Nanomateriales: La nueva revolución manufacturera

¿Qué son los nanomateriales?

Los nanomateriales son materiales formados por partículas, moléculas o iones con dimensiones comprendidas entre 1 y 100 nanómetros. Poseen propiedades únicas en comparación con sus homólogos tradicionales debido a su tamaño a escala atómica. Gracias a esta ventaja de tamaño, los nanomateriales pueden utilizarse en muchos campos, como la electrónica, la ciencia de los materiales y los productos de consumo.

Los nanomateriales difieren de los materiales convencionales a granel porque su pequeño tamaño les permite exhibir propiedades únicas debido a la elevada relación superficie-volumen. Algunos ejemplos son:

1. Mayor conductividad eléctrica y mayor resistencia mecánica 2. Hacerlos atractivos para su uso en electrónica 3. Tecnología de sensores 4. 4. Aplicaciones biomédicas

También pueden crear revestimientos que hagan las superficies más hidrófobas o autolimpiables.

¿Dónde se encuentran?

Los nanomateriales están presentes de forma natural en el medio ambiente, pero también se producen y utilizan cada vez más en productos. Se pueden encontrar en diversos productos de consumo, como protectores solares, cosméticos, pinturas, revestimientos y envases de alimentos. También se utilizan en dispositivos y tratamientos médicos, como los sistemas de administración de fármacos y las terapias contra el cáncer.

¿Cuáles son sus ventajas?

La nanotecnología puede reducir costes, crear aerogeneradores más robustos y ligeros, mejorar la eficiencia del combustible y ahorrar energía gracias al aislamiento térmico. También puede mejorar el diagnóstico precoz y el tratamiento de enfermedades neurológicas o el cáncer, ya que algunos nanomateriales tienen propiedades específicas que los hacen ideales.

¿Cuáles son los cuatro tipos de nanomateriales?

Nanomateriales inorgánicos

Los nanomateriales inorgánicos (NM), que pueden ser metales o no metales, óxidos, hidróxidos, calcogenuros o fosfatos, tienen una amplia gama de aplicaciones como la electrónica, la fotónica, los sensores químicos y los biosensores, y son vitales para el desarrollo de nuestra sociedad. Los dispositivos biomédicos incluso los utilizan.

Nanomateriales a base de carbono

Las aplicaciones biomédicas de los nanomateriales de carbono incluyen tratamientos, imágenes y diagnósticos. A pesar de ello, siguen teniendo efectos potencialmente tóxicos.

Nanomateriales orgánicos

Los nanomateriales orgánicos están suscitando una gran atención en muchos campos, desde la investigación clínica a la biotecnología. Su versatilidad permite utilizarlos para la obtención de imágenes moleculares, la formulación de fármacos y los tratamientos guiados por imágenes.

Nanomateriales compuestos

Las nanopartículas compuestas son nanomateriales formados por dos o más componentes a nanoescala con propiedades físicas y químicas únicas. Estos componentes se unen para crear una interfaz única.

¿Cómo afectan a la salud y la seguridad?

Existen varios estudios realizados por el Comité Científico de los Riesgos Sanitarios Emergentes y Recientemente Identificados (CCRSERI), la Comisión Europea y la EU-OSHA sobre los riesgos para la salud demostrados asociados a varios nanomateriales manufacturados. Aunque no siempre tienen un efecto tóxico, es necesario seguir evaluándolos individualmente mientras se sigue investigando.

Las consecuencias más destacadas de los nanomateriales se han reconocido en los pulmones, abarcando la inflamación, la devastación tisular, la fibrosis y el desarrollo de tumores. Los nanotubos de carbono también pueden tener repercusiones similares a las del amianto en el sistema cardiovascular. Se ha revelado que los nanomateriales penetran en otros órganos y tejidos, como los riñones, el corazón, el cerebro, el esqueleto, el hígado y la materia más blanda.

¿Cómo se produce la exposición a los nanomateriales en el lugar de trabajo?

Durante la fase de producción, los trabajadores pueden entrar en contacto con nanomateriales. Más adelante en la cadena de suministro, más personas pueden estar expuestas a los nanomateriales sin saberlo y sin ninguna medida de seguridad. Los nanomateriales pueden inhalarse o entrar en contacto con la piel en profesiones como la sanidad, los laboratorios, el mantenimiento y la construcción.

¿Cómo se eliminan las nanopartículas?

Los residuos de nanomateriales se tratan igual que los residuos normales, sin medidas especiales. Estos nanoresiduos suponen una amenaza potencialmente peligrosa o químicamente reactiva, por lo que es esencial neutralizarlos adecuadamente antes de eliminarlos.

Corresponde al gobierno adoptar un enfoque proactivo en el desarrollo y aplicación de estrategias eficaces de gestión de nanoresiduos para reducir al máximo las consecuencias no deseadas a largo plazo del reciclado de estos materiales.

Gestión de nanomateriales en el lugar de trabajo

Los nanomateriales pueden ser muy peligrosos si se manipulan incorrectamente, por lo que los empresarios deben tomar las medidas necesarias para garantizar la seguridad de sus empleados. Para minimizar los riesgos y proteger a los trabajadores, los empresarios deben asegurarse de que comprenden los peligros asociados a los nanomateriales y cómo gestionarlos eficazmente.

Estas son las medidas preventivas que pueden adoptar los empresarios:

Evaluación de peligros y riesgos potenciales

• Al evaluar la acidez, la basicidad, la combustibilidad o la fuerza reductora/oxidante, asegúrese de tener en cuenta los riesgos potenciales de los materiales precursores. Evaluar a fondo los peligros y riesgos potenciales asociados a la síntesis de nanomateriales.

• Debido a su alta reactividad, algunos polvos ultrafinos aumentan el riesgo de incendios y explosiones, por lo que deben tenerse en cuenta.

• Evaluar los procedimientos de transferencia de nanomateriales, la regulación de la temperatura y otras normas de proceso.

Selección de nanomateriales y sustitución

• Siempre que sea posible, sustituya los nanomateriales secos por otros disueltos en solución o adheridos a sustratos.

Controles de ingeniería

• El proceso debe adaptarse, probarse y funcionar correctamente para que los controles de las emisiones de aerosoles sean eficaces y respondan a métodos y objetivos sintéticos específicos. Debe cumplir las normas establecidas por el Instituto Nacional de Seguridad y Salud en el Trabajo (NIOSH ) y la Administración de Seguridad y Salud en el Trabajo (OSHA).

• Cuando se desmontan, remodelan o reparan equipos de laboratorio y sistemas de escape, es necesario evaluar si hay contaminación por nanomateriales.

• Se recomienda evaluar todos los equipos utilizados en la fabricación o manipulación de nanopartículas en busca de contaminación por nanomateriales antes de su eliminación o reutilización.

Controles administrativos

• Una práctica de laboratorio eficaz incluye controles administrativos como señales, etiquetas, control de acceso y un plan de higiene química con procedimientos establecidos. Estos controles son esenciales para crear soluciones viables.

• Utilice aspiradoras con filtros HEPA cuando recoja nanopartículas para las pruebas. Debe utilizarse equipo de protección individual (EPI) cuando se traten vertidos y se realice el mantenimiento de los equipos.

• Siga las directrices establecidas por la Agencia de Protección del Medio Ambiente (EPA ) a la hora de transportar y eliminar nanopartículas peligrosas.

Equipos de protección individual

• Siga los protocolos de seguridad estándar de laboratorio y utilice EPI (como guantes de nitrilo o resistentes a productos químicos, batas de laboratorio, gafas de seguridad, pantallas faciales y calzado cerrado) para evitar el contacto de la piel con nanopartículas o soluciones que las contengan. Consulte el Programa de tecnología de protección personal del NIOSH y las Prácticas generales de seguridad para trabajar con nanomateriales artificiales en laboratorios de investigación para obtener la información más reciente sobre las tecnologías de EPI adecuadas para la seguridad de los trabajadores.

Formación y educación

• Todos deben recibir formación y educación en materia de seguridad para comprender las posibles amenazas y problemas de salud en el lugar de trabajo, cómo pueden contraerse, cómo informar de los signos de salud, el uso de procedimientos de control de ingeniería y el mantenimiento de esos controles. Para más información, puede consultar el documento del NIOSH titulado Protecting Workers During Nanomaterial Reactor Operations.