A nanotecnologia evoluiu rapidamente nas últimas décadas, trazendo consigo aplicações inovadoras em diversos setores. No entanto, o uso de nanomateriais também apresenta novos desafios à segurança ocupacional. Compreender a natureza das nanopartículas, seus potenciais impactos à saúde e como manuseá-las com segurança é crucial para minimizar os riscos no local de trabalho.
Os profissionais que utilizam nanomateriais em processos de pesquisa ou produção podem estar expostos a nanopartículas por inalação, contato dérmico ou ingestão, dependendo da forma como são utilizados e manuseados.
Propriedades dos nanomateriais
Os nanomateriais (NMs) podem apresentar propriedades químicas, físicas e biológicas, que diferem substancialmente de suas contrapartes em micro ou grande escala.
Essas propriedades podem ser importantes para a compreensão dos efeitos tóxicos dos nanomateriais, incluindo:
- Tamanho e distribuição das partículas;
- Estado de aglomeração;
- Forma;
- Estrutura cristalina;
- Composição química;
- Área de superfície;
- Química da superfície;
- Carga da superfície;
- Porosidade.
Alterar essas propriedades pode modificar ou intensificar os efeitos toxicológicos dos NMs em organismos vivos e no meio ambiente.
As propriedades distintas dos NMs expandiram suas potenciais aplicações em várias áreas tecnológicas, levando a um aumento significativo na produção. Consequentemente, o número de profissionais expostos aos NMs também aumentou.
O que são nanopartículas?
Nanopartículas são partículas minúsculas com dimensões na faixa nanométrica, medindo um bilionésimo de metro. Seu tamanho é tão incrivelmente pequeno que permanecem invisíveis a olho nu, e até mesmo microscópios convencionais enfrentam desafios para sua detecção.
A definição de nanopartícula pode variar dependendo do contexto. Um fio de cabelo humano, em comparação, tem um diâmetro de cerca de 70.000 nanômetros.
Em geral, as nanopartículas estão presentes na natureza, e as células do corpo humano precisam de complexos proteicos de tamanho nanométrico para funcionar adequadamente. A engenharia de nanomateriais é uma área em rápido crescimento com muitas aplicações diferentes.
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Classificação dos nanomateriais
Nanomateriais podem ser classificados com base nas dimensões do material que se encontra na escala nanométrica ou das dimensões que não estão na escala nanométrica.
1. Nanomateriais de dimensão zero (0-D)
Possuem todas as suas três dimensões na faixa nanométrica. Exemplos são pontos quânticos, fulerenos e nanopartículas.
2. Nanomateriais unidimensionais (1-D)
Têm uma dimensão fora da nanoescala. Exemplos são nanotubos, nanofibras, nanobastões, nanofios e nanochifres.
3. Nanomateriais bidimensionais (2-D)
Englobam duas dimensões fora da nanoescala. Exemplos são nanofolhas, nanofilmes e nanocamadas.
4. Nanomateriais tridimensionais (3-D) ou nanomateriais em massa
Nesta classe, os materiais não estão confinados à nanoescala em nenhuma dimensão. Esta classe inclui os pós a granel, dispersões de nanopartículas, conjuntos de nanofios e nanotubos etc.
As nanopartículas podem ainda ser classificadas, com base em sua composição, em três classes: orgânicas, baseadas em carbono e inorgânicas.
Aplicação dos nanomateriais
Os nanomateriais são fabricados com partículas de diversos materiais, como metais, semicondutores, cerâmicas e polímeros. Controlar seu tamanho, forma e características de superfície permite adaptar suas propriedades à aplicação.
Devido ao seu pequeno tamanho e propriedades distintas, as nanopartículas apresentam vasto potencial em diversos campos, como medicina, eletrônica, energia e ciências ambientais. Veja a seguir com mais detalhes!
1. Medicina e Saúde
Na administração de medicamentos, os nanomateriais, como nanopartículas, são usados para encapsular e administrar medicamentos diretamente em células ou tecidos específicos, melhorando a eficácia do tratamento e reduzindo os efeitos colaterais.
Na imagem biomédica, os nanomateriais com propriedades ópticas ou magnéticas exclusivas são usados para criar ferramentas avançadas de imagem para diagnóstico e monitoramento de doenças.
Já, na engenharia de tecidos, os nanomateriais são empregados para criar estruturas que podem auxiliar e guiar a regeneração de tecidos. Nas aplicações antimicrobianas os nanomateriais podem ser usados para desenvolver revestimentos e materiais antimicrobianos para dispositivos médicos, reduzindo o risco de infecção.
2. Energia
Em células solares os nanomateriais, como nanopartículas, podem aumentar a absorção da luz solar e melhorar a conversão da energia solar em eletricidade. Já nas baterias e células de combustível, são usados nanomateriais para melhorar o desempenho e a eficiência de baterias e células de combustível, resultando em dispositivos de armazenamento de energia mais duráveis e potentes.
Na catálise, são usados nanomateriais que podem atuar como catalisadores altamente eficazes em diversos processos relacionados à energia, como a produção de hidrogênio e a captura de CO2.
3. Eletrônicos
Nanomateriais são usados na fabricação de microprocessadores menores e mais rápidos, resultando em dispositivos eletrônicos mais potentes e energeticamente eficientes.
Também podem ser utilizados para criar sensores altamente sensíveis e seletivos para detectar diversas substâncias, incluindo gases, produtos químicos e moléculas biológicas. Além disso, são aplicados no desenvolvimento de tecnologias avançadas de telas, como OLEDs e telas de pontos quânticos.
4. Remediação Ambiental
No tratamento de água, ajudam a remover poluentes, como metais pesados e compostos orgânicos, da água. Na remediação do solo, nanomateriais podem auxiliar na limpeza de solos contaminados, degradando poluentes ou estabilizando-os. No controle da poluição do ar, os nanomateriais podem funcionar em conversores catalíticos para reduzir as emissões de veículos e processos industriais.
Estes são apenas alguns exemplos de utilização dos nanomateriais, mas existe uma infinidade de aplicações para esses materiais.
Riscos dos nanomateriais à saúde
Os riscos à saúde variam dependendo da composição do nanomaterial. Em geral, os nanomateriais apresentam os mesmos tipos de efeitos à saúde que partículas mais grossas do mesmo material, mas outros efeitos também podem ocorrer. Os nanomateriais que entram no corpo podem (como outras substâncias) serem absorvidos, distribuídos e metabolizados.
A toxicologia das nanopartículas demonstra alguns efeitos tóxicos diferentes das partículas da mesma substância em escala maior. Uma vez que tais partículas podem escapar das defesas naturais do organismo humano e levar a danos celulares permanentes.
Entretanto, células dos tecidos humanos podem absorver muitas dessas nanopartículas e esta habilidade tem sido aproveitada para desenvolver medicamentos com princípios ativos que são capazes de atuar diretamente nas áreas acometidas por lesão. Contudo, esta mesma habilidade também pode facilitar a entrada de materiais tóxicos para dentro das células.
Risco de câncer
Com o crescente aumento de nanopartículas manufaturadas, não encontradas na natureza, é também cada vez maior a preocupação com a possibilidade de provocarem câncer.
A IARC (Agência de pesquisa em câncer da Organização Mundial da Saúde) já reconheceu algumas nanopartículas no grupo 2B, ou seja, como possivelmente cancerígenas, tais como:
- Um tipo de nanotubos de carbono multi-paredes;
- Negro de fumo – Black Carbon com destaque a presença de partículas ultrafinas em misturas;
- Dióxido de titânio.
Vias de exposição
Inalação
A principal via de exposição de trabalhadores aos nanomateriais é a respiratória. E atualmente a inalação de partículas biopersistentes e fibras com uma morfologia semelhante ao amianto é o maior perigo para a saúde, possivelmente resultando em inflamação local e câncer.
Mas é importante saber também que nanopartículas de prata, de albumina e de carbono mostraram disponibilidade de distribuição sistêmica após a exposição por inalação.
Circulação
Já citamos que partículas em nanoescala têm a possibilidade de entrar em células e devemos acrescentar a isso a capacidade destas partículas de se deslocarem para o sistema circulatório e se distribuírem pelo organismo.
A este fenômeno chamamos de translocação, pois quanto menor for o tamanho, maior a facilidade de ocorrência de deslocamento entre as células do corpo humano. E isto pode ocorrer por outras vias como o fluido cérebro espinhal, transposição da barreira hematoencefálica ou por meio do nervo olfativo até o sistema nervoso central.
Contato com a pele
No caso de contato com a pele, alguns estudos indicam tipos de nanopartículas que penetram apenas as camadas superiores da epiderme. Enquanto, outros encontram nanopartículas em camadas inferiores e até em outros locais do organismo como o fígado ou baço.
Pode ocorrer, com menos frequência, a absorção de nanopartículas pelo trato gastrointestinal. Elas podem se deslocar pela parede epitelial, sendo que este fenômeno depende, como nos outros meios, das características das nanopartículas, assim como da própria fisiologia do trato gastrointestinal. (Fonte – Manual de Atuação Grupo de Trabalho Nanotecnologia do MPT).
Boas Práticas de Manuseio e Medidas de Proteção
Para minimizar os riscos ocupacionais associados a nanomateriais, empregadores e trabalhadores devem seguir as boas práticas estabelecidas:
1. Avaliação de Riscos
Inclui a realização de avaliações de risco completas para identificar os perigos potenciais associados ao uso de nanopartículas no local de trabalho, avaliando os tipos de nanopartículas utilizadas, suas potenciais vias de exposição e a probabilidade de efeitos adversos à saúde.
2. Controles de Engenharia
Para minimizar a exposição a nanopartículas, utilizar sistemas de ventilação, capelas de exaustão e processos fechados para conter nanopartículas e impedir sua liberação no ambiente de trabalho.
3. Equipamentos de Proteção Individual (EPI)
Fornecer equipamentos de proteção individual (EPI) adequados aos funcionários que trabalham com nanopartículas, incluindo respiradores, luvas, jalecos e proteção ocular para reduzir o risco de exposição, é vital.
4. Treinamento e Conscientização
Educar seus funcionários sobre os riscos potenciais associados às nanopartículas e a importância de seguir os protocolos de segurança também é crucial.
5. Práticas de Higiene
Lavagem regular das mãos e processos adequados de descontaminação devem ser aplicados.
À medida que o uso de nanomateriais continua a crescer, também deve aumentar a nossa compreensão do seu impacto na saúde e segurança ocupacional.
Ao implementar boas práticas e garantir medidas de proteção adequadas, os riscos associados à exposição a nanopartículas podem ser geridos de forma eficaz, salvaguardando a saúde dos trabalhadores no panorama em evolução da nanotecnologia.
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