Nuevas tecnologías - Lic Macagno

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FACULTAD DE BIOQUÍMICA 
Y CIENCIAS BIOLÓGICAS
Escuela Superior de Sanidad Dr. Ramón Carrillo
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL LITORAL
Nuevas tecnologías: la seguridad y la salud de los 
trabajadores en la exposición de nanopartículas
Lic. Julio Macagno
Miembro del Comité y 
Sub Comité 
Nanotecnologías del 
Instituto IRAM
Innovación tecnológica
"La innovación es la introducción de 
nuevos productos y servicios, nuevos 
procesos, nuevas fuentes de 
abastecimiento y cambios en la 
organización industrial, de manera 
continúa, y orientados al cliente, 
consumidor o usuario".
(J.A. Schumpeter)
Innovación tecnológica
 La innovación tecnológica de un proceso es la 
implementación u adopción de un nuevo o 
mejorado método de producción o de entrega de 
productos. Comprende cambios en equipamiento, 
recursos humanos, métodos de trabajo o una 
combinación de todos ellos.
 La innovación tecnológica plantea redefiniciones 
de procesos y desarrollos novedosos en las 
empresas, para ello es necesario que estas se 
planteen retos y cambios de enfoques requiriendo 
un incremento sustancial en investigación y 
desarrollo de nuevas tecnologías.
Tecnologías emergentes 
Concepto
Las tecnologías modernas y las nuevas tecnologías o 
tecnologías emergentes como las denominan algunos autores, 
se presentan como una alternativa ante las diferentes 
organizaciones para adecuarlas a sus procesos con la finalidad 
de mejorar e innovar nuevos productos y/o servicios.
Han tomado un ritmo de crecimiento galopante, producto del 
rol protagónico de las organizaciones en los procesos de 
innovación y desarrollo de nuevas formas de producción, 
apreciándose la diferenciación de productos; ésta aplicación 
de (I+D) permite a las organizaciones incorporar
mayor porcentaje de valor agregado a la producción.
Tecnologías emergentes 
Concepto
En el año 2006 el Instituto de Tecnología de 
Massachuset manifestaba que 10 tecnologías 
cambiarán el mundo, siendo dos de ellas
 Nano-células solares (Solar Nano Cells).
 Litografía Nano-impresión (Nanoimprint
Lithography).
¿Qué son las nanotecnologías
Para hablar de nanotecnología, primero es 
preciso saber que es un nanometro.
El prefijo nano quiere decir 10-9, es decir, 
una mil millonesima (0,000000001) parte. 
Un nano metro (nm) es una milmillonesima
parte de un metro. Un nanometro es 
decenas de miles
de veces mas pequeno que el diametro de 
un cabello humano.
Importancia de las nanotecnologías
La nanotecnología permite la creación de nuevos materiales, 
dispositivos y sistemas, útiles y funcionales,
mediante el control de la materia en la escala del nanómetro, y el 
aprovechamiento de
nuevos fenómenos y propiedades físicas, químicas y biológicas a esa 
escala de longitudes.
Es común decir que la nanociencia es una ciencia “horizontal” porque 
se puede considerar que influye
en, prácticamente, todos los sectores. Con frecuencia, reúne 
distintas áreas científicas y se ve
favorecida por enfoques interdisciplinarios o convergentes. Se espera 
que permita introducir innovaciones
que den respuesta a muchos de los problemas que enfrenta la 
sociedad en la actualidad.
La fabricación a nanoescala exige un nuevo enfoque interdisciplinario 
tanto en la investigación
como en los procesos de fabricación 
Nanopartículas
Nanopartículas “engineered”: 
producidas por el hombre con propósitos 
específicos . Desde el punto de vista 
químico son más homogéneas
Nanopartículas incidentales: pueden ser 
originadas en la natureza o ser de origen 
antropogénica, pero producidas en forma 
no controlada, siendo usualmente 
químicamente mas heterogéneas 
Fuente: Shulte e Salamanca-
Buentello (2007). Ciências e 
Saúde Coletiva, 12: 1319-1332.
Aspectos generales 
Aspectos generales 
Nanopartículas
incidentales
Nanomateriales de ingeniería o 
diseñado (engineered)
Es aquel que se desarrolla 
o diseña para propósitos y 
funciones específicas
ISO/TS 12902-1
1st. Ed. 2012-11-15
Clasificación de los nano materiales
Se denomina nano objeto al material con por lo 
menos una dimensión externa en la nano escala
En función del número de dimensiones que en la 
estructura considerada tengan carácter 
nanométrico, los nano materiales se pueden 
clasificar en: 
 Nano partícula: las tres dimensiones son en la 
nano escala. Nano cristales y fullerenos.
 Nano fibra, nano hilos y nano tubos: objeto con 
dos dimensiones en al nano escala y la tercera 
relativamente mas grande.
 Nano placa: solo una dimensión en la escala 
nano, por lo general el espesor. ISO/TS 12902-1
1st. Ed. 2012-11-15
• Inorgánicas
Nano-plata• Metales 
Nano-cobre
Nano-oro
• Óxidos metálicos
Dióxido de titánio
• Quantum dots
• Orgánicas 
Fulereno C60
Nanotubos (SW) Nanotubo (MW)
Nanopartículas producidas por actividad humana
Grafeno
Actualmente, existen numerosos productos que son 
comercializados y que contienen nanomateriales
Se estima que en 2020 aproximadamente 
20% de todos los produtos 
manufacturados en el mundo tendrán 
algun componente o proceso 
nanotecnológico (OIT)
In
v
e
rs
ió
n
Tiempo
I&D de nanomateriales
Investigaciones
toxicológicas
Existen claras asimetrias en las inversiones 
realizadas en el área de las nanotecnologías
Caracterización 
de las 
nanopartículas
Fuente: Chae et al. 
(2009). Aquat. Toxicol., 94: 
320-327.
En qualquier estudio 
que sea realizado es 
obligatorio 
caracterizar 
adecuadamente las 
partículas (de plata 
en el caso del 
ejemplo). Muchas 
veces son 
analizadas por 
microscopia de 
transmisión 
electrónica
Aspectos generales 
MWCNT 4000a
MWCNT 4001a
Los riesgos asociados al desarrollo de las 
nanotecnologias está vinculado no solamente 
a la toxicidad intrínseca de los nanomateriales 
sino también a la probabilidad de que ellos se 
encuentren en el ambiente. Este aspecto 
posiblemente es del que menos información 
se dispone
Fuente: Fabrega et 
al. (2011). Environ. 
Int., 37: 517-531.
Aspectos ambientales 
Paredes pintadas recientemente (A)
o no (B) con pintura que contenía 
nanopartículas de óxido de titanio. 
Puede observarse la menor cantidad 
de este nanomaterial en las paredes 
que habían sido pintadas tiempo 
atrás. Se detectó dióxido de titanio 
nanoparticulado en cuerps de agua 
próximos a los departamentos 
pintados (C) 
Fuente: Kaegi et 
al. (2008). 
Environ.Pollut, 
156: 233-239.
Aspectos ambientales 
Utilización de nanoplata en medias para disminuir los 
olores (efecto bactericida) 
Fuente: Benn y 
Westerhoff (2008). 
Environ. Sci. 
Technol., 42: 4133-
4139.
Nano toxicología
Algunas consideraciones de los 
nanomateriales
BENEFICIOS
TIENEN PROPIEDADES FISICO-QUIMICAS 
EXCEPCIONALES Y MUY BENEFICIOSAS PARA LA 
INDUSTRIA, LA MEDICINA, ETC.
RIESGOS
TIENEN PROPIEDADES Y EFECTOS MUY DIFERENTES 
A LOS DE LOS MISMOS MATERIALES EN TAMAÑOS 
CONVENCIONALES, LO QUE PUEDE PLANTEAR 
RIESGOS DESCONOCIDOS PARA LA SALUD DEL 
HOMBRE Y DE OTRAS ESPECIES
Necesidades
Desarrollar e implementar: 
- Técnicas de evaluación toxicológica, 
- Modelos animales, 
- Respuestas biológicas,
que presenten sensibilidad, reproducibilidad
y velocidad
Nanotoxicologia: Ciencia que trata sobre los 
efectos de los nanodispositivos y 
nanoestructuras en organismos vivos
Tres formas de abordar el problema
(1) Inferencia: "como la producción de nanomateriales 
está aumentando en escala global, estos acabarán 
estando presentes en el ambiente" ALTAMENTE 
ESPECULATIVO Y SIN COMPROBACIÓN EFECTIVA
(2) Predicción utilizando modelos computacionales. 
EL MÁS SIMPLE DE EFECTUAR EN ESTE 
MOMENTO
(3) Determinación de la presencia de nanomateriales 
en el ambiente por medios analíticos. 
EXTREMAMENTE COMPLEJO ACTUALMENTE 
Gestion del riesgo ocupacional y ambiental 
aplicado a nanomateriales de ingeniería
Fuente: Shulte y Salamanca-
Buentello (2007). Ciências e 
Saúde Coletiva, 12: 1319-1332.
Acción nociva de los agentes 
químicos
Los efectostóxicos de una sustancia en el 
organismo están basados en la toxicidad 
intrínseca, la cantidad de sustancia que está en 
contacto con el organismo, la probabilidad de 
que sea absorbida y la frecuencia con que esto 
pueda ocurrir.
TOXICIDAD INTRÍNSECA DE LAS 
NANOPARTÍCULAS
• A medida que disminuye el tamaño de la partícula, el área 
superficial por unidad de masa aumenta, lo que conlleva un 
mayor número de átomos en la superficie. Cuanto mayor 
sea ésta, mayor será la reactividad y más tóxica la 
partícula.
• Las nanopartículas tienen tendencia natural a unirse 
formando agregados y aglomerados modificándose así no 
sólo el lugar en el que se depositan sino también su 
toxicidad.
• La toxicidad de las nanopartículas no puede extrapolarse de 
los estudios toxicológicos que se hicieran para partículas de 
mayor tamaño. Un mismo material se comporta de forma 
distinta si se halla en macro o en la nanoescala.
EVALUACIÓN DEL RIESGO POR 
EXPOSICIÓN A NANOPARTÍCULAS
El uso de nanobjetos manufacturados , MNO por su sigla en ingles, 
cada vez está más extendido a todos los campos. 
Aunque los sectores con mayor participación en las 
nanotecnologías son el farmacéutico, el sanitario, la construcción, 
el militar, etc. el número de trabajadores expuestos cada vez es 
mayor y, puesto que todavía no se dispone de demasiada 
información sobre los posibles efectos adversos para la salud que 
puede conllevar dicha exposición, se avecina un gran trabajo 
preventivo. No obstante, ante esta falta de información, se 
recomienda aplicar el principio de precaución y minimizar la 
exposición a nanopartículas tanto como sea posible. Los 
nanobjetos, sin duda, se presentan en la industria como productos 
con grandes ventajas, ya que su tamaño nanométrico les confiere 
propiedades únicas, haciendo más competitivos los productos 
resultantes. Sin embargo, esas mismas características que los 
hacen tan beneficiosos podrían ocasionar problemas para la salud, 
según apuntan los resultados de los estudios de toxicidad 
disponibles hasta el momento
Consideraciones sobre los riesgos potenciales para la 
salud por la inhalación de NOAA 
 Una apropiada gestión de los riesgos potenciales de los NOAA, en 
particular cuando la información sobre los peligros no está 
disponible, es conocer y evaluar las posibles exposiciones que 
pueden llegar a ocurrir en todo el ciclo de vida del nanomaterial e 
implementar las medidas para eliminar o minimizar esas 
exposiciones.
 La probabilidad (o riesgo) de que se desarrolle una enfermedad 
depende de las propiedades fisicoquímicas del nanomaterial y de 
la dosis. La dosis en las personas no se evalúa directamente, pero 
se estima a partir de la exposición, que para las partículas en el 
aire es una combinación de la concentración de partículas en el 
aire, la tasa de inhalación, la eficiencia de deposición específica 
del tamaño de la partícula en el tracto respiratorio y del tiempo de 
exposición. Si no hay exposición, no se acumula ninguna dosis y, 
a pesar de la toxicidad potencial de las partículas, no hay riesgo 
para la salud humana.
Consideraciones sobre los riesgos potenciales 
para la salud por la exposición dérmica o la 
ingestión
 También existen preocupaciones sobre los riesgos potenciales para la 
salud que surgen por la exposición dérmica a algunos tipos de NOAA, en 
particular, nanoobjetos, basado en la posibilidad de que estos materiales 
penetren la piel y entren en la circulación sanguínea. A la fecha, existen 
solamente unos pocos estudios de este efecto en modelos dérmicos[14] [15]
y que no demuestran que los NOAA penetren por la piel. Sin embargo, los 
estudios son preliminares y no consideran, por ejemplo, el efecto sobre la 
piel dañada.
 Un trabajo reciente encontró que pequeñas cantidades de cinc de 
partículas de óxido de cinc en filtros solares aplicadas externamente se 
absorben a través de la piel humana. En este trabajo, se aplicaron a 
voluntarios dos productos de filtros solares, un nanofiltro solar 
conteniendo nanopartículas de 19 nm y un filtro solar común conteniendo 
partículas mayores que 100 nm. Se usó un isótopo estable marcador para 
detectar la presencia de cinc. Se detectó un pequeño exceso en sangre y 
orina. Sin embargo, no se sabe si el isótopo de cinc se absorbió como 
partículas de óxido de cinc o cinc solubilizado o ambos.
Consideraciones sobre los riesgos potenciales para la 
salud por la exposición dérmica o la ingestión
 Otros estudios se están realizando actualmente pero, hasta 
que exista consenso, es prudente limitar la exposición 
dérmica.
 También se mencionan efectos potenciales para la salud 
debidos a la ingestión basados en la posibilidad de que la 
nanopartícula atraviese la pared gastrointestinal. Sin 
embargo, en el presente no existen evidencias de efectos 
adversos para la salud por la ingestión de NOAA pero es 
prudente minimizar la exposición por esta vía.