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  • Tratamiento nano del agua exige ingeniería innovadora

Desarrollar productos utilizables es clave para el funcionamiento de la nanotecnologa aplicada al tratamiento de aguas, dice Ashok Raichur.

El mundo de la nanotecnologa, en rpida evolucin, cautiva a investigadores de diversos campos, desde la salud y la nutricin hasta la agricultura y el medio ambiente. En particular, muchos pases en desarrollo investigan cmo se podra mejorar el acceso al agua limpia a travs de la nanotecnologa, y en la ltima dcada han trabajado bastante en el laboratorio con nanopartculas para su tratamiento. Brasil, China, India, Arabia Saudita y Sudfrica, por ejemplo, cuentan con centros dedicados a la investigacin en nanotecnologa donde se estudia el tratamiento de aguas.

Los cientficos han superado el reto inicial de producir sus propias nanopartculas. Pero su uso eficaz en el tratamiento de aguas a gran escala es ms difcil, y en este aspecto an no se ha aprovechado todo el potencial de la nanotecnologa. Si bien existen aplicaciones promisorias para uso domstico por ejemplo, investigadores del Centro de Investigacin Atmica de Bombay (India), avanzan en la produccin de filtros de agua a partir de nanotubos de carbono, los productos comerciales an son escasos y poco frecuentes en el mundo en desarrollo, especialmente aquellos que podran adquirir los pobres.

No obstante, las propiedades nicas que poseen las nanopartculas, las hacen especialmente apropiadas para tratar aguas: tienen el potencial de mejorar procesos como la adsorcin, la catlisis y la desinfeccin. Suelen poseer gran capacidad cataltica: por ejemplo, a la hora de degradar molculas orgnicas perjudiciales para el medio ambiente, el nano dixido de titanio da mucho mejor resultado que las partculas micrnicas convencionales. Del mismo modo, las nanopartculas de dixido de titanio y plata tienen mayor poder desinfectante en el tratamiento del agua potable. Ms an, las nanopartculas pueden ser diseadas para producir partculas a la medida, destinadas a usos especficos.

Teniendo en cuenta la demanda creciente que se registra en los pases en desarrollo, el uso de la nanotecnologa para obtener agua limpia parece una alternativa viable.

Sin embargo, dar el salto hacia las aplicaciones comerciales es complicado y an una meta lejana para la mayor parte de los pases pobres: el solo hecho de producir nanomateriales en cantidades suficientes para uso industrial es un desafo muy grande y puede resultar costoso.

Preocupacin por la toxicidad

Adems, la manipulacin y el uso de nanomateriales puede causar problemas. Para decirlo de una manera sencilla, son tan diminutos que pueden dispersarse fcilmente en el aire y por tanto ser difciles de retener. Y como an no sesabe a ciencia cierta los riesgos que pueden presentar para el medio ambiente y la salud, significa que deben ser eliminados por completo antes de desechar el agua, con el fin de evitar la contaminacin del ambiente o de las cadenas alimenticias.

Pero es casi imposible filtrar las nanopartculas: dado su reducido tamao, bloquean fcilmente los materiales empleados para los filtros. Adems, como las plantas depuradoras trabajan a gran escala, el filtrado de nanopartculas puede ser una operacin costosa, lo que encarece el tratamiento del agua.

Existe una enorme preocupacin sobre los posibles efectos txicos que las nanopartculas introduciran en la cadena alimenticia. An no sabemos cmo afectan al cuerpo humano; por su tamao, son capaces de traspasar diversas barreras y llegar hasta rganos delicados, como el cerebro o el corazn, y adems son difciles de eliminar del organismo. La nanotoxicologa es una nueva rea de investigacin: cientficos de todo el mundo estudian los efectos de las nanopartculas en diferentes formas de vida. Y mientras este aspecto no sea dilucidado, debemos ser cautelosos al usarlas, en especial para el tratamiento de aguas.

Se necesita ingeniera innovadora

Superar las dificultades del uso de nanotecnologas para el tratamiento del agua significa crear soluciones innovadoras que permitan disear un producto utilizable. Una alternativa sera desarrollar mtodos que no impliquen la suspensin de las nanopartculas en el agua. Por ejemplo, se podra pegar, o 'inmovilizar' las nanopartculas sobre un material idneo, como lminas de acero o hechas a base de polmeros, que se puedan sumergir y extraer de los tanques de agua con facilidad y que tuvieran funcin cataltica o adsorbente.

Desde luego, habra que tener cuidado de no alterar el tamao y la integridad de las nanopartculas para conservar los beneficios de operar a escala nano. Pero si se logra, la inmovilizacin es una tcnica til, ya que permitira mantener el agua libre de nanopartculas durante su tratamiento y despus de l. De hecho, en el Instituto de Ciencias de la India en Bangalore, estamos desarrollando esta tcnica para degradar molculas orgnicas empleando nanopartculas de dixido de titanio. Los resultados son muy promisorios y trabajamos en estrecha colaboracin con la Universidad de Johannesburgo para ampliar la escala del proceso en el corto plazo.

Adems de disear soluciones, los investigadores en nanotecnologa deben trabajar con mdicos y otros cientficos para comprender cabalmente los efectos txicos de las nanopartculas y la suerte que corren en el medio ambiente.

La necesidad del momento, en especial en los pases pobres, es desarrollar nuevos materiales que permitan producir agua potable de forma eficiente. Pero el reto mayor es idear maneras innovadoras de aprovechar las propiedades novedosas de los nanomateriales para que la humanidad obtenga el mximo beneficio sin daar el medio ambiente.

Ashok Raichur es profesor adjunto del Departamento de Ingeniera de Materiales del Instituto de Ciencias de Bangalore (India).

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