conceitos e impactos sa de dos trabalhadores Panam and... · Comparando a mesma quantidade de sal...

45
UNITAR nanotecnologia Nanotecnologia: Conceitos e Impactos à Saúde dos Trabalhadores 31 de maio de 2011 Panamá Arline Sydneia Abel Arcuri FUNDACENTRO

Transcript of conceitos e impactos sa de dos trabalhadores Panam and... · Comparando a mesma quantidade de sal...

UNITARnanotecnologia

Nanotecnologia: Conceitos e Impactos àSaúde dos Trabalhadores

31 de maio de 2011Panamá

Arline Sydneia Abel ArcuriFUNDACENTRO

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

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 estápara todo o comprimento do rio Amazonas assim como um nanômetro está para o metro

7 milímetros

Comparando os tamanhos

3911 km

Comparando os tamanhosA distância entre São Luis e Porto

Alegre é de 3911 km

3.911.000 metros3.911.000.000 milímetros

A ponta de um lápis tem em média 4 a 5 milímetros

Assim, se comparamos a ponta de um lápis com a distância entre São Luis e Porto Alegre, podemos ter uma idéia do que significa um

nanômetro com relação a um metro

4 a 5 milímetros

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).

Nanotecnologia

Novos riscos ambientais? Novos Riscos Ocupacionais?

Importância do tamanho

Importância do tamanho

Devido ser tão pequenas, as nanopartículas têm uma grande relação

superfície/massa.

Além disso, na medida em que a matéria éreduzida à escala nanométrica as suas propriedades começam a ser dominadas

por efeitos quânticos.

Relação superfície/massaComparando 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 partículaNúmero 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 andToxicological Issues and

effects of nanoparticles,. in:Environmental Safety, Springer,

Simeonova, P.P. et al. Nanotechnology2006

Importância do tamanhoDevido ser tão pequenas, as nanopartículas têm uma grande relação superfície/massaque 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.

Importância do tamanho

Estas características das partículas na escala nanométrica são responsáveis pela constatação de que nesta escala as propriedades dos materiais e elementos químicos se alteram

drasticamente.

Importância do tamanho

Apenas com a redução de tamanho e sem alteração de substância, verifica-se que os materiais apresentam novas propriedades e

características. Por exemplo, a estrutura eletrônica,

condutividade, reatividade, temperatura de fusão ou mesmo propriedades mecânicas de um dado material, são diferentes a partir

de um determinado valor crítico de dimensão de partícula.

Importância do tamanhoDesta forma:

Conhecer as características das substâncias em tamanho maior não

fornece informações compreensíveis sobre suas propriedades no nível nano.

Ponto de fusão - 1064°°°° C

Fonte: K.J. Klabunde, 2001

Ponto de Fusão do Ouro (Au)

Pon

to d

e fu

são

(oC

)

Raio da Partícula (nm)

Importância do tamanhoUm material perfeitamente seguro para ser manuseado em tamanho maior, pode facilmente penetrar na pelena 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 humanoou mesmo outros sistemas biológicos

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 da ordem de 100 nanômetros ou menos.

Nanopartículas?Além do tamanho há vários outros aspectos que são importantes para a

determinação das propriedades destas nanopartículas: ���� estado de aglomeração,���� forma,���� proporcionalidade,���� dureza,���� estrutura cristalina,���� deformabilidade,���� composição química,���� área superficial,���� carga e química da superfície,���� tipo de modificação da cobertura���� estabilidade e���� solubilidade em água e em gordura���� porosidade

Fontes de nanopartículas

são as criadas propositadamente, feitas pelo homem:Nanotubos de carbono;Fulerenos;Pontos quânticos;

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

Encontradas na natureza provindas de: rochas vulcânicas, fumaça, poeiras de minerais, virus, Sal marinho,etc.

Engenheiradas ou manufaturadas

Incidentais ou antropogênicas

Naturais

Naturais

VVíírus darus da Influenza 75Influenza 75--100 nm100 nm

Incidentais ou antropogênicas

Engenheiradas ou manufaturadas

Comparação entre nanopartículas naturais e antropogênicas e as engenheiradas

Tamanho pequeno, grande área superficial por massa, composição química

Tamanho pequeno, grande área superficial por massa, composição química

Significância toxicológica

Bem definidaVariável até bem definidaComposição química

Sim Sim Agregação no ar

Não Sim Agregação quando gerada

Mono dispersaPoli dispersaDistribuição de tamanho

< 100 nm< 100 nmTamanho

Partículas primárias:

Nanopartículasengenheiradas

Nanopartículas naturais ou antropogênicas

(ultrafinas)

Fonte: Oberdörster, G. Biokinetics and effects of nan oparticles, in: Nanotechnology, Toxicological Issues and Environmental Safety; Simeonov a, P. P. et al., Springer, 2006

Qual a Natureza das nanopartículas?Recente revisão conclui que há um consenso entre os especialistas que

uma caracterização precisa e completa das nanopartículas é parte essencial para a avaliação de seu potencial toxicológico em sistemas biológicos.

http://nmi.jrc.ec.europa.eu/documents/pdf/ENRHES%20Review.pdf

Sem isto esclarecido fica difícil responder a outra dúvida:Qual é a toxicidade destes materiais, que podem ser muito diferentes das do mesmo material em escala maior?

As curvas dose-resposta destes materiais em escala maior podem ser utilizados?

Dúvidas na avaliação dos possíveis impactos à saúde dos trabalhadores

Res

post

a do

org

anis

mo

Morte

ExposiçãoHomeostasesaud

ável

Compensação

Não Compensação

doen

ça

Reversível

Cur

ável

incu

ráve

l

Irreversível

Padrões de Qualidade

IBE

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

Res

post

a do

org

anis

mo

Morte

ExposiçãoHomeostasesaud

ável

Compensação

Não Compensação

doen

ça

Reversível

Cur

ável

incu

ráve

l

irreversível

Padrões de Qualidade

IBE

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

Não é satisfatório para nanotoxicologia

DúvidasÉ biologicamente plausível que a medida em que o tamanho da partícula

diminui, ocorra um aumento repentino na absorção ou

toxicidade.É importante estabelecerse esta é uma situação

típica ou é especifica para certas nanopartículas.

8. Are current risk assessment methodologies for nanoparticles adequate?

http://ec.europa.eu/health/opinions2/en/nanotechnol ogies/l-3/8-risk-assessment.htmhttp://ec.europa.eu/health/opinions2/en/nanotechnol ogies/index.htm#8

http://ec.europa.eu/health/ph_risk/committees/04_sc enihr/docs/scenihr_o_003b.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.

Nos estudos de nanotoxicologia ainda háfalta de métodos validados.

Dúvidas na avaliação dos possíveis impactos à segurança e saúde dos trabalhadores

Quais são os métodos apropriados para testes de toxicidade?Além disso,

• Pequenas diferenças no processo de produção poderão alterar as características das nanopartículas com implicação na suas toxicidades;

• Pela alta reatividade, é difícil garantir que as nanopartículas testadas estarão na mesma forma quando forem utilizadas.

Dúvidas na avaliação dos possíveis impactos àsegurança 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

Limites 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 – toxicologicalIssues and Environmental safety”,Springer,2006, 276pgs.

Limite utilizado para nanotubo de carbono = grafite

NIOSH ����“Com base nos nossos estudos sobre inalação pode-se inferir que os trabalhadores sujeitos a exposição de longa duração aos nanotubos de carbono de parede simples na PEL atual do grafite sintético, deverão ter aumento de risco de danos pulmonares”

http://www.lbl.gov/msd/msd_safety/assets/1.introduction_nanotoxicology.pdf

Atividades de riscoLevar em conta todo o ciclo de vida dos produtos

consumoDescarte

comércio

armazenagem

transporte

extração

laboratório Escala piloto produção

Operários (Tarsila do Amaral)

Meio ambiente

Utilização na indústria

Impactos á Saúde, especialmente dos Trabalhadores e Meio

AmbienteEstudos 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

Adaptação: http://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=1382.php Gunter Oberdörsten

pele

Ar, água, roupasIntrodução demedicamentos

Ar Alimento, água

SNC

SNP

Trato GI

Linfa

Fígado

Linfa

Sangue(plaquetas/monócitos/

células endoteliais)

Medula óssea

Trato respiratório

Nasal traqueo alveolarbronquial

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 edistribuição

Rotas de excreção

Neurônios

Neurônios

Neurônios

Modelo de dispersão dos NM no ambientefonte: Metcalfe et col. Livro NATO 2009

Fontes de contaminação Processos e meios de transporte Caminhos e receptores

Contato ingestão

Nanoestruturas engenheiradas

Nanodispositivosengenheirados

Intermediários de reações

Produção de resíduos

Produtos de degradação

Ar

AgregaçãoDegradação por UV

Solo

Degradação

Água

AgregaçãoDegradação

Sedimentos

Degradação

Vertebrados terrestres

Invertebrados terrestres

Invertebrados aquáticos

Peixes

Invertebrados do fundo do mar

Peixes

Inalação

Contato

Contato ingestão

Ingestão

Ingestão

Ingestão

Contato ingestão

Contato ingestão

Contato ingestão

Contato ingestão

Contato ingestão

Contato ingestão

Ingestão

Ingestão

Ingestão

Fogo e explosãoUm 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

Além disso, não dá ainda para avaliar o impacto destas nanotecnologias no

emprego e inclusive nas relações sociaisVárias ocupações serão ser extintas e outras, que irão requer muito mais

qualificação, serão criadas

Outros aspectos a serem considerados

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

Conclusão

Já há algum estudo sobre os impactos dos materiais nanoestruturados na saúde e no meio ambiente, e em conseqüência na SST,

mas ainda é muito pouco

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.

OBRIGADAThank youGracias

[email protected]

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