Alonso Martín, Alena (M.Sc.). Licenciada en Microbiología y Máster en Bioquímica con mención en Toxicología (1999), de la Facultad de Biología de la Universidad de La Habana (2007). Recibió formación de postgrado en instituciones científicas de Austria y España. Más de diez años de experiencia en la evaluación genotoxicológica de biopesticidas y productos de origen natural utilizando diferentes ensayos in vitro. Ha participado en proyectos nacionales relacionados con la búsqueda de nuevos compuestos de origen natural con actividad radioprotectora, así como el estudio de sus mecanismos de acción. Profesor adjunto de la Red Iberoamericana de Toxicología en el 2001. Ha tutoreado tres tesis de licenciatura y ha participado como tribunal en tesis de licenciatura y de maestría. Miembro de la Sociedad Cubana de de Toxicología. Ha publicado un total de 16 trabajos científicos, 14 en revistas científicas y el resto en memorias de eventos internacionales. Asimismo ha participado en más de 15 eventos científicos nacionales e internacionales. Actualmente trabaja en el Centro de Aplicaciones Tecnológicas y Desarrollo Nuclear (CEADEN).
Álvarez González, Alba (M.Sc.). Licenciada en Bioquímica (1995) y Máster en Biotecnología Vegetal (2005) de la Facultad de Biología de la Universidad de La Habana. Más de 15 años de experiencia en investigación y desarrollo, dirigiendo y participando en proyectos ramales, nacionales, así como internacionales. Miembro de la Sociedades Cubanas de Bioquímica y Biología Molecular, así como de Toxicología. Ha publicado un total de 18 trabajos científicos, de ellos 2 contribuciones a monografías 10 en revistas científicas y el resto en memorias de eventos internacionales. Cuenta con más de 20 presentaciones en eventos científicos nacionales e internacionales. En el presente labora en el Centro de Aplicaciones Tecnológicas y Desarrollo Nuclear (CEADEN) donde dirige el Departamento de Radiobiología.
Darias González, Juan Gualberto (Profesor Titular). Físico graduado en la Universidad de La Habana, especialista en óptica y láser. Más de 30 años de experiencia en investigación y desarrollo. Ha publicado un total de 27 trabajos científicos, de ellos 17 en revistas científicas y el resto en memorias de eventos internacionales y como publicaciones docentes. 38 presentaciones en eventos científicos nacionales e internacionales. Ha dirigido 6 trabajos de diploma. Ha dirigido proyectos de investigación y grupos de trabajo en el campo de la óptica y la técnica láser. Actualmente trabaja en el campo de la nanociencia. Pertenece al colectivo del Centro de Aplicaciones Tecnológicas y Desarrollo Nuclear (CEADEN).
Desdín García, Luis Felipe (Dr.). Investigador Titular y Profesor Titular. Formación en Física-Matemáticas en la Universidad de San Petersburgo (Russia) (1980), M.Sc. Instituto Unificado de Investigaciones Nucleares de Dubna (Rusia) (1982). Formación de postgrado en el Instituto de Energía Atómica Kurchatov (Moscú, Rusia), Laboratorios de Saiberdorf (Viena, Austria) y Universidad de Debrecen (Hungría). Ha dirigido varios proyectos y contratos de investigación de la Organización Internacional de Energía Atómica. Doctor en Física. Miembro del Tribunal Nacional de Doctorados de Física, experto de la Organización Internacional de Energía Atómica, Miembro del Consejo Editorial de la Revista Nucleus desde 1992, Fundador de las Conferencias de Técnicas Nucleares y Conexas. Autor de más de 180 artículos, presentaciones y patentes en los campos de la física Nuclear, las técnicas nucleares y las nanociencias. Participó en la creación del sistema de nanoseguridad del Centro de Aplicaciones Tecnológicas y Desarrollo Nuclear (CEADEN). Amplio trabajo en la formación de recursos humanos. Profesor de Universidad para Todos. Coautor de 5 monografías y dos libros de divulgación científica. El Consejo de Estado de la Republica de Cuba le confirió en el 2002 Orden Carlos J. Finlay por sus contribuciones a la actividad científica. Investigador del Centro de Aplicaciones Tecnológicas y Desarrollo Nuclear (CEADEN)
Díaz Curbelo, Adriana (M.Sc.). Licenciada en Biología (1995), en la Facultad de Biología de la Universidad de La Habana y Máster en Calidad Total (2006), en la Facultad de Ingeniería Industrial del ISPJAE. Recibió formación de postgrado en Argentina y el Reino Unido. Con diecisiete años de experiencia en microbiología general y evaluación genotoxicológica in vitro. Ha participado en proyectos relacionados con la enumeración y determinación de microorganismos en diferentes productos, incluyendo un proyecto OIEA para la producción de apósitos biológicos. En proyectos para la validación de ensayos microbiológicos y para la evaluación genotoxicológica de diferentes sustancias y en proyectos de gestión de la calidad de laboratorios biológicos. Ha dirigido dos proyectos ramales nucleares y es miembro de la Sociedad Cubana de Toxicología. Ha impartido clases de biología y ha tutoreado dos tesis de licenciatura y cotutoreado una tesis de maestría. Ha publicado un total de 15 trabajos científicos, en revistas científicas y en memorias de eventos internacionales. Ha participado en más de 10 eventos científicos nacionales e internacionales. En la actualidad se desempeña en el Centro de Aplicaciones Tecnológicas y Desarrollo Nuclear (CEADEN).
Ferro Fernández, Rubén. (M.Sc.). Ingeniero Termofísico graduado en el Instituto Energético de Moscú en 1986 en la especialidad de Centrales Nucleares e Instalaciones, donde obtuvo además el grado de Máster en Ciencias Técnicas. Hasta 1990 trabajó en la regulación y control estatal de la seguridad de instalaciones nucleares. A partir de 1991 se dedicó a las evaluaciones de seguridad relacionadas con los errores humanos y los fallos organizacionales, recibiendo capacitación y entrenamiento en técnicas de Análisis de Fiabilidad Humana, Ergonomía y Sistemas de Gestión de la Seguridad en instituciones de España, América Latina y Cuba. Ha participado en varios estudios y proyectos nacionales e internacionales sobre Análisis Probabilista de Seguridad (APS) y Evaluaciones de Riesgos en lo referente al factor humano. Ha desarrollado su trabajo en los sectores nuclear, químico y petroquímico, minería, radioterapia, operaciones portuarias y servicio de transporte terrestre de Metro. Es Profesor Adjunto del Instituto Superior de Ciencias y Tecnologías Aplicadas de Cuba. Ha impartido conferencias y cursos sobre los temas de su especialidad para empresas y universidades cubanas y de México y España. Tiene publicado varios artículos sobre temas de seguridad y factores humanos, siendo coautor de dos libros publicados por la Universidad “Gran Mariscal de Ayacucho” de Venezuela. Ha participado en diversos congresos y eventos internacionales sobre seguridad con trabajos en su especialidad. Actualmente trabaja para la Oficina de Regulación Ambiental y Seguridad Nuclear (ORASEN).
García Hernández, Liudy (Dra.). Graduada de Bioquímica de la Universidad de La Habana (UH) (2000), maestría en Bioquímica de las Proteínas (UH). (2004), Doctora en Ciencias Biológicas, especialidad Bioquímica-Universidad de Brasilia, UnB (2009). Actualmente es investigadora del Centro de Aplicaciones Tecnológicas y Desarrollo Nuclear. Trabaja en el área de Bioquímica, con énfasis en Proteómica y Espectrometría de Masas. Tiene experiencia en la caracterización e identificación de proteínas mediante técnicas de Espectrometría se Masas tales como ESI-MS, MALDI-TOF, MALDI-TOF-TOF y en la separación de proteínas mediante técnicas cromatográficas y electroforéticas. Pertenece al colectivo del el Centro de Aplicaciones Tecnológicas y Desarrollo Nuclear (CEADEN).
Soguero González, Dania (M.Sc.). Graduada de Ingeniería Nuclear (1994), Máster en Instalaciones Energéticas y Nucleares (2009). Formación de Postgrado en Protección Radiológica (2005) y Seguridad Nuclear (2009) en la Universidad de Buenos Aires (Argentina). Amplia experiencia en el trabajo de Protección Radiológica en el campo de la medicina, la industria y la investigación científica, siendo autora de trabajos y presentaciones en este campo. Ha trabajado en investigaciones de nanoseguridad a escala de laboratorio, en particular en el establecimiento del sistema de nanoseguridad del Centro de Aplicaciones Tecnologías y Desarrollo Nuclear. Actualmente trabaja en el Centro de Aplicaciones Tecnológicas y Desarrollo Nuclear (CEADEN).
Edición: Lic. Carlos A. Andino Rodríguez
Diseño de cubierta: Dania Iskra Carballosa Fuentes
Diseño interior: Yadyra Rodríguez Gómez
Composición digital: Bárbara A. Fernández Portal
Corrección: Natacha Fajardo Álvarez
Coordinador científico: Dr. Luis Felipe Desdín
Emplane para E-book: Belkis Alfonso García
© Colectivo de autores, 2014
© Sobre la presente edición:
Editorial Científico-Técnica, 2014
Estimado lector, le estaremos muy agradecidos si nos hace llegar su opinión, por escrito, acerca de este libro y de nuestras publicaciones.
ISBN 978-959-05-0817-2
INSTITUTO CUBANO DEL LIBRO
Editorial Científico-Técnica
Calle 14, no. 4104, entre 41 y 43, Playa, La Habana, Cuba
editorialmil@cubarte.cult.cu
Dedicado a la memoria de los distinguidos investigadores
Dr. José Griffith Martínez y Dr. Luis Martí López
El desarrollo de las nanotecnologías puede ser comparable
quizás a la Revolución Industrial, pero comprimido
en unos cuantos años
Informe del Centro por la Nanotecnología Responsable
(año 2006)
El progreso de la sociedad está íntimamente ligado a su capacidad de asimilar de manera efectiva y responsable los avances de la ciencia. Estos permiten acelerar los procesos de cambios que elevan la eficiencia económica, amplían la gama de productos de alto valor agregado, hacen un uso más racional de los recursos naturales, satisfacen necesidades básicas de la población y preservan de manera adecuada el patrimonio de las naciones.
La política científica trazada por nuestro país está dirigida a sostener los resultados obtenidos en varios campos de la ciencia y a desarrollar nuevas áreas, entre las que se destaca la nanotecnología. Esta esfera emergente abarca el diseño, la caracterización, producción y aplicación de estructuras, dispositivos y sistemas por medio del control de sus formas y dimensiones a escala nanométrica. Un nanómetro es una mil millonésima de metro, por lo que la nanoescala comprende la región incluida entre 1 y 100 nanómetros. En la zona nano los materiales refuerzan las propiedades que exhiben en escalas microscópicas o exhiben otras nuevas y sorprendentes. Semejante comportamiento se debe a la manifestación de las leyes físicas de naturaleza cuántica que gobiernan las nanopartículas.
Como las propiedades cambian al pasar a la nanoescala, resulta fácil de imaginar el impacto de los nanomateriales en muchos sectores: electrónica, computación, almacenamiento de datos, fotónica, comunicaciones, materiales y manufacturas, reactivos químicos, plásticos, energía, medio ambiente, defensa entre otras. Al decir de Michael C. Roco: “El objetivo de la nanotecnología es construir el futuro, molécula a molécula”, por ello no es una simple tecnología, es más bien una tecnología 'facilitadora', como en su momento lo fueron los textiles, los ferrocarriles, los automóviles, la aviación y las computadoras, que al entrar en escena produjeron un profundo cambio en la sociedad y la visión del mundo.
Sin embargo, la historia de la tecnología nos alecciona que cada nuevo avance en el ámbito de las leyes de la naturaleza que brinde solución a necesidades humana irá acompañado de riesgos. La energía nuclear, los alimentos genéticamente modificados y la clonación entre otras muchas plantean nuevos e insospechados retos, por lo que cada paso en el progreso tecnológico deberá ser sopesado cuidadosamente, ya que presupone una evaluación de la relación costo-beneficio.
En el verano de 1921, cuando Marie Curie sintió los primeros síntomas de que padecía cataratas, pudo asociarlo a otras dolencias que la habían aquejado en los últimos años y comenzó a sospechar que las emanaciones de radio podían producir algo más que quemaduras en los dedos. La esperanza en que la radioactividad tuviera un efecto permanente sobre las células cancerosas estaba en su apogeo, pero sus efectos nocivos provocarían que ella y su hija Irene murieran por leucemia. Cuentan que su esposo Pierre Curie experimentaba durante horas sobre su propia piel los efectos del Radio y presumiblemente, el accidente con un coche tirado por caballos, que puso fin a su vida, privó a la comunidad científica de una evidencia estadísticamente necesaria para comprender, desde sus albores, las serias consecuencias de la inadecuada manipulación en la síntesis y empleo de los elementos radioactivos.
Las preocupaciones, que hoy día despierta la nanotecnología están vinculadas con el hecho de que en la nanoescala las propiedades mecánicas, electrónicas, ópticas, químicas, biológicas y otras, de una sustancia, pueden diferir notablemente de las que exhiben en estado microscópico y macroscópico. De ello se deriva un asunto crucial, el riesgo potencial que pudiera ocultar para el medio ambiente y la salud. Muchas de las propiedades que hacen útiles a los nanomateriales de igual forma pueden constituir fuentes potenciales de riesgos. Estos se relacionan con la toxicidad, reactividad química, incendio y explosión.
La toxicidad de los nanomateriales depende de las concentraciones, dimensiones, formas, cristalinidad, agregación, química superficial y tipo de célula con la que interactúan, por lo que su evaluación requiere un análisis casuístico.
Los datos referentes a la nanotoxicidad son aún escasos, con frecuencia controversiales y el número de nuevos tipos de nanomateriales crece con rapidez. Por otra parte, aún son pocas las regulaciones o estándares de que se dispone para evaluar sus efectos toxicológicos. También existen dudas de si los test diseñados para evaluar una sustancia en estado microscópico resultan apropiados para iguales fines, cuando esta se encuentra en estado nano. En este escenario, resulta prudente considerar que todos los nanomateriales pueden ser potencialmente dañinos, a menos que se obtenga la información suficiente para probar lo contrario.
El escenario nacional está caracterizado por un número creciente de instituciones que efectúan investigaciones en la esfera de la Nanociencia y la Nanotecnología, dirigidas a aplicaciones biomédicas. Por otra parte, crece en el mercado internacional el número de materias primas y productos que incluyen en su constitución nanopartículas, las que presumiblemente estén siendo importadas o que lo sean en un futuro cercano. Sin embargo, en el país aún no se dispone de ningún texto técnico en que se resuman los elementos esenciales de cómo manipular a estos nuevos tipos de materiales muy peligrosos.
El presente texto contiene los elementos básicos de la nanoseguridad, eslabonados por especialistas que ya poseen una cultura de seguridad en un ámbito tan complejo como la esfera nuclear. Los autores brindan de manera sencilla, pero rigurosa, los conocimientos esenciales para realizar buenas prácticas en el campo de las nanociencias y las nanotecnologías. Atendiendo al acelerado desarrollo en esta esfera resulta imposible agotar el tema en un compendio de esta naturaleza, debiéndosele considerar apenas como una guía para su abordaje. A los líderes científicos y directivos, resta la tarea de crear un clima organizacional educativo para intercambiar reportes de eventos adversos, que permitan evaluar el impacto en la salud de los procesos de síntesis y manipulación, catalizando la creación de normas por los órganos reguladores.
Al poner este libro en manos de los lectores, la Editorial Nuevo Milenio está dotándoles de herramientas básicas que contribuirán a elevar la cultura de seguridad, además a garantizar un exitoso proceso de asimilación y desarrollo de las nanociencias, así como nanotecnologías en nuestro país.
Dr. Iván Padrón Díaz
La historia del nacimiento de las nuevas tecnología ha enseñando que en estas siempre se avizoraron primero las ventajas y solo después los riesgos. La aceleración del progreso ha disminuido el lapso de tiempo entre su nacimiento y la introducción en la práctica. Por otra parte, muchas veces los efectos adversos se manifiestan a través de una larga cadena de eventos o se enmascaran en sucesos que aparentemente no se le relacionan y para poder desentrañarlos se requiere del tiempo que siempre niega el ritmo del progreso.
La Nanociencia y la Nanotecnología están experimentando un impetuoso desarrollo y en ellas están presentes las conexiones riesgo-beneficio. Como nuestro país ha definido entre sus direcciones estratégicas de desarrollo científico estas disciplinas, se precisa aplicar el principio de precaución que garantice aprovechar las ventajas que ofrecen minimizando sus riesgos, que deberán ser identificados y gestionados apropiadamente.
La motivación que ha impulsado al colectivo multidisciplinario de biólogos, ingenieros y físicos del Centro Nacional de Seguridad Nuclear (CNSN) y del Centro de Aplicaciones Tecnológicas y Desarrollo Nuclear (CEADEN) a tratar en este libro aspectos claves que deberán ser considerados para poder garantizar que la actividad de investigación y desarrollo con nanomateriales satisfagan los estándares de seguridad adecuados. Los especialistas seleccionados para esta tarea cuentan con una amplia experiencia práctica en los campos abordados. Sin embargo, la dinámica acelerada de la evolución de este campo del conocimiento imposibilita abarcar todos los elementos en detalle, por lo que se ofrecen abundantes referencias para profundizar. No obstante, este tipo de monografía pertenece a la categoría de aquellas que envejecen prontamente al tratar un campo emergente. Estas circunstancias explican el deseo de los autores de transmitir una filosofía de trabajo y no un formulario de soluciones.
Es importante resaltar que en este texto solo se abordara la Nanoseguridad a escala de laboratorio o situaciones de producción a muy pequeña escala acorde a las actuales realidades nacionales. Sin embargo, el entorno de investigación y desarrollo, plantea el reto más exigente, por la gran versatilidad de métodos y materiales que involucran, muchos de los cuales resultan nuevos. La gestión de riesgo en la I + D exige un gran volumen de trabajo y una alta demanda de personal especializado.
La carencia de datos sobre los nanomateriales imposibilita en la casi totalidad de los casos aplicar métodos cuantitativos de evaluación de riesgos. No obstante, los métodos simplificados permiten realizar una evaluación cualitativa del riesgo de exposición a nanopartículas y tomar decisiones sobre las medidas preventivas necesarias para el control del riesgo, en ausencia de legislación específica o valores de referencia.
Nuestro profundo agradecimiento al equipo del sello editorial Científico-Técnica de la Editorial Nuevo Milenio y, en especial, al permanente estímulo de la Lic. Miriam Raya Hernández, así como al cuidadoso trabajo de edición realizado por el Lic. Carlos A. Andino Rodríguez.
Por último, los autores desean transmitir a los lectores la importancia de fomentar en los colectivos e instituciones la Nanoseguridad como un elemento de la cultura tecnológica.
Dr. Luis Felipe Desdín García
Editor científico