FITO LÓPEZ, Carlos. Metodologías de evaluación de la exposición y valores límite. Burjassot: INVASSAT. 04.12.2014. 47 p. 25,70 MB.

1. Plan de formación 2014
Jornada técnica
Proyectos LIFE. Riesgos con nanomateriales
Ponencia
Metodologías de evaluación de la exposición y valores límite
Ponente
Carlos Fito López
Burjassot, 4 de diciembre de 2014

2. Metodologías de Evaluación de la
exposición y valores límite
Carlos Fito López
Responsable A.T. Seguridad & Coordinador de Proyectos de Nanoseguridad
cfito@itene.com
Jornada Técnica Proyectos LIFE
“Riesgos con Nanomateriales”
Valencia, 4 de Diciembre de 2014

3. 3
1. Metodologías de evaluación de los riesgos por
exposición mediante instrumentos de medida en
tiempo real “Real Time Measurement Devices”
1. Ejemplos prácticos: caracterización de la
exposición en la fabricación de materiales
reforzados
2. Valores limite
Índice
Metodologías de Evaluación de
la exposición y valores límite
3
LIFE REACHnano & LIFE NanoRISK are funded under the LIFE+ Programme
Environmental Policy and Governance (LIFE11/ENV/ES/00678 - LIFE12 ENV/ES/000178)

4. 1. Metodologías de evaluación de los riesgos por
exposición mediante instrumentos de medida en
tiempo real “Real Time Measurement Devices”
4
Metodologías de Evaluación de
la exposición y valores límite
4
LIFE REACHnano & LIFE NanoRISK are funded under the LIFE+ Programme
Environmental Policy and Governance (LIFE11/ENV/ES/00678 - LIFE12 ENV/ES/000178)

5. 1. Evaluación de los riesgos por exposición “Real-Time Measurements”1. Evaluación de los riesgos por exposición “Real-Time Measurements”
5
• La evaluación de la exposición es un aspecto clave en la evaluación y
control de los riesgos de los nanomateriales.
• Las metodologías de evaluación cuantitativa de la exposición se ha
discutido por organizaciones relevantes, incluyendo el National
Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH), el partnership
for European Research in Occupational Safety and Health (PEROSH),
el Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo (INSHT),
así como por parte de empresas e instituciones de ambito cientifico
como BASF.
Hasta la fecha, las estrategias para la evaluación de la exposición
incluyen:
1. Identificación de las Fuentes de emisión
2. Definición de las estrategias de medida “equipos”
3. Analis de “ruido” o background
4. Procesamiento de datos y reporting
Metodologías de Evaluación de
la exposición y valores límite

6. 1. Evaluación de los riesgos por exposición “Real-Time Measurements”1. Evaluación de los riesgos por exposición “Real-Time Measurements”
6
La primera etapa en el proceso de
evaluación de riesgos se centra en la
identificación de las fuentes de emisión y la
determinación de los tipos de procesos ,
características de los materiales y prácticas
de trabajo.
Para llevar a cabo esta etapa se
recomienda el uso de cuestionarios
diseñados para la recopilación de datos
relacionados con los determinantes de
la exposición
Estos cuestionarios deberán incluir
datos relativos a las características de
los NMs, así como información
contextual de los procesos a estudiar.
Metodologías de Evaluación de
la exposición y valores límite
 Identificación de las fuentes de emisión

7. 1. Evaluación de los riesgos por exposición “Real-Time Measurements”1. Evaluación de los riesgos por exposición “Real-Time Measurements”
7
La segunda etapa se centra en la definición de una estrategia de
muestreo en base a la información obtenida mediante cuestionarios
y/o entrevista directa.
De acuerdo con los grupos de trabajo del cluster Europeo de
nanoseguridad, la estrategia a definir incluirá la definición de los
puntos de muestreo, duración del mismo, muestras a recoger,
métodos de lectura y, unidades de medida a emplear.
Las estrategias principales son por tanto:
-Planificación: alcance y definición de estrategia
-Selección de equipos de medida
Metodologías de Evaluación de
la exposición y valores límite
 Definición de las estrategias de medida “equipos”

8. 1. Evaluación de los riesgos por exposición “Real-Time Measurements”1. Evaluación de los riesgos por exposición “Real-Time Measurements”
8
No existe un consenso internacional en las técnicas de
medida a emplear, así como tipos de dosis (nº partículas,
masa, surface area, etc) a emplear.
Hasta la fecha la aproximación más utilizada se conoce
con el nombre de NEAT “Nanoparticle Emission
Assessment Technique (NEAT)“, desarrollada por
NIOSH-National Institute for Occupational Safety and
Health.
CARACTERIZACIÓN
“Off Line”
(SEM-EDAX)
APLICACIÓN DE
INSTRUMENTOS DE
MEDIDA DIRECTA
(CPC-OPC)
Metodologías de Evaluación de
la exposición y valores límite
ANÁLISIS E
INTERPRETACIÓN
(EVALUACIÓN)

9. 1. Evaluación de los riesgos por exposición “Real-Time Measurements”1. Evaluación de los riesgos por exposición “Real-Time Measurements”
9
 Aplicación de la metodología NEAT
a) Caracterización del numero de partículas en el área de trabajo
previo al uso de materiales nanométricos (Background)
b) Recolección de partículas mediante bombas de muestreo personal
“Air Sampler”
c) Monitorización en tiempo real mediante instrumentos de medida “In
Situ” : CPC ; OPS; NSAM; FMPS; SMPS…..
d) Análisis “Off Line” mediante técnicas de análisis microscópico y
técnicas de análisis químico (SEM-EDAX)
Metodologías de Evaluación de
la exposición y valores límite

10. 10
 Aplicación de la metodología NEAT
 Punto de Partida
Caracterización
del “Background”
 CPC – Condensation Particle
Counter
TSI 3007: rango de tamaño 10 –
1000 nm con un rango de
concentración de 0 to 100,000
particulas/cc.
 OPC(S)- Optical Particle
Counter/Sizer
OPC 3330 TSI : rango de tamaños
de 300 nm a 10 µm con 16
canales simultaneos
CPC
OPS
10 nm
10 µm
300 nm 1 µm
1. Evaluación de los riesgos por exposición “Real-Time Measurements”1. Evaluación de los riesgos por exposición “Real-Time Measurements”
Metodologías de Evaluación de
la exposición y valores límite

11. 11
 Aplicación de la metodología NEAT
Caracterización del
Background (Concentración
de NP)
Masa, Tamaño, Distribución de
tamaños, area superficial,..,
Analisis de particulas mediante
técnicas complejas
1. Evaluación de los riesgos por exposición “Real-Time Measurements”1. Evaluación de los riesgos por exposición “Real-Time Measurements”
Metodologías de Evaluación de
la exposición y valores límite

12. 12
1. Medidas “System Off”, para la medición
de los niveles de NPs en condiciones de
parada
2. Medidas “System On” para la detección
de cambios en los niveles de particulas
que puedan atribuirse al uso de NPs
 Protocolo básico de Evaluación
1. Análisis comparativo de los niveles de
NPs y definición de eventos
2. Recolección de NPs con filtros de
retención para la el análisis
gravimétrico y elemental
3. Tratamiento e Interpretación de datos
System On
System Off
1. Evaluación de los riesgos por exposición “Real-Time Measurements”1. Evaluación de los riesgos por exposición “Real-Time Measurements”
Metodologías de Evaluación de
la exposición y valores límite

13. 13
1. Aplicación de instrumentos de mayor
precisión
2. Uso de analizadores de área superficial
(TSI AeroTrakTM 9000- NSAM)
3. Empleo de combinaciones de equipo
para examinar el comportamiento de
las NPs en detalle
 Protocolo Avanzado de Evaluación
FMPS 3091
APS –
Aerodynamic
Particle Sizer
CPC 3007
NSAM
Dusk Track
1. Evaluación de los riesgos por exposición “Real-Time Measurements”1. Evaluación de los riesgos por exposición “Real-Time Measurements”
Metodologías de Evaluación de
la exposición y valores límite

14. 14
 Protocolo Avanzado de Evaluación
Equipo Método Fabricante Modelo Descripción
Contador de
Partículas
Heated saturator TSI inc CPC TSI 3007 Contador de NPs portátil con capacidad para la
detección de hasta 100.000 NPs /cm3 en rangos
de 10 a 1000 nm
Contador Óptico de
partículas (OPS)
Laser light
scattering
TSI inc OPS 3330 Medidas rápidas y precisas de la concentración de
partículas y distribución de tamaños en rangos de
300 nm – 10 µm
Contador de
Partículas
Diffusion charging Aerasense-
Philips
Aerasense
NanoTracer
Detección y lectura de altas concentraciones de
partículas (> 1.10*6)en rangos de 10 a 300 nm,
Permite la obtención del diámetro medio y
concentrción de NPs depositadas en las regiones
alveolar y traquebronquial del pulmón
Clasificadores de
tamaño
Diffusion charging TSI Inc Fast Mobility
Particle Sizer
FMPS (3091)
Perfil de aerosoles – clasificación por tamaños en
rangos de 5 a 560 nm
Diffusion charging
Time-of-flight light-
scattering
TSI Inc AerodynamiPa
rticle Sizer
SpectrometeA
PS (3321)
Perfil de aerosoles – clasificación por tamaños en
rangos de 500 nm a 20 micras
1. Evaluación de los riesgos por exposición “Real-Time Measurements”1. Evaluación de los riesgos por exposición “Real-Time Measurements”
Metodologías de Evaluación de
la exposición y valores límite

15. 15
 Medidas de Exposición (Metrics)
1. Concentración de Partículas por unidad de volumen (pt/cm3)
2. Medidas de masa convencionales (mg/m3)
3. Área Superfial (Surface area - µg/cm3)
Number Concentration
(pt/cm3)
Mass Concentration
(mg/m3)
Surface area (µm/cm3)
CPC OPS OPS
OPS ELPI FMPS
Water -CPC Dust Track AeroTrak / NSAM
1. Evaluación de los riesgos por exposición “Real-Time Measurements”1. Evaluación de los riesgos por exposición “Real-Time Measurements”
Metodologías de Evaluación de
la exposición y valores límite

16. 2. Ejemplos prácticos: caracterización
de la exposición en la fabricación
de materiales reforzados
16
Metodologías de Evaluación de
la exposición y valores límite
LIFE REACHnano & LIFE NanoRISK are funded under the LIFE+ Programme
Environmental Policy and Governance (LIFE11/ENV/ES/00678 - LIFE12 ENV/ES/000178)

17. 2. Ejemplos Prácticos2. Ejemplos Prácticos
1717
 Caracterización de la exposición en el procesado de
Nanocargas para la fabricación de Materiales reforzados
El refuerzo de materiales de envase conlleva el procesado de diversas cargas de
tamaño nanométrico, principalmente óxidos metálicos, Ag-NPs o arcillas, cada una
con diversas aplicaciones industriales.
 Procesado de NPs para la fabricación de nanocomposites
Metodologías de Evaluación de
la exposición y valores límite

18. 2. Ejemplos Prácticos2. Ejemplos Prácticos
1818
Con objeto de conocer los riesgos durante el procesado de nanocargas se aplicó la
metodología NEAT descrita. El diseño de muestreo fue el siguiente:
1. Evaluación previa de la bibliografía (Doc.
Especializada, publicaciones científicas, etc) y análisis
de los procesos de producción.
1. Caracterización del nivel de fondo “background” de
nanopartículas en condiciones de no actividad
3. Mediciones “in situ” del nivel de partículas durante
el procesado mediante instrumentos de medida
directa
4. Análisis e interpretación de los datos
 Caracterización de la Exposición en el procesado de Nanocargas
para la fabricación de Materiales reforzados
Metodologías de Evaluación de
la exposición y valores límite

19. 19
2. Ejemplos Prácticos2. Ejemplos Prácticos

20. 20
2. Ejemplos Prácticos2. Ejemplos Prácticos
Metodologías de Evaluación de
la exposición y valores límite

21. 2. Ejemplos Prácticos2. Ejemplos Prácticos
2121
 Procesado de nano-arcillas
 Caracterización de la Exposición en el procesado de
Nanocargas para la fabricación de Materiales reforzados
Metodologías de Evaluación de
la exposición y valores límite

22. 2. Ejemplos Prácticos2. Ejemplos Prácticos
2222
 Procesado de nano-arcillas
 Caracterización de la Exposición en el procesado de
Nanocargas para la fabricación de Materiales reforzados
Metodologías de Evaluación de
la exposición y valores límite

23. 2. Ejemplos Prácticos2. Ejemplos Prácticos
2323
 Procesado de nano-arcillas
 Caracterización de la Exposición en el procesado de
Nanocargas para la fabricación de Materiales reforzados
Metodologías de Evaluación de
la exposición y valores límite

24. 2. Ejemplos Prácticos2. Ejemplos Prácticos
2424
 Procesado (fin de vida) de nanocomposites
 Caracterización de la Exposición en el procesado de
Nanocargas para la fabricación de Materiales reforzados
Metodologías de Evaluación de
la exposición y valores límite

25. 2. Ejemplos Prácticos2. Ejemplos Prácticos
2525
 Procesado de celulosas
 Caracterización de la Exposición en el procesado de
Nanocargas para la fabricación de Materiales reforzados
Metodologías de Evaluación de
la exposición y valores límite

26. 2. Ejemplos Prácticos2. Ejemplos Prácticos
2626
 Caracterización de la Exposición en el procesado de
Nanocargas para la fabricación de Materiales reforzados
 Procesado de NPs para la fabricación de nuevos materiales de construcción
El refuerzo de materiales de construcción conlleva el procesado de diversas cargas de
tamaño nanométrico, incluyendo organoarcillas y diversos óxidos metálicos:
Metodologías de Evaluación de
la exposición y valores límite

27. 2. Ejemplos Prácticos2. Ejemplos Prácticos
2727
 Proceso de Pesada en Balanza de Precisión de SiO2
 Caracterización de la Exposición en el procesado de
Nanocargas para la fabricación de Materiales reforzados
Metodologías de Evaluación de
la exposición y valores límite

28. 3. Ejemplos Prácticos3. Ejemplos Prácticos
2828
 Proceso de funcionalización de NPs de SiO2
 Caracterización de la Exposición en el procesado de Nanocargas
para la fabricación de Materiales reforzados
Metodologías de Evaluación de
la exposición y valores límite

29. 2. Ejemplos Prácticos2. Ejemplos Prácticos
2929
 Proceso de aditivación de cementos
 Caracterización de la Exposición en el procesado de
Nanocargas para la fabricación de Materiales reforzados
Metodologías de Evaluación de
la exposición y valores límite

30. 2. Ejemplos Prácticos2. Ejemplos Prácticos
3030
 Caracterización del diámetro aerodinamico (Incienso)
Metodologías de Evaluación de
la exposición y valores límite

31. 2. Ejemplos Prácticos2. Ejemplos Prácticos
3131
 Caracterización del comportamiento de aerosoles de NPs
Metodologías de Evaluación de
la exposición y valores límite

32. 3. Ejemplos Prácticos3. Ejemplos Prácticos
3232
 Caracterización de la eficacia de Medidas de Gestión (MGRs)
 Aplicación de equipos de medida en la
monitorización de NPs en ambiente
controlado para la determinación de la
eficacia de Equipos de protección personal
(EPIs) y medidas colectivas de protección
Metodologías de Evaluación de
la exposición y valores límite

33. 3. Valores limite de exposición
Metodologías de Evaluación de
la exposición y valores límite

34. 34
3. Valores limite de exposición3. Valores limite de exposición
• Actualmente en España no existen Límites de Exposición Profesional específicos
para nanomateriales. Sin embargo, a nivel internacional los habituales países de
referencia (EEUU, Reino Unido, Alemania) disponen de valores límite
recomendados.
Estos valores límite aunque sean orientativos, siguen una misma estela de coherencia
y permiten disponer de una valor referencia básica para este tipo de estudios.
 Establecimiento de valores limite: estado actual
Los valores límite de exposición de las
sustancias conocidas NO son aplicables a la
misma sustancia en forma nano
Metodologías de Evaluación de
la exposición y valores límite

35. 35
3. Valores limite de exposición3. Valores limite de exposición
• Los valores límite para nanomateriales actuales asumen el término de materia
particulada total (inhalable, torácica y respirable). De esta forma quedan
descartados los Límites de Exposición selectivos por tamaño de la partícula.
Las unidades de medida aplicadas se basan en la cuantificación de nanopartículas
presentes en el aire de la zona de respiración del trabajador. Éstas son las
siguientes:
1. Concentración, expresada como nºde nanopartículas/cm3.
2. Masa, expresada como µg/m3 o mg/m3.
 Establecimiento de valores limite: estado actual
Cabe destacar la insistente importancia que se
otorga al tamaño de las nanopartículas en
términos de toxicidad y la ausencia de un valor
límite selectivo por tamaño de las nanopartículas.
El aumento del conocimiento en esta materia
marcará en un futuro su necesidad o no.
Metodologías de Evaluación de
la exposición y valores límite

36. 36
3. Valores limite de exposición3. Valores limite de exposición
• El mayor reto en la evaluación de exposición a nanomateriales, es lograr un
consenso, en cuanto a los métodos de análisis y medición de nanopartículas.
• Además, la elección del tipo de concentración a utilizar (masa, área superficial,
número de partículas, distribución de número de partículas) es fundamental en
toxicología para poder obtener una relación dosis-respuesta que permita a la larga
determinar valores límite de exposición para cada compuesto y su posterior
control con instrumentos de medición tanto de toma directa (tiempo real) como de
toma indirecta (análisis de laboratorio).
 Establecimiento de valores limite: limitaciones
Existen suficientes fundamentos científicos
sobre los efectos adversos de los NMs, para
que, en virtud del Principio de Precaución,
sea necesario la elaboración y aplicación de
métodos de evaluación, la adaptación de
medidas preventivas específicas, y el
establecimiento de valores limite.
Metodologías de Evaluación de
la exposición y valores límite

37. 37
3. Valores limite de exposición3. Valores limite de exposición
 Establecimiento de valores limite: propuestas
Nanomaterial Pais Masa Concentración
Fine TiO2 (respirable) EEUU 2.4 mg/m3 --
Ultrafine TiO2 (respirable) EEUU 0.3 mg/m3 --
Nanotubos de carbono
Nanofibras de carbono.
Ambos fracción respirable.
EEUU 1 μg/m3 --
TiO2 Japón 0.6 mg/m3 --
Fullerenos (C60) Japón 0.39 mg/m3 --
Nanotubos de carbono Japón 0.03 mg/m3
Nanofibras Reino Unido 0.01 fibra/ml --
Nanomateriales clasificados
cancerígenos, mutagénicos
generadores de asma y
tóxicos reproducción (CMAR)
Reino Unido 0.1 x VLA del material padre --
Nanomateriales insolubles Reino Unido 0.066 x VLA del material padre 20.000 partículas/ml
Nanomateriales solubles Reino Unido 0.5 x VLA del material padre --
Metodologías de Evaluación de
la exposición y valores límite

38. 38
3. Valores limite de exposición3. Valores limite de exposición
 Establecimiento de valores limite: propuestas
NANOMATERIAL PAIS MASA CONCENTRACIÓN
Nanomaterial granular con densidad
>6000kg m-3
Alemania -- 20.000 partículas/cm3
Nanomaterial granular con densidad
<6000kg m-3
Alemania -- 40.000 partículas/cm3
Nanomaterial granular Alemania 0.1 mg/m3
Establece una concentración de
nanopartículas distinta en función de
su densidad y su tamaño, para 0.1
mg/m3.
Nanofibras rígidas, biopersistentes con
efectos similares al amianto no están
excluidas.
Holanda
0.01
fibres/cm3
Ejemplos. SWCNT/MWCNT, fibras de
óxido de metales con efectos similares
al amianto no están excluidas.
Nanomateriales granulados biopersistentes
entre 1-100 nm y >6000kg m-3
Holanda --
20.000 partículas/cm3
Ejemplos: Ag,Au,CeO2, FexOy
Nanomateriales granulados biopersistentes
entre 1-100 nm y <6000kg m-3
Holanda --
40.000 partículas/cm3
Ejemplos: SiO2, ZnO, TiO2, nclay, CB
Nanomateriales granulados no
biopersistentes entre 1-100 nm.
Holanda --
Valor Límite Ambiental aplicable.
Ej: NaCl
Metodologías de Evaluación de
la exposición y valores límite

39. 39
3. Valores limite de exposición3. Valores limite de exposición
 Establecimiento de valores limite: bandas de exposición
Peligrosidad Ejemplos Valor límite
Baja
Óxido de Titanio (F)
Oxido de Molibdeno
> 1000 ug/cm3
Moderada
Negro de Humo
Particulas diésel
Óxido de Titanio (UF)
100 – 1000
ug/cm3
Alta Óxido de Niquel
10 - 100 ug/cm3
Muy Alta Nanotubos de carbono 1 – 10 ug/cm3
Metodologías de Evaluación de
la exposición y valores límite

40. 4. Conclusiones
40
Metodologías de Evaluación de
la exposición y valores límite
40
LIFE REACHnano & LIFE NanoRISK are funded under the LIFE+ Programme
Environmental Policy and Governance (LIFE11/ENV/ES/00678 - LIFE12 ENV/ES/000178)

41. 41
4. Conclusiones4. Conclusiones
• La adecuada evaluación y control del riesgo es una prioridad actual en el campo de la
nanoseguridad
• Hay en el mercado equipos de medición de nanopartículas presentes en el aire, que
permiten su medición tanto cuantitativa como cualitativamente.
• Las nanopartículas se pueden medir utilizando valores de medición ya conocidos como
son la masa y la concentración del número de partículas.
• Existen Valores Límite Recomendados a nivel internacional específicos para
nanomateriales.
• Existen métodos de medición de nanopartículas de reconocido prestigio.
• Hay protecciones colectivas y equipos de protección individual demostrados como
efectivos frente al riesgo de exposición a nanomateriales.
• Actualmente se están investigando, estudiando y desarrollando avances en este
campo que permitirá progresivamente, ir cubriendo las lagunas existentes.
Metodologías de Evaluación de
la exposición y valores límite

42. 5. Referencias
42
Metodologías de Evaluación de
la exposición y valores límite
42
LIFE REACHnano & LIFE NanoRISK are funded under the LIFE+ Programme
Environmental Policy and Governance (LIFE11/ENV/ES/00678 - LIFE12 ENV/ES/000178)

43. 43
5. Referencias5. Referencias
43
 Workplace exposure to nanoparticles – EU/OSHA
 Appraches to Safe Nanotechnology
 Best Practices guides for the safe handling and use of NMs
 Guías de Apoyo
 Nanosafetycluster - www.nanosafetycluster.eu
 Nanofutures - www.nanofutures.eu
 NanoSpain - www.nanospain.org
 Nanocode - www.nanocode.eu
 Plataformas de Nanotecnología
 Recursos
 QNANO Resarch Infraestructure
 JRC- ENMs repository
Metodologías de Evaluación de
la exposición y valores límite

44. 44
5. Referencias5. Referencias
44
 Guías de Apoyo
Metodologías de Evaluación de
la exposición y valores límite

45. 45
Agradecimientos
Metodologías de Evaluación de
la exposición y valores límite

46. 46
GRACIAS POR SU ATENCIÓN
cfito@itene.com
Agradecimientos:

47. Plan de formación 2014
Proyectos LIFE. Riesgos con nanomateriales
Presentaciones de las ponencias
1- Implicación de la Administración Valenciana
2- La nanotecnología en la industria. Tipos y aplicaciones principales de los nanomateriales
3- Impacto de la nanotecnología en la salud laboral
4- Metodologías de evaluación de la exposición y valores límites
5- Equipos de protección respiratoria: selección y estudios de eficacia
6- Estado de situación de la normalización internacional en material de EPIs frente a nanopartículas
7- Metodologías de evaluación del riesgo de nanomateriales
8- Nuevas herramientas para la evaluación del riesgo de los nanomateriales: REACHnano Toolkit
9- Nuevas soluciones para la evaluación de los riesgos de los nanomateriales sectores tradicionales. Proyecto LIFE SIRENA
10- Gestión y control del riesgo en la industria: caso práctico
11- Iniciativas para la prevención y control del riesgo: LIFE NanoRISK y LIFE REACHnano