La nanociencia y la nanotecnología se presentan como un área de investigación relativamente nueva en el estudio de los materiales, donde convergen diversas ramas del conocimiento (química, física, biología, informática, electrónica, matemáticas, etc.) que permiten estudiar fenómenos inéditos que ocurren a nivel atómico y molecular. Pero como casi todos los grandes descubrimientos y avances científicos de la historia de la humanidad -y ésto puede aplicarse, por ejemplo, tanto a la prehistoria con la aparición del fuego como a la energía atómica en la edad moderna-, puede ser usada para beneficiarnos o perjudicarnos. Escuchemos las dos campanas y que cada uno saque sus propias conclusiones.
Las referencias iniciales a la nanotecnología fueron presentadas en 1959 por el físico norteamericano Richard Feynmann, en una conferencia en la que vislumbró la posibilidad de manipular materiales a escala atómica y molecular. Se cita un párrafo a continuación:
"[...] Las leyes de la física, hasta donde yo puedo comprender, no nos prohíben la posibilidad de manipular la naturaleza átomo por átomo... no es un intento de violar ninguna ley [...] pero en la práctica, no se ha hecho porque somos muy complejos [...] los problemas de la química y la biología pueden ser en gran parte resueltos si nuestra habilidad para ver lo que estamos haciendo y para hacer cosas a nivel atómico finalmente es desarrollada [...] un desarrollo que, creo, finalmente no puede ser evitado [...]".
Sin embargo, el término "nanotecnología" fue usado por primera vez en 1974 por Norio Taniguchi, investigador de la Universidad de Tokio, quien denominaba así a la capacidad de manejar materiales a nivel nanométrico.
Conceptos básicos y fundamentales
Las leyes que rigen la materia a escala nanométrica son distintas a las de la escala macroscópica. Las reglas que permiten entender el comportamiento de este "nanouniverso" están dadas por las leyes de la mecánica cuántica, la cual determina las propiedades de la materia cuando se ubican en el rango de interés de las nanotecnologías. Algunos principios fundamentales de la mecánica cuántica son:
• Que el intercambio de energía entre átomos y partículas solo puede ocurrir en paquetes discretos llamados "cuantos de energía".
• Que las ondas de luz, bajo determinadas condiciones, se pueden comportar como partículas (fotones).
• Que en algunas circunstancias, las partículas se pueden comportar como ondas.
• Que es imposible conocer al mismo tiempo la velocidad y la posición exacta de una partícula, cuestión que se conoce como el "Principio de Incertidumbre de Heisenberg" (también denominado "Relación de indeterminación de Heisenberg").
Funciones de onda del electrón en un átomo de hidrógeno en diferentes niveles de energía. La mecánica cuántica no puede predecir la ubicación exacta de una partícula en el espacio, solo la probabilidad de encontrarla en diferentes lugares. Las áreas más brillantes representan una mayor probabilidad de encontrar el electrón. (Imagen: Kyle Forinash, Universidad de Indiana).
• En la industria textil, desarrollo de tejidos inteligentes anti-mancha, u otros daños como desgarro.
• En medicina, algunos nanomateriales permiten un diagnóstico precoz de ciertas afecciones y enfermedades, algo que, en algunos casos, hasta el momento era difícil o imposible mediante los métodos tradicionales.
• En la industria de la construccón, alteración de minerales (básicamente metales) para mejorar su resistencia, peso, flexibilidad y tolerancia a las amplitudes térmicas y otras cuestiones que los afectan.
Imagen: Getty Images / iStock.
Hasta aquí, cinco ejemplos -aunque no los únicos- de los beneficios de la nanotecnología: su "lado luminoso o esperanzador", podría decirse. Pero, sin embargo, hay que tener en cuenta que el uso de nanopartículas puede suponer un riesgo para el medioambiente -y por consecuencia, para nuestra salud- que es necesario evaluar y controlar. Aún no hay consenso a nivel mundial acerca de una estrategia de utilización de nanotecnologías segura y responsable, y actualmente se están manejando nanopartículas sin la información suficiente de sus propiedades y de los riesgos que pueden llegar a suponer para la salud y seguridad, comenzando por los trabajadores expuestos, que son el primer eslabón de la cadena.
Un par de riesgos para los científicos manipuladores a nivel molecular
• Incendio y explosión: debido precisamente a la falta de investigación y de estudios concluyentes en lo relativo a los nanomateriales, no podemos identificar con claridad las situaciones del potencial explosivo de las nanopartículas. Sin embargo, sí podemos indicar algunas reglas generales como, por ejemplo, que la energía mínima de ignición disminuye con el tamaño, y que la gravedad de las explosiones parecen ser menores que en partículas finas (micras). Como medida de prevención se establece disponer de adecuadas instalaciones antiexplosivas, manipular los nanomateriales en un ambiente adecuado y almacenar los mismos en atmósferas controladas.
• Toxicidad: la interacción de las nanopartículas con el sistema biológico suele ser diferente que con partículas más grandes y pueden llegar a todo el cuerpo. La principal vía de entrada es la inhalatoria y, posteriormente, se traslada a cualquier parte del cuerpo (estudios revelan que pasan desde la región nasal al cerebro mediante el nervio olfativo). Además de la vía inhalatoria, también hay que mencionar la vía dérmica, realizando su penetración a través de folículos pilosos, y por último la vía digestiva que, principalmente, derivará de malas prácticas higiénicas durante y luego de la manipulación de estos materiales.
Consideraciones legales y éticas
En el ámbito legislativo, la Comisión Europea (por sólo citar un ejemplo) proporciona una posible definición de los nanomateriales en función de su tamaño, pero sin tener en cuenta el riesgo que puedan suponer. Sin embargo, es realmente complicado trazar la línea para su identificación una vez incorporados a los productos finales.
Por otro lado, la producción, exportación e importación de este tipo de materiales dependen de los compuestos químicos que los formen, ya que todos ellos deben estar detallados en el Registro, evaluación, autorización y restricción de sustancias químicas (por sus siglas, REACH). Además, se exigen técnicas de etiquetado y envasado rigurosas de estos nanomateriales (especialmente si contienen sustancias peligrosas), así como la provisión de un protocolo de actuación para garantizar un uso seguro de los mismos. Pese a todo, las implicaciones legislativas son tremendamente amplias al tratarse de una disciplina que abarca tantas disciplinas científicas, y quedan pendientes cuestiones como el derecho sanitario, la regulación del mercado o la protección de datos.
En cuanto a las consideraciones éticas, éstas se llevan discutiendo desde el año 2003, comenzando con la reunión celebrada en diciembre por parte de la COMEST (un cuerpo administrativo de la UNESCO) en Río de Janeiro, Brasil. Tres años después, en una reunión celebrada en Dakar, se elaboró un escrito más detallado al respecto, que son las "Recomendaciones de la COMEST sobre políticas en materia de nanotecnología y ética". En este documento se habla, entre otras cosas, sobre:
• La dificultad de identificar la toxicidad de los nanomateriales y de los posibles daños a largo plazo que estos pudieran causar, ya sea a los individuos o al medio ambiente.
• La privacidad y confidencialidad, ya que estas tecnologías podrían suponer la implantación de dispositivos de vigilancia nunca vistos, por lo que definir bajo qué términos se aceptaría ésto es algo que también queda pendiente de discusión.
• En otro apartado se alude a cómo la línea entre tecnología y ciencia cada vez se ve más desdibujada, y a la posibilidad de que la propiedad intelectual pueda contribuir a la "nanobrecha" entre países desarrollados y aquellos que están en vías de ello.
• En líneas generales, se alude a la necesidad de una formación ética al respecto, especialmente en el ámbito científico y tecnológico. También se propone la acción inversa: es decir, que los especialistas en ciencias sociales amplíen sus bases de conocimientos científicos, resultando en un efecto más de la pluri-afección de la nanotecnología.
• Se hace especial hincapié en la exigencia de fomentar el debate participativo, ya que, al ser una cuestión interdisciplinaria, expertos de todas las áreas deben sentarse a debatir cuestiones como los riesgos que entrañan, los potenciales beneficios de las mismas o los contextos de aplicación más favorables.
Pese a todo el debate y la aparente fragilidad de los mecanismos legislativos y éticos, hoy en día existen cientos de productos que incorporan este tipo de tecnologías en el mercado, especialmente medicamentos y cosméticos.
Polémicas recientes y potenciales usos perjudiciales
Durante la reciente pandemia mundial de COVID-19, circularon en medios de comunicación y redes sociales, teorías acerca del supuesto uso de estas tecnologías en vacunas para alterar, modificar y "reescribir" nuestro sistema genético, hasta el punto de cambiar nuestro comportamiento social -y hasta ideológico- con fines poco claros.
La realidad es que varios de los grandes laboratorios multinacionales desarrolladores de las vacunas anti-COVID (sin necesidad de hacer nombres, porque todos los conocemos hasta el hartazgo) fueron cuestionados por estas prácticas. Algunos de ellos publicaron -como internacionalmente es exigido- las fórmulas y componentes de sus vacunas para que cualquier persona disponga de esa información. Alguno que otro, sin embargo, prefirió "solapar" esa información, o al menos hacerla parcialmente accesible (usemos el eufemismo "de difícil acceso"), y ahí nació la lógica sospecha.
Dado que es imprescindible que cada persona tenga el legítimo derecho a conocer que sustancias y componentes están introduciendo en su cuerpo en pos de su salud y a modo de prevención o curación, este tema adquiere una enorme relevancia.
¿Qué hay de cierto o no en esas teorías? Es de desear que conozcamos la verdad en este tema que nos afecta a todos, inclusive en el caso de las vacunas que, por calendario obligatorio, recibimos desde la más temprana edad.
Grandes empresas farmacéuticas persiguiendo fines oscuros, decidídamente hay, hubo y habrá -generalmente en complicidad con estados y gobiernos-, y la pandemia de COVID fue una situación ideal para quienes persiguen esos fines. Por eso es imprescindible el acceso público a la información en cuestiones que, como ésta, nos afectan no sólo de manera individual sino a nivel colectivo.
Hay un larguísimo y nada fácil camino por recorrer y -remitiendo al primer párrafo de este post- cualquier avance o descubrimiento científico-tecnológico puede usarse para beneficiar o para dañar. De nuestra parte, es de desear que en este caso se trate de lo primero.