Gestão de Risco de nanopartículas no local de trabalho ... · riscos e inclui análise de...

Painel 5 Mudanças Tecnológicas: novos e velhos riscos

Gestão de Risco de nanopartículas no local de trabalho: status atual

Eng. Luís Renato Andrade([email protected])

Goiânia, Novembro de 2012

O que esperar da apresentação

Questões e não respostas,dúvidas e não certezas e,

principalmente,informação para a reflexão

contexto tamanho partícula riscos exposição ar conclusões

Panorama da apresentação

• Contextualização das nanotecnologias• A importância do tamanho• Sobre as nanopartículas• Riscos• Exposição• Difusão das nanopartículas no ar• Outros aspectos a serem considerados• Considerações finais


Toda a nova tecnologia apresenta riscos e benefícios

A forma como os riscos são percebidos influi sobre a

maneira pela qual as pessoas reagirão a eles.

Informação e engajamento são, portanto, necessários.


Trabalhadores Meioambiente

Usuários(consumidores)

NANOTECNOLOGIAS

Produção

Transporte

Produção

Transporte

Uso (consumo)

Manutenção

Descarte (reciclagem)

Uso (consumo)

Manutenção


Nanotecnologia(s)anunciada como uma nova revolução

tecnológica tão profunda que irá atingir todos os aspectos da

sociedade humana.

Ela envolve o estudo e a manipulação da matéria em uma escala muito pequena, geralmente na faixa de

1 a 100 nanômetros


Importância do tamanhoDevido ao fato de serem tão pequenas,

as nanopartículas têm uma grande relação superfície/volume que é

responsável por novas propriedades físicas e químicas.

Isto inclui um aumento da reatividade química na superfície da nanopartícula e novos

comportamentos


Importância do tamanhoSubstâncias que são:

• estáveis em dimensões maiores tornam-se reativas;• isolantes podem se tornar condutoras;• opacas podem se tornar transparentes;• Inócuas podem se tornar tóxicas.

Exemplos:O carbono, na forma de grafite é maleável, mas em escala

nano, na forma de nanotubo, é mais resistente que o aço e até seis vezes mais leve.

O alumínio em escala nano entra em combustão espontaneamente.

O ouro muda de cor em vários níveis nano.


Importância do tamanhoDesta forma:

Conhecer as características das substâncias em tamanho maior não

fornece informações compreensíveis sobre suas propriedades no nível nano.

Apesar disso, é só isto o que temos!


Importância do tamanhoAs mesmas propriedades que alteram as

características físicas e químicas das nanopartículas, podem também, provocar

consequências não pretendidas(e desconhecidas)

quando elas entramem contato com o organismo humano


NanopartículasAs nanopartículas podem ser distribuídas em três

categorias:• nanopartículas engenheiradas ou manufaturadas

que são as criadas propositadamente, feitas pelo homem,

• nanopartículas incidentais ou antropogênicas são as não criadas intencionalmente, mas como sub produto da atividade humana (exaustão de veículos a diesel, combustão de carvão, fumos metálicos) e

• naturais que são as encontradas na natureza provindas de rochas vulcânicas, fumaça, poeiras de minerais, etc.


Hierarquia dos termosNanoobjeto

Uma ou mais dimensões externas em nanoescala

NanopartículaTrês dimensões externas

em nanoescala

NanohasteDuas dimensões externas

em nanoescala

NanoplacaUma dimensão externa em

nanoescala

NanofioNanohaste condutora

NanotuboNanohaste oca

NanofibraNanohaste flexível


Sobre os riscos,Algumas importantes questões....

• Quais os impactos para a saúde daqueles que eventualmente manipularão um nanomateriais?

• Existem estudos neste sentido? São suficientes?

• A quem caberão estes estudos? Quem paga? Quem faz?

• A quem caberão as responsabilidades por consequências adversas (se existirem)?

• Etc, etc, etc


Princípios para supervisão de nanotecnologias e nanomateriais

• Princípio da precaução

• Princípio da regulamentação mandatória nanoespecífica

• Princípio da proteção à saúde e segurança para o público e trabalhadores

• Princípio da proteção ambiental

• Princípio da transparência

• Princípio da participação do público

• Princípio da inclusão de amplos impactos

• Princípio da responsabilidade do produtor


Gestão de RiscosHá na literatura técnica uma série de propostas para a gestão de riscos de nanopartículas.

Podemos dividi-las em três grandes categorias

(1) Enfoques estratégicos – definem estratégias gerais.(2) Enfoques metodológicos – definem estratégias e ações. (2a) – que não incluem “Control Banding” (CB). (3b) – que incluem “CB”(3) Enfoques pragmáticos – definem apenas ações. Tipicamente são aplicações de “CB”.


“Control Banding” (genérico)Descrição do perigo de

cada grupo denanopartículas

Probabilidade de exposição a nanopartículas durante a atividade

Perigocategoria 1

Perigocategoria 2

Perigocategoria 3

Nanofibras (ou tubos) biopersistentes que se comportam como asbestos

Nanopartículas fibrosas ou granulares, biopersistentes sem efeitos “tipo asbesto”

Nanopartículas granulares não biopersistentes ou solúveis em água

Categoria I de Exposição:Emissão primária de NP é possível A A C

Categoria II de exposição:Emissão de NPs incorporadas em sólido (>100 nm) ou em matriz líquida é possível

A B C

Categoria III de exposição:Emissão de NPs livres é minimizada por atividade totalmente enclausurada

B C C

AUma estratégia hierárquica de higiene ocupacional deverá estritamente aplicada e todas as medidas que forem tanto técnica como organizacionalmente factíveis serão implementadas. O princípio da razoabilidade não é usado.

BDe acordo com a estratégia hierárquica de higiene ocupacional as medidas técnicas e organizacionais factíveis serão avaliadassob o ponto de vista econômico. Medidas de controle serão baseadas nesta avaliação.

CAplicação de ventilação geral adequada, se necessário usar ventilação local exaustorae/ou enclausuramento da fonte de emissão. Adodar equipamentos de proteção individual (EPI) apropriados.


Gestão de Riscos

(1) Enfoques estratégicos

• A risk management framework (Canadá, 2008)• Risk assessment of nanoparticles (EUA, 2006)• DuPont Nano Risk Framework (EUA, 2008)• Evaluación de Riesgos de las NanopartículasArtificiales - ERNA (Espanha, 2009)

Não sublinhado = apenas qualitativa Sublinhado = qualitativa e quantitativa


Gestão de Riscos(2a) Enfoques metodológicos que não incluem “CB” • Guidelines for safe handling, use and disposal ofnanoparticles (Irã, 2008)

• A abordagem britânica – BSI (Reino Unido, 2007)• A abordagem alemã - BaµA (Alemanha, 2007)(2b) Enfoques metodológicos que incluem “CB” • A abordagem do Quebec (Canadá, 2009)• A abordagem americana – NIOSH (EUA, 2012)• Proposta metodológica de ações para laboratórios de pesquisa com nanotecnologia (Brasil, 2012)

• ANSES CB tool for nanoparticles (França, 2010)


Gestão de Riscos(3) Enfoques pragmáticos (ferramentas “CB”) • CB Nanotool 2.0 (EUA/Holanda, 2006)• Working Safely with Engineered Nanomaterials(União Européia, 2012)

• Stoffenmanager Nano 1.0 (Holanda, 2012)• Precautionary matrix (Suiça, 2011)• Nanosafer (Dinamarca, 2011)• GoodNanoGuide (EUA/Canadá, 2009)


Alguns destaques em relação às propostas de gestão de risco

•Dupont & Enrironmental Defense: inclui a indicação de testes toxicológicos e preocupa-se com o ciclo de vida do produto. Mais adequada a grandes corporações.

•ERNA: apoia-se na abordagem tradicional de gestão de riscos e inclui análise de incertezas para mitigar as lacunas de conhecimento.

•BSI: indica aparelhos e metodologias para análises quantitativas e aponta alguns limites de exposição.

•BAµA: dedica-se especialmente a contaminação do ar por nanopartículas.



•Proposta metodológica para laboratórios: inclui as diretrizes da OIT para um sistema de gestão.

•ANSES: enfatiza o fato de que para sua implementação é necessário pessoal especializado.

•CB Nanotool: disponível na Internet como planilha Excel para download seu uso é relativamente amigável.

•Stoffenmanager Nano 1.0: disponível on line seus autores indicam que não há necessidade de pessoal especializado para fazer uso da ferramenta. Trata-se de um apêndice de um sistema maior de mesmo nome.



•Precautionary matrix: define um escore que será associado uma classe de risco. Introduz o conceito de meia vida para estabilidade dos nanomateriais.

•Nanosafer: tem foco em nanopartículas dispersas no ar, sendo, portanto, a pulverulência do nanomaterial uma característica importante.

•GoodNanoGuide: uma abordagem simplificada em três níveis: básico, intermediário e avançado.


Equipamento de mediçãoNanoTracerEquipamento portátil de medição de nanopartículas transportadas pelo ar.

Limites de detecçãoDiametro: 10nm – 300nmNP (concentração) ~8.000 – >10.000.000 particles/cm3


Parâmetros que podem afetar a toxicidade das nanopartículas

• Tamanho• Forma• Composição• Solubilidade• Estrutura cristalina• Carga elétrica

• Característica da superfície • Aglomeração• Impurezas• Etc

A abordagem clássica define a massa por volume (concentração de massa) como a principal métrica.Para as nanopartículas o número de partículas por volume ou a área superficial por volume parece ser mais adequada.


Passos para proteger os trabalhadores dos perigos de uma tecnologia emergente

Tecnologia emergente

Antecipar e identificar perigos potenciais

Tomar precauções

Avaliar a eficácia das precauções

Clarear o conhecimento dos perigos

Determinar os riscos

Clarear as práticas de gestãode risco

Estabelecer práticas padrõesde gestão de risco

Avaliação contínua

Pesquisa epidemiológica

Vigilância da saúde ocupacional

Estabelecer registros de exposição


Categorias funcionais de trabalhadores envolvidos com nanotecnologias

Trabalhadores em locais com nanomateriais

Trabalhadores potencialmenteexpostos

Trabalhadores efetivamente expostos

Alvos de vigilância médica

Trabalhadores envolvidos nos registros de exposição

Sujeitos das pesquisas epidemiológicas


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

pele

Ar, água, roupas Introdução 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

Rotas confirmadas

Rotas potenciais

Exposição

Rotas de excreção

Rotas de entrada

Translocação edistribuição

Um mapa para a nanotoxicologia


Recomendações clássicas

• Retirar os trabalhadores da exposição, por exemplo através de métodos de automação;

• Substituir o material por um menos tóxico;(qual é o menos tóxico????)

• Enclausurar o processo de produção;(como fazer isto????)

• Utilizar sistemas de exaustão local (EPC);

• Minimizar a exposição dos trabalhadores;

• Quando estas medidas de controle não forem viáveis (equipamentos ainda a serem validados), utilizar:

• Proteção respiratória;• Roupas de proteção (não tecido)• Luvas

A possível exposição ocupacional deve ser minimizada aos menores níveis possíveis (PRECAUÇÃO)

Para isto, as seguintes medidas de controle devem ser tomadas

Eliminação

Substituição

Isolamento

Controle de engenharia (EPC)

Controle administrativo

EPI


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)


Alguns estudos já realizados• Alguns tipos de nanotubos de carbono introduzidos na

cavidade abdominal e pulmão de camundongos mostram patogenicidade semelhante ao amianto em um estudo piloto

http://www.nature.com/nnano/journal/v3/n7/abs/nnano.2008.111.html

• Estudos de animais inalando nanopartículasdemonstraram efeitos sobre a saúde tais como estresse oxidativo, inflamação pulmonar, granuloma, fibrose, câncer de pulmão, mesotelioma e efeitos cárdiovasculares.

• Em monitoramento humano foi identificada a diminuição de enzimas antioxidantes e o aumento de marcadores cardiovasculares.

Liou et al. (2012). Epidemiological study of heath hazards among workers handling engineered nanomaterials.


Alguns estudos já realizadosLiuo et al. indica ainda que• O orgão mais afetado pelas nanopartículas parece ser o

pulmão. • Danos oxidativos são o maior mecanismo pelo qual as

nanopartículas induzem efeitos adversos à saúde.• Nanopartículas de poliacrilato são consideradas a causa

de severas disfunções pulmonares.• A vigilância médica, necessária nestes casos (embora

não exista uma vigilância nanoespecífica), provê benefícios ao indivíduo, à empresa e a sociedade; mesmo assim, em algumas situações, esta mesma vigilância médica pode também produzir prejuízos físicos e psicológicos.


Difusão das nanopartículas no arO comportamento das nanopartículas é similar ao do

gás ou vapor.A difusão no ar é o principal meio de transporte de

partículas menores que 100nm (nanopartículas).A velocidade com que as partículas se difundem é

determinada pelo seu “coeficiente de difusão” o qual é inversamente proporcional ao seu tamanho.

ENTÃO: nanopartículas difundem-se mais rapidamente do que partículas maiores e podem ser encontradas longe de seu ponto de origem

nos ambientes de trabalho.


Em contrapartida.....A coagulação de pequenas partículas conduz

rapidamente a formação de partículas maiores em concentração mais baixa. A coagulação ocorre pelo contato (derivado do movimento) entre as

partículas.De 1 a 100nm a aglomeração é rápida.

Entre 100 e 2.000nm a aglomeração é mais lenta (“modo de acumulação”)

coagulação Browniana ou térmica-> mvt Brownianocoagulação cinética – força externa (gravidade,

eletricidade, aerodinâmica)


Outro ponto....A sedimentação por gravidade não é significativa para partículas muito pequenas, p.e., 10 nm, neste

caso a difusão destas partículas é maior e a sedimentação por gravidade é negligenciável.

Ou seja, para nanopartículas a sedimentação gravitacional não pode ser considerado como um

mecanismo eficiente.No entanto.... A resuspensão é menos provável

em nanoparticulas por que as mesmas forças que promovem a aglomeração e a aglutinação promovem a adesão às superfícies em geral.


Medição da exposição ocupacionalO procedimento padrão baseia-se na medição da

concentração de massa do aerosol no ambiente de trabalho.

A amostragem convencional baseada na filtragem do ar com uso de bombas de um aerosol com nanopartícculas não é a melhor escolha por duas razões:

1. A concentração de massa não é, necessariamente, o melhor parâmetro já que estudos têm demonstrado que a toxicidade aumenta com a diminuição do tamanho.


Medição da exposição ocupacional2. Nenhum dos instrumentos existentes para

monitoramento dá-nos informações específicas sobre a concentração de partículas abaixo de 1 micron (1.000 nm) de diâmetro aerodinâmico.

Outros indicadores mais relevantes têm surgido para descrever aerosóis de nanopartículas, entre eles, nº de partículas, concentração de massa e superfície e critérios que relacionam o tamanho e a forma.


Métodos de controle

Basicamente não há novidades , utiliza-se:• Enclausuramento• Ventilação local exaustora (VLE)• Ventilação geral

Alguns estudos já demonstraram(*) que não há diferença significativa entre a eficiência da VLE para gases ou nanopartículas.

(*) EU-OSHA – Workplace exposure to nanoparticles


Métodos de controle - FiltrosAs normas européias EN 1822-1 a EN 1822-5,

recentemente revisadas, classificam os filtros como:

EPA – Efficient Particulate Air filterHEPA – Hight Efficiency Particulate Air filterULPA - Ultra Low Penetration Air filter

A retirada das nanopartículas do ar deve ser feita por filtração utilizando-se uma sequência de filtros HEPA ou ULPA.


Outros (poucos) dentre muitos aspectos a serem considerados (questões éticas, sociais, legais, etc.)

• Já estão ocorrendo mudanças socioambientais incluindo impactos do emprego?

• Quem terá acesso aos possíveis benefícios desta tecnologia?

• Haverá controle social sobre estas tecnologias e seus uso?

• Quantos produtos já existem no mercado com pouco estudo de impactos à saúde e meio ambiente.

• A distribuição de benefícios e riscos será igualitária?

• A sociedade civil está capacitada para participar do desenvolvimento e aplicação desta nova tecnologia?

• As informações estão disponíveis para o público?Baseado na apresentação: Ethical perspectives on nanotechnology - Ellen K Silbergeld, PhD apresentada no Simpósio Internacional sobre os impactos das nanotecnologias na saúde dos trabalhadores e no meio ambiente= maio 2010 São Paulo


Considerações finaisNeste momento há muita incerteza e lacunas de

conhecimento.

Então, é agora que devemos estudar para conhecer e desde já nos prepararmos para uma nova realidade.

A saúde é um bem precioso cujo valor (infelizmente) só é percebido depois de perdida.

Queremos conhecer para que as nanotecnologias sejam vetores de desenvolvimento e não de agravos à saúde.

“...caminhante, não há caminho,faz-se caminho ao andar.” (Antônio Machado, poeta espanhol)


“Diante da vastidão do tempo e da imensidão do espaço é um

imenso prazer mim compartilhar um planeta e uma

época com você.” (Carl Sagan,

astrônomo norte americano)

átomo

galáxia


Muito obrigadopela atenção.

[email protected]

Porto Alegre / RS

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