Exposición Laboral a Nanomateriales.
en centros de Investigación
1 Tania Berlana Llorente
Servicio de Prevención y Salud Laboral de Madrid Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)
INDICE
1.
Introducción: investigando con nanomateriales
2. Exposición a nanomateriales en centros de investigación.
3. Evaluación de riesgos en laboratorios de investigación.
4. Control de la exposición en los laboratorios.
¿Qué es el CSIC?
La Agencia Estatal Consejo Superior
de Investigaciones Científicas (CSIC)
es la mayor institución pública
dedicada a la investigación en España
y la tercera de Europa.
El CSIC se encuentra adscrito al
Ministerio de Economía y
Competitividad , a través de la
Ministerio de Economía y
Competitividad , a través de la
Secretaria de Estado de
Investigación.
Está integrado por más de 130
Centros e Institutos distribuidos por
todas las Comunidades Autónomas, así
como más de un centenar de unidades
asociadas. Algunos de estos Centros
son mixtos con Universidades y otros
organismos o entidades.
El carácter mustidisciplinar del CSIC
Por su carácter multidisciplinar y multisectorial el CSIC cubre
todos los campos del conocimiento. Su actividad, que abarca
desde la investigación básica hasta el desarrollo tecnológico, se
organiza en torno a ocho áreas científico-técnicas:
1
.
Humanidades y Sociales 2. Biología y Biomedicina 3. Recursos Naturales 4. Ciencias Agrarias5. Ciencia y Tecnologías Físicas
6. Ciencia y Tecnología de Materiales 7. Ciencia y Tecnología de Alimentos 8. Ciencia y Tecnologías Químicas
En 1959 el físico Feynman, ponencia de la conferencia
de la Sociedad Americana de Física
“
There´s Plenty of Room at the Bottom”
(Hay sitio de sobra en el fondo).
En el futuro sería posible llegar a manipular átomos y
Investigando con nanomateriales
5
En el futuro sería posible llegar a manipular átomos y moléculas de manera individual, sin que hubiese
impedimientos por parte de las leyes físicas.
Limitación en la instrumentación para el estudio de nanoobjetos.
Propuso construir computadoras cuyos elementos tendrían tamaño nanométrico, mediante litografía
(grabado) de circuitos electrónicos mediante haces de electrones y potentes microscopios electrónicos.
Inspiración para el diseño de los nanomateriales
Tejidos que repelen el agua se inspiran en las características de la hoja del loto, que está recubierta de micro y
nanoestructuras con carácter hidrofóbico
La resistencia de las valvas de los moluscos se obtiene
Investigando con nanomateriales
La resistencia de las valvas de los moluscos se obtiene mediante el adecuado ordenamiento de cristales de carbonato cálcico, otros minerales y ciertas proteínas.
Diseño de adhesivos a partir de la combinación de polímeros y nanoestructuras inspiradas en las extremidades de las salamandras.
Investigando con nanomateriales
En España, a partir del año 2000 se organizan en la red
Nanospain
Se incluye en la Acción estratégica de Nanociencia y
Nanotecnología en los Planes Nacionales de I+D+i de los
periodos 2004-2007 y 2008 y 2011.
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periodos 2004-2007 y 2008 y 2011.
Actualmente España cuenta con más de 300 grupos de
investigación en nanotecnología.
En el CSIC hay más de sesenta de centros que trabajan en
nanotecnología.
En cualquier buscador de páginas web en
Internet se pueden encontrar varios millones de páginas relacionadas con el término ingles “nanotechnology”.
Programas Marco VI y VII de la Unión Europea, puesta en marcha de un área temática
específica dedicada a la nanociencia y
nanotecnología, y la implantación de un Plan de
Investigando con nanomateriales
específica dedicada a la nanociencia y
nanotecnología, y la implantación de un Plan de Acción en Nanotecnología entre 2005 y 2015. 12.000 millones de dólares entre 2000 y 2010. Se espera que el volumen de mercado de los productos relacionados con la nanotecnología supere los 2 billones de euros en el año 2015.
INDICE
1. Introducción: investigando con nanomateriales
2
. Exposición a nanomateriales en centros de investigación.
3. Evaluación de riesgos en laboratorios de investigación.
4. Control de la exposición en los laboratorios.
6. Formación / Información al trabajador
Exposición a nanomateriales
en Centros de Investigación
Tipos de producción de nanotecnología
Método “top-down”
desde estructuras más grandes, a través de progresivas reducciones de tamaño. Ejemplos: trituración molienda, técnicas de alta deformación, técnicas de
consolidación y densificación. consolidación y densificación.
Método “botton-up”
fabricación a partir de sus componentes individuales, átomos y moléculas que
tienden espontánemente a formar
complejos más grandes (self assembly) Ejemplos: pirólisis por láser, evaporación, condensación, procesos coloidales,
Métodos de obtención de nanomateriales
Por procesos mecánicos
Trituración Molienda Aleación
Exposición a nanomateriales
en Centros de Investigación
11 AleaciónTécnicas de alta deformación: torsión, fricción, laminados, etc. Técnicas de consolidación
Métodos de fabricación de nanomateriales
Por procesos físicos
Evaporación/ condensación Ablación láser
Exposición a nanomateriales
en Centros de Investigación
Ablación láser Descargas eléctricas Combustión por llama Pirólisis por láserDescomposición catalítica
INDICE
1. Introducción: investigando con nanomateriales
2. Exposición a nanomateriales en centros de investigación.
3.
Evaluación de riesgos en laboratorios de investigación.
4. Control de la exposición en los laboratorios.
6. Formación / Información al trabajador
Evaluación de riesgos
en laboratorios de investigación
La evaluación de riesgos aborda dos aspectos:
Riesgos relacionados con la
seguridad
Riesgo de incendio y explosión
derivadas de su condición de partículas materiales en el derivadas de su condición de partículas materiales en el ambiente de trabajo
Riesgos
higiénicos
Toxicidad (????)
Riesgos de
trabajadores especialmente
sensibles
Riesgo de incendio y explosión en el CSIC
El número de átomos superficiales en los nanomateriales es mucho mayor que en materiales convencionales.
Evaluación de la exposición a nanomateriales
Riesgos de seguridad
15 Por regla general, las cantidades de nanomateriales que
se fabrican y se manipulan son del orden de gramos, y por tanto no se alcanzan las concentraciones ambientales mínimas requeridas.
En aras del principio de precaución, se adoptarán medidas de prevención.
Riesgo de incendio y explosión : Medidas preventivas
Sistemas cerrados y confinados
Equipos eléctricos protegidos frente al polvo
Evaluación de la exposición a nanomateriales
Riesgos de seguridad
Equipos eléctricos protegidos frente al polvo Instalaciones eléctricas antiexplosivas
Si es posible, obtener, manipular y almacenar los nanomateriales en un medio líquido
Manipular y almacenar los nanomateriales en atmósferas controladas.
Criterios para la evaluación de la exposición a nanomateriales La definición incluida en el RD 374/2001 de agentes
químicos, no diferencia entre las sustancias químicas en función del tamaño del material, por lo que formalmente estaría incluida en el ámbito de aplicación
Evaluación de la exposición a nanomateriales:
Riesgos higiénicos
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Sin embargo requiere de nuevos criterios de evaluación debido a al imposibilidad de extrapolar los criterios de evaluación debido a la diferencia en los efectos a la salud , la dificultad de medir y la inexistencia de valores de referencia
Dificultad de las metodologías de evaluación cuantitativas
:
No se conocen niveles en ambiente de partículas ultrafinas. No existen límites de exposición profesional publicados de nanomateriales.
Evaluación de la exposición a nanomateriales:
Riesgos higiénicos
nanomateriales.
Los equipos de medida actuales no parecen adecuados para el muestreo personal,
Metodología Control Banding o metodologías
simplificadas de evaluación del riesgo
Metodología cualitativa
Se desarrollaron para evaluar nuevos productos sin
Evaluación de la exposición a nanomateriales
Riesgos higiénicos
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Se desarrollaron para evaluar nuevos productos sin
información toxicológica (Industria farmacéutica)
Adaptada a la exposición a nanopartículas “Control Banding
Nanotool (CB Nanotool)”
CB Nanotool se basa en la misma matriz del COSHH
Essentials (Paik et al)
Aceptada internacionalmente. Proyecto de informe ISO.
Metodología original 2008. Posteriores modificaciones.
Metodología CB Nanotool
Matriz de decisiones en función de la severidad y la
probabilidad
Evaluación de la exposición a nanomateriales
Riesgos higiénicos
Evaluación de la exposición a nanomateriales
Riesgos higiénicos
Evaluación de la exposición a nanomateriales
Riesgos higiénicos
Evaluación de la exposición a nanomateriales
Riesgos higiénicos
Ejemplo (I): molienda de nitruro de silicio hasta 50 nm
obteniendo una cantidad neta de 100 mg todas las
semanas con una frecuencia de la tarea de 2 horas
aproximadamente.
Puntuación de severidad: 7.5x2 + 5.625x4 = 37.5
Ejemplo (I): molienda de nitruro de silicio hasta
50 nm obteniendo una cantidad neta de 100 mg
todas las semanas con una frecuencia de la tarea
de 2 horas aproximadamente.
25
Puntuación de probabilidad: 12.5 + 22.5 + 20= 55.5
Metodología CB Nanotool
Matriz de decisiones en función de la severidad y la
probabilidad
Evaluación de la exposición a nanomateriales
Riesgos higiénicos
Ejemplo (II): diseño de nanoestructuras
en equipos de sputtering inserta nanopartículas
de arsénico de 5 nm sobre placas de silicio. En
total
se generan
15
mg
de material
semanalmente durante 3 horas diarias
Puntuación de severidad:
27
Puntuación de severidad: 7.5x2 + 5.625x4 +10
Puntuación de probabilidad:
Ejemplo (II): diseño de nanoestructuras
en equipos de sputtering.
Puntuación de probabilidad: 12.5 + 22.5 + 20= 55.5
Metodología CB Nanotool
Matriz de decisiones en función de la severidad y la
probabilidad
Evaluación de la exposición a
nanomateriales Riesgos higiénicos
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1. Introducción: investigando con nanomateriales
2. Exposición a nanomateriales en centros de investigación.
3. Evaluación de riesgos en laboratorios de investigación.
4.
Control de la exposición en los laboratorios.
Control de la exposición en laboratorios
• Medidas de control
(STOP)
– S
ustitución de sustancias
• Eliminar la exposición a nanomateriales
– T
écnicas: Aislamiento o confinamiento
• Cerramiento del proceso
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• Cerramiento del proceso
• Preparación en medios húmedos
• Equipamiento con sistemas de ventilación
– O
rganizativas
• Procedimientos de trabajo seguro
– P
rotección Personal
• Doble guante de nitrilo
• Mascarillas FFP3 con buen ajuste • Ropa de trabajo tipo Tyvek
Medidas Técnicas:
• Cerramientos del proceso
Gráfico eficiencia de la extracción localizada en función del tamaño de partícula
Control de la exposición en laboratorios
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Se recomienda una velocidad de flujo en la campana entre 0.4-0.6m/s y evitar el flujo laminar horizontal (Harford, 2007)
Se puede alcanzar una reducción en la exposición a nanopartículas metálicas de hasta un 96% (Methner, 2008)
Medidas organizativas: prácticas de trabajo seguras
ü
Limpiar el área de trabajo utilizando sistemas de aspiración
dotados de filtros HEPA y sistemas de barrido húmedos
.
ü
Utilizar ropa de protección y cambiarse para acceder a otras
Control de la exposición en laboratorios
ü
Utilizar ropa de protección y cambiarse para acceder a otras
áreas de trabajo.
ü
No guardar o consumir comida y bebida.
ü
Prohibir la aplicación de cosméticos.
ü
Evitarse tocarse la cara u otras partes
Medidas de protección individual
ü Utilización de guantes, y doble guante para un uso prolongado,
cuando se manejen nanomateriales
ü Estado líquido: buena resistencia química ü Estado pulverulento: guantes de nitrilo
Control de la exposición en laboratorios
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ü Estado pulverulento: guantes de nitrilo
ü Protección ocular: gafas con protección lateral.
ü Ropa de protección: ropa en base de polietileno más eficaz que
la de base poliéster o algodón. Preferible tipo Tyvek
ü Complementar con protecciones respiratorias adecuadas al
proceso y tipo de nanomaterial con filtros FFP3
Doble guante de nitrilo desechable proporciona protección eficaz Mascarilla con filtros FFP3 que garantice buen ajuste
Tipos de filtros
Control de la exposición en laboratorios
Eficiencia de la ropa de protección
Control de la exposición en laboratorios
Control de derrames:
Utilizar un aspirador equipado con filtro HEPA Humedecer el polvo
Emplear bayetas húmedas
Utilizar adsorbentes si el derrame es un líquido
Control de la exposición en laboratorios
Utilizar adsorbentes si el derrame es un líquido
Gestionar el material generado en la recogida del derrame como un residuo
Utilizar EPIs, la exposición por inhalación y vía dérmica será probablemente el mayor riesgo.
Señalización del área de trabajo
Señal no incluida en la normativa de señalización de seguridad de lugares de trabajoControl de la exposición en laboratorios
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1. Introducción: investigando con nanomateriales
2. Exposición a nanomateriales en centros de investigación.
3. Evaluación de riesgos en laboratorios de investigación.
4. Control de la exposición en los laboratorios.
Información: Trípticos divulgativos
Bibliografía
Ø La nanotecnología. Pedro A. Serena Domingo. CSIC.
Ø Evaluación del riesgo por exposición a nanopartículas mediante el uso de
metodologías simplificadas. Revista de Seguridad y Salud en el Trabajo. INSHT. C. Tanarro.
Ø Problemática en el establecimiento de valores límite: el caso de las
nanopartículas. Revista Seguridad y Salud en el Trabajo. INSHT. C.Tanarro, E.Sousa, J.Tejedor.
Ø Informe de evaluación de la eficacia de las medidas de gestión de riesgos y
recomendación de las medidas de control. Proyecto Nanoscale. Generalitat de Valencia. IMPIVA.
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Valencia. IMPIVA.
Ø Caracterización de escenarios de exposición durante el procesado de
nanomateriales. Proyecto Nanoscale. Generalitat de Valencia. IMPIVA.
Ø La seguridad y Salud en la exposición a Nanopartículas. Instituto Riojano de
Salud Laboral.
Ø Safe Production and use of nanomaterials. Proyecto nanosafe. European
Strategy for Nanosafe
Ø NTP 797: Riesgos asociados a la nanotecnología. INSHT. M. Rosell y L.
Pujol.
Ø NTP 877: Evaluación del riesgo por exposición a nanopartículas. C. Tanarro Ø Toxicología de las nanopartículas. Revista Seguridad y Salud en el Trabajo.
INSHT. C.Tanarro y V.Gálvez
Ø Nanopartículas ¿un riesgo pequeño?. Revista Seguridad y Salud en el Trabajo.
Muchas gracias
por su atención
Tania Berlana Llorente
Servicio de Prevención y Salud Laboral de Madrid Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)
