Modificación superficial de los bloques de cuarzo para eliminar su toxicidad

El sílice cristalino es una materia prima esencial para fabricar muchos productos de uso diario. Se utiliza de forma generalizada en muchas industrias de fabricación, como el sector de la cerámica, pero la inhalación de sílice cristalino respirable (RSC) durante un tiempo prolongado puede provocar la enfermedad pulmonar de la silicosis.

A pesar de que la toxicidad del sílice se puede anular prácticamente recubriendo las partículas de RSC con ciertas sustancias, por el momento no hay constancia de que la industria haya adoptado ningún tratamiento del sílice. El proyecto SILICOAT (Industrial implementation of processes to render RCS safer in manufacturing processes) se puso en marcha con el objetivo de cambiar esta situación.

Los científicos desarrollaron una tecnología de recubrimiento de cuarzo hecho a medida que es rentable y está basada en grupos químicos reactivos estables depositados sobre la superficie de las partículas de cuarzo. Las técnicas empleadas bloquearon la toxicidad de las partículas de RSC desde el origen con muy buenos resultados, sin perjudicar los procesos de fabricación aplicados en la industria cerámica.

A pesar de que la investigación de sustancias que eliminasen la toxicidad del sílice se remonta a 1960, hasta el momento no habían sido utilizadas a escala industrial. En primer lugar, los científicos de SILICOAT identificaron algunos agentes de recubrimiento económicos que bloquean la reactividad del sílice en medios biológicos. El equipo de trabajo trató el cuarzo con propiltrimetoxisilano, un aminosilano y nanoalúmina comercial.

Los resultados de toxicidad in vitro indicaron una inhibición total de la citoxicidad y una disminución de la genotoxicidad de más de un 80 %. Se observó que los recubrimientos de organosilano eran estables bajo condiciones fisiológicas. En particular, se corroboró el efecto protector del recubrimiento de aminosilano in vivo en animales sacrificados noventa días después de administrarles cuarzo tratado.

La aplicación del tratamiento diseñado a escala piloto se probó entonces a escala industrial en las instalaciones de cuatro pequeñas y medianas empresas (pymes) participantes. Los científicos demostraron que el tratamiento con recubrimiento de cuarzo podía incorporarse en los procesos de fabricación de cerámicas de todas las pymes, observándose una extraordinaria disminución de la toxicidad similar a la obtenida a escala piloto.

En resumen, SILICOAT diseñó un tratamiento viable desde el punto de vista técnico y económico para la obtención del cuarzo utilizado en las industrias cerámicas tradicionales que es intrínsecamente inocuo. A diferencia de otras técnicas, el tratamiento de SILICOAT aborda el riesgo de exposición a RSC desde el origen: la propia sustancia. Este desarrollo podría prevenir la aparición de enfermedades relacionadas con el cuarzo en todo el sector europeo de las cerámicas.