Un nuevo programa informático permite medir el riesgo de nanomateriales en la industria y predecir la toxicidad de sustancias para diseñar productos seguros

• La plataforma software ha sido desarrollada por el centro tecnológico ITENE en el proyecto SSBD-CV, financiado por el IVACE, y puede ser empleada en la industria química y sectores como cosmética, limpieza, desinfección, higiene, fabricantes de materias primas y aditivos y otras empresas que empleen estos últimos, así como para la prevención de riesgos laborales.

Un nuevo programa informático desarrollado por el centro tecnológico ITENE permite medir el riesgo derivado de la exposición a nanomateriales en la industria y predecir la toxicidad de sustancias para diseñar productos seguros y sostenibles.

Esta plataforma software ha sido el resultado del proyecto SSBD-CV, ejecutado por el centro tecnológico entre junio de 2022 y el mismo mes de 2023 y financiado por el Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial (IVACE) con fondos Feder.

Este proyecto se ha centrado en el concepto de seguridad y la sostenibilidad desde la concepción (Safe and Sustainable by-design), que implica la consideración de los efectos toxicológicos y la posible exposición desde el diseño del producto hasta su fin de vida. Así, se evitan posibles efectos en la salud y el medio ambiente derivados del potencial toxicológico del material o de la alta probabilidad de exposición, tanto durante su desarrollo como de su consumo por usuarios profesionales o la población general.

Mediante el proyecto SSBD-CV, la Responsable de la Unidad de Seguridad de Procesos y Productos de ITENE, Arantxa Ballesteros, ha explicado que “se ha buscado recopilar el conocimiento de estrategias y métodos basados en SSbD para que empresas de diferentes sectores puedan contemplar los efectos en la salud y el consumo de recursos y materias primas en fases tempranas de un proceso”.

“Tener en cuenta la seguridad y la sostenibilidad desde el diseño permite evitar costes derivados de una posterior reformulación o reconfiguración de procesos y asegurar que estos mismos y los productos fabricados no suponen un riesgo para los trabajadores de la empresa ni sus consumidores”, ha resaltado la investigadora.

Para ello, se ha desarrollado una plataforma web conformada por dos módulos: uno que busca facilitar el análisis del riesgo en aquellas instalaciones industriales que trabajan con nanomateriales y otro enfocado en la evaluación de la toxicidad de sustancias y en la guía de la aplicación de estrategias que permitan reducir el riesgo.  Este sistema puede apoyar el trabajo realizado por técnicos higienistas que evalúan el riesgo en instalaciones industriales, y también el de otros profesionales de la industria química o sectores como cosmética, limpieza, desinfección, higiene, fabricantes de materias primas y aditivos, así como otras empresas que empleen estos últimos para garantizar la seguridad de sus productos.

Prevención de riesgos derivados del uso o la liberación de nanomateriales

En la actualidad, se carece de metodologías que concreten los niveles de riesgo para la exposición ocupacional a nanomateriales, lo que dificulta su gestión. Esto cobra especial relevancia en la adopción de medidas para mitigar el impacto de nanomateriales en sectores en los que se emplean, como la industria cosmética o de pinturas, u otros en los que puedan liberarse nanopartículas fácilmente inhalables al llevarse a cabo procesos de corte o abrasión debido al uso de maquinaria.

La herramienta software desarrollada por ITENE, basada en el conocimiento generado a nivel europeo, permite determinar de forma automática el riesgo de un escenario concreto en el que se manipulan nanopartículas. Esto facilita la adopción de medidas para mitigar el riesgo que pueden ocasionar en sectores en los que se emplean.

El software puede tomar datos de concentración de nanopartículas medidas en tiempo real mediante dispositivos adecuados, como puede ser Nanowatcher, dispositivo propio de ITENE, y que se utilizan para el cálculo del riesgo.

En el caso de que no se disponga de un equipo de medición de partículas, el módulo de prevención de riesgos de la plataforma aplica modelos matemáticos desarrollados por el centro tecnológico que predicen una concentración de nanomateriales en el ambiente de trabajo. Como resultado final, el software proporciona un cálculo del riesgo para un escenario concreto, y en base a éste, ofrece una serie de recomendaciones para la prevención y mitigación de los riesgos.

Evaluación de la toxicidad sin la realización de ensayos

Por otra parte, el desarrollo y uso de sustancias químicas requiere de evaluación de su potencial efecto tóxico sobre la salud humana y el medio ambiente, pero el elevado coste de los ensayos experimentales puede suponer un inconveniente para las empresas.

El segundo módulo de la plataforma software desarrollada por ITENE ofrece herramientas óptimas para predecir la toxicidad sin la necesidad de realizar ensayos experimentales mediante métodos computacionales desarrollados internamente, y también proporciona guías para aplicar estrategias que permitan reducir el riesgo de aquellas sustancias de las que no se pueda prescindir para un fin concreto, pero que sean peligrosas. Con todo esto, sirve de apoyo a la toma de decisiones al ofrecer información sobre sustancias para determinar las que pueden presentar menos efectos adversos en los consumidores, ayudando a concretar las que se deben aplicar en formulaciones.

Concretamente, estos modelos computacionales están orientados a estimar la toxicidad aguda (aquella que ocurre cuando se da una breve exposición y que puede tener lugar en cualquier industria del sector químico), efectos relacionados con la dermatitis alérgica de contacto (de gran interés en el sector de desarrollo cosméticos y productos de higiene y limpieza) y también para predecir actividades de interés, por ejemplo, en el sector del control de plagas, como es la actividad fungicida.

Para ello, dispone de bases de datos con información de fisicoquímica y toxicológica de nanomateriales y de sustancias de origen natural, como aceites esenciales, extractos naturales, derivados de plantas que se usan para fitosanitarios y biocidas.

En relación con las estrategias para reducir la toxicidad desde el diseño, este módulo ofrece guías metodológicas para aplicar métodos como la funcionalización, que permitan mitigar o reducir el riesgo.