ABC SOBRE OS RISCOS LABORAIS DOS NANOMATERIAIS

QUE SON OS NANOMATERIAIS?
CALES SON OS PRINCIPAIS TIPOS DE NANOMATERIAIS ARTIFICIAIS QUE HAI NO MERCADO?
CALES SON OS RISCOS PARA O PERSOAL TRABALLADOR?
COMO PODO PROTEXERME?

1. Que son os nanomateriais?

Nanomaterial

Un nanomaterial é unha substancia que se presenta nun tamaño entre 1-100 nanómetros (nm). Definimos a escala nanométrica como o rango de lonxitude comprendido entre 1 e 100 nm. Un nanómetro equivale a unha mil millonésima parte de metro, é dicir, 10^-9 m.

Para facernos unha idea do pequeno que é un nanomaterial, podemos facer a seguinte analoxía: unha nanopartícula é a un balón de fútbol, o que este é ao planeta Terra.

Un nanomaterial esférico ou nanopartícula é a un balón de fútbol, o que o balón de fútbol é ao planeta Terra.

Os nanomateriais segundo a súa orixe poden ser:

Nanomateriais naturais: atopámolos na natureza como as cinzas volcánicas ou a superficie nanoestructurada das ás das bolboretas que lles confiren esas cores metálicas.
Nanomateriais incidentais: atopámolos no ambiente como consecuencia da acción humana, por exemplo, procedentes da combustión nos fumes diésel ou nos fumes de soldadura.
Nanomateriais artificiais ou manufacturados: son aqueles que foron deseñados e fabricados para obter un material cunhas características, propiedades e funcionalidades deseñadas á carta. Son froito da nanotecnoloxía.

Nanotecnoloxía

Tradicionalmente as substancias químicas, simples ou compostas, distinguímolas pola súa composición: ouro, cloruro sódico, auga, dióxido de titanio, etc. Se ben as características de cada substancia non dependen do tamaño en que se presentan, iso deixa de ser certo cando o tamaño da materia está entre 1 e 100 nm. Na escala nanométrica a materia exhibe un comportamento e unhas propiedades distintas debidas a fenómenos cuánticos. Chegar a coñecer e comprender estes fenómenos e dispoñer de ferramentas e métodos para xerar materia cunhas propiedades específicas, é o propósito conxunto da nanociencia, a nanoenxeñería e a nanotecnoloxía.

A nanotecnoloxía é a aplicación do coñecemento científico e técnico na manipulación da materia na escala nano para deseñar e construír materiais, dispositivos e sistemas cunhas propiedades, funcionalidades e propósitos determinados.

Que aspecto teñen os nanomateriais?

Os nanomateriais poden presentarse de forma libre, como nanobxectos ou nanopartículas individuais de diferentes formas (esférica, fibra, vara, copos etc.), ou formando parte da superficie ou integrados na composición doutros materiais (por exemplo, polímeros) ou estar na superficie ou cavidades nanoestructuradas dun material (materiais nanoestructurados, como unha esponxa).

Este amplo abanico de posibilidades xera unha casuística potencial de gran alcance. Pensemos, por exemplo, no elemento carbono. Podemos atopar nanomateriais de carbono con: 0 dimensións (fullerenos), 1 dimensión (nanotubos), dúas dimensións (láminas de grafeno) e tres dimensións (nanodiamantes). De cada tipoloxía, á súa vez, existe unha gran variedade como é o caso dos nanotubos de carbono que se contan por decenas de miles.

Distintos nanomateriais de carbono con distintas propiedades

2. Cales son os principais tipos de nanomateriais artificiais que hai no mercado?

A Unión Europea identifica cinco grandes grupos de nanomateriais que actualmente se están utilizando no mercado: de carbono, inorgánicos non metálicos, metálicos e aliaxes, dendrímeros/nanopolímeros e pingas cuánticas.

Máis información → Tipoloxías de nanomateriais

Os nanomateriais presentan unhas propiedades interesantes que poden ser explotadas comercialmente.

En canto ás cantidades comercializadas anualmente, destacan con moito os NM de negro de fume e os de sílice, seguidos doutros como o dióxido de titanio, óxidos de aluminio, de cerio, de zinc, os nanotubos de carbono e as nanofibras e a prata nano.

Principais tipos de nanomateriais en canto a cantidades comercializadas anualmente
Nanomaterial	Toneladas anuais
Negro de fume	9.600.000
Sílice amorfa sintética	1.500.000
Óxido de aluminio	200.000
Titanato de bario	15.000
Dióxido de titanio	10.000
Dioxido de cerio	10.000
Óxido de zinc	8.000
Nanotubos/nanofibras de carbono	100-3000
Prata	20

Aplicacións e vantaxes nanotecnolóxicas nos diferentes sectores

As novas propiedades dos nanomateriais poden ser explotadas en todas as áreas de actividade económica, desde a gandería ou minería ata o sector aeroespacial, pasando pola industria, a construción, a telefonía intelixente, a internet das cousas, a automoción, o téxtil, os cosméticos, os fármacos ou a industria agroalimentaria.

Na última década houbo un crecemento exponencial dos produtos e servizos que incorporan innovacións nanotecnolóxicas en todos os sectores. Desde o punto de vista da seguridade e saúde no traballo, atopámonos con que en todos os sectores se utilizan nanomateriais ou produtos que os conteñen.

Hai nanomateriais no meu sector profesional? Exemplos de aplicacións nanotecnolóxicas en 10 sectores

Máis información → Uso nanomateriais por sector

Cadro resumo de aplicacións dos nanomateriais máis utilizados en diferentes sectores (Fonte: Seguridade e Saúde no Traballo con Nanomateriais. INSST).
Nanomaterial	Exemplos de aplicacións en distintos sectores
Dióxido de titanio (TiO₂)	Cremas solares, revestimentos para plásticos e metais e produtos autolimpiables, polas súas propiedades fotocatalíticas, antimicrobianas e de protección fronte a raios UV.
Sílice (SiO₂)	En pinturas, revestimentos, tintas e adhesivos utilízase sílice coloidal para mellorar a resistencia ao raiado e á abrasión. En pneumáticos, calzado, artigos de goma e recubrimentos de cables, a sílice precipitada utilízase para mellorar a tracción e reducir o desgaste. A sílice piroxénica utilízase para mellorar a elasticidade e durabilidade en plásticos, cementos e gomas de silicona.
Óxido de zinc (ZnO)	Produtos de autolimpeza, cosméticos, vernices, cerámicas polas súas propiedades antimicrobianas e de protección fronte a raios UV, e en produtos de caucho para mellorar a resistencia á abrasión.
Óxido de aluminio (Al₂O₃)	En revestimentos de ferramentas de corte e moenda, lentes de seguridade e exteriores de automóbiles para mellorar a resistencia ás rabuñaduras e á abrasión. Tamén se utiliza como retardante de chama en recubrimentos de lámpadas e tubos fluorescentes.
Óxido de ferro (Fe₂O₃)	Como pigmento en automoción e cosméticos para mellorar a tonalidade das cores sen afectar a protección fronte aos raios UV, como vehículo de medicamentos e axentes de diagnóstico.
Óxido de cerio (CeO₂)	En superficies de cristal como material de pulido, en pintura de exteriores e en placas metálicas como material anticorrosivo, no combustible diésel como aditivo catalítico para reducir as emisións tóxicas e aumentar a eficacia do combustible.
Óxido de circonio (ZrO)	En conectores ópticos, catalizadores e membranas cerámicas de alta resistencia á fractura, implantes biomédicos.
Ouro	Diagnóstico in vitro, sondas de diagnóstico, sensores e revestimentos de superficie.
Prata	Apósitos para feridas, téxtiles para hospitais, roupa deportiva antiolor, xoguetes, electrodomésticos, cosméticos, etc. polas súas propiedades antimicrobianas.
Ferro	Descontaminación de auga e chans.
Fullerenos	Aditivos para polímeros para aumentar a súa resistencia (raquetas de tenis e pelotas de golf).
Grafeno	Materiais específicos para avións (prevención da adhesión do xeo, resistencia á radiación) e automóbiles (prevención da acumulación de electricidade estática nos condutos de combustible).
Nanotubos de carbono	Materiais plásticos para dotalos de condutividade eléctrica, aditivos poliméricos, pinturas e recubrimentos.
Negro de fume	Como axente reforzante en produtos de caucho para aumentar a resistencia mecánica ao desgaste, como pigmento en tóner e tintas de impresora, e como cargas antiestáticas para os envases de plástico.
Nanoarxilas	Tratamento de augas residuais.

3. Cales son os riscos para o persoal traballador?

Xunto coas enormes vantaxes da aplicación da nanotecnoloxía en todos os sectores de actividade económica cohabita a incerteza sobre o risco dos nanomateriais para a saúde e seguridade das persoas e do medio ambiente.

Hai consenso internacional en considerar os nanomateriais como substancias potencialmente perigosas. Pódese dicir que os nanomateriais son moito máis reactivos que a mesma substancia a tamaño superior. Na toxicidade dos nanomateriais entran en xogo distintos factores como o tamaño, a forma, a área superficial, a carga superficial, a solubilidade etc. Iso explica que nanomateriais de idéntica composición, por exemplo de carbono, presenten propiedades diferentes.

Existe consenso internacional en considerar os nanomateriais como substancias potencialmente perigosas.
Organización Mundial da Saúde

Por este motivo a Axencia Europea de Seguridade e Saúde no Traballo (EU-OSHA) cualifica os nanomateriais como riscos emerxentes e sinala que o empresariado ten a obrigación legal de avaliar e xestionar os riscos dos NM no lugar de traballo.

A Organización Internacional do Traballo (OIT) advirte sobre o enorme desfasamento que existe entre o coñecemento nas aplicacións da nanotecnoloxía e o impacto na saúde, brecha que a EU-OSHA cuantifica en 20 anos.

Legalmente hai que realizar unha avaliación de riscos se se introduce a forma nano dunha substancia?

A resposta é SI, porque a introdución da forma nano dunha substancia na empresa supón unha modificación das condicións de traballo, por tanto, esíxese legalmente unha nova avaliación dos postos de traballo onde se manexan tales produtos.

Unha substancia a tamaño nanométrico (entre 1 nm e 100 nm) pode ter unha toxicidade distinta da que ten a tamaño superior. Polo tanto, os nanomateriais representan un risco diferente ao do mesmo material a un tamaño superior a 100 nanómetros.

Moitos produtos, por exemplo as pinturas, conteñen dióxido de titanio (TiO₂). O TiO₂ presente nunha pintura convencional cun tamaño superior ao que se considera nano representa un nivel de perigo diferente ao mesmo TiO₂ de tamaño nano que poderemos atopar nas novas pinturas melloradas con nanotecnoloxía.

Que riscos para a saúde foron xa identificados para o caso dos nanomateriais?

Os principais efectos sobre a saúde identificados ata o momento son:

Os nanomateriais, tras ser inhalados, poden pasar ao torrente sanguíneo e distribuírse polo corpo humano.
Algúns nanomateriais como os nanotubos de carbono de parede múltiple mostraron un comportamento parecido ao do amianto.
Algúns nanomateriais producen estrés oxidativo no interior das células do corpo humano e en diferentes órganos vitais como o pulmón, o fígado ou o ril.
Describíronse alteracións xenéticas e epixenéticas. As alteracións celulares e xenéticas que producen os nanomateriais están relacionadas con diferentes tipos de enfermidades: cancro, incluído o mesotelioma, fibrose pulmonar, ou disfunción cardiovascular.

Como poden penetrar os nanomateriais no corpo humano?

Os nanomateriais poden penetrar no corpo humano por vía inhalatoria, a través da pel, e por inxestión.

Vía inhalatoria: é a principal vía de entrada. Describiuse inflamación no tracto respiratorio e dano no tecido pulmonar.
Vía dérmica: a pel danada ou con feridas é unha vía de entrada de nanomateriais no corpo. A información sobre posibles danos é limitada. Con todo, describíronse casos de sensibilización a nanopartículas de óxido de zinc por contacto coa pel.
Inxestión: se se inxiren os nanomateriais poden causar dano no fígado. Para eliminalo basta seguir bos hábitos de hixiene como evitar comer no lugar de traballo ou levar as mans á boca.

Riscos para a seguridade: explosividade e inflamabilidade dos nanomateriais en po

Os nanomateriais presentan unha gran área superficial. Para facernos unha idea de ata que punto se aumenta a superficie de contacto cando a materia se presenta na escala nano, pensemos nun cubo de madeira de 1 cm de aresta e, polo tanto, 6 cm² de área superficial. Se enchemos este cubo de 1 cm³ con cubos de 1nm de aresta , caberían 10²¹ cubos de 6nm² de área, equivalente a unha área superficial de 6000 m², un pouco máis 4 piscinas olímpicas.

Os nanomateriais presentan unha gran área superficial que os fai potencialmente máis reactivos. No caso de que se xeren nubes de po de nanomateriais, sería razoable presumir un risco potencial de incendio e explosión.

Os estudos realizados sobre nanomateriais en po de carbono e de aluminio mostraron que:

Os nanotubos de carbono estudados mostran niveis de severidade da explosión e de sensibilidade da mesma orde de magnitude que o carbón, fariñas alimentarias e outras formas nanoestructuradas de materiais de carbono.
Para nanopós metálicos de aluminio, a forma nano é menos explosiva que a forma micro.
Os nanopós que tenden a aglomerarse, mostran características de explosividade da mesma orde de magnitude que a forma micro da mesma substancia.

Sobre a temperatura de ignición, viuse que o seu valor depende da área superficial da nanoforma en po. Isto pode ocasionar problemas potenciais no almacenamento a escala industrial destas partículas.

En ausencia dunha información máis detallada, e adoptando un enfoque de precaución, haberá que considerar o risco de explosión e incendio das nubes de po de nanomateriais.

Os nanomateriais son unha clase de materiais que teñen propiedades únicas debido ao seu pequeno tamaño e atoparon aplicacións en varios campos, incluídos a electrónica, a medicina e a enerxía. Con todo, existe unha crecente preocupación polos riscos potenciais asociados coa manipulación, o almacenamento e a eliminación destes materiais. Un dos riscos máis significativos dos nanomateriais é o potencial de explosión e ignición. Debido á súa alta relación área superficial/volume, os nanomateriais poden ser extremadamente reactivos e propensos á combustión. Ademais, moitos nanomateriais están feitos de metais ou óxidos metálicos, que se sabe que son altamente combustibles. O pequeno tamaño dos nanomateriais tamén os fai difíciles de controlar e conter, o que aumenta o risco de ignición ou explosión accidental. Ademais, hai unha falta de pautas de seguridade estandarizadas para o manexo de nanomateriais, o que agrava aínda máis os riscos asociados con estes materiais. Por tanto, é esencial desenvolver protocolos e regulamentos de seguridade apropiados para o manexo, almacenamento e eliminación de nanomateriais para minimizar o risco de explosións e outros perigos de seguridade.

4. Como podo protexerme?

Cuestións fundamentais sobre a seguridade e saúde no traballo con nanomateriais

Este portal segue os dous principios reitores da Organización Mundial da Saúde (OMS) para a protección do persoal traballador fronte aos riscos potenciais no traballo con nanomateriais: o principio de precaución e a xerarquía de control.

Que facer se non dispoñemos de suficiente información?

Se non dispoñemos de suficiente información débese adoptar o principio de precaución. Segundo a OMS, os motivos fundamentais son tres:

Identificáronse efectos potencialmente perigosos para a saúde dos traballadores para algúns nanomateriais.
A experiencia previa co amianto.
Constantemente estanse desenvolvendo nanomateriais dos que non podemos predicir o seu perigo con suficientes garantías.

O principio de precaución adóptase cando non hai suficiente certeza para considerar que unha substancia non supón un perigo, pero hai dúbidas razoables de que podería selo. En tales casos a OMS considera que en ausencia de información toxicolóxica (sobre un determinado nanomaterial), o persoal traballador non debe ser exposto a el. Iso significa que, ante a presenza da devandita substancia, débense poñer en práctica estritas medidas de control para previr a exposición do persoal traballador. Só cando a información toxicolóxica estea dispoñible, se pode adoptar unha estratexia de control particular.

Como podemos reducir os riscos? Xerarquía de control

Os riscos poden reducirse substituíndo os nanomateriais por outros ou, se non é factible, utilizando sistemas que reduzan, tanto como sexa posible, a exposición a nanomateriais. Debe seguirse unha orde, unha xerarquía de control, que é a seguinte:

O primeiro paso debe ser tratar de eliminar o perigo.
Se iso non é posible, o material perigoso debe ser substituído por un axente menos daniño.
Logo, débense aplicar controis de enxeñería, como técnicas de illamento, ventilación por extracción localizada ou supresión de po.
Se todo isto non é factible, entón débense considerar outro tipo de medidas, como a formación e capacitación das persoas traballadoras ou a organización do traballo.
Como último recurso, pódese usar equipo de protección individual (EPI).
A miúdo combínanse varios tipos de medidas, pero sempre reducir a exposición na orixe proporciona unha maior protección e unha mellor relación custo-beneficio para a empresa.

En paralelo a empresa ten a obrigación de realizar unha avaliación dos riscos laborais debido á presenza de nanomateriais nos procesos produtivos e a poñer en marcha o correspondente plan de prevención. No seguinte apartado indícanse algunhas das preguntas e respostas que son tratadas neste portal do ISSGA sobre a seguridade e saúde no traballo con nanomateriais.

A seguridade e saúde no traballo con nanomateriais: preguntas clave e respostas que poderás atopar neste portal

Preguntas para a empresa

Preguntas para a área técnica de prevención de riscos laborais

Preguntas para a área sanitaria de prevención de riscos laborais

ABC Nano