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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
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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.
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Trabalhadores Meioambiente
Usuários(consumidores)
NANOTECNOLOGIAS
Produção
Transporte
Produção
Transporte
Uso (consumo)
Manutenção
Descarte (reciclagem)
Uso (consumo)
Manutenção
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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
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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
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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.
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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!
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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
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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.
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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
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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
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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
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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”.
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“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.
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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
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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)
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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)
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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.
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Alguns destaques em relação às propostas de gestão de risco
•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.
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Alguns destaques em relação às propostas de gestão de risco
•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.
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Equipamento de mediçãoNanoTracerEquipamento portátil de medição de nanopartículas transportadas pelo ar.
Limites de detecçãoDiametro: 10nm – 300nmNP (concentração) ~8.000 – >10.000.000 particles/cm3
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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.
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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
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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
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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
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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
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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)
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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.
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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.
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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.
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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)
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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.
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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.
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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.
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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
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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.
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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
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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)
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“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
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