Pigmentos y toxicología

01 Panorama de la legislación relativa a los pigmentos

Para cumplir los requisitos medioambientales y de seguridad de los productos, los plásticos y los productos plásticos deben ajustarse a las normativas de los distintos países y regiones, sobre todo en lo que respecta a los controles de sustancias químicas. Entre ellas, las especificaciones químicas de los colorantes (pigmentos) son objeto de gran atención. Dependiendo de la región y del tipo de producto, los requisitos pertinentes pueden referirse a los propios pigmentos, a los materiales plásticos o abarcar disposiciones generales.

Los efectos de las sustancias químicas sobre las mucosas, como la piel y los ojos, se evalúan mediante ensayos de contacto con animales en laboratorios y se clasifican en función de la gravedad de la irritación o la corrosión. Las investigaciones indican que la gran mayoría de los pigmentos orgánicos no irritan la piel ni las mucosas; entre 192 pigmentos orgánicos de uso común, sólo 6 mostraron una irritación leve en animales de experimentación.

Los pigmentos orgánicos no muestran toxicidad en las pruebas de exposición repetida y están excluidos de las sustancias que requieren la etiqueta R48 (la exposición repetida causa daños graves) según la normativa de la UE.

Los pigmentos inorgánicos suelen contener metales pesados (definidos como los que tienen una densidad >4,5 g/mL). Excepto el polvo de aluminio, el negro de humo y el azul ultramarino/violeta, la mayoría contienen metales pesados. Las pruebas realizadas indican que, aparte de los pigmentos a base de cromo y cadmio, la mayoría de los pigmentos inorgánicos son inocuos desde el punto de vista toxicológico y ecológico.

02 Toxicología y ecología de los pigmentos

Los pigmentos son poco solubles en agua y disolventes comunes. Su impacto ecológico procede principalmente de las emisiones de gases de escape y aguas residuales durante su producción.

-Gas residual: La contaminación por polvo de pigmentos orgánicos requiere concentraciones en el aire inferiores a 6 mg/m³ y debe someterse a depuración antes de su vertido. El personal de producción debe llevar equipo de protección.

- Aguas residuales: Los efluentes de producción pueden contener agentes cancerígenos como aminas aromáticas y nitritos, por lo que es necesario un tratamiento físico y biológico para que no sean tóxicos para los peces.

Amplias investigaciones confirman que la toxicología y la ecología de los tintes abarcan nueve aspectos:

2.1 Toxicidad aguda

Se refiere a la toxicidad resultante de una única exposición. Las pruebas realizadas en ratones con 108 pigmentos orgánicos mostraron que su DL₅₀ superaban todos los 5000 mg/kg, más que la sal de mesa (aproximadamente 3000 mg/kg). La UE define las sustancias con una DL₅₀ por debajo de 2000 mg/kg como tóxicos. Las pruebas de ETAD de más de 4.400 tintes y pigmentos revelaron que sólo unos 8% presentan toxicidad aguda, principalmente tintes catiónicos, tintes de complejos metálicos y productos que contienen auxiliares. En la actualidad, están prohibidos 13 pigmentos de toxicidad aguda (Tabla 1), entre los que se incluyen 6 pigmentos básicos, 2 pigmentos ácidos, 1 pigmento directo, 3 bases de tinte helado y 1 ftalocianina.

Tabla 1: Pigmentos de toxicidad aguda actualmente prohibidos en el mercado

Número de serie	Pigmento	Número de serie	Pigmento
1	Basic Amarillo 21	8	Naranja ácida 165
2	Rojo básico 12	9	Naranja directo 62
3	Violeta básico 16	10	Tinte Ice Base 20
4	Azul básico 3	11	Tinte hielo Base 24
5	Azul básico 7	12	Tinte hielo Base 41
6	Azul básico 81	13	Ingrain Azul 2:2
7	Naranja ácida 156

Estos pigmentos de toxicidad aguda presentan las siguientes características: los pigmentos hidrosolubles constituyen la gran mayoría; se disuelven fácilmente en disolventes polares como el etanol; y sus estructuras moleculares contienen fuertes sustituyentes donadores de electrones, como grupos amino o grupos amino sustituidos.

2.2 Toxicidad por exposición repetida

En ensayos de exposición repetida con dosis subletales en animales, la mayoría de los tintes y pigmentos no mostraron toxicidad orgánica a dosis no superiores a 1.000 mg/kg.

2.3 Irritación

Se refiere a los efectos irritantes sobre la piel y las mucosas. Las pruebas ETAD de 68 tintes y pigmentos encontraron que aproximadamente 30% causan irritación ocular o cutánea, en parte atribuible a los aditivos.

2.4 Alergenicidad

Algunos pigmentos pueden provocar alergias cutáneas o respiratorias. Los pigmentos alergénicos en los textiles deben controlarse por debajo de 0,006%. El ETAD identificó 27 pigmentos alergénicos (cuadro 2), de los cuales 26 son colorantes dispersos y 1 es un colorante ácido; la norma Oeko-Tex Standard 100 enumera 20. Sus características comunes son: estructuras predominantemente azoicas o antraquinónicas, colorantes ácidos y colorantes dispersos. Sus características comunes son: estructuras predominantemente azoicas o antraquinónicas, peso molecular relativamente bajo (230 - 400), presencia de grupos fuertemente donadores de electrones, como hidroxilo o amino, y solubilidad en disolventes orgánicos.

Cuadro 2 Pigmentos alergénicos conocidos en la actualidad

Número de serie	Pigmento	Número de serie	Pigmento
1	C.I. Disperse Yellow 1	15	C.I. Dispersión Azul 1
2	C.I. Disperse Yellow 3	16	C.I. Dispersión Azul 3
3	C.I. Disperse Yellow 9	17	C.I. Dispersión Azul 7
4	C.I. Disperse Amarillo 39	18	C.I. Dispersión Azul 26
5	C.I. Disperse Amarillo 49	19	C.I. Dispersión Azul 35
6	C.I. Dispersión Naranja 1	20	C.I. Azul disperso 85
7	C.I. Dispersión Naranja 3	21	C.I. Dispersión Azul 102
8	C.I. Dispersión Naranja 13	22	C.I. Dispersión Azul 106
9	C.I. Naranja Dispersa 37	23	C.I. Dispersión Azul 124
10	C.I. Naranja Dispersa 76	24	C.I. Dispersión Marrón 1
11	C.I. Disperse Red 1	25	C.I. Dispersión Negro 1
12	C.I. Dispersión Rojo 11	26	C.I. Disperse Black 2
13	C.I. Disperse Red 15	27	C.I. Ácido Negro 48
14	C.I. Disperse Red 17

2.5 Mutagenicidad

La genotoxicidad se evalúa mediante pruebas como el ensayo de Ames. Más de dos tercios de más de 200 tintes no muestran mutagenicidad, mientras que sólo uno de 36 pigmentos orgánicos demuestra genotoxicidad. Las impurezas también pueden contribuir a los efectos mutagénicos.

La Tabla 3 enumera la mutagenicidad de 25 pigmentos orgánicos ensayados mediante el método Ames, revelando sólo efectos mutagénicos menores en unas pocas variedades específicas de pigmentos orgánicos.

Tabla 3: Resultados de las pruebas de mutagenicidad de los pigmentos orgánicos mediante el ensayo de Ames

Pigmentos	Índice de tinte Número de estructura	Resultados	Pigmentos	Índice de tinte Número de estructura	Resultados
C.I.Pigment Yellow 1	11680	Negativo	C.I. Pigmento Rojo 49:2	15630:2	Negativo
C.I.Pigment Amarillo 12	21090	Negativo	C.I. Pigmento Rojo 53:1	15585 1	Negativo
C.I.Pigment Amarillo 74	11741	Negativo	C.I. Pigmento Rojo 57:1	15850 1	Negativo
C.I.Pigment Naranja 5	12075	Positivo débil	C.I. Pigmento Rojo 63:1	158801	Negativo
C.I.Pigment Naranja 13	21110	Negativo	C.1. Pigmento Azul 15	74160	Negativo
C.I.Pigment Red 1	12070	Positivo débil	C1. Pigmento azul 15:1	74160.1	Negativo
C.I.Pigment Red 4	12085	Negativo	C1. Pigmento Azul 1512	74160 2	Negativo
C.I.Pigmento Rojo 22	12815	Negativo	C1. Pigmento Azul 15:3	74160-3	Negativo
C.I.Pigmento Rojo 23	12355	Negativo	C1. Pigmento Azul 15:4	74160 4	Negativo
C.I.Pigment Red 48:1	15865-1	Negativo	C.1. Pigmento Verde 7	74260	Negativo
C.I.Pigment Red 48:2	15865 2	Negativo	C.1. Pigmento Verde 36	74265	Negativo
C.I.Pigmento Rojo 49	15630	Negativo	C.1. Pigmento Violeta 19	73900	Negativo
C.I.Pigment Red 49:1	15630:1	Negativo

2.6 Toxicidad crónica y carcinogenicidad

Algunos tintes pueden descomponerse y liberar aminas aromáticas carcinógenas o presentar carcinogenicidad directa. El ETAD identificó 143 tintes potencialmente descomponibles en aminas carcinógenas, de los cuales 11 se clasificaron como carcinógenos directos, la mayoría con estructuras azoicas o sustituyentes amino. Pigmentos como la ftalocianina de cobre pueden adsorberse a las proteínas séricas y acumularse, afectando a la composición de la sangre.

2.7 Toxicidad acuática y biodegradabilidad

Las pruebas de ETAD indican que 59% de tintes y pigmentos muestran una baja toxicidad en peces (LD50 > 100 mg/L), mientras que sólo 2% demuestran una alta toxicidad (LD50 < 1 mg/L). En las pruebas de toxicidad bacteriana, un pequeño número de tintes inhiben el crecimiento bacteriano.

2.8 Irritación de la piel y las mucosas

Entre los 192 pigmentos orgánicos, sólo un número muy reducido presenta irritación en la piel y las mucosas de animales de experimentación, incluidos los efectos de los aditivos.

2.9 Impurezas en los pigmentos

- Trazas de aminas aromáticas: Los países imponen límites a su contenido; por ejemplo, los materiales de envasado de alimentos exigen niveles inferiores a 50μg/g.

- Trazas de metales pesados: La investigación de la DCMA estadounidense indica que los niveles de metales pesados de los pigmentos orgánicos cumplen la normativa.

- Bifenilos policlorados (PCB): Estrictamente restringido en Europa y EE.UU., puede estar presente en ciertos pigmentos azoicos o pigmentos producidos utilizando disolventes clorados.

En resumen, los pigmentos orgánicos no presentan toxicidad aguda, toxicidad por dosis repetidas, mutagenicidad significativa ni carcinogenicidad en condiciones convencionales. La prohibición alemana de 1994 sólo se aplica a los tintes, no a los pigmentos orgánicos. Sin embargo, hay que seguir prestando atención a las aminas aromáticas nocivas en los auxiliares de producción, aditivos y materias primas. Además, hay que vigilar las variedades propensas a descomponer sustancias nocivas a altas temperaturas (por ejemplo, los pigmentos a base de biclorobenzidina) y los subproductos como las dioxinas que pueden formarse durante el tratamiento de las aguas residuales.