23ª Jornada da AMIMT Nanotecnologia: Novos Riscos Ocupacionais? Conceitos Básicos 05 de novembro 2009 Arline Sydneia Abel Arcuri FUNDACENTRO.

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


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.


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.


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)


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/


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


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


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.


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


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


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

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a

Reversível

Cu

ráve

l in

cu

ráv

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irreversível

Padrões de Qualidade

IBE

RELAÇÃO EXPOSIÇÃO X EFEITODepledge et al., 1993, modificadoPor Gil Ricardi, AFT/DRT/SP

Res

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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


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?


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


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.


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.


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



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



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?

OBRIGADA

http://www.fundacentro.gov.br/index.asp?D=NANO

[email protected]