Determinación y seguimiento de los efectos de los contaminantes químicos y físicos sobre los organismos mediante estudios de campo y de laboratorio

• Autores: Carlos Rodolfo López
• Directores de la Tesis: Xavier Armengol Díaz (dir. tes.), Óscar Enrique Andreu Sánchez (codir. tes.)
• Lectura: En la Universitat de València ( España ) en 2025
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Jesús Salvador Lozano Rogado (presid.), Luis Roca Pérez (secret.), María José López Tendero (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Contaminación, Toxicología y Sanidad Ambiental por la Universitat de València (Estudi General)
• Materias:
  • Ciencias médicas
    • Medicina del trabajo
      • Salud profesional
    • Toxicología
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• Resumen

  • La producción y uso de nanomateriales, entendidos como materiales cuyos principales constituyentes presentan una o más dimensiones externas en el intervalo de tamaños comprendido entre 1 y 100 nm, ha experimentado un continuo crecimiento, sin embargo, sus especiales características fisicoquímicas, entre ellas su elevada relación superficie-volumen, tamaño y variedad de formas, plantea cuestiones sobre sus posibles efectos sobre la salud y el medio ambiente. En este contexto, el objetivo de la investigación es aportar nuevas evidencias sobre dos variables clave en el proceso de evaluación de los potenciales efectos adversos de este tipo de materiales: (i) el análisis del potencial de exposición en el ámbito laboral, y (ii) el estudio de las concentraciones que producen efectos adversos sobre organismos representativos del medio natural. En lo relativo al potencial de exposición, la investigación se centra en las etapas de producción y uso de nanomateriales en el ámbito laboral, donde la legislación vigente establece la necesidad de garantizar un adecuado nivel de protección. En este sentido, se han caracterizado los niveles de nanomateriales presentes en la atmósfera de trabajo de un conjunto de procesos a tres escalas: laboratorio, piloto e industrial; determinándose la probabilidad de exposición por vía inhalatoria, principal ruta de entrada de los nanomateriales. Se estudiaron un total de 9 casos y 6 tipos de nanomateriales, incluyendo óxido de grafeno, nanotubos de carbono (CNTs), nanofibras de carbono (CNF), complejos SiC-TiO2, elastómeros termoplásticos aditivados con grafeno (TPE-GR) y nanocompuestos de polimetilmetacrilato-TiO2. Los datos obtenidos en las campañas de medida realizadas denotan niveles significativos de exposición en procesos realizados a escala piloto y donde intervienen fuerzas de fricción y/o alta temperatura, como en el caso de la agitación mecánica de dispersiones líquidas con alto contenido en nanomateriales basados en carbono. Destaca además la presencia de nanomateriales no vinculados al tipo de material que se produce o manipula, los conocidos como nanomateriales generados por el proceso (PGNMs), atribuidos al desgaste térmico y mecánico de elementos utilizados en el proceso o derivados de las altas energías empleadas, como ocurre en los tratamientos de superficie con plasma. En cualquiera de estos casos se observó que el diseño del proceso y la implementación de medidas adecuadas de gestión resultan clave para garantizar la salud de los trabajadores expuestos, destacando el papel de los sistemas de ventilación y la eficacia de los medios de filtración. En lo relativo a los potenciales efectos adversos en organismos presentes en el entorno, la investigación se centró en el análisis de los efectos potenciales de nanomateriales de ZnO y composites de PET-ZnO. En concreto, la investigación se centró en la evaluación de los niveles de concentración (con efectos) sobre la bacteria Vibrio fischeri (detritívoro), el alga marina Phaeodactylum tricornutum (productor primario), el rotífero Brachionus calyciflorus (consumidor primario), y tres especies de plantas (también productores primarios) superiores. La metodología empleada se basa en la aplicación de protocolos de ensayo en base a guías metodológicas armonizadas, optimizadas para el caso de los nanomateriales y nanocompuestos, dada su baja solubilidad en los medios de ensayo. Los resultados observados muestran un bajo grado de toxicidad aguda de los compuestos poliméricos, y un nivel de toxicidad alto para el caso de organismos de ambiente continental, en este caso Vibrio fischeri y Brachionus calyciflorus, atribuyéndose este último a una mayor biodisponibilidad de las partículas de ZnO en aguas continentales debido a la mayor estabilidad de la partícula.