INTRODUCCIÓN Considerando que la nanotecnología es la capacidad de manipular la materia para diseñar, obtener y aplicar nuevas estructuras y sistemas a escala nanométrica, además que una de sus características es la relación entre el número de átomos superficiales y el tamaño de la partícula con carácter exponencial. Por ello, las propiedades relacionadas con la superficie, como las eléctricas, mecánicas, magnéticas, ópticas o químicas de los nanomateriales son diferentes a las de los mismos materiales a escala no nanométrica. Esas propiedades juegan un papel importante en la toxicidad de estas partículas ultrafinas y es importante conocerlas para entender, predecir y gestionar el riesgo potencial que presentan para los trabajadores. Como ocurre con cualquier nuevo material, no se dispone de datos toxicológicos suficientes sobre los efectos producidos en trabajadores expuestos, existiendo en este caso mayor incertidumbre por las propiedades anteriormente expuestas.
ANTECEDENTES No existe una definición única de nanopartícula aunque la mayoría de autores convienen que las nanopartículas son porciones de materia diferenciadas del medio donde se encuentran y cuya longitud, al menos en una de sus dimensiones está entre 1 y 100 nm. 2. El término nanotecnología es un poco ambiguo. Algunas veces se aplica a los procesos capaces de hacer piezas con tolerancias expresadas en manómetros (Al grupo de tecnologías capaces de trabajar con tal precisión se le conoce algunas veces como nanotecnología). Más a menudo se refiere a los procesos que hacen partes con dimensiones en el rango de submicrones. Algunas veces se hace una división adicional separando el rango entre 1 y 0-1 m como el dominio mesoscópico. En nanorrango entonces se refiere a 10-100 nm- Esto corresponde a sólo 30-300 distancias interatómicas y de esta manera está en la escala molecular 1. Los nanomateriales manufacturados, en concreto, las nanopartículas y los nanotubos de carbono sintetizados, pueden ser accidental o incidentalmente liberados en el medio ambiente en diferentes etapas de su ciclo de vida. Una vez en el medio ambiente, los nanomateriales manufacturados pueden sufrir diversas transformaciones físicas, químicas y biológicas que cambian sus propiedades, impacto y destino. Por ello, según los investigadores, es esencial elaborar un perfil de exposición integral del ciclo de vida de los nanomateriales manufacturados para evaluar sus posibles efectos para la salud humana y del ecosistema, así como para mitigar riesgos innecesarios. Beneficios que representan las nanopartículas: Nanopartículas de dióxido de silicio (SiO2 ): los beneficios previstos son el refuerzo de la resistencia mecánica (en el hormigón); la refrigeración, la transmisión de luz y la resistencia al fuego (en la cerámica); propiedades antireflectantes e ignífugas (en las ventanas). Nanopartículas de dióxido de titanio (TiO2 ): los beneficios esperados son una hidratación rápida, el aumento en el grado de hidratación y la auto-limpieza (en el hormigón); superhidrofilia, antiempañamiento y resistencia a la suciedad (en las ventanas); y la generación privada de energía (en las células solares).
Nanopartículas de óxido de hierro (Fe 2 O 3 ): los beneficios esperados son una mayor resistencia compresiva y resistencia a la abrasión en el hormigón. Nanopartículas de cobre: los beneficios esperados son soldabilidad, resistencia a la corrosión y conformabilidad en el acero. Nanopartículas de plata: los beneficios esperados son actividad biocida en recubrimientos y pinturas. Riesgo de incendio y explosión A la espera de disponer de mayor información, la extrapolación directa a las nanopartículas de las medidas adoptadas en la prevención de explosiones de polvos finos y ultrafinos (por ejemplo, ATEX), no ofrece garantías suficientes debido a los cambios que sufren las propiedades de las partículas al ingresar en la categoría de nanopartículas, derivados, como ya se ha comentado, del hecho de que el número de átomos superficiales en los nanomateriales es mucho mayor que en materiales convencionales. Según datos del Health and Safety Laboratory (HSL) del Reino Unido en el caso de polvos micrométricos, la gravedad de la explosión es mayor cuanto menor es el tamaño de la partícula, pero que precisamente debido a los cambios indicados, este resultado no puede extrapolarse a las nanopartículas. En aras del principio de precaución, y teniendo en cuenta que la energía mínima de ignición de un gas es inferior a la necesaria para la ignición de una nube de polvo, es lícito suponer que el riesgo de explosión e incendio asociado a una nube de nanopartículas, puede ser importante. Toxicidad Las propiedades de los nanomateriales, tales como área de la superficie, composición química, tamaño, forma o carga, tienen una influencia importante en sus propiedades toxicológicas. Por tanto, estos nanomateriales pueden ser igual o más perjudiciales que las partículas o fibras de escala no nanométrica del mismo material. En los puestos de trabajo la vía entrada más común de las nanopartículas en el organismo es la vía inhalatoria, especialmente si se trata de un material poco soluble, aunque no hay que descartar la dérmica y la ingestión. 3.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA El proyecto consistirá en gestionar los riesgos de incendio y la toxicidad que representa el manejo de las nanopartículas en el personal ocupacionalmente expuesto.
JUSTIFICACIÓN El desarrollo de nuevas tecnologías genera que los ingenieros industriales conozcan los riesgos que implica el procesamiento de nuevos materiales, debido a lo anterior es importante conocer las propiedades eléctricas, mecánicas, magnéticas, ópticas o químicas de los nanomateriales en la toxicidad de partículas ultrafinas generando riesgos potenciales a los trabajadores, que son necesarios de mitigar. Como ocurre con cualquier nuevo material, no se dispone de datos toxicológicos suficientes sobre los efectos producidos en trabajadores expuestos, existiendo en este caso mayor incertidumbre por las propiedades anteriormente expuestas.
OBJETIVO GENERAL Gestionar el riesgo potencial de incendio y toxicidad en el manejo de nanopartículas para proporcionar medidas preventivas de seguridad e higiene. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Analizar la composición química, el tamaño, la estructura y propiedades de las nanopartículas. Analizar el comportamiento de las partículas y sus vías de entrada. Evaluar la toxicidad de las nanopartículas. Analizar la probabilidad de los efectos en el personal.
METAS Elaboración de un artículo de divulgación La obtención del grado de 2 alumnos de ingeniería industrial
METODOLOGÍA Primeramente se tendrá que realizar el análisis de la composición química, el tamaño y las propiedades de las nanopartículas seleccionadas, para posteriormente analizar el comportamiento y las vías de entrada, para posteriormente determinar su toxicidad. Según se indica en el siguiente diagrama de flujo (figura 1). Inicio de la investigación Analizar la composición química de las nanopartículas. Analizar el tamaño y la estructura de las nanoparticulas Analizar las propiedades de las nanopartículas Analizar el comportamiento de las nanopartículas y sus vías de entrada. Evaluar la toxicidad de las nanopartículas. Analizar la probabilidad de los efectos en el personal. Gestionar el riesgo potencial Fin de la investigación Proporcionar medidas de seguridad e higiene Figura 1. Diagrama de flujo
FUENTES CONSULTADAS 1. John A. Schey, Procesos de manufactura, Mc. Graw Hill, 2002, México. 2. AITKEN RJ., CREELY KS., TRAN CL. (2004), Nanoparticles: an occupational hygiene review 3. PRITCHARD DK., (2004), Literature Review explosions hazards associated with nanopowders, Health & Safety Laboratory 17. 4. SIMON HODGSON 2006, An uncertain Business: The technical, social and commercial challenges presented by nanothecnology 5. Centro de Nanotecnología Responsable y Euroresidentes. 6. NIOSH (National Institute for Occupational Safety and Health) 7. US National Nanotechnology Initiative