El uso excesivo de pesticidas y fertilizantes en la agricultura es una de las mayores fuentes de contaminación y degradación de los suelos de todo el planeta. Afortunadamente, desde hace algunos años, científicos alrededor del mundo han comenzado a usar una solución de dimensiones microscópicas con impactos gigantes: la nanotecnología.
En una revisión publicada en el International Journal of Biological Macromolecules de Elsevier en junio de 2023, un grupo de expertos, que incluyen a Sasan Zahmatkesh, investigador de la Escuela de Ingeniería y Ciencias, Campus Puebla, del Tec de Monterrey, revisaron los trabajos más recientes en los que se utilizó esta tecnología para eficientizar y mejorar la industria de los alimentos.
Entre sus aplicaciones más prometedoras está remediar el daño ocasionado a los suelos y así contribuir a prácticas sostenibles en la agricultura. Esto se ha vuelto cada vez más relevante ya que la importancia del suelo es cada vez más clara: en él se produce, de forma directa o indirecta, alrededor del 95% de nuestros alimentos.
Es por ello que tener suelos saludables es esencial para garantizar la seguridad alimentaria de la humanidad, aumentar la resiliencia de los asentamientos humanos ante las inundaciones y sequías, así como proveer sustento para la biodiversidad. Todos estos son aspectos necesarios para un buen futuro en nuestro planeta.
¿Qué es la nanotecnología?
La nanotecnología es una rama de la ingeniería que se dedica a manipular la materia a una escala nanométrica para crear nuevas estructuras, materiales y aparatos. El tamaño con el que lidia es muy, muy pequeño, con las nanopartículas midiendo de 1 a 100 nanómetros. Para entender qué tan chiquito es esto: un solo cabello humano mide alrededor de 80,000 nanómetros.
Su tamaño les da propiedades únicas en comparación con materiales a mayor escala ya que las reglas de la física y de la química no aplican en estas dimensiones, por lo que promete avances científicos en sectores como la medicina, energía, materiales, agricultura y fabricación de productos.
Las nanopoartículas de carbono, por ejemplo, son seis veces más ligeras que el acero y al mismo tiempo cien veces más fuertes.
“La nanotecnología es tanto ciencia, como arte y se ocupa de la manipulación de la materia para crear objetos novedosos que tienen el potencial para cambiar la sociedad humana”, escriben los autores.
Nanotecnología para sanar los suelos
Hoy en día, una tercera parte de nuestros suelos están degradados debido a la erosión, salinización, compactación y contaminación. Entre los contaminantes más comunes están los metales pesados, los contaminantes orgánicos persistentes −como algunos derivados del cloro− y contaminantes emergentes, como productos farmacéuticos y de cuidado personal.
El uso de nanopartículas puede utilizarse de distintas formas para ayudar a la eliminación de estos contaminantes. Un ejemplo es utilizar nanopartículas de hierro para separar el cloro de la molécula del triclosán −un contaminante orgánico persistente muy común en la agricultura− y permitir que este sea eliminado de los suelos.
También pueden asistir en limpiar los metales pesados. En algunos estudios han utilizado nanopartículas de dióxido de titanio para aumentar la absorción del cadmio −un metal pesado− por las plantas de soja y asistir un método de remediación conocido como fitorremediación en el cual se colocan plantas que absorben sustancias específicas y así limpian el suelo.
En un trabajo realizado en España se utilizaron nanopartículas de hierro altamente puro que tienen una gran reactividad química y pueden encapsular los contaminantes, evitando así que se disuelvan en el agua y puedan esparcirse con mayor facilidad.
En este caso, utilizaron el nanohierro para encapsular el mercurio y el arsénico en suelos contaminados y así reducir su disponibilidad. El tratamiento funcionó en tan solo 72 horas, disminuyendo la presencia de estos entre un 50% y 80%.
Además, los nanomateriales como las nanoarcillas o nanohidrogeles se pueden agregar a suelos contaminados para mejorar la retención del agua y la disponibilidad de nutrientes, promoviendo el crecimiento de plantas y facilitando los procesos naturales de sanación del suelo.
Estos son solo algunos ejemplos de las muchas formas en que tiene la nanotecnología puede ayudar a sanar los suelos dañados por la actividad humana, sin embargo, los autores advierten que para que estas sean efectivas tiene que hacerse una evaluación e investigación adecuada que reduzca el riesgo de efectos secundarios de las nanopartículas en el suelo.
“Es fundamental realizar una validación experimental rigurosa y garantizar que se cumplan las regulaciones, así como analizar y mitigar los riesgos ambientales”, enfatizan. “En el futuro, el desarrollo y adopción de estas moléculas reducirán problemas ambientales y aumentarán la producción de alimentos”, concluyen.
