Ejercicios: Aplicaciones y consecuencias de la nanoquímica

Menciona dos aplicaciones de las nanopartículas en el ámbito médico y una aplicación en el ámbito ambiental. Para cada una, escribe en una frase qué función cumple la nanopartícula.

Las nanopartículas de plata se usan en algunos textiles deportivos y en envases porque tienen acción antimicrobiana. Indica cuál es el beneficio de esta propiedad y cuál podría ser un riesgo asociado a que estas nanopartículas lleguen al agua al lavar la prenda.

Clasifica cada uso en el ámbito que corresponda (ambiental, médico, agrícola o industrial):

1. a) nanopartículas que transportan un fármaco hasta células tumorales;

1. b) nanocatalizadores que reducen emisiones de un escape de vehículos;

1. c) nanofertilizantes que liberan nutrientes lentamente en el suelo;

1. d) recubrimientos nanoestructurados que hacen más resistente una herramienta de corte.

En la agricultura de la zona central de Chile se estudia el uso de nanofertilizantes que liberan lentamente nitrógeno al suelo, en comparación con un fertilizante convencional soluble.

1. a) Explica por qué una liberación lenta puede disminuir la pérdida de nutrientes por escurrimiento hacia ríos y napas.

1. b) Plantea un beneficio económico y un beneficio ambiental de esta tecnología.

1. c) Menciona un riesgo o una incertidumbre que habría que investigar antes de su uso masivo.

Una empresa propone usar nanopartículas de dióxido de titanio ($\text{TiO}_2$) en una pintura para fachadas de edificios de Santiago, con el fin de descomponer parte de los contaminantes del aire bajo la luz solar (fotocatálisis).

1. a) Explica por qué la gran superficie de las nanopartículas favorece este proceso.

1. b) Indica una ventaja ambiental de esta pintura.

1. c) Describe una pregunta de seguridad que debería responderse sobre el desgaste de la pintura y la liberación de las nanopartículas al ambiente.

En medicina se estudian nanopartículas que transportan un fármaco anticancerígeno y lo liberan preferentemente en el tejido tumoral, en lugar de distribuirse por todo el cuerpo.

1. a) Explica por qué este tipo de transporte podría reducir los efectos secundarios en comparación con un tratamiento convencional.

1. b) Señala dos criterios que se deberían evaluar antes de aprobar su uso en pacientes (por ejemplo, relacionados con la seguridad y la eficacia).

1. c) Plantea una consideración ética que surja al desarrollar este tipo de terapias.

Una minera del norte de Chile evalúa usar nanomateriales adsorbentes para retirar metales pesados desde aguas residuales antes de devolverlas al ambiente. El material es muy eficaz porque su gran superficie retiene los iones metálicos, pero los análisis preliminares indican que una pequeña fracción de las nanopartículas podría quedar en el agua tratada.

Elabora una evaluación argumentada que incluya: (i) los beneficios del método frente a uno tradicional, (ii) los riesgos asociados a la fracción de nanopartículas que escapa, (iii) al menos dos medidas concretas para reducir esos riesgos, y (iv) tu conclusión sobre si recomendarías su implementación y bajo qué condiciones.

Un colegio de Valparaíso organiza un debate sobre el uso de nanopartículas de plata en productos de consumo (calcetines, botellas, cosméticos). Se plantean dos posturas: "Su uso masivo es beneficioso porque previene infecciones y olores" y "Su uso masivo es riesgoso porque favorece la resistencia bacteriana y contamina las aguas".

1. a) Presenta un argumento sólido a favor de cada postura, basado en las propiedades de las nanopartículas de plata.

1. b) Indica qué tipo de evidencia científica permitiría decidir entre ambas posturas (por ejemplo, qué se mediría y en qué condiciones).

1. c) Propón una regulación o una práctica de consumo responsable que equilibre beneficios y riesgos, y justifica por qué sería adecuada.