proyecto de taller de investigacion
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INSTITUTO TECNOLOGICO DE REYNOSA
TALLER DE INVESTIGACION I
RIESGOS DE LA NANOTECNOLOGIA EN LA HUMANIDAD
Alanis Torres Heder Haziel
N. de Control: 12580339
Dr. Jose Guadalupe Cervantes León
06/12/13
INDICEINTRODUCCION................................................................................................3
Antecedentes de la nanotecnología.................................................................4
Las nano partículas pueden conllevar riesgos graves para la salud y el medio ambiente............................................................................................4
La mayoría de los riesgos de la nanotecnología continúan sin regulación efectiva..........................................................................................................5
La nanotecnología puede agudizar la inequidad social y económica............6
JUSTIFICACION..................................................................................................6
OBJETIVO GENERAL..........................................................................................7
OBJETIVOS ESPECIFICOS...................................................................................7
MARCO TEORICO..............................................................................................7
LA NANOTECNOLOGÍA YA ES PARTE DE NUESTRAS VIDAS, ES DAÑINA Y NADIE HABLA DE ELLO...................................................................................7
NANOTECNOLOGÍA PRESENTE EN NUESTROS ALIMENTOS...........................9
Nuevos riesgos de las nuevas propiedades de los nano-materiales............11
RIESGOS DE LA NANOTECNOLOGIA..........................................................12
Impactos en la sociedad:..........................................................................13
Impactos a la salud...................................................................................13
Riesgos de la Nanotecnología: Medioambiente.......................................14
Riesgos de la Nanotecnología: Armas.......................................................15
La Nanotecnología y sus riesgos para la salud laboral.................................17
Científicos y asesores de riesgo de alto nivel llamaron a la precaución......22
Sucesos más importantes de la nanotecnología..........................................23
Otros orígenes de la nanotecnología...........................................................24
Conclusiones...................................................................................................27
INTRODUCCIONDurante hace ya mucho tiempo hemos escuchado hablar sobre la posibilidad
de crear maquinas muy pequeñas, capases de entrar al cuerpo humano y así
realizar ciertas operaciones dentro del mismo, actualmente ya se ha podido
crear maquinas así con el propósito de reforzar materiales o de atacar ciertos
aspectos diminutos dentro de algunos componentes como los aceites
lubricantes o incluso protectores solares. Con el único propósito de desarrollar
una teoría acerca de lo peligroso que es utilizar la nanotecnología dentro del
cuerpo humano o dentro de cualquier otro material, esta investigación ira
centrada a estos rasgos y a la controversia que sería crear maquinas capases de
sanar o incluso causar enfermedades en el cuerpo de un ser humano.
Cronograma Planeado Realizado
Actividad Semanas1 2 3 4 5 6
Decidir tema
Lluvia de ideasRevisar literaturaResumir InformaciónConsultar profesionistasTranscribir informaciónGenerar hipótesisRealizar ConclusionesEntrega
Antecedentes de la nanotecnologíaEl taller para América Latina y el Caribe sobre nano materiales realizado el 7
de Marzo en Kingston, JA, por UNITAR y la OCDE, forma parte de las
actividades entre reuniones del Enfoque Estratégico para la Gestión de
Productos Químicos a Nivel Internacional (SAICM). El objetivo primordial
del SAICM es lograr la gestión racional de las sustancias químicas durante
todo su ciclo de vida, y cubre los aspectos ambientales, económicos, sociales,
de salud y laborales de la seguridad química, en todas las etapas del ciclo de
vida de las sustancias, incluso en los productos.
Las nano partículas pueden conllevar riesgos graves para la salud y el medio ambiente Los estudios in vitro (en tubos de ensayo) e in vivo (con animales) han
mostrado que las nano partículas fabricadas, que actualmente tienen un amplio
uso comercial, incluyendo el zinc, el óxido de zinc, la plata y el dióxido de
titanio, plantean nuevos riesgos de toxicidad.
Las nano partículas podrían causar además patologías de largo plazo. Dos
estudios separados que se publicaron en 2008 encontraron que ciertos
nanotubos de carbón causan una patogenicidad similar a la del asbesto y la
aparición de mesotelioma en las ratas de laboratorio. Un pequeño número de
estudios clínicos sugiere que las nanopartículas y las micropartículas pequeñas
que no son metabolizadas, con el tiempo pueden ocasionar granulomas,
lesiones, cáncer o coágulos sanguíneos. Algunos sectores del público
enfrentan riesgos mayores que otros, entre ellos, los trabajadores que puedan
estar sometidos a exposición ocupacional rutinaria a nanopartículas. También
hay evidencia de que algunas nanopartículas pueden atravesar la placenta, lo
que constituye un riesgo especialmente importante para los embriones en
desarrollo. Algunas nanopartículas han mostrado tener potencial de
biomagnificación y bioacumulación en el medio ambiente.
La mayoría de los riesgos de la nanotecnología continúan sin regulación efectiva La inmensa mayoría de los nanoproductos está llegando a los mercados sin ser
sometida a una evaluación de seguridad específica para las nanopartículas, o
con una evaluación de su seguridad realizada con protocolos de prueba
inadecuados o incorrectos. A la inmensa mayoría de los trabajadores que
manipulan nanopartículas no se les ha informado de este hecho. No se exige
etiquetado para ningún producto que contenga nanopartículas. A medida que
sigan ampliándose los usos, inevitablemente la exposición social y ambiental a
los nanomateriales también seguirá creciendo, tanto de forma deliberada como
no intencional.
La investigación sobre seguridad en nanotecnología tiene un atraso
considerable en relación con el desarrollo y la comercialización de productos
Los esfuerzos internacionales coordinados –tales como el programa de la
OCDE sobre patrocinio de nanomateriales– están orientados a una fracción de
los nanomateriales ya en circulación o cerca de ser comercializados, y no se
espera que entreguen resultados que puedan contribuir a una evaluación de
riesgos antes de que transcurran algunos años.
La nanotecnología puede agudizar la inequidad social y económica Los avances tecnológicos de la década de 1990 no lograron corregir la
inequidad socioeconómica mundial; de hecho, la inequidad aumentó en ese
período. La nanotecnología no hará nada para corregir las causas sistémicas de
la pobreza, el hambre o la contaminación. Los impulsores de la
nanotecnología pronostican que traerá avances importantes en materia de
industria manufacturera, defensa, medicina, energía, agricultura y
comunicaciones, y que será la base de la ‘próxima revolución industrial’. Sin
embargo, parece poco probable que tales avances beneficien a los pobres. Es
posible que los países en desarrollo tengan que enfrentar riesgos
nanotecnológicos desproporcionados al aceptar en su territorio la industria
manufacturera rechazada por los países ricos o al transformarse en vertederos
de desechos.
JUSTIFICACIONEl desarrollo de esta investigación está dada en la concientización de las
personas sobre la existencia de la nanotecnología y los riesgos que puede
correr la humanidad en su implementación, esto está dado en la aplicación de
los conceptos de la misma en el campo social, de salud y militar, además de
investigar aspectos contradictorios en el área laboral.
OBJETIVO GENERAL Establecer una información concisa acerca de los peligros de utilizar la
nanotecnología en productos para la humanidad, ya sean de tipo médico
o de uso común.
OBJETIVOS ESPECIFICOS Identificar las desventajas de la nanotecnología
Describir con precisión los problemas que se presentan en el desarrollo
de esta tecnología.
MARCO TEORICO
LA NANOTECNOLOGÍA YA ES PARTE DE NUESTRAS VIDAS, ES DAÑINA Y NADIE HABLA DE ELLOEl término “Nano-tecnología” no describe una tecnología singular, sino que
comprende un rango de tecnologías que operan a la escala de bloques de
construcción de materiales biológicos y
materiales fabricados a nano-escala. La
nano-tecnología ha sido provisoriamente
definida como relacionada a materiales,
sistemas y procesos, los que existen u
operan a escala de 100 nanometros (nm) o
menos. Involucra la manipulación de
materiales y la creación de estructuras y
sistemas a la escala de átomos y moléculas, la nano-escala. Las propiedades y
efectos de partículas a nano-escala difieren significativamente de partículas
más grandes con la misma composición química.
Los nano-materiales han sido definidos como teniendo una o más
dimensiones, midiendo 100nm o menos o teniendo al menos 1 dimensión a
esta escala, la que afecta el comportamiento de los materiales y sus
propiedades. Sin embargo, esta definición de nano-materiales es probable que
sea demasiado estrecha para los propósitos de salud y asesoría en seguridad
ambiental.
Un nanómetro (nm) es una milésima parte de un micrómetro (µ m), una
millonésima parte de un milímetro (mm) y la mil millonésima parte de un
metro (m). Para poner la nano-escala en contexto: un de hilo de ADN equivale
a 2.5nm en su ancho, una molécula de proteína a 5nm, un glóbulo rojo a 7.000
nm y un cabello humano a 80.000 nm en su ancho. ¡Si un nanómetro estuviera
representado por una persona, un glóbulo rojo podría ser de 7 kilómetros de
largo! En los próximos años y décadas, la “próxima generación
nanotecnológica” se prevé, ira más allá de la utilización de simples partículas
e ingredientes encapsulados para el desarrollo de los más complejos nano-
aparatos, nano-máquinas y nano-sistemas (Roco 2001). La aplicación de la
nanotecnología con la biotecnología (‘nano-biotecnología’) se prevé no sólo
manipulará el material genético de los seres humanos, animales y plantas
agrícolas, sino también incorporará materiales sintéticos en las estructuras
biológicas y viceversa (Roco y Bainbridge 2002). La convergencia de las
tecnologías de nano-escala se predice permitirán la creación de organismos
artificiales totalmente nuevos, los cuales serán usados en el procesamiento de
alimentos, agricultura y agro combustibles, así como en otras aplicaciones
(esto también se conoce como biología sintética; ETC Group 2007).
Definiciones basadas en tamaño de pequeñas partículas: Más pequeño que
100nm = 1 nano-partícula. Más pequeño que 1.000nm (un micrón o
micrometro también se escribe 1μm) = 1 micropartícula sub-micron
Más grande que 1.000nm = una micropartícula
NANOTECNOLOGÍA PRESENTE EN NUESTROS ALIMENTOSPor la ausencia de
etiquetado obligatorio de
productos, debate público
y leyes para garantizar su
seguridad, es que se han
creado alimentos usando
nanotecnología que ha
ingresado a la cadena
alimenticia. Nano-
partículas
manufacturadas, nano-
emulsiones y nano-cápsulas son encontradas ahora en químicos en la
agricultura, en comidas procesadas, empaque de alimentos y materiales en
contacto con alimentos, incluyendo contenedores de comida y tablas de corte.
Las nano-partículas pueden ser más reactivas químicamente que las partículas
más grandes. Debido a su muy diminuto tamaño, las nano-partículas también
tienen un mucho mayor acceso a nuestro cuerpo, de manera que es más
probable que ingresen a las células, a los tejidos y órganos, que partículas más
grandes. Estas nuevas propiedades ofrecen muchas nuevas oportunidades para
aplicaciones en la industria de alimentos, como por ejemplo: potentes aditivos
nutricionales, sabores y colores más fuertes, o ingredientes antibacteria para
empaque de alimentos. Sin embargo, esas mismas propiedades podrían
también resultar en mayores riesgos de toxicidad para la salud humana y el
medio ambiente.
Existe un cuerpo de estudios científicos que se expande rápidamente,
demostrando que algunos de los nano-materiales usados ahora en alimentos y
productos en la agricultura introducen nuevos riesgos para la salud humana.
Por ejemplo: nano-partículas de plata, de dióxido de titanio (TiO2), zinc y
óxido de zinc, materiales ahora usados en suplementos nutricionales,
empaques de alimentos y materiales en contacto con alimentos, han sido
encontrados altamente tóxicos para las células en estudios en tubos de ensayo.
Estudios ambientales preliminares también sugieren que esas substancias
podrían ser tóxicas para especies ecológicamente importantes como las pulgas
de mar. Aún no existe regulación específica para la nano-tecnología o pruebas
de seguridad requeridas antes de elaborar nano-materiales, los que son usados
en alimentos, empaques de alimentos y productos agrícolas.
En estudios de sondeo de opinión norteamericanos, la gente dice no desear
comer nano-alimentos. Pero debido a que no existe legislación que exija
etiquetado de fabricación con ingredientes nanos y aditivos en alimentos y
empaque, no existe forma en que alguien pueda elegir comer alimentos libres
de nano-tecnología.
Para que podamos lograr detener este abuso del sistema (al que muchos se han
acostumbrado y que ni siquiera cuestionan), es imprescindible que el público
se involucre en el tema y que no sólo se limite a ser un comprador
compulsivo, como ha actuado hasta ahora. De hecho, así es como hemos
permitido que las cosas llagaran tan lejos. Pero podemos quitarle al sistema
nuestro apoyo energético y eso lo podemos hacer quitando nuestra preferencia
por productos, retirando nuestro dinero, retirando nuestra tácita aprobación al
comprar a estas empresas inescrupulosas.
Nuevos riesgos de las nuevas propiedades de los nano-materialesDicho de forma simple: el tamaño de una pequeña partícula se equipara a las
propiedades de la nueva partícula, las que también pueden presentar nuevos
riesgos. Las nano-partículas tienen un área de superficie muy grande, lo que
resulta en mayor reactividad química, actividad biológica y comportamiento
catalítico comparado con partículas más grandes de la misma composición
química (Garnett and Kallinteri 2006; Limbach et al. 2007; Nel et al. 2006).
Los nanomateriales también tienen lejos mayor acceso a nuestro cuerpo
(conocido como biodisponibilidad) que partículas más grandes, resultando en
mayor captación dentro de células individuales, tejidos y órganos. Materiales
que tengan una medida menor a 300nm pueden ser tomados por células
individuales (Garnett and Kallinteri 2006), mientras que nano-materiales cuya
medida es menor a 70nm pueden incluso ser captados por el núcleo de
nuestras células, donde pueden causar mayor daño (Chen and Mikecz 2005;
Geiser et al. 2005; Li et al. 2003).
Desafortunadamente, la mayor reactividad química y biodisponibilidad de
nano-materiales también podrían resultar en mayor toxicidad de nano-
partículas, comparado con la misma unidad de masa de partículas más grandes
de la misma composición química (Hoet et al. 2004; Oberdörster et al. 2005a;
Oberdörster et al. 2005b).
Otras propiedades de nano-materiales que influyen en la toxicidad, incluyen:
Composición química; forma; estructura de superficie; carga de superficie;
comportamiento catalítico; extensión de la congregación de partículas
(clumping) o disgregación, y presencia o ausencia de otros grupos de
químicos adjuntos al nano-material. (Brunner et al. 2006; Magrez et al. 2006;
Sayes et al. 2004; Sayes et al. 2006).
Algunos nano-materiales han probado ser tóxicos para el tejido humano y
cultivos de células in vitro, resultando en un incremento del estrés oxidativo,
producción de proteinas gatillando una respuesta inflamatoria (Oberdörster et
al. 2005b), mutación del ADN (Geiser et al. 2005), daño estructural para el
núcleo de la célula e interferencia con la actividad y crecimiento de la célula
(Chen and von Mikecz 2005), daño estructural a la mitocondria e incluso
muerte celular (Li et al. 2003).
Nano-materiales usados ahora por la industria de alimentos tales como nano-
dióxido de titanio, plata, zinc y óxido de zinc, se han demostrado tóxicos para
las células y tejidos en experimentos in vitro, y en estudios de pruebas con
animales vivos.
La forma, carga y tamaño de las diferentes partículas pueden influír en su
cinética (absorción, distribución, metabolismo y excreción) y propiedades
tóxicas. es por esta razón que incluso nano-materiales de la misma
composición química que tienen diferentes tamaños o formas, pueden tener
ampliamente diferente toxicidad.
RIESGOS DE LA NANOTECNOLOGIA
En el caso de la nanotecnología el enorme impacto se notará en cuestión de
unos pocos años, con el peligro de estar la humanidad desprevenida ante los
riesgos que tal impacto conlleva.
Impactos en la sociedad:
Importantes cambios en la estructura de la sociedad y el sistema
político.
Riesgos personales de uso criminal o terrorista
Daños ambientales o riesgos para la salud de los productos no regulados
Inestable carrera de armamentos
Armas nanotecnología sería extremadamente poderoso y podría
conducir a una carrera armamentista peligrosamente inestable
La producción poco costosa y la duplicidad de diseños podría llevar a
grandes cambios en la economía.
La sobre explotación de productos baratos podría causar importantes
daños al medio ambiente.
Daños ambientales o riesgos para la salud de los productos no regulados
El mercado negro en nanotecnología
Las soluciones sencillas no tendrán éxito. Es improbable encontrar la
respuesta adecuada a esta situación sin entrar antes en un proceso de
planificación meticulosa.
Impactos a la salud
En 1997 investigadores de la Universidad de Oxford y la Universidad
de Montreal mostraron que el dióxido de titanio y el óxido de zinc
usados como nanopartículas en la mayoría de los bloqueadores solares
producen radicales libres en las células de la piel, dañando el ADN.
En 2002, el Centro de Nanotecnología Biológica y Ambiental de la
Universidad de Rice, Houston, informó que las nanopartículas se
acumulan en los órganos de animales de laboratorio (hígado y
pulmones). Esto podría dar origen a tumores, al igual que el daño del
ADN. Los nanotubos, similares a finísimas agujas, podrían clavarse en
los pulmones con efectos parecidos al que provoca el asbesto.
En 2003 en un estudio solicitado por el Grupo ETC, el tóxico-patólogo
Vyvyan Howard concluyó que el tamaño de las nanopartículas, más que
el material que las constituye, es un riesgo en sí mismo porque aumenta
exponencialmente su potencial catalítico y el sistema inmunológico no
las detecta.
En 2004, Howard informó en una conferencia mundial sobre
nanotoxicidad que las nanopartículas se mueven de la madre al feto por
medio de la placenta. Se mostró que las nanoesferas de carbono
disueltas en agua, simulando un grado de contaminación ambiental
común, dañan el cerebro de los peces y provocan mortandad en pulgas
de agua
Riesgos de la Nanotecnología: Medioambiente
Daños medioambientales colectivos derivados de productos no regulados. La
nanotecnología molecular permite la fabricación barata de aparatos y
productos con una potencia increíble. ¿Cuál será nuestra demanda para este
tipo de productos? ¿Qué daños medioambientales podrán causar?
El potencial de posibles daños es inmenso, desde daños causados a animales
por aviones supersónicos personales volando bajo, hasta el impacto de la
energía solar a gran escala que podrían hasta modificar el albedo de la Tierra y
afectar el medioambiente.
Materiales más fuertes permitirán el desarrollo de máquinas mucho más
grandes, capaces de excavar o destrozar grandes áreas de nuestro planeta a un
paso mucho más acelerado.
Es pronto para decir si habrá incentivos económicos para hacer esto. Sin
embargo, dado el gran número de actividades y propósitos que, llevados al
extremo, podrían dañar el medioambiente, y dada la facilidad con la que se los
podrían llevar al extremo gracias a la fabricación molecular, parece al menos
probable que debemos tener en cuenta este posible riesgo.
Algunos daños pueden ser resultado de acciones colectivas o individuales que
solas serían inofensivas. Es bastante difícil impedir este tipo de daños con
argumentos o leyes por lo que tal vez será necesaria una normativa
centralizada que regule la propia tecnología.
Por último, la naturaleza compacta de maquinaria fabricada por la
nanotecnología podría fomentar el uso de productos muy pequeños, que
podrían a su vez convertirse con el tiempo en un tipo de nano-basura que sería
difícil de limpiar y podría causar problemas de salud.
Riesgos de la Nanotecnología: Armas
La fabricación molecular plantea la posibilidad de armas terriblemente
eficaces. Por ejemplo, el insecto más pequeño del mundo mide unos 200
micrones; esto supone el tamaño plausible de un arma anti-persona
desarrollado a través de la nanotecnología y capaz de buscar y envenenar a
humanos indefensos. La dosis mortal en los humanos de la toxina botulismo
es de unos 100 nano gramos, es decir 1/100 el volumen de la arma. Se podría
meter hasta 50 billones de aparatos con esta cantidad de veneno en una sola
maleta. Esto equivale a una cantidad suficiente para matar a todos los seres
humanos en la tierra.
Con la nanotecnología, molecular, fusiles de todo tipo serían más potentes, y
sus balas podrían auto-dirigirse. Materiales para la aviación serían más ligeros
y tendrían un mejor rendimiento. Además estos materiales, fabricados con una
mínima cantidad (o nada) de metal serían mucho más difíciles de detectar
mediante radar. Ordenadores integrados permitirían el control remoto de
cualquier arma, y el manejo asistido más compacto permitiría mejor robótica.
Estas ideas solo rascan la superficie de lo posible.
Una pregunta importante en este sentido sería si la existencia de armas
nanotecnológicas sería un factor que estabilice o desestabilice la situación
internacional. Por ejemplo, según algunas teorías, desde su invención, las
armas nucleares han evitado grandes guerras. No obstante, las armas
desarrolladas a través de la nanotecnología no se parecen a armas nucleares.
La estabilidad nuclear se deriva de al menos cuatro factores. El más obvio es
la capacidad de destrucción masiva de una guerra nuclear. Una guerra
nanotecnológica es parecido a corto plazo. La diferencia es que mientras las
armas nucleares tienen un alto coste también después de una hipotética ataque
(contaminación nuclear), en el caso de las nano-armas, estos daños serían
muchos menores.
Las armas nucleares causan destrucción masiva de forma indiscriminada. Las
nano-armas se podrían dirigir. Las armas nucleares requieren un enorme
esfuerzo tanto de investigación como de fabricación, mucho más fácil de
detectar que la fabricación de nano-armas. Las armas desarrolladas a través de
la nanotecnología molecular se podrían fabricar de forma más rápida gracias
al proceso más rápido y económico de realizar prototipos. Por último, es
difícil transportar las armas nucleares antes de utilizarlas. En cuanto a las
nano-armas, todo lo contrario. Una carrera armamentística con armas
desarrolladas a través de la nanotecnología resulta más inseguro por las
siguientes razones
Mayor incertidumbre en cuanto a las capacidades del adversario
Menor tiempo de respuesta a un ataque
Mejor capacidad de dirigir la destrucción de los recursos del adversario.
Además, sin controles eficaces, el número de países con capacidad para
desarrollar la nanotecnología molecular podría ser mucho más alto que el
número de países con capacidad nuclear, lo que aumenta el riesgo del estallido
de un conflicto regional.
En un discurso durante el Congreso Foresight sobre Nanotecnología
Molecular en 1995, Admiral David E. Jeremiah, el Vice-Presidente jubilado y
Mando Militar de los Estados Unidos, dijo "Las aplicaciones militares de la
fabricación molecular tienen incluso más potencial que las armas nucleares
para cambiar de forma radical el equilibrio del poder."
Un trabajo realizado por Tom McCarthy (no afiliado al CRN) estudia en
mayor detalle estas cuestiones. Expone las formas en que la nanotecnología
molecular podría desestabilizar las relaciones internacionales, reduciendo la
influencia y la interdependencia económica, potenciando la capacidad de
atacar objetivos específicos como personas en vez de fábricas o armas y
reduciendo la capacidad de un país de vigilar sus enemigos potenciales. Al
permitir que muchos países tuviesen capacidad de destrucción global, también
podría eliminar la capacidad de los países más poderosos de controlar el
escenario internacional. Y al hacer pequeños grupos auto-suficientes, podría
fomentar la fragmentación de naciones.
La Nanotecnología y sus riesgos para la salud laboralDesde el descubrimiento del fuego hasta nuestros días, el hombre ha
modificado las condiciones ambientales del medio que le rodea como
consecuencia del trabajo, con la consiguiente generación de contaminantes de
tipo físico, químico o biológico. Gracias a la ciencia y la tecnología hemos
progresado como civilización en mejorar cada vez más nuestra calidad de
vida, eso es indiscutible, pero también hemos sufrido accidentes y
enfermedades en el camino.
Ha sido el precio a pagar con multitud de avances desde tiempo inmemorial,
unas veces por desconocimiento inicial del peligro y otras por imprudencias o
negligencias. Los ejemplos a lo largo de la historia son innumerables: desde la
toxicidad de los metales en los inicios de la metalurgia hasta la radioactividad,
pasando por el amianto, los productos orgánicos de síntesis, etc.
Han pasado ya más de 40 años desde que el premio Nobel de Física Richard
Feynman ofreció en el Caltech de California su famoso discurso titulado En el
fondo hay espacio de sobra (There’s Plenty of Room at the Bottom.) Y la
apuesta de Feynmann por una manipulación a escala atómica es ya toda una
emergente y prometedora realidad, que se nos manifiesta con unas
perspectivas de futuro tremendamente apasionantes.
La National Nanotechnology Initiative, organismo de referencia internacional,
define a la Nanotecnología como el conocimiento y el control de la materia en
dimensiones de aproximadamente entre 1 y 100 nanómetros, donde podemos
encontrar unos fenómenos únicos que nos permiten nuevas aplicaciones.
Para hacernos una idea del tamaño en el que nos estamos situando, hay que
tener en cuenta que un nanómetro corresponde a una mil millonésima de un
metro o una millonésima de milímetro. Una hoja de papel tiene
aproximadamente 100.000 nanómetros de grosor. Y un solo átomo de oro
tiene un diámetro de aproximadamente un tercio de un nanómetro.
Las dimensiones de entre 1 y 100 nanómetros se conocen como la escala
nanométrica.
Propiedades insólitas de la física, la química y la biología pueden surgir en los
materiales que se fabrican o manipulan en esta escala tan minúscula. Estas
propiedades presentan una respuesta y comportamiento distinto a lo que hasta
ahora conocíamos o manipulábamos tecnológicamente. Y, lo más
preocupante, presentan un riesgo para la salud poco conocido en el ámbito
toxicológico.
Una importante propiedad de las nanopartículas es que la relación entre el
número de átomos superficiales y el tamaño de la partícula es de tipo
exponencial. A medida que disminuye el tamaño de la partícula, el área
superficial por unidad de masa aumenta, lo que se traduce en un mayor
número de átomos en la superficie. Lo podemos intuir más gráficamente con
esta imagen:
De hecho, a mayor superficie, mayor será su reactividad y más tóxica la partícula.
Las propiedades relacionadas con la superficie de los materiales, como son las propiedades magnéticas, ópticas, mecánicas o químicas, presentan características muy distintas a otros materiales en escalas no nanométricas. Esas particulares propiedades juegan un papel crucial en la toxicidad de estas partículas tan pequeñas y es importante conocerlas para entender, predecir y gestionar el riesgo potencial que presentan para los trabajadores o las personas que puedan estar expuestas.
En estudios experimentales en animales se ha observado que la respuesta biológica (daño) por exposición a ciertas nanopartículas puede ser mayor que la encontrada para la misma masa de partículas más grandes de composición química similar, debido probablemente al aumento de dicha área superficial como hemos apreciado antes..
Además, las nanopartículas pueden presentar diferentes formas morfológicas (esferas, fibras, tubos, hojas…). La toxicidad es generalmente mayor para nanopartículas con forma tubular o de fibra, seguida de las que tiene formas irregulares, y por último las esféricas.
Sobre los mecanismos de toxicidad de las nanopartículas en el organismo, siguen existiendo muchas lagunas, aunque los indicios apuntan a que se producen daños en membranas celulares, oxidación de proteínas, genotoxicidad, formación de especies reactivas de oxígeno, inflamación y otros efectos similares.
¿Y cómo entran a nuestro organismo estas partículas? Pues ya sea bien en la industria de la nano electrónica, o en la investigación con nano materiales o en cualquier otra actividad que implique la presencia de estos elementos, la principal vía de entrada de las nano partículas será la vía inhalatoria, a través de la respiración.
Como podemos ver en la siguiente imagen las partículas que inhalamos al respirarlas pueden depositarse en las regiones nasofaríngea, traqueobronquial y alveolar.
A partir de su absorción o depósito por esta vía, las nanopartículas seguirán el siguiente proceso:
- Distribución o translocación a través de la sangre, la linfa o el sistema nervioso. La translocación es una propiedad específica de este tipo de partículas tan pequeñas, que se refiere a un proceso mediante el cual las nanopartículas atraviesan las barreras biológicas y pueden aparecer en otras partes del organismo distintas de las de entrada, pero manteniendo su integridad como partícula (es decir sin que se produzca disolución.) Por ejemplo, y aunque parezca sorprendente, llegando al cerebro a través del nervio olfativo.)
- Biotransformación: modificación de la estructura química de la nanopartícula para conseguir que sea más polar y por tanto más soluble en agua, para facilitar su posterior eliminación.
- Eliminación: que puede ser total o parcial, y mediante el aclaramiento (físico o químico)
Como hemos visto, y sin perjuicio de otra de vías de exposición como la dérmica y la digestiva, la principal vía de exposición es la inhalatoria o respiratoria, y todas las medidas de prevención y control deben ir encaminadas a que la posibilidad de contacto por esa vía sea cero. Las medidas de encerramiento o extracción localizada, medidas organizativas y de protección personal, se hacen imprescindibles para garantizar la seguridad y salud de los trabajadores potencialmente expuestos.
Tenemos por delante una fabulosa tecnología emergente que nos está proporcionando avances prometedores en multitud de ámbitos de la ciencia y la tecnología: sanidad, informática, energía, medio ambiente, nuevos materiales, etc. Pero existen serias incertidumbres en los riesgos asociados a la presencia de estos materiales en el entorno laboral de investigación, manipulación o fabricación de los mismos. Queda pues, optar por seguir investigando los efectos para la salud, no bajar la guardia en las medidas de seguridad e invocar siempre el, pocas veces aplicado, principio de precaución.
La pregunta final, salvando las distancias de la escala, se hace inevitable e inquietante ¿Estamos ante un nuevo amianto? De hecho, la propia revista Nature se hizo hace un par de años la misma pregunta en relación con los nanotubos de carbono. Si es así, tenemos la obligación y la responsabilidad de hacer todo lo posible para evitarlo.
Científicos y asesores de riesgo de alto nivel llamaron a la precaución La Real Sociedad del Reino Unido, la más antigua sociedad científica del
mundo, recomendó que, dadas las evidencias que empiezan a surgir en torno a
los graves riesgos de nanotoxicidad, las nanopartículas deben ser objeto de
nuevas evaluaciones antes de ser incluidas en productos de consumo, las
fábricas y los laboratorios de investigación deben tratar las nanopartículas con
la presunción de que son peligrosas, y la liberación de nanopartículas en el
medio ambiente debe evitarse tanto como sea posible9. Swiss Re, una de las
empresas de reaseguramiento más grandes del mundo, advirtió que
“cualesquiera que sean las dificultades, debe aplicarse el principio de
precaución” 10. El año pasado, el Foro Internacional de Seguridad Química
(FISQ) –en una resolución adoptada por 71 gobiernos, 12 organizaciones
internacionales y 39 ONG– hizo un llamado a que se aplique el principio de
precaución en la gestión de las nanotecnologías11.
Sucesos más importantes de la nanotecnología.• 1959: El físico americano, Richard Feyman dio una conferencia en la American Physical Society, anunciando la posibilidad que se llegue a fabricar instrumentos a partir de átomos.
• 1974: El ingeniero japonés Norio Taniguchi, acuñó el término "nano-tecnología", en un trabajo suyo, publicado en el Proceeding of the International Conference of Production and Engineering.
• 1979: El químico Peter Wiles y John Abra de la Universidad de Canterbury, Christchurch, Nueva Zelandia descubrió pequeños rollos de átomos de carbón, que más tarde se llamaron nano-tubos. Hoy día son importantes ladrillos de muchas nano-tecnologías.
• 1981: Gerd Binning y Heinrich Roherer en la IBM, desarrollaron el microscopio electrónico de túnel de barrido (STM), que hizo posible ver átomos individuales y más tarde, moverlos.
• 1985: Los químicos Richard Smalley, Robert Cult y Harry Kroto, descubrieron el carbono 60, una molécula de carbono de forma de pelota de football de 0.7 nano-metros, que hoy en día tiene muchos potenciales usos en nano-tecnología.
• 1986: Reric Drexler, publica su libro de nano-tecnología, titulado "Máquinas de Creación", que crea una justificada alarma.
• 1987: Donald Cram, Charles Petersen y Jean-Marie Lehn, ganaron el premio Nobel por su trabajo en química supra-molecular, dando las bases para el auto-ensamblaje molecular.
• 1990: Don Eigler y Erhard Schweiz en la IBM, usaron el microscopio de túnel de barrido (STM) para escribir el nombre de la compañía IBM, usando 35 átomos de Zenón.
• 1993: Nano-partículas semiconductoras emiten luz en paquetes cuánticos, que se pueden unir a moléculas en el cuerpo para ayudar a los médicos a ubicar enfermedades. Ellas fueron preparadas por químicos del Massachusetts Institute of Technology.
• 1997: Los ingenieros de la US Company Lucent Technologies en New Jersey, construyen un transistor de silicón de 60 nano-metros de ancho.
• 2000: Investigadores de la Universidad de Cornell, extraen de una célula un motor bio-molecular de 80 nano-metros de ancho y le agregan un rotor de metal para crear un motor nano-mecánico.
• 2001: Investigadores de la IBM en Nueva York y de la Universidad de Delft en Holanda construyen un circuito lógico usando nano-tubos de carbón.
• 2003: El gobierno de Inglaterra encarga a una comisión que prepare un informe acerca de las repercusiones sociales, éticas y experimentales acerca de los efectos de la nano-tecnología.
• 2004: El jugador de tenis Roger Federer, gana el campeonato de Wimbledon usando una raqueta reforzada por nano-tubos de carbón.
• 2005: Estimaciones de la National Science Foundation de los Estados Unidos cree que para este año el mercado de la nano-tecnología alcanzaría a un trillón de dólares.
Otros orígenes de la nanotecnología.Con el comienzo del siglo XX la ciencia dio grandes pasos en el conocimiento, se empezó a conocer que toda la materia está compuesta por las partículas diminutas llamadas átomos, aunque todo esto se conocía ya en parte, es en este siglo cuando finalmente se le empieza a dar utilidad. De tal forma tenemos que varios átomos forman moléculas, por ejemplo una molécula de oxigeno con dos de hidrógeno forman agua.
Pero estos conocimientos fueron más allá ya que con esto se pudo modificar la estructura de las moléculas como es el caso de los polímeros o plásticos que hoy en día los encontramos en todos nuestros hogares y que sin ellos no podríamos vivir. Pero hay que decir que este tipo de moléculas se les puede considerar “grandes”...
Con todos estos avances el hombre tuvo una gran fascinación por seguir investigando mas acerca de estas moléculas, ya no en el ámbito de materiales
inertes, sino en la búsqueda de moléculas orgánicas que se encontrarán en nuestro organismo. Se descubrió que el cuerpo humano además de consistir como unidad fundamental: la célula, ésta tenia pequeños componentes llamadas organelas y éstas a su vez estaban compuestas por numerosas partículas o moléculas que juegan un papel importante en la regulación de los procesos fisiológicos del organismo.
No fue sino hasta principios de la década de los cincuenta cuando Watson y Crick propusieron que el DNA era la molécula principal que jugaba un papel clave en la regulación de todos los procesos del organismo y de aquí se tomo la importancia de las moléculas como determinantes en los procesos de la vida.
Hoy en día la medicina se le da más interés a la investigación en el mundo microscópico ya que en este se encuentran posiblemente las alteraciones estructurales que provocan la enfermedad, y no hay que decir de las ramas de la medicina que han salido mas beneficiadas como es la microbiología. Inmunología, fisiología, en fin casi todas las ramas de la medicina.
Con todos estos avances han surgido también nuevas ciencias como es la ingeniería genética que hoy en día todos han oído escuchar acerca de las repercusiones que puede traer la humanidad como es la clonación o la mejora de especies. Entre estas ciencias también se encuentra otras no muy conocidas como es la nanotecnología, a la cual se le puede definir como aquella que se dedica a la fabricación de la tecnología en miniatura.
La nanotecnología, a diferencia de la ingeniería genética, todavía no esta en pasos de desarrollo; Se le puede considerar como “ una ciencia teórica” ya que todavía no se le ha llevado a la práctica ya que aun no es viable, pero las repercusiones que acarreara para el futuro son demasiadas.
Ya que la nanotecnología aun no es viable cabría preguntarse: ¿ para que preocuparse?, Pero la importancia radica en adelantarse a los problemas éticos que acarrearía tener esta tecnología antes de que ésta llegue súbitamente. Sin lugar a dudas esta ciencia va a ser la más importante en el tercer milenio.
El ganador del premio Nobel de Física de 1965, Richard Feynman, fue el primero en hacer referencia a las posibilidades de la nanociencia y la
nanotecnología en el célebre discurso que dio en el Caltech (Instituto Tecnológico de California) el 29 de diciembre de 1959, titulado En el fondo hay espacio de sobra (There's Plenty of Room at the Bottom).
Otras personas de esta área fueron Rosalind Franklin, James Dewey Watson y Francis Crick quienes propusieron que el ADN era la molécula principal que jugaba un papel clave en la regulación de todos los procesos del organismo, revelando la importancia de las moléculas como determinantes en los procesos de la vida.
Pero estos conocimientos fueron más allá, ya que con esto se pudo modificar la estructura de las moléculas, como es el caso de los polímeros o plásticos que hoy en día encontramos en nuestros hogares. Pero hay que decir que a este tipo de moléculas se les puede considerar “grandes”.
Hoy en día la medicina tiene más interés en la investigación en el mundo microscópico, ya que en él se encuentran posiblemente las alteraciones estructurales que provocan las enfermedades, y no hay que decir de las ramas de la medicina que han salido más beneficiadas como es la microbiología, inmunología, fisiología; han surgido también nuevas ciencias como la Ingeniería Genética, que ha generado polémicas sobre las repercusiones de procesos como la clonación o la eugenesia.
El desarrollo de la nanociencia y la nanotecnología en América Latina es relativamente reciente, en comparación a lo que ha ocurrido a nivel global. Países como México, Costa Rica, Argentina, Venezuela, Colombia, Brasil, Argentina y Chile contribuyen a nivel mundial con trabajos de investigación en distintas áreas de la nanociencia y la nanotecnología. Además, algunos de estos países cuentan también con programas educativos a nivel licenciatura, maestría, posgrado y especialización en el área
ConclusionesPara finalizar, podemos decir que el desarrollo de esta tecnología es un avance
increíble en la evolución del ser humano, pero a la ves es algo muy
contradictorio, ya que durante la posible expansión de esta tecnología podrían
surgir intereses de tipo militar o social, es decir, en el aspecto militar seria el
desarrollo de armas capases de manipular o contener esta máquinas para un
propósito de aniquilar vida orgánica, en el aspecto social seria la utilización de
esta tecnología para la reconstrucción o posibles cirugías estéticas, esto en
parte sería muy bueno para las personas que tienen marcas de accidentes que
son permanentes, pero para alguien con intenciones de corrupción o de
lastimar a las personas, sería diferente, ya que estaríamos proporcionando la
tecnología para hacerse pasar desapercibidos con este tipo de cirugías.
Otra de las cosas que se pueden mencionar es en el aspecto laboral, esto se ve
influenciado ya que la aplicación de tecnología de este tipo en personas que
laboran a su alrededor podría ser muy dañina para la salud, esto conllevaría a
múltiples riesgos de solo trabajar cerca de materiales o de la misma tecnología
que contenga estas máquinas.
Esto nos pone a pensar si realmente sería apropiado el desarrollo a grandes
rasgos de esta tecnología, además de suponer que realmente traigan los
beneficios que se esperan desde un principio.