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Química
Nanopartículas Acuáticas, Nuevo Campo de Estudio
14
de Enero de 2008.
 La
química del agua y la mineralogía son campos científicos que existen
desde hace mucho tiempo, el suficiente para haber adquirido
conocimientos profundos y desarrollado tecnologías relacionadas con
estos. Sin embargo, la frontera entre el agua y las rocas no es una
delgada línea mojada sino un nuevo y vasto campo de la ciencia de las
nanopartículas.
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Los científicos están descubriendo que las nanopartículas acuáticas, de
1 a 100 nanómetros, influyen en los procesos químicos naturales y
artificiales del agua y sus sistemas de modo diferente que los
materiales similares pero de tamaño más grande. "Las nanopartículas
están en un estado intermedio, entre el de los elementos disueltos en el
agua y el de los minerales que se pueden coger con la mano", explica
Michael Hochella Jr., profesor de geociencias en el Tecnológico de
Virginia. "La escala nanométrica representa una zona de transición. Por
ejemplo, las propiedades electrónicas, magnéticas y ópticas son
diferentes dependiendo de si la escala es la atómica, la nanométrica, o
la visible a ojo desnudo".
Un informe confeccionado por Hochella y otros investigadores ofrece una
revisión crítica del campo emergente de las nanopartículas acuáticas
medioambientales. El informe estudia los recientes avances en la
identificación de las nanopartículas en el agua y la comprensión de sus
propiedades y reactividad.
En esta revisión se han tenido en cuenta las nanopartículas formadas por
los procesos naturales en el agua, y también las creadas como
consecuencia imprevista de actividades humanas incluyendo por ejemplo
explotaciones mineras o tratamientos de aguas.
Como el hierro es el metal de transición más abundante en la Tierra, y
el oxígeno es el elemento más abundante en la corteza terrestre, los
óxidos férricos se encuentran virtualmente en todos los sistemas de
aguas y suelos naturales con un amplio espectro de pH, salinidad y
escenarios geológicos. Durante miles de millones de años, la naturaleza
produjo nanopartículas de óxido de hierro que transportan elementos y
compuestos a grandes distancias por medio de los ríos y las aguas
subterráneas, y que también están involucradas en la catálisis y la
transformación orgánicas. Y estas nanopartículas son responsables del
área desproporcionadamente grande de la superficie con potencial
reactivo del medio ambiente. Como resultado, lo que una vez se consideró
que existía como una fracción disuelta en agua, ya no puede verse de
este modo.
Entretanto, el Hombre está cambiando la distribución natural de las
nanopartículas sin tener idea de las consecuencias. Por ejemplo, los
intentos de limpieza medioambiental pueden movilizar la descarga de la
contaminación hacia ubicaciones no deseadas, a través del transporte de
las nanopartículas. Y como a ellas se pegan los contaminantes, la
estabilidad de estos y su interacción son diferentes de lo que se
predijo en el pasado.
Incluso la limpieza no invasiva es problemática. La biolimpieza,
mediante microorganismos, del uranio soluble, como la que se realiza
empleando bacterias reductoras de metales, es de alto interés. Pero un
estudio de campo demostró que una gran parte del uranio no quedaba
reducido después de tal tratamiento. Las complejidades que subyacen en
el destino de los metales y radionucleidos contaminantes durante la
formación de las nanopartículas hacen que predecir los productos finales
sea muy difícil.
Hay algunos casos claros bajo estudio. Por ejemplo, las nanopartículas
son importantes en el transporte río abajo de metales pesados tóxicos,
como el plomo y el arsénico, según una investigación desarrollada en un
río de Montana. Estas partículas son increíblemente pequeñas, de 5 a 10
nanómetros.
Hasta no hace mucho, ni siquiera se sabía que las nanopartículas
operasen como tales en el medio ambiente. Ahora, por ejemplo, ya está
claro que el plomo en una solución se comporta de forma diferente al
adosado a una partícula. Pero encontrar esas partículas no es fácil. Y
su impacto por la posibilidad de que interactúen íntimamente con los
seres vivos todavía es desconocido.
Información adicional en:
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