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

NSET - http://www.nsf.gov/crssprgm/nano/reports/omb_nifty50.jsp 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 da Convergência Tecnológica Significado estabelecido em 2001 em uma oficina de trabalho da “US National Science Foundation” e o Departamento de Comércio Americano – sigla NBIC http://www.ntnu.no/2020/pdf/final_report_en.pdf

CONVERGÊNCIA DE TECNOLOGIAS Sigla sugerida pela ONG ETC Group Informática Controle de bits Nanotecnologia Control e manipula átomos Ciência Cognitiva Consegue controlar a mente pela manipulação de neurônios Biotecnología Controla e manipula a vida engenheirando genes B A N G Sigla sugerida pela ONG ETC Group

A confluência destas ciências implica que a vida e o vivo biotecnología A confluência destas ciências implica que a vida e o vivo nunca voltarão a ser o mesmo. ciência cognitiva informática nanotecnologia

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 tamanhos O rio Amazonas mede quase 7.000 quilômetros e é cheio de água 7.000.000 metros 7.000.000.000 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 nanotecnologia   Embalagens   Nanomedicina Indústria alimentícia Produtos esportivos Produção e distribuição de energia Aumento da produtividade agricultura Cosméticos   Aplicações das nanotecnologia Produtos químicos diversos: colas, tintas, catalisadores Tratamento de água e remediação do solo   Telecomunicação   Defesa/guerra Tecnologia da informação   Construção civil Veterinária Criação animal   Nanoarte Indústria têxtil

Produtos que já estão no mercado

http://www.nanotechproject.org/inventories/consumer/analysis_draft/

As Figure 4 indicates, there is a small set of materials explicitly referenced in nanotechnology consumer products. The most common material mentioned in the product descriptions is now silver (235). Carbon, which includes fullerenes, is the second most referenced (71), followed by zinc (including zinc oxide) (29), silica (31), titanium (including titanium dioxide) (38), and gold (16). http://www.nanotechproject.org/inventories/consumer/analysis_draft/

Produtos com nanopartículas de prata

Transporte de medicamento Nanomedicina Dispositivos médicos Produtos medicinais Diagnósticos Implantes Medicamento Transporte de medicamento In vitro In vivo Biomateriais Implantes ativos Sensores Biochips Imagem Terapia 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

Novos Riscos Ocupacionais? Importância do tamanho Nanotecnologia Novos Riscos Ocupacionais? Importância do tamanho

Importância do tamanho Devido 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/volume Comparando 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 12 Fonte: 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

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 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. 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 do Ouro (Au) Ponto de fusão (oC) Ponto de fusão - 1064 C Raio da Partícula (nm) Fonte: K.J. Klabunde, 2001

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 tamanho Um 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

Nanomateriais podem ter uma, duas ou três dimensões na escala nano. 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 Respiráveis PM 10 1 nm 10 nm 100 nm 1 mm 10 mm 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 nanopartículas Naturais Incidentais ou antropogênicas Engenheiradas 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;

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

Nanopartículas naturais ou antropogênicas Comparação entre nanopartículas naturais e antropogênicas e as engenheiradas Nanopartículas naturais ou antropogênicas (ultrafinas) Nanopartículas engenheiradas Partículas primárias: Tamanho < 100 nm Distribuição de tamanho Poli dispersa Mono dispersa Agregação quando gerada Sim Não Agregação no ar Composição química Variável até bem definida Bem definida Significância toxicológica 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? Fulerenos Esferas 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? Nanotubos Propriedades 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

fulereno diamante grafite http://www.anp.com.tw/English/main02-a1.htm Nanotubo de carbono http://www.anp.com.tw/English/main02-a1.htm

Nanotubos de carbono uso 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 lotus A observação da flor de lótus levou os cientistas a idéia de superfícies auto limpantes, que não molham Flor de lótus Créditos: Steven Pinker's Photos Gota de água na folha de lótus Fonte: 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

Impactos á Saúde, especialmente dos Trabalhadores e Meio Ambiente 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.

Novos riscos ocupacionais 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 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, 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.

Nanotoxicologia Há 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.

(por ex: músculos, placenta) Nanotoxicologia Rotas confirmadas Rotas potenciais Exposição Ar, água, roupas Introdução de medicamentos Ar Alimento, água Inalação Injeção Ingestão Deposição Trato respiratório Nasal traqueo alveolar bronquial pele Rotas de entrada Trato GI Neurônios Neurônios Linfa Neurônios SNC Sangue (plaquetas/ monócitos/ células endoteliais) Fígado SNP Translocação e distribuição Linfa Coração Medula óssea Outros sítios (por ex: músculos, placenta) Rins Baço Rotas de excreção Suor/esfoliação Urina Leite materno Fezes Adaptação: http://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=1382.php Gunter Oberdörsten

Livro: Nanopathology. The health impact of nanoparticles”, Gatti, A 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? Dúvidas 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.

RELAÇÃO EXPOSIÇÃO X EFEITO Depledge et al., 1993, modificado Por Gil Ricardi, AFT/DRT/SP Exposição Homeostase saudável Compensação Não Compensação doença Reversível Curável incurável irreversível Padrões de Qualidade IBE Morte Resposta do organismo

RELAÇÃO EXPOSIÇÃO X EFEITO Não é satisfatório para nanotoxicologia Depledge et al., 1993, modificado Por Gil Ricardi, AFT/DRT/SP Exposição Homeostase saudável Compensação Não Compensação doença Reversível Curável incurável irreversível Padrões de Qualidade IBE Morte Resposta do organismo 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

Quais são os métodos apropriados para testes de toxicidade? 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?

Como avaliar a possível exposição? 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 coagulação à diferentes concentrações de nanopartículas em vários tamanhos Health 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 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 – 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

Levar em conta todo o ciclo de vida dos produtos: 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

Nanotubo de carbono de parede simples Manuseio de nanotubo Nanotubo de carbono de parede simples file:///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 risco aspectos gerais Identificação dos fatores (hazards) e avaliação dos riscos; Decisão sobre as medidas de precaução a serem tomadas; Prevenir ou controlar adequadamente a exposição; Assegurar que as medidas de controle estão sendo usadas e que as manutenções são feitas; Monitorar a exposição; Executar uma apropriada vigilância da saúde dos trabalhadores; Preparar planos e procedimentos para casos de acidentes, incidentes e emergências, e 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 explosão Além 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

Outros aspectos a serem considerados 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 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).

Outros aspectos a serem considerados 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 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 Volume 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.

Conclusão São 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 arline@fundacentro.gov.br http://www.fundacentro.gov.br/index.asp?D=NANO arline@fundacentro.gov.br