Nuevas estrategias para la monitorización de nanomateriales en entornos de interés ocupacional y medioambiental
- Autores: Alberto Clemente Cornago
- Directores de la Tesis: Francisco Balas (dir. tes.), María Pilar Lobera González (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Zaragoza ( España ) en 2017
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: María Vallet-Regí (presid.), María del Mar Viana Rodríguez (secret.), Javier Herguido Huerta (voc.), M. Socorro Vázquez Campos (voc.), María Luisa Fernández-Cruz (voc.)
- Materias:
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- Resumen
El incremento de la producción de materiales nanoestructurados y su incorporación al mercado global supone una creciente exposición a los mismos por parte de los trabajadores, los consumidores y el medio ambiente. Esto suscita la preocupación de instituciones reguladoras y de la sociedad en general acerca de los potenciales efectos adversos en los sistemas biológicos, que no están adaptados a su presencia de forma natural. En este contexto resulta de interés tanto el estudio de la nanotoxicidad como la evaluación de los riesgos por exposición a nanopartículas artificiales en distintos entornos. Entre las rutas de exposición, la formación de aerosoles nanoparticulados constituye una de las más comunes, frecuentemente por inhalación. Es por tanto crucial identificar las operaciones de manejo de nanomateriales que puedan suponer la formación de aerosoles a lo largo del ciclo de vida de un nanomaterial. La correcta evaluación de la formación de aerosoles nanoparticulados requiere estrategias y herramientas para su generación y confinamiento, evitando así la interferencia de las partículas atmosféricas y la exposición de los trabajadores. Por otro lado resulta de interés el desarrollo de métodos de identificación de nanopartículas para determinar su distribución y acumulación en diferentes entornos.
En consideración a estos aspectos, se han diseñado cámaras de exposición y manejo de nanomateriales. Por otro lado, se han puesto a punto sistemas de generación de aerosoles nanoparticulados. Finalmente, se han desarrollado estrategias de marcaje de nanopartículas para su empleo como trazadores en diferentes entornos. Así la presente Tesis Doctoral se estructura en los siguientes Capítulos: - En el Capítulo 1 se realiza una introducción general a la nanotecnología junto con las necesidades actuales en cuanto al desarrollo de métodos de evaluación de los riesgos asociados a esta, presentándose los objetivos propuestos en esta Tesis.
- El Capítulo 2 recoge los procedimientos de síntesis de nanopartículas seguidos, así como las técnicas de caracterización empleadas.
- En el Capítulo 3 se describen las dos cámaras de exposición a aerosoles que se han empleado a lo largo de esta Tesis. Una consiste en una caja de guantes adaptada a las necesidades de los ensayos realizados. La otra es una instalación de gran volumen especialmente diseñada y desarrollada en el presente trabajo que cuenta con un doble sistema de limpieza por renovación del aire interior y aspersión de agua a presión sobre las paredes. En ellas se han realizado operaciones de manejo de polvo nanoparticulado, monitorizando la emisión de aerosoles de nanopartículas tanto en presencia como en ausencia de aerosoles atmosféricos. Estas instalaciones han servido también para la evaluación de los métodos de generación de aerosoles nanoparticulados.
- En el Capítulo 4 se describen los métodos y sistemas para la generación de aerosoles nanoparticulados por vía seca y se detalla el diseño, desarrollo y modo de funcionamiento de dos sistemas innovadores para la generación de estos aerosoles. El primer sistema, basado en la fluidización de sólidos, ha permitido generar aerosoles de concentración y distribución de tamaños estables durante largos periodos de tiempo. El segundo sistema, mediante un pulso de aire, es capaz de generar aerosoles instantáneos de elevada concentración. Una variante de este último permite operar de forma continua, liberando una corriente de aerosol de concentración constante.
- En el Capítulo 5 se muestran las estrategias de marcaje de nanopartículas de sílice con compuestos fluorescentes y sus capacidades como trazadores. Mediante el análisis de su fluorescencia, se ha evaluado la capacidad de detección de estas partículas en diferentes medios acuáticos realistas. Por otro lado, estas partículas se han empleado en diversos ensayos de manipulación de nanomateriales en fase sólida, permitiendo su detección mediante la visualización de su emisión fluorescente. Utilizando los sistemas descritos en el Capítulo 4, se han generado aerosoles de las mismas para trazar su localización en diversas superficies, en el interior de conducciones y a lo largo del tejido de una máscara de protección individual.
- Finalmente en el Capítulo 6 se recogen las conclusiones alcanzadas a partir de los resultados obtenidos en cada una de las líneas principales líneas de trabajo mencionadas.
La presente Tesis aporta por tanto nuevas estrategias para la monitorización de aerosoles nanoparticulados, su trazabilidad y su detección en diversos entornos. Los métodos y herramientas desarrollados contribuyen de forma clara a la mejora del análisis de los riesgos asociados a la producción y manejo de los materiales nanoestructurados, impulsando así el desarrollo de la nanotecnología de manera segura y sostenible.
