Nanotecnología y cristalización de Diatomeas durante la coloración turquesa del Lago de Coatepeque

En la actualidad existen diversos reportes de coloración turquesa de cuerpos de agua, tales como, lagos alimentados por glaciares, lagos de origen volcánico, cuerpos de agua ricos en carbonato de calcio y ríos contaminados por actividades antropogénicas [1]. Dicha coloración es normalmente asociada con la presencia de partículas en suspensión que reflejan la luz en el rango-verde azul, como por ejemplo carbonato de calcio [1, 2]. En El Salvador, el lago de Coatepeque en el departamento de Santa Ana, ha presentado coloración turquesa en diferentes ocasiones (Barraza, 2019), observó que durante este fenómeno, se deposita un material de aspecto blanquecino en el lecho del lago.

Al realizar observaciones y análisis elemental de dicho material mediante las técnicas de Microscopía Electrónica de Barrido (SEM: del inglés Scanning Electron Microscopy) y por Dispersión de Energías de Rayos X (EDX: del inglés Energy Dispersive X-Rays Spectroscopy), este investigador pudo determinar que contenía carbonato de calcio, por lo cual, asocia la coloración turquesa del lago de Coatepeque con la presencia de este compuesto [2], en concordancia con lo descrito por  Kumar (2016). Durante estos estudios, también se observaron formaciones cristalinas, las cuales se desconoce el origen. Estudios actuales muestran que las diatomeas juegan un papel muy importante en la fijación de compuestos químicos, tales como carbono, silicio, calcio, entre otros [3,4]. Se ha informado también que las diatomeas son capaces de sintetizar nanoestructuras [5]. Lo cual es de gran importancia para los estudios desarrollados en el Laboratorio de Nanotecnología de la Universidad Francisco Gavidia. Debido a que podría representar un método de síntesis de nanomateriales de bajo coste y amigable con el medio ambiente [5].

En el presente trabajo, se planteó estudiar más a profundidad la aparición abundante de dichas formaciones cristalinas y sus posibles implicaciones en futuros estudios para la síntesis de nanomateriales. Por lo cual, en conjunto con el grupo de Investigación de Vulcanología de la Universidad de El Salvador (GIV-UES). Se realizaron muestreos de material flotante en la superficie del agua y de sedimento sobre el lecho del lago a un metro de profundidad, en la zona noroeste del lago de Coatepeque los días 19 y 26 de enero, y 5 de febrero del 2023. En dichas muestras mediante un monitoreo temporal usando la técnica SEM se observó cristalización de diatomeas como se muestra en la Figura 1. En la cual se presentan tres fotografías SEM de diferentes estadios de cristalización de la diatomea Cyclotella meneghiniana. En la fotografía del centro, puede observarse presencia de nanocristales, lo cual muestra el potencial de estas estructuras en su posible uso para la síntesis de nanomateriales de interés, tales como nanoestructuras de plata y oro, para aplicaciones como biosensores.

Se realizó un análisis elemental EDX de diatomeas cristalizadas, mediante dicha técnica se pudo detectar la presencia de calcio, silicio, cloro y otros elementos, como se muestra en la Figura 2. Los diferentes colores de esta figura representan un mapeo de cada elemento indicado en la parte inferior izquierda.

En las muestras tomadas el 5 de febrero se observó que todas las diatomeas Cyclotella meneghiniana extraídas presentaban cristalización. Estos hallazgos revelan una implicación directa de las diatomeas en la fijación de compuestos químicos presentes durante la coloración turquesa del lago de Coatepeque. Por otra parte, estas propiedades de fijación de compuestos químicos toman una gran importancia en áreas de nanotecnología, debido a que se pueden utilizar para la síntesis de nanoestructuras, por ejemplo, de plata [5]. Así también nos ayudará a una mejor comprensión de la coloración turquesa del lago de Coatepeque.