23ª Jornada da AMIMT
“Nanotecnologia: Novos Riscos Ocupacionais? Conceitos Básicos”
05 de novembro 2009Arline Sydneia Abel Arcuri
FUNDACENTRO
O que é nanotecnologia?
Há várias definições de nanotecnologia. Uma delas considera a nanotecnologia como o desenvolvimento
da pesquisa e a tecnologia em nível atômico, molecular e macromolecular, em um escala de aproximadamente 1-100 nanômetros, para a produção de conhecimentos
fundamentais dos fenômenos e dos materiais em nanoescala, com isto possibilitando a criação e o uso
de estruturas, dispositivos e sistemas com novas propriedades e funções devido a estes tamanhos
NSET - http://www.nsf.gov/crssprgm/nano/reports/omb_nifty50.jsp
Nanotecnologia uma das tecnologias dentro do contexto
daConvergência Tecnológica
Significado estabelecido em 2001 em uma oficina de trabalho da “US National Science Foundation” e o Departamento de Comércio Americano – sigla
NBIChttp://www.ntnu.no/2020/pdf/final_report_en.pdf
CONVERGÊNCIA DE TECNOLOGIAS
InformáticaControle de bits
NanotecnologiaControl e manipula
átomos
CiênciaCognitiva
Consegue controlar a mente pela
manipulação de neurônios
BiotecnologíaControla e
manipula a vida engenheirando
genes
B A N GSigla sugerida pela ONG ETC Group
biotecnología
informática
nanotecnologia
ciênciacognitiva
A confluência destas ciências implica que
a vida e o vivo nunca voltarão a ser o mesmo.
A convergência da nanotecnologia com a biotecnologia e com tecnologias de informação e cognitivas podem
fornecer produtos de tecnologia tão radicalmente diferente que a fabricação, utilização e reciclagem / eliminação de estes novos produtos, bem como o desenvolvimento de políticas e regulamentos para
proteger a saúde humana e o ambiente, podem provar ser uma tarefa assustadora.
Breggin et al. Na publicação: Securing the Promise of Nanotechnologies -Towards Transatlantic Regulatory Cooperation -Setembro 2009
http://www2.lse.ac.uk/internationalRelations/centresandunits/regulatingnanotechnologies/nanopdfs/REPORT.pdf
um metro = 1 bilhão de nanômetros
O que representa isto?
Comparando os tamanhosO rio Amazonas mede quase 7.000
quilômetros e é cheio de água
7.000.000 metros7.000.000.000 milímetros
Uma gota de água que sai de uma torneira grande pode ter por exemplo 7
milímetros
Assim, uma gota de água está para todo o comprimento do rio Amazonas
assim como um nanômetro está para o metro
7 milímetros
Comparando os tamanhos
Comparando os tamanhos
http://www.ofitexto.com.br/conteudo/deg_230778.htm
Nanotecnologia = Várias tecnologias
Não há, na verdade, uma única tecnologia, mas várias. As tecnologias que manipulam materiais em tamanho nano são diferentes dependendo do
campo de aplicação: medicina, condutores, informática, etc.
O que todas tem em comum é que envolvem o estudo e a manipulação da matéria em uma escala muito pequena, geralmente da ordem de 1 a 100
nanômetros (1 metro = a 1 bilhão de nanômetros).
Aplicações da Nanotecnologia
A nanotecnologia tem aplicações nos mais variados ramos econômicos,
sociais, da saúde, comerciais, militares, de comunicação e outros.
Aplicações
das nanotecnolo
gia
Nanomedici
naProdução
e distribuiçã
o de energia
Aumento da
produtividade
agricultura
Produtos esportivo
s
Tecnologia da
informação
Telecomunicaç
ão
Construção civil
Defesa/guerra
Produtos químicos
diversos: colas, tintas,
catalisadores
Tratamento de água e
remediação do solo
Indústria têxtil
Cosméticos
Indústria alimentícia
Embalagens
Nanoarte
VeterináriaCriação animal
Produtos que já estão no mercado
http://www.nanotechproject.org/inventories/consumer/analysis_draft/
http://www.nanotechproject.org/inventories/consumer/analysis_draft/
Produtos com nanopartículas de prata
Nanomedicina
Dispositivos médicos Produtos medicinais
Diagnósticos ImplantesMedicamento Transporte de
medicamento
In vitroIn vivo Biomateriais Implantes
ativos
Sensores Biochips ImagemTerapia genética
Adaptação da palestra de David Rickerby “Safety and Ethical Aspects of Nanomedicine” V SENANOSOMA Natal 2008
Noticias cada vez mais frequentes
Pesquisa brasileira testa as primeiras drogas nanoscópicas que atravessam membranas celulares e chegam ao foco da doença, sem
produzir efeitos adversos importantes
A tecnologia de medicamentos para tratar doenças como a Aids, a catarata, a tuberculose, a esquistossomose, a leishmaniose e o
câncer, entre outras, por meio de nanopartículas carreadoras das substâncias ativas, começa a sair da fase de
bancada, no laboratório, para ensaios clínicos experimentais, com animais e humanos.
http://www.revistapesquisamedica.com.br/PORTAL/textos.asp?codigo=11619
Nanotecnologia
Novos Riscos Ocupacionais?
Importância do tamanho
Importância do tamanhoDevido ser tão pequenas, as
nanopartículas têm uma grande relação superfície/volume que é
responsável por novas propriedades físicas e químicas.
A diminuição do tamanho faz com que aumente a área superficial das
partículas tornando-as muito mais reativas.
Relação superfície/volumeComparando a mesma quantidade
de sal grosso e refinado:
Qual ocupa mais espaço? Volume?
Qual é mais fácil de dissolver?
Qual salga mais facilmente?Aqui não é propriamente uma nova propriedade
mas dá idéia da importância do tamanho da partícula na
propriedade das substâncias
Número de partículas e área superficial de 10pg/cm3 de material particulado no ar
Diâmetro da partícula
Número de partículas por
(N/cm3)
Área superficial das partículas (µm3)
5 153.000.000 12.000
20 2.400.000 3.016
250 1.200 240
5000 0,15 12Fonte: Oberdörster, G. Biokinetics and
Toxicological Issues and
effects of nanoparticles,. in:
Environmental Safety, Springer,
Simeonova, P.P. et al. Nanotechnology 2006
Relação entre o tamanho da partícula e o número de partículas na superfície
http://www.hielscher.com/ultrasonics/coatings_01.ht
m
Importância do tamanho
A área superficial é importante porque muitas reações químicas envolvendo sólidos
acontecem na superfície, onde as ligações químicas são incompletas.
Isto provoca um grande aumento da energia superficial e em consequência da reatividade
das partículas, o que por exemplo, provoca um aumento na atividade catalítica de alguns
materiais.
Importância do tamanho
Outra razão para as substâncias mudarem de comportamento no nível nano é o
domínio de “efeitos quânticos”.
Na medida em que a matéria é reduzida à escala nanométrica as suas propriedades
começam a ser dominadas por efeitos quânticos.
Importância do tamanhoEstas características das partículas na escala
nanométrica são responsáveis pela constatação de que nesta escala as propriedades dos materiais e elementos químicos se alteram drasticamente.
Apenas com a redução de tamanho e sem alteração de substância, verifica-se que os materiais
apresentam novas propriedades e características como resistência, maleabilidade, elasticidade,
condutividade e poder de combustão.
Importância do tamanho
O alumínio em escala nano entra em combustão espontaneamente.
O ouro muda de cor em vários níveis nano. Muda até seu ponto de fusão. Em escala macro ele funde a 1064ºC, dividido em partículas de 5 nm (nanômetros) ele pode
fundir a cerca de 830°C, enquanto partículas de cerca de 2 nm pode ficar líquidas a 350°C .
Monografia de GUILHERME FREDERICO BERNARDO LENZ E SILVA , disponível em: http://www.fundacentro.gov.br/dominios/NANO/anexos/Monografias/guilherme%20lenz_nanotecnologia%20avaliao%20e%20anlise%20dos
%20possveis%20impactos.pdf
Ponto de fusão - 1064 C
Fonte: K.J. Klabunde, 2001
Ponto de Fusão do Ouro (Au)P
on
to d
e f
us
ão
(oC
)
Raio da Partícula (nm)
Importância do tamanho
Desta forma:
Conhecer as características das
substâncias em tamanho maior não fornece informações
compreensíveis sobre suas propriedades no nível nano.
Importância do tamanhoUm material perfeitamente seguro para ser manuseado
em tamanho maior, pode facilmente penetrar na pele na forma de nanopartícula ou se tornar um aerossol e
entrar no organismo via respiratória.
A maior reatividade devido a grande área superficial e aos efeitos quânticos pode provocar
conseqüências não pretendidas (e até desconhecidas)
quando elas entram em contato com o organismo humano
ou mesmo outros sistemas biológicos
Nanomateriais: quem são eles?
Todos os materiais convencionais, tais como metais, semicondutores, vidro, cerâmica ou polímeros, podem, em princípio, ser obtidos
em dimensão de nano escala.
O que mais preocupa sob os aspectos de SST e meio ambiente são as nanopartículas,
especialmente as insolúveis
Nanopartículas?
Não existe uma definição única para nanopartículas. Inclui todas as partículas com dimensão menor do
que 100 nanômetros.
Nanomateriais podem ter uma, duas ou três dimensões na escala nano.
Alguns classificam as nanopartículas como aquelas com as três dimensões nesta escala e outros praticamente consideram nanomateriais e nanopartículas como
sinônimos.
Nanopartículas?Além do tamanho há vários outros aspectos que são importantes para a
determinação das propriedades destas nanopartículas: Tamanho e distribuição de tamanho; Forma; Estado de aglomeração, Biopersistência, durabilidade e solubilidade (em água e em gordura); Área superficial, Porosidade (pós porosos possuem área superficial muito maior do que
os não porosos); Química da superfície, incluindo sua: composição, energia superficial,
molhabilidade, carga, reatividade, espécies adsorvidas, contaminação. Possível modificação na cobertura da partícula também é citada por alguns autores;
Contaminantes ou traços de impurezas; Composição química, incluindo dispersão da composição; Propriedades físicas: tais como densidade, condutividade. Alguns artigos
incluem: dureza, deformabilidade; Estrutura cristalina.
Escala das partículas
Nanopartículas
Ultrafinas RespiráveisPM 10
1 nm 10 nm 100 nm 1 m 10 m
PM 2.5
file:///C:/Documents%20and%20Settings/arline/Configura%E7%F5es%20locais/Temporary%20Internet%20Files/Content.IE5/OP2R4HIJ/363,52,Slide 52
Fontes de nanopartículasNaturais Incidentais ou
antropogênicasEngenheiradas ou manufaturadas
Encontradas na natureza provindas de:
rochas vulcânicas, fumaça,
poeiras de minerais, virus,
etc.
são as não criadas intencionalmente, mas como sub produto da atividade humana:
exaustão de veículos a diesel,
combustão de carvão, óleos;
fumos metálicos; diferentes processos industriais
são as criadas propositadamente, feitas pelo homem:
Nanotubos de carbono;
Fulerenos;
Pontos quânticos;
Nanopartículas?
Somos rodeados de nanopartículas incidentais e naturais:
• uma sala normal pode conter 20.000/cm3,
• uma floresta: 50.000/cm3 e
• uma rua da cidade: 100.000/cm3 http://ec.europa.eu/health/opinions2/en/nanotechnologies/l-2/7-exposure-nanoparticles.htm
Comparação entre nanopartículas naturais e antropogênicas e as engenheiradas
Nanopartículas naturais ou antropogênicas
(ultrafinas)
Nanopartículas
engenheiradas
Partículas primárias:
Tamanho < 100 nm < 100 nm
Distribuição de tamanho Poli dispersa Mono dispersa
Agregação quando gerada Sim Não
Agregação no ar Sim Sim
Composição química Variável até bem definida Bem definida
Significância toxicológica Tamanho pequeno, grande área superficial por massa, composição química
Tamanho pequeno, grande área superficial por massa, composição química
Fonte: Oberdörster, G. Biokinetics and effects of nanoparticles, in: Nanotechnology, Toxicological Issues and Environmental Safety; Simeonova, P. P. et al., Springer,
2006
Novos conceitos de partículas/nanocompostos?
FulerenosEsferas de carbono puro de sessenta átomos de carbono (C60), com aproximadamente um nanômetro de diâmetro, arranjadas como 20 hexágonos e 12 pentágonos, semelhante a uma bola de futebol
Novos conceitos de partículas/nanocompostos?
Nanotubos são uma dos principais
nanopartículas em desenvolvimento e uso
Os nanotubos de carbono são estruturas cilíndricas formadas por átomos de
carbono, cujo diâmetro é de um a três nanômetros (nm) e cujo comprimento de
1.000 nm. bastante comum feita pelos cientistas, os nanotubos são cem mil
vezes mais finos que um fio de cabelo. Eles foram descobertos, no início da
década de 1990, pelo pesquisador japonês Sumio Iijima.
Novos conceitos de partículas /nanocompostos?
NanotubosPropriedades importantes• Mecânicas
– Um dos materiais mais duros conhecidos (semelhante ao diamante)– Apresenta resistência mecânica altíssima– Capaz de suportar pesos– Alta flexibilidade
• Elétricas– Suportam bem a corrente elétrica– Podem atuar com característica metálica, semicondutora e até supercondutora
• Térmicas– Apresenta altíssima condutividade térmica na direção do eixo do tubo
Marco Aurélio C. Pacheco – uma introdução a nanotecnologia. Disponível em http://www.ica.ele.puc-rio.br/cursos/download/nanotecnologia-site.pdf
http://www.anp.com.tw/English/main02-a1.htm
diamante grafitefulereno
Nanotubo de carbono
Nanotubos de carbonouso na indústria da construção
NaturalNano, uma companhia instalada em Rochester, N.Y., está desenvolvendo tinta de alta tecnologia que pode efetivamente bloquear sinais indesejados de telefone celular. Baseado em nanotecnologia, a tinta usa partículas de cobre inseridas em “nanotubos”, os quais são então misturados com tinta para defletir sinais de rádio. A companhia invoca que a tinta pode filtrar sinais indesejados, enquanto permite certas transmissões, tais como notificações de urgência de cirurgia para um operador cerebral, a procederem normalmente.
http://www.nanooze.org/portuguese/blogsp.html
http://www.mobilemag.com/content/100/102/C6752/
Novos conceitos de partículas /nanocompostos?
Dendrímeros:
• São moléculas poliméricas esféricas, formadas por processo de auto-organização hierárquica. Eles são usados em aplicações convencionáis de recobrimento e pintura. Futuramente podem ser usados em drug-delivery e até mesmo no auxílio de purificação de água através do aprisionamento de íons metálicos. http://www.ica.ele.puc-rio.br/nanotech/nano_curiosidades.asp
Novos conceitos de partículas /nanocompostos?
Pontos Quânticos
São nanopartículas, também chamadas de nanocristais, cujos
estudos principais forma focados e semicondutores que foram criados
no início dos anos 80. São muito utilizados em aplicações de opto-
eletrônica, tais como, lasers, LEDs e células solares. Essas partículas possibilitam um confinamento de
cargas elétricas, funcionando como uma átomo artificial
Novos conceitos de partículas /nanocompostos?
Biopolímeros:
• A grande variedade de biopolímeros, tais como as moléculas de DNA, oferecem uma grande variedade de nanoestruturas auto-organizáveis. Eles também oferecem a oportunidade de ligação entre a nano e biotecnologia em, por exemplo, criar sensores biocompatíveis e simples e pequenos motores.
Novos conceitos de partículas /nanocompostos?
Nanoemulsões
Gotículas de material oleoso com poucos centenas de nanômetros de
diâmetro, misturados em água através de um processo de extrusão
mecânica intenso.Este processo produz uma população
uniforme de gotículas que são estáveis por anos mesmo a
temperaturas elevadas. Tem amplo espectro de atividade antibacterial contra bactérias, vírus envolvidos,
fungos, protozoários e esporos devido seu habilidade de destruir
estes organismos. http://nano.med.umich.edu/projects.html
Novos conceitos de partículas /nanocompostos?
Nanocamadas Nanocamadas são um dos tópicos mais importantes na área de nanotecnologia. Por meio da engenharia de escala nano de superfícies e camadas pode-se atingir uma ampla faixa de funcionalidade e novos efeitos físicos (por exemplo, elétrico-magnético ou óptica). Exemplos: superfície auto limpante, proteção a corrosão maquinários e equipamentos, curativos de ferida
Monocamada resistente a água
Efeito lotusA observação da flor de lótus levou os
cientistas a idéia de superfícies auto limpantes, que não molham
Flor de lótusCréditos: Steven Pinker's Photos
Gota de água na folha de lótusFonte: Comissão Europa, 2004
Novos conceitos de partículas /nanocompostos?
Nanoporos
São furos simples em nanoescala em finas
membranas isolantes e que representam uma nova
ferramenta para o estudo de biopolímeros tais como o
DNA. O modelo mostra uma
molécula de DNA passando através do canal de um
nanoporo. http://review.ucsc.edu/fall04/campus_update.html
Há uma séria falta de conhecimento sobre os aspectos de segurança desta tecnologia.
É bem conhecido, por exemplo, que os efeitos toxicológicos das partículas ultrafinas são
muito mais severos conforme diminui o seu tamanho mas pouco é conhecido sobre o
mecanismo pela qual as partículas extremamente pequenas migram para dentro do corpo e se acumula em tecidos e órgãos.
Impactos á Saúde, especialmente dos Trabalhadores e Meio Ambiente
Novos riscos ocupacionais?Impactos á Saúde, especialmente
dos Trabalhadores e Meio Ambiente
Estudos epidemiológicos mostram uma correlação
significativa entre a mortalidade devido a
doenças cardiorrespiratórias e a
concentração de partículas de dimensões nanométricas presentes
em situações de poluição do ar.
http://www.voyle.net/Nano-Tsunami%20Archive%202005/10-2005%20Archive%20News.htm
Nanotoxicologia?
Nanotoxicologia é o estudo da toxicidade dos nanomateriais.
Devido ao pequeno tamanho e grande área superficial dos nanomateriais eles tem propriedades únicas comparadas com os mesmos materiais em escala
maior.
Nanotoxicologia?
Nanotoxicologia, então é uma sub-especialidade da toxicologia.
Trata-se da toxicologia das nanopartículas (partículas <100 nm) que aparentam ter
alguns efeitos tóxicos não usuais e diferentes das partículas da mesma substância, mas de tamanho maior.
NanotoxicologiaHá vários mecanismos propostos para
explicar a formação destas espécies reativas.
No final todas resultam em danos no DNA, proteínas, lipídeos e outras
biomoléculas, inflamação e mesmo a morte celular.
• Kelly, R. J. “Occupational Medicine Implications of Engineered Nanoescale particulate Matter” http://repositories.cdlib.org/cgi/viewcontent.cgi?article=6203&context=lbnl
Nanotoxicologia
Segundo Metcalfe et col. a toxicidade dos nanomateriais, uma vez que entram nos tecidos dos organismos ou são transportados pela membranas, pode ocorrer por uma ou combinação de quatro mecanismos.
Nanotoxicologia
1º - envolve a toxicidade dos constituintes químicos do NM, que é liberado, como o caso dos íons tóxicos de cádmio das nanopartículas de CdTe.
Nanotoxicologia
2º - relativo ao tamanho e a forma das nanopartículas, que produzem impedimento estérico ou interferências com macromoléculas tais como fosfolipídios, ácidos nucleicos ou proteínas.
Exemplo: estudo in vitro sobre penetração e toxicidade de pontos quânticos de CdTe em células nervosas e glial foram mais pronunciadas com CdTe de 2,2 nm, carregados positivamente, do que as nanopartículas com 5,2 nm, igualmente carregadas.
Nanotoxicologia
3º - envolve as propriedades da superfície: propriedades fotoquímicas, campo elétrico localizado, densidade de carga e semicondutância eletrônica. Pode resultar:– Formação de radicais oxigênio que podem
danificar macromoléculas– NM podem quebrar (disrupt) diretamente
processos celulares, como a energia de produção na mitocôndria.
Nanotoxicologia
4º - capacidade das NM de agir como vetor para o transporte de produtos químicos tóxicos para tecidos sensíveis.
Exemplo: em um estudo com peixes, a acumulação de cádmio foi aumentada de 2,5 vezes quando nanopartículas de TiO2 foi adicionada em conjunto com os sais de cádmio.
Nanotoxicologia
Adaptação: http://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=1382.php Gunter Oberdörsten
pele
Ar, água, roupasIntrodução de medicamentos
Ar Alimento, água
SNC
SNP
Trato GI
Linfa
Fígado
Linfa
Sangue(plaquetas/monócitos/
células endoteliais)
Medula óssea
Trato respiratório
Nasal traqueo alveolar bronquial
Outros sítios(por ex: músculos, placenta)
Rins Baço Coração
Suor/esfoliação Urina Leite materno Fezes
Deposição Injeção Inalação Ingestão
Rotas confirmadas
Rotas potenciais
Exposição
Rotas de entrada
Translocação e distribuição
Rotas de excreção
Neurônios
Neurônios
Neurô
nio
s
Livro: Nanopathology. The health impact of nanoparticles”, Gatti, A. & Montanari, S., 2008
Os autores analisam muitos exemplos de pessoas com sérias enfermidades nos pulmões, fígado e rins, cujas análises desafiavam os métodos
médicos usuais.
Estes indivíduos tinham algumas coisas em comum: viviam perto de incineradores, participaram de guerras, estavam de alguma forma
envolvidos em indústrias que utilizavam combustão em altas temperaturas na área de produção ou onde ocorria moagem ou polimento de metais.
Segundo eles muitas destas patologias parecem relacionadas com as nanopartículas produzidas nestes processos.
http://www.nanomagazine.co.uk/books.php?PHPSESSID=e7544bbfbecee6df78499fbab180310e
Desafios
Para cada tipo de nanopartícula deve ser feito um estudo toxicológico específico
Assim, nas empresas, cada tipo de partícula ou situação de exposição
deve ser estudado.
Qual são as relações dose efeito e dose resposta destes materiais?
Pesquisas atuais indicam que a massa a a composição química podem ser menos importantes do que o tamanho e a forma da partícula,a área superficial e a superfície química (ou atividade) para alguns materiais nanoestruturados.
Dúvidas
Res
po
sta
do
org
anis
mo
Morte
ExposiçãoHomeostasesau
dáv
el Compensação
Não Compensação
do
enç
a
Reversível
Cu
ráve
l in
cu
ráv
el
irreversível
Padrões de Qualidade
IBE
RELAÇÃO EXPOSIÇÃO X EFEITODepledge et al., 1993, modificadoPor Gil Ricardi, AFT/DRT/SP
Res
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Morte
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Padrões de Qualidade
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RELAÇÃO EXPOSIÇÃO X EFEITODepledge et al., 1993, modificadoPor Gil Ricardi, AFT/DRT/SP
Não é satisfatório para nanotoxicologia
Dúvidas
Relações dose efeito e dose resposta destes materiais usuais não devem
ser aplicáveis para materiais nanoestruturados.
Dúvidas na avaliação dos possíveis impactos à segurança e saúde dos
trabalhadores“Quanto financiamento e tempo será necessária para testar os
nanomateriais que chegam no mercado? ... Um estudo recente indica que a avaliação dos riscos dos 190 nanomateriais que estão sendo atualmente produzidos exigiria um investimento de U$ 249 milhões (assumindo hipóteses otimistas sobre os perigos). O uso de estratégias de ensaio em série poderia reduzir este montante e os atuais baixos volumes de produção de alguns materiais pode reduzir a necessidade de testar todos. Mas o desafio de avaliação de risco provavelmente aumentará de complexidade e custo a medida em que novos materiais entrem no mercado e, sobretudo, quando os produtos de segunda e terceira geração de nanomateriais entrarem em produção comercial.”
Breggin et al. Na publicação: Securing the Promise of Nanotechnologies -Towards Transatlantic Regulatory Cooperation -Setembro 2009
http://www2.lse.ac.uk/internationalRelations/centresandunits/regulatingnanotechnologies/nanopdfs/REPORT.pdf
Dúvidas na avaliação dos possíveis impactos à segurança e saúde dos
trabalhadores
• Quais são os métodos apropriados para testes de toxicidade?
É usual encontrar dados contraditórios na literatura sobre toxicidade de substâncias químicas e sobre possíveis doenças que
elas podem causar. No caso dos estudados de nanotoxicologia ainda há
falta de métodos validados o que dificulta ainda mais os estudos.
Dúvidas na avaliação dos possíveis impactos à segurança e saúde dos trabalhadores
• Quais os processos de fabricação envolvidos? (em geral envolvem novas e sofisticadas tecnologias)
• Que possíveis produtos tóxicos são usados na fabricação de produtos nano?
• Que rejeitos são produzidos?
• O que acontece quando partículas e/ou produtos nano chegam ao ar, solo, água ou biota?
Dúvidas na avaliação dos possíveis impactos à segurança e saúde dos
trabalhadores
• Como avaliar a possível exposição?
Como avaliar a exposição?
• As técnicas de medição existentes são apropriadas?• É conhecido o processo de Aglomeração / desaglomeração do
material no ar?• Qual é a unidade métrica de dose mais adequada para avaliar a
exposição: massa, área superficial, número de partículas, e/ou outros?
Grossi, Gricia, Relatório de viagem: 3° Encontro do Grupo de Trabalho sobre Nanomateriais manufaturados
Não existe consenso profissional sobre instrumento e protocolos de monitoramento e pode demorar décadas antes de emergirem
Mais informações: http://ec.europa.eu/health/opinions2/en/nanotechnologies/l-3/7-exposure-nanoparticles.htm#2p0
NIOSH já tem algumas recomendações mas que ainda precisam ser melhor validados
Meia vida de coagulaçãoà diferentes concentrações de nanopartículas em vários
tamanhosHealth effects of particles produced for nanotechnologies
HSE http://www.hse.gov.uk/horizons/nanotech/healtheffects.pdf
Diâmetro de partícula
Meia vida
1 g m-3 1 mg m-3 1 µ m-3 1 ng m-3
0,5 0,39 µs 0,39 ms 0,39 s 6,5 min
1 2,2 µs 2,20 ms 2,2 s 36,67 min
2 12 µs 12,00 ms 12 s 3,34 hrs
5 0,12 ms 0,12 s 2 min 33,34 hrs
10 0,7 ms 0,7 s 11,67 min 8,1 dias
20 3,8 ms 3,8 s 63,34 min 43,98 dias
Dúvidas na avaliação dos possíveis impactos à segurança e saúde dos
trabalhadoresLimites de exposição são baseados em massa de substância por
volume de ar.Não são apropriados para nanomateriais onde a toxicidade depende
de vários outros fatores além da massa: tamanho e forma da partícula, composição química, cristalinidade, propriedades
superficiais (área, porosidade, carga, modificações na superfície, desagregação superficial), estado de aglomeração,
biopersistência, solubilidade e quantidade. (Oberdörster, G. “Biokinetics and effects of nanoparticles”, in Simeonova, P. P. et al “Nanotecnology – toxicological Issues and
Environmental safety”,Springer,2006, 276pgs.
Exemplo:a toxicidade dos pontos quânticos de CdSe depende da toxicidade intrínseca do íon metálico e da promoção catalítica de estresse oxidativo da partícula.
Exemplo: estudo in vitro sobre penetração e toxicidade de pontos quânticos de CdTe em células nervosas e glial foram mais pronunciadas com CdTe de 2,2 nm, carregados positivamente, do que as nanopartículas com 5,2 nm, igualmente carregadas.
Dúvidas na avaliação dos possíveis impactos à segurança e saúde dos
trabalhadores
• Os mecanismos de controle recomendados pela Higiene ocupacional são suficientes?
• Existe proteção respiratória eficiente para o trabalho com nanomateriais, quando ela for necessária?
Situações de risco
• Manuseio/transferência com nanopartículas• Limpeza e manutenção de equipamentos e
inclusive de EPIs utilizados no processo• Descarte• Possível decomposição de material aglomerado• Trabalho em meio líquido• Ruptura mecânica de materiais que podem
originar aerossóis
Atividades de risco
Levar em conta todo o ciclo de vida dos produtos:
– Laboratórios de pesquisa de novos produtos e de controle de qualidade
– Operações em escala piloto do laboratório a indústria– Produção/Fabricação– Transporte– Incorporação em produtos– Comercialização– Usuários– Resíduos/Eliminação– Reciclagem
Manuseio de nanotubo
Nanotubo de carbono de parede simplesfile:///C:/Documents%20and%20Settings/arline/Configura%E7%F5es%20locais/Temporary%20Internet%20Files/Content.IE5/OP2R4HIJ/361,48,Slide 48
http://nanopedia.case.edu/NWPage.php?page=nanomaterial.safety
Criteria for assessment of the effectiveness of protective measures
http://www.dguv.de/bgia/en/fac/nanopartikel/beurteilungsmassstaebe/index.jsp
Proteção respiratória
Pouco se sabe sobre a eficiência de filtros especialmente com relação a nanopartículas muito pequenas
Problemas principais: vedação e descarte
Primeiro caso ocupacional divulgado
Sete jovens chinesas sofreram danos permanentes aos pulmões e duas delas morreram depois de trabalhar durante meses, sem proteção, numa fábrica que tintas que usava nanopartículas, informam cientistas chineses. Eles afirma que o seu estudo é o primeiro a documentar malefícios causados por nanotecnologia na saúde humana. Testes com animais já haviam mostrado o risco das nanopartículas para os pulmões de ratos.
A notícia é do portal do jornal O Estado de S. Paulo, 19-08-2009.
Gerenciamento de riscoaspectos gerais
1. Identificação dos fatores (hazards) e avaliação dos riscos;2. Decisão sobre as medidas de precaução a serem tomadas;3. Prevenir ou controlar adequadamente a exposição;4. Assegurar que as medidas de controle estão sendo usadas e que
as manutenções são feitas;5. Monitorar a exposição;6. Executar uma apropriada vigilância da saúde dos trabalhadores;7. Preparar planos e procedimentos para casos de acidentes,
incidentes e emergências, e8. Assegurar que os trabalhadores estão informados, capacitados e
supervisionados para o trabalho com nanomateriais.
Nanotechnologies – Part 2: Guide to safe handling and disposal of manufactured nanomaterials, British Standads, PD 6699-2:2007
http://www.bsigroup.com/en/Standards-and-Publications/Industry-Sectors/Nanotechnologies/PD-6699-2/Download-PD6699-2-2007/
Recomendações mínimas A possível exposição ocupacional deve ser minimizada aos menores níveis
possíveis. Para isto, as seguintes medidas de controle devem ser tomadas :• Substituir o material por um menos tóxico;• Enclausurar o processo de produção• Retirar os trabalhadores da exposição, por exemplo através de métodos de
automação;• Isolar os trabalhadores do fator de risco;• Utilizar sistemas de exaustão local.Quando estas medidas de controle não forem viáveis (equipamentos ainda a serem
validados), utilizar:• Proteção respiratória;• Roupas de proteção• Luvas
Publicação interessante
http://www.cdc.gov/niosh/docs/2009-125/
http://www.cdc.gov:80/niosh/docs/2009-116/
Fogo e explosão
Um dos fatores que contribuem para a facilidade de ignição e violência explosiva de uma nuvem de pó é o tamanho da partícula ou área superficial específica. Por tanto, a
tendência geral é:
Tamanho área específica facilidade de ignição e violência explosiva
Fogo e explosãoAlém disso:
• A habilidade dos nanomateriais se tornar eletrostaticamente carregado durante o transporte, manuseio e processamento é também um fator de um risco a ser considerado. Esta tendência de se carregar aumenta drasticamente com o aumento da área superficial do nanomaterial.
• Alguns nanomateriais podem iniciar reações catalíticas dependendo se suas composições e estruturas, o que não pode ser antecipado apenas com base em sua composição química
Outros aspectos a serem considerados
Questão ética Com o avanço das nanotecnologias aliadas às
biotecnologias será cada vez mais fácil analisar o perfil genético de uma pessoa. Assim, screening genético pode
ser utilizado para propósitos discriminatórios por empregadores ou companhias de seguro.
Há necessidade de estreitar o balanço entre a prevenção de doenças ocupacionais e a necessidade de preservar a
liberdade individual e evitar a discriminação no emprego e no seguro sob bases genéticas
Corrida armamentista A nanotecnologia abre a possibilidade de produzir
armas terrivelmente eficazes. Aumentaria a potência de todo o tipo de armas de fogo que poderiam ainda incluir balas auto-dirigidas.
Os materiais de aviação seriam mais leves e teriam um melhor rendimento e seriam muito mais difíceis
de serem detectados com um radar.
Qualquer arma poderia ser ativada por controlo remoto através de computadores integrados e a robótica melhoraria graças a sistemas mais compactos.
Outros aspectos a serem considerados
Além disso, não dá ainda para avaliar o impacto destas nanotecnologias no
emprego e inclusive nas relações sociais
Várias ocupações serão ser extintas e outras, que irão requer muito mais
qualificação, serão criadas
Outros aspectos a serem considerados
Outros aspectos a serem considerados
Grande impacto em todo o mundo do trabalho. Uma das situações é a “multiplicação de funções que os
produtos da nanotecnologia passam a realizar”, por exemplo, “uma embalagem que avisa quando o produto está perdendo a sua validade, e que aumenta a vida útil do conteúdo, poupa muito trabalho de supervisão e manutenção, assim como os produtos associados a estas atividades”. Este tipo de produto leva a uma diminuição da “quantidade de força de trabalho necessária, tanto no interior do processo produtivo, como também na manipulação, armazenamento, transporte e comercialização de antigos produtos que desaparecem do mercado” (Faladori & Invernizzi, 2007).
Assim:
O desenvolvimento destas tecnologias possui questões éticas, legais e sociais importantes com respeito as
direito à privacidade, ao princípio da informação consentida e aos impactos nas relações de trabalho,
emprego, questões sociais e ambientais.
Há necessidade urgente em regulamentação na área levando em conta
o
PRINCÍPIO DA PRECAUÇÃO
Outros aspectos a serem considerados
Outros aspectos a serem considerados
Falta de regulamentação
lacunas
Surgimento de nanoprodutos
Geração de dados em segurança, saúde e meio ambiente
Dados de segurança, saúde e meio ambiente analisados pelos órgãos regulamentadores
Vo
lu me
Tempo
Conclusão
Ainda há muito pouco estudo sobre os impactos dos materiais nanoestruturados na saúde e no
meio ambiente, e em conseqüência na SST
Há muito o que ser feito na elucidação dos possíveis efeitos e principalmente nos
desenvolvimento de mecanismos que evitem o aparecimento de possíveis danos
Conclusão
As discussões envolvendo estas novas tecnologias devem ser
ampliadas para toda a sociedade, devem ser feitas com ampla
participação de todas as áreas do saber.
ConclusãoSão esperados novos tipos de enfermidades
relacionadas à exposição especialmente às nanopartículas.
Ainda há muito a ser feito para que os médicos do trabalho possam fazer diagnósticos já para
exposição às nanopartículas naturais e antropogênicas, o que esperar dos novos
materiais aos quais nunca houve exposição humana?