Cómo cambian los nanomateriales en el medio ambiente
Los estudios demuestran que los nanomateriales pasan por transformaciones inmediatas y complejas cuando se liberan en el medio ambiente. Estas transformaciones pueden ser biológicas, físicas o químicas y pueden verse influidas por características específicas de los materiales y por las condiciones ambientales.
Los nanomateriales pueden introducirse en el medio ambiente en cualquier etapa de su ciclo de vida, durante la producción de la materia prima, cuando se utiliza un producto que contiene nanomateriales o cuando un producto se recicla o se convierte en residuo. Puede suceder directamente, por ejemplo, al nadar mientras se utiliza un protector solar que contiene un nanomaterial o indirectamente, mediante sistemas técnicos como una planta de tratamiento de aguas residuales.
Para comprender en qué medida los nanomateriales presentan comportamientos diferentes en diferentes condiciones ambientales, es importante tener en cuenta sus transformaciones químicas, físicas y biológicas.
Los procesos de transformación son complejos y se producen simultáneamente
La forma en que las nanopartículas cambian en el medio ambiente depende de su composición única definida por su tamaño, composición básica y tratamiento superficial, denominado recubrimiento o encapsulado. Estos parámetros determinan en gran medida su estabilidad, disolución o aglomeración y dan lugar a materiales transformados con diferente comportamiento.
Esto se complica aún más por la influencia de las condiciones ambientales, como la temperatura, la presencia de diferentes sales u otras partículas orgánicas e inorgánicas en la transformación de las nanopartículas.
Y, por último, la interacción con los organismos tiene un efecto en las reacciones de transformación específicas. Esta interacción funciona en ambos sentidos, es decir, las partículas y los organismos se influyen mutuamente, por ejemplo, las reacciones de desintoxicación que cambian las características principales de las partículas.
Estos procesos de transformación física, química y biológica se producen inmediatamente y, con mucha frecuencia, de forma simultánea tras la liberación e influyen en el transporte, la movilidad y el potencial de absorción en los organismos e interaccionan con estos. La interacción entre estos procesos y el transporte de las nanopartículas determina el destino y, en última instancia, el potencial ecotoxicológico de las nanopartículas.
¿Qué sucede con la biodegradación de los nanomateriales orgánicos y los recubrimientos superficiales?
La biodegradación es un proceso natural en el medio ambiente mediante el cual los microorganismos descomponen cualquier material orgánico para reciclar los elementos biológicamente esenciales.
Este principio de biodegradación también se aplica a los compuestos químicos orgánicos. Cuanto mayor sea la velocidad de biodegradación de un producto químico, mejor, porque de esta forma el compuesto desaparece más rápidamente del medio ambiente y causa menos daños. Por lo tanto, es obligatorio analizar la posible persistencia en la evaluación de peligros producidos por productos químicos con ensayos normalizados desde hace mucho tiempo (p. ej., las directrices de ensayo de la OCDE) para determinar la biodegradabilidad de un producto químico.
Al igual que para cualquier producto químico «convencional», saber si los nanomateriales o los recubrimientos se biodegradan, y cómo lo hacen, cuando se liberan en el medio ambiente es una cuestión fundamental. A la luz de las propiedades únicas que poseen los nanomateriales, los investigadores estudian la idoneidad de los ensayos normalizados establecidos para analizar su potencial de biodegradación.
Si bien las primeras indicaciones muestran que los métodos existentes funcionan en principio, se deben realizar mayores esfuerzos para lograr mejoras tecnológicas que reconozcan los requisitos nanoespecíficos en lugar de cambiar los ensayos existentes o desarrollar nuevos métodos.