Investigadores de la Universidad de Wageningen proporcionan el primer modelo espacio-temporal explícito del mundo que simula el comportamiento y el destino de nanopartículas diseñadas (ENP) en aguas superficiales. Bart Koelmans, investigador de Wageningen:"Esto es importante para garantizar la seguridad de la nanotecnología. Necesitamos tener una evaluación de los riesgos de los ENP para el hombre y el medio ambiente".
La nanotecnología se está desarrollando rápidamente, con la emisión de rápido crecimiento de nanopartículas artificiales de menos de 100 nm como consecuencia. Los ENP son difíciles de medir en el medio ambiente, por lo que las evaluaciones de exposición deben basarse en modelos. Los modelos anteriores solo podían predecir las concentraciones de fondo promedio a escala continental o nacional.
NanoDUFLOW
Sin embargo, el nuevo modelo NanoDUFLOW, desarrollado por Joris Quik, Jeroen de Klein y Bart Koelmans y descrito recientemente en la revista Water Research, es capaz de simular las concentraciones de ENP, y sus homo y heteroagregados en el espacio y el tiempo, para cualquier régimen de caudal hidrológico de un río. Bajo el capó de NanoDUFLOW hay un 'motor' que calcula todas las interacciones relevantes entre 35 tipos de partículas, incluidas las ENP, y que decide sobre la agregación, asentamiento o flujo prolongado en el río. La tasa de estas interacciones depende de las condiciones de flujo en el río, que se calculan en el módulo de hidrología de NanoDUFLOW. Este módulo se puede configurar para que coincida con la estructura del canal de cualquier cuenca según lo defina el usuario, permitiendo una gran flexibilidad.
Desarrollo del modelo
El desarrollo del modelo tomó un camino largo y sinuoso. Los ENP son productos químicos emergentes con propiedades únicas, lo que implica que es necesario desarrollar algunas descripciones de nuevos procesos. Uno de los principales parámetros de este nuevo tipo de modelos es la eficiencia del apego. La eficiencia de la unión es la posibilidad de que dos partículas permanezcan juntas cuando chocan, una posibilidad que depende de la naturaleza de las partículas en colisión y de la química del agua. Era necesario desarrollar un método de cálculo inteligente que permitiera estimar la eficiencia de la unión a partir de experimentos de laboratorio con ENP y partículas naturales y aguas recolectadas en el campo.
Uso de NanoDUFLOW para la evaluación de riesgos de nanomateriales
Para garantizar la seguridad de la nanotecnología, la sociedad pide una evaluación de los riesgos de las PEV para el hombre y el medio ambiente. Una evaluación de riesgos para las ENP requiere una evaluación de la exposición a las ENP, y de los efectos provocados por las PE, que luego se pueden comparar en una caracterización del riesgo. Considerando que los modelos de niveles de cribado anteriores pueden seguir siendo la primera opción para los niveles inferiores en la evaluación de riesgos, Se cree que NanoDUFLOW es útil para niveles más altos de evaluación de riesgos, donde es necesario abordar los riesgos específicos del sitio. Las simulaciones con NanoDUFLOW mostraron la aparición de "puntos calientes" de contaminación clara de ENP en la columna de agua y en los sedimentos. Es más, NanoDUFLOW fue capaz de simular la especiación de ENP en fracciones de diferentes tamaños. Esta especiación define las fracciones ecotoxicológicamente relevantes de los ENP, para una variedad de rasgos de especies. También a este respecto, NanoDUFLOW contribuirá a perfeccionar la evaluación de riesgos de las PE.
