoría de aplicaciones son para los occidentales: protectores solares, equipos deportivos, ordenadores… Pero si se aplica correctamente, la nanotecnología puede ofrecer usos interesantes para todo el mundo, especialmente en el ámbito de la medicina, los recursos energéticos y las tecnologías de la información y la comunicación (TIC).

Los avances en nanomedicina, por ejemplo, aportarán beneficios siempre y cuando estén al alcance de todos. Se está investigando en medicamentos específicos, nanocápsulas que van directamente a la zona infectada del cuerpo y que reducen los efectos secundarios no deseados. Nanosensores que pueden analizar la sangre en busca de virus y dar resultados casi de inmediato. Son los llamados lab-on-a-chip, dispositivos diminutos que pueden ser muy útiles en los países en vías de desarrollo para ahorrar tiempo y personal.

Nanotecnología

La nanotecnología se refiere a un conjunto de técnicas que se utilizan para manipular la materia en la escala de los átomos y las moléculas. Nano es una medida, no un objeto. El prefijo nano, del griego nanos, significa diminuto, pequeño. Este prefijo se utiliza en el sistema internacional (S.I.) de unidades para indicar un factor de 10-9 (es decir, multiplicar algo por 0,000000001, o la mil millonésima parte de algo). Cuando se habla de biotecnología, se hace referencia a la manipulación de la vida, bios. Sin embargo, cuando hablamos de nanotecnología, se hace referencia solamente a una escala. Un nanómetro es la millonésima parte de un milímetro. Con un ejemplo ilustrativo: un nanómetro es a un metro lo que una avellana es a la Tierra.

La nanotecnnología tiene un gran impacto y de ella derivan aplicaciones muy diversas. Así, oímos hablar de disciplinas como nanoquímica, nanoelectrónica, nanomedicina o nanobiotecnología; o de objetos como nanopartículas, nanotubos, nanoimanes o nanomotores. El colocar el prefijo “nano” delante de una palabra, nos indica únicamente que ese campo se va estudiar desde sus componentes más pequeños. Objetos con tamaños comprendidos entre 0.1 nm (nanómetro) y 100 nm.

Nanomateriales

Lo interesante de las partículas en la escala nanométrica (por debajo de los 100 nanómetros) es que las propiedades del material cambian drásticamente. Los científicos llaman a esos cambios “efectos cuánticos”. Al reducir el tamaño sin cambiar la sustancia, los materiales presentan nuevas propiedades como conductividad eléctrica, elasticidad, mayor resistencia, cambio de color o mayor reactividad. Características que las mismas sustancias no presentan en escalas mayores. El carbono, por ejemplo, en la forma de grafito (como en los lápices) es muy suave y maleable, pero en la nano escala puede ser más fuerte que el acero y seis veces más ligero. El óxido de zinc aparece generalmente blanco y opaco, pero en la nano escala se vuelve transparente y por este motivo ya se está utilizando en cremas solares. El aluminio (del que están hechos los envases de bebidas) presenta combustión espontánea en la nano escala y por eso podría usarse como combustible para los cohetes.

Un nanomaterial tiene, por lo tanto, una mayor reactividad o facilidad para reaccionar con otros materiales que la sustancia en su tamaño original. Sin embargo, esta cualidad puede provocar también una mayor toxicidad de la nanopartícula.

Si no lo mueves, no lo sabrá nadie