La nanotecnología es un término amplio para las invenciones científicas y tecnológicas que operan en la escala «nano»: mil millones de veces más pequeña que un metro. Un nanómetro mide aproximadamente tres átomos. Las leyes de la física funcionan de forma diferente a escala nanométrica, lo que hace que los materiales conocidos se comporten de forma inesperada a escala nanométrica. Por ejemplo, el aluminio se utiliza con seguridad para envasar refrescos y cubrir alimentos, pero a escala nanométrica es explosivo.
Hoy en día, la nanotecnología se utiliza en medicina, agricultura y tecnología. En medicina, se utilizan partículas de tamaño nanométrico para administrar medicamentos a partes específicas del cuerpo humano para su tratamiento. La agricultura utiliza nanopartículas para modificar el genoma de las plantas para hacerlas resistentes a las enfermedades, entre otras mejoras. Pero es el campo de la tecnología el que quizá esté haciendo más por aplicar las diferentes propiedades físicas disponibles a escala nanométrica para crear pequeños y potentes inventos con una mezcla de posibles consecuencias para el medio ambiente en general.
Tabla de contenidos
Pros y contras medioambientales de la nanotecnología
Muchos ámbitos medioambientales han experimentado avances en los últimos años gracias a la nanotecnología, pero la ciencia aún no es perfecta.
Calidad del agua
La nanotecnología tiene el potencial de aportar soluciones a la mala calidad del agua. Dado que la escasez de agua sólo se espera que aumente en las próximas décadas, es esencial ampliar la cantidad de agua limpia disponible en todo el mundo.
Materiales de tamaño nanométrico como el óxido de zinc, el dióxido de titanio y el óxido de tungsteno pueden unirse a los contaminantes nocivos, haciéndolos inertes. La nanotecnología capaz de neutralizar materiales peligrosos ya se utiliza en instalaciones de tratamiento de aguas residuales de todo el mundo.
Partículas de tamaño nanométrico de disulfuro de molibdeno pueden utilizarse para crear membranas que eliminan la sal del agua con una quinta parte de la energía de los métodos convencionales de desalinización. En caso de vertido de petróleo, los científicos han desarrollado nano-tejidos capaces de absorber selectivamente el petróleo. En conjunto, estas innovaciones tienen el potencial de mejorar muchas de las vías fluviales muy contaminadas del mundo.
Calidad del aire
La nanotecnología también puede utilizarse para mejorar la calidad del aire, que sigue empeorando en todo el mundo cada año debido a la liberación de contaminantes por las actividades industriales. Sin embargo, la eliminación de partículas diminutas y peligrosas del aire es un reto tecnológico. Las nanopartículas se utilizan para crear sensores precisos capaces de detectar contaminantes diminutos y nocivos en el aire, como iones de metales pesados y elementos radiactivos. Un ejemplo de estos sensores son los nanotubos de pared simple, o SWNT. A diferencia de los sensores convencionales, que sólo funcionan a temperaturas extremadamente altas, los SWNT pueden detectar los gases de dióxido de nitrógeno y amoníaco a temperatura ambiente. Otros sensores pueden eliminar los gases tóxicos de la zona utilizando partículas de tamaño nanométrico de oro u óxido de manganeso.
Emisiones de gases de efecto invernadero
Se están desarrollando diversas nanopartículas para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. La adición de nanopartículas al combustible puede mejorar la eficiencia del combustible, reduciendo la tasa de producción de gases de efecto invernadero resultante del uso de combustibles fósiles. Se están desarrollando otras aplicaciones de la nanotecnología para capturar selectivamente el dióxido de carbono.
Toxicidad de los nanomateriales
Aunque son eficaces, los nanomateriales tienen el potencial de formar involuntariamente nuevos productos tóxicos. El tamaño extremadamente pequeño de los nanomateriales hace posible que atraviesen barreras que de otro modo serían impenetrables, permitiendo que las nanopartículas acaben en linfa, sangre e incluso médula ósea. Dado el acceso único que tienen las nanopartículas a los procesos celulares, las aplicaciones de la nanotecnología tienen el potencial de causar daños generalizados en el medio ambiente si se generan accidentalmente fuentes de nanomateriales tóxicos. Es necesario realizar pruebas rigurosas de las nanopartículas para garantizar que se descubren las fuentes potenciales de toxicidad antes de que se utilicen las nanopartículas a gran escala.
Regulación de la nanotecnología
Debido a los descubrimientos de nanomateriales tóxicos, se estableció una normativa para garantizar que la investigación en nanotecnología se llevara a cabo de forma segura y eficiente.
Ley de Control de Sustancias Tóxicas
La Ley de Control de Sustancias Tóxicas, o TSCA, es la ley estadounidense de 1976 que otorga a la Agencia de Protección Medioambiental (EPA) la autoridad para exigir la presentación de informes, el mantenimiento de registros, la realización de pruebas y las restricciones al uso de sustancias químicas. Por ejemplo, en virtud de la TSCA, la EPA exige que se realicen pruebas con sustancias químicas que se sabe que amenazan la salud humana, como el plomo y el amianto.
Los nanomateriales también están regulados por la TSCA como «sustancias químicas». Sin embargo, la EPA sólo ha empezado a hacer valer su autoridad sobre la nanotecnología recientemente. En 2017, la EPA exigió a todas las empresas que fabricaron o procesaron nanomateriales entre 2014 y 2017 que proporcionaran a la EPA información sobre el tipo y la cantidad de nanotecnología utilizada. Actualmente, todas las nuevas formas de nanotecnología deben ser presentadas a la EPA para su revisión antes de entrar en el mercado. La EPA utiliza esta información para evaluar los posibles efectos medioambientales de la nanotecnología y para regular la liberación de nanomateriales en el medio ambiente.
Iniciativa sobre nanotecnología del Consejo de Cooperación Reguladora de Canadá y Estados Unidos
En 2011, se creó el Consejo de Cooperación Reguladora Canadá-Estados Unidos, o RCC, para ayudar a alinear el enfoque regulador de los dos países en diversas áreas, incluida la nanotecnología. A través de la Iniciativa de Nanotecnología del RCC, EE.UU. y Canadá desarrollaron un Plan de Trabajo sobre Nanotecnología, que estableció una coordinación reguladora continua y un intercambio de información entre los dos países para la nanotecnología. Parte del Plan de Trabajo incluye el intercambio de información sobre los efectos medioambientales de la nanotecnología, como las aplicaciones de la nanotecnología que se sabe que benefician al medio ambiente y las formas de nanotecnología que tienen consecuencias medioambientales. La investigación y la aplicación coordinadas de la nanotecnología ayudan a garantizar que la nanotecnología se utilice de forma segura.