La investigación en torno al plasma frío atmosférico está abriendo nuevas posibilidades en campos tan diversos como la agricultura, la protección del medio ambiente o la medicina. En los próximos minutos conoceremos el trabajo de uno de los científicos europeos que lidera esta línea de investigación y descubriremos cómo una tecnología basada en descargas eléctricas podría contribuir, en un futuro próximo, a mejorar nuestra calidad de vida de una forma más sostenible.
Así, hoy les presentamos la investigación del profesor eslovaco Zdenko Machala y de su equipo científico, especializado en el llamado plasma frío atmosférico y en sus múltiples aplicaciones.
Zdenko Machala es físico y profesor de la Facultad de Matemáticas, Física e Informática de la Universidad Comenius de Bratislava. Obtuvo el doctorado en la Universidad París-Sur y posteriormente realizó una estancia posdoctoral en la Universidad de Stanford, en Estados Unidos. Está considerado uno de los mayores especialistas eslovacos en física del plasma. Junto con su grupo de investigación trabaja especialmente en el estudio del plasma frío atmosférico y en sus aplicaciones en distintos ámbitos, entre ellos la protección del medio ambiente.
Profesor, ¿qué es exactamente el plasma con el que trabaja y de qué manera puede ayudarnos?
El plasma con el que trabajamos en nuestra investigación es el cuarto estado de la materia. Se genera mediante descargas eléctricas y consiste en un gas ionizado. No hablamos, por supuesto, del plasma sanguíneo. Lo que aprovechamos es que durante ese proceso se producen numerosas partículas altamente reactivas, sobre todo de carácter oxidante. Estas partículas pueden emplearse para descomponer contaminantes presentes en el agua o en el aire, o bien para eliminar microorganismos. En definitiva, se trata de un entorno extremadamente reactivo que utilizamos para desarrollar distintas aplicaciones.
En sus investigaciones, las descargas eléctricas son capaces de destruir bacterias, pesticidas e incluso restos de medicamentos presentes en el agua. ¿Significa eso que algún día podremos depurar las aguas residuales sin recurrir a productos químicos agresivos?
Ese es precisamente nuestro objetivo. Se trata de una solución que podríamos calificar de ecológica, ya que no requiere el uso de productos químicos. Las partículas que genera el plasma tienen un enorme poder oxidante, pero su vida es muy corta. Después desaparecen y sus restos no permanecen en el agua. De este modo podemos eliminar restos de medicamentos, pesticidas, microorganismos o contaminantes presentes tanto en el agua como en el aire, sin dejar residuos químicos posteriores.
Otra de las líneas que está despertando un gran interés es el agua activada por plasma, capaz de favorecer el crecimiento de las plantas. ¿Podría convertirse en una alternativa ecológica a los fertilizantes convencionales?
Si me permite explicarlo un poco más, nosotros generamos el plasma en gases, normalmente en el aire. Como el aire contiene oxígeno y nitrógeno, durante el proceso se forman partículas reactivas procedentes del oxígeno, con una gran capacidad oxidante, pero también conseguimos incorporar el nitrógeno atmosférico a diferentes compuestos, por ejemplo, al agua, de manera que las plantas puedan aprovecharlo. Podemos ajustar las descargas eléctricas para producir principalmente partículas oxidantes cuando queremos eliminar microorganismos o degradar moléculas complejas, como pesticidas o productos farmacéuticos. Pero también podemos orientar el proceso para favorecer la incorporación de nitrógeno. Ese nitrógeno, transformado en nitratos presentes en el agua, sirve como nutriente para el crecimiento de las plantas. Es un procedimiento respetuoso con el medio ambiente porque utiliza energía renovable para fijar el nitrógeno atmosférico. Además, en Eslovaquia estamos desarrollando un sistema integrado que primero limpia mediante plasma el agua contaminada y, posteriormente, la activa para convertirla en agua activada por plasma, que después puede utilizarse como fertilizante para los cultivos.
Profesor Machala, su trabajo reúne conocimientos de física, química, biología y medicina. ¿En qué ámbito cree que el plasma tendrá un mayor impacto en la vida cotidiana de las personas durante los próximos años?
Uno de los ámbitos más prometedores es la agricultura, utilizando el plasma para fijar nitrógeno atmosférico y producir fertilizantes sin recurrir a los procesos químicos tradicionales. Otro es el medioambiental, especialmente en la depuración de aguas y en la limpieza y descontaminación del aire, sobre todo en espacios interiores. Las soluciones basadas en plasma son muy eficaces frente a bacterias, virus, hongos y también frente a numerosos contaminantes químicos presentes en el aire. De hecho, esta tecnología también la estamos desarrollando para futuras misiones espaciales, donde podría utilizarse para reciclar y descontaminar el aire en estaciones situadas en la Luna o en Marte. Y un tercer campo es la medicina. Ya existen aplicaciones muy prometedoras para la cicatrización de heridas crónicas, especialmente en pacientes diabéticos y en úlceras resistentes a los tratamientos convencionales. Además, otra línea de investigación muy esperanzadora es el tratamiento del cáncer, ya que los estudios indican que el plasma puede destruir de forma selectiva las células tumorales, afectando en mucha menor medida a las células sanas. Aún son necesarios numerosos ensayos clínicos, pero tanto nuestros resultados como los obtenidos por otros grupos de investigación en distintos países son muy alentadores.
El plasma frío atmosférico representa uno de los ejemplos más claros de cómo la investigación básica puede acabar transformándose en soluciones concretas para algunos de los grandes desafíos de nuestro tiempo. Desde una agricultura más sostenible hasta nuevos métodos para descontaminar el agua, mejorar la calidad del aire o desarrollar tratamientos médicos innovadores, esta tecnología continúa avanzando con rapidez. Si las investigaciones mantienen el ritmo actual, en los próximos años podríamos ver cómo muchas de estas aplicaciones pasan del laboratorio a formar parte de nuestra vida cotidiana.
Zdenko Machala
Máte problém s prehrávaním? Nahláste nám chybu v prehrávači.
