NANOMATERIALES �SINTÉTICOS: �USOS, RIESGOS Y �REGULACIÓNFrancisco Laborda
Grupo de Espectroscopía Analítica y Sensores (GEAS)Instituto Universitario de Ciencias Ambientales de Aragón (IUCA)Universidad de Zaragoza
NANOMATERIALES SINTÉTICOS: �USOS, RIESGOS Y REGULACIÓN
• ¿Qué es un nanomaterial?�
• ¿Para qué se usan los nanomateriales sintéticos?�
• ¿Los nanomateriales sintéticos presentan riesgos para el medio � ambiente o los seres humanos?�
• ¿Qué regulaciones existen en relación a nanomateriales sintéticos � en Europa?
Nano-objetoCon una o más
dimensiones en el intervalo 1-100 nm
Nanofibra2 dimensiones externas en el intervalo 1-100 nm
Nanoplaca1 dimensión externa en el intervalo 1-100 nm
NanocableNanofibra con conductividad
eléctrica
NanovarillaNanofibra sólida
NanotuboNanofibra hueca
Nanopartícula3 dimensiones externas en el intervalo 1-100 nm
ISO/TS 27687:2008 Nanotechnologies – Terminology and definitions for nano-objects –
Nanomateriales: Definiciones
Diario Oficial de la Unión Europea 275/382011/696/UE Recomendación de la Comisión de 18 de octubre de 2011 relativa a la definición de nanomaterial
Nanomateriales: Nuevas propiedadesEléctricas/Electrónicas• conductividad• superconductividad• termoelectricidad• dieléctricos• almacenamiento energía electroquímica
Químicas• super-hidroficidad• super-hidrofobicidad• anticorrosión• catálisis• adsorción• adhesión• disolución• ignifugicidad
Térmicas• protección térmica• aislamiento térmico• conductividad térmica• almacenamiento calor
Magnéticas• magnetoelectrónica• magnetoreología• inducción magnética
Biológicas• biodisponibilidad• biocatálisis• biocompatibilidad• permeabilidad celular• reconocimiento molecular• efecto biocida
Nanomateriales: Tipos
nanomateriales sintéticos
inorgánicos
orgánicos
metales
quantum dots
óxidos/cerámicas
fulerenos
dendrímeros
liposomas
AgAuCuFePt
Al2O3CeO2CuOFexOySiO2TiO2ZnOZrO2TiNWCITO
zeolitasnanoarcillas
BaSO4SrCO3
nanotubos C
negro de C
grafeno
nanocelulosa
Nanomateriales: Fabricantes
http://www.nanowerk.com/nanomaterial-database.php
Nanowerk Nanomaterial Database™
Nanomateriales: Productos de consumohttp://www.nanotechproject.org/inventories/The Project on Emerging Nanotecnologies
Nanomateriales: Productos industriales
http://www.nanowerk.com/products/products.php
Nanowerk Nanotechnology Products and Applications
Nanomateriales: Dióxido de titanio
aditivo alimentarioprotección solarcosméticapinturasrecubrimientos autolimpiables
Nanomateriales: Riesgos
alto!
medio!
bajo!
desconocido!
Exposición (eco)ToxicidadProfesional Consumidor Medio
ambienteSer humano Medio
ambiente
Res
pues
ta
log Dosis
ED50<10 mg/L!
Evaluación de riesgos
información utilizada en la evaluación de riesgos de
sustancias químicas (REACH)
Identificación:• nombre químico• estructura• código de identificación
Propiedades fisicoquímicas:• caracterización
Emisión, transporte, destino y exposición:• monitorización• modelos de transporte y � destino
(Eco)toxicidad:• ensayos in vitro/in vivo• datos epidemiológicos
Uso:• volúmenes de producción• industrias, uso, aplicación...
Adaptado de Hristozov et al. Nanotoxicology, 6, 880, 2012
Evaluación de riesgos: (Eco)toxicidad
propiedades fisicoquímicas que afectan a la
(eco)toxicidad de los nanomateriales
Composición química y estructura cristalina
Recubrimiento superficial
Forma
Tamaño:• para una misma � composición, las partículas pequeñas tienden a ser más tóxicas
Area superficial:• la reactividad de los NM aumenta con el área � superficial
Adaptado de Hristozov et al. Nanotoxicology, 6, 880, 2012
Relación de aspecto:• las fibras tienden a ser más� tóxicas que las partículas
Nanomateriales: Emisión, flujo y destino
Global flow of ENMs in 2010 (metric tons/year) from manufacturing to applications and eventual disposal or release into the environment, considering the high range of production estimates and releases. Life cycle stages from left (production of ENMs) to right (final disposal or release).
Keller et al. J Nanopart Res 15:1692 (2013)
Keller et al. J Nanopart Res 15:1692 (2013)
TiO2: Emisión, flujo y destino
WWTP: Plantas de tratamiento de aguas residualesWIP: Plantas de incineración de residuos
Keller et al. J Nanopart Res 15:1692 (2013)
Ag: Emisión, flujo y destino
WWTP: Plantas de tratamiento de aguas residualesWIP: Plantas de incineración de residuos
Keller et al. J Nanopart Res 15:1692 (2013)
CNT: Emisión, flujo y destino
WWTP: Plantas de tratamiento de aguas residualesWIP: Plantas de incineración de residuos
Nanomateriales: EmisiónEmisión de NMs procedentes de cosméticos
Keller et al. J Nanopart Res 15:1692 (2013)
Transformaciones en el medio ambiente
G.E. Batley et al., Fate and risks of nanomaterials in aquatic and terrestrial environments., Acc. Chem. Res. 46 (2013) 854–62.
Evaluación de riesgos: Risk ratio
PEC: predicted environmental concentration
PNEC: predicted no effects concentration
monitorizaciónmodelos
estudios (eco)toxicidad
Risk ratio = =PEC
PNEC>< 1
exposición
toxicidad
< 1 sin riesgo>1 existe riesgo
Evaluación de riesgos: Risk ratio
Coll et al., Nanotoxicology, 10, 436, 2016
PEC: predicted environmental concentrationPNEC: predicted no effects concentration
agua
s na
tura
les
suel
os t
rata
dos
con
lodo
s
Risk ratio < 1
Nanotecnología: Política europeaCOMUNICACIONES Y RECOMENDACIONES:
• COM(2004) 338. Hacia una estrategia europea para las nanotecnologías
• COM(2005) 243. Nanociencias y nanotecnologías: Un plan de acción para Europa � 2005-2009• COM(2007) 505. Primer informe de aplicación 2005 -2007 • COM(2009) 607. Segundo informe de aplicación 2007-2009
• 2008. Recomendación de la Comisión sobre un código de conducta para una � investigación responsable en el campo de las nanociencias y las nanotecnologías
• COM(2008) 366. Regulatory Aspects of Nanomaterials
• 2011. Recomendación de la Comisión relativa a la definición de nanomaterial.
• COM(2012) 572. Segunda revisión de la normativa sobre los nanomateriales.
Nanotecnología: Política europeaOPINIONES: !
• European Medicines Agency (EMA) Reflection paper on nanotechnology-based medicinal products for human use. 2006.
• Scientific Committee on Consumer Products (SCCP) � Opinion on the safety of nanomaterials in cosmetic products. 2007
• Scientific Committee on Emerging and Newly Identified Health Risks (SCENIHR)� Opinion on Risk Assessment of Products of nanotechnologies. 2009.
• European Food Safety Authority (EFSA)� Guidance on the risk assessment of the application of nanoscience and nanotechnologies in the food and feed chain. 2011.
Nanomateriales: Reglamentos generalesnanomaterial = sustancia química
REACHRegistro, Evaluación, �Autorización y Restricciónde sustancias y mezclas �químicas.1907/2006
CLPClasificación, etiquetado y envasado 1272/2008
Nanomateriales: Reglamentos generales
Reglamento UE 528/2012 sobre comercialización y uso de biocidas
Nanomateriales: Reglamentos generales
Reglamento UE 10/2011 sobre Materiales y objetos plásticos destinados a entrar en contacto con alimentos
ANEXO I
• nitruro de titanio• dióxido de silicio • negro de carbón
Nanomateriales: MedicamentosAgencia Europea del Medicamento
Medicamentos aprobados EU (>20):
• basados en liposomas:• doxorubicin• mifamurtide• doxorubicin
• basados en nanopartículas sólidas:• paclitaxel• aprepitant• sirolimus
Nanomateriales en cosméticosREGLAMENTOS ESPECÍFICOS
• Reglamento EU 1223/2009 sobre Productos Cosméticos
• Reglamento EU 2016/1143 por el que se modifica el anexo VI del reglamento � EC1223/2009 sobre productos cosméticos (Dióxido de titanio)
• Reglamento EU 2016/1120 por el que se modifica el anexo IV del reglamento � EC1223/2009 sobre productos cosméticos (Negro de Carbón)
• Reglamento EU 2016/621por el que se modifica el anexo VI del reglamento � EC1223/2009 sobre productos cosméticos (Óxido de Zinc)
Nanomateriales en cosméticosREGLAMENTO ESPECÍFICO
• Reglamento EU 1223/2009 sobre Productos Cosméticos
Nanomateriales en cosméticos• Reglamento EU 2016/1143 por el que se modifica el anexo VI del reglamento � EC1223/2009 sobre productos cosméticos (Dióxido de titanio)
• Reglamento EU 2016/1120 por el que se modifica el anexo IV del reglamento � EC1223/2009 sobre productos cosméticos (Negro de Carbón)
• Reglamento EU 2016/621por el que se modifica el anexo VI del reglamento � EC1223/2009 sobre productos cosméticos (Óxido de Zinc)
Definición de nanomaterial UE• 2011. Recomendación de la Comisión relativa a la definición de nanomaterial.
REGLAMENTOS/LEGISLACIÓN
INFORMES OPINIONES
EVALUACIÓN DE RIESGOS(E
CO)T
OXI
CID
AD
EXPO
SICIÓ
N
MO
NIT
ORI
ZACI
ÓN
CARA
CTER
IZCI
ÓN
TRAN
SPO
RTE
ensayos in vitro
ensayos in vivo
RESULTADOS ANALITICOSBI
OAC
UM
ULA
CIÓ
N
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