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Fundamentos de agentes quicos e biológicos
Tipologia: Manuais, Projetos, Pesquisas
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INDICE
De um modo geral, podem ser considerados determinantes da nocividade, os seguintes factores:
Composição química do agente, que determina o seu perfil toxicológico;
Capacidade do agente penetrar no organismo e a sua solubilidade no sangue;
Quantidade de substância no ar inalado;
Tempo de exposição e a frequência dessa exposição ao longo do tempo;
Tipo de trabalho desempenhado pelo trabalhador (leve, moderado ou pesado)
Características individuais : o género, a idade e a susceptibilidade genética fazem variar, para igual exposição, a extensão e/ou tipo dos efeitos. É de referir que, enquanto os contaminantes no estado gasoso se comportam no ar e ao serem inalados como o próprio ar, no caso dos aerossóis , devido às suas dimensões, o seu comportamento é diferente. Assim, para a nocividade dos aerossóis acresce, além dos anteriormente descritos, os seguintes factores determinantes:
Dimensão do grupo de moléculas que forma o aerossol, ou seja da partícula;
Contorno exterior da partícula (existência de arestas vivas);
Dureza do material.
O aerossol é definido pela Norma NP EN 132:2004 como uma suspensão de partículas sólidas, líquidas ou sólidas e líquidas, num meio gasoso, tendo uma velocidade de queda desprezável (geralmente considerada inferior a 0,25 m/seg).
Segundo a mesma norma, define-se como aerossol em fase líquida aquosa o conjunto de aerossóis produzidos a partir de soluções e/ou suspensões aquosas de materiais particulados. Assim, a única fonte de contaminação do local de trabalho é atribuída a este material sólido.
No caso das partículas líquidas , e de acordo com a sua dimensão, distinguem-se duas situações:
Nevoeiros ( mist ): suspensão, no ar, de partículas de pequena dimensão, não visíveis à vista desarmada, provenientes da dispersão de um líquido;
Neblina ( fog ): suspensão, no ar, de partículas líquidas visíveis, produzidas por condensação de um vapor. Os aerossóis de partículas sólidas formam o que geralmente se designa por empoeiramento , que pode ser constituído por:
Poeiras : partículas de forma esferoidal irregular, de substâncias cristalinas ou não, que resultam de manuseamento de materiais sólidos ou de processos mecânicos de desintegração. Podem também ser constituídas por aglomerados de várias partículas;
Fibras : partículas acidulares de natureza mineral ou química provenientes de desagregação mecânica e cuja relação comprimento / largura é superior a 3:1;
Fumos : mistura de partículas de pequena dimensão procedentes de uma combustão incompleta (smoke) ou resultante da sublimação de vapores de metais fundidos (fumes). No caso das poeiras, a maioria das partículas tem uma forma irregular, sendo as suas dimensões caracterizadas pelo diâmetro projectado , o qual é definido como sendo o diâmetro da circunferência cuja área mais se aproxima da área da projecção da partícula.
As partículas, uma vez libertadas, têm um determinado comportamento no ar que vai condicionar a sua possibilidade de atingirem e penetrarem no aparelho respiratório do indivíduo exposto.
O diâmetro aerodinâmico (Da) é calculado pela expressão seguinte:
Onde:
Da – diâmetro aerodinâmico; Dp – diâmetro projectado; F 0 7 2 F 0 2 0
Do exposto se conclui que para o mesmo diâmetro aerodinâmico, a dimensão real das partículas varia muito, dependendo da sua densidade.
Apresentam-se na tabela seguinte os valores do diâmetro aerodinâmico para a sílica livre e para o chumbo cujas massas específicas são muito diferentes (respectivamente, de 2,5 e 11,3):
Diâmetro aerodinâmico Diâmetro projectado – Dp (μ) Da (μ) Sílica livre Chumbo 0,5 0,31 0, 1,0 0,62 0, 3,0 1,86 0, 5,0 3,10 1, 7,10 4,40 2,
Observando os valores apresentados no quadro, verifica-se que, para o mesmo padrão de deposição, a «dimensão» das partículas de sílica é duas vezes superior à «dimensão» das partículas de chumbo (substância muito mais densa). Na inalação , as partículas seguem o percurso das vias respiratórias e o local de retenção bem como a quantidade de partículas retidas vai depender do seu diâmetro aerodinâmico.
As partículas com maior diâmetro aerodinâmico ficam retidas no tracto respiratório superior, enquanto as de menor diâmetro aerodinâmico conseguem atingir os alvéolos pulmonares, e, portanto, podem passar para a corrente sanguínea, apresentando, assim, padrões de maior toxicidade. Tendo em atenção o papel relevante que a dimensão da partícula tem na inalação e no percurso no aparelho respiratório, num empoeiramento distinguem-se seis fracções : Fracção total; Fracção inalável; Fracção extra-torácica;
Fracção torácica; Fracção traqueobronquial; Fracção respirável. A definição de cada uma destas fracções, conforme a norma NP EN 481:2001 é a seguinte:
Fracção total : todas as partículas em suspensão no ar; Fracção inalável : fracção mássica de partículas totais em suspensão no ar que são inaladas pelo nariz ou boca; Fracção extra-torácica : fracção mássica de partículas inaladas que não penetram além da faringe; Fracção torácica : fracção mássica de partículas inaladas que penetram para além da faringe; Fracção traqueobronquial : fracção mássica de partículas inaladas que penetram para além da laringe, mas não na região do tracto respiratório desprovida de cílios; Fracção respirável : fracção mássica de partículas que penetram na região do tracto respiratório desprovida de cílios. Na prática corrente da Higiene do Trabalho são consideradas as fracções inalável (torácicas) e respirável , cuja deposição no sistema respiratório está indicada na figura:
Fracção inalável (torácica)
Fracção respirável
Partículas cuja acção nociva se manifesta noutro órgão que não o pulmão, que se limita a ser o local de entrada ( e.g. : poeiras metálicas). Os efeitos podem-se manifestar de imediato para grandes quantidades inaladas (intoxicações agudas) ou a longo prazo para exposição a baixos níveis (intoxicação crónica);
Partículas que provocam reacções alérgicas sobre a pele ou sobre o aparelho respiratório ( e.g. : algumas madeiras tropicais, resinas).
Entre os factores químicos que se apresentam no estado gasoso distinguem-se dois grupos: gases e vapores.
As definições destes dois grupos são as seguintes:
Gases : substâncias que, apresentando-se no estado gasoso, só podem mudar de estado com uma acção conjunta de um aumento de pressão e uma descida de temperatura;
Existem vários critérios para classificar os gases e vapores. Contudo, para efeito dos riscos para a saúde, a classificação mais frequente é a seguinte:
Irritantes : exercem uma acção química ou corrosiva nos tecidos com que contactam. Atuam principalmente nos tecidos de revestimento como a pele, as mucosas respiratórias e a conjuntiva ocular. Quando estes poluentes são muito solúveis ( e.g. : amoníaco, ácido acético, formaldeído) são absorvidos pelos primeiros tecidos das vias respiratórias – nariz e garganta – onde, de imediato, exercem a sua acção. No caso de se tratar de substâncias de solubilidade moderada, a sua acção irritante estende-se a todas as partes do sistema respiratório ( e.g. : ozono, cloro, fosgénio, óxidos nitrosos).
Existem ainda compostos com características particulares, nomeadamente a acroleína que, embora pouco solúvel, tem uma acção irritante sobre as vias aéreas superiores e os vapores de ácido sulfúrico que, além de irritante, afecta as terminações nervosas olfactivas;
As produtos químicos são um dos pilares do desenvolvimento das sociedades modernas. Nos últimos 50 anos, o consumo de produtos químicos aumentou exponencialmente e, hoje em dia, são parte integrante de todos os tipos de processos de produção e de diversas actividades. Nos anos trinta do século XX, a produção de produtos químicos situava-se em 1 milhão de toneladas por ano, mas, actualmente, a produção atinge os 400 milhões de toneladas por ano.
No Chemical Abstract Service (CAS) estão registados cerca de 27 milhões de substâncias químicas, das quais 200 000 são utilizadas mundialmente. No conjunto dos produtos químicos tomam particular relevância os designados por produtos químicos perigosos. Este grupo inclui todos os produtos químicos que, pelas suas características físicas, químicas, toxicológicas e ecotoxicológicas, apresentam nocividade para o homem e/ou o ambiente.
Os produtos químicos podem apresentar-se em duas formas:
Substâncias : elementos químicos e os seus compostos, no seu estado natural, ou tal como são obtidos por qualquer processo de produção, incluindo qualquer aditivo necessário para preservar a sua estabilidade ou qualquer impureza
Entre as áreas de intervenção do IPCS destaca-se a avaliação dos riscos químicos para a saúde humana e o ambiente, e a gestão e prevenção das exposições a tóxicos. Também a Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR, US Department of Health & Human Services – EUA) dispõe de um conjunto de informação sobre produtos químicos, na forma de fichas toxicológicas de substâncias diversa, que se designam por TOXFAQs.
Os produtos químicos estão presentes em praticamente todas actividades humanas :
São elementos indissociáveis dos processos industriais ; São utilizados cada vez em maior escala na agricultura ; São essenciais na produção de alimentos e medicamentos e no estilo de vida actual. Esta utilização diversificada leva a que a exposição a agentes químicos seja um problema actual e abrangente, colocando em potencial situação de risco para a saúde um número significativo de pessoas. É hoje reconhecido o papel relevante que a exposição ambiental, em particular a agentes químicos, tem no agravamento da prevalência de certo tipo de doenças , como o cancro e doenças alérgicas. Conforme informação veiculada pelo IPCS, as substâncias químicas ocupam o mais extenso grupo de factores de risco para a saúde de natureza profissional. Este facto é reconhecido pelos próprios trabalhadores, conforme documentam os resultados do 3.º Inquérito Europeu sobre Condições de Trabalho (3th European Survey on Work Conditions – ESWC). Este inquérito, coordenado pelo EUROSTAT, e realizado no ano de 1999, teve como população alvo os trabalhadores da então «Europa dos 15». A análise das respostas mostrou que 24 % dos trabalhadores declararam estar expostos a «vapores, fumos e poeiras» ou «manipularem produtos químicos» no seu local de trabalho, em pelo menos metade do seu tempo de trabalho. Em Espanha, no ano de 2003, foi realizado um inquérito do mesmo âmbito – V Encuesta Nacional de Conditiones del Trabajo. Os resultados mostraram que 41 % dos trabalhadores referiram «exposição a agentes químicos», tendo a percentagem dos que referiram manusear produtos químicos aumentado de 9 % para 19 % entre 1987 e 2003. Pelas razões apontadas (exposição abrangente e riscos para a saúde), a exposição a agentes químicos é uma prioridade para a higiene e saúde do trabalho. Por outro lado, os acidentes e incidentes relacionados com o manuseamento dos produtos químicos, quer a nível humano quer patrimonial e ambiental, colocam também desafios à área da segurança.
De um modo geral, pode-se afirmar que todas as substâncias químicas apresentam algum grau de nocividade (toxicidade),
pelo que não há substâncias químicas seguras, mas sim métodos seguros de as utilizar. Para a prevenção dos riscos associados ao manuseamento dos produtos químicos é fundamental:
Os efeitos nocivos produzidos nos organismos vivos pelas substâncias químicas são estudados pela Toxicologia , em cujo contexto se distinguem os seguintes conceitos fundamentais:
Xenobiótico : todas a substância estranha ao organismo vivo; Tóxico : toda a substância externa que, em contacto com o organismo, provoca alteração dos seus equilíbrios vitais; Toxicidade : capacidade intrínseca de um tóxico para produzir efeitos adversos no organismo; Veneno : tóxico que causa morte imediata ou doença, no caso de entrar no organismo em pequenas quantidades; Toxina : proteínas produzidas em organismos vivos que provocam efeitos imediatos; Produto químico tóxico : produto químico de composição química estável que tem os efeitos de um tóxico; Material tóxico : produto químico de composição química variável que tem os efeitos de um tóxico ( e.g. : amianto); Agente (tóxico) : tudo o que interage com o organismo, provocando efeitos nocivos (factor químico, físico ou biológico). Os efeitos tóxicos associados a substâncias químicas são reconhecidos desde as civilizações primitivas.
No ar ambiente, em particular num local de trabalho, podem estar presentes contaminantes químicos, gerados e/ou libertados durante o processo produtivo. Como consequência da poluição do ar do local de trabalho surge a exposição dos trabalhadores , com a possibilidade de entrada no organismo dos agentes químicos.
Considerando o contexto do ambiente de trabalho, a principal via de entrada de um agente químico no organismo é a via respiratória. A entrada por via cutânea ocorre associada ao manuseamento incorrecto de certos produtos químicos e, para situações muito particulares, há ainda a possibilidade da via digestiva.
A inalação é a via de entrada de agentes químicos na forma sólida (partículas ou fibras em suspensão no ar), gasosa (gases e vapores) e líquida (nevoeiros e aerossóis). A entrada faz-se pelas vias respiratórias superiores, onde o nariz actua como um filtro que retém as partículas de maior dimensão, e a penetração (passagem para a corrente sanguínea) faz-se no pulmão, sendo utilizado o mecanismo existente para o intercâmbio do oxigénio e dióxido de carbono.
Na via cutânea , apenas viável para alguns agentes, o tóxico difunde-se através da epiderme, atinge os vasos capilares sanguíneos e linfáticos da derme e passa à corrente sanguínea.
Em certas situações de más práticas de trabalho ( e.g. : comer no local de trabalho e comer e fumar sem lavar as mãos), há a probabilidade de pequenas quantidades de substância química entrarem no organismo pela via digestiva. Também pode ocorrer a ingestão de tóxico, quando este se apresenta na forma sólida; as partículas de maiores dimensões ficam retidas nas vias respiratórias superiores, e, posteriormente, podem ser deglutidas. Nestes casos, o tóxico é ingerido, passa para o intestino e daí para a corrente sanguínea.
Quando o tóxico entra na corrente sanguínea diz-se que penetrou no organismo. O sangue transporta-o aos diferentes órgãos e sistemas e, num ou em vários, pode causar um dano permanente. Após a entrada, por qualquer uma das vias, os agentes são absorvidos, distribuídos, biotransformados (metabolizados), podem desencadear efeitos e são eliminados.
O nível da exposição e a sua frequência (curto, médio e longo prazo) são factores determinantes para o aparecimento dos efeitos nocivos.
A possibilidade de um agente atingir as estruturas orgânicas e causar dano (lesão) vai depender de duas situações:
A primeira situação refere-se à quantidade do agente presente no meio que contacta com o organismo que, no caso da exposição profissional, é essencialmente o ar do ambiente de trabalho. A outra situação diz respeito à porção de tóxico que passa para o interior do organismo (corrente sanguínea).
Qualquer destas quantidades é, quase sempre, expressa em termos relativos, ou seja numa concentração (quantidade em determinado volume) e num determinado meio (concentração no ar, concentração no sangue, etc.). Em todas as circunstâncias o elemento quantitativo é determinante para o grau de nocividade, quanto mais tóxico (ou maior dose) mais intensas são as consequências. No caso particular de o agente se encontrar no ar, e, por isso, a via de entrada no organismo ser a inalatória (inalação de um ar com determinado nível de poluição), há outro factor relevante para o desenvolvimento dos efeitos: o tempo de contacto com o agente, ou seja, o tempo de permanência no local com aquela poluição. Integrando estes dois factores – quantidade e tempo – resulta a designada Dose Teórica que é calculada através da lei de Haber, através da seguinte equação:
Dose Teórica (D) = c * t c – Concentração do tóxico no meio t – Tempo durante o qual a concentração se mantém no ar inalado. Aplicando esta lei aos processos que estão envolvidos na relação Tóxico / Organismo, surgem as noções de Dose Externa , de Dose Interna e de Dose Biológica Efectiva.
Dose Interna ou de Impregnação : é a quantidade de substância que, depois de entrar no organismo e ser absorvida por este, se encontra em determinado meio orgânico, na sua forma inicial ou como subproduto das reacções no organismo. A dose interna representa, portanto, a parte que é capaz de interagir com as estruturas orgânicas.
Dose Biológica Efectiva : é a quantidade de substância que efectivamente, de forma directa ou indirecta, reage com as estruturas orgânicas, podendo daí resultar efeitos nocivos (reversíveis ou irreversíveis).
Embora os efeitos se manifestem em várias estruturas, cada agente manifesta a sua toxicidade de modo mais precoce em determinada estrutura, que se designa por Órgão- Crítico.
Por outro lado, o efeito que se manifesta em primeiro lugar é chamado Efeito Crítico.
A concentração mais baixa de agente capaz de produzir aquele efeito, naquele órgão, numa dada proporção de indivíduos expostos, designa-se por Concentração Crítica.
O estudo das características críticas de cada tóxico reveste-se de particular importância, pois permite definir estratégias de prevenção dos efeitos da exposição, evitando o desencadear de outros efeitos posteriores, muitas vezes, com carácter mais nocivo.
Os efeitos nocivos desencadeados por uma substância química podem classificar-se de vários modos, de acordo com certos critérios. Assim, como critérios de classificação dos efeitos adversos , podem ser destacados os seguintes:
De acordo com a velocidade de absorção do tóxico pelo organismo e o tempo de aparecimento, os efeitos e a intoxicação podem classificar-se em três tipos: agudos, sub-agudos e crónicos:
As intoxicações crónicas tomam particular relevância no caso das exposições profissionais , estando na origem da maioria das doenças profissionais.
No caso da maioria das doenças profissionais, por exposição a agentes químicos, estão em causa exposições de longa duração , a níveis baixos de tóxico, cujos efeitos se manifestam tardiamente. Esta manifestação tardia tem origem em dois tipos de fenómenos: a acumulação de tóxico e a acumulação de efeito.
No primeiro caso – acumulação de tóxico – está presente uma situação em que a velocidade de eliminação da substância ou de subprodutos é inferior à velocidade de absorção. Neste caso, assiste-se a uma acumulação do tóxico no organismo até atingir concentrações suficientes para desencadear efeitos, ou então há uma deposição em determinados locais de armazenamento, sendo libertado em quantidades actuantes quando surge alguma situação particular. Por exemplo, no caso do chumbo, este acumula-se durante a exposição no compartimento ósseo; quando surge, e.g. , uma fractura, mesmo que muito tempo depois da exposição, há libertação do chumbo e podem surgir sinais de intoxicação de origem interna.
No segundo caso – acumulação de efeito – o tóxico vai sendo eliminado do organismo, mas os efeitos gerados pelas exposições sucessivas somam-se, sem que haja acumulação de tóxico no organismo ( e.g. : intoxicação por sulfureto de carbono < > efeitos no sistema nervoso central).