Nanotecnología

Por Gurkhy

En el número 15 de la revista Nano-Newsletters de abril de 2009 se hace un repaso de la inversión en los años 2005-2008 que el gobierno de España y sus instituciones han hecho en la investigación y desarrollo de la nanotecnología, según las indicaciones y recomendaciones descritas en el Plan de Nanotecnología de la Comisión Europea.

Según este informe, el desarrollo y promoción de la nanociencia y la nanotecnología en España se ha fundamentado sobre las bases de dos instrumentos: la Acción Estratégica de Nanociencia y Nanotecnología, y la iniciativa Ingenio 2010.

La Acción Estratégica de Nanociencia y Nanotecnología ha sido el primer programa cruzado de acción en la historia de los planes de Investigación y Desarrollo de nuestro país. Sus objetivos fundamentales eran adquirir infraestructura científica e implementar proyectos científicos y técnicos a partir de siete líneas de prioridad: Fenómenos fundamentales, Biotecnología y biomedicina, Energía y entorno, Almacenamiento magnético y magnetoelectrónica, Nanoelectrónica y electrónica molecular, optoelectrónica y fotónica, y nanoestructuras semiconductoras, Dispositivos nanométricos, nanomanipulación y nanocaracterización, y Nanocompuestos.

La iniciativa Ingenio 2010 constituye un pilar importante hacia la convergencia con los programas de Investigación y Desarrollo de la Unión Europea, de la cual recibe apoyo económico. Esta iniciativa se apoya principalmente en dos programas:

1 - Programa CONSOLIDER: tiene como objetivo alcanzar la excelencia en la investigación incrementando el nivel de cooperación entre los grupos de investigación y creando grandes grupos. Con más de 26 millones de euros entre los años 2006 y 2007, diferentes proyectos Consolider han salido a la luz tras un duro proceso de selección que asegura la competitividad de los mismos: NANOBIOMED y CIC NANOGUNE en 2006; NANOMOL, NANOSELECT y Nanolight.es en 2007.

2 - Programa CENIT: se centra en potenciar la colaboración entre compañías, universidades, e instituciones y centros públicos dedicados a la investigación. El encargado de coordinar este programa es el Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI), y muchas empresas encuentran en él fondos para financiar sus investigaciones, relaciones con universidades y proyectos de innovación. Este centro, que depende del Ministerio de Ciencia e Innovación, tiene como objetivo el incrementar el esfuerzo e inversión de las empresas españolas en la investigación y desarrollo tecnológico. Los consorcios DOMINO y NANOFARMA son ejemplos de los resultados del programa CENIT en los últimos años.

Gracias a estas herramientas, la nanotecnología en España está experimentando un gran avance, generando un complejo tejido investigador. A pesar de todo, no se ha conseguido aún una fuerte coordinación entre la administración central del Gobierno y las Comunidades Autónomas. Además, tampoco conocemos la cantidad de recursos dedicados desde las instituciones privadas a la investigación y desarrollo de nanotecnologías.

Enlaces de Interés:

- Artículo de Pedro A. Srena, CSIC, en NanoNewsletter,15, abril 2009, Fundación Phantom:

http://www.phantomsnet.net/Foundation/Enano_newsletter15.php

- FP7: Séptimo Proyecto Europeo Marco:

http://cordis.europa.eu/fp7/

- Proyectos de Excelencia CONSOLIDER-Ingenio:

http://www.ingenio2010.es/contenido.asp?dir=./02_instrumentos/02_Caracteristicas/01_CONSOLIDER

- CDTI: centro para el Desarrollo Tecnologíco Industrial:

http://cdti.es

Por Gurkhy

Es lógico pensar que a medida que la nanotecnología se acerca al consumidor general, éste comience a mostrar cierta curiosidad por los beneficios, y sobre todo por los riesgos que puede suponer para él. El desconocimiento sobre la materia no ayuda mucho a la integración de la nanocomida en la vida cotidiana.

Según el artículo "The Development of regulations for food nanotechnology" (2007) el riesgo que implica la nanotecnología aplicada a la comida está aún por evaluar y no se tienen datos (a fecha de publicación del artículo) concluyentes en muchos campos. Adelantándose a una regulación definitiva y unos datos fiables, el Comité de seguridad Química de la Sociedad Americana de Química ha publicado unas guías y recomendaciones para el apropiado manejo de nanomateriales en el laboratorio.Los autores plantean tres posibles rutas de entrada en el organismo humano para las nanopartículas:

Exposición Dérmica

El impacto de los nanomateriales en el cuerpo depende de su habilidad para penetrar a través de las capas externas protectoras y alcanzar la epidermis o la dermis. Por ejemplo, ciertas microesferas fluorescentes pueden penetrar hasta alcanzar la dermis, mientras que nanopartículas de dióxido de titanio con un diámetro de unos 20 nm podrían llegar a traspasar la piel e interactuar con el sistema inmune.

Hay, no obstante, muy poca información sobre los peligros de los nanomateriales que entran en contacto con la piel, y estas discusiones, a fecha del informe, son meras especulaciones.

Inhalación

Cualquier material sólido con un diámetro de menos de 10 micras puede pasar a través de la cavidad nasal y alcanzar los pulmones. Partículas más pequeñas que 4 micras tienen grandes posibilidades de penetrar en la región alveolar. Cuánto más pequeña es una partícula, más probabilidades tiene de penetrar más profundamente en los pulmones. El tamaño de la partícula, su masa, la composición química y los cocientes de adhesión determinan su toxicidad pulmonar o sus efectos patogénicos.

Cuando se inhalan ciertas partículas (por ejemplo dióxido de titanio, nanotubos de carbono, etc.) se pueden acumular en los pulmones e inducir enfermedades crónicas como inflamación pulmonar, neumonía, granuloma pulmonar, etc. Una vez la partícula ha alcanzando el torrente sanguíneo es capaz de llegar al cerebro. No obstante, hasta el momento del informe no se han llegado a conclusiones definitivas sobre la toxicidad considerando únicamente el tamaño de las nanopartículas.

Ingestión

El tamaño de la partícula y el área superficial son características importantes de un material desde una perspectiva toxicológica. Las nanopartículas pueden prolongar drásticamente el tiempo de permanencia de ciertos compuestos en el tracto gastrointestinal haciendo disminuir la eficacia de los mecanismos de depuración y protección internos. Algunas nanopartículas son capaces de penetrar profundamente en los tejidos a través de los capilares más finos, permitiendo la absorción efectiva de compuestos en ciertos objetivos del organismo, adentrándose así en el campo de la nanomedicina. Partículas mayores que una micra son incapaces de penetrar a través de la mucosa intestinal, pero las nanopartículas se encuentran por debajo de este tamaño.

Los potenciales riesgos de la nanotecnología aplicada a la comida están aún por determinar, ya que en la propia naturaleza encontramos numerosas nanopartículas sin intervención alguna del hombre: proteínas y polisacáridos son ejemplos de ello. Aún permanece indeterminado si las propiedades físicoquímicas de los nanomateriales implicarán nuevos mecanismos y daños impredecibles al cuerpo humano.

Por otro lado, la reducción de las dimensiones de los materiales a escalas nanométricas no tiene porqué ser necesariamente perjudicial. Algunos estudios muestran que ciertas substancias típicamente tóxicas, como por ejemplo el selenio, muestran menos toxicidad cuando se reducen a tamaño nanométrico. Los nanotubos de carbono puros administrados en la tráquea de ratones producen la muerte inmediata, mientras que si se dopan con nitrógeno se reduce su peligrosidad.

Enlaces de interés

Artículo "The Development of regulations for food nanotechnology", Chi-Fai Cahu, Shiuan-Huei Wu, Gow-Chin en (2007):

http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6VHY-4N1466T-3&_user=885410&_rdoc=1&_fmt=&_orig=search&_sort=d&_docanchor=&view=c&_acct=C000047353&_version=1&_urlVersion=0&_userid=885410&md5=e44997daa37d14e2b0e479fc83ed707f

El proyecto CORDIS ofrece una amplia lista de referencia sobre seguridad en la nanotecnología:

http://cordis.europa.eu/nanotechnology/src/safety.htm

Podemos encontrar un informe del proyecto CORDIS, "Particle Risk", en:

ftp://ftp.cordis.europa.eu/pub/nanotechnology/docs/particle-risk.pdf

El portal Nanosafe ofrece grandes cantidades de información sobre este campo:

http://www.nanosafe.org

Por Gurkhy

Es un hecho que la aplicación de la nanotecnología a los alimentos está creciendo rápidamente. Una prueba de ello son los muchos artículos que se han publicado sobre el tema, no sólo en revistas especializadas, si no también en páginas dirigidas a un público más general, como el Newsletter de supermercados Eroski. Las ventas mundiales de "nanotechnology products" para el envasado de comida y bebida fueron de 860 millones de dólares en 2004 respecto a los 150 millones de 2002. En el año 2000, Kraft Foods puso en marcha su propio laboratorio de nanotecnología, apostando por la innovación en el mercado de las bebidas.

Todo esto ha llamado la atención de los gobiernos y de las empresas privadas, ya que es un hecho que la regulación de la nanotecnología todavía no está dirigida a su uso en los alimentos.

Para alcanzar una regularización universal de estos productos hace falta llegar a un consenso sobre factores como el tamaño de la partícula, procesado, propiedades físicoquímicas, seguridad y riesgos. También es necesario comprender que la nanotecnología generará aplicaciones que involucrarán diversas agencias de control y regulación.

En un artículo del 2006 publicado por la Information Systems for Biotechnology (ISB), organización que se encarga de proporcionar información sobre las ventajas y riesgos de la biotecnología en la agricultura y el medio ambiente, se habla de los nuevos avances que se están produciendo en el campo de la industria alimentaria gracias a la incorporación de la nanotecnología, y de la necesidad de establecer un mecanismo regulador (Jones, P.B.C. "A revolution in agriculture and the food industry", (2006)).

En "The development of regulations for food nanotechnology", C-F. Cahu, S-H. Wu y G-C. Yen proponen diferentes criterios a tener en cuenta en el momento de realizar la regulación de la "nanocomida". Algunos de los puntos clave son:

1. Tamaño de la Partícula

¿Cuál es el límite para la nanocomida?

¿Qué tipo de técnicas de análisis se utilizan para medir estas partículas?

¿En qué momento del procesado del producto debe medirse el tamaño de la partícula?

2. Propiedades Físicas y Químicas

¿Los materiales de la nanocomida son naturales o artificiales?

¿Serán asimilados y metabolizados por el organismo humano los productos con nanopartículas de igual manera que los productos convencionales?

Considerar las propiedades mecánicas, térmicas, estabilidad del pH, concentración, masa, solubilidad, etc.

3. Procesado

¿Son los nanomateriales producidos mediante la síntesis a partir de materiales más elementales (proceso "bottom-up") o a partir de la reducción un material grande mediante troceo y separación hasta llegar a la nanoescala (proceso "top-down")?

Debido a la alta capacidad de adsorción de la superficie de estos materiales, ¿hay compuestos dañinos generados al final del proceso?

4. Seguridad

¿Son los nanomateriales modificados químicamente?

¿Se los considera una nueva substancia?

Considerar los peligros de la acumulación de nanomateriales en el organismo humano.

¿Qué métodos se utilizan para mostrar y afirmar la toxicidad de nanomateriales?

Los progresos en este campo no han tardado en hacerse notar:

· El proyecto Europeo CORDIS (Servicio de Información para la Investigación y Desarrollo de la Comunidad) presenta en su página web su informe "Actividades Europeas en aspectos éticos, legales y sociales y gobernabilidad de la nanotecnología", que muestra un historial de los fondos destinados en la Unión Europea a la investigación en nanotecnología así como los diferentes proyectos relacionados con su entendimiento, divulgación, y estudio desde los ámbitos de la legalidad, la ética y la influencia social, haciendo un resumen de los proyectos actuales. Es un informe muy completo que nos da una idea general de la investigación actual de la nanotecnología y el esfuerzo de la Unión Europea para conseguir un marco general que englobe todos los ámbitos que se desprenden de la misma.

· En el portal Nanoforum podemos encontrar artículos que hacen referencia a la regulación y el riesgo de la nanotecnología.

· El portal inglés http://www.safenano.org/ muestra de manera independiente los avances en la regulación de la nanotecnología, los eventos futuros en la Unión Europea así como los artículos más modernos sobre efectos de las nanopartículas en el organismo humano, sin duda un enlace muy útil para estar al día sobre los avances reales de la nanotecnología, los que ya suponen una aplicación en la vida cotidiana.

Por Guillermo Alonso Flores

Actualmente, el estado chino es el mayor propietario de dólares del planeta, y no duda en gastarlo en innovación y en desarrollo, sobre todo en momentos en los que la moneda americana se está desvalorizando. China tiene además un tipo de cambio muy bajo que favorece las exportaciones, un enorme mercado interno, y al menos en las "zonas económicas especiales" unas tasas impositivas muy bajas que animan a la inversión.

Hay que tener en cuenta, sin embargo, algunas limitaciones naturales de la economía china; la principal, su bajo desarrollo en tecnologías especializadas, pilares de una investigación básica puntera. Las inversiones en I+D en China buscan, más que una investigación básica que permita desarrollar tecnologías propias, explorar rápidamente nichos ya explorados por empresas en nanotecnología de otros países y encontrar patentes no publicadas ya por estas empresas, basándose en el amplio potencial actual de la nanotecnología en el mundo, y en el caso de algunos de sus competidores, en la falta de inversiones. Las investigaciones chinas, centradas en nanomateriales, nanoelectrónica, nanociencia y nanomedicina, ya están dando óptimos resultados: más de ochocientas empresas especializadas en nanotecnología, y un mercado de 5400 millones de dólares de 2005, que se espera que alcance los 31000 millones de dólares en 2010 y los 144000 en 2015.

En resumidas cuentas, China va a intentar quedarse una generosa porción del pastel nanotecnológico del futuro, con fuertes inversiones en aplicaciones nanotecnológicas que ofrezcan beneficio a corto plazo; las más exploradas y menos especializadas. Su capacidad de mantenerse entre las grandes potencias nanotecnológicas dependerá de si invierte los beneficios que le dará la nanotecnología en investigación básica con resultados a medio/largo plazo o de si no lo hace.

Por Guillermo Alonso  Flores

Desde España, un rinconcito de Europa con apenas cuarenta millones de habitantes, centrado en sus propios problemas, y que tiende a observar el mundo de una manera simple y reduccionista, es difícil darse cuenta del enorme potencial humano de países en los que apenas pensamos en el día a día. Es cierto que hemos salido del mundo en desarrollo para incorporarnos plenamente al primer mundo, si bien con unas carencias propias de todos los países de la cuenca mediterránea que nos mantienen atados a una economía poco productiva, y sumergida en alrededor de un 25%. Pero hay países de población mucho mayor que se van a ir incorporando poco a poco al mundo desarrollado y con cuyo potencial humano no vamos a poder competir. Los principales son Brasil, la India y China.

China, concretamente tiene más de 1300 millones de habitantes, lo que la convierte en el país más poblado del mundo. Gobernada hasta el siglo XX por una serie de dinastías imperiales que fueron convirtiendo centenares de pueblos muy diferentes en una enorme nación, vertebrándolos sobre un estado sólido, pasó a convertirse en república en 1911. Tras la segunda guerra mundial, el Partido Comunista Chino, dirigido por Mao Tse Tung, expulsó al Kuomintang, único partido fuerte de la república de China, a la Isla de Taiwan. A partir de este momento, China pasaría a ser la República Popular China, el gobierno con un sistema económico comunista más grande del mundo. Tras la caída del bloque socialista, la República Popular China comprendió que el comunismo se había convertido en un obstáculo para su crecimiento económico, así que emprendió una serie de medidas administrativas para integrarse en la sociedad de mercado mundial, como el ingreso en la OMC o la creación de "zonas especiales" en las que se permitía la implantación de empresas privadas. Hoy nos encontramos en el punto en el que China está empezando a utilizar algunas de las herramientas de la economía capitalista para alimentar su vertiginoso crecimiento económico.

Uno de los puntos en el que China está incidiendo más es en el gasto en I+D. En 1997, el gasto en I+D chino era de sólo un 0,64% del PIB. En 2002 llegó hasta el 1,13% del PIB; en 2005, alcanzó el 1,34%.

La nanotecnología es uno de los sectores estrella de la I+D china. Hasta el momento, la mayor parte de los avances en nanotecnología en china se han centrado en el mercado doméstico. Sin embargo, como proclama la agencia hkc22, en nanotecnología, como en casi todos los campos, China tiene varias ventajas sobre sus competidoras. En primer lugar, la mano de obra es muy barata, casi esclava. En segundo lugar, el apoyo estatal.

Por Iker Olaeta

La nanotecnología, presentada frecuentemente como una tecnología limpia y ampliamente benéfica, promete ser la próxima revolución tecnológica. Pero lo cierto es que está generando un debate importante en varios aspectos: Por un lado, su afectación en la salud y el medioambiente; por otro, su utilización con fines militares, y por último, su impacto socioeconómico: ¿Cómo influirá esta supuesta revolución en el reparto de riqueza?

Para poder analizar este aspecto, es necesario analizar la impronta que los descubrimientos en nanotecnología dejan en diferentes ramas de la economía, y los efectos en la división social, el reparto de trabajo y de la riqueza que ello genera.

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Por Raquel Berenjeno 

Ya se conocen algunos de los posibles riesgos.  

Existe un vacío legal en este sentido. En España actualmente no existen regulaciones sobre este tipo de partículas y mucho menos en etiquetado, etc… Con lo que en un futuro será necesario una regulación de estos aspectos.

Más avanzados están en EE.UU. ya que el NIOSH (Intituto de Seguridad y salud laboral y espejo en el que se mira la legislación española de riesgos laborales)  ya ha publicado tres nuevos documentos pertenecientes sobre aplicaciones e implicaciones de la nanotecnología para la salud profesional y seguridad en las páginas web de la NIOSH para comentarios e impresiones de interesados:

• "Approaches to Safe Nanotechnology: An Information Exchange with NIOSH" revisa los actualmente es conocido a cerca de la toxicidad y control de las nanopartículas.
• "Strategic Plan for NIOSH Nanotechnology Research: Filling the Knowledge Gaps" se centra en los que la NIOSH está haciendo interna y externamente para liderar la seguridad ocupacional y la salud comunitaria en colaboración con la investigación en nanotecnología.
• "Web-Based Nano-Information Library: Concept and Invitation for Input" con el que se espera ayude a la salud ocupacional a través de profesionales, usuarios de la industria, grupos de trabajadores e investigadores para organizar y compartir información sobre nanomateriales.

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Por Raquel Berenjeno 

La nanotecnologia suele ser frecuentemente presentada como una tecnología limpia y ampliamente benéfica, pero ya está generando debate en ese sentido. Poco se comenta sobre los riesgos que conlleva, particularmente en los trabajadores de nanoindustrias.

La nanotecnología promete muchos beneficios, desde mejores productos hasta nuevas formas de curar las enfermedades. Pero junto con esos beneficios vienen los riesgos, mayormente desconocidos.

En un continuo esfuerzo por averiguar si las partículas suspendidas en el aire más diminutas suponen un riesgo para la salud, los científicos del centro Médico de la Universidad de Rochester demostraron que cuando las ratas inspiran materiales a nanoescala, éstos se dirigen de forma rápida y eficaz desde la cavidad nasal hacia varias regiones del cerebro (estudio publicado en el ejemplar de agosto de Environmental Health Perspectives).

Los investigadores observaron también cambios en la expresión genética que podrían indicar inflamación y una reacción de estrés celular, pero todavía desconocen si una acumulación de partículas ultrafinas origina lesiones cerebrales, afirma el autor principal Alison Elder, Doctor y Prof. Asistente de Investigación de Medicina Medioambiental.

En el estudio se probaron partículas ultrafinas de óxido de manganeso en una concentración inhalada habitualmente por los soldadores de las fábricas. Las partículas de óxido de manganeso eran del mismo tamaño que las nanopartículas manufacturadas, alrededor de las cuales ha surgido una gran controversia y que están siendo investigadas por ser el ingrediente fundamental de una industria creciente a pesar de la preocupación acerca de su seguridad.

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por: Cesare Navy

     Uno de los informes más conocidos sobre los peligros de la nanotecnología, publicado en 2003, fue "The Big Down" (La Gran Caída), que inspiró un artículo crítico del Príncipe Carlos, remarcando el gasto mínimo que se hacía en estudiar las posibles consecuencias de la nanotecnología, apenas un 5%. No obstante, poco a poco se observan cambios, y como se ha indicado en comentarios a artículos de este blog la Unión Europea está comenzando a terminar con el vacío legal en algunos temas que desembocará en unas condiciones mínimas para mantener la seguridad en todo lo referente a la nanotecnología.

     Enlazando con la anterior contribución, encontramos un artículo inquietante sobre estudios con mucha menos apariencia de ciencia ficción que desvelan riesgos para la naturaleza de numerosas nanopartículas. El artículo, llamado "Las aguas turbulentas de la nanotecnología", incluye la pregunta clave en el compromiso entre avance científico y seguridad: "¿Cuántas advertencias requieren las autoridades de los gobiernos antes de asegurar la inocuidad de las nanopartículas, evitar que los trabajadores que las producen se dañen y antes de que los consumidores queden completamente expuestos?"

     Como ejemplo, en este artículo señalado más arriba, se habla de los daños cerebrales ocasionados a peces en un medio acuático que contenía nanopartículas de tipo "buckyballs", moléculas diseñadas de carbono, en tan solo 48 horas. Y se remarca que no es un hecho aislado, como muestran con una lista de alertas rojas  ("Diez advertencias tóxicas") en torno al tema de la seguridad de las nanopartículas diseñadas, entre las que destacan daños al ADN, toxicidad de nanotubos, etc.

     La conclusión es que no hay solución fácil, ni respuesta a la pregunta que da título al artículo: No se puede parar la nanotecnología, pues como muestra este blog la práctica totalidad de las ramas de la ciencia se relacionan de una u otra forma con el tratamiento de moléculas a escala nanométrica. Pero tampoco se pueden hacer oídos sordos, por los beneficios de la nanotecnología, a estudios serios que implican a muchas nanopartículas artificiales y muestran sus posibles daños. Ni, por supuesto, ampararse en el carácter novedoso de este modo de hacer ciencia para retrasar los rigurosos análisis y controles, ya que son muchos los proyectos que ya han salido de los laboratorios y han llegado a la sociedad de consumo. Lo único que yo destacaría como imprescindible sería que los procesos sean guiados por las instituciones y no por empresas privadas, en beneficio del interés de la humanidad.

  Un conocido diario nacional, ha publicado hoy (14 de febrero de 2008) la noticia titulada "la Unión Europea da vía libre al empleo de nanopartículas en los alimentos", donde explica que la comisión europea ha decidido no legislar el uso de nanopartículas en la alimentación, ante la falta de información y consenso al respecto. Sin embargo hace tan sólo un par de días, Daniel Bloch (perteneciente a la comisión de energía atómica CEA), advertía en una conferencia en París sobre los posibles riesgos que conlleva el empleo de estas nanopartículas para la salud.   

   Lo cierto es que en la actualidad existe un creciente debate en torno al uso de esta nueva tecnología nanométrica. Como muestra, los artículos publicados en este blog relacionados con las ventajas y riesgos de la nanotecnología, han sido ampliamente comentados. Por otro lado, la Organización de Consumidores y Usuarios de la Unión Europea (BEUC), ha  denunciado la falta de información sobre la seguridad en el uso de nanomateriales, por lo que propone establecer una legislación que permita regular su uso. Sin embargo, ante la falta de información, la unión europea ha decidido proponer tan sólo un código de conducta que intente inculcar cierta ética durante el proceso de investigación. Como apunta Andreu Palou (vicepresidente de la Agencia Europea de Seguridad Alimentaria, EFSA), es difícil establecer una legislación cuando las preocupaciones se manejan en un plano hipotético.

    Lo cierto es que hoy en día nadie duda de las innumerables ventajas que conlleva el uso de nanopartículas, sin embargo existen muchos recelos sobre sus posibles riesgos en el futuro. Como toda investigación, deben extremarse la precaución y la seguridad, a la vez que se establecen rigurosos controles de calidad. Si algo alarma a la sociedad es la falta de información, por lo que durante el proceso debe promoverse igualmente una correcta y supervisada divulgación. El debate está abierto, ¿qué piensas tú?