Tecnicatura Superior en Seguridad, Higiene y Control Ambiental Industrial
2013 HIGIENE INDUSTRIAL Y MEDIO AMBIENTE II
RIESGO QUÍMICO
Profesor: Lic. Ricardo O. Aranda
Índice contenido
Página
Introducción
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Objetivos
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Programa de estudios
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Notas
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Modulo 1 Evaluación del peligro
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Modulo 2 Toxicología
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Modulo 3 enfermedades profesionales por exposición a agentes
67
químicos Modulo 4 Muestreo de contaminantes
71
Modulo 5 Introducción a las sustancias químicas
131
Modulo 6 gases tóxicos producto de la combustión
150
Modulo 7 la protección respiratoria adecuada en atmosferas
174
peligrosas. Modulo 8 Manejo de sustancias químicas peligrosas
181
Modulo 9 accidentes mayores con riesgo químico.
288
Modulo 10 Ventilación industrial
331
Bibliografía
370
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Introducción El siguiente manual tiene como función servir de apoyo de estudio para el alumno por consiguiente no es limitativo con otros medios de consulta y por lo tanto no implica que sea excluyente con referencia al material que se utilizará en las evaluaciones, las mismas podrán incorporar temas tratados en clase, apuntes del alumno, trabajos prácticos, explicación en aula, presentaciones de diapositivas, trabajos de investigación, investigación, trabajos de campo, prácticas y otros medios utilizados durante toda la cursada de la materia. En el manual se encuentra información propia del profesor, apuntes particulares y temas de otros autores, recopilación de páginas de internet y libros, los cuales se encuentran detallados en la bibliografía, como nota al pie de página o al finalizar el texto, la omisión de algunos de ellos es en forma involuntaria y no intenta violar las políticas de copyright y derechos de autor. Siguiendo los principios de “Mejora Continua” el contenido del manual puede variar de un
año a otro, inclusive puede sufrir modificaciones durante el ciclo lectivo por lo cual se recomienda a los alumnos verificar periódicamente las actualizaciones del mismo. Ricardo Oscar Aranda
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Objetivos de la materia Después de completar las cinco unidades, junto con los ejercicios y prácticas, el estudiante debe tener la habilidad de: Reconocer los productos químicos peligrosos Identificar y evaluar riesgos químicos en el trabajo Conocer los instrumentos y métodos de medición adecuados Entender cuáles son las lesiones en el organismo y enfermedades profesionales que pueden ocasionar los productos químicos peligrosos. Saber seleccionar el elemento de protección personal adecuado a la tarea y ante una emergencia. Conocer como se deben medir, evaluar y controlar los contaminantes químicos en el puesto de trabajo. Saber implementar un sistema de ventilación adecuado a la tarea laboral. Manejar términos y lenguaje acorde a un Técnico Superior en Higiene y Seguridad Saber implementar un sistema de respuesta a la emergencia química. Conocer y saber implementar la legislación a nivel Nacional y Provincial. Poder integrar los conocimientos específicos de la materia en el contexto de la carrera y su vinculación con las otras áreas de estudio. ---------------------------------------------------------------------------------------
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Programa de estudios 1. MODULO 1: Evaluación del peligro a. Higiene industrial y el riesgo químico. Un poco de historia b. Identificación de peligros
c. Evaluación del riesgo d. Mediciones de control e. Concepto de peligro y riesgo. f. Investigación de accidentes: método árbol de causas 2. MODULO 2: Toxicología a. Exposición, dosis y respuestas b. Absorción de tóxicos c. Distribución de los tóxicos por el organismo d. Acumulación en el organismo e. Efectos combinados debido a exposición múltiple 1. Independiente 2. Aditivo 3. Sinérgico 4. Antagonista f. identificación de los riesgos de carcinogenicidad g. Agentes químicos. Intoxicación con: 1. Cromo 2. Fosforo 3. Mercurio 4. Plomo 5. Benceno 6. Tolueno 7. Monóxido de carbono 8. Cianuro 9. Aceites o grasas de origen mineral o sintético 10. Derivados del petróleo 11. Plaguicidas órgano fosforados
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3. MODULO 3: Ejemplo de enfermedades profesionales por exposición a agentes químicos a. Silicosis. b. Asbestosis c. Bisinosis d. Saturnismo e. otros 4. MODULO 4: Muestreo de contaminantes a. Técnicas de medición 1. Medición en tiempo real 2. Medición integrada b. Toma de muestras 1. Instrumentos de lectura directa 2. Instrumentos de lectura indirecta c. Medidas de control d. Criterios para la vigilancia de los trabajadores expuestos a sustancias químicas peligrosas e. El riesgo biológico. f. Trabajos con riesgos especiales g. Medición en atmosferas peligrosas h. Toma de muestras en un espacio confinado. Criterios para la medición 1. Nivel de oxigeno 2. Explosividad 3. Productos tóxicos peligrosos 4. Niveles de medición según la densidad de los gases 5. Instrumentos de medición adecuados i. Permiso de trabajo en espacios confinados 5. MODULO 5: Introducción a las sustancias químicas a. CMP b. CMP-CPT c. CMP-C
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d. Via dérmica e. Sensibilizante f. Mezclas g. Materia particulada h. PNEOF i. Asfixiantes simples j. BEI k. Factores físicos l. Sustancias no indicadas en la lista m. Turnos de trabajo con horario especial n. Conversión de los valores CMP en ppm a mg/m3 o. Carcinogenicidad p. Humos de soldadura. q. Valores limites umbral para mezclas r. Efectos aditivos s. Efectos independientes t. Criterio de muestreo selectivo por tamaño de partícula para aerosoles 1. Inhalable 2. Torácica 3. Respirable u. Introducción a los índices biológicos de exposición
6. MODULO 6: gases tóxicos producto de la combustión — Breve introducción sobre combustión — Combustión completa — Combustión incompleta — Combustión teórica o estequiométrica — Monóxido de carbono — Dióxido de carbono
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— Ácido sulfhídrico — Dióxido de azufre — Amoníaco —
cido cianhídrico
—
cido clorhídrico
— Óxidos de nitrógeno — Acroleína — Ácido fluorhídrico — Fosgeno — Hipoxia — Como ingresan y actúan en el sistema respiratorio los agentes tóxicos — Vías aéreas extratorácicas — Vías aéreas torácicas — Respuestas biológicas del aparato respiratorio a los contaminantes atmosféricos — Respuesta a los agentes irritantes — Respuesta cancerígena — Respuesta sistémica — Efectos sobre el organismo — Irritantes — No irritantes — Inhalación de humo proveniente de incendios
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— Límites de exposición — Umbral olfativo
7. MODULO 7: la protección respiratoria adecuada en atmosferas peligrosas. — La selección del elemento de protección respiratoria adecuado — Protección respiratoria OSHA 29CFR1910.134 — La norma NFPA 1404
8. MODULO 8: Manejo de sustancias químicas peligrosas a. Clasificación de las sustancias químicas. b. Gases tóxicos. Inflamables. c. Sustancias combustibles - inflamables – explosivas. Bleve. d. Sustancias toxicas a nivel industrial. e. Peróxidos f. Sustancias radioactivas. Principios de la seguridad radiológica y nuclear. g. Sustancias corrosivas. Ácidos y bases. Ph. h. Formas de identificación i. Pictogramas j. Identificación de la ONU k. Identificación de la NFPA 704 l. Identificación de la Union Europea m. Código HAZCHEM (Reino Unido) n. Elementos de protección personal. Guantes, protección respiratoria, protección dérmica. o. Hojas de seguridad de productos químicos. p. Respuesta a incidentes con productos químicos peligrosos 9. MODULO 9: accidentes mayores con riesgo químico. a. Resolución SRT 743/03 Accidentes Mayores
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b. Accidente Bhopal c. Accidente Seveso d. Accidente Sanjuanico ( San Juan de Ixhuatepec) e. Accidente Chernóbil f. Programa de prevención de accidentes mayores en una industria química 10. MODULO 10: Ventilación industrial a. Objetivos de la ventilación industrial b. Calidad del aire c. Tipos de ventilación d. Control de contaminantes e. Diseño de campanas f. Diseño de cabinas g. Selección de ventiladores h. Principios de ventilación por dilución para el control de sustancias químicas
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Notas: “Cuando
f igur e el texto en cur siva de color azul oscur o sign if ica que el mismo corr esponde al D ecreto Reglamentar io 351/79 De la Ley de H igiene y Segur idad en el Tr abajo 19587. Tam bié n se hace menci ón del ar tícul o cor respondi ente par a su f acilidad de estudi o y ubicación en el Decreto” .
Cuando figure el texto en cursiva de color verde “Se desar rol lar áel módul o a tr avé s de una presentación en ppt en clase”. Significa que la mayor parte del mismo se expondrá en clase a través de diapositivas, por lo cual se recomienda tomar notas durante las mismas ya que las presentaciones no se entregan en formato digital y no están a disposición para la copia.
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Modulo 1 EVALUACIÓN DEL PELIGRO IDENTIFICACIÓN DE RIESGOS Higiene Industrial Objetivos, definiciones e información general El trabajo es esencial para la vida, el desarrollo y la satisfacción personal. Por desgracia, actividades indispensables, como la producción de alimentos, la extracción de materias primas, la fabricación de bienes, la producción de energía y la prestación de servicios implican procesos, operaciones y materiales que, en mayor o menor medida, crean riesgos para la salud de los trabajadores, las comunidades vecinas y el medio ambiente en general. No obstante, la generación y la emisión de agentes nocivos en el medio ambiente de trabajo pueden prevenirse mediante intervenciones adecuadas para controlar los riesgos, que no sólo protegen la salud de los trabajadores, sino que reducen también los daños al medio ambiente que suelen ir asociados a la industrialización. Si se elimina una sustancia química nociva de un proceso de trabajo, dejará de afectar a los trabajadores y tampoco contaminará el medio ambiente. La profesión que se dedica específicamente a la prevención y control de los riesgos originados por los procesos de trabajo es la higiene industrial. Los objetivos de la higiene industrial son la protección y promoción de la salud de los trabajadores, la protección del medio ambiente y la contribución a un desarrollo seguro y sostenible. La necesidad de la higiene industrial para proteger la salud de los trabajadores no debe subestimarse. Incluso cuando se puede diagnosticar y tratar una enfermedad profesional, no podrá evitarse que ésta se repita en el futuro si no cesa la exposición al agente etiológico. Mientras no se modifique un medio ambiente de trabajo insano, seguirá teniendo el potencial de dañar la salud. Sólo si se controlan los riesgos para la salud podrá romperse el círculo vicioso Sin embargo, las acciones preventivas deben iniciarse mucho antes, no sólo antes de que se manifieste cualquier daño para la salud, sino incluso antes de que se produzca la exposición. El medio ambiente de trabajo debe someterse a una vigilancia continua para que sea posible detectar, eliminar y controlar los agentes y factores peligrosos antes de que causen un efecto nocivo; ésta es la función de la higiene industrial. Además, la higiene industrial puede contribuir también a un desarrollo seguro y sostenible, es decir, “a asegurar que [el desarrollo] atienda las necesidades del presente sin comprometer la capacidad de las futuras generacio nes para atender sus necesidades”
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Para atender las necesidades de la actual población mundial sin agotar ni dañar los recursos mundiales y sin generar consecuencias negativas para la salud y el medio ambiente, hacen falta conocimientos y medios para influir en la acción esto, aplicado a los procesos de trabajo, está estrechamente relacionado con la práctica de la higiene industrial. La salud en el trabajo requiere un enfoque interdisciplinario con la participación de disciplinas fundamentales, una de las cuales es la higiene industrial, además de otras como la medicina y la enfermería del trabajo, la ergonomía y la psicología del trabajo. Es importante que los responsables de la toma de decisiones, los directivos y los propios trabajadores, así como todos los profesionales de la salud en el trabajo, comprendan la función básica que desempeña la higiene industrial para proteger la salud de los trabajadores y el medio ambiente, así como la necesidad de disponer de profesionales especializados en este campo. Tampoco debe olvidarse la estrecha relación que existe entre la salud en el trabajo y la salud ambiental, puesto que la prevención de la contaminación de fuentes industriales mediante procesos adecuados de tratamiento y evacuación de residuos y desechos peligrosos debe iniciarse en el lugar de trabajo
Conceptos y definiciones H igiene in dustri al
La higiene industrial es la ciencia de la anticipación, la identificación, la evaluación y el control de los riesgos que se originan en el lugar de trabajo o en relación con él y que pueden poner en peligro la salud y el bienestar de los trabajadores, teniendo también en cuenta su posible repercusión en las comunidades vecinas y en el medio ambiente en general. Existen diferentes definiciones de la higiene industrial, aunque todas ellas tienen esencialmente el mismo significado y se orientan al mismo objetivo fundamental de proteger y promover la salud y el bienestar de los trabajadores, así como proteger el medio ambiente en general, a través de la adopción de medidas preventivas en el lugar de trabajo.
Un poco de historia Muchas sustancias químicas, por sus propiedades o mezcladas con otras, pueden producir daños a la salud. Usarlas, origina un riesgo conocido como riesgo químico. Además de las sustancias químicas que se utilizan en el trabajo, usamos gran cantidad fuera de él, a diario.
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Se calcula que existen entre 6.000.000 y 7.000.000 de productos químicos conocidos; cantidad que se va incrementando de año en año. Presentan un riesgo importante para la salud humana, en el ámbito laboral, familiar y social. Afectan también a todos los seres vivos y al medio ambiente. Superan el millón, los productos comerciales a los cuales podemos encontrarnos expuestos, originados por combinaciones de las más de 10.000 sustancias químicas que se usan en diferentes procesos industriales. Se desconocen los efectos que la mayoría de ellas puede tener sobre la salud de la población trabajadora, especialmente a largo plazo. La relación entre las sustancias químicas y las enfermedades que provocan, llamó la atención de los médicos desde épocas muy lejanas. Ya se encuentran referencias a intoxicaciones con plomo (saturnismo), en escritos egipcios de larga data. En la antigua Grecia se conocía la silicosis, enfermedad pulmonar que puede predisponer a la tuberculosis y al cáncer pulmonar. Es progresiva e incurable, pero puede prevenirse. La estrecha relación entre el polvo de carbón y el cáncer de pulmón, que afectaba a los mineros, fue descripta ya en siglo XVI, por Paracelso. En la Inglaterra de 1775 informó que el cáncer de escroto de los jóvenes deshollinadores de chimeneas, podría tener relación con el hollín que quedaba entre los pliegues del escroto. Recomendó medidas higiénicas para prevenirlo. Recién en 1924 se logró demostrar que los hidrocarburos policíclicos aromáticos contenidos en el alquitrán eran factor de riesgo, especialmente uno de ellos, el benzo (α) pireno. “Todo es veneno y nada es veneno, la dosis hace el veneno”
(Paracelso 1567). Es importante tener en cuenta que: Cualquier sustancia representa un riesgo para la salud, dependiendo de la cantidad que ingresa al organismo. Consideremos los graves perjuicios que han producido, a poblaciones y al medio ambiente, ciertos compuestos químicos liberados irresponsablemente, sea como efluentes o en forma accidental. Baste mencionar, en los últimos tiempos: Las intoxicaciones producidas por mercurio, en Japón, conocidas como enfermedad de Minamata. La catástrofe producida por un escape de isocianato de metilo en una fábrica de pesticidas de la Unión Carbide, en Bhopal (India).
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La descarga de dioxinas en la atmósfera, tras la explosión de una planta química en Seveso (Italia). La marea negra del Prestige, frente a la costa gallega. En la Argentina podemos mencionar casos como: Los tambores, con unas 30 toneladas de gamexane, enterrados en Estación Argentina, en la provincia de Santiago del Estero (1990). La impresionante contaminación que presenta el Riachuelo (parte del límite entre la provincia de Buenos Aires y la Capital Federal.) El problema de qué hacer con los envases de agrotóxicos.
La práctica de la higiene industrial Las etapas clásicas de la práctica de la higiene industrial son las siguientes:
conclusiones sobre el nivel de riesgo para la salud humana; l de riesgos, un proceso que consiste en desarrollar e implantar estrategias para eliminar o reducir a niveles aceptables la presencia de agentes y factores nocivos en el lugar de trabajo, teniendo también en cuenta la protección del medio ambiente. El enfoque ideal de la prevención de riesgos es “una actuación preventiva anticipada e integrada”, que incluya:
antes de diseñar e instalar, en su caso, un nuevo lugar de trabajo; (“producción más limpia”);
as, que prevea un manejo y una evacuación seguros de los residuos y desechos resultantes; funcionamiento de los procesos, métodos seguros de trabajo, mantenimiento y procedimientos de emergencia. La importancia de anticipar y prevenir todo tipo de contaminación ambiental es decisiva. Por fortuna, existe una creciente tendencia a considerar las nuevas tecnologías desde el punto de vista de los posibles impactos negativos y su prevención, desde el diseño y la
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instalación del proceso hasta el tratamiento de los residuos y desechos resultantes, aplicando un enfoque integral. Algunas catástrofes ambientales que se han producido tanto en países desarrollados como en países en desarrollo podrían haberse evitado mediante la aplicación de estrategias de control y procedimientos de emergencia adecuados en el lugar de trabajo. Los aspectos económicos deben analizarse en términos que van más allá de la mera consideración del coste inicial; otras alternativas más caras, que ofrecen una buena protección de la salud y del medio ambiente, pueden resultar más económicas a largo plazo. La protección de la salud de los trabajadores y del medio ambiente debe iniciarse mucho antes de lo que habitualmente se hace. Los responsables del diseño de nuevos procesos, maquinaria, equipos y lugares de trabajo deberían disponer siempre de información técnica y asesoramiento sobre higiene industrial y ambiental. Por desgracia, muchas veces este tipo de información se consigue demasiado tarde, cuando la única solución posible es costosa y difícil de aplicar con efecto retroactivo o, peor todavía, cuando las consecuencias han sido ya desastrosas.
Identificación de riesgos La identificación de riesgos es una etapa fundamental en la práctica de la higiene industrial, indispensable para una planificación adecuada de la evaluación de riesgos y de las estrategias de control, así como para el establecimiento de prioridades de acción. Un diseño adecuado de las medidas de control requiere, asimismo, la caracterización física de las fuentes contaminantes y de las vías de propagación de los agentes contaminantes. La identificación de riesgos permite determinar: circunstancias; La identificación de agentes peligrosos, sus fuentes y las condiciones de exposición requiere un conocimiento exhaustivo y un estudio detenido de los procesos y operaciones de trabajo, las materias primas y las sustancias químicas utilizadas o generadas, los productos finales y los posibles subproductos, así como la eventual formación accidental de sustancias químicas, descomposición de materiales, quema de combustibles o presencia de impurezas. Los agentes que plantean riesgos para la salud en el medio ambiente de trabajo pueden agruparse en las siguientes categorías:
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contaminantes atmosféricos; sustancias químicas no suspendidas en el aire; agentes físicos, como el calor y el ruido; agentes biológicos; factores ergonómicos, como unas posturas de trabajo o procedimientos de elevación de pesos inadecuados, y factores de estrés psicosocial.
Evaluaciones de higiene industrial Las evaluaciones de higiene industrial se realizan para valorar la exposición de los trabajadores y para obtener información que permita diseñar o establecer la eficiencia de las medidas de control. Es importante tener en cuenta que la evaluación de riesgos no es un fin en sí misma, sino que debe entenderse como parte de un procedimiento mucho más amplio que comienza en el momento en que se descubre que determinado agente, capaz de producir un daño para la salud, puede estar presente en el medio ambiente de trabajo, y concluye con el control de ese agente para evitar que cause daños.
Agentes químicos, biológicos y físicos Los riesgos pueden ser de origen químico, biológico o físico. Agentes químicos
Las sustancias químicas pueden clasificarse en gases, vapores, líquidos y aerosoles (polvo, humo, niebla).
Gases Los gases son sustancias que pueden pasar a estado líquido o sólido por el efecto combinado de un aumento de la presión y una disminución de la temperatura. La manipulación de gases implica siempre un riesgo de exposición, a menos que el proceso se realice en un sistema cerrado. Los gases introducidos en contenedores o tuberías de distribución pueden sufrir fugas accidentales. En los procesos realizados a elevadas temperaturas (p. ej., operaciones de soldadura y gases de escape de los motores) también se forman gases.
Vapores Los vapores son la forma gaseosa de sustancias que normalmente se encuentran en estado líquido o sólido a temperatura ambiente y presión normal. Cuando un líquido se evapora, pasa a estado gaseoso y se mezcla con el aire que le rodea. Un vapor puede considerarse como un gas, cuya concentración máxima depende de la temperatura y de la presión de saturación de la sustancia.
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Todo proceso que incluye una combustión genera vapores o gases. Las operaciones de desengrase pueden realizarse mediante desengrase por fase de vapor o limpieza por impregnación con disolventes. Actividades como la carga y la mezcla de líquidos, pintura, nebulización, limpieza en general y limpieza en seco pueden generar vapores nocivos.
Líquidos Los líquidos pueden estar compuestos de una sustancia pura o de una solución de dos o más sustancias (p. ej., disolventes, ácidos, compuestos alcalinos). Un líquido almacenado en un recipiente abierto se evapora parcialmente a la fase gaseosa. La concentración de equilibrio en la fase gaseosa depende de la presión de vapor de la sustancia, su concentración en la fase líquida y la temperatura. Las operaciones o actividades con líquidos pueden producir salpicaduras u otros contactos con la piel, además de vapores nocivos.
Polvo El polvo se compone de partículas inorgánicas y orgánicas, que pueden clasificarse como inhalables, torácicas o respirables, dependiendo del tamaño de la partícula. La mayor parte del polvo orgánico es de origen biológico. El polvo inorgánico se genera en procesos mecánicos, como los de trituración, aserrado, corte, molienda, cribado o tamizado. El polvo puede dispersarse cuando se manipula material polvoriento o cuando es arrastrado por corrientes de aire causadas por el tráfico. La manipulación de materiales secos o en polvo para pesarlos, cargarlos, transportarlos o embalarlos genera polvo, al igual que otras actividades, como los trabajos de aislamiento y limpieza.
Humo El humo está formado por partículas sólidas vaporizadas a elevada temperatura y condensadas en pequeñas partículas. La vaporización suele ir acompañada de una reacción química, como la oxidación. Las partículas que constituyen el humo son extremadamente pequeñas, normalmente menores de 0,1 µm, y suelen agregarse en unidades de mayor tamaño. Algunos ejemplos son los humos que se generan en las soldaduras, los cortes con plasma y otras operaciones similares.
Nieblas La niebla está compuesta por gotas de líquido en suspensión, que se forman por condensación del estado gaseoso al pasar a estado líquido o por la fragmentación de un líquido en un estado disperso por salpicadura, formación de espuma o atomización. Algunos ejemplos son la niebla de aceite que se produce en las operaciones de corte y trituración, la niebla ácida de la galvanoplastia, la niebla ácida o alcalina de las operaciones de decapado o la niebla de pintura pulverizada en las operaciones de pintura con pistola.
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Evaluación de riesgos La evaluación de riesgos es una metodología que trata de caracterizar los tipos de efectos previsibles para la salud como resultado de determinada exposición a determinado agente, y de calcular la probabilidad de que se produzcan esos efectos en la salud, con diferentes niveles de exposición. Se utiliza también para caracterizar situaciones de riesgo concretas. Sus etapas son la identificación de riesgos, la descripción de la relación exposición-efecto y la evaluación de la exposición para caracterizar el riesgo. La primera etapa se refiere a la identificación de un agente — por ejemplo, una sustancia química — como causa de un efecto nocivo para la salud (p. ej., cáncer o intoxicación sistémica). En la segunda etapa se establece qué grado de exposición causa qué magnitud de un efecto determinado en cuántas personas expuestas. Estos conocimientos son esenciales para interpretar los datos obtenidos de la evaluación de la exposición. La evaluación de la exposición forma parte de la evaluación de riesgos, tanto cuando se obtienen datos para caracterizar una situación de riesgo como cuando se obtienen datos para determinar la relación exposición-efecto basándose en estudios epidemiológicos. En este último caso, la exposición que ha dado lugar a determinado efecto relacionado con el trabajo o con causas ambientales tiene que caracterizarse con exactitud para garantizar la validez de la correlación. Aunque la evaluación de riesgos es fundamental para muchas de las decisiones que deben tomarse en la práctica de la higiene industrial, tiene un efecto limitado en la protección de la salud de los trabajadores, a menos que se concrete en acciones preventivas reales en el lugar de trabajo. La evaluación de riesgos es un proceso dinámico, ya que se adquieren nuevos conocimientos que a menudo revelan efectos nocivos de sustancias que hasta entonces se consideraban relativamente inocuas; por consiguiente, el higienista industrial debe tener en todo momento acceso a información toxicológica actualizada. Otra implicación es que las exposiciones deben controlarse siempre al nivel más bajo posible.
Interpretación de los resultados El grado de incertidumbre en la estimación de un parámetro de la exposición, como la concentración media real de un contaminante atmosférico, se determina mediante el tratamiento estadístico de los resultados obtenidos de diferentes mediciones (p. ej. muestreo y análisis). La fiabilidad de los resultados dependerá del coeficiente de variación del “sistema de medición” y del número de mediciones. Una vez lograda una fiabilidad
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aceptable en los resultados, el siguiente paso consiste en considerar las consecuencias de la exposición para la salud: ¿qué significa para la salud de los trabajadores expuestos ahora?, ¿en un futuro próximo?, ¿a lo largo de su vida profesional? ¿Tendrá repercusión en las futuras generaciones? El proceso de evaluación termina sólo cuando se interpretan los resultados de las mediciones a la vista de los datos (algunas veces llamados “datos sobre la evaluación de riesgos”) obtenidos de la toxicología experimental, estudios epidemiológicos y clínicos y,
en algunos casos, ensayos clínicos. Debe aclararse que el término evaluación de riesgos se ha utilizado para hacer referencia a dos tipos de evaluaciones: la evaluación de la naturaleza y la magnitud del riesgo unido a la exposición a sustancias químicas y otros agentes, en general, y la evaluación del riesgo para determinado trabajador o para un grupo concreto de trabajadores en un lugar de trabajo específico. En la práctica de la higiene industrial, los resultados de la evaluación de la exposición suelen compararse con los límites de exposición profesional adoptados, cuya finalidad es ofrecer una orientación para evaluar los riesgos y establecer objetivos de control. Cuando la exposición supera esos límites, es preciso adoptar de inmediato una acción correctora, ya sea mejorando las medidas de control existentes o introduciendo nuevos controles. De hecho, las intervenciones preventivas deben iniciarse cuando la exposición alcanza el “nivel de acción”, que varía según el país (p. e j., la mitad o la quinta parte del límite de exposición
profesional). Un nivel de acción bajo es la mejor garantía para evitar problemas en el futuro. Comparar los resultados de la evaluación de la exposición con los límites de exposición profesional es una simplificación, puesto que, entre otras insuficiencias, no se tienen en cuenta muchos factores que influyen en la absorción de sustancias químicas (como la susceptibilidad individual, la actividad física y la complexión corporal de cada individuo). Además, en la mayoría de los lugares de trabajo se produce una exposición simultánea a distintos agentes; de ahí que sea muy importante tener en cuenta las exposiciones combinadas y las interacciones entre distintos agentes, ya que las consecuencias para la salud de la exposición a un único agente pueden ser muy diferentes a las consecuencias de la exposición a ese mismo agente combinado con otros, especialmente cuando existe sinergia o potenciación de efectos.
Prevención y control de riesgos El principal objetivo de la higiene industrial es la aplicación de medidas adecuadas para prevenir y controlar los riesgos en el medio ambiente de trabajo. Las normas y reglamentos,
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si no se aplican, carecen de utilidad para proteger la salud de los trabajadores, y su aplicación efectiva suele exigir la implantación de estrategias tanto de vigilancia como de control. La ausencia de unas normas obligatorias por ley no debe ser obstáculo para la aplicación de las medidas necesarias a fin de prevenir exposiciones nocivas o de controlarlas para que se mantengan al nivel mínimo posible. Cuando es evidente que existen riesgos graves, deben introducirse controles incluso antes de realizar evaluaciones cuantitativas. Ejemplos de riesgos que, obviamente, obligan a adoptar medidas sin necesidad de realizar un muestreo ambiental previo son la galvanoplastia realizada en una sala pequeña y poco ventilada, o la utilización de un martillo perforador o un equipo de limpieza por chorro de arena sin controles ambientales ni equipo de protección. Cuando se identifica este tipo de peligros para la salud, la necesidad inmediata es el control, y no la evaluación cuantitativa. Las medidas de control pueden clasificarse en tres grandes grupos: controles técnicos, prácticas de trabajo y medidas personales. El enfoque más eficiente para prevenir riesgos consiste en introducir controles técnicos que eviten las exposiciones profesionales actuando en el medio ambiente de trabajo y, en consecuencia, reduciendo la necesidad de que los trabajadores o las personas que pueden verse expuestas tengan que poner algo de su parte. Las medidas técnicas suelen exigir la modificación de algunos procesos o estructuras mecánicas. Su finalidad es eliminar o reducir el uso, la generación o la emisión de agentes peligrosos en la fuente o, cuando no se pueda eliminar la fuente, prevenir o reducir la propagación de agentes peligrosos en el medio ambiente de trabajo:
Las mejores intervenciones de control son las que consisten en alguna modificación de la fuente, ya que permiten eliminar el agente peligroso o reducir su concentración o intensidad. La fuente puede reducirse con medidas como la sustitución de materiales, la sustitución o la modificación de procesos o equipos y la mejora del mantenimiento de los equipos. Cuando no se puede modificar la fuente, o cuando esta modificación no es suficiente para alcanzar el nivel deseado de control, deben prevenirse la emisión y la difusión de agentes peligrosos en el medio ambiente de trabajo interrumpiendo sus vías de transmisión, con
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medidas de aislamiento (p. ej., sistemas cerrados, recintos), ventilación localizada, instalación de barreras y defensas o aislamiento de los trabajadores. Otras medidas que ayudan a reducir las exposiciones en el medio ambiente de trabajo son un diseño adecuado del lugar de trabajo, la ventilación por dilución o desplazamiento, una buena limpieza y un almacenamiento adecuado. La colocación de etiquetas y señales de advertencia puede ayudar a los trabajadores a aplicar unos métodos seguros de trabajo. Un programa de control puede requerir también sistemas de vigilancia y de alarma, como son los detectores de monóxido de carbono alrededor de los hornos, de sulfuro de hidrógeno en las plantas de depuración de aguas residuales y de falta de oxígeno en recintos cerrados. Las prácticas de trabajo constituyen una parte importante del control; por ejemplo, en relación con trabajos en los que la postura del trabajador puede influir en la exposición, según se incline más o menos. La postura del trabajador puede afectar a las condiciones de exposición (p. ej., zona de respiración con relación a la fuente contaminante, posibilidad de absorción por la piel). Por último, la exposición profesional puede evitarse o reducirse colocando una barrera protectora ante el trabajador, en el punto crítico de entrada del agente peligroso (boca, nariz, piel, oídos), es decir, mediante el uso de instrumentos de protección personal. No obstante, antes de recurrir a este tipo de equipo, deben estudiarse todas las demás posibilidades de control, ya que constituye el medio menos satisfactorio para el control rutinario de la exposición, especialmente a contaminantes atmosféricos. Otras medidas preventivas personales son la educación y la formación, la higiene personal y la limitación de la duración de la exposición. Las evaluaciones continuas mediante controles ambientales y vigilancia médica deben formar parte de toda estrategia de control y prevención de riesgos. Una tecnología adecuada para controlar el medio ambiente de trabajo debe incluir, asimismo, medidas para prevenir la contaminación ambiental (aire, agua, suelo), entre ellas un tratamiento adecuado de los residuos peligrosos. Aunque la mayoría de las medidas de control que se mencionan aquí se refieren a los contaminantes atmosféricos, muchas pueden aplicarse también a otros tipos de riesgos. Por ejemplo, un proceso puede modificarse para que produzca menos contaminantes atmosféricos, menos ruido o menos calor. Una barrera de aislamiento puede separar a los trabajadores de una fuente de ruido, calor o radiación.
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Con demasiada frecuencia, la prevención se centra en las medidas más conocidas, como la ventilación localizada y los equipos de protección personal, y no tiene debidamente en cuenta otras valiosas medidas de control, como el uso de tecnologías alternativas limpias, la sustitución de materiales, la modificación de procesos o la aplicación de buenas prácticas de trabajo. Muchas veces ocurre que los procesos de trabajo se consideran inmodificables cuando, en realidad, podrían introducirse cambios para prevenir con eficacia, o al menos reducir, los riesgos asociados. La prevención y el control de riesgos en el medio ambiente de trabajo requieren conocimientos e ingenio. Un control eficaz no precisa necesariamente de medidas muy costosas y complicadas. En muchos casos, el riesgo puede controlarse con el uso de una tecnología adecuada, que puede ser tan sencilla como una pieza de material impermeable entre el hombro desnudo de un trabajador de un muelle y una bolsa de material tóxico que pueda absorberse a través de la piel. Puede controlarse también con mejoras sencillas, como la colocación de una barrera móvil entre una fuente de rayos ultravioleta y el trabajador, o la formación de los trabajadores en materia de prácticas seguras de trabajo. Los aspectos que deben tenerse en cuenta para seleccionar una estrategia y una tecnología de control adecuadas son el tipo de agente peligroso (naturaleza, estado físico, efectos para la salud, vías de entrada en el organismo), el tipo de fuente(s), la magnitud y las condiciones de la exposición, las características del lugar de trabajo y la ubicación relativa de los puestos de trabajo. Deben garantizarse las cualificaciones y los recursos necesarios para el diseño, la aplicación, el funcionamiento, la evaluación y el mantenimiento de los sistemas de control. Algunos sistemas, como la ventilación localizada, deben evaluarse en el momento de su instalación y verificarse periódicamente a partir de entonces. Sólo un control y un mantenimiento periódicos pueden asegurar una eficiencia continua, puesto que incluso los sistemas bien diseñados pueden perder sus características iniciales si no reciben el mantenimiento adecuado. Las medidas de control deben integrarse en programas de prevención y control de riesgos, dotados de unos objetivos claros y una gestión eficiente, en los que participen equipos interdisciplinarios formados por higienistas industriales y otros profesionales de la salud y la seguridad en el trabajo, técnicos de producción, directivos y trabajadores. Tales programas deben abarcar también aspectos como la comunicación de los riesgos, la
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educación y la formación sobre prácticas seguras de trabajo y procedimientos de emergencia. Asimismo, deben considerarse los aspectos relacionados con la promoción de la salud, puesto que el lugar de trabajo es un entorno ideal para promover estilos de vida saludables en general y para alertar sobre los peligros de las exposiciones no profesionales.
Investigación de accidentes: método árbol de causas Se presenta una técnica de seguridad utilizada para el análisis de un accidente o incidente a fin de conocer el desarrollo de los hechos y comprender el porqué han sucedido, con el objetivo de prevenir futuros accidentes. El método árbol de causas persigue evidenciar las relaciones entre los hechos que han contribuido en la producción del accidente. La pregunta clave es "¿Qué tuvo que ocurrir para que este hecho se produjera?". Se persigue reconstruir las circunstancias que había en el momento inmediatamente anterior al accidente y que permitieron o posibilitaron la materialización del mismo. Ello exige recabar todos los datos sobre tipo de accidente, tiempo, lugar, condiciones del agente material, condiciones materiales del puesto de trabajo, formación y experiencia del accidentado, métodos de trabajo, organización de la empresa... y todos aquellos datos complementarios que se juzguen de interés para describir cómo se desencadenó el accidente. La construcción del árbol es un proceso lógico que consta de dos fases diferenciadas: 1. Toma de datos: Lo primero que hay que saber es qué ha ocurrido. Para ello deberemos tomar información de primera mano. Esta información se encuentra en el lugar del accidente, en la declaración de los testigos, en la reconstrucción del accidente, en las aportaciones del mando intermedio, del técnico/a.... 2. Investigación del accidente: La investigación propiamente consiste en establecer relaciones entre las diferentes informaciones. Se construye un "árbol" partiendo del suceso último: daño o lesión. A partir del suceso último se delimitan sus antecedentes inmediatos y se prosigue con la conformación del árbol remontando
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sistemáticamente de hecho en hecho, respondiendo a la pregunta "¿qué tuvo que ocurrir para que este hecho se produjera?". Se busca así no quedarse sólo en las causas inmediatas que desencadenaron el último suceso, sino identificar problemas de fondo que originaron las condiciones en las que sucedió el accidentes. Las medidas que se adopten, por ejemplo, respecto a la mejora de la acción preventiva, servirán para la mejora global y así para evitar otros accidentes. Las conclusiones deben traducirse en un plan de trabajo, con fechas, acciones concretas, objetivos, responsables, debe ser además objeto de un seguimiento en cuanto a su cumplimiento y a su eficacia. El contenido, las medidas correctoras, deben incorporarse al plan de prevención de la empresa. Introducción Usualmente cuando acontece un accidente de trabajo, el técnico prevencionista (sea de la propia empresa o sea de la Administración) que investiga el mismo, tiene por objetivo llegar a determinar sus causas principales ya que conocidas éstas y diseñadas y aplicadas las medidas de prevención-protección para eliminarlas, la posibilidad de que el mismo pueda volver a producirse es nula o muy baja. La utilización del árbol causal como técnica para investigar un accidente obliga al técnico prevencionista que realiza la investigación a profundizar en el análisis de las causas hasta llegar al conocimiento de las causas primarias que constituyen la génesis de los accidentes y que es preciso eliminar o controlar. Generalmente, en la génesis de los accidentes se encuentran y se delimitan problemas o fallos de estructura de la empresa y de organización del trabajo que vinculados con la seguridad repercuten negativamente en la misma. Este tipo de fallos estructurales y organizativos deberían ser identificados especialmente por los responsables de los procesos productivos ya que ellos son precisamente quienes tienen la oportunidad de actuar sobre los mismos. De ahí que, siendo el "Árbol de Causas" una metodología de investigación de accidentes sumamente válida para quién precise profundizar en el análisis causal de los accidentes,
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ésta es especialmente eficaz cuando es aplicada por los técnicos prevencionistas y los técnicos de producción de la propia empresa en la que acontece el accidente. A partir de un caso real ya sucedido, el árbol causal representa gráficamente la concatenación de causas que han determinado el suceso último materializado en accidente. En tal, sentido no refleja las posibles variantes que posibilitarían el desencadenamiento de accidentes similares, lo que sería objeto de otras metodologías como el "árbol de fallos y errores". Metodología Toma de Datos Se persigue reconstruir "in situ" qué circunstancias se daban en el momento inmediatamente anterior al accidente que permitieron o posibilitaron la materialización del mismo. Ello exige recabar todos los datos sobre tipo de accidente, tiempo, lugar, condiciones del agente material, condiciones materiales del puesto de trabajo, formación y experiencia del accidentado, métodos de trabajo, organización de la empresa... y todos aquellos datos complementarios que se juzguen de interés para describir secuencialmente cómo se desencadenó el accidente. En la acción que necesariamente debe llevarse a cabo para recabar los datos anteriores hay que tener presentes varios detalles: Evitar la búsqueda de responsabilidades. Se buscan causas y no responsables. Aceptar solamente hechos probados. Se deben recoger hechos concretos y objetivos y no interpretaciones o juicios de valor. Realizar la investigación lo más inmediatamente posible al acontecimiento. Preguntar a las distintas personas que puedan aportar datos (accidentado, testigos presenciales, encargado o mando directo...). Reconstruir el accidente "in situ". Para la perfecta comprensión de lo que ha pasado, es importante conocer la disposición de los lugares y la organización del espacio de trabajo. Recabar información tanto de las condiciones materiales de trabajo (instalaciones, máquinas...), como de las organizativas (métodos y procedimientos de trabajo...) como del comportamiento humano (cualificación profesional, aptitudes, formación...).
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La calidad del posterior análisis depende de la calidad de los datos recabados. Ello da una idea de la importancia que tiene esta fase de toma de datos, ya que un análisis riguroso de causas sólo es posible si previamente la toma de datos ha sido correcta. Organización de los datos recabados El árbol de causas o diagrama de factores del accidente, persigue evidenciar las relaciones entre los hechos que han contribuido en la producción del accidente. El árbol acostumbra a construirse de derecha a izquierda partiendo del suceso último: daño o lesión. A partir del suceso último se delimitan sus antecedentes inmediatos y se prosigue con la conformación del árbol remontando sistemáticamente de hecho en hecho, respondiendo a la pregunta siguiente: "¿Qué tuvo que ocurrir para que este hecho se produjera?" En la búsqueda de los antecedentes de cada uno de los hechos podemos encontrarnos con distintas situaciones: Primera situación El hecho (x) tiene un sólo antecedente (y) y su relación es tal que el hecho (x) no se produciría si el hecho (y) no se hubiera previamente producido. (x) e (y) se dice que constituyen una cadena. Segunda situación El hecho (x) no se produciría si el hecho (y) no se hubiese previamente producido, pero la sóla producción del hecho (y) no entraña la producción del hecho (x), sino que para que el hecho (x) se produzca es necesario que además del hecho (y) se produzca el hecho (z). El hecho (x) tiene dos antecedentes (y) y (z). Se dice que (y) y (z) forman una conjunción que produce (x). (y) y (z) son hechos independientes no estando directamente relacionados entre sí, es decir, para que se produzca (y) no es preciso que se produzca (z) y a la inversa. Tercera situación Varios hechos (x1), (X2) tienen un único hecho antecedente (Y) y su relación que ni el hecho (X1), ni el hecho (X2) se producirían si previamente no se produjera el hecho (y). Esta situación en que un único hecho (y) da lugar a distintos hechos consecuentes (X1) y (X2) se dice que constituye una disyunción. (X1) y (X2) son hechos independientes no estando directamente relacionados entre sí, es decir, para que se produzca (X1) no es preciso que se produzca (X2) y a la inversa. Cuarta situación
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No existe ninguna relación entre el hecho (x) y el hecho (y) de modo que (x) puede producirse sin que se produzca (y) y viceversa. Se dice que (x) e (y) son dos hechos independientes. Caso práctico:
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Modulo 2: TOXICOLOGÍA LABORAL DEFINICIONES Y CONCEPTOS Qué es una sustancia tóxica? Por sustancia tóxica o veneno se entiende cualquier sustancia que produce efectos nocivos cuando penetra en el organismo. Casi todos los productos químicos pueden actuar como un tóxico si la cantidad presente en el cuerpo es suficiente. Algunos son nocivos incluso en cantidades muy pequeñas mientras que otros sólo lo son si la cantidad absorbida es considerable
Exposición a sustancias tóxicas Cuando una persona entra en contacto con una sustancia tóxica se dice que está expuesta. El efecto de la exposición dependerá de la duración del contacto, del mecanismo por el que el tóxico ingresa en el cuerpo, y también de la cantidad de sustancia tóxica que el organismo puede eliminar durante ese tiempo. La exposición puede ser única o producirse de manera repetida. DEFINICIONES Y CONCEPTOS
Exposición, dosis y respuesta Toxicidad. La capacidad intrínseca que posee un agente químico de producir efectos
adversos sobre un órgano. Xenobióticos. “Sustancias extrañas”, es decir, extrañas al organismo.Lo contrario son los
compuestos endógenos. Entre los xenobióticos figuran los fármacos, las sustancias químicas industriales, los venenos presentes en la naturaleza y los contaminantes del medio ambiente. Peligro. La posibilidad de que la toxicidad sea efectiva en un contexto o situación
determinados. Riesgo. La probabilidad de que se produzca un efecto adverso específico. La estimación del
riesgo puede basarse en casos reales o en una proyección de casos futuros a partir de extrapolaciones. Las categorías de toxicidad se refieren a una calificación arbitraria de las dosis o niveles de exposición que causan efectos tóxicos. Se habla así de “sumamente tóxico”, “muy tóxico”, “moderadamente tóxico”, etc. Lo más frecuente es que estas expresiones se apliquen a la
toxicidad aguda. La clasificación de la toxicidad se refiere a la agrupación de las sustancias
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químicas en categorías generales conforme a su efecto tóxico principal. Se habla así de sustancias alergénicas, neurotóxicas, carcinógenas, etc. Esta clasificación puede ser útil en el ámbito administrativo como advertencia y como información. La relación dosis-efecto es la relación entre la dosis y el efecto a nivel individual. Un incremento de la dosis puede incrementar la intensidad de un efecto o su gravedad. Puede obtenerse una curva de dosis-efecto a nivel de todo el organismo, de la célula o de la molécula diana. Hay algunos efectos tóxicos, como la muerte o el cáncer, que no tienen grados, sino que son efectos “de todo o nada”.
La relación dosis-respuesta es la relación entre la dosis y el porcentaje de individuos que presentan un determinado efecto. Al incrementarse la dosis lo normal es que aumente el número de individuos afectados en la población expuesta. El establecimiento de las relaciones dosis-efecto y dosis-respuesta es esencial en toxicología. En los estudios médicos (epidemiológicos) suele utilizarse como criterio para aceptar una relación causal entre un agente y una enfermedad el hecho de que el efecto o la respuesta sean proporcionales a la dosis. Pueden establecerse varias curvas de dosis-respuesta respecto de una misma sustancia química — una curva para cada tipo de efecto La variación de la exposición a lo largo del día y la duración total de la exposición a lo largo de toda la vida del sujeto pueden ser importantes para el resultado (respuesta) ya sea como un nivel de dosis media, promediado o incluso integrado. Los picos de exposición muy altos pueden ser más nocivos que un nivel de exposición más uniforme. Así ocurre en el caso de algunos disolventes orgánicos. En el de algunas sustancias carcinógenas, en cambio, se ha demostrado experimentalmente que el fraccionamiento de una única dosis en varias exposiciones con la misma dosis total puede ser más eficaz en la producción de tumores. La dosis suele definirse como la cantidad de un xenobiótico que entra en un organismo (en unidades como mg/kg de peso corporal). La dosis puede expresarse de diferentes maneras (más o menos informativas): dosis de exposición, que es la concentración en el aire del contaminante que se inhala durante un determinado período de tiempo (en el ámbito de la higiene industrial, normalmente ocho horas), o dosis absorbida o retenida (llamada también carga corporal en higiene industrial), que es la cantidad presente en el cuerpo en un determinado momento durante la exposición o después de ella
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En el concepto de dosis se suele incluir un elemento temporal, aun cuando no se exprese siempre. Según la ley de Haber, la dosis teórica es
D=C.T donde D es la dosis, C es la concentración del xenobiótico en el aire y T la duración de la exposición a la sustancia química. Cuando este concepto se utiliza al nivel de órganos o moléculas diana, puede utilizarse la cantidad por mg de tejido o de molécula en un período de tiempo determinado. El aspecto temporal suele ser más importante para comprender las exposiciones reiteradas y los efectos crónicos que en el caso de las exposiciones únicas y los efectos agudos. Se producen efectos aditivos cuando hay una exposición a una combinación de sustancias químicas en la que simplemente se suman las diversas toxicidades individuales (1+1= 2). Cuando varias sustancias actúan a través del mismo mecanismo se presupone la aditividad de sus efectos, aunque no siempre ocurre así en la realidad. La interacción entre varias sustancias puede tener como resultado una inhibición (antagonismo), en la que el efecto es menor de lo que sería la suma de los efectos individuales (1+1< 2). También puede ocurrir lo contrario, es decir, que una combinación de sustancias produzca un efecto mayor que la suma de los efectos individuales (mayor respuesta entre individuos o incremento de la frecuencia de respuesta en una población), y entonces se habla de sinergismo (1+1>2). El tiempo de latencia es el tiempo que transcurre entre la primera exposición y la aparición de un efecto o respuesta observable. Esta expresión suele utilizarse en el caso de los efectos de los carcinógenos, en los que los tumores pueden aparecer mucho tiempo después del comienzo de la exposición y a veces mucho tiempo después de que ésta haya cesado. Un umbral de dosis es un nivel de la dosis por debajo del cual no hay ningún efecto observable. Se cree que existen umbrales en el caso de determinados efectos, como los efectos tóxicos agudos, pero no en el de otros, como los efectos carcinógenos La DL50 (dosis letal) es la dosis que produce una mortalidad del 50 % en una población animal. La DL50 solía considerarse en la bibliografía más antigua como una medida de la toxicidad aguda de las sustancias químicas. A mayor DL50, menor toxicidad aguda. De una sustancia química muy tóxica (con una DL50 baja) se dice que es potente. No hay una correlación necesaria entre la toxicidad aguda y la toxicidad crónica. La DE50 (dosis efectiva) es la dosis que produce en el 50 % de los animales un efecto específico no letal.
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El NOEL (NOAEL) es el nivel sin efecto (adverso) observado, o la dosis más alta que no produce efecto tóxico. Para establecer un NOEL se necesitan múltiples dosis, una población amplia e información complementaria para garantizar que la ausencia de respuesta no es un mero fenómeno estadístico. El LOEL es la mínima dosis efectiva observada en una curva de dosis-respuesta, (es decir, la dosis mínima) que produce un efecto. Un factor de seguridad es un número convencional, arbitrario, por el que se divide el NOEL o el LOEL obtenidos en experimentos con animales para establecer una dosis permisible provisional en los seres humanos. Suele utilizarse en la esfera de la toxicología alimentaria, pero puede emplearse también en la toxicología laboral. Sería conveniente sustituir la expresión factor de seguridad por factor de protección o incluso por factor de incertidumbre. Ello reflejaría mejor las incertidumbres científicas, como si datos de dosis-
respuesta exactos pudieran trasladarse de animales a seres humanos para una determinada sustancia química, efecto tóxico o circunstancia de exposición. Las extrapolaciones son estimaciones teóricas, cualitativas o cuantitativas, de la toxicidad (extrapolaciones del riesgo) que se obtienen trasladando datos de una especie a otra o bien una serie de datos de dosis-respuesta (generalmente en el intervalo de dosis altas) a zonas de la dosis-respuesta sobre las que no existen datos. Por lo general han de hacerse extrapolaciones para predecir las respuestas tóxicas fuera del intervalo de observación. Para las extrapolaciones se elaboran modelos matemáticos que se basan en el conocimiento del comportamiento de la sustancia química en el organismo (modelos toxicocinéticos) o en el conocimiento de las probabilidades estadísticas de que se produzcan determinados hechos biológicos (modelos biológicos o mecanicistas). Los efectos sistémicos son efectos tóxicos que se producen en tejidos alejados de la ruta de absorción. El órgano diana es el órgano principal o más sensible afectado tras la exposición. Una misma sustancia química que entra en el cuerpo por diferentes rutas de exposición, tasa de dosis, sexo y especie puede afectar a diferentes órganos diana. La interacción entre las sustancias químicas, o entre las sustancias químicas y otros factores, puede afectar también a diferentes órganos diana. En función de los factores dosis y tiempo, se clasifica las intoxicaciones en: Agudas: cuando la absorción de dosis altas de sustancias tóxicas se produce en poco tiempo (máximo, 24 horas) o por contacto directo con algún producto químico irritante o corrosivo, como el ácido sulfúrico, el amoníaco, la soda cáustica.
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Los síntomas aparecen rápidamente. Estas intoxicaciones pueden ser muy graves y hasta mortales. Eso depende de qué tipo de tóxico se trate y de la cantidad absorbida. En general se deben a accidentes tales como derrames o fugas. Crónicas: se originan por la absorción de pequeñas dosis durante largos períodos de tiempo y provocan una enfermedad a mediano o largo plazo. Algunos tóxicos se eliminan del organismo mas rápidamente que otros, pero van dejando alteraciones que se manifiestan a corto o largo plazo, como puede ocurrir con algunos disolventes. Otros se van acumulando en algunos órganos, pues el organismo no puede eliminarlos con la misma velocidad con que lo absorbe. Cuando la cantidad acumulada alcanza un cierto nivel aparece la enfermedad. Tal es el caso de la intoxicación por plomo para dar lugar a la enfermedad llamada “saturnismo”. Los efectos agudos son los que se producen tras una exposición limitada y poco tiempo después de ésta (horas, días), y pueden ser reversibles o irreversibles. Los efectos crónicos se producen tras una exposición prolongada (meses, años, decenios) y/o persisten después de que haya cesado la exposición. La exposición aguda es una exposición de corta duración, mientras que la exposición crónica es una exposición de larga duración (a veces toda la vida). Algunas sustancias pueden provocar ambos tipos de intoxicaciones. Un caso característico son los disolventes tales como: tolueno, n-hexano, cloroformo y metanol, que causan: Intoxicación aguda: provocando dolor de cabeza, mareos, malestar general y sueño. Esos efectos suelen retirarse al final de la jornada de trabajo, cuando se realiza una tarea eventual como mantenimiento, limpieza. intoxicación crónica: cuando se inhalan durante largo periodos de tiempo pueden provocar afecciones duraderas en hígado, riñones, pulmones u otros órganos o sistemas, como sería en el caso del uso continuo de adhesivos de contacto.
La tolerancia a una sustancia química es el fenómeno que se produce cuando repetidas exposiciones tienen como resultado una respuesta más baja de la que sería de esperar sin tratamiento previo.
Captación y disposición Pr ocesos de tr anspor te Difusión. Para entrar en el organismo y llegar al lugar en el que producen el daño, las
sustancias extrañas han de atravesar varias barreras, entre ellas las células y sus membranas. La mayoría de las sustancias tóxicas atraviesa las membranas pasivamente, por difusión.
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Absorción
La absorción es el paso de una sustancia del medio ambiente al organismo. Por lo general se entiende no sólo como el hecho de atravesar la barrera tisular sino también como su llegada ulterior a la circulación sanguínea. Absorción pulmonar . Los pulmones son la principal ruta de depósito y absorción de
pequeñas partículas suspendidas en el aire, gases, vapores y aerosoles. En el caso de los gases y vapores muy hidrosolubles, una parte importante de la absorción se produce en la nariz y el árbol respiratorio, pero en el caso de las sustancias menos solubles se produce principalmente en los alveolos pulmonares. Los alveolos poseen una superficie enorme (alrededor de 100 m2 en los humanos). Además, la barrera de difusión es sumamente pequeña, sólo dos delgadas capas de células y una distancia de micras entre el aire alveolar y la circulación sanguínea sistémica. Ello hace que los pulmones sean un órgano muy eficiente para el intercambio no sólo de oxígeno y dióxido de carbono, sino también de otros gases y vapores. En general, la difusión por la pared alveolar es tan rápida que no limita la captación. La velocidad de absorción, sin embargo, depende más del flujo (ventilación pulmonar, gasto cardíaco) y de la solubilidad (coeficiente de reparto sangre/aire). Otro factor importante es la eliminación metabólica. La importancia relativa de estos factores en la absorción pulmonar varía mucho según la sustancia de que se trate. La actividad física tiene como consecuencia un aumento de la ventilación pulmonar y del gasto cardíaco, y un descenso del riego sanguíneo en el hígado (y por ende de la velocidad de biotransformación). En el caso de muchas sustancias inhaladas ello hace que aumente notablemente la absorción pulmonar. Absorción percutánea. La piel es una barrera muy eficiente.
Aparte de su función termorreguladora, protege al organismo de los microorganismos, la radiación ultravioleta y otros agentes nocivos, y también de la pérdida de agua excesiva. La distancia de difusión en la dermis es del orden de décimas de milímetro. No obstante, en el caso de algunas sustancias suele producirse una absorción dérmica significativa con resultado de toxicidad — sustancias liposolubles muy tóxicas como por ejemplo los insecticidas organofosforados y los disolventes orgánicos. Lo más frecuente es que esa absorción significativa se produzca como consecuencia de la exposición a sustancias líquidas. La absorción percutánea de vapores puede ser importante en el caso de los disolventes con presión de vapor muy baja y gran afinidad por el agua y la piel. Absorción gastrointestinal . Se produce tras la ingestión accidental o deliberada de las
sustancias. A veces se tragan partículas de mayor tamaño originalmente inhaladas y
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depositadas en el tracto respiratorio, de donde llegan a la faringe por transporte mucociliar. Prácticamente todas las sustancias solubles se absorben de manera eficiente desde el tracto grastrointestinal. El bajo pH del intestino puede facilitar por ejemplo la absorción de los metales. Otras rutas. En los ensayos de toxicidad y otros experimentos pueden utilizarse, por
razones de comodidad, rutas de administración especiales que son muy poco frecuentes y por lo general no se dan en la exposición profesional. Entre esas rutas figuran las inyecciones intravenosas (IV), subcutáneas (sc), intraperitoneales (ip) e intramusculares (im). En general, las sustancias se absorben más deprisa y de manera más completa por esas rutas, especialmente por la inyección IV. Ello hace que se produzcan breves pero importantes picos de concentración que pueden incrementar la toxicidad de una dosis. Distribución
La distribución de una sustancia dentro del organismo es un proceso dinámico que depende de las velocidades de absorción y eliminación, así como del flujo sanguíneo en los diferentes tejidos y de las afinidades de éstos por la sustancia. Las moléculas hidrosolubles pequeñas se difunden con facilidad y acaban por conseguir una distribución relativamente uniforme por todo el cuerpo. El volumen de distribución es la cantidad de una sustancia que hay en el cuerpo en un momento determinado dividida por la concentración en la sangre, el plasma o el suero en ese momento. Este valor no tiene nada que ver con el volumen físico, pues muchas sustancias no se distribuyen de manera uniforme por el organismo. La acumulación es la retención de una sustancia en un tejido o en un órgano a unos niveles superiores a los de su concentración en la sangre o el plasma. Puede tratarse también de una acumulación gradual en el organismo a lo largo del tiempo. Muchos xenobióticos son muy liposolubles y tienden a acumularse en el tejido adiposo, mientras que otros tienen una especial afinidad por el hueso. En el hueso, por ejemplo, el calcio puede intercambiarse por cationes de plomo, estroncio, bario y radio, mientras que los grupos hidroxilo pueden intercambiarse por flúor. Unión a la sangre. Las sustancias pueden unirse a los glóbulos rojos o a componentes del
plasma, o pueden estar también en forma libre en la sangre. El monóxido de carbono, el arsénico, el mercurio orgánico y el cromo hexavalente tienen una gran afinidad por los glóbulos rojos, mientras que el mercurio inorgánico y el cromo trivalente prefieren las proteínas plasmáticas.
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Hay otras sustancias que también se unen a las proteínas del plasma. Sólo la fracción libre puede llegar por filtración o difusión a los órganos de eliminación. Por consiguiente, la unión a la sangre puede incrementar el tiempo de retención de una sustancia en el organismo y sin embargo reducir su captación por los órganos diana. Eliminación
La eliminación es la desaparición de una sustancia del cuerpo. Puede consistir en su excreción al exterior del organismo o en su transformación en otras sustancias que no son captadas por un determinado método de medición. La velocidad de desaparición puede expresarse mediante la constante de eliminación, la vida media biológica o el aclaramiento. Curva de concentración-tiempo. La curva de concentración en sangre (o plasma) en
relación con el tiempo es una forma cómoda de describir la captación de un xenobiótico por el organismo y su desaparición de él. El área bajo la curva (ABC) es la integral de la concentración en la sangre (plasma) a lo largo del tiempo. Cuando no hay saturación metabólica u otros procesos no lineales, la ABC es proporcional a la cantidad de sustancia absorbida. La vida media biológica (o vida media) es el tiempo que se necesita, a partir del momento en que cesa la exposición, para reducir a la mitad la cantidad presente en el organismo. Como muchas veces es difícil valorar la cantidad total de una sustancia, se emplean métodos de medición como la concentración en sangre (plasma). El concepto de vida media debe utilizarse con prudencia, ya que ésta puede modificarse, por ejemplo, con la dosis y la duración de la exposición. Además, muchas sustancias poseen complejas curvas de declinación, con varias vidas medias. La biodisponibilidad es la fracción de una dosis administrada que entra en la circulación sistémica. Cuando no hay aclaramiento presistémico, o metabolismo de primer paso, la fracción es 1. En la exposición oral, el aclaramiento presistémico puede deberse al metabolismo en el contenido gastrointestinal, las paredes intestinales o el hígado El aclaramiento es el volumen de sangre (plasma) por unidad de tiempo del que se ha eliminado por completo una sustancia Excreción
La excreción es la salida del organismo de una sustancia y de sus productos de biotransformación. Excreción en la orina y la bilis. El principal órgano excretor es el riñón. Algunas
sustancias, especialmente los ácidos de alto peso molecular, se excretan con la bilis.
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Otras rutas de excreción. Algunas sustancias, como los disolventes orgánicos y productos
de descomposición como la acetona, son lo suficientemente volátiles para que una fracción considerable pueda excretarse en el aire espirado después de la inhalación. Pequeñas moléculas hidrosolubles y también liposolubles se segregan fácilmente al feto a través de la placenta y a la leche en los mamíferos. Para la madre, la lactancia puede ser una ruta excretora cuantitativamente importante en el caso de sustancias liposolubles persistentes. Los hijos pueden estar expuestos secundariamente a través de la madre durante el embarazo y durante la lactancia. Los compuestos hidrosolubles pueden excretarse hasta cierto punto en el sudor y la saliva, pero estas rutas son en general de escasa importancia. No obstante, como se produce y se traga un gran volumen de saliva, la excreción por esta vía puede contribuir a la reabsorción del compuesto. Algunos metales como el mercurio se excretan uniéndose de manera permanente a la queratina presente en el pelo.
TOXICOCINETICA El organismo humano es un complejo sistema biológico que está organizado en diversos niveles, desde el molecular-celular hasta el de los tejidos y órganos. Es un sistema abierto, que intercambia materia y energía con su medio ambiente a través de numerosas reacciones bioquímicas que están en equilibrio dinámico. El medio ambiente puede estar contaminado por diversos tóxicos. Cuando moléculas o iones tóxicos penetran en ese sistema férreamente coordinado desde el medio en que un individuo trabaja o vive pueden verse perturbados, reversible o irreversiblemente, los procesos bioquímicos normales de la célula, o incluso producirse lesiones y muerte de la célula. El proceso de penetración de un tóxico desde el medio ambiente hasta los lugares en que va a producir su efecto tóxico dentro del organismo puede dividirse en tres fases: 1. La fase de exposición, que comprende todos los procesos que se producen entre diversos tóxicos y/o la influencia que tienen sobre ellos los factores ambientales (luz, temperatura, humedad, etc.). Los tóxicos pueden sufrir transformaciones químicas, degradación, biodegradación (por microorganismos) y desintegración. 2. La fase toxicocinética, que comprende la absorción de los tóxicos en el organismo y todos los procesos subsiguientes: transporte por los fluidos corporales, distribución y acumulación en tejidos y órganos, biotransformación en metabolitos y eliminación del organismo (excreción) de los tóxicos y/o metabolitos.
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3. La fase toxicodinámica, que se refiere a la interacción de los tóxicos con lugares de acción específicos en las células o dentro de ellas — receptores — , con el resultado último de un efecto tóxico. En esta sección nos ocuparemos exclusivamente de los procesos toxicocinéticos que se producen en el interior del organismo humano tras la exposición a tóxicos presentes en el medio ambiente. Las moléculas o iones tóxicos presentes en el medio ambiente penetran en el organismo a través de la piel y las mucosas o a través de las células epiteliales del tracto respiratorio y el tracto gastrointestinal, según cuál sea el punto de entrada. Esto significa que las moléculas y los iones tóxicos han de atravesar membranas celulares de esos sistemas biológicos, así como un complejo sistema de membranas interiores de la célula. Todos los procesos toxicocinéticos y toxicodinámicos se producen en el nivel molecularcelular. Son muchos los factores que influyen en esos procesos, y que cabe dividir en dos grupos básicos: y función de las membranas que rodean la célula y sus orgánulos interiores.
Cómo ingresan las sustancias tóxicas en el organismo La sustancia tóxica penetra en el cuerpo siguiendo una vía de exposición o vía de absorción. La cantidad de tóxico que ingresa en la sangre en un tiempo dado depende de la
vía. I ngesti ón ( vía or al o digesti va)
Las personas que comen, beben o fuman después de haber manejado una sustancia tóxica y sin haberse lavado las manos, pueden ingerir accidentalmente parte de ella. Los tóxicos ingeridos pasan al estómago (fig. 1). Algunos pueden atravesar las paredes del intestino y alcanzar los vasos sanguíneos. Cuanto más tiempo está una sustancia tóxica en el intestino, mayor es la cantidad que pasa a la sangre y más grave la intoxicación consiguiente.
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Si trabaja en un ambiente contaminado no coma en su puesto de trabajo. Vía r espir atori a (inh alación por la boca o por l a nar iz)
Las sustancias tóxicas que están en forma de gas, vapor, polvo, humo o gotitas minúsculas (aerosoles o pulverizaciones) pueden pasar a los pulmones por la boca y la nariz con la respiración (fig. 2). Solamente llegan al pulmón las partículas que son invisibles por su tamaño; las más grandes quedan retenidas en la boca, la garganta y la nariz, pudiendo ser ingeridas. Una
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persona puede intoxicarse por inhalación cuando trabaja con una sustancia tóxica en el interior de un local mal ventilado Las sustancias tóxicas que llegan a los pulmones pasan con gran rapidez a los vasos sanguíneos, ya que los conductos aéreos pulmonares (bronquiolos y alvéolos) tienen una superficie muy extensa, paredes muy finas y un riego sanguíneo abundante. Algunos ejemplos de sustancias tóxicas que pueden ingresar al organismo por la vía respiratoria: Gases: como el monóxido de carbono, que producen los automóviles y los hornos, o el
dióxido de azufre usado para blanquear azúcar, conservar alimentos, subproducto de combustión del carbón aceites minerales... Partículas de sílice, carbón, cemento, originadas en tareas de minería, construcción,
arenado. Vapores de hidrocarburos tales como naftas y solventes. Nieblas ácidas en electrometalurgia o de aceite por recalentamiento en mecanismos
lubricados. Humos de soldadura, cuando se utilizan por ejemplo electrodos con aporte de material.
Los canarios y el monóxido de carbono Antiguamente, cuando no había detectores de la presencia de gases peligrosos para la vida, como lo es el monóxido de carbono, los mineros del carbón, entraban a las minas con un canario, mucho más sensible que el ser humano al monóxido de carbono. Este gas, sin color ni olor, es muy tóxico. En cantidades mínimas puede causar la muerte. Si los canarios comenzaban a mostrar comportamientos extraños: ponerse nerviosos o golpearse con la jaula, los mineros podían estar seguros de que había monóxido de carbono en cantidad suficiente como para causarles daño.
Contacto cutáneo (con líquidos, pul verizaciones o aerosoles)
Las personas que trabajan con sustancias químicas pueden sufrir intoxicaciones si se salpican o humedecen la piel o si llevan ropa empapada por el producto. La piel es una barrera que protege al cuerpo de las sustancias tóxicas. Sin embargo, algunas pueden atravesarla (fig. 3). Los tóxicos atraviesan con más facilidad la piel húmeda caliente y sudorosa que la fría y seca; por otra parte, la piel con arañazos o quemaduras ofrece menos resistencia que la piel intacta. Los tóxicos que alteran la piel (p. ej., irritantes, cáusticos) la atraviesan con más facilidad que los que no la dañan. A veces es posible eliminar el tóxico de la piel lavándola antes de que pase al interior del cuerpo.
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Algunas sustancias que pueden ser absorbidas a través de la piel son: Plaguicidas organofosforados: parathion, malathion... Anilinas (tintas). Alcoholes tales como el metílico o metanol, empleado en fabricación de pinturas y
barnices o el etílico, usado ampliamente como antiséptico. Otr os contactos mucosos (ocul ar, nasal)
Las sustancias tóxicas también pueden penetrar por otras vías menos usuales que tienen características particulares. En el caso de la vía ocular, las sustancias pueden generar daños locales severos pero también pueden ser absorbidas produciendo síntomas generales. En todos los casos la sustancia debe ser removida con un profuso lavado ocular.
Absorción de tóxicos Las personas se hallan expuestas a numerosos tóxicos que están presentes en el medio ambiente profesional o general, y que pueden penetrar en el organismo humano por tres vías de entrada principales:
En el caso de la exposición en la industria, la principal vía de entrada de tóxicos es la inhalación, seguida por la penetración percutánea. En la agricultura, los casos de exposición a plaguicidas por absorción a través de la piel equivalen prácticamente a los casos en que se
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combinan la inhalación y la penetración percutánea. En la población general, la exposición se produce sobre todo por ingestión de comida y bebida contaminadas, seguida de la inhalación y, con menos frecuencia, de la penetración percutánea. Absorci ón por el tr acto respir atori o
La absorción en los pulmones es la principal vía de entrada de numerosos tóxicos que están en suspensión en el aire (gases, vapores, humos, nieblas, polvos, aerosoles, etc.). El tracto respiratorio (TR) es un sistema ideal para el intercambio de gases, pues posee una membrana cuya superficie es 100 m2 (inspiración profunda), tras la cual hay una red de unos 2.000 km de capilares. Este sistema, que se ha ido desarrollando a lo largo de la evolución, está contenido en un espacio relativamente pequeño (la cavidad torácica) y cuenta con la protección de las costillas. Desde el punto de vista anatómico y fisiológico, el TR puede dividirse en tres compartimientos: nicia en los orificios de la nariz y se extiende hasta la faringe y la laringe; funciona como un sistema de acondicionamiento del aire. llevan el aire a los pulmones. dispuestos en formas arracimadas. El epitelio de la región nasofaríngea absorbe fácilmente los tóxicos hidrófilos. Todo el epitelio de las regiones NF y TB está recubierto por una película de agua. Los tóxicos lipófilos se absorben parcialmente en las regiones NF y TB, pero sobre todo en los alvéolos mediante su difusión por las membranas alveolocapilares. La velocidad de absorción depende de la ventilación pulmonar, el gasto cardíaco (flujo sanguíneo por los pulmones), la solubilidad del tóxico en la sangre y su velocidad de metabolización. El intercambio de gases se realiza en los alveolos. En los alveolos, el tóxico pasa de la fase área a la fase líquida (sangre) En la sangre, el tóxico puede disolverse en la fase líquida por simples procesos físicos o puede unirse a las células sanguíneas y/o los componentes del plasma en función de su afinidad química o por adsorción. La sangre contiene un 75 % de agua, y por eso los gases y vapores hidrófilos son muy solubles en el plasma (por ejemplo los alcoholes). Los tóxicos lipófilos (como el benceno) suelen unirse a células o macromoléculas como la albúmina.
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En el momento mismo en que se inicia la exposición pulmonar se producen dos procesos contrarios: absorción y desorción. El equilibrio entre ambos depende de la concentración de tóxico en el aire alveolar y en la sangre. El depósito de partículas y aerosoles en el TR depende de factores físicos y fisiológicos, así como del tamaño de las partículas. En resumen, cuanto más pequeña es la partícula tanto más dentro del TR llega en su penetración. La retención baja y relativamente constante de partículas de polvo en el pulmón de personas muy expuestas (como los mineros) sugiere la existencia de un sistema muy eficaz de eliminación de las partículas. En la parte superior del TR (traqueobronquial), la eliminación corre a cargo de un manto mucociliar. En la parte pulmonar funcionan tres mecanismos distintos: 1) manto mucociliar, 2) fagocitosis y 3) penetración directa de las partículas a través de la pared alveolar. Las primeras 17 de las 23 ramas del árbol traqueobronquial poseen células epiteliales ciliadas. Merced a sus impulsos, esos cilios están moviendo constantemente un manto mucoso hacia la boca. Las partículas depositadas en ese manto mucociliar se tragan en la boca (ingestión). La superficie del epitelio alveolar también está recubierta de un manto mucoso, que se mueve hacia el manto mucociliar. A ello hay que añadir que las células móviles especializadas — los fagocitos — engloban partículas y microorganismos en los alveolos y migran en dos posibles direcciones:
pulmón; las partículas también pueden penetrar directamente por esta vía. Absorci ón por el tr acto gastr oin testin al
Se pueden ingerir tóxicos mediante deglución accidental, consumo de alimentos y bebidas contaminadas o deglución de partículas procedentes del TR. Todo el canal digestivo, desde el esófago hasta el ano, está construido básicamente de la misma manera: una capa mucosa (epitelio) bajo la cual hay tejido conectivo y después una red de capilares y músculo liso. El epitelio externo del estómago es muy rugoso para incrementar la superficie de absorción/secreción. El intestino contiene gran cantidad de pequeños salientes (vellosidades), que absorben los materiales por “bombeo”. La superficie
activa de absorción en el intestino es de unos 100 m2. En el tracto gastrointestinal (TGI) todos los procesos de absorción presentan gran actividad
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Son muchos los factores que influyen en la velocidad de absorción de tóxicos en las diversas partes del TGI: su tamaño — a menor tamaño, mayor solubilidad. GI (desde unos minutos en la boca hasta una hora en el estómago y muchas horas en el intestino). s ácidos no disociados. local. menos solubles; la bilis es un agente emulsionante que produce complejos más solubles antagonismo en los procesos de absorción. distintas de bacterias que pueden biotransformar los tóxicos. Absorción por la piel (dé rmi ca o percutánea)
La piel (con una superficie de 1,8 m2 en una persona adulta) recubre la superficie del cuerpo junto con las membranas mucosas de los orificios corporales. Es una barrera contra los agentes físicos, químicos y biológicos, manteniendo la integridad y homeostasis del cuerpo y realizando muchas otras funciones fisiológicas. La piel consta básicamente de tres capas: la epidermis, la piel propiamente dicha (dermis) y el tejido subcutáneo (hipodermis). Desde el punto de vista toxicológico la que más nos interesa aquí es la epidermis. Está constituida por muchas capas de células. La capa superior es una superficie irregular de células muertas aplanadas bajo la cual hay una capa continua de células vivas en las partes velludas de la piel penetran por ella tanto los folículos pilosos como los canales de las glándulas sudoríparas. Así pues, la absorción por la piel puede producirse por cualquiera de los mecanismos siguientes: plaguicidas, etc.) y en pequeña medida de algunas sustancias a través de los poros.
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oso, evitando así la barrera de la membrana; esta absorción se produce únicamente en las zonas de la piel que tienen vello. cánicas, térmicas o químicas o por enfermedades cutáneas; en esos casos se produce una horadación de las capas de la piel, lo que abre la puerta a la entrada de agentes tóxicos y nocivos. La velocidad de absorción percutánea depende de muchos factores: sustancias. transpiración, la superficie de piel contaminada y el grosor de la piel. variaciones individuales, a diferencias entre diversos grupos étnicos y razas, etc.
Transporte de los tóxicos por la sangre y la linfa Tras ser absorbidos por alguna de esas vías de entrada, los tóxicos llegan a la sangre, la linfa u otros fluidos corporales. La sangre es el principal vehículo de transporte de los tóxicos La sangre es un órgano líquido en circulación que lleva a las células el oxígeno y las sustancias vitales que necesitan y extrae de ellas los productos de desecho del metabolismo. Contiene asimismo componentes celulares, hormonas y otras moléculas que intervienen en muchas funciones fisiológicas. Impulsada por la actividad del corazón, la sangre corre por el interior de un sistema circulatorio de vasos que es relativamente estanco y que está en condiciones de alta presión. Debido a la alta presión hay una parte del líquido que se escapa del sistema por filtración. El sistema linfático realiza la labor de drenaje gracias a su delicada malla de pequeños capilares linfáticos, de finas paredes, que se ramifican por los tejidos y órganos blandos.
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La sangre es una mezcla de una fase líquida (plasma, 55 %) y células sólidas (45 %). El plasma contiene proteínas (albúminas, globulinas, fribrinógeno), ácidos orgánicos (láctico, glutámico, cítrico) y muchas otras sustancias lípidos, lipoproteínas, glicoproteínas, enzimas, sales, xenobióticos, etc.). Los componentes celulares de la sangre son los eritrocitos (Er), los leucocitos, los reticulocitos, los monocitos y las plaquetas. En su mayoría, los tóxicos presentes en la sangre se encuentran unos en estado libre en el plasma y otros unidos u nidos a los eritrocitos y componentes del plasma. La distribución depende de la afinidad de las sustancias tóxicas por esos componentes. Algunos tóxicos son transportados por los elementos de la sangre — sobre sobre todo por los eritrocitos, muy raras veces por los leucocitos. Algunos de los tóxicos que transportan los eritrocitos son el arsénico, el cesio, el torio, el radón, el plomo y el sodio. El cromo hexavalente se une exclusivamente a los eritrocitos, y el cromo trivalente a las proteínas plasmáticas. En el caso del zinc hay una competencia entre los eritrocitos y el plasma. Alrededor del 96 % del plomo lo transportan los eritrocitos. El mercurio orgánico se une
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sobre todo a los eritrocitos, mientras que el mercurio inorgánico lo transporta esencialmente la albúmina del plasma. Las fracciones pequeñas de berilio, cobre, telurio y uranio son transportadas por los eritrocitos. La mayor parte de los tóxicos la transportan el plasma o sus proteínas. En el plasma puede haber gases y vapores disueltos. Cómo Cómo cir cula cul a la sustancia sustancia tóxica por el or ganismo
Tan pronto como llega al torrente sanguíneo, el tóxico se difunde por el cuerpo debido a que el corazón hace circular la sangre por todas partes (fig. 4). Cómo Cómo se des desi nte nt egra gr a la l a sustanci sustanci a tóxi tóxi ca en en el organi or gani smo
Algunas sustancias tóxicas se descomponen dentro del cuerpo, principalmente en el hígado, dando lugar a otros compuestos químicos. Estos compuestos, denominados «metabolitos», generalmente son menos venenosos que la sustancia «madre» y se eliminan con más facilidad. Estos síntomas pueden evitarse si se interrumpe, a tiempo, la desintegración de la sustancia dentro del organismo, para lo cual existen medicamentos específicos que se deben administrar oportunamente. Cómo Cómo se excreta excr eta la sustanci a tóxi tóxi ca
Tanto las sustancias tóxicas inalteradas como sus metabolitos suelen eliminarse con la orina, las heces o el sudor, así como en el aire expulsado durante la respiración. Los tóxicos pasan de la sangre a la orina por los riñones y de la sangre al aire espirado por los pulmones. Los tóxicos presentes en las heces h eces pueden haber pasado pas ado por el intestino sin haber sido absorbidos en la sangre o haber retornado al intestino, con la bilis, después de sufrir dicha absorción.
Distribución de los tóxicos en el organismo El organismo humano puede dividirse en los compartimentos siguientes: 1) órganos internos, 2) piel y músculos, 3) tejidos adiposos, 4) tejidos conectivos y huesos. Esta clasificación se basa principalmente en el grado de perfusión vascular (sanguínea) en orden de mayor a menor. Por ejemplo, los órganos internos (incluido el cerebro), que representan sólo el 12 % del peso corporal total, reciben alrededor del 75 % del volumen total de sangre. En cambio, los tejidos conectivos y los huesos (15 % del peso corporal total) reciben sólo un 1 % del volumen total de sangre. Por lo general, los órganos internos, que están muy perfundidos, consiguen la concentración más alta de tóxicos en el tiempo más corto, así como un equilibrio entre la sangre y ese compartimento. La captación de tóxicos por tejidos menos perfundidos es
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mucho más lenta, pero la retención es superior y el tiempo de permanencia mucho más largo (acumulación) debido a la escasa perfusión. Hay tres componentes que son de gran importancia para la distribución intracelular de los tóxicos: el contenido de agua, los lípidos y las proteínas presentes en las células de los diversos tejidos y órganos. El orden de compartimentos antes señalado se corresponde también en gran medida con el orden decreciente de contenido de agua en sus células. Los tóxicos hidrófilos se distribuyen más rápidamente a los fluidos y células del cuerpo que tienen un alto contenido de agua, y los tóxicos lipófilos a las células que tienen un mayor contenido de lípidos (tejido graso). El organismo posee algunas barreras que obstaculizan la penetración de algunos grupos de tóxicos, sobre todo los hidrófilos, en determinados órganos y tejidos La concentración de los tóxicos en la sangre está en equilibrio dinámico con su concentración en los órganos y tejidos, lo que determina su retención (acumulación) o su salida de ellos. Afectan también a la distribución el estado general del organismo, el estado funcional de los, el equilibrio hormonal y otros factores. La retención de un tóxico en un determinado compartimento es por lo general temporal, y puede redistribuirse a otros tejidos. La retención y la acumulación se basan en la diferencia entre las velocidades de absorción y eliminación. La duración de la retención en un compartimento se expresa mediante la vida media biológica, que es el tiempo que tarda en reducirse al 50 % la cantidad de tóxico presente en el tejido u órgano, por redistribución, translocación o eliminación del organismo. Durante la distribución y la retención en diversos órganos y tejidos tienen lugar procesos de biotransformación. Esta produce metabolitos más polares y más hidrófilos, hidró filos, que se eliminan con más facilidad. Una velocidad de biotransformación baja de un tóxico lipófilo tiene por lo general como consecuencia su acumulación en un compartimento. Desde el punto de vista de su afinidad, de su tendencia a retenerse y acumularse en un determinado compartimento, los tóxicos pueden dividirse en cuatro grupos principales: 1. Los tóxicos solubles en los fluidos corporales 2. Los tóxicos lipófilos, que presentan una fuerte afinidad por los órganos y tejidos que son ricos en lípidos (SNC y tejido graso y adiposo respectivamente). 3. Los tóxicos que forman partículas coloidales, que son atrapadas por células especializadas del sistema retículoendotelial (SRE) de los órganos y tejidos
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4. Los tóxicos que presentan una fuerte afinidad por los huesos y el tejido conectivo por ejemplo, calcio, bario, estroncio, radón, berilio, aluminio, cadmio o plomo. A cumu cum u l ació aci ón en teji tej i dos r i cos en lípidos pi dos En el “hombre estándar” de 70 kg , alrededor del 15 % del peso corporal es tejido adiposo,
proporción que con la obesidad puede llegar hasta el 50 %. Pero esa fracción lípida no está distribuida de manera uniforme. El cerebro (SNC) es un órgano rico en lípidos, y los nervios periféricos están rodeados por células, ricas en lípidos, que constituyen la llamada vaina demielina. Todos estos tejidos se prestan a la acumulación de tóxicos lipófilos. En este compartimento se pueden distribuir numerosos tóxicos como numerosos disolventes orgánicos (alcoholes, aldehídos, cetonas, etc.), hidrocarburos clorados (incluidos insecticidas organoclorados como el DDT), algunos gases inertes (radón), etc. En el tejido adiposo se acumulan tóxicos debido a su escasa vascularización y a su menor velocidad de biotransformación. En este caso la acumulación de tóxicos puede ser una especie de “neutralización” temporal, pues no hay dianas para el efecto tóxico. No obstante, siempre hay un peligro potencial para el organismo, pues los tóxicos presentes en este compartimento pueden volver a la circulación. El depósito de tóxicos en el cerebro (SNC) o en el tejido rico en lípidos de la vaina de mielina del sistema nervioso periférico es muy peligroso. Los neurotóxicos se depositan aquí directamente junto a sus dianas. Los tóxicos retenidos en el tejido rico en lípidos de las glándulas endocrinas pueden producir trastornos hormonales. Pese a la barrera hematoencefálica, son muchos los neurotóxicos de carácter lipófilo que llegan al cerebro (SNC): anestésicos, disolventes orgánicos, plaguicidas, tetraetilplomo, organomercuriales, etc. Retenci Retenci ón en el si si stema reticul reticu l oendoteli oendoteli al
En cada tejido y órgano hay un determinado porcentaje de las células que está especializado en la actividad fagocitaria, es decir, en capturar microorganismos, partículas, coloides, etc. Es lo que se llama el sistema reticuloendotelial (SRE), que comprende células tanto fijas como móviles (fagotitos) Las tóxicos en forma de coloides son capturados por el SER de los órganos y tejidos. La distribución depende del tamaño de las partículas coloidales. Las mayores se retienen preferentemente en el hígado. Cuando son de menor tamaño, se produce una un a distribución más o menos uniforme u niforme entre el bazo, la médula ósea y el hígado.
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La eliminación de los coloides desde el SRE es muy lenta, aunque las partículas pequeñas se eliminan algo más deprisa. Acumu Acu mulaci laci ón en l os hu esos Se han identificado unos 60 elementos que son osteotrópicos, es decir, “buscadores de hueso”. El esqueleto de un “hombre estándar” representa del 10 al 15 % del peso corporal total, lo
que ofrece grandes posibilidades para el depósito de tóxicos osteotrópicos. La incorporación de tóxicos al hueso se efectúa de dos maneras: 1. En el caso de los iones, se produce un intercambio con los cationes de calcio fisiológicamente presentes, o con los aniones (fosfato, hidroxilo). 2. En el caso de los tóxicos que forman partículas coloidales, se produce una adsorción en la superficie mineral A cumu cu mu l ació aci ón en el pel o y las l as uñ as
El pelo y las uñas contienen queratina, retiene el mercurio y el plomo.
Biotransformación y eliminación de los tóxicos Mientras están retenidos en las células de diversos tejidos y órganos, los tóxicos están expuestos a enzimas que pueden biotransformarlos (metabolizarlos), produciendo metabolitos. Hay muchas vías para la eliminación de los tóxicos y/o metabolitos: en el aire espirado por el pulmón, en la orina a través del riñón, en la bilis a través del TGI, en el sudor a través de la piel, en la saliva a través de la mucosa de la boca, en la leche a través de las glándulas mamarias, y en el pelo y las uñas a través del crecimiento y recambio celulares normales. La eliminación de un tóxico absorbido depende de la ruta de entrada. En el pulmón, el proceso de absorción/desorción se inicia inmediatamente, y los tóxicos se eliminan parcialmente con el aire espirado. La eliminación de tóxicos absorbidos por otras rutas es un proceso prolongado y se inicia una vez que han sido transportados por la sangre, para acabar completándose después de su distribución y biotransformación. Durante la absorción existe un equilibrio entre las concentraciones de un tóxico en la sangre y en los tejidos y órganos. La excreción reduce su concentración en la sangre y puede inducir su paso de los tejidos a la sangre. El imin im in ación ación en el el ai r e espir ado por por el pul món món
La eliminación por el pulmón (desorción) es típica de los tóxicos muy volátiles (como por ejemplo los disolventes orgánicos). Los gases y vapores que son poco solubles en la sangre
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se eliminan rápidamente por esta vía, mientras que los tóxicos que son muy solubles en la sangre se eliminan por otras vías. Los disolventes orgánicos absorbidos por el TGI o por la piel se excretan parcialmente en el aire espirado en cada paso de la sangre por el pulmón, siempre que tengan una presión de vapor suficiente. Este es el fundamento de los alcoholímetros que se utilizan para comprobar si un conductor está en estado de embriaguez. La concentración de CO en el aire espirado está en equilibrio con el contenido de CO-Hb en la sangre. El gas radiactivo radón aparece en el aire espirado debido a la desintegración del radio acumulado en el esqueleto. La eliminación de un tóxico en el aire espirado en relación con el tiempo transcurrido desde la exposición suele expresarse mediante una curva de tres fases. La primera fase representa la eliminación de la sustancia desde la sangre, con una vida media corta. La segunda fase, más lenta, representa la eliminación debida al intercambio entre la sangre y los tejidos y órganos (sistema de intercambio rápido). La tercera fase, sumamente lenta, indica el intercambio entre la sangre y el tejido graso y el esqueleto. Si un tóxico no se ha acumulado en esos compartimentos, la curva será de dos fases. En algunos casos es posible también una curva de cuatro fases. Una forma de evaluar las exposiciones profesionales es determinar los gases y vapores presentes en el aire espirado en el tiempo transcurrido transcur rido desde la exposición. Excrec Ex creción ión renal renal
El riñón es un órgano especializado en la excreción de numerosos tóxicos y metabolitos hidrosolubles, lo que contribuye a mantener la homeostasis del organismo. Cada riñón posee alrededor de un millón de nefrones capaces de realizar la función excretora. excr etora. Saliva
Algunos fármacos e iones metálicos pueden excretarse en la saliva a través de la mucosa de la boca —por ejemplo, el plomo (“línea del plomo”), el mercurio, el arsénico y el cobre, así como bromuros, yoduros, alcohol etílico, alcaloides, etc. Después los tóxicos se degluten y llegan al TGI, donde pueden reabsorberse o eliminarse en las heces. Sudor
pueden eliminarse parcialmente por la piel en el sudor: alcohol etílico, acetona, fenoles, disulfuro de carbono e hidrocarburos clorados. Leche
Muchos metales y disolventes orgánicos y algunos plaguicidas organoclorados (DDT) se segregan a través de la glándula mamaria en la leche materna. Esta vía puede ser peligrosa para los niños lactantes.
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Efectos de las sustancias tóxicas Los efectos que ejerce una sustancia química en el cuerpo pueden ser locales o generales. Los efectos locales se limitan a la parte del cuerpo que está en contacto con la sustancia química, es decir la piel, los ojos, las vías respiratorias o los intestinos. Como ejemplo de efectos locales pueden citarse las erupciones cutáneas, las quemaduras, el lagrimeo y la tos producida por irritación de la garganta. Muchos tóxicos producen efectos locales, pero también hay otros muchos que no lo hacen. Los efectos generales o sistémicos son efectos más difusos que aparecen cuando se absorbe una sustancia tóxica en el organismo. Algunos tóxicos causan a la vez efectos locales y efectos sistémicos. Siempre que se observen efectos locales tras la exposición a una sustancia química habrá que investigar si hay también signos o síntomas de intoxicación general. Ef ectos local es En la piel
Las sustancias químicas que atacan a la piel producen en ella enrojecimiento o erupciones, dolor, hinchazón, ampollas o quemaduras graves. Las quemaduras pueden ser análogas a las causadas por el fuego. Las sustancias químicas irritantes producen picazón, sensación de quemadura o dolor cuando entran en contacto por primera vez con la piel, pero no quemaduras si se lava bien la superficie afectada. En cambio, pueden dar lugar a quemaduras si el contacto es prolongado, por ejemplo en el caso de los sujetos que llevan ropa contaminada durante varias horas. A veces las personas se hacen sensibles a una sustancia química que utilizan con frecuencia. Al principio no se observa ningún efecto pero al cabo de semanas o meses pueden sufrir una erupción cada vez v ez que la utilizan. Las sustancias químicas corrosivas o cáusticas producen muy pronto quemaduras dolorosas y pueden dar lugar a la aparición de ampollas y un color grisáceo o parduzco, finalmente pueden causar la destrucción de la piel. En los ojos
Si entran en contacto con los ojos, las sustancias irritantes o corrosivas pueden provocar un dolor intenso. A veces se producen rápidamente quemaduras en la superficie ocular, así como reacciones cicatrizales o incluso ceguera. El paciente puede presentar enrojecimiento ocular y lagrimeo. Las personas afectadas tienden a mantener los ojos cerrados y soportan mal la luz intensa.
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En el intestino
Las sustancias irritantes o corrosivas pueden producir lesiones en la boca y la garganta o en la pared interna del intestino. Los sujetos afectados presentan dolor abdominal, vómitos y diarrea. En el material vomitado y en las heces puede haber sangre. En las quemaduras de la garganta puede aparecer, con gran rapidez, una hinchazón localizada que impida respirar. En las vías respiratorias y los pulmones
Algunos gases y vapores pueden tener efectos irritantes en la nariz, la garganta y las vías respiratorias superiores, provocando tos y ahogo. Otros producen lesiones en los pulmones, dando lugar a que se acumule agua en su interior. Esto puede suceder al poco tiempo de haberse inhalado la sustancia tóxica o en un plazo de 48 horas. La acumulación de agua en los pulmones impide respirar normalmente y puede crear una sensación de ahogo en la persona afectada, por lo que habrá que hospitalizarla lo antes posible. A este estado se le da el nombre de «edema de pulmón». Algunos de los gases que causan edema de pulmón irritan también los ojos, la nariz, la garganta y las vías respiratorias superiores, provocando tos y sensación de ahogo. Cuando una persona empieza a toser y siente que se ahoga, hay que sacarla de la habitación rápidamente para que respire aire fresco, si es posible. A menudo esta simple medida evita que permanezca demasiado tiempo en contacto con el gas y sufra una intoxicación. La ingestión de destilados de petróleo, tales como el querosén, puede provocar edema de pulmón. Cuando una persona traga un líquido o sólido cualquiera, la tráquea (tubo del pulmón) se cierra, evitando así que la mayor parte de la sustancia ingerida llegue a los pulmones; sin embargo, aun así puede pasar una pequeña cantidad de líquido. Con la mayor parte de los líquidos esto no tiene importancia, ya que la cantidad es demasiado pequeña para dañar el pulmón, pero en el caso de los destilados de petróleo basta una cantidad ínfima para provocar neumonitis o edema de pulmón. Un aspecto más importante es que cuando el sujeto está inconsciente la tráquea no se cierra, por lo que no hay nada que evite que q ue alimentos, bebidas o vómitos pasen a los pulmones, provocando obstrucción respiratoria o edema pulmonar. De ahí que sea muy peligroso tratar de administrar alimentos, bebidas o medicamentos a las personas que estén inconscientes. En los puntos de inyección
Los tóxicos irritantes inyectados en la piel (p. ej., por picaduras de insectos o mordeduras de serpientes) pueden causar dolor e hinchazón en el punto de inyección. También pueden
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sufrir efectos locales las personas que se inoculan accidentalmente medicamentos veterinarios al tratar de administrar una inyección a pájaros u otros animales.
Efectos combinados debidos a la exposición múltiple En el medio ambiente profesional y/o general, las personas suelen estar expuestas simultánea o consecutivamente a diversos agentes físicos y químicos. Hay que tener en cuenta también que algunas personas toman fármacos, fuman, consumen alcohol y alimentos que contienen aditivos, etc. Esto significa que lo más frecuente es que se produzca una exposición múltiple. Los agentes físicos y químicos pueden interactuar entre sí en cada fase de los procesos toxicocinéticos y/o toxicodinámicos, con el resultado de cuatro posibles efectos: 1. Independiente. Cada agente produce un efecto distinto debido a que sus mecanismos de acción son distintos. 2. Aditivo. El efecto combinado es la suma de los efectos individuales de cada agente. 3. Sinérgico. El efecto combinado es mayor que la suma de cada efecto del agente por separado. 4. Antagonista. El efecto combinado es menor que la suma de los efectos individuales. No obstante, raras veces se estudian los efectos combinados. Se trata de estudios muy complejos por la combinación de diversos factores y agentes. Cabe concluir que cuando el organismo humano está expuesto de manera simultánea o consecutiva a dos o más tóxicos es necesario considerar la posibilidad de que existan algunos efectos combinados, que pueden acelerar o desacelerar los procesos toxicocinéticos.
ENFOQUES EN LA IDENTIFICACION DE LOS PELIGROS: LA IARC IDENTIFICACION DE LOS PELIGROS: LA IARC La identificación de los riesgos de carcinogenicidad para los humanos viene siendo desde 1971 el objetivo de la serie Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans, que edita la Agencia Internacional para la Investigación sobre el Cáncer (IARC).
Instrumentos para la identificación cualitativa del riesgo (peligro) de carcinogenicidad Se establecen asociaciones examinando los datos disponibles procedentes de estudios sobre personas expuestas, de bioensayos con animales de experimentación y de estudios sobre exposición, metabolismo, toxicidad y efectos genéticos tanto en humanos como en animales. Estudios sobr e el cáncer en l os humanos
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Hay tres tipos de estudios epidemiológicos que contribuyen a la evaluación de la carcinogenicidad: estudios de cohortes, estudios de casos y controles y estudios de correlación (o ecológicos). Pueden examinarse también informes de casos de cáncer. Los estudios de cohortes y de casos y controles ponen en relación las exposiciones individuales que se estudian con la presencia de cáncer en los individuos y ofrecen, como medida principal de esa asociación, una estimación del riesgo relativo (coeficiente entre la incidencia en las personas expuestas y la incidencia en las no expuestas). En los estudios de correlación, la unidad de investigación es por lo general poblaciones enteras (por ejemplo, determinadas zonas geográficas), y la frecuencia del cáncer se pone en relación con una medida global de la exposición de la población al agente. Como no se documentan las exposiciones individuales, en estos estudios es más difícil deducir una relación causal que en los de cohortes y de casos y controles Las incertidumbres que rodean a la interpretación de los informes de casos y los estudios de correlación hacen que estos no sean por sí solos, salvo en raras excepciones, una base suficiente para inferir una relación causal. En la interpretación de los estudios epidemiológicos es necesario tener en cuenta la posible influencia de un sesgo o de factores de confusión. Por sesgo se entiende la presencia, en el diseño o ejecución del estudio, de factores que conducen a establecer una asociación errónea, más fuerte o más débil de la que existe en realidad, entre la enfermedad y un agente. Por factores de confusión se entienden una serie de factores que hacen que la relación con la enfermedad resulte más fuerte o más débil de lo que es en realidad debido a un asociación entre el factor causal aparente y otro factor que está asociado a un incremento o a una reducción de la incidencia de la enfermedad. En el caso de algunos tipos de cáncer humano, el período entre la primera exposición y el desarrollo de la enfermedad clínica es raras veces inferior a 20 años; en los períodos de latencia sustancialmente inferiores a 30 años no puede haber evidencia que sugiera ausencia de carcinogenicidad. La evidencia relativa a la carcinogenicidad obtenida en estudios sobre humanos se clasifica en una de las categorías siguientes: Evidencia suficiente de carcinogenicidad . Se ha establecido una relación de causalidad
entre la exposición al agente, mezcla o circunstancia de exposición y el cáncer humano. Es decir, se ha observado una relación positiva entre la exposición y el cáncer en estudios en
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los que puede descartarse con razonable confianza la presencia de azar, sesgo o factores de confusión. Evidencia limitada de carcinogenicidad . Se ha observado una asociación positiva entre la
exposición al agente, mezcla o circunstancia de exposición y el cáncer, y es creíble su interpretación como relación de causalidad, pero no puede descartarse con confianza razonable la presencia de azar, sesgo o factores de confusión. Evidencia inadecuada de carcinogenicidad . Los estudios que se han realizado no tienen la
calidad, coherencia o representatividad estadística suficientes para poder llegar a una conclusión sobre la presencia o ausencia de una relación de causalidad, o no se dispone de datos sobre el cáncer en los humanos. Evidencia que sugiere ausencia de carcinogenicidad . Hay varios estudios adecuados que
abarcan todo el intervalo de niveles de exposición que pueden experimentar los seres humanos, y esos estudios se refuerzan mutuamente en no mostrar una asociación positiva entre la exposición al agente y el cáncer estudiado a ninguno de los niveles de exposición observados. La conclusión de “evidencia que sugiere ausencia de carcinogenicidad” se
limita inevitablemente a las localizaciones del cáncer, condiciones y niveles de la exposición y duración de la observación abarcadas por los estudios realizados. La aplicabilidad de una evaluación de la carcinogenicidad de una mezcla, proceso, actividad profesional o sector sobre la base de la evidencia obtenida en estudios epidemiológicos depende del tiempo y el lugar. Deben buscarse la exposición, proceso o actividad específicos que se estime que tienen más probabilidades de ser los responsables de cualquier exceso de riesgo, y la evaluación ha de delimitarse lo más estrictamente posible. El largo período de latencia del cáncer humano complica la interpretación de los estudios epidemiológicos. Otra dificultad es el hecho de que los humanos están expuestos simultáneamente a diversas sustancias químicas, que pueden interactuar para incrementar o reducir el riesgo de neoplasia.
HERRAMIENTAS Y ENFOQUES Estudi os sobre carci nogenicidad en animales de experi mentación
Los estudios en los que se expone a animales de experimentación (por lo general ratones y ratas) a carcinógenos potenciales y después se examina en ellos la presencia o ausencia de cáncer se empezaron a realizar hace unos 50 años con el fin de plantear científicamente el estudio de la carcinogénesis química y de evitar algunos de los inconvenientes de utilizar sólo datos epidemiológicos sobre humanos
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Otr os datos de interé s par a la evaluación de la carcin ogenicidad
Entre los datos sobre los efectos biológicos en los humanos que son de especial interés figuran las consideraciones toxicológicas, cinéticas y metabólicas, así como la presencia de unión al ADN y la persistencia de lesiones en el ADN o daño genético en las personas expuestas. La información toxicológica, como la que se refiere a la citotoxicidad y regeneración, la unión a receptores y los efectos hormonales e inmunológicos, y los datos sobre cinética y metabolismo en animales de experimentación se resumen cuando se consideran de interés para el posible mecanismo de la acción carcinógena del agente. Los resultados de los ensayos para detectar efectos genéticos y afines se resumen respecto de todos los mamíferos, incluido el hombre, células de mamíferos en cultivo y sistemas de no mamíferos. Eval uaciones global es
Por último, se consideran en su conjunto todos los resultados a fin de llegar a una evaluación global de la carcinogenicidad para los humanos de un agente, mezcla o circunstancia de exposición. La evaluación puede referirse a un grupo de sustancias químicas cuando los datos de apoyo indican que otros compuestos relacionados de los que no hay evidencia directa de su capacidad para inducir cáncer en humanos o animales pueden ser también carcinógenos, y en esos casos se añade al texto de la evaluación una justificación de dicha conclusión. El agente, mezcla o circunstancia de exposición se describe en los términos que figuran en las categorías siguientes, y se indica el grupo al que se le ha asignado. La categorización de un agente, mezcla o circunstancia de exposición es una cuestión de juicio científico, en el que se debe reflejar la mayor o menor evidencia obtenida en estudios con humanos y animales de experimentación y en otros datos pertinentes.
Grupo 1 El agente (mezcla) es carcinógeno para los humanos. La circunstancia de exposición comporta exposiciones que son carcinógenas para los humanos. Esta categoría se utiliza cuando hay evidencia suficiente de carcinogenicidad en los humanos. Excepcionalmente puede incluirse en esta categoría un agente (mezcla) respecto del que la evidencia en los humanos no llega a ser suficiente pero sí hay evidencia suficiente de carcinogenicidad en animales de experimentación y clara evidencia en humanos expuestos de que el agente (mezcla) actúa a través de un mecanismo de carcinogenicidad pertinente.
Grupo 2
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Están incuidos en esta categoría los agentes, mezclas y circunstancias de exposición respecto de los cuales, por uno de los extremos, el grado de evidencia de carcinogenicidad en los humanos es casi suficiente, así como aquellos otros respecto de los cuales, por el otro extremo, no hay datos humanos pero sí evidencia de carcinogenicidad en animales de experimentación. Sobre la base de la evidencia epidemiológica y experimental de carcinogenicidad y otros datos pertinentes, los agentes, mezclas y circunstancias de exposición se asignan bien al grupo 2A (probablemente carcinógenos para los humanos), bien al grupo 2B (posiblemente carcinógenos para los humanos). Grupo 2A. El agente (mezcla) es probablemente carcinógeno para los humanos. La
circunstancia de exposición comporta exposiciones que son probablemente carcinógenas para los humanos. Se utiliza esta categoría cuando hay evidencia limitada de carcinogenicidad en los humanos y evidencia suficiente de carcinogenicidad en animales de experimentación. En algunos casos puede clasificarse en esta categoría un agente (mezcla) cuando hay evidencia inadecuada de carcinogenicidad en los humanos y evidencia suficiente de carcinogenicidad en animales de experimentación y clara evidencia de que la carcinogénesis está llevada a cabo por un mecanismo que también opera en los humanos. Con carácter excepcional, puede clasificarse también en esta categoría un agente, mezcla o circunstancia de exposición únicamente sobre la base de evidencia limitada de carcinogenicidad en los humanos. Grupo 2B. El agente (mezcla) es posiblemente carcinógeno para los humanos. La
circunstancia de exposición comporta exposiciones que son posiblemente carcinógenas para los humanos. Se utiliza esta categoría para los agentes, mezclas y circunstancias de exposición respecto de los cuales hay la evidencia limitada de carcinogenicidad en los humanos y evidencia menos que suficiente de carcinogenicidad en animales de experimentación. Puede utilizarse también cuando hay evidencia inadecuada de carcinogenicidad en los humanos pero evidencia suficiente de carcinogenicidad en animales de experimentación. En algunos casos puede incluirse en este grupo un agente, mezcla o circunstancia de exposición respecto del cual hay evidencia inadecuada de carcinogenicidad en los humanos pero evidencia limitada de carcinogenicidad en animales de experimentación junto con evidencia complementaria a partir de otros datos relevantes.
Grupo 3 El agente (mezcla o circunstancia de exposición) no es clasiflicable en cuanto a su carcinogenicidad para los humanos. Se utiliza sobre todo esta categoría para los agentes, mezclas y circunstancias de exposición respecto de los cuales la evidencia de
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carcinogenicidad es inadecuada en los humanos e inadecuada o limitada en animales de experimentación. Excepcionalmente pueden incluirse en esta categoría agentes (mezclas) respecto de los cuales la evidencia de carcinogenicidad es inadecuada en los humanos pero suficiente en los animales de experimentación cuando hay una clara evidencia de que el mecanismo de carcinogenicidad observado en los animales de experimentación no opera en los humanos.
Grupo 4 El agente (mezcla) es probablemente no carcinógeno para los humanos. Se incluyen en esta categoría los agentes o mezclas respecto de los cuales hay la evidencia que sugiere ausencia de carcinogenicidad en los humanos y en animales de experimentación. En algunos casos pueden clasificarse en este grupo agentes o mezclas respecto de los cuales hay evidencia inadecuada de carcinogenicidad en los humanos pero evidencia que sugiere ausencia de carcinogenicidad en los animales de experimentación, con el apoyo claro y sistemático de una amplia gama de otros datos relevantes. Los sistemas de clasificación que ha elaborado el hombre no son lo suficientemente perfectos para abarcar todas las complejas entidades de la biología. No obstante, son útiles como principios de orientación y pueden modificarse a medida que se van consolidando nuevos conocimientos sobre la carcinogénesis. Al incluir un agente, mezcla o circunstancia de exposición en una u otra categoría es esencial basarse en los juicios científicos formulados por el grupo de expertos.
Agentes químicos: intoxicación con: AGENTE: CROMO Y SUS COMPUESTOS (ACIDO CROMICO, CROMATOS, BICROMATOS, ALCALINOS, CROMATO DE ZINC) — Ulceraciones nasales. — Ulceraciones cutáneas
Lista de actividades donde se puede producir la exposición: — Preparación, empleo, manipulación del ácido crómico, — Dermatitis por sensibilización, crónica o recidivante. — Rinitis, asma o disnea por sensibilización, confirmada por test cutáneos y por pruebas
funcionales respiratorias, que recidivan después de una nueva exposición. — Cáncer broncopulmonar primitivo.
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De los cromatos y bicromatos alcalinos, especialmente en: — Fabricación del ácido crómico, de los cromatos y bicromatos alcalinos. — Fabricación de pigmentos basados en cromatos o bicromatos alcalinos. — Empleo de bicromatos alcalinos en el barnizado de muebles. — Empleo de cromatos y bicromatos alcalinos como fijadores en tintorería y estampado de
tela. — Curtido de cueros con cromo. — Preparación de clichés para la impresión fotomecánica. — Cromado electrolítico de metales. — Fabricación de vidrios y esmaltes de colores.
AGENTE: FOSFORO Y SUS COMPUESTOS (SESQUISULFURO DE FOSFORO) — Dermatitis aguda irritativa o eczematiforme recidivante al contacto con sesquisulfuro de
fósforo. — Dermatitis crónica irritativa o eczematiforme recidivante al contacto con sesquisulfuro
de fósforo. — Osteomalacia o necrosis de maxilar inferior.
Lista de actividades donde se puede producir la exposición: — Preparación, uso, manipulación del fósforo y del sesquisulfuro de fósforo. — Fabricación de fosfuros y otros derivados del fósforo. — Fabricación de explosivos, productos incendiarios y bombas de humo. — Fabricación de fertilizantes y rodenticidas. — Fabricación de cajas de fósforos (tiras de rascado).
AGENTE: MERCURIO Y SUS COMPUESTOS — Encefalopatía aguda — Cólicos y diarreas — Estomatitis — Lesiones eczematiformes recidivantes con una nueva exposición o con test cutáneo
positivo. — Temblor intencional — Ataxia cerebelosa — Nefritis crónica
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— Daño orgánico cerebral crónico.
Lista de actividades donde se puede producir la exposición: — Extracción, tratamiento, preparación, empleo, manipulación del mercurio, de sus
amalgamas, de sus compuestos y combinaciones químicas y todo producto que lo contenga, especialmente: — Destilación del mercurio y recuperación del mercurio a partir de residuos industriales. — Fabricación y reparación de termómetros, barómetros, manómetros, bombas y trompas a
mercurio. — Empleo de bombas o trompas a mercurio en la fabricación de lámparas incandescentes,
tubos de radios y radiográficos. — Empleo del mercurio como conductor en artículos eléctricos. — Fabricación de baterías eléctricas de mercurio. — Empleo del mercurio y sus compuestos en la industria química, especialmente como
agente catalítico y en la electrólisis con cátodo de mercurio del cloruro de sodio y otras sales. — Fabricación de compuestos de mercurio. — Preparación, envasado y aplicación de productos farmacéuticos y fitosanitarios que
contienen mercurio o compuestos de mercurio. — Trabajo de peletería con sales de mercurio especialmente en la fabricación de fieltros. — Dorado, plateado, bronceado y damasquinado con mercurio o sales de mercurio. — Fabricación y empleo de fulminantes con fulminato de mercurio. — Uso del mercurio en la extracción del oro. — Otras aplicaciones y tratamientos con mercurio.
AGENTE: PLOMO Y SUS COMPUESTOS INORGANICOS — INTOXICACION AGUDA Y SUBAGUDA — Anemia (Hemoglobina inferior a 13g/100ml en el hombre y a 12g/100ml en la mujer) — Síndrome doloroso abdominal paroxístico afebril con estado suboclusivo y habitualmente
acompañado de hipertensión arterial ( Cólico Saturnino). — Encefalopatía aguda.
— INTOXICACION CRONICA — Neuropatías periféricas que permanecen estacionarias o remiten cuando cesa la exposición. — Daño orgánico cerebral crónico irreversible. — Insuficiencia renal crónica.
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— Anemia crónica. — Alteraciones reproductivas: disminución del número y viabilidad de los espermatozoides.
Lista de actividades donde se puede producir la exposición: — Extracción, tratamiento, preparación, empleo, del plomo, de los minerales que lo
contienen, de sus aleaciones, de sus combinaciones y de todo producto que lo contenga. — Recuperación de plomo de desechos. — Raspado y calentamiento con soplete de estructuras que contienen pinturas plumbíferas. — Utilización de compuestos de plomo para pigmentos de cerámicas y pinturas.
AGENTE: BENCENO — Enfermedades hematológicas adquiridas, de tipo hipoplasia, aplasia o displasia, que
pueden manifestarse por: Anemia; Leuconeutropenia; Trombocitopenia. — Mielodisplasia con hiperleucocitosis — Síndrome mieloproliferativo — Leucemias
Lista de actividades donde se puede producir la exposición: — Actividades de producción, envasado, transporte y utilización del benceno y los
productos que lo contienen (incluyendo el tolueno y el xileno que lo contienen como impureza). — Producción, extracción del benceno y los productos que lo contienen: Empleo del
benceno y los productos que lo contienen en síntesis química orgánica; — Preparación de combustibles que contienen benceno, mezclado, trasvasado y trabajo en
cisternas; — Empleo del benceno como solvente de resinas naturales y sintéticas; — Fabricación y uso de barnices, esmaltes, lacas, adhesivos y productos de limpieza; — Fabricación de cuero sintético; — Producción y uso de soluciones de caucho natural o sintético que contienen benceno;
toda otra operación de dilución, extracción, impregnación, aglomeración, concentración, decapado, que utilice benceno y otros compuestos que lo contienen. AGENTE: TOLUENO Y XILENO
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Dermatitis aguda irritativa recidivante. — Trastornos gastrointestinales agudos con náuseas y vómitos. — Dermatitis crónica eczematiforme — Daño orgánico cerebral crónico
Lista de actividades donde se puede producir la exposición: — Operaciones de producción transporte y utilización del Tolueno y Xileno y otros
productos que los contienen, en especial: — Síntesis química orgánica — Preparación de combustibles y las operaciones de mezclado, trasvasado, limpiado de
estanques y cisternas. — Todas las operaciones de disolución de resinas naturales o sintéticas para la preparación
de colas, adhesivos, lacas, barnices, esmaltes, masillas, tintas, diluyentes de pinturas y productos de limpieza. — Utilización de los productos citados, en especial las operaciones de secado que facilitan
la evaporación del tolueno y los xilenos. — Uso en laboratorios de análisis químico y de anatomía patológica.
AGENTE: MONOXIDO DE CARBONO — Intoxicación aguda por formación de carbooxihemoglobinemia que produce anoxia
tisular con compromiso neurológico progresivo, como convulsiones y daño tisular en otros órganos, especialmente miocardio y cerebro. — Síndrome neuroconductual
caracterizado por: cefalea, astenia, vértigo, náusea,
disminución de la atención y de la concentración que disminuye al cesar la exposición. Lista de actividades donde se puede producir la exposición: — Trabajos con exposición a emanaciones de monóxido de carbono especialmente en
hornos industriales, gasógenos, estufas, y motores de combustión interna. AGENTE: ACIDO CIANHIDRICO Y CIANUROS — Síndrome de asfixia aguda por inhibición enzimática celular.
Lista de actividades donde se puede producir la exposición: — Uso de ácido cianhídrico o de cianuros que pueden liberarlo, en: — Producción de acrilatos, sales de amonio, cianógeno y otras sustancias químicas de
síntesis. — Electrodeposición de metales (galvanoplastia).
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— Fumigación con gas cianhídrico. — Extracción de oro y plata. — Fabricación de joyas. — Fabricación de limpiametales. — Producción de coque.
AGENTE: ACEITES O GRASAS DE ORIGEN MINERAL O SINTÉTICO — Dermatosis papilopustulosas y sus complicaciones infecciosas. (Lesiones localizadas en
los sitios de contacto con los aceites y grasas, habitualmente dorso de las manos y antebrazo y cara anterior de los muslos). — Dermatitis irritativas, recidivantes con nueva exposición al riesgo. — Dermatitis eczematiforme, recidivante con nueva exposición al riesgo y con test cutáneo
positivo al producto usado. — Granuloma cutáneo con reacción gigante folicular por inclusión. — Granuloma pulmonar con insuficiencia respiratoria.
Lista de actividades donde se puede producir la exposición: — Manipulación y uso de agentes mencionados en las operaciones siguientes. — Todos los trabajos de elaboración mecánica de piezas metálicas mediante tornos,
perforadores, rectificadores, sierras y que utilizan los aceites y grasas mencionadas. — Trefilado, laminado, forja y estampado de piezas metálicas lubricados con los productos
citados. — Trabajos de manutención mecánica de motores, maquinarias y equipos que implican el
uso de aceites de motores, grasas y fluidos para la transmisión hidráulica y otros lubricantes. — Trabajos que exigen la pulverización con aceites minerales. — Trabajos de pulverización de aceites minerales. — Trabajos que exponen a nieblas o aerosoles de aceites minerales.
AGENTE: DERIVADOS DEL PETRÓLEO Utilización en procesos de tratamientos de metales o alta temperatura y los residuos de la combustión del petróleo (alquitrán de calderas y chimeneas). — Epiteliomas primitivos de la piel (en exposición de al menos 10 años).
Lista de actividades donde se puede producir la exposición: Uso y empleo de los derivados del petróleo, especialmente en:
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— Trabajos de elaboración de piezas metálicas que comportan el uso de aceites lubricantes
a altas temperaturas. — Trabajos de limpieza de calderas y chimeneas.
AGENTE:
PLAGUICIDAS
ORGANO
FOSFORADOS
Y
CARBAMATOS
INHIBIDORES DE LA COLINESTERASA Intoxicación precoz asintomática: caracterizada por la disminución de la actividad de la colinesterasa (sérica, globular o de sangre total), al 60 % de su valor normal o de su nivel previo a la exposición. Intoxicación aguda: Trastornos digestivos con cólicos abdominales, hipersalivación, náuseas, vómitos y diarrea. Trastornos respiratorios: Disnea asmatiforme, hipersecreción bronquial, insuficiencia respiratoria. Trastornos neurológicos: Cefalea, vértigos, confusión mental y miosis. Estos síntomas y signos pueden presentarse aislados o en conjunto y se acompañan de grados variables de disminución de la actividad de la co-clinesterasa de la sangre, habitualmente, inferior al 50 % de sus valores normales y en los casos con síntomas intensos, inferior al 30 %. Intoxicación aguda severa: Todos los síntomas anteriores exacerbados, con insuficiencia respiratoria grave y compromiso de conciencia profundo. Secuelas neurológicas periféricas con neuritis paralítica reversible que se presenta entre dos a ocho semanas después de una intoxicación aguda o subaguda. Síndrome depresivo postintoxicación aguda que se manifiesta entre 2 semanas a 3 meses después de la intoxicación aguda. Lista de actividades donde se puede producir la exposición: Los procesos industriales de síntesis, formulación y envasado de los productos plaguicidas que contienen órgano fosforados y carbamatos inhibidores de la colinesterasa. Transporte, almacenamiento y distribución de los mismos. Uso agrícola: preparación, formulación de la soluciones, cebos, gel y toda otra forma de presentación y su aplicación directa por aspersión, nieblas, rocío, pulverizado, micropulverizado, vaporización por vía terrestre o aérea, con métodos manuales o mecánicos, que posibilite el ingreso de los tóxicos citados al organismo por inhalación,
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absorción, percutánea, transconjuntival o por ingestión de los mismos. Incluyendo la contaminación de los trabajadores agrícolas que no sean aplicadores y que ingresan a los campos recién tratados o que reciben accidentalmente plaguicidas. Uso sanitario de los plaguicidas para desinsectación de edificios, bodegas, calas de barcos, control de vectores de enfermedades transmisibles y aplicados en las formas señaladas antes.
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Modulo 3 Enfermedades Profesionales: 1. Silicosis (Polvo de Sílice): Trabajos en minas, túneles, canteras, galerías, tallado y pulido de rocas silíceas. Fabricación de carburo, vidrio, porcelana, loza y otros productos cerámicos, fabricación y conservación de ladrillos a base de sílice. Trabajos de des molde y desbarbado en las fundiciones. Fabricación y conservación de abrasivos y de polvos detergentes. Trabajos con chorro de arena y esmeril. 2. Sílicoantracosis (Polvos de carbón y Sílice): Trabajadores de minas de carbón, carboneros, fogoneros, manipuladores de negro de humo. 3. Asbestosis (Polvo de asbesto): Extracción, preparación, manipulación de amianto o asbesto, o sustancias que lo contengan. Fabricación o reparación de tejidos de amianto (trituración, cardado, hilado, tejido). Fabricación o manipulación de guarniciones para frenos, material aislante de amianto y de productos de fibrocemento. 4. Talcosis (Manipulación de polvos de talco): Trabajadores de minas de talco y yeso, industria papelera, textil, de la goma, cerámica, objetos refractarios, aisladores par bujías, industria farmacéutica. 5. Siderosis (Polvo de óxido de hierro): Pulidores, torneros de hierro y trabajadores de minas. 6. Baritosis (Polvo de Oxido de bario): Trabajadores en minas de bario, manipulación, empaque y transformación de compuestos del bario. 7. Estañosis (Polvo de Oxido de estaño): Trabajadores de minas de estaño y manipulación de óxido de estaño y sus compuestos. 8. Calicosis (Polvo de calcio o polvo de caliza): Trabajadores en cemento o mármol. 9. Bisinosis (Polvo de algodón): Trabajadores de la industria de algodón. 10. Bagazosis (Bagazo de caña de azúcar): Trabajadores de la industria de la caña de azúcar, papelera. 11. Enfermedad pulmonar por polvo de cáñamo: Trabajadores del cáñamo. 12. Tabacosis (Polvo de tabaco): Trabajadores de la industria del tabaco.
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13. Saturnismo (Polvo y sus compuestos): extracción, tratamiento preparación y empleo del plomo, sus minerales, aleaciones, combinaciones y todos los productos que lo contengan. 14. Hidragirismo (Mercurio y sus amalgamas): Extracción, tratamiento, preparación, empleo y manipulación del mercurio, de sus amalgamas, sus combinaciones y de todo producto que lo contenga. 15. Enfermedades causadas por el cadmio y sus compuestos: Tratamiento, manipulación y empleo de cadmio y sus compuestos. 16. Manganismo (Manganeso y sus compuestos): Extracción preparación, transporte y empleo del manganeso y sus compuestos. 17. Cromismo (Cromo y sus compuestos): Preparación, empleo y manipulación del ácido crómico, cromatos y bicromatos. 18. Beriliosis (Berilio y sus compuestos): Manipulación y empleo del berilio o sus compuestos. 19. Enfermedades producidas por el Vanadio y sus compuestos: Obtención y empleo del vanadio y sus compuestos o productos que lo contengan. 20. Arsenismo (Arsénico y sus compuestos): Preparación, empleo y manipulación del arsénico. 21. Fosforismo (Fósforo y sus compuestos): Preparación, empleo y manipulación del fósforo y sus compuestos. 22. Fluorosis (Flúor y sus compuestos): Extracción de minerales fluorados, fabricación del ácido fluorhidrico, manipulación y empleo de él o sus derivados. 23. Clorismo (Cloro y sus compuestos): Preparación del cloro, purificación de agua, desinfección. 24. Enfermedades producidas por Radiaciones lonizantes: en operaciones como: Extracción y tratamiento de minerales radioactivos; fabricación de aparatos médicos para radioterapia; empleo de sustancias radioactivas y Rayos X en laboratorios; fabricación de productos químicos y farmacéuticos radiactivos; fabricación y aplicación de productos luminiscentes con sustancias radiactivas; trabajos en las industrias y los comercios que utilicen Rayos X sustancias radiactivas; y trabajos en las consultas de radiodiagnóstico, de radioterapia en clínicas, hospitales y demás instituciones prestadoras de servicios de salud y en otros trabajos con exposición a radiaciones ionizantes con alta, mediana, baja y ultrabaja densidad.
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25. Enfermedades producidas por Radiaciones infrarrojas (catarata): en operaciones tales como: Sopladores de vidrio y en trabajadores de hornos y demás ocupaciones con exposición a este tipo de radiación. 26. Enfermedades producidas por Radiaciones ultravioleta (conjutivitis y lesiones de córnea): En trabajos que impliquen: Exposición solar excesiva, arcos de soldar, sopletes de plasma, Rayos LASER O MASER, trabajos de impresión, procesos de secado y tratamiento de alimentos y demás trabajos con exposición a este tipo de radiación. 27. Enfermedades producidas por iluminación insuficiente: Fatiga ocular, nistagmus. 28. Enfermedades producidas por otros tipos de radiaciones no ionizantes. 29. Sordera profesional: Trabajadores industriales expuestos a ruido. 30. Enfermedades por vibración: Trabajos con herramientas portátiles y máquinas fijas para machacar, perforar, remachar, aplanar, martillar, apuntar, prensar, o por exposición a cuerpo entero. 31. Calambre ocupacional de mano o de antebrazo: Trabajos con movimientos repetitivos de los dedos, las manos o los antebrazos. 32. Enfermedades por bajas temperaturas: Trabajadores en neveras, frigoríficos, cuartos fríos y otros con temperaturas inferiores a las mínimas tolerables. 33. Enfermedades por temperaturas altas, superiores a las máximas toleradas, tales como Calambres por calor, Choque por calor, Hiperpirexia, Insolacíón o incope por calor. 34. Catarata profesional: Fabricación, preparación y acabamiento de vidrio fundición de metales. 35. Síndromes por alteraciones barométricas: Trabajadores sometidos a presiones barométricas extremas superior o inferior a la normal o cambios bruscos de la misma. 36. Nistagmus de los mineros: Trabajos en minas y túneles. 37. Otras lesiones osteo-musculares y ligamentosas: Trabajos que requieran sobre esfuerzo físico, movimientos repetitivos y/o posiciones viciosas.
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38. Enfermedades infecciosas y parasitarias en trabajos con exposición a riesgos biológicos: Tales como: Trabajos en el campo de la salud; laboratorios; veterinarios; manipuladores de alimentos, de animales, cadáveres o residuos infecciosos; trabajos agrícolas y otros trabajos que impliquen un riesgo de contaminación biológica. 39. Enfermedades causadas por sustancias químicas y sus derivados: Efectos locales y sistémicos, agudos, subagudos y crónicos que afecten el funcionamiento normal del organismo humano. 40. Asma ocupacional y neumonitis inmunológica. 41. Cáncer de origen ocupacional. 42. Patologías causadas por estrés en el trabajo: Trabajos con sobrecarga cuantitativa, demasiado trabajo en relación con el tiempo para ejecutarlo, trabajo repetitivo combinado con sobrecarga de trabajo. Trabajos con técnicas de producción en masa, repetitivo o monótono o combinados con ritmo o control impuesto por la máquina. Trabajos por turnos, nocturno y trabajos con estresantes físicos con efectos psicosociales, que produzcan estados de ansiedad y depresión, Infarto del miocardio y otras urgencias cardiovasculares, Hipertensión arterial, Enfermedad acidopéptica severa o Colon irritable.
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Modulo 4 EVALUACIÓN DEL MEDIO AMBIENTE DE TRABAJO Vigilancia del riesgo y métodos de estudio La vigilancia en el trabajo se realiza a través de programas activos para prever, observar, medir, evaluar y controlar las exposiciones a riesgos potenciales para la salud en el lugar de trabajo. La vigilancia suele exigir la participación de un equipo formado por un higienista industrial, un médico del trabajo, un profesional de la enfermería del trabajo, un agente de seguridad, un toxicólogo y un ingeniero. Dependiendo del medio ambiente de trabajo y del problema que se plantee, pueden utilizarse tres métodos de vigilancia: médica, ambiental y biológica. La vigilancia médica se utiliza para detectar la presencia o ausencia de efectos nocivos para la salud en un individuo como consecuencia de la exposición profesional a contaminantes, mediante exploraciones médicas y pruebas biológicas. La vigilancia ambiental se utiliza para documentar la exposición potencial a contaminantes de un grupo de trabajadores, midiendo la concentración de contaminantes en el aire, en muestras en bloque de materiales, y en las superficies. La vigilancia biológica se utiliza para documentar la absorción de contaminantes por el organismo y correlacionarla con los niveles de contaminantes de origen ambiental, midiendo la concentración de sustancias peligrosas o sus metabolitos en la sangre, la orina o el aire exhalado por los trabajadores. Vigilancia médica La vigilancia médica es necesaria porque la exposición a sustancias peligrosas puede causar o agravar algunas enfermedades. Exige un programa activo en el que participen profesionales que conozcan las enfermedades profesionales, su diagnóstico y su tratamiento. Los programas de vigilancia médica incluyen medidas para proteger, educar, controlar y, en algunos casos, indemnizar al trabajador. Pueden abarcar programas de selección previos al empleo, exploraciones médicas periódicas, pruebas especializadas para la detección precoz de alteraciones y daños causados por sustancias peligrosas, tratamiento médico y registro de datos. La selección previa al empleo consiste en evaluar el historial profesional y médico del candidato a un puesto de trabajo y los resultados de las exploraciones físicas. Se utilizan cuestionarios para obtener información sobre las enfermedades que se han sufrido en el pasado o las enfermedades crónicas (especialmente asma y enfermedades dérmicas, pulmonares y cardíacas), y sobre las exposiciones en anteriores trabajos. Los programas de selección previa a la contratación tienen implicaciones éticas y jurídicas si se utilizan para determinar
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la idoneidad de los candidatos para ocupar determinado puesto de trabajo. Sin embargo, son muy importantes cuando se utilizan para (1) mantener un registro de los anteriores trabajos y las exposiciones asociadas, (2) establecer el estado basal de la salud de un trabajador y (3) determinar la existencia de hipersensibilidad. Las exploraciones médicas pueden incluir pruebas audiométricas para detectar la pérdida de audición, pruebas visuales, pruebas de las funciones orgánicas, evaluación de la capacidad física para usar equipos de protección respiratoria y análisis basales de sangre y orina. Las exploraciones médicas periódicas son esenciales para evaluar y detectar tendencias cuando empieza a manifestarse un deterioro de la salud, y pueden incluir el control biológico de determinados contaminantes y el uso de otros biomarcadores. Vigilancia ambiental y biológica La vigilancia ambiental y biológica comienza con un estudio de higiene industrial del medio ambiente de trabajo para identificar posibles riesgos y fuentes contaminantes y establecer la necesidad de realizar mediciones. En el caso de los agentes químicos, éstas pueden requerir la toma de muestras del aire, de superficies, de productos a granel y de materiales biológicos. En el caso de los agentes físicos, puede incluir mediciones del ruido, la temperatura y la radiación. Cuando está indicado realizar mediciones, el higienista industrial debe desarrollar una estrategia de muestreo que especifique los trabajadores, procesos, equipos y zonas de los que deben tomarse muestras, el número de muestras, la duración y frecuencia del muestreo y el método del mismo. Los estudios de higiene industrial varían en complejidad y enfoque dependiendo del objetivo de la investigación, el tipo y el tamaño del lugar de trabajo, y la naturaleza del problema. No existen fórmulas rígidas para realizar los estudios; sin embargo, una preparación rigurosa antes de iniciar la inspección aumenta su eficacia y eficiencia. Las investigaciones que están motivadas por quejas y enfermedades de los trabajadores tienen la finalidad adicional de descubrir la causa de los problemas de salud. Los estudios de la calidad del aire interior se centran en las fuentes contaminantes tanto interiores como exteriores. Con independencia del riesgo profesional, el método general para estudiar y tomar muestras en el lugar de trabajo es similar; por consiguiente, en este capítulo se utilizarán los agentes químicos como modelo para la metodología. Vías de exposición La sola presencia de contaminantes laborales en el lugar de trabajo no implica necesariamente que exista un potencial significativo de exposición; el agente debe llegar al
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trabajador. En el caso de las sustancias químicas, la forma líquida o vaporizada del agente debe estar en contacto con el organismo, o ser absorbido por él, para producir un efecto nocivo en la salud. Si el agente está aislado en un recinto cerrado o es capturado por un sistema de ventilación localizada, el potencial de exposición será pequeño, con independencia de la toxicidad propia de la sustancia química. La vía de exposición puede influir en el tipo de controles realizados y en el riesgo potencial. En el caso de los agentes químicos y biológicos, los trabajadores pueden estar expuestos a ellos por inhalación, contacto de la piel, ingestión e inyección; las vías más comunes de absorción en el medio ambiente de trabajo son el tracto respiratorio y la piel. Para valorar la inhalación, el higienista industrial debe observar la posibilidad de que las sustancias químicas queden suspendidas en el aire en forma de gases, vapores, polvo, humo o niebla. La absorción de sustancias químicas a través de la piel es importante, sobre todo cuando existe un contacto directo por salpicadura, aspersión, humedecimiento o inmersión con hidrocarburos liposolubles y otros disolventes orgánicos. La inmersión incluye el contacto corporal con prendas contaminadas, el contacto de las manos con guantes contaminados y el contacto de manos y brazos con líquidos a granel. En el caso de algunas sustancias, como las aminas y los fenoles, la absorción a través de la piel puede ser tan rápida como la absorción de las sustancias inhaladas a través de los pulmones. Para algunos contaminantes, como los pesticidas y los tintes derivados de la bencidina, la absorción a través de la piel es la principal vía de entrada al organismo, mientras que la inhalación es una vía secundaria. Estas sustancias químicas pueden penetrar fácilmente en el organismo a través de la piel, acumularse allí y causar daños sistémicos. Cuando las reacciones alérgicas o los sucesivos lavados resecan y agrietan la piel, aumenta radicalmente el número y el tipo de sustancias químicas que pueden ser absorbidas por el organismo. La ingestión, una vía poco común de absorción de gases y vapores, puede ser importante para partículas como el plomo. La ingestión puede producirse al comer alimentos contaminados, al comer o fumar con las manos contaminadas y al toser y después tragar partículas inhaladas. La inyección de materiales directamente en la corriente sanguínea se produce, por ejemplo, cuando los trabajadores sanitarios de los hospitales se pinchan sin querer la piel con agujas hipodérmicas, o cuando fuentes de alta presión liberan a gran velocidad proyectiles que contactan directamente con la piel. Las pistolas de pintura con bomba y los sistemas hidráulicos tienen una presión lo suficientemente elevada para perforar la piel e introducir sustancias directamente en el organismo.
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Inspección sobre el terreno La finalidad del estudio inicial, llamado inspección sobre el terreno, es recoger información de manera sistemática para juzgar si existe una situación potencialmente peligrosa y si es necesario realizar mediciones. El higienista industrial comienza la inspección sobre el terreno con una reunión inicial a la que pueden asistir representantes de la dirección, trabajadores, supervisores, enfermeros de empresa y delegados sindicales. Los higienistas industriales pueden influir mucho en el éxito del estudio y en cualquier medición posterior, creando un equipo de personas que se comuniquen libre y sinceramente entre sí y comprendan los objetivos y el ámbito de la inspección. Los trabajadores deben participar y estar informados de la inspección desde el principio para que la cooperación, y no el miedo, presida la investigación. En la reunión, se solicitan diagramas de los procesos, planos de la fábrica, informes sobre inspecciones ambientales realizadas en el pasado, programas de producción, calendarios de mantenimiento de los equipos, documentación sobre los programas de protección personal y estadísticas sobre el número de trabajadores, los turnos y las quejas relacionadas con la salud. Todos los materiales peligrosos utilizados y producidos en las operaciones se identifican y cuantifican. Se elabora un inventario químico de productos, subproductos, productos intermedios e impurezas y se consultan todas las fichas toxicológicas de los materiales. Se anotan los calendarios de mantenimiento de los equipos, su edad y su estado, porque el uso de equipos antiguos puede incrementar las exposiciones debido a la falta de controles. Después de la reunión, el higienista industrial realiza una inspección visual del lugar de trabajo, observando las operaciones y los métodos de trabajo, con el objetivo de identificar posibles contaminantes laborales, valorar el potencial de exposición, identificar la vía de exposición y estimar su duración y su frecuencia. Esta inspección sobre el terreno sirve al higienista industrial para observar el lugar de trabajo y responder algunas preguntas. deben formularse otras que pongan de manifiesto lo que no es inmediatamente obvio, por ejemplo: 1. Tareas no rutinarias y calendario de las actividades de mantenimiento y limpieza. 2. Cambios recientes en los procesos y sustituciones químicas. 3. Cambios físicos recientes en el medio ambiente de trabajo. 4. Cambios en las funciones de los puestos de trabajo.
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5. Renovaciones y reparaciones recientes. Las tareas no rutinarias pueden producir importantes exposiciones pico a sustancias químicas, que son difíciles de predecir y medir durante una jornada laboral normal. Los cambios en los procesos y las sustituciones químicas pueden alterar la emisión de sustancias al aire e influir en la exposición consiguiente. Los cambios en la distribución física de una zona de trabajo pueden alterar la eficacia de un sistema de ventilación. Los cambios en las funciones de los puestos de trabajo pueden determinar que algunas tareas sean realizadas por trabajadores sin experiencia en condiciones de mayor exposición. Las renovaciones y reparaciones pueden introducir en el medio ambiente de trabajo nuevos materiales y sustancias químicas que liberen compuestos químicos volátiles o irritantes. Estudios de la calidad del aire en el interior Los estudios de la calidad del aire en el interior se diferencian de los estudios tradicionales de higiene industrial porque suelen realizarse en lugares de trabajo no industriales que pueden estar expuestos a cantidades traza de sustancias químicas, ninguna de las cuales es aparentemente capaz, por sí sola, de causar enfermedades El objetivo de los estudios de la calidad del aire del interior es similar al de los estudios de higiene industrial en lo que se refiere a la identificación de las fuentes contaminantes y la recomendación de realizar mediciones. Sin embargo, los estudios de la calidad del aire en el interior están siempre motivados por quejas sobre la salud de los trabajadores. En muchos casos, los trabajadores presentan una serie de síntomas, como cefaleas, irritación de la garganta, letargo, tos, picores, náuseas o reacciones inespecíficas de hipersensibilidad, que desaparecen cuando regresan a su casa. Si los síntomas no desaparecen cuando los trabajadores abandonan el lugar de trabajo, deberán considerarse también exposiciones no profesionales, como las que puedan derivarse de las aficiones de tiempo libre, otros trabajos, contaminación atmosférica urbana, tabaquismo pasivo y exposiciones en el interior del hogar. Los estudios sobre la calidad del aire en el interior suelen utilizar cuestionarios para registrar los síntomas y quejas de los trabajadores y relacionarlos con el lugar en el que trabajan o la función que desempeñan. Las áreas que presentan la mayor incidencia vuelven a someterse a una nueva inspección. Las fuentes de contaminantes atmosféricos en interiores que han sido documentadas en estudios de la calidad del aire son: originada en el interior del edificio (17 %);
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contaminación originada por los materiales de construcción (3 %); En las investigaciones de la calidad del aire interior, la inspección sobre el terreno consiste esencialmente en una inspección del edificio y del medio ambiente para determinar las posibles fuentes contaminantes tanto dentro como fuera del edificio. Las fuentes contaminantes en el interior de un edificio son: 1. Materiales de construcción del edificio, como aislantes, tableros de conglomerado, materiales adhesivos y pinturas. 2. Ocupantes humanos, que pueden liberar sustancias químicas de sus actividades metabólicas. 3. Actividades humanas como el consumo de tabaco. 4. Equipos como las fotocopiadoras. 5. Sistemas de ventilación que pueden estar contaminados por microorganismos. Estrategias de muestreo y medición Límites de exposición profesional Una vez finalizada la inspección sobre el terreno, el higienista industrial debe decidir si es o no necesario realizar un muestreo; la toma de muestras debe realizarse sólo si su finalidad está clara. El higienista industrial debe preguntarse: “¿Para qué servirán los resultados del muestreo y a qué preguntas responderán?”. Tomar muestras y obtener cifras es relativamente fácil;
mucho más difícil es interpretarlas. Los datos obtenidos del muestreo atmosférico y biológico suelen compararse con los límites de exposición profesional (OEL) recomendados u obligatorios. En muchos países se han establecido límites de exposición profesional para la exposición biológica y a la inhalación de agentes químicos y físicos. Hasta la fecha, de las más de 60.000 sustancias químicas de uso comercial, unas 600 han sido evaluadas por distintas organizaciones y países. Los principios que justifican los límites son determinados por las organizaciones que los establecen. Los límites más utilizados, llamados valores límite umbral (TLV), son los que establece en Estados Unidos la Conferencia Americana de Higienistas Industriales del Gobierno (American Conference of Governmental Industrial Hygienists, ACGIH). La mayoría de los OEL utilizados por la Administración para la Salud y Seguridad en el Trabajo (Occupational Safety and Health Administration, OSHA) en Estados Unidos se basan en los TLV. Sin embargo, el Instituto Nacional para Salud y Seguridad en el Trabajo (National Institute for Occupational Safety and Health, NIOSH) del Departamento de Salud
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y Servicios Humanos de Estados Unidos ha propuesto sus propios límites, llamados límites de exposición recomendados (REL). En el caso de las exposiciones atmosféricas, existen tres tipos de TLV: la exposición media ponderada en el tiempo durante un período de ocho horas, TLV-TWA, para proteger contra efectos crónicos en la salud; un límite de exposición media a corto plazo durante quince minutos, TLV-STEL, para proteger contra efectos agudos en la salud, y un valor máximo instantáneo, TLV-C, para proteger contra sustancias químicas que producen asfixia o irritación inmediata. Las directrices sobre los niveles de exposición biológica se denominan índices de exposición biológica (BEI). Estas directrices representan la concentración de sustancias químicas en el organismo que corresponderían a la exposición a la inhalación de un trabajador sano dada una concentración atmosférica concreta. Se han establecido OEL para las exposiciones atmosféricas a gases, vapores y partículas, pero no se aplican todavía a las exposiciones atmosféricas a agentes biológicos. Por consiguiente, la mayoría de las investigaciones de la exposición a bioaerosoles comparan las concentraciones en el interior y en el exterior. Si las características y la concentración de organismos es diferente en el interior y en el exterior, puede existir un problema de exposición. No existen OEL para el muestreo de la piel o de superficies, y cada caso tiene que evaluarse por separado. Por lo que respecta al muestreo de superficies, las concentraciones suelen compararse con las concentraciones de fondo aceptables medidas en otros estudios o determinadas previamente en ese estudio. En el muestreo de la piel, las concentraciones aceptables se calculan en función de la toxicidad, la velocidad de absorción, la cantidad absorbida y la dosis total. Además, el control biológico de un trabajador puede utilizarse para investigar la absorción a través de la piel. Estrategia de muestreo Una estrategia de muestreo ambiental y biológico es un procedimiento para obtener mediciones de la exposición con un objetivo concreto. Una estrategia cuidadosamente diseñada y eficaz puede justificarse desde el punto de vista científico, aprovecha al máximo el número de muestras obtenidas, es eficaz con relación al coste y clasifica las necesidades por orden de prioridad. El objetivo de la estrategia de muestreo orienta las decisiones referentes a de qué deben tomarse muestras (selección de agentes químicos), dónde deben tomarse las muestras (personal, área o fuente), de quién deben tomarse muestras (de qué trabajador o grupo de trabajadores), cuánto debe durar el muestreo (en tiempo real o integrado), con qué frecuencia deben tomarse las muestras (cuántos días), cuántas muestras
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deben tomarse y cómo debe realizarse el muestreo (método analítico). Tradicionalmente, los muestreos realizados con fines reglamentarios consisten en breves campañas (uno o dos días) que se centran en las exposiciones en el peor de los casos. Aunque esta estrategia requiere un gasto mínimo de recursos y tiempo, en general consigue poca información y tiene escasa aplicación para evaluar las exposiciones profesionales a largo plazo. Para evaluar las exposiciones crónicas de una manera útil para los médicos del trabajo y los estudios epidemiológicos, las estrategias de muestreo deben prever la repetición de la toma de muestras a lo largo del tiempo en un gran número de trabajadores. Finalidad El objetivo de las estrategias de muestreo ambiental y biológico es evaluar la exposición de trabajadores concretos o evaluar fuentes contaminantes. El control de los trabajadores se realiza para: evaluar las exposiciones individuales a tóxicos crónicos y agudos; definir la exposición basal para un programa de control a largo plazo; determinar si las exposiciones cumplen la normativa pública; evaluar la eficacia de los controles técnicos o de los procesos; evaluar la exposiciones en lugares con residuos peligrosos; evaluar la influencia de las prácticas de trabajo en la exposición; evaluar la exposición correspondiente a distintas tareas; investigar la relación entre exposición en el trabajo y enfermedad profesional; El control de la fuente y de la atmósfera ambiente se realiza para: establecer la necesidad de aplicar controles técnicos, como sistemas de ventilación localizada y cerramientos; valuar las consecuencias de las modificaciones de equipos o procesos;
evaluar el cumplimiento de los requisitos reglamentarios una vez implantadas las acciones correctoras, como la retirada de amianto y plomo; responder a las quejas sobre la atmósfera interior, enfermedades de origen no profesional y olores;
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Cuando se realiza el control de los trabajadores, la toma de muestras del aire proporciona medidas estimadas de las dosis resultantes de la exposición por inhalación. El control biológico puede servir para conocer la dosis real de una sustancia química que penetra en el organismo a través de todas las vías de absorción: inhalación, ingestión, inyección y contacto con la piel. Así, el control biológico puede reflejar con mayor exactitud que el control atmosférico la carga corporal total y la dosis de una persona. Cuando se conoce la relación entre la exposición atmosférica y la dosis interna, el control biológico puede utilizarse para evaluar las exposiciones crónicas pasadas y presentes. El control biológico tiene sus limitaciones y debe realizarse únicamente si logra objetivos que no pueden alcanzarse sólo con el control atmosférico. Se trata de un procedimiento invasivo, que requiere la toma de muestras directamente de los trabajadores. Las muestras de sangre suelen constituir el medio biológico más útil de control; sin embargo, sólo se debe extraer sangre cuando se descartan otras pruebas no invasivas, como los análisis de orina o del aire exhalado. En el caso de la mayoría de las sustancias químicas industriales, no existen datos referentes a la trayectoria de las sustancias químicas absorbidas por el organismo, o los que hay son incompletos; por consiguiente, sólo se dispone de un número limitado de métodos analíticos de medición y muchos de ellos no son sensibles ni específicos. Los resultados de los controles biológicos pueden variar considerablemente entre personas expuestas a las mismas concentraciones atmosféricas de sustancias químicas; la edad, el estado de salud, el peso, el estado nutricional, el consumo de fármacos, el tabaquismo, el consumo de alcohol, la medicación y el embarazo pueden influir en la absorción, distribución, metabolismo y eliminación de las sustancias químicas. ¿De qué deben tomarse muestras? La mayoría de los lugares de trabajo están expuestos a múltiples contaminantes. Los agentes químicos se evalúan tanto individualmente como en agresiones múltiples y simultáneas a los trabajadores. Los agentes químicos pueden actuar independientemente dentro del organismo o interaccionar de una manera que potencie su efecto tóxico. La cuestión de qué debe medirse y cómo deben interpretarse los resultados depende del mecanismo de acción biológico de los agentes cuando se encuentran en el interior del organismo. Los agentes pueden
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evaluarse por separado si actúan de manera independiente en distintos sistemas orgánicos, como un irritante ocular o una neurotoxina. Si actúan sobre el mismo sistema orgánico, como sería el caso de dos irritantes respiratorios, su efecto combinado es importante. Si el efecto tóxico de la mezcla es igual a la suma de los efectos de cada uno de los componentes por separado, se habla de un efecto aditivo. Si el efecto tóxico de la mezcla es mayor que la suma de los efectos de cada agente por separado, el efecto combinado se califica de sinérgico. La exposición al humo del tabaco y la inhalación de fibras de amianto origina un riesgo de cáncer de pulmón mucho mayor que un simple efecto aditivo. Tomar muestras de todos los agentes químicos presentes en un lugar de trabajo sería costoso y no siempre útil. El higienista industrial debe asignar prioridades en la lista de agentes potenciales, en función del riesgo, para determinar a qué agentes se debe prestar mayor atención. Los factores que se tienen en cuenta para clasificar las sustancias químicas son: efecto independiente, aditivo o sinérgico de los agentes
duración y concentración previstas de la exposición za en los controles técnicos
Dónde deben tomarse las muestras Para obtener la mejor estimación de la exposición de los empleados, se toman muestras del aire en la zona de respiración del trabajador (dentro de un radio de 30 cm alrededor de la cabeza); son lo que se denominan muestras personales. Para obtener muestras de la zona de respiración, el instrumento de muestreo se coloca directamente en el trabajador mientras dura la toma de muestras. Si las muestras del aire se toman cerca del trabajador, pero fuera de la zona de respiración, se denominan muestras ambientales. En las muestras ambientales se tiende a subestimar las exposiciones personales, y además no proporcionan una buena estimación de la exposición a la inhalación. Sin embargo, estas muestras son útiles para evaluar las fuentes y los niveles ambientales de contaminantes. Las muestras ambientales se toman recorriendo el lugar de trabajo con un instrumento portátil, o con estaciones fijas de muestreo. El muestreo ambiental se realiza rutinariamente en lugares de los que se quiere eliminar el amianto, para muestreos de seguridad e investigaciones del aire interior.
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¿De quién deben tomarse muestras? Para evaluar la exposición profesional, lo ideal es que se tomen muestras de cada trabajador durante muchos días a lo largo de un período de semanas o meses. Sin embargo, a menos que el lugar de trabajo sea pequeño (<10 empleados), normalmente no se pueden tomar muestras de todos los trabajadores. Para reducir al mínimo la carga del muestreo en términos de coste y equipo y aumentar la eficacia del programa de muestreo, se toman muestras de un subconjunto de trabajadores en el lugar de trabajo, y se extrapolan los resultados al total de la plantilla. Para seleccionar trabajadores que sean representativos de toda la plantilla, un planteamiento consiste en clasificar a los trabajadores en grupos con exposiciones teóricas similares, llamados grupos de exposición homogénea (GEH) . Una vez formados los GEH, se selecciona al azar un subconjunto de trabajadores de cada grupo para el muestreo. Los métodos para determinar el tamaño adecuado de las muestras presuponen una distribución logarítmico normal de las exposiciones, una exposición media estimada y una desviación típica geométrica de 2,2 a 2,5. Los datos obtenidos de muestreos previos pueden permitir el uso de una desviación típica geométrica menor. Para clasificar a los trabajadores en distintos GEH, la mayoría de los higienistas industriales los observan en su puesto de trabajo y realizan una predicción cualitativa de su exposición. Se aplican distintos criterios para formar los GEH; en general, los trabajadores pueden clasificarse según la similitud de su puesto de trabajo o área de trabajo. Cuando se utiliza la similitud del puesto de trabajo y del área de trabajo, el método de clasificación se denomina zonificación. Cuando están en suspensión en la atmósfera, los agentes químicos y biológicos pueden tener unas pautas de concentración espacial y temporal complejas e imprevisibles en el medio ambiente de trabajo. Por consiguiente, la proximidad de la fuente al trabajador no siempre es el mejor indicador de similitud de la exposición. Las mediciones de la exposición realizadas en trabajadores con exposiciones teóricamente similares pueden revelar una variación mayor de la prevista. En estos casos, los grupos de exposición deben reconstruirse en conjuntos más pequeños de trabajadores, y la toma de muestras debe proseguir hasta que se compruebe que los trabajadores asignados a cada grupo tienen realmente exposiciones similares La exposición puede estimarse para todos los trabajadores, con independencia de su puesto de trabajo o riesgo, o puede estimarse sólo para los trabajadores que, en principio, están más expuestos; esto se denomina muestreo del peor caso. La selección de los trabajadores
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para el muestreo del peor caso puede basarse en criterios de producción, proximidad a la fuente, datos de muestreos anteriores, inventario y toxicidad química. El método del peor caso se utiliza con fines reglamentarios y no ofrece una medida de la exposición media a largo plazo ni de la variabilidad de un día a otro. El muestreo en función de las tareas requiere la selección de trabajadores con tareas similares que no se realizan con carácter diario. Existen muchos factores que influyen en la exposición y que pueden repercutir en el éxito de la clasificación de los GEH; entre ellos figuran los siguientes: 1. Los diferentes trabajadores casi nunca realizan el mismo trabajo, aunque la descripción de su puesto de trabajo sea igual, y rara vez sufren las mismas exposiciones. 2. Las formas de trabajar de los diferentes empleados pueden hacer que la exposición varíe significativamente. 3. Los trabajadores que se desplazan por toda el área de trabajo pueden verse expuestos imprevisiblemente a distintas fuentes contaminantes durante una jornada laboral. 4. Las corrientes de aire en el lugar de trabajo pueden aumentar de manera imprevisible las exposiciones de los trabajadores situados a una distancia considerable de una fuente. 5. Las exposiciones pueden estar condicionadas, no por las tareas del puesto de trabajo, sino por el medio ambiente de trabajo. Duración del muestreo La concentración de agentes químicos en muestras ambientales se puede medir directamente sobre el terreno, obteniendo resultados inmediatos (en tiempo real), o bien se pueden recoger muestras en distintos medios de muestreo o en bolsas de muestreo, a distintos tiempos, que son analizadas posteriormente en un laboratorio . La ventaja del muestreo en tiempo real es que los resultados se obtienen rápidamente en el propio lugar de trabajo, y se pueden realizar mediciones de las exposiciones agudas a corto plazo. Sin embargo, los métodos en tiempo real son limitados porque no se dispone de ellos para todos los contaminantes de interés, ni tienen siempre la suficiente sensibilidad o exactitud analíticas para cuantificar los contaminantes estudiados. El muestreo en tiempo real puede no ser aplicable cuando el higienista industrial está interesado en exposiciones crónicas y necesita mediciones medias ponderadas en el tiempo para comparar con los OEL. El muestreo en tiempo real se utiliza para realizar evaluaciones de emergencia, ya que permite hacer estimaciones brutas de la concentración, detectar fugas, controlar la atmósfera ambiente y la fuente, evaluar los controles técnicos, controlar las exposiciones a corto plazo que duran menos de 15 minutos, controlar exposiciones episódicas, y controlar
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sustancias químicas altamente tóxicas (monóxido de carbono), mezclas explosivas y procesos. Los métodos de muestreo en tiempo real pueden detectar la evolución de las concentraciones con el tiempo y facilitar de inmediato información cualitativa y cuantitativa. El muestreo ambiental integrado suele realizarse para controles personales, muestreo de zona o comparación de las concentraciones con OEL medios ponderados en el tiempo. Las ventajas del muestreo integrado son la disponibilidad de métodos para una gran variedad de contaminantes; su utilidad para identificar sustancias desconocidas; su elevada exactitud y especificidad y unos límites de detección normalmente muy bajos. Las muestras integradas que se analizan en un laboratorio deben contener suficiente contaminante para que se cumplan los requisitos analíticos mínimos de detección. Por consiguiente, las muestras se toman a lo largo de un período establecido previamente. Además de los requisitos analíticos que ha de cumplir un método de muestreo, la duración del muestreo debe corresponderse con sus objetivos. La duración del muestreo de una fuente depende de la duración del proceso o el ciclo, o de los momentos en que se prevén concentraciones pico. Para el muestreo de los picos, las muestras deben tomarse a intervalos regulares durante todo el día, a fin de reducir al mínimo la desviación e identificar picos imprevistos. El período de muestreo debe ser lo suficientemente corto para que se identifiquen los picos y quede reflejado, al mismo tiempo, el período real de exposición. La duración del muestreo personal depende del límite de exposición profesional, la duración de la tarea o el efecto biológico previsto. Los métodos de muestreo en tiempo real se utilizan para valorar las exposiciones agudas a sustancias químicas irritantes y asfixiantes, sensibilizantes y agentes alergénicos. El cloro, el monóxido de carbono y el sulfuro de hidrógeno son algunas sustancias químicas que pueden ejercer sus efectos con rapidez y en concentraciones relativamente bajas. Cuando se estudian agentes que producen enfermedades crónicas, como el plomo y el mercurio, las muestras suelen tomarse durante un turno completo (siete horas o más por muestra) utilizando métodos de muestreo integrado. Para evaluar las exposiciones durante un turno completo, el higienista industrial toma una única muestra o una serie de muestras consecutivas que abarcan el turno completo. La duración del muestreo para exposiciones que tienen lugar durante menos tiempo del que dura un turno completo suele asociarse a determinadas tareas o procesos. La construcción, el mantenimiento de edificios y el
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mantenimiento de las carreteras son algunos trabajos en los que la exposición está vinculada a las tareas. ¿Cuántas muestras deben tomarse y con qué frecuencia? La concentración de contaminantes puede variar de un minuto a otro, de un día a otro o de una estación a otra, y puede existir variabilidad entre distintas personas y en una misma persona. La variabilidad de la exposición influye tanto en el número de muestras como en la exactitud de los resultados. Las variaciones de la exposición pueden deberse a diferencias en cuanto a las prácticas de trabajo, cambios en la emisión de contaminantes, al volumen de sustancias químicas utilizadas, a los cupos de producción, la ventilación, los cambios de temperatura, la movilidad del trabajador y la asignación de las tareas. La mayoría de las campañas de muestreo se realizan durante un par de días al año; por consiguiente, las medidas obtenidas no son representativas de la exposición. El período de muestreo es muy corto comparado con el período en el que no se toman muestras; el higienista industrial tiene que extrapolar al segundo los resultados obtenidos durante el primero. Para controlar la exposición a largo plazo, deben tomarse muestras repetidas a lo largo de varias semanas o meses de cada trabajador seleccionado de un GEH y deben caracterizarse las exposiciones correspondientes a todos los turnos. Aunque es posible que durante el turno de día se desarrolle una mayor actividad, la supervisión durante el turno de noche puede ser menor y, en consecuencia, se observarían más negligencias en las prácticas de trabajo. Técnicas de medición Muestreo activo y pasivo Los contaminantes se recogen en medios de muestreo, ya sea extrayendo activamente una muestra del aire a través del medio, o permitiendo pasivamente que el aire alcance el medio. El muestreo activo se realiza con una bomba alimentada por pilas, y el muestreo pasivo se realiza haciendo que los contaminantes alcancen el medio de muestreo por difusión o gravedad. Los gases, los vapores, las partículas en suspensión y los bioaerosoles se recogen mediante métodos activos de muestreo; los gases y los vapores pueden recogerse también mediante muestreo pasivo por difusión. En el caso de los gases, los vapores y la mayoría de las partículas en suspensión, una vez tomada la muestra, se mide la masa del contaminante y se calcula la concentración dividiendo la masa por el volumen de aire muestreado. En el caso de gases y vapores, la concentración se expresa en partes por millón (ppm) o mg/m3, y en el caso de las partículas en suspensión, se expresa en mg/m3 .
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En el muestreo integrado, las bombas utilizadas para tomar muestras del aire son un elemento decisivo del sistema de muestreo, ya que para calcular la concentración es preciso conocer el volumen de aire muestreado. Las bombas se seleccionan en función de la velocidad de flujo deseada, la facilidad de su mantenimiento y calibrado, su tamaño, su coste y su idoneidad para entornos peligrosos. El principal criterio de selección es la velocidad del flujo: las bombas de flujo lento (0,5 a 500 ml/min) se utilizan para tomar muestras de gases y vapores; las bombas de flujo elevado (500 a 4.500 ml/min) se utilizan para tomar muestras de partículas en suspensión, bioaerosoles, gases y vapores. Para que los volúmenes de las muestras sean exactos, las bombas deben ser calibradas con exactitud. El calibrado se realiza utilizando patrones primarios, como medidores electrónicos o manuales de pompas de jabón, que miden directamente el volumen, o métodos secundarios, como los medidores en húmedo, los gasómetros en seco y los rotámetros de precisión que se calibran con arreglo a métodos primarios. Gases y vapores: medios de muestreo Los gases y los vapores se recogen utilizando tubos adsorbentes sólidos porosos, borboteador (impingers), detectores pasivos y bolsas. Los tubos adsorbentes son tubos de vidrio huecos que se rellenan con un sólido granular que permite adsorber sustancias químicas inalteradas en su superficie. Los adsorbentes sólidos son específicos para determinados grupos de compuestos; los adsorbentes utilizados habitualmente son el carbón vegetal, el gel de sílice y el Tenax. El adsorbente de carbón vegetal, una forma amorfa del carbono, carece de polaridad eléctrica y adsorbe preferiblemente gases y vapores orgánicos. El gel de sílice, una forma amorfa de sílice, se utiliza para recoger compuestos orgánicos polares, aminas y algunos compuestos inorgánicos. Debido a su afinidad por los compuestos polares, adsorbe vapor de agua; por consiguiente, cuando la humedad es elevada, el agua puede desplazar las sustancias químicas menos polares del gel de sílice. El Tenax, un polímero poroso, se utiliza para obtener muestras de compuestos orgánicos volátiles apolares que están presentes en concentraciones muy bajas. La capacidad de realizar tomas precisas de los contaminantes atmosféricos y evitar su pérdida depende de la frecuencia del muestreo, el volumen de las muestras y la volatilidad y concentración de los contaminantes atmosféricos. La eficacia de recogida de los adsorbentes sólidos puede resultar perjudicada por el aumento de la temperatura, la humedad, la velocidad del flujo, la concentración, el tamaño de las partículas del adsorbente y la diversidad de sustancias químicas. Al reducirse la eficacia de la recogida, se pierden sustancias químicas durante el muestreo y se subestiman las concentraciones. Para
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detectar la pérdida o la descomposición de sustancias químicas, los tubos con adsorbentes sólidos tienen dos secciones de material granular separadas por un tapón de espuma. La parte delantera se utiliza para recoger las muestras y la parte posterior se utiliza para determinar la descomposición. Se considera que se ha producido descomposición cuando al menos el 20-25 % del contaminante aparece en la sección posterior del tubo. El análisis de contaminantes en los adsorbentes sólidos requiere la extracción del contaminante del medio utilizando un disolvente. Para cada lote de tubos de adsorbente y sustancias químicas recogidas, el laboratorio debe determinar la eficacia de la desorción; es decir, la eficacia de la eliminación de sustancias químicas del adsorbente por acción del disolvente. En el caso del carbón vegetal y el gel de sílice, el disolvente más utilizado es el disulfuro de carbono. En el caso del Tenax, las sustancias químicas se extraen mediante desorción térmica directamente en un cromatógrafo de fase gaseosa. Los borboteadores (impingers) suelen ser frascos de vidrio con un tubo de entrada que permite introducir aire en el frasco atravesando una solución que recoge los gases y vapores por absorción, ya sea disolviéndose sin cambios o sufriendo una reacción química. Los borboteadores se utilizan cada vez menos para controlar los lugares de trabajo, especialmente para la toma de muestras del personal, porque pueden romperse y el medio líquido puede derramarse sobre el empleado. Los detectores pasivos o por difusión son pequeños, no contienen piezas móviles y sirven para obtener muestras tanto de contaminantes orgánicos como inorgánicos. La mayoría de los detectores de compuestos orgánicos utilizan carbón vegetal activado como medio para recoger la muestra. En teoría, cualquier compuesto que pueda ser muestreado utilizando un tubo con adsorbente de carbón vegetal y una bomba puede estudiarse también utilizando un detector pasivo. Estos detectores tienen una geometría diseñada a la medida para conseguir una velocidad de muestreo eficaz. El muestreo se inicia al retirar la tapa del detector y finaliza cuando dicha tapa vuelve a colocarse en su sitio. La mayoría de los detectores por difusión son lo bastante precisos para determinar las exposiciones medias ponderadas en el tiempo durante ocho horas, pero no son adecuados para exposiciones de corta duración. Las bolsas de muestreo pueden utilizarse para recoger muestras integradas de gases y vapores. Sus propiedades de permeabilidad y adsorción permiten conservar las muestras durante un día con una pérdida mínima. Las bolsas son de Teflon (politetrafluoroetileno) y Tedlar (fluoruro de polivinilo). Medio de muestreo: materias particuladas
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El muestreo del lugar de trabajo para detectar materias particuladas, o aerosoles, está experimentado algunos cambios en la actualidad; se tiende a sustituir los métodos tradicionales de muestreo por métodos de muestro selectivo granulométrico. En primer lugar, se describirán los métodos de muestreo tradicionales y, a continuación, los métodos granulométricos. Los medios utilizados con mayor frecuencia para recoger aerosoles son los filtros de fibra o membrana. La eliminación de aerosoles de la corriente de aire se produce por colisión y adherencia de las partículas a la superficie del filtro. La elección del material del filtro depende de las propiedades físicas y químicas de los aerosoles de los que se desean obtener muestras, el tipo de muestreador y el tipo de análisis. Al seleccionar los filtros, debe considerarse la eficiencia de recogida, la caída de presión, la higroscopicidad, la contaminación de fondo, la resistencia y el tamaño de los poros, que puede variar de 0,01 a 10 μm. Los filtros de membrana se fabrican con distintos tamaños de poro y normalmente
son de éster de celulosa, cloruro de polivinilo o politetrafluoroetileno. Las partículas se recogen en la superficie del filtro; por consiguiente, los filtros de membrana suelen utilizarse cuando se van a examinar las muestras con microscopio. Los filtros mixtos de éster de celulosa pueden disolverse fácilmente con ácido y se utilizan generalmente para recoger metales que serán analizados mediante absorción atómica. Los filtros nucleoporosos (policarbonatos) son muy fuertes y termoestables y se utilizan para tomar muestras y analizar fibras de amianto utilizando microscopia electrónica de transmisión. Los filtros de fibra suelen fabricarse con fibra de vidrio y se utilizan para tomar muestras de aerosoles como pesticidas y plomo. Para estudiar la exposición a aerosoles en el lugar de trabajo, se puede tomar una muestra de un volumen conocido de aire a través de los filtros, medir el incremento total de masa (mg/m3 aire) (análisis gravimétrico), contar el número total de partículas (fibras/cc) o identificar los aerosoles (análisis químico). Para el cálculo de masas, se puede medir el polvo total que entra en el aparato de muestreo o sólo la fracción respirable. Cuando se mide el polvo total, el aumento de la masa representa la exposición por sedimentación en todas las partes del tracto respiratorio. Los instrumentos para la toma de muestras del polvo total están sujetos a error debido a las fuertes corrientes de aire que atraviesan el instrumento o a su orientación inadecuada. Las corrientes de aire y los filtros orientados en vertical pueden determinar que se recojan demasiadas partículas y que se sobreestime la exposición.
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Cuando se toman muestras del polvo respirable, el aumento de la masa representa la exposición por sedimentación en la región (alveolar) de intercambio de gases del tracto respiratorio. Para recoger sólo la fracción respirable se utiliza un preclasificador llamado ciclón que distorsiona la distribución del polvo suspendido en el aire. Los aerosoles pasan por el ciclón, se aceleran y forman torbellinos, haciendo que las partículas más pesadas sean arrojadas fuera de la corriente de aire y pasen a una sección de eliminación situada en la parte inferior del ciclón. Las partículas respirables menores de 10 µm permanecen en la corriente de aire y son recogidas por el filtro para su posterior análisis gravimétrico. Los errores de muestreo que se producen al realizar un muestro del polvo total y de la fracción respirable dan lugar a mediciones que no reflejan con exactitud la exposición o su relación con efectos negativos para la salud. Por consiguiente, se ha propuesto el uso de muestreos selectivos granulométricos para redefinir la relación entre el tamaño de las partículas, el efecto negativo en la salud y el método de muestreo. En el muestreo selectivo granulométrico, la medición de las partículas tiene en cuenta los tamaños asociados a efectos concretos en la salud. La Organización Internacional de Normalización (ISO) y la ACGIH han propuesto tres fracciones de masa particulada: masa particulada inhalable (MPI), masa particulada torácica (MPT) y masa particulada respirable (MPR). La MPI se refiere a las partículas que pueden penetrar por la nariz y la boca y sustituiría a la fracción total de masa tradicional. La MPT se refiere a las partículas que pueden penetrar en el sistema respiratorio superior una vez pasada la laringe. La MPR se refiere a las partículas que pueden depositarse en la región de intercambio de gases del pulmón y sustituiría a la actual fracción de masa respirable. La adopción del muestreo selectivo granulométrico requiere en la práctica el desarrollo de nuevos métodos de muestreo de aerosoles y el establecimiento de límites de exposición profesional específicos para este tipo de muestreos. Medios de muestreo: materiales biológicos Hay pocos métodos normalizados para el muestreo de materiales biológicos o bioaerosoles. Aunque los métodos de muestreo son similares a los utilizados para otras partículas suspendidas en el aire, deben preservar la viabilidad de la mayoría de los bioaerosoles para que puedan cultivarse en el laboratorio. Por consiguiente, es más difícil recoger, almacenar y analizar las muestras. La estrategia para el muestreo de bioaerosoles implica la recogida directa en un agar nutritivo semisólido o la recogida en un medio líquido y su cultivo posterior en placa,
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incubación durante varios días e identificación y cuantificación de las células que han crecido. Los grupos de células que se multiplican en el agar pueden contarse como unidades formadoras de colonias en el caso de bacterias u hongos viables y unidades formadoras de placas en el caso de virus activos. Con la excepción de las esporas, no se recomiendan los filtros para la recogida de bioaerosoles debido a que la deshidratación produce daños celulares. Los microorganismos aerosolizados viables se recogen utilizando impactores de vidrio (AGI-30), muestreadores de rendija y borboteadores por inercia. El borboteador recoge los bioaerosoles en un medio líquido y el muestreador de rendija los recoge en portaobjetos de vidrio a elevados volúmenes y velocidades de flujo. El borboteador se utiliza con entre una y seis etapas, en cada una de las cuales se siembra una placa de Petri para separar las partículas según su tamaño. La interpretación de los resultados del muestreo debe realizarse caso por caso, porque no existen límites de exposición profesional. Los criterios de evaluación deben fijarse antes del muestreo. Para las investigaciones de la atmósfera interior, en particular, las muestras tomadas fuera del edificio se utilizan como referencia basal. Una regla práctica es que las concentraciones deben ser diez veces mayores a la basal para que se pueda pensar que existe contaminación. Cuando se utilizan técnicas de cultivo en placas, es probable que se subestimen las concentraciones por la pérdida de viabilidad durante el muestreo y la incubación. Toma de muestras en la piel y en las superficies No existen métodos normalizados para evaluar la exposición de la piel a sustancias químicas y predecir la dosis. El muestreo de superficies se realiza principalmente para evaluar las prácticas de trabajo e identificar posibles fuentes de absorción a través de la piel o por ingestión. Para evaluar el potencial de absorción dérmica e ingestión, se utilizan dos tipos de métodos de muestreo de superficie: métodos directos, que consisten en tomar muestras en la piel del trabajador, y métodos indirectos, que consisten en la obtención de muestras por frotamiento de las superficies. El muestreo directo de la piel consiste en colocar gasas sobre la piel para absorber las sustancias químicas, lavar la piel con disolventes para separar los contaminantes o utilizar luz fluorescente para identificar los contaminantes presentes en la piel. Las gasas se colocan en diferentes partes del cuerpo y se dejan expuestas o se colocan debajo del equipo de protección personal.
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Al final de la jornada de trabajo, se retiran las gasas y se analizan en el laboratorio; la distribución de concentraciones en diferentes partes del cuerpo permite identificar las zonas de exposición de la piel. Este método es poco costoso y fácil de realizar; sin embargo, los resultados presentan limitaciones, ya que las gasas no constituyen modelos físicos adecuados de las propiedades de absorción y retención de la piel y miden concentraciones que no son necesariamente representativas de todo el cuerpo. Los lavados de la piel consisten en enjuagar la piel con disolventes o introducir las manos en bolsas de plástico llenas de disolvente para medir la concentración de sustancias químicas en su superficie. Este método puede subestimar la dosis al recoger sólo la fracción no absorbida de las sustancias químicas. El control con luz fluorescente se utiliza para identificar la exposición de la piel a sustancias químicas que son fluorescentes por naturaleza, como compuestos aromáticos polinucleares, y para identificar exposiciones a sustancias químicas a las que se han añadido intencionadamente compuestos fluorescentes. Para detectar la contaminación, se realiza un barrido de la piel con luz ultravioleta. La visualización de las zonas contaminadas permite que los trabajadores conozcan el efecto de las prácticas de trabajo en la exposición. En la actualidad, se están realizando investigaciones para cuantificar la intensidad fluorescente y relacionarla con la dosis. Los métodos de muestreo indirecto por frotamiento requieren el uso de gasas, filtros de fibra de vidrio o filtros de celulosa para frotar el interior de guantes o respiradores o las superficies. La eficacia de la recogida puede aumentar si se añaden disolventes. Seguidamente, las gasas o los filtros se analizan en el laboratorio. Para normalizar los resultados y poder realizar comparaciones entre distintas muestras, se utiliza una plantilla cuadrada para tomar muestras en un área de 100 cm2 . Medios biológicos Las muestras de sangre, orina y aire exhalado son las más adecuadas para el control biológico rutinario, mientras que el pelo, la leche, la saliva y las uñas se utilizan con menos frecuencia. El control biológico se realiza mediante la recogida en el lugar de trabajo de muestras en serie de sangre y orina, y su posterior análisis en el laboratorio. Las muestras de aire exhalado se recogen en bolsas de Tedlar, pipetas de vidrio especialmente diseñadas al efecto o tubos con adsorbente y se analizan “in situ”, utilizando instrumentos de lectura
directa, o en el laboratorio. Las muestras de sangre, orina y aire exhalado se utilizan principalmente para medir el compuesto original no modificado (la misma sustancia química de la que se toman
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muestras en el aire del lugar de trabajo), sus metabolitos o un cambio bioquímico (compuestos intermedios) que ha sido inducido en el organismo. Por ejemplo, el plomo inorgánico se mide en la sangre para evaluar la exposición al plomo; el metabolito ácido mandélico se mide en la orina para determinar tanto la exposición al estireno como la del etilbenceno, y la carboxihemoglobina es el compuesto intermedio que se mide en la sangre para determinar la exposición a monóxido de carbono y cloruro de metileno. Para el control de la exposición, la concentración de un determinante ideal estará estrechamente correlacionada con la intensidad de la exposición. Para el control médico, la concentración de un determinante ideal estará estrechamente correlacionada con su concentración en el órgano diana. El momento de tomar las muestras puede influir en la utilidad de las mediciones; las muestras deben recogerse en los momentos en que reflejen la exposición con mayor exactitud. El momento más oportuno depende de la semivida biológica de excreción de una sustancia química, que refleja la velocidad con que dicha sustancia es eliminada del organismo, y que puede variar de horas a años. La concentración en los órganos diana de las sustancias químicas con semivida biológica corta depende en gran medida de la concentración ambiental; la concentración en los órganos diana de las sustancias químicas con semivida biológica larga fluctúa muy poco en respuesta a las exposiciones ambientales. En el caso de las sustancias químicas con semivida biológica inferior a tres horas, las muestras deben tomarse justo al finalizar la jornada laboral, antes de que las concentraciones disminuyan rápidamente, para que quede reflejada la exposición durante ese día. En el caso de las sustancias químicas con semivida larga, como los bifenilos policlorados y el plomo, las muestras pueden tomarse en cualquier momento. Detectores en tiempo real Los instrumentos de lectura directa permiten cuantificar en tiempo real los contaminantes; la muestra se analiza dentro del equipo y no requiere análisis en un laboratorio exterior Los compuestos pueden medirse sin tener que recogerlos antes en distintos medios, transportarlos, almacenarlos y analizarlos. La concentración se lee directamente en un medidor, una pantalla, en una cinta de registro, un tabulador electrónico de datos, o por un cambio de color. Los instrumentos de lectura directa se utilizan principalmente para gases y vapores; existen también algunos instrumentos para detectar las partículas en suspensión. Los instrumentos varían en coste, complejidad, fiabilidad, tamaño, sensibilidad y especificidad.
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Existen aparatos muy sencillos, como tubos colorimétricos, que indican la concentración mediante un cambio de color, instrumentos específicos para una sustancia química, como los indicadores de monóxido de carbono, los indicadores de gases combustibles (explosímetros) y los medidores del vapor de mercurio, o instrumentos de reconocimiento, como los espectrómetros para infrarrojos, que analizan grandes grupos de sustancias químicas. Los instrumentos de lectura directa aplican distintos métodos físicos y químicos para analizar los gases y vapores, como la conductividad, la ionización, la potenciometría, la fotometría, los indicadores radiactivos y la combustión. Los instrumentos portátiles de lectura directa que se utilizan con más frecuencia son los cromatógrafos de gases, los analizadores de vapores orgánicos y los espectrómetros para infrarrojos accionados por pilas. Los cromatógrafos de gases y los analizadores de vapores orgánicos se utilizan principalmente para controlar el medio ambiente en lugares en los que hay residuos peligrosos y para controlar el aire ambiental en las comunidades vecinas. Los cromatógrafos de gases con detectores adecuados son específicos y sensibles y pueden cuantificar sustancias químicas a concentraciones muy bajas. Los analizadores de vapores orgánicos suelen utilizarse para medir compuestos por grupos. Los espectrómetros para infrarrojos portátiles se utilizan principalmente para el control industrial y la detección de fugas, porque son sensibles y específicos para una amplia gama de compuestos. Existen pequeños detectores personales de lectura directa para una serie de gases comunes (cloro, cianuro de hidrógeno, sulfuro de hidrógeno, hidrazina, oxígeno, fosgeno, dióxido de azufre, dióxido de nitrógeno y monóxido de carbono). Estos detectores acumulan las concentraciones medidas a lo largo de todo un día y permiten realizar una lectura directa de la concentración media ponderada en el tiempo, así como un perfil detallado del contaminante correspondiente a ese día. Los tubos colorimétricos (tubos detectores) son fáciles de utilizar, baratos y sirven para una gran variedad de sustancias químicas. Pueden utilizarse para identificar rápidamente clases de contaminantes atmosféricos y realizar estimaciones aproximadas de concentraciones, que sirven para determinar los volúmenes y las velocidades del flujo de la bomba. Los tubos colorimétricos son tubos de vidrio llenos de material granular sólido impregnado con un agente químico que reacciona con un contaminante y produce un cambio de color. Después de romper los dos extremos sellados de un tubo, uno de esos extremos se coloca en una bomba manual. Para tomar la muestra, el volumen recomendado de aire contaminado se hace pasar a través del tubo utilizando un número específico de bombeos para cada sustancia química. Generalmente, al cabo de dos minutos se produce un cambio
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de color o una alteración cromática en el tubo, cuya intensidad es proporcional a la concentración. Algunos tubos colorimétricos se han adaptado para muestreos de larga duración y se utilizan con bombas alimentadas por pilas que pueden funcionar durante períodos de hasta ocho horas. El cambio de color que se produce en el tubo representa una concentración media ponderada en el tiempo. Los tubos colorimétricos son adecuados para realizar análisis tanto cualitativos como cuantitativos; sin embargo, su especificidad y exactitud son limitadas. La exactitud de los tubos colorimétricos no es tan elevada como la de los métodos de laboratorio o la de muchos otros instrumentos de lectura directa. Existen centenares de tubos, muchos de los cuales tienen sensibilidades cruzadas y pueden detectar más de una sustancia química. Este hecho puede causar interferencias que modifiquen las concentraciones medidas. Los detectores de lectura directa para aerosoles no distinguen entre contaminantes y se utilizan normalmente para contar o determinar el tamaño de las partículas, más con fines de cribado que para determinar promedios de concentración ponderada en el tiempo o exposiciones agudas. Los instrumentos en tiempo real utilizan propiedades ópticas o eléctricas para determinar la masa total y respirable, realizar el recuento de partículas y determinar su tamaño. Los detectores de aerosoles por luz dispersa o los fotómetros para aerosoles detectan la luz que dispersan las partículas cuando pasan por su interior. Al aumentar el número de partículas, la cantidad de luz dispersada aumenta de forma proporcional a la masa. Los detectores de aerosoles por luz dispersa no sirven para distinguir entre distintos tipos de partículas; sin embargo, cuando se utilizan en un lugar de trabajo con un número limitado de tipos distintos de polvo, la masa puede atribuirse a determinado material. Los detectores de aerosoles fibrosos se utilizan para medir la concentración atmosférica de partículas como el amianto. Las fibras se orientan en un campo eléctrico oscilante y se iluminan con láser de helio y neón; los impulsos luminosos resultantes se detectan mediante un tubo fotomultiplicador. Los fotómetros de luz atenuada miden la extinción de luz por efecto de las partículas; la relación entre luz incidente y luz medida es proporcional a la concentración. Técnicas analíticas Existen muchos métodos para analizar las muestras de laboratorio de contaminantes. Algunas de las técnicas más habituales para cuantificar gases y vapores atmosféricos son la cromatografía de gases, la espectrometría de masas, la absorción atómica, la espectroscopia por rayos infrarrojos y UV y la polarografía.
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La cromatografía de gases es una técnica que se utiliza para separar y concentrar sustancias químicas contenidas en mezclas para su posterior análisis cuantitativo. El sistema consta de tres componentes principales: el sistema de inyección de la muestra, una columna y un detector. La muestra líquida o gaseosa se inyecta con una jeringa en una corriente de aire, que la transporta a través de una columna en donde se separan sus componentes. La columna está llena de materiales que interactúan de manera diferente con las distintas sustancias químicas y aminoran su desplazamiento. Esta diferente interacción hace que cada sustancia química se mueva a través de la columna a una velocidad diferente. Una vez separadas, las sustancias químicas pasan directamente a un detector, que puede ser de ionización de llama, fotoionización o captura de electrones. En un registrador de gráficos se registra una señal proporcional a la concentración. El detector de ionización de llama se utiliza para casi todos los compuestos orgánicos, como hidrocarburos aromáticos, hidrocarburos de cadena lineal, cetonas y algunos hidrocarburos clorados. La concentración se mide por el incremento del número de iones que se produce cuando un hidrocarburo volátil se quema en una llama de hidrógeno. El detector de fotoionización se utiliza para compuestos orgánicos y algunos inorgánicos; es especialmente útil para compuestos aromáticos como el benceno y puede detectar hidrocarburos alifáticos, aromáticos y halogenados. La concentración se mide por el aumento del número de iones que se produce cuando la muestra es bombardeada con radiación ultravioleta. El detector por captura de electrones se utiliza principalmente para sustancias químicas que contienen halógenos; ofrece una respuesta mínima a los hidrocarburos, alcoholes y cetonas. La concentración se mide por el flujo de corriente entre los dos electrodos causado por la ionización del gas por radiactividad. La espectrofotometría de masas sirve para analizar mezclas complejas de sustancias químicas presentes en cantidades traza. Suele utilizarse conjuntamente con un cromatógrafo de gases para separar y cuantificar los diferentes contaminantes. La espectroscopia de absorción atómica se utiliza principalmente para cuantificar metales como el mercurio. La absorción atómica es la absorción de la luz de una determinada longitud de onda por un átomo libre en estado fundamental; la cantidad de luz absorbida depende de la concentración. Esta técnica es muy específica, sensible y rápida y puede aplicarse directamente a unos 68 elementos. Los límites de detección están en un rango próximo a ppb y hasta pequeñas ppm.
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El análisis por rayos infrarrojos es una técnica potente, sensible, específica y versátil. Utiliza la absorción de energía infrarroja para medir muchas sustancias químicas orgánicas e inorgánicas; la cantidad de luz absorbida es proporcional a la concentración. El espectro de absorción de un compuesto facilita información que permite describirlo y cuantificarlo. La espectroscopia por absorción UV se utiliza para el análisis de hidrocarburos aromáticos cuando se sabe que existen pocas interferencias. La cantidad de absorción de luz UV es directamente proporcional a la concentración. Los métodos polarográficos se basan en la electrolisis de una solución de muestra con un electrodo fácilmente polarizable y un electrodo no polarizable. Se utilizan para realizar análisis cualitativos y cuantitativos de aldehídos, hidrocarburos clorados y metales. HIGIENE INDUSTRIAL: CONTROL DE LAS EXPOSICIONES MEDIANTE LA INTERVENCIÓN CONTROL DE RIESGOS Una vez que se identifica y evalúa un riesgo, debe decidirse qué intervenciones (métodos de control) son las más adecuadas para controlar ese riesgo concreto. Los métodos de control suelen dividirse en tres categorías: 1. Controles técnicos. 2. Controles administrativos. 3. Equipos de protección personal. Como con cualquier otro cambio en los procesos de trabajo, el éxito de estas intervenciones depende de la formación que reciba el personal. Los controles técnicos son cambios en los procesos o equipos que reducen o eliminan la exposición a un agente. Por ejemplo, la sustitución de una sustancia por otra menos tóxica o la instalación de un sistema de ventilación localizada que elimina los vapores generados durante una etapa del proceso, son ejemplos de controles técnicos. Algunos controles técnicos para el ruido son, por ejemplo, la instalación de materiales insonorizantes, cerramientos o silenciadores en las salidas de aire. Otro tipo de control técnico puede consistir en cambiar el propio proceso. Un ejemplo de este tipo de control sería la eliminación de una o más etapas desengrasantes en un proceso que antes requería tres etapas. Al eliminar la necesidad de realizar la tarea que producía la exposición, se controla la exposición total del trabajador. La ventaja de los controles técnicos es que requieren una participación relativamente pequeña del trabajador, que puede proseguir con su trabajo en un medio ambiente más controlado si, por ejemplo, los contaminantes se eliminan
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automáticamente de la atmósfera. Esto contrasta con la situación en la que se elige como método de control un respirador que debe llevar el trabajador mientras realiza la tarea en un lugar de trabajo “no controlado”. Además de instalar activamente controles técnicos en los
equipos existentes, una empresa puede adquirir nuevos equipos que lleven incorporados esos controles u otros más eficaces. En general, el enfoque combinado suele ser el más eficaz (es decir, la instalación de algunos controles técnicos y el uso de equipos de protección personal hasta que se adquieran nuevos equipos con controles más eficaces, que permiten prescindir de los equipos de protección personal). Algunos ejemplos comunes de controles técnicos son:
de etapas peligrosas). El higienista industrial debe tener en cuenta las tareas que realiza el trabajador y solicitar su participación en el diseño o elección de los controles técnicos. Por ejemplo, la instalación de barreras en el lugar de trabajo puede dificultar considerablemente la capacidad de un trabajador para realizar su trabajo y podría reducir su rendimiento. Los controles técnicos son el método más eficaz para reducir las exposiciones. Con frecuencia, son también el más caro. Puesto que los controles técnicos son eficaces y costosos, es importante que se consiga la máxima participación de los trabajadores en su elección y diseño. Así debería aumentar la probabilidad de que los controles reduzcan las exposiciones. Los controles administrativos son cambios en la manera en que un trabajador realiza las tareas correspondientes a su puesto de trabajo; por ejemplo, reducción del tiempo de trabajo en una zona en la que se producen exposiciones, o cambios en las prácticas de trabajo, como rectificación de la posición del cuerpo para reducir la exposición. Los controles administrativos pueden aumentar la eficacia de una intervención, pero presentan varias desventajas: 1. La rotación de los trabajadores puede reducir la exposición media total durante una jornada de trabajo, pero aumenta el número de trabajadores que se verán sometidos a elevadas exposiciones durante períodos cortos de tiempo. A medida que se conoce más sobre los tóxicos y sus mecanismos de actuación, se sabe que las exposiciones pico de corta duración pueden representar un riesgo mayor del que se estimaría por su contribución a la exposición media.
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2. La modificación de las prácticas de trabajo puede representar un importante reto de aplicación y seguimiento. La aplicación y el seguimiento de las prácticas de trabajo determinan su eficacia. Esta atención constante que requieren los controles administrativos supone un importante coste. El equipo de protección personal está compuesto por los elementos que se entregan al trabajador para que los lleve puestos mientras realiza determinadas tareas (o todas ellas) de su puesto de trabajo; algunos de esos elementos son los respiradores, las gafas, los guantes protectores y las pantallas de protección facial. El equipo de protección personal suele utilizarse cuando los controles técnicos no han conseguido controlar la exposición a unos niveles aceptables o cuando dichos controles no son factibles (por razones operativas o de coste). El equipo de protección personal puede ofrecer una protección importante a los trabajadores si se lleva y se utiliza correctamente. En el caso de la protección de las vías respiratorias, el factor de protección (relación entre la concentración fuera y dentro del respirador) puede ser de 1.000 o más para los respiradores de aire suministrado con presión positiva o de hasta 10 para los respiradores que purifican el aire y ocupan la mitad de la cara. Los guantes (si se elige un modelo adecuado) pueden proteger las manos durante horas contra los disolventes. Las gafas protectoras ofrecen una protección eficaz contra las salpicaduras de sustancias químicas. Nivel aceptable de exposición Si se estudia la aplicación de controles para proteger a un trabajador de una sustancia como la acetona, cuyo nivel aceptable de exposición puede ser del orden de 800 ppm, dicho nivel puede reducirse a 400 ppm o menos con relativa facilidad. El ejemplo de la acetona contrasta con el control del 2-etoxietanol, cuyo nivel aceptable de exposición puede estar en el rango de 0,5 ppm. Para conseguir el mismo porcentaje de reducción (0,5 ppm a 0,25 ppm) probablemente se necesitarían diferentes controles. De hecho, con unos niveles de exposición tan bajos, el aislamiento del material puede convertirse en el principal medio de control. Cuando los niveles de exposición son elevados, la ventilación puede conseguir la reducción necesaria. Así pues, el nivel aceptable establecido (por el gobierno, la empresa, etc.) para una sustancia puede condicionar la elección de los controles. Frecuencia de la exposición El modelo clásico para evaluar la toxicidad utiliza la siguiente relación: TIEMPO× CONCENTRACION = DOSIS
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La dosis, en este caso, es la cantidad de material que está disponible para su absorción. Hasta ahora se ha hablado de intentar minimizar (reducir) el componente de la concentración en esta ecuación. También se puede reducir la duración de la exposición (la razón que justifica los controles administrativos). Así se reduciría igualmente la dosis. El problema aquí no es que el trabajador pase cierto tiempo en una zona contaminada, sino la frecuencia con que realiza una operación (tarea). Esta distinción es importante. En el primer ejemplo, la exposición se controla alejando a los trabajadores de la zona en la que están expuestos a determinada cantidad de un agente tóxico. El esfuerzo de la intervención no está encaminado hacia el control de la cantidad de sustancia tóxica (en muchas situaciones, puede utilizarse un enfoque combinado). En el segundo caso, la frecuencia de la operación se utiliza para introducir los controles adecuados, no para establecer un horario de trabajo. Por ejemplo, si una operación, como el desengrasado, es realizada rutinariamente por un trabajador, los controles pueden consistir en medidas de ventilación, sustitución por un disolvente menos tóxico o incluso automatización del proceso. Si la operación se realiza con poca frecuencia (p. ej., una vez al trimestre), los equipos de protección personal pueden constituir una alternativa adecuada (dependiendo de muchos de los factores que se describen en esta sección). Como ilustran estos dos ejemplos, la frecuencia con que se realiza una operación puede afectar directamente a la selección de controles. Cualquiera que sea la situación de exposición, la frecuencia con que un trabajador realiza las tareas debe tenerse en cuenta a la hora de elegir los controles. Obviamente, la vía de exposición influye en la elección del método de control. Si se trata de un irritante respiratorio, se considerará el uso de ventilación, respiradores, etc. El reto para el higienista industrial es identificar todas las vías de exposición. Por ejemplo, los éteres de glicol se utilizan como disolventes transportadores en las operaciones de impresión. Se puede medir su concentración atmosférica en la zona de respiración e introducir controles. Sin embargo, los éteres de glicol se absorben rápidamente a través de la piel intacta. La piel representa una importante vía de exposición y debe tenerse en cuenta. De hecho, si se usan unos guantes inadecuados, la exposición de la piel puede continuar mucho tiempo después de que se haya reducido la exposición ambiental (si el trabajador sigue utilizando los guantes contaminados). El higienista debe vías de exposición son posibles y probables (dependiendo de las tareas que realiza el trabajador).
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A la hora de elegir los controles, uno de los factores que deben tenerse en cuenta son los requisitos normativos al respecto. Puede haber códigos profesionales, reglamentos, etc., que impongan una determinada serie de controles. El higienista industrial puede actuar con flexibilidad respecto de los requisitos normativos, pero debe aplicar los controles mínimos obligatorios. Otro aspecto de los requisitos normativos es que los controles obligatorios pueden ser menos eficaces o entrar en conflicto con la opinión del higienista industrial. En estas situaciones, el higienista debe ser creativo y encontrar soluciones que satisfagan tanto los requisitos normativos como los objetivos de buena práctica de la organización.
TRAB AJOS CON RI ESGOS ESPECI AL ES Artícul o 145º) L os establ ecimi entos en donde se fabriquen, manipul en o empl een sustancias inf ectantes o suscepti bles de producir polvos, gases o ni eblas tóxi cas o corr osivas y que pongan en peligr o la salud o vida de los tr abajador es, estar án suj etos a las prescripciones que se detal lan en este capítulo. En los procesos de fabr icación se emplear án las sustancias menos nocivas. Su al macenami ento, manipul ación o procesamiento se efectuar áen lugar es aislados, desti nan do per sonal adiestr ado y capacitado par a su man ejo y adoptando las máximas medidas de seguridad. L a utilización de estas sustancias, se reali zaráen cir cui tos cer rados a f in de impedir su dif usión al medio ambi ente labor al en cualqui era de sus estados, de no ser ell o posible se captar án en su origen y se proveeráal lugar de un sistema de venti lación de pr obada efi cacia como medida complementar ia, par a mantener un ambiente adecuado tr atando asimismo de evitar la contamin ación del medio ambiente exteri or. En caso de pé rdidas o escapes se pondr áen acci ón el plan de segur idad qu e corresponda, según l a natur aleza del establ ecimi ento y cuyo texto seráexpuesto en lugar visible. El personal a empl ear en tr abajos con r iesgos especiales seráadiestr ado, capacitado y provisto de equipos y elementos de pr otección personal adecuados al r iesgo, según l o establecido en el capítu lo 19. L os envases conteniendo sustancias o elementos explosivos, corrosivos, tóxicos, in fecciosos, ir r itantes o cual qui er otr o, capaces de producir r iesgos a los tr abajador es serán segur os y deberán rotular se visibl emente indicando su conteni do, como así tambié n l as pr ecaucion es par a su empleo y man ipulación. Ar tícul o 146º) En los establecimi entos en donde se fabr iquen, depositen o manipu len sustancias expl osivas se cumpl irálo r eglamentado por F abricaciones M ili tar es.
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Artícul o 147º) E n l os establ ecimi entos en qu e se procesen sustancias perj udiciales para la salu d de los tr abajador es, en f orma de polvos u otr as capaces de generarlos y fi bras de cual quier or igen, se captar án y elimi narán por el pr ocedimi ento más efi caz. Artícul o 148º) En los establecim ientos en que se empl een sustancias cor rosivas o se produzcan gases o vapor es de tal índole, se protegerán las in stal aciones y equipos contra sus efectos, a fi n de evitar deteri oros que puedan constit ui r un riesgo. Los lu gares en donde se almacenan estas sustanci as tendr án venti lación suf iciente y permanente, además de sistemas de avenamiento. L os envases, se mantendr án con sistema de ci erre hacia arriba, debiendo ser desechados al cesar en su uso. Aquell os que contengan repeti damente las mismas sustancias corr osivas, en cual quiera de sus estados, serán controlados diar iamente. El tr ansvase de estas sustancias, se efectuar ápr eferentemente por gravedad o sistema que revista máxi ma seguridad. El tr anspor te, se efectuar áen envases adecuados y con sistema de sujeción o f ijación en el móvil que los tr ansporta. Dur ante su almacenaj e no se usaráel apil amiento. D e producirse derr ame de las sustancias corrosivas sobr e el piso o elementos de tr abaj o, se señ alar áy r esguar dar ála zona o l os elementos afectados para evitar el tr ánsito o su uso r especti vamente y se procederáa su n eutr alización y eli mi naci ón por el medio más adecuado a su n atur aleza. Ar tícul o 149º)En los establecimi entos en donde se fabr iquen, mani pul en o empleen las sustancias enu meradas en el ar t. 145, se instal arán dispositi vos de alar ma acústicos y visuales a fin de adverti r a los tr abajador es en caso de r iesgo. L os establecimientos, para f acil itar su l im pieza deberán r euni r las sigui entes condiciones: 1) Par edes, techos y pavimentos lisos e impermeables, sin pr esentar solucion es de continuidad. 2) Pi sos con decli ves hacia can aletas de desagües a fi n de impedir la acumu laci ón de líquidos y permi ti r su f ácil escur rimi ento. 3) Venti lados adecuadamente y con di spositi vos de segur idad, que eviten el escape de elementos nocivos a los lu gares de tr abajo pr óxi mos y al medio ambi ente exterior. 4) M anteni dos en condi ciones higié nicas, a efectos de evitar los riesgos inherentes a las sustancias empl eadas. Cuando se man ipulen sustanci as infecciosas, se extr emarán las condiciones higié nicas por procedimi entos adecuados, los que alcanzarán de ser posibl e a los pr oductos y sustancias previamente a su man ipul ación. Para el pr ocesamiento de sustancias tóxi cas, corr osivas, inf ecciosas o ir ritantes, se adoptar án tecnologías cer radas o bajo cubierta con sistema de aspir ación adecuada. Ar tícul o 150º) E n aquellos tr abajos en que se utili cen materi as de or igen an imal tales como, h uesos, pieles, pelo, l ana y otr as o sustancias vegetales ri esgosas seráobligator ia, siempr e que el proceso indu str ial lo permi ta, su desin fección previa por el medio más
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adecuado. Se evitar ála acumulación de materi a or gánica en estado de putr efacción, salvo que se efectúe en r ecipientes cerr ados y se neutr alicen l os olores desagradabl es. En l os establ ecimi entos dedicados a trabajos con pr oductos animal es o vegetales, seráde apli cación el dec. 4.238/68 y normas legales conexas. Artícul o 151º) En aquellos establ ecimi entos en donde se reali cen tr abajos hi perbóli cos, se cumpl irálo r eglamentado por l a Ar mada Nacional . Artícul o 152º) E n l os establ ecimi entos en qu e se reali cen trabajos de soldadur a y corte se asegur ar áuna adecuada venti lación e iluminaci ón. Asimi smo se tomarán l as medidas de segur idad necesarias contr a riesgo de incendio. El personal a empl ear en este tipo de tr abajo seráadiestr ado, capacitado y provi sto de equipos y elementos de protección personal adecuados, los cuales lo pr otegerán con tr a los r iesgos propios del tr abajo qu e efectúen y en especial contr a la pr oyección de par tículas y las radiaciones. Se deberán tom ar además, todas las precauci ones necesarias para proteger a las per sonas que tr abajan o pasan cerca de los lu gares en donde se efectúen tr abajos de soldadur a o corte. La ropa deber áestar limpi a de gr asa, aceite u otr as materi as inflamables y se deberácumplir con l o dispuesto en el capítu lo 10. Artícul o 153º) E n los establecim ientos en donde se efectúen tr abajos de soldadura autógena - alta pr esión, se almacenar án l os cilindr os según l o establecido en el ar t. 142. L os de oxígeno y los de aceti leno se alm acenar án separadam ente, de man er a tal que en caso de in cendi o se los puede evacuar r ápidamente. Serán claramente rotulados para identi ficar el gas que conti enen, i ndi cándose en forma visible el nombre del gas y pintando la par te superior con colores para su di ferenciación. Se uti lizarán r egul ador es de presión diseñ ados sólo y especialmente par a el gas en uso. L os sopletes deberán ser l impi ados regularmente, efectuándose su man teni mi ento en for ma adecuada y serán con ectados a los regulador es por tu bos flexi bles, especiales par a estas operaci ones. Se evitar áel con tacto de sustancias grasas o aceites con los elementos accesor ios de los cil indr os de oxígeno. Artícul o 154º) E n los establ ecimi entos, en donde se efectúen tr abajos de soldadura autógena - baja presión, los generadores de aceti leno fijos deber án in stalarse al air e o en lu gares bien ventil ados, lejos de los princi pales lu gares de tr abajo. L a ventil ación asegur ar áque no se formen m ezclas expl osivas o tóxi cas. L a iluminaci ón seráadecuada y los in terruptor es y equipos elé ctr icos estar án fuera del local o l a i nstal ación seráa prueba de explosiones. L os generador es de acetil eno por táti les se deber án u sar , limpi ar o recar gar , solamente si se cumpl en l as condi ciones señ al adas pr ecedentemente. Se prohíbe fum ar, encender o llevar fósforos, encendedores de cigar r il los, usar llamas o sopletes, soldar y tener materi ales inflamables en estos locales.
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Se instal ar án válvul as hidr ául icas de segur idad entre el generador y cada soplete, las cual es serán i nspeccionadas r egularmente y en especial luego de cada retroceso de llama y el n ivel de agua ser ácontr olado diar iamente. El mantenimiento sólo ser áreali zado por personal adiestr ado y capacitado par a tal fi n. En caso de desarmar un generador, el carbu r o de calcio deber áser r emovido y la pl anta ll enada con agua. Esta deber ápermanecer en la misma al menos dur ante media hora, para asegur ar que todas las partes queden libr es de gas. L as partes de car bur o de calci o adher idas deberán ser separ adas cui dadosamente con herr ami entas de bronce u otras aleaciones adecuadas que no pr oduzcan chispas. L as cargas usadas no se uti lizar án nu evamente. El carbu ro de calcio deber áser al macenado y manteni do seco en un a plataforma elevada sobr e el ni vel del pi so. E ste almacenamiento se reali zar ádentr o de envases metálicos a prueba de agua y air e y de suficiente resistenci a mecáni ca. Asimi smo se har ábajo techo en locales venti lados adecuadam ente y si é stos estuvieran contiguos a otro edif icio la par ed seráa pr ueba de fuego. Se indicar ávisibl emente este lugar señ alando el pr oducto de que se trata, como asítambié n l a pr ohi bición de fumar y de encender fuego dentr o del mismo. L os envases conteniendo car bur o de calci o sólo deberán ser abi ertos antes de car gar el generador, u tili zando par a ell o herr amientas adecuadas y nun ca con mar til lo y cin cel. Artícul o 155º) En l os establ ecimi entos, en donde se r ealicen tr abajos de soldadura elé ctr ica, seráobligator io el cumpl imi ento de lo sigui ente: 1) L as masas de cada apar ato de soldadu r a estar án puestas a ti err a, asícomo uno de los conductor es del cir cui to de utilización para la soldadur a. Seráadmisible la conexi ón de un o de los polos del cir cui to de soldeo a estas masas, cuan do por su puesta a tierr a no se provoquen corr ientes err antes de intensidad r iesgosa, en caso contrario, el circui to de soldeo estarápuesto a tier ra en el lugar de tr abajo. 2) Ai slar la superf icie exterior de los portaelectrodos a mano y en l o posibl e sus pinzas agarre. 3) Cu ando los tr abajos de soldadura se efectúen en l ocales mu y conductor es no se emplear án tension es superi ores a 50 vol ti os o la tensión en vacío entr e el electrodo y la pieza a soldar no superar álos 90 voltios en corriente altern a y los 150 volti os en corr iente conti nu a. El equi po de soldadura deberáestar colocado en el exterior del recinto en que opera el tr abajador. 4) L os trabajador es que efectúen este ti po de tar eas serán pr ovistos de equipos y elementos de pr otección personal , los cual es r eunir án las caracter ísticas señ aladas en el capítu lo 19. Artículo 156º) E n l os trabaj os de soldadur a elé ctr ica y autógena se usarán pantal las con doble mir il la, una de cri stal tr ansparente y la otra abatible oscura, para f acil itar el
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picado de la escoria y ambas fácil mente recambi ables. En aquellos puestos de soldadura elé ctr ica que lo pr ecisen y en l os de soldadura con gas in erte, se usarán pantallas de cabeza con atal aje gr aduado para su aj uste en l a misma. E stas deberán ser de materi al adecuado pr efer entemente de poli ester r eforzado con fibra de vidr io, o en su defecto con fibra vul cani zada. L as que se usen par a soldadura elé ctr ica no deber án tener n ingun a parte metálica en su exterior, con el f in de evitar contactos accidental es con l a pinza de soldar. Artícul o 157º) E n l os establ ecimi entos en l os que se reali cen tr abajos de soldadura y corte en espacios conf inados, se deberáasegur ar por medios mecáni cos una venti lación adecuada confor me lo establ ecido en el capítulo 11 de este r eglamento. Esta comenzaráa fun cionar antes de que el tr abajador entr e al l ugar y no cesar áhasta qu e é ste no se haya retir ado. Cuan do el tr abajador entre a un espacio conf in ado a tr avé s de un agu jer o de hombr e u otr a pequeñ a abertura, se lo pr oveeráde cintur ón de segur idad y cable de vida, debiendo haber u n observador en el exteri or du r ante el l apso que dur e la tar ea. Cuan do se interrumpan los tr abajos se deber án r etir ar l os sopletes del i nterior del l ugar . Artícul o 158º) E n l os establ ecimi entos en l os que se reali cen trabajos de soldadura y corte de recipientes que hayan contenido sustancias expl osivas o in flamables, o en los que se hayan podi do f ormar gases in flamables se deberáli mpi ar perfectamente el recipi ente y comprobar por procedim iento apropi ado que no queden gases o vapores combustibl es en el m ismo o r eempl azar todo el ai re existente en é l por un gas in erte o por agua. Si el contenido del r ecipi ente es desconocido se lo tr atarásiempr e como si h ubi era conteni do una sustancia explosiva o in flamable. Artículo 159º) L os tr abaj ador es que deban desempeñ ar tar eas en ambientes sometidos a pr esiones distintas de la atmosfé r ica deben ser pr otegi dos para evitar dañ os a la salu d. 1) L os tiempos de exposición a pr esiones superi ores a l a atm osfé r ica y l a sucesión de períodos de trabajo y r eposo se establ ecerán en f unci ón de la pr esión absoluta. L a descompr esión serágr adual y pr ogramada par a evitar dañ o a l a salu d. 2) En conexión o a di stancias prudencial es de los accesos y salidas de los lugar es de tr abajo en air e compri mido, cuando l as presion es de trabajo l o r equier an, deben instalar se cámar as de descompr esión con venientemente diseñ adas y oper adas por personal competente. Tendr án espacio suf iciente en f unci ón al número de personas y asientos adecuados y dispondr án de medios de comuni cación con el exteri or y aber turas de observación. Tendr án r eloj es y manómetr os conf iables con gr afo – registrador y calefactor es r egul ados termostáti camente. Cuan do esté n desti nados a gran n úmer o de personas o a períodos de descompr esión pr olongados tendr án ventilación e in stalaci ones sani tar ias adecuadas. 3) L os lugar es de tr abajo con air e comprim ido deben tener adecuada ventilaci ón en fun ción del número de oper arios y del tipo de tar ea. El air e a proveer debe ser r espir able, especial mente li bre de aceite y la venti lación debe refor zarse convenientemente cuan do exi sta posibil idad de contami naci ón.
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4) L as instalaciones de compresión que ali menten a los lu gares de tr abajo en condi ciones hi per bóricas, l as fuentes de energía que uti licen y los condu ctos de ali mentación de aire, deben contar con adecuadas reservas que asegur en l a conti nu idad del mantenimiento de las presiones necesari as en caso de situaciones de emergencia. L os conductos deberán tener en su descarga válvul as de retenci ón. 5) El per sonal que tr abaje en ambientes hi per bóricos deben ser seleccion ado y controlado per iódicamente median te exámenes de salud. Debe limi tar se el ti empo de exposición al per sonal no aclimatado y cuan do la pr esión de trabajo sea elevada debe proveerse cámar as de r ecompr esión r eservadas excl usivamente par a el tr atamiento de personas afectadas. Se debe contar con un servi cio mé dico o una sala de primeros auxil ios debidamente equi pada y deben l levarse registros indi vidu ales del n úmero y ti empo de las exposiciones.
Permiso de trabajo en espacios confinados Res. 953/2010 Criterios de seguridad respecto de las tareas ejecutadas en espacios confinados. B.O. 15/07/2010 Bs. As., 2/7/2010 VISTO: El Expediente Nº 12.739/09 del Registro de esta SUPERINTENDENCIA DE RIESGOS DEL TRABAJO (S.R.T.), las Leyes Nº 19.587, Nº 24.557 y Nº 25.212, los Decretos Nº 351 de fecha 5 de febrero de 1979, Nº 911 de fecha 5 de agosto de 1996, Nº 617 de fecha 7 de julio de 1997, Nº 1057 de fecha 11 de noviembre de 2003, Nº 249 de fecha 20 de marzo de 2007 y la Resolución del MINISTERIO DE TRABAJO, EMPLEO Y SEGURIDAD SOCIAL (M.T.E. y S.S.) Nº 295 de fecha 10 de noviembre de 2003, y CONSIDERANDO: Que el artículo 5º de la Ley Nº 19.587 de Higiene y Seguridad en el Trabajo, establece que a los fines de la aplicación de dicha norma, se deben considerar como básicos los siguientes principios y métodos de ejecución: “… inciso h) estudio y adopción de medidas para proteger la salud y la vida del trabajador en el ámbito de sus ocupaciones, especialmente en lo que atañe a los servicios prestados en tareas …riesgosas” ; e “… inciso 1) adopción y aplicación, por intermedio de la autoridad competente, de los medios científicos y técnicos adecuados y actualizados que hagan a los objetivos de dicha Ley” .
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Que el inciso e) del artículo 7º de la Ley 19.587 de Higiene y Seguridad en el Trabajo, estipula que los factores que deben ser considerados primordialmente a los fines de reglamentar las condiciones de seguridad en los ámbitos de trabajo son, entre otros, la prevención de accidentes de trabajo y enfermedades profesionales. Que mediante el Decreto Nº 351 de fecha 5 de febrero de 1979, el PODER EJECUTIVO NACIONAL (P.E.N.) aprobó la reglamentación de la Ley Nº 19.587. Que, por otro lado, mediante el dictado de los Decretos Nº 911 de fecha 5 de agosto de 1996 y Nº 617 de fecha 7 de julio de 1997, se aprobaron los Reglamentos de Higiene y Seguridad en el Trabajo para la Industria de la Construcción y para la Actividad Agraria respectivamente. Que posteriormente, a través del Decreto Nº 1057 de fecha 11 de noviembre de 2003 se modificaron los Decretos Nº 351/79, Nº 911/96 y Nº 617/97, facultando a la SUPERINTENDENCIA DE RIESGOS DEL TRABAJO (S.R.T.) a otorgar plazos, modificar valores, condicionamientos y requisitos establecidos en la reglamentación y sus anexos, aprobados por los aludidos decretos, mediante resolución fundada y a dictar normas complementarias. Que el artículo 2º del Decreto Nº 249, de fecha 20 de marzo de 2007, faculta a la S.R.T. a dictar las normas necesarias para asegurar una adecuada prevención de los riesgos del trabajo, conforme a las características particulares de las diferentes actividades mineras, incluyendo la aprobación y adopción de las recomendaciones técnicas sobre higiene y seguridad del trabajo en la minería, dictadas o a dictarse por Organismos estatales o privados, nacionales o extranjeros. Que el inciso a) del apartado 2 del artículo 1º de la Ley Nº 24.557 de Riesgos del Trabajo, establece como uno de sus objetivos fundamentales la reducción de la siniestralidad a través de la prevención de los riesgos derivados del trabajo. Que la Norma del INSTITUTO ARGENTINO DE NORMALIZACION Y CERTIFICACION (I.R.A.M.) Nº 3625 de fecha 12 de agosto de 2003, establece los requisitos generales para la protección de personal contra los peligros de ingreso, ejecución de tareas y egreso en espacios confinados de trabajo. Que resulta indispensable, a los fines de cumplir con los objetivos de la Ley Nº 24.557 respecto de los trabajadores que desarrollan tareas en espacios confinados, que dichas actividades cumplan necesariamente con los criterios de seguridad que para tal fin establece la precitada Norma del I.R.A.M. Nº 3625/03.
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Que paralelamente, el Anexo IV de la Resolución del MINISTERIO DE TRABAJO, EMPLEO Y SEGURIDAD SOCIAL (M.T.E. y S.S.) Nº 295 de fecha 10 de noviembre de 2003, regula los valores de concentración máxima permisible de sustancias químicas en lugares de trabajo, resultando necesario, en tal orden, establecer pautas que regulen posibles discrepancias entre las citadas normas. Que la Gerencia de Asuntos Legales de esta S.R.T. ha tomado intervención en orden a su competencia. Que la presente se dicta en virtud de las facultades conferidas en el artículo 36, inciso a) de la Ley Nº 24.557. Por ello, EL SUPERINTENDENTE DE RIESGOS DEL TRABAJO RESUELVE: Art. 1 - Establécese que los requisitos de seguridad, respecto de tareas ejecutadas en espacios confinados, se considerarán satisfechos en el marco de la Ley Nº 24.557, en tanto se cumpla con las exigencias que a tal fin fija la Norma del INSTITUTO ARGENTINO DE NORMALIZACION Y CERTIFICACION (I.R.A.M.) Nº 3625 de fecha 12 de agosto de 2003, o aquella que en el futuro la modifique o la sustituya. Art. 2 - Determínase que para el caso de verificarse discrepancia entre los valores contemplados en la Tabla 1 de la Norma I.R.A.M. Nº 3625/03 -Concentraciones Máximas Permitidas de Contaminantes- y los valores contemplados en el Anexo IV de Resolución del MINISTERIO DE TRABAJO, EMPLEO Y SEGURIDAD SOCIAL (M.T.E. y S.S.) Nº 295 de fecha 10 de noviembre de 2003, deberán respetarse los valores máximos de la norma que sobre el particular contenga pautas de carácter más estricto en cuanto a valores permitidos. Art. 3 - El incumplimiento parcial o total de las obligaciones establecidas en la presente resolución dará lugar a las sanciones previstas en las Leyes Nº 24.557, Nº 25.212 y concordantes. Art. 4 - La presente resolución entrará en vigencia a los TREINTA (30) días de su publicación. Art. 5 - Comuníquese, publíquese, dése a la Dirección Nacional del Registro Oficial y archívese. – Juan H. González Gaviola.
Medición en atmosferas peligrosas y espacios confinados.
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Atmósfera Peligrosa1: área próxima al incidente, donde las concentraciones ambientales u otras características de materiales peligrosos representan un riesgo para las personas, bienes y ambiente. ¿Para qué se define una atmósfera como peligrosa? Por la necesidad de delimitarla en el lugar del incidente para seleccionar el equipo y las acciones de protección personal e impedir el acceso a quienes no estén asignados a la operación de respuesta. Las variables que las determinan son las siguientes: a. Inflamabilidad b. Toxicidad / Corrosividad c. Radiación d. Nivel de Oxígeno e. Propagación de la amenaza No existe un orden definido para evaluarlas, es conveniente hacerlo en forma simultánea y repetirla en diferentes fases de la respuesta. a. Atmósfera Inflamable Una atmósfera es peligrosa cuando existe concentración de sustancia inflamable por encima del 10% del límite inferior de inflamabilidad (LEL). A efectos de operar con seguridad así lo establece la Administración de Seguridad y Salud Ocupacional (OSHA) de los Estados Unidos. La formación de una atmósfera inflamable puede deberse a causas variadas, por ejemplo el escape de alcanos de bajo peso molecular (ej. metano, etano, propano o butano) o derrames de hidrocarburos con alta presión de vapor. Para propósitos de prueba, aprobación y clasificación de áreas, el Código Eléctrico Nacional de los Estados Unidos ha establecido clases y grupos de áreas peligrosas. Los lugares se clasificarán dependiendo de las propiedades de los vapores, líquidos o gases inflamables y por la posibilidad que produzcan concentraciones inflamables. La clase indica la naturaleza genérica del material inflamable Clases de Atmósfera Inflamable CLASE I: Donde puede haber presencia de GASES o VAPORES inflamables en el aire en cantidades suficientes para producir mezclas explosivas o combustibles. Como los gases tienen diferentes temperaturas de ignición y características de explosión, estos se subdividen en grupos: Grupo A, B, C y D. Grupo A: Acetileno
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CIQUIME
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Grupo B: Acroleína, Butadieno, Óxido de etileno, Hidrógeno, Gases manufacturados con más de 30% de hidrógeno, Óxido de propileno. Grupo C: Etileno, acetaldehído, Monóxido de Carbono, éter de dietilo, entre otros. Grupo D: Gasolina, Propano, Butano, Metano (Gas Natural), Acetona, Amoniaco, Metanol, Etano, entre otros. Este es el grupo más numeroso. CLASE II: Donde puede haber POLVOS COMBUSTIBLES en cantidades que originen un riesgo. Estas agrupaciones de polvos están basadas en el tipo de material: metálico, carbonoso, u orgánico. Un área pertenece a la división 1 o 2 dependiendo de la cantidad presente de polvo en el ambiente, excepto para el grupo E, que solo aplica división 1. Grupo E: Atmósferas con polvos metálicos, incluyendo aluminio, magnesio y sus aleaciones comerciales, y otros metales cuyas partículas presentan características igualmente peligrosas. Grupo F: Atmósferas con polvos de negro humo, polvos de carbón o que contengan más del 8% del total de material volátil o atmósferas que contiene estos polvos sensibilizados por otros materiales de manera que presenten un peligro de explosión (otros polvos de carbón: coque, carbón negro, etc.) Grupo G: Atmósferas con Harinas, almidones o polvos de granos, etc. CLASE III: Aquellas áreas donde el material peligroso son FIBRAS o PARTICULAS. Seguridad Intrínseca Cuando se opera con instrumentos de medición en atmósfera inflamables, estos pueden ser la fuente de ignición, por ello es necesario que sean "Intrínsecamente Seguros". Existe una cantidad de energía mínima con la cual una mezcla inflamable puede ser encendida, esta se conoce como MIE (Minimum Ignition Energy). El concepto de la Seguridad Intrínseca se basa en el principio de mantener los niveles de energía siempre por debajo de lo que requiere una mezcla para hacer ignición, bajo condiciones normales de operación, y aun cuando ocurran fallas o condiciones fuera de lo normal. b. Atmósfera Tóxica Una atmósfera es tóxica cuando la concentración del material está por encima de su IDLH (Immediately Danger Life Hazard) INMINENTEMENTE PELIGROSA PARA LA VIDA Y LA SALUD ( IPVS ) Definición de IDLH: Concentración máxima de sustancia peligrosa expresada en ppm o en mg/m3 a la cual, en caso de falla o inexistencia de equipo respiratorio, se podría escapar del ambiente en un plazo de 30 minutos sin experimentar síntomas graves ni efectos
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irreversibles para la salud. La lista completa de IDLH está en: http://www.cdc.gov/niosh/idlh/intridl4.html La concentración en aire de productos tóxicos por encima de determinados límites de exposición puede producir intoxicaciones agudas o enfermedades. La aparición de una atmósfera tóxica puede tener orígenes diversos, ya sea por existir el contaminante o por generarse éste al realizar el trabajo en un espacio confinado. Corrosividad Los materiales corrosivos no solo pueden dañar a los seres vivos y el ambiente, sino también a los metales, y nuestros instrumentos de medición están construidos de metales. Por esto es muy importante que evaluemos si estamos ingresando en una atmósfera corrosiva para protegernos y cuidar nuestro instrumentos. Decimos que una atmósfera es NEUTRA cuando el pH está entre 5 y 9. Una atmósfera es ÁCIDA cuando el pH es menor que 5 y es BÁSICA cuando el pH es mayor a 9. c. Atmósfera Radiactiva Se caracteriza por la presencia de radiaciones ionizantes. Los equipos de protección personal que se utilizan en la respuesta a incidentes con materiales peligrosos NO ofrecen protección contra materiales radiactivos. Los efectos dañinos de la radiación ionizante en un organismo vivo se deben en primera instancia a la energía absorbida por las células y los tejidos que lo forman. Esta energía absorbida principalmente a través de los mecanismos de ionización y excitación atómica, produce descomposición química de las moléculas presentes. Para poder medir y comparar las energías absorbidas por el tejido en diferentes condiciones fue necesario definir ciertos conceptos (exposición, dosis absorbida, dosis equivalente), así como las unidades correspondientes. Estas definiciones y unidades han ido evolucionando a medida que se ha tenido mayor conocimiento de la radiación. La Comisión Internacional de Unidades de Radiación (CIUR) se ha abocado a la tarea de definir un sistema de unidades aceptado internacionalmente, y de empleo rutinario en la Comisión Internacional de Protección Radiológica (CIPR). Estas unidades, que en el sistema internacional (S.I.) incluyen el Becquerel, el Gray y el Sievert, sutituyen a las unidades tradicionales como el Curie, al rad y al rem. La transición de un sistema de unidades al otro ha sido lenta, por lo que es frecuente encontrar las antiguas unidades en los textos, en los medidores de radiación y en el uso cotidiano. Exposición Es una medida de la ionización producida por una radiación, por un kilogramo de aire en condiciones estándar de presión y temperatura; su unidad es el Roentgen (R). Dosis Absorbida Es la energía depositada por unidad de masa, independientemente de qué material se trate. En el S.I. la unidad de dosis absorbida es el Gray (Gy), la unidad antigua es el rad.
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Dosis Equivalente Aunque todas las radiaciones ionizantes son capaces de producir efectos biológicos similares, una cierta dosis absorbida puede producir efectos de magnitudes distintas, según el tipo de radiación de que se trate. La unidad de dosis equivalente en el S.I. es el Sievert (Sv). Irradiación y contaminación radiactiva Se denomina irradiación a la transferencia de energía la de un material radiactivo a otro material, sin que sea necesario un contacto físico entre ambos, y contaminación radiactiva a la presencia de materiales radiactivos en cualquier superficie, materia o medio, incluyendo las personas. Es evidente que toda contaminación da origen a una irradiación Irradiación externa Se dice que hay riesgo de irradiación externa cuando, por la naturaleza de la radiación y el tipo de práctica, la persona sólo está expuesta mientras la fuente de radiación está activa y no puede existir contacto directo con un material radiactivo. Es el caso de los generadores de rayos X, los aceleradores de partículas y la utilización o manipulación de fuentes encapsuladas. Contaminación radiactiva Cuando puede haber contacto con la sustancia radiactiva y ésta puede penetrar en el organismo por cualquier vía (respiratoria, dérmica, digestiva o parenteral) se habla de riesgo por contaminación radiactiva. Esta situación es mucho más grave que la simple irradiación, ya que la persona sigue estando expuesta a la radiación hasta que se eliminen los radionucleidos por metabolismo o decaiga la actividad radiactiva de los mismos. En caso de contaminación radiactiva del organismo humano, según que los radionucleidos estén depositados en la piel, los cabellos o las ropas, o bien hayan penetrado en el interior del organismo, se considera contaminación externa o contaminación interna respectivamente. La gravedad del daño producido está en función de la actividad y el tipo de radiaciones emitidas por los radionucleidos.
d. Atmósfera deficiente o enriquecida de oxígeno En condiciones normales se encuentra un 20,9% de oxígeno presente en la atmósfera. Es necesario para la vida y para que los instrumentos de medición funcionen correctamente. Si los niveles caen a menos de 19.5%, la atmósfera es considerada deficiente de oxígeno y hay riesgo de salud. En esta situación es obligatorio el uso de los equipos de protección respiratoria. Causas de deficiencia de oxígeno
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Acción microbiana, o descomposición orgánica. Microbios aéreos consumen oxígeno y producen dióxido de carbono Desplazamiento del oxígeno por otros gases o vapores, argón, propano, y los vapores de gasolina u otros solventes hidrocarburos son ejemplos comunes. Oxidación, en ambientes como los compartimentos de barcos, o tanques de agua metales, el proceso de oxidación puede ser suficiente para consumir y reducir el oxígeno a niveles peligrosos. Combustión, el uso de un motor de combustión o los procesos de soldadura puede consumir el oxígeno en un espacio confinado, además de introducir gases tóxicos. Adsorción y absorción, por ejemplo el cemento en el proceso de curación puede adsorber oxígeno. Si los niveles son mayores de 23.5%, la atmósfera se considerada enriquecida de oxígeno, y hay riesgo de incendio. Causas de enriquecimiento de oxígeno Generalmente ocurre en un lugar donde hay un liberación o derrame de oxigeno líquido o comprimido; como en hospitales y plantas industriales. Muchos de los instrumentos de medición no han sido sometidos a pruebas de seguridad en atmósferas enriquecidas y pueden causar explosión en ellas. Por eso, los detectores generalmente llevan una advertencia indicando que no deben ser usados en atmósferas donde la concentración de oxígeno exceda el 23.5% e. Propagación de la Amenaza Hasta aquí se analizaron parámetros medibles en la atmósfera, pero no se debe descartar la posibilidad de que se produzcan explosiones, proyecciones y nuevas liberaciones de materiales peligrosos. Estos incidentes son situaciones dinámicas, que requieren una permanente evaluación de su evolución.
Espacios confinados: 1.- DEFINICIÓN DE ESPACIO CONFINADO Un espacio confinado es todo ambiente que: a) Tiene medios limitados para entrar y salir. Se entiende por medios limitados, a todos aquellos que no permiten una entrada ni una salida en forma segura y rápida de todos sus ocupantes, por ejemplo, alcantarillas, espacios cuyo ingreso o egreso sea a través de una escalera, silleta o arnés con sistema de elevación.
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b) No está diseñado para ser ocupado por seres humanos en forma continua. Además los espacios confinados pueden clasificarse atendiendo a diferentes factores. Según sus características geométricas, se dividen en abiertos (túneles, alcantarillas,...) o cerrados (cisternas, silos, pozos,...). En otras ocasiones, la clasificación se realiza según las características ya conocidas del espacio confinado: 1ª categoría: Es necesaria autorización de entrada por escrito y un plan de trabajo
diseñado específicamente para las tareas a realizar. 2ª categoría: Basándose en inspecciones y la experiencia en estos espacios confinados se
necesita seguridad en el método de trabajo, pero no se necesita permiso de entrada. Los espacios confinados no están hechos en términos generales para estar habitados por el hombre, no se les ha diseñado fácil acceso o salida, poseen pocas aberturas por lo que generalmente la ventilación es pobre e incluso puede que el aire puro no llegue hasta el área de trabajo. Precisamente por tener escasez de aberturas y acceso limitado, aumentan las dificultades del operario que trabaja en su interior a la hora de abandonarlo por una situación peligrosa. 2.- DISEÑO DE ESPACIOS CONFINADOS Es importante que durante la etapa de diseño de los espacios confinados se tengan en cuenta las definiciones anteriormente mencionadas de manera que se minimicen los riesgos durante las posteriores reparaciones o tareas de mantenimiento. Se deben prever salidas de tamaño y en cantidad suficiente a una altura que permita a los trabajadores entrar y salir del espacio confinado en forma segura. Otros aspectos a tener en cuenta son los elementos que se colocan en el interior del espacio confinado, hay que prever la ocupación de personas para tareas de reparación y/o limpieza. 3.- IDENTIFICACIÓN DE LOS ESPACIOS CONFINADOS Teniendo en cuenta las definiciones anteriores, deben localizarse e identificarse los espacios confinados por medio de carteles bien visibles en todas las zonas por donde pueda tenerse acceso a los mismos. El espacio confinado debe tener indicado también en su exterior el nombre del producto que contiene, el rombo NFPA indicando los niveles de riesgos de inflamabilidad, para la salud y reactividad química. 4.- RIESGOS DE LOS ESPACIOS CONFINADOS En la mayoría de los casos se asignan a los espacios confinados única y exclusivamente los riesgos procedentes de las condiciones atmosféricas de su interior, pero dichos espacios
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conllevan la confluencia de numerosos riesgos añadidos al anterior, algunos de ellos pueden ser: a) Atropellos con vehículos originados por la ubicación del e.c.(registros en vías con tráfico rodado). b) Caídas a distinto nivel (escaleras desprovistas de aros protectores, escaleras en deficiente estado). c) Riesgos por contacto eléctrico directo o indirecto (falta de protección diferencial o defectos de aislamientos). d) Riesgos por desprendimientos de objetos en proximidades a los accesos (herramientas). e) Riesgos por asfixia, inmersión o ahogamiento debido a los productos contenidos en el espacio confinado (silos que contienen productos a granel). f) Riesgos térmicos (humedad, calor). g) Riesgos por contacto con sustancias corrosivas, caústicas. h) Riesgos biológicos (virus, bacterias). i) Riesgos por golpes con elementos fijos o móviles debido a la falta de espacio. j) Riesgos debidos a las condiciones meteorológicas (lluvias, tormentas). k) Riesgos posturales (trabajos de rodilla, en cuclillas...). Pero sin duda alguna, los riesgos atmosféricos son unos de los más peligrosos y los que estadísticamente producen la mayor cantidad de accidentes. Los riesgos atmosféricos más comunes son: • Concentraciones de oxígeno en la atmósfera de espacios confinados por debajo de 19,5 %
(deficiencia de oxígeno), o sobre 23,5 % (enriquecimiento de oxígeno). • Gases o vapores inflamables excediendo un 10 % de su límite inferior de explosividad
(LEL). • Concentraciones en la atmósfera de sustancias tóxicas o contaminantes por sobre el límite
permitido de exposición de la OSHA (PEL). • Residuos en forma de polvos o neblinas que obscurezcan el ambiente disminuyendo la
visión a menos de 1,5 metros. • Cualquier sustancia en la atmósfer a que provoque efectos inmediatos en la salud (IPVS),
irritación en los ojos, podría impedir el escape. • Concentraciones de determinados polvos, como los del cereal, por encima de los límites
permisibles.
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4.1.- Atmósferas suboxigenadas (Con deficiencia de oxígeno) Normalmente el aire que respiramos, contiene un 20,8 % de oxígeno por volumen, cuando en un espacio confinado, este porcentaje está por debajo de 19,5 % de su atmósfera total, se considera que la atmósfera tiene deficiencia de oxígeno. En estas condiciones no puede entrar ningún trabajador sin equipo respirador autocontenido. La disminución de concentración de oxígeno en el espacio del ambiente confinado, puede deberse al desplazamiento por otros gases, herrumbre, corrosión, fermentación, otras formas de oxidación y trabajos realizados que consuman oxígeno (llamas). De acuerdo al estado de limpieza, contenido o trabajo que se realiza dentro del espacio confinado, puede ser necesario realizar controles periódicos o permanentes del ambiente y no únicamente antes de entrar. 4.2.- Atmósferas sobreoxigenadas (Enriquecidas con oxígeno) Cuando por algún motivo, por ejemplo, pérdidas en mangueras o válvulas, la concentración de oxígeno supera el 23,5 %, se considera que la atmósfera está sobreoxigenada y próxima a volverse inestable, la posibilidad y severidad de fuego o explosión, se incrementa significativamente si la concentración en una atmósfera, llega a valores del 28 %, los tejidos ignífugos, dejan de serlo. Por lo tanto, los elementos, como ropa, delantales, guantes, etc., que con una concentración normal de oxígeno (20,8 %), no son combustibles, si pueden serlo si el porcentaje de oxígeno en la atmósfera, aumenta. 4.3.- Atmósferas con gases combustibles Las atmósferas de los espacios confinados que contengan gases combustibles, pueden clasificarse en tres niveles en función del porcentaje de mezcla de gas combustible y aire y son : a) Nivel pobre : no hay suficiente gas combustible en el aire como para arder. b) Nivel rico : tiene mucho gas y no suficiente aire. c) Nivel explosivo : tiene una combinación de gas y aire que forma una mezcla explosiva que en contacto con una fuente de calor lo suficientemente intensa, puede ocasionar una explosión. Durante el proceso de preparación para el ingreso los espacios confinados que han contenido sustancias combustibles, pueden pasar por estas tres etapas: mezcla rica en vapores combustibles, mezcla explosiva y mezcla pobre. En el espacio confinado, puede haber en un principio, una mezcla demasiada rica por los gases generados por la entrada de vapores de otra fuente, tuberías sin desvincular, huecos en el fondo, escamas en las paredes (óxido), residuos en pisos, paredes techos, cámaras para espuma, flotadores, estructuras internas, debajo del piso por pinchaduras ó rebalses.
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Para realizar trabajos en el interior de estos espacios confinados, hay que reducir las concentraciones de gas combustible, a menos del 10 % de su LEL (nivel mínimo de inflamabilidad), para lo cual pueden emplearse dos métodos : a) El lavado y limpieza para eliminar productos residuales, que dependerá de la sustancia que se halla contenido. Conforme a ello puede ser necesario lavarlo con agua fría, caliente, vaporizar o neutralizar químicamente los residuos, en este caso, todos los residuos sólidos y líquidos, deben ser dispuestos según las normas que rigen el cuidado del medio ambiente. b) El otro método, es de dilución por ventilación, para ello se puede usar simplemente aire o gases inertes. La dilución con aire tiene la ventaja de ser un método económico y sin límites, pero la desventaja, es que en el período de dilución se hace pasar la atmósfera del interior del espacio confinado y del lugar de venteo de estos gases por el rango de mezcla explosiva, lo cual genera un riesgo importante porque de haber una fuente de calor lo suficientemente intensa, puede causar una explosión. Este método de dilución con aire es recomendable cuando no hay fuentes de ignición en el espacio confinado ni en las proximidades y cuando el venteo de la salida de aire y gas, es segura de acuerdo a la dirección del viento. La dilución con gases inertes en los espacios confinados, tienen la ventaja de no generar peligros de explosión en el interior del espacio confinado, pero es un método costoso, limitado y deja en el interior una deficiencia de oxígeno, que obliga a tener que ventear con aire después para llevar la concentración de oxígeno a los niveles permisibles (19,5 % a 23,5 %). En ambas formas de venteo, todos los equipos utilizados para generarlos, deben ser equipos adecuados y aprobados para tal fin, deben estar en buen estado y su descarga a tierra probadamente conectada. 4.4.- Atmósferas con gases tóxicos Este tipo de atmósferas en particular, son las que causan la mayor cantidad de accidentes y los más serios. La presencia de gases tóxicos en un ambiente confinado, se puede deber a : una falta o deficiente lavado o venteo, cañerías mal desvinculadas o sin desvincular, residuos (barros), ingreso desde otras fuentes, etc. A continuación, se detallan los gases tóxicos más comunes que se pueden encontrar en los espacios confinados: Monóxido de carbono (CO).
Un gas incoloro e inodoro generado por la combustión de combustibles comunes con un suministro insuficiente de aire o donde la combustión es incompleta. Es frecuentemente liberado por accidente o mantenimiento inadecuado de mecheros o chimeneas en espacios confinados y por máquinas de combustión interna. Llamado el "asesino silencioso", el envenenamiento con CO puede ocurrir repentinamente.
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Sulfuro de hidrógeno (H2S)
Este gas incoloro huele como huevos podridos, pero el olor no se toma como advertencia porque la sensibilidad al olor desaparece rápidamente después de respirar una pequeña cantidad de gas. Se encuentra en alcantarillas o tratamientos de aguas de albañal y en operaciones petroquímicas. El H2S es inflamable y explosivo en altas concentraciones. Envenenamiento repentino puede causar inconsciencia y paro respiratorio. En un envenenamiento menos repentino, aparecen náuseas, malestar de estómago, irritación en los ojos, tos, vómitos, dolor de cabeza y ampollas en los labios. Dióxido de Azufre (SO2).
La combustión de sulfuro o componentes que contienen sulfuro, produce este gas irritante. Exposiciones severas resultan de tanques de autos cargados o no cargados, cilindros o líneas rotas o con pérdidas y fumigación de barcos. Amoníaco (NH3)
Es un fuerte irritante que puede producir la muerte por espasmo bronquial. Pequeñas concentraciones que no producen una irritación severa, pasan rápidamente a través de los conductos respiratorios y metabolizan. Puede ser explosivo si los contenidos de un tanque o sistema de refrigeración son descargados en una llama abierta. Acido Hidrocianhídrico (HCN).
Veneno extremadamente rápido que interfiere con el sistema respiratorio de las células y causa asfixia química. HCN líquido es un irritante de los ojos y la piel. Hidrocarburos Aromáticos:
Benceno: incoloro, inflamable, líquido volátil con un olor aromático. El envenenamiento crónico puede ocurrir después de respirar pequeñas cantidades en un período de tiempo. Un primer signo es la excitación, seguido de adormecimiento, malestar, vómitos, temblores, alucinaciones, delirio e inconsciencia. Tolueno: incoloro, líquido inflamable con fuerte olor aromático. Produce fatiga, confusión mental, excitación, nauseas, dolor de cabeza y malestar. Xileno: mezcla solvente que se asemeja al benceno en muchas propiedades físicas y químicas. 5.- EL PERMISO DE ENTRADA AL ESPACIO CONFINADO Al igual que en determinados países del mundo se requiere de un pasaporte para acceder al mismo, los trabajos efectuados en un espacio confinado de la categoría 1ª han de efectuarse
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una vez elaborado el correspondiente permiso de entrada, prohibiéndose la misma mientras no se posea el referido documento. Los formatos de permiso de entrada al espacio confinado suelen diferir de unas empresas a otras, pero en su mayoría incluyen una relación de riesgos específicos que se afrontan en su interior, así como una serie de medidas preventivas para controlarlos, mediciones de las condiciones atmosféricas, equipos de trabajo y protección a emplear, medios de rescate y comunicación, lista de personas autorizadas para acceder al interior y lista de personas implicadas en el permiso. Es evidente que cada permiso de entrada estará elaborado para un espacio y unas tareas concretas, así como, para un solo turno de trabajo y con un determinado horario. Vital importancia tiene observar minuciosamente todas y cada una de las instrucciones que en él se detallan, no pasando por alto ninguna de ellas. Antes de que comience cualquier entrada a un espacio confinado, el que autoriza la entrada debe firmar el permiso. Terminado el trabajo, el permiso es cancelado por el supervisor de la entrada, pero se retiene por lo menos un año para facilitar una revisión. Cualquier problema debe ser anotado en el permiso. Para situaciones de trabajo en caliente, debe agregarse una notificación al permiso de entrada al espacio confinado o un permiso separado de trabajo en caliente. La información adicional debe detallar tanto el tipo y duración del trabajo en caliente. 6.- PROCEDIMIENTOS DE TRABAJO Y RECOMENDACIONES DE SEGURIDAD PARA TRABAJOS EN ESPACIOS CONFINADOS Para completar exactamente el permiso de entrada, y para informar a los entrantes de los riesgos contenidos en el espacio confinado, debería elaborarse una lista de todos los riesgos que pudieran encontrar durante la ocupación del espacio confinado antes de la entrada. Las personas que entran y los vigías deben además conocer los signos y síntomas de la exposición a un riesgo. El estudio debe ser acompañado de un documento que describa los métodos para operar de todos los ocupantes del espacio confinado. Este documento debe explicar en detalle toda práctica de limpieza, purga y ventilación, como también prácticas de trabajo seguro. Esto debe ser revisado por toda la gente que participa en la entrada. Un procedimiento formal de seguridad debe además estar documentado para cubrir asuntos críticos de seguridad como primeros auxilios, ducha y descontaminación y obtener el rescate y equipamiento médico necesario. 6.1.- Precauciones antes de la entrada en un espacio confinado 6.1.1.- Instrucción a los trabajadores y toma de conciencia de los riesgos y su prevención Para asegurar el entendimiento de responsabilidades y riesgos encontrados en un espacio confinado particular, deberían repasarse antes de la entrada por todos los involucrados.
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Cada riesgo debe ser discutido con todos los entrantes autorizados y vigías, como también las consecuencias de la exposición a cada riesgo. Una vez completado el permiso de ingreso a espacios confinados, una de las copias debe exhibirse en la zona donde se realiza el trabajo. 6.1.2.- Aislamiento del área de trabajo Evitar riesgos que puedan venir de zonas o sistemas adyacentes, cerrando válvulas, parando equipos, cortando el fluido eléctrico...etc. 6.1.3.- Limpiar y ventilar Retirar los productos químicos peligrosos, dejar abierta la entrada hasta conseguir una ventilación suficiente, o forzar mecánicamente la salida de gases antes de entrar a trabajar en estos espacios. 6.1.4.- Medición y evaluación del ambiente interior Evidentemente, los riesgos asociados a las condiciones atmosféricas del interior del espacio confinado son los que suelen ocasionar la mayoría de los problemas, pues cada espacio cuenta con una atmósfera diferente, y que con sólo mirarla no se puede saber si ésta es peligrosa, ya que la mayoría de los riesgos atmosféricos son invisibles.
La única forma segura de comprobar que una atmósfera en el interior de un espacio confinado presenta peligro o no, es mediante el monitoreo de la misma. Existen en el mercado una gran variedad de instrumentos de medida para ello, de los cuales cabe destacar: a) Sistemas Estacionarios de Detección de Gases: Utilizados en una gran variedad de sectores industriales, con el fin de proporcionar máxima protección ya sea para el personal y/o las instalaciones. Estos sistemas detectan la presencia de gases tóxicos, gases y vapores inflamables y el defecto o exceso de oxigeno, garantizando en cada área el trabajo seguro. Dichos sistemas estacionarios constan de los siguientes componentes: • Sensores: Son los principales elementos de una instalación de alarma de gas. Son
determinantes, no sólo de la precisión del sistema, sino también de los gastos de explotación. La calidad de un sensor viene dada fundamentalmente por su sensibilidad al gas detectado, y al mismo tiempo, por su insensibilidad frente a cualquier otro gas que pudiera haber presente en el ambiente analizado, así como por su duración o vida útil. • Convertidores de medida: Se utiliza para detectar la presencia de gases tóxicos o
inflamables y el defecto o exceso de oxigeno. Destacan por incorporar sensores con bajos niveles de interferencias cruzadas, combinados con una gran estabilidad a largo plazo y una rápida respuesta que asegura una inmediata y fiable activación de la señal de alarma. Su
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vida útil es superior a dos años, reduciendo los costes de mantenimiento al mínimo. Existen convertidores en el mercado para diferentes tipos de gases: SH2 , CO, O2 , Cl2 , NH3 , NO, NO2,, SO2 , CNH, FH, ClH,...... Basan su técnica de detección mediante infrarrojos, de una gran exactitud e independientes de la temperatura y humedad relativa presentes en la atmósfera, incluso posibilitan su medición en atmósferas inertes. La última generación de los convertidores, presenta los denominados convertidores inteligentes, que no sólo proporcionan los datos de medida a la unidad central de valoración, sino que funcionan con las siguientes ventajas: - Autochequeo de los sensores. - Libre configuración de los márgenes de medida. - Posibilidad de calibración previa de los sensores. - Calibración asistida por ordenador. - Su homologación de seguridad intrínseca, le permite trabajar en atmósferas explosivas. • Centrales de alarma: Son unidades modulares de control para sistemas de detección de
gases. Reciben y evalúan la información de las mediciones individuales realizadas por cada convertidor de la instalación. De manejo sencillo y total seguridad de funcionamiento, se hacen indispensables en instalaciones de detección de gases, permitiendo el registro de los resultados exactos de medición. b) Detectores de Barrera: Los innovadores detectores de barrera proporcionan una nueva dimensión en la detección de gases inflamables. Estos detectores, utilizan una técnica de infrarrojos de gran fiabilidad para la detección en "línea de visión" de concentraciones de gas a distancias de hasta 60 m., con medición e indicación en un instrumento simple compuesto de emisor , receptor y panel reflector, o de hasta 120 m. con medición e indicación en un instrumento simple compuesto por un emisor y un receptor, funcionando incluso con niveles de oscuridad de hasta el 95%. c) Sistemas portátiles de detección de gases: La precisión, fiabilidad, durabilidad, robustez y fácil manejo caracterizan a los equipos portátiles de detección de gases. Es evidente que el olfato humano no siempre es fiable como sistema de aviso de peligro de gases tóxicos o nocivos, el metano, por ejemplo, es un gas completamente incoloro e inodoro, presente naturalmente en el medio ambiente en determinadas cantidades y en ciertos lugares como plantas depuradoras, y que en combinación con oxígeno puede formar una mezcla explosiva altamente peligrosa. Con el
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empleo de estos sistemas portátiles de detección, se pueden controlar este tipo de situaciones extremadamente peligrosas. Estos equipos pueden ser individuales , para detectar un sólo gas por medición, múltiples en los cuales cada equipo puede detectar varios gases simultánea y continuamente o de fotoionización con poder de detección de cualquier sustancia susceptible de ionización con la energía radiada por una lámpara de luz ultravioleta. El monitoreo inicial se efectuará desde el exterior del espacio confinado con ayuda de un equipo provisto de sonda, la cual se introducirá en el interior del mismo. Deben incluir siempre el porcentaje del Límite Inferior de Explosividad (LIE), porcentaje de O2 , niveles de monóxido de carbono (CO) y niveles de sulfuro de Hidrogeno (SH2). Independientemente de éstos y en función de las circunstancias, podrá ser necesario efectuar mediciones de otros posibles contaminantes. Las mediciones las llevará a cabo aquella persona que conozca el equipo así como sus normas de funcionamiento. El equipo previamente estará calibrado y funcionará correctamente, desechando el mismo ante cualquier duda que pueda planteársenos. Habrá que extremar las precauciones en aquellos espacios confinados que hayan permanecido cerrados durante largo periodo de tiempo, debido a las posibles acumulaciones o emanaciones bruscas que se puedan ocasionar. Dado que los tiempos de exposición en este tipo de actividad son muy variables (raramente superan las ocho horas diarias), los criterios de valoración deben analizarse para cada caso en concreto, no obstante, hay una serie de parámetros que se deben cumplir obligatoriamente y que son: - El porcentaje del L.I.E. no debe ser nunca mayor del 10 %. - El porcentaje de O2 no debe bajar de 19,5 % ni superar el 23,5 %. Para las sustancias que puedan representar riesgo de intoxicación se puede recurrir al Documento de Límites de Exposición Laboral a ContaminantesQuímicos CMP
6.1.5.- Equipos de protección personal (EPP) Deberá proveerse al personal de todos aquellos equipos de protección individual que sean necesarios, para lo cual previamente se comprobará el correspondiente permiso de entrada. Los EPP deben estar en buenas condiciones de uso y debe proporcionarse instrucción a los trabajadores sobre su correcto uso. 6.2.- Entrada al espacio confinado Una vez tenidas en cuenta esta serie de medidas preventivas y permaneciendo en el exterior el equipo de apoyo (dos o más personas), el paso siguiente sería efectuar los trabajos en el interior del espacio confinado.
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Siempre que sea posible, se proveerá de ventilación durante los trabajos, bien sea de forma natural, o mediante ventilación forzada (impulsión y/o extracción). Esta ventilación tendrá siempre carácter obligatorio siempre que exista generación continua de uno o varios contaminantes. Si se utiliza ventilación mecánica mediante el empleo de compresores de motor térmico, habrá que prestar especial atención respecto a la ubicación del mismo con el fin de asegurarse de donde procede el aire que se va a introducir. El personal de apoyo en el exterior deberá comprobar que los equipos de ventilación están funcionando correctamente, evitando los estrangulamientos de las mangueras de aire o cualquier otra circunstancia que impida que los caudales de aire lleguen correctamente al espacio confinado. Si la ventilación no lograra mantener el espacio confinado a niveles aceptables, se necesitaría el empleo adicional de un equipo de respiración con suministro de aire ya sean semiautónomos o autónomos. Protección respiratoria semiautónoma con línea de aire: Con este tipo de protección, el
operario puede permanecer en la zona no respirable ilimitadamente, ya que el suministro de aire respirable procede de una batería de botellas, de un compresor o de una fuente industrial de aire filtrado, llegando al usuario a través de una manguera. Constan básicamente de un adaptador facial, un sistema de regulación del aire, denominado equipo básico. Protección respiratoria autónoma: En condiciones extremas, donde pueda existir
deficiencia de oxígeno para la respiración, se hace necesario la utilización de estos equipos. Deben poseer presión positiva y caracterizarse por su confort, ligereza y resistencia, con arnes de colocación sencilla y de fácil ajuste. El empleo de los equipos de respiración sólo se debe hacer por personal perfectamente instruido y nunca se debe olvidar que bajo ningún concepto debe retirarse la máscara de las vías respiratorias mientras se permanece en el interior del espacio confinado. El operario que acceda al espacio confinado deberá portar un arnés de seguridad que se anclará al exterior del espacio y el cual estará continuamente vigilado por el personal de apoyo exterior. Este sistema, permitirá en caso de emergencia sacar rápidamente a la víctima, con la ayuda de algún equipo de elevación habilitado para tal fin. En el caso de que las dimensiones del espacio confinado sean tales que impida la visión entre el operario de exterior y el de interior, se deberá proporcionar algún sistema de comunicación efectivo entre ambos. Un sencillo método de comunicación consiste en utilizar una alarma que se acciona a intervalos no mayores de 5 minutos y que sonará hasta que el operario del interior la cierre. Cuando esta alarma continúa sonando transcurrido este tiempo, será indicio de que dicho operario ha podido sufrir un desvanecimiento, y se tendrá que efectuar su rescate.
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No es aconsejable que una sola persona trabaje en el interior de un espacio confinado, siempre que las dimensiones de éste lo permitan, y como se ha comentado anteriormente existirá siempre un equipo de apoyo, de al menos dos personas en el exterior. Por otra parte hay que tener presente que, cuando se vaya a permanecer un tiempo prolongado en el interior de un espacio confinado, será necesario monitorear periódicamente con el fin de conocer en todo momento las concentraciones de contaminantes. Así mismo, cuando puedan existir o generarse vapores inflamables, todos los equipos utilizados en el interior del espacio confinado deberán ser del tipo antichispas y en el caso de recintos clasificados como húmedos o mojados, se utilizarán transformadores de seguridad. 7.- EMERGENCIAS Y PRIMEROS AUXILIOS El último paso que conlleva la secuencia de los trabajos en espacios confinados es la planificación de las emergencias. Dicha planificación se efectuará por escrito y deberá ser perfectamente conocida por todo el personal implicado en los trabajos en espacio confinado. Para la aplicación de tales medidas, debe estar prevista la actuación, así como los medios humanos y técnicos necesarios, tales como, equipos de rescate, medios de extinción contra incendios, sistemas de comunicación, teléfonos de emergencia, dotación de botiquín de primeros auxilios. El empleo de equipos complementarios tales como cojines neumáticos de baja o media presión, hermetizadores y tapafugas, absorventes industriales, herramientas de corte para operaciones de rescate pueden ser muy útiles ante cualquier situación de extremada gravedad que se origine en un espacio confinado. 8.- FORMACIÓN DE LOS TRABAJADORES Otro punto clave en la realización de trabajos en espacios confinados en forma segura, es el personal que va a realizar las tareas, el de vigía, el de rescate en caso de emergencia y el interviniente en la confección del permiso de ingreso a espacios confinados (supervisores y operadores del área). La salud general de los trabajadores que realizarán las tareas deberá ser buena y sus aptitudes físicas, mentales y sensoriales deberán ser confiables, especialmente en condiciones de emergencia y en el uso de equipos respiradores. Una vez aprobados, deben comenzar su período de entrenamiento, por personal cualificado, que tendrá una parte teórica y otra práctica. Los trabajadores, deben aprender a reconocer los espacios confinados, los peligros que allí pueden encerrarse, como controlarlos o eliminarlos, como usar los elementos de protección personal, como actuar en casos de emergencias, como se confeccionan los permisos a ingresos a espacios confinados, realizar prácticas de primeros auxilios y RCP, formas
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correctas de bloqueos mecánicos, eléctricos, señalización y prevención y combates de incendios, interpretación de los niveles de riesgo del rombo NFPA. Es conveniente que todos los trabajadores roten por todos los puestos que intervienen en un trabajo en espacios confinados. Además de la capacitación al personal que realizará trabajos en espacios confinados, hay que realizar una instrucción especial a todo el personal interviniente en el bloqueo de los espacios confinados. Esta instrucción, debe incluir : riesgos generales de los espacios confinados, importancia del trabajo que el personal de mantenimiento debe realizar y como pueden evitar accidentes, formas correctas de bloqueo mecánico (cierre de válvulas, colocación de bridas o placas ciegas, con todas las juntas correspondientes y aptas para el producto que pueda circular por las cañerías, colocación de los bulones correctamente ajustados, etc.), bloqueo eléctrico (apertura del interruptor, quite de fusibles de comandos y fuerzas, desconexión de motores, voltajes de seguridad utilizado para iluminación, etc.). RECUERDA Las principales medidas preventivas a adoptar en trabajos en espacios confinados son las siguientes: La ventilación de los espacios confinados es la medida preventiva más importante, al
objeto de aportar renovaciones de aire al interior y desplazar al exterior aquellos gases tóxicos y corrosivos que se puedan encontrar en el mismo. La extracción y la ventilación forzada se realizarán estableciendo el procedimiento más
preventivo y siempre en relación con el contaminante que se pretenda extraer. Es necesario que se realice un control total de los trabajos desde el exterior, en especial
el referente a la atmósfera interior, y asegurar la posibilidad de rescate. La o las personas del exterior deben estar perfectamente instruidas para mantener una
continuada comunicación visual o por radio con el trabajador o trabajadora que se encuentre en el interior. Implantación de un sistema de permisos especiales para entrada a los espacios
confinados con una lista de comprobación de los riesgos, especificando las condiciones de seguridad en que se desarrollarán los trabajos. Dicha autorización deberá ser válida únicamente para la fecha y la operación que se deba realizar en su interior, debiendo ir firmada por los responsables de producción y/o mantenimiento. Los trabajadores que accedan a dichos espacios deberán haber sido formados sobre los
procedimientos de trabajo y las actuaciones a seguir en su interior y en caso de emergencia. Medición y evaluación de la atmósfera interior desde el exterior con empleo de aparatos
de detección automática de gases explosivos, tóxicos y asfixiantes, y niveles de oxígeno. Medición continuada, una vez se accede al interior del espacio, de los parámetros
ambientales descritos.
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Es de suma importancia el correcto calibrado de los equipos de medida. Utilización de tensiones de seguridad de 24 V. en el interior de los espacios confinados,
con protecciones antideflagrantes y sus correspondientes tomas de tierra conectadas a elementos metálicos conductores situados en el exterior. Señalización de los trabajos que se están realizando en el exterior al recinto.
Instrumentos de medición2: Debemos conocer el nivel de oxígeno presente a en la atmósfera para seleccionar nuestra protección, y determinar si hay riesgo de explosión o la necesidad de utilizar un equipo de respiración autónomo (SCBA). Principio de Funcionamiento Estos instrumentos tienen un sensor electroquímico para determinar la concentración de oxígeno en el aire. El sensor es una célula galvánica compuesta de dos electrodos, un cátodo de oro y un ánodo de plomo, ambos insertados en una solución electrolítica básica.
Las moléculas de oxígeno atraviesan la membrana hasta llegar a la solución. Las reacciones entre el oxígeno, las soluciones y los electrodos producen una corriente eléctrica proporcional a la concentración de oxígeno. La corriente atraviesa el circuito eléctrico e indica una señal resultante amplificada como una deflexión del puntero medidor en la lectura digital; el resultado se expresa en porcentaje del volumen de oxígeno. Limitaciones e Interferencias Altas concentraciones de dióxido de carbono (CO2) disminuyen la vida útil del sensor de oxígeno. Por lo general, el equipo se puede usar en atmósferas con más de 0,5% de CO2 sólo con el reemplazo frecuente del sensor. La vida útil en una atmósfera normal (0,04% de CO2) puede variar desde una semana hasta un año, según el diseño del fabricante. Altas temperaturas pueden influir en la respuesta del indicador de oxígeno. El intervalo 2
CIQUIME
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normal para la operación del equipo varía entre 0 ºC y 49 ºC. En intervalos que oscilan entre -32 ºC y 0 ºC, la respuesta del equipo es lenta. En intervalos inferiores a -32 ºC, el sensor se puede dañar debido al congelamiento de la solución. El equipo se deberá calibrar en la misma temperatura en que será utilizado. Presión Atmosférica: La concentración natural del oxígeno es una función de la presión atmosférica en una determinada altitud. Dado que el porcentaje de oxígeno no varía con la altitud, el peso de la atmósfera en el nivel del mar es mayor y, por lo tanto, si se compara con altitudes mayores, hay una compresión mayor de moléculas de oxígeno y de otros componentes del aire dentro de un determinado volumen. A medida que la altitud aumenta, esta compresión disminuye, y también disminuye el número de moléculas de aire comprimidas en un determinado volumen. De esta forma, un indicador de oxígeno calibrado en el nivel del mar y operado en una altitud de algunos millares de pies, proporcionará medidas incorrectas. Esto indica una deficiencia de oxígeno en la atmósfera debido a una menor cantidad de esas moléculas que son "empujadas" hacia el sensor. Por consiguiente, es necesario calibrar el equipo en la misma altitud donde se utilizará. Recomendaciones de Uso La calibración se debe realizar en un lugar ventilado, sin contaminación, con 20,9% de oxígeno, preferentemente a la misma altura donde se van a realizar las mediciones. ¿Cuales son las causas de deficiencia de oxígeno? Acción microbiana, o descomposición orgánica. Microbios aéreos consumen oxígeno y producen dióxido de carbono. Desplazamiento del oxígeno por otros gases o vapores, argo, propano, y los vapores de gasolina u otros solventes hidrocarburos son ejemplos comunes. Oxidación, en ambientes como los compartimentos de barcos, o tanques de agua metales, el proceso de oxidación puede ser suficiente para consumar y reducir el oxígeno a niveles peligrosos. Combustión, el uso de un motor de combustión o los procesos de soladura puede consumir el oxígeno en un espacio confinado, además de introducir gases tóxicos Adsorción y absorción, por ejemplo cemento en el proceso de curación puede adsorber oxígeno. ¿Cuáles son las causas de enriquecimiento de oxígeno? Generalmente ocurre en un lugar donde hay un liberación o derrame de oxigeno líquido o comprimido; como en hospitales y sitios industriales donde trabajan con tanques de oxígeno. Una consideración importante es que, generalmente, los instrumentos no han sido sometidos a pruebas de seguridad en atmósferas enriquecidas y pueden causar explosión en
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ellas. Por eso, los detectores generalmente llevan una advertencia que no deben ser usados en atmósferas donde la concentración de oxígeno exceda el 23.5%.
Los explosímetros Son aparatos para medir las concentraciones de gases y vapores inflamables. Permiten obtener resultados cuantitativos pero no cualitativos, es decir, es posible detectar la presencia y concentración de un gas o vapor combustible en una composición de gases, pero no se pueden distinguir las diferentes sustancias presentes. Estos equipos no detectan la presencia de neblinas explosivas, combustibles ni atomizadas como aceites lubricantes y polvos explosivos, debido a que estas mezclas son retenidas en un filtro de algodón. Si ellas entraran en el explosímetro, podrían contaminar el catalizador de platino. Principio de funcionamiento Los indicadores de gas combustible tienen una cámara interna que contiene un filamento que sufre combustión ante la presencia de un gas inflamable. Para facilitar la combustión, el filamento es calentado o revestido con un agente catalítico (como platino o paladio). El filamento forma parte de un circuito de resistencias balanceado denominado
Circuito del Puente de Wheatstone En uno de los lados del puente, el aire a muestrear pasa sobre un filamento caliente. Si el aire contiene un gas o vapor combustible, el filamento calentado produce combustión y libera un calor adicional que aumenta la resistencia eléctrica del filamento. El otro lado del puente contiene un filamento semejante que esta sellado y se calienta de forma idéntica, pero sin corriente eléctrica. Este filamento sellado anula todos los cambios en la corriente eléctrica y la resistencia debido a las variaciones de la temperatura ambiente. El cambio que se produce en la variación de la resistencia de la corriente eléctrica en los filamentos, durante el paso del flujo de muestra, se debe a la presencia de gases combustibles. Estos cambios en la corriente eléctrica se registran como porcentajes del LEL (límite inferior de explosividad) en el mostrador del instrumento. Limitaciones e Interferencias La sensibilidad y precisión de los indicadores de gas combustible pueden estar influidas por varios factores. Éstos incluyen la presencia de polvo, alta humedad y temperaturas
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extremas. Por estas razones, la sonda de muestreo de muchos modelos debe disponer de un filtro de polvo y un agente secante. El equipo no se debe usar en ambientes extremadamente fríos ni calientes porque tales temperaturas interfieren en la respuesta del instrumento. Siliconas, silicatos y otros compuestos que contienen silicona, pueden perjudicar seriamente la respuesta del instrumento. Algunos de estos materiales contaminan rápidamente el filamento, lo que impide que funcione correctamente. Compuestos orgánicos de plomo, presente en algunos tipos de gasolina, produce un sólido combustible que se deposita en el filamento y causa pérdida de sensibilidad. Si se sospecha la existencia de gasolina en el lugar que se va a monitorear, será necesario verificar el instrumento después de cada uso. Nivel del Oxígeno. Los indicadores de gas combustible se deben usar en atmósferas normales de oxígeno. La concentración mínima de oxígeno para permitir el funcionamiento perfecto del explosímetro es del orden de 14%. Gases ácidos, como el cloruro de hidrógeno y el fluoruro de hidrógeno, así como el dióxido de azufre, pueden corroer el filamento y provocar bajas lecturas en el medidor, inclusive en presencia de altas concentraciones de combustibles. Es probable que los vestigios de estas interferencias no influyan directamente en las lecturas, pero pueden destruir la sensibilidad de los elementos detectores. Recomendaciones de Uso Se debe asegurar que cualquier instrumento usado en una atmósfera posiblemente inflamable no será en sí mismo la fuente de ignición. Esta característica de un instrumento es denominado "seguridad intrínseca" y significa que el instrumento ha sido probado y certificado en un laboratorio y no va a causar incendio o explosión en una atmósfera inflamable. En Estados Unidos se requiere la certificación de UL o FM en atmósferas explosivas, y definen exactamente para cuales atmósferas--cuales grupos de químicos y sustancias-- el uso del instrumento ha sido aprobado. Para conocer si el equipo es intrísicamente seguro, busque alguno de los siguientes logos. Interpretación de Resultados Para la calibración de los explosímetros se utiliza un gas patrón. El instrumento debe leer correctamente el porcentaje de LEL del gas contenido en el cilindro. Esa parte de calibración es conocida como el "bump test" o prueba preliminar. La mayoría de los fabricantes recomiendan calibración al menos cada 30 días. También es recomendable hacer la prueba preliminar antes del uso, y, si el instrumento no esta leyendo con precisión, hacer la calibración completa.
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Entre los gases de calibración más utilizados podemos mencionar el metano, propano, pentano, y hexano. Para seleccionar el gas de calibración más adecuado para nuestras tareas debemos considerar la "Respuesta Relativa" del instrumento. Por ejemplo, si el instrumento ha sido calibrado a metano, mide metano con precisión. Pero si el instrumento que ha sido calibrado a metano y se va a usar para medir vapores de petróleo, (gasolina), la lectura puede no ser precisa. Esto es porque los diferentes gases o compuestos tienen diferentes propiedades químicas, LEL y calor de combustión. Entonces para obtener la medida correcta es necesario multiplicar la lectura del instrumento por un factor de corrección. RAE Systems, por ejemplo, recomienda calibración del Multi-rae con metano. Para petróleo, RAE da factor de corrección de 2. Entonces si la lectura del instrumento es 40 por ciento del LEL, y se están midiendo vapores de petróleo, la concentración verdadera es 80 % del LEL. (40 X 2 =80). Los fabricantes dan los factores de corrección para sus instrumentos, y son específicos. Debemos seleccionar correctamente nuestro gas de calibración, para siempre tener factores de corrección cercanos a 1.
Indicador de Atmósfera Tóxica Estos instrumentos comúnmente vienen configurados para detectar el monóxido de carbono, sulfuro de hidrógeno, cianuro de hidrógeno, amoníaco o cloro. Estos equipos son de alta precisión durante el monitoreo, gracias a compensaciones controladas por un microprocesador interno. También disponen de una alarma sonora y visual que funciona con baterías. Las alarmas se activan cuando la concentración del gas en la atmósfera excede el nivel preestablecido. Principio de funcionamiento Los sensores son celdas químicas electrolíticas. Consiste en un electrodo sensor (cátodo) y un contra electrodo (ánodo) separados por una delgada capa de electrolito. El gas que entra en contacto con el sensor reacciona sobre la superficie del electrodo sensor generando una reacción de oxidación o reducción. Los materiales del electrodo, específicamente desarrollados para el gas de interés, catalizan estas reacciones. Una corriente proporcional a la concentración de gas es generada, la que puede ser medida para determinar la concentración de gas. La selectividad del sensor depende de la elección de la solución química y de los electrodos. Limitaciones e Interferencias Al igual que los sensores de oxígeno, estos se desgastan con el tiempo, principalmente cuando están expuestos a alta humedad y a temperaturas extremas. Requieren como mínimo 16% de oxígeno para su funcionamiento. Las celdas electroquímicas pueden sufrir algunas interferencias. Por ejemplo, los sensores de monóxido de carbono también responden al gas sulfhídrico, o sufre interferencias de
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vapores provenientes de líquidos inflamables. Los de cloro tienen interferencia de los otros elementos del grupo VII. Recomendaciones de Uso Estos equipos ofrecen lecturas directas que se observan en medidores digitales o analógicos. Los resultados de las lecturas de estos instrumentos se expresan en partes por millón (ppm) o porcentaje en volumen (% en volumen). Antes de usar estos instrumentos, se deben hacer dos verificaciones: la verificación del cero y la calibración del valor de referencia. Cabe resaltar que estas verificaciones se deben realizar en la misma altitud en que se usará el instrumento. Si no se hiciera de esta manera, puede haber un error en la lectura. También se debe recordar que los instrumentos se deben calibrar con los implementos de calibración proporcionados por los fabricantes.
Permiso de trabajo en espacios confinados: IMPORTANTE CONSTITUYE FALTA GRAVE NO LLENAR ESTE PERMISO EN LA MISMA ÁREA DONDE SE EJECUTARA EL TRABAJO Este permiso debe mantenerse en lugar visible durante el trabajo y hasta la conformidad de recepción del mismo ADVERTENCIAS Está terminantemente prohibido borrar o alterar este permiso. Debe ser llenado con tinta azul o negra nunca con lápiz La prueba de gas es “obligatoria” para todo trabajo en caliente y su lectura debe ser “cero”
Toda prueba de gas debe hacerse inmediatamente antes de iniciarse el trabajo, en caso de duda comprobar con otro instrumento. Si un trabajo en Espacio Confinado o caliente es suspendido por una hora o más debe hacerse nueva prueba de gas antes de iniciarse. Todo trabajo debe tener su Procedimiento de Trabajo y Perfil de Seguridad SUSPENSIÓN DE TRABAJO Cualquiera de las partes, o el personal de Seguridad, al momento de efectuar alguna inspección, podrá suspender el trabajo y/o cancelar el permiso por:
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• No cumplir con las disposiciones de seguridad. • No usar equipos o elementos de protección exigidos. • Dar distinto uso a las herramientas y/o equipos incluyendo los de seguridad para los que
fueron aprobados • Evidente fatiga del personal • Elevación de temperatura o presencia de gas en la unidad, o • Si las condiciones de trabajo o en el trabajo ponen en riesgo al personal o instalaciones.
En caso de emergencia el trabajo se suspenderá de inmediato poniendo en resguardo al personal, equipos, instalaciones. El trabajo no se reiniciará si no cuenta con un nuevo permiso. TERMINADO EL TRABAJO EL EQUIPO ENCARGADO DEL MISMO RETIRARA TODO EL EQUIPO Y MATERIAL SOBRANTE O NO NECESARIO DEJANDO EL ÁREA EN BUEN ESTADO DE ORDEN Y LIMPIEZA Anexo norma I RAM 3625
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Modulo 5 I NT RODUCCI ÓN A L AS SUSTAN CI AS QUÍM I CAS
Decreto Nº351/1979 Capítulo 9: Contamin ación ambiental Art. 61.- Todo lugar de trabajo en el que se efectúan procesos que produzcan la contami nación del ambiente con gases, vapores, humos, nieblas, polvos, f ibras, aerosoles o eman acion es de cual quier ti po, deberádisponer de dispositi vos desti nados a evitar que dichos contami nan tes alcancen ni veles que puedan af ectar l a salu d del trabajador . Estos dispositi vos deber án aj ustar se a lo r eglamentado en el Capitulo 11 del pr esente decreto. 1. La autor idad competente fi jara concentr aciones máxi mas permisibles para los ambientes de tr abajo, que fi gur an como An exo I I I como Tablas de Concentr aciones M áxi mas Permi sibles, las que serán obj eto de un a revisión an ual a fin de su actual ización. Cada vez que sea n ecesario podr án introducirse modif icaciones, eli mi naciones o agregados. 2. En los lugares de tr abajo donde se reali cen pr ocesos que den origen a estados de contami nación ambi ental o donde se alm acenen substancias agresivas (toxi cas, ir ritantes o infectantes), se deberán efectuar análisis de aire peri ódicos a intervalos tan f recuentes como las circunstanci as lo aconsejen. 3. L a té cnica y equipos de muestr eo y análisis a utilizar deberán ser aquell os que los últimos adelantos en la materia aconsejen, actuando en el r asgo de interé s sanitar io defi nido por el tamañ o de las partículas o las car acter ísticas de las substancias que puedan producir mani festaciones toxicas. Esta tarea será programada y evaluada por gr aduado un iversitario, conf orme a lo establecido en el Capitu lo 4, A rticulo 35. 4. Cuan do se compr uebe que algu nos de los contami nan tes puedan r esul tar riesgosos por la pr esenci a de otr o u otr os contami nan tes o factor es concur rentes por circun stanci as no contempladas en la presente reglamentaci ón, la autoridad competente podráexi gir a l os establecimientos, que disminu yan los contami nan tes a concentr aciones in feriores a las consign adas en la Tabla de concentraciones máxi mas permisibles. 5. Los inspectores de la autoridad competente al realizar la determinación de contami nantes en los lugar es de trabajo, deber án proceder a dejar debida constancia en actas de lo sigui ente: 5.1. Descripci ón del pr oceso (i nf ormación qu e deber áproporci onar el establecimiento).
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5.2. Descripci ón de las condi cion es operativas. 5.3. Descripción de la té cni ca de toma de mu estr a e instr um ental utilizado. 5.4. Té cni ca anal íti ca e instr umental utilizado o a uti lizar . 5.5. Nu mero de muestr as tomadas, especif icando par a cada un a, ti empo de muestr eo, caudal, l ugar de toma de muestr a y tarea que se esta llevando a cabo dur ante la misma. 5.6. Tiempo de exposición. 5.7. F recuencia de la exposición en la jor nada de tr abajo.
Resolu ción 295/2003
ANEXO II I L os valor es CM P (Concentr ación máxi ma permisibl e ponderada en el ti empo) o TL V (Th r eshold L imi t Val ue o Valor L ími te Umbral) h acen r eferencia a concentr aciones de sustancias que se encuentran en suspensión en el ai re. Asimi smo, r epresentan condi ciones por debajo de las cual es se cree que casi todos los tr abaj ador es pueden estar expuestos repeti damente día tr as día a la acción de tales concentr aciones sin suf rir efectos adver sos para la salud. Sin embargo, dada la gr an vari abilidad en la susceptibili dad indi vidual, es posibl e que un pequeñ o porcentaje de trabajador es experi menten mal estar ante algunas sustan cias a concentraciones igual es o inferi ores al l ími te umbr al, mi entr as que un porcentaj e menor puede resul tar afectado más seriamente por el agravamiento de una condici ón que ya exi stía anteri ormente o por l a apari ción de un a enf ermedad profesional . Fumar tabaco es per ju dicial por varias razones. El hecho de fu mar puede actuar aumentando los efectos biológicos de los produ ctos quími cos que se encuentran en los puestos de tr abajo y puede r educir los mecani smos de defensa del organi smo contr a las sustancias tóxi cas. Algunas personas pueden ser tambié n hipersuscepti bles o de r espuesta inesper ada a algunos productos quími cos de uso in dustrial debido a factores gené ti cos, edad, h ábitos personal es (tabaco, alcohol y uso de otr as drogas), medicación o exposicion es anter ior es que l es han sensibi lizado. Tal es personas pu ede que no esté n pr otegidas adecuadamente de los efectos adver sos para su salu d a ciertas sustancias quími cas a concentr aciones próxi mas o por debajo del CM P. E l mé dico de empr esa (m é dico del tr abajo) debe evaluar en estos casos la pr otección adi cional que requi eren estos trabajador es. L os valores CM P se basan en l a in formación disponi ble obteni da mediante la experiencia en l a in dustria, l a experim entación hu mana y ani mal, y cuan do es posibl e,
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por la combinación de las tres. L a base sobr e la qu e se establecen los valor es CM P puede dif erir de un a sustancia a otra, par a unas, la pr otección contr a el deterior o de la salud puede ser un factor que sir va de guía, mi entr as que para otr as la au senci a r azonable de ir ritación, n arcosis, molestias u otras for mas de malestar puede constitui r el fun damento para fijar dicho valor . L os dañ os para la salu d consider ados se refi er en a aquell os que dismi nu yen la esperanza de vida, comprometen la función fisiológica, dismin uyen la capacidad para defenderse de otras sustancias tóxicas o procesos de enfermedad, o afectan de forma adversa a la función reproductora o procesos relacionados con el desarrollo. L a cantidad y la n atur aleza de la i nf ormación di sponibl e para el establecim iento de un valor CM P varían de un a sustancia a otr a. Estos lími tes están desti nados a ser u ti lizados en la pr áctica de la higiene industr ial como dir ectrices o recomendaciones para el contr ol de ri esgos potencial es para la salu d en el puesto de tr abajo y no para n in gún otr o uso como, por ejemplo, para la evalu ación o el contr ol de las molestias de la contami nación atmosfé rica para la comun idad, la estimación del potenci al tóxi co de la exposición conti nu a e interr umpi da u otr os períodos de tr abajo pr olon gados o como prueba de la existencia o i nexistencia de un a enf ermedad o un estado f ísico. Estos valor es lími te se deben usar como di r ectr ices para l a impl antación de prácticas adecuadas. Aun que no se considera pr obable que se produzcan efectos adversos gr aves para la salu d como consecuencia de la exposición a concentr aciones lími te, la m ejor pr ácti ca es mantener l as concentr aciones de toda clase de contaminantes atm osfé ricos tan bajas como sea posible. Definiciones En la presente normati va, se especif ican l as tres categor ías de CM P (Concentr ación M áxi ma Permi sible) siguientes: a) CM P (Concentr ación máxi ma permi sible ponder ada en el ti empo): Concentr ación media ponderada en el tiempo para u na j orn ada normal de tr abajo de 8 hor as/día y un a seman a labor al de 40 hor as, a la que se cree pueden estar expuestos casi todos los tr abaj ador es r epeti damente día tr as día, sin efectos adversos. b) CM P - CPT (Concentración máxi ma permisibl e para cor tos períodos de tiempo): Concentr ación a l a que se cree que los trabaj adores pueden estar expu estos de manera conti nu a dur ante un corto espacio de tiempo sin sufrir: 1) i rr itación, 2) dañ os crónicos o irreversibles en los tejidos, o 3) narcosis en grado suficiente para aumentar la
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probabil idad de lesion es accidentales, dif icu ltar sali r por símismo de un a si tuación de peli gro o reducir sustancialmente la eficacia en el tr abajo, y siempr e que no se sobrepase la CM P diar ia. No es un lími te de exposición i ndependi ente, sino que más bien complementa al lími te de la media pon der ada en el ti empo cuan do se admite l a existencia de efectos agudos de una sustancia cuyos efectos tóxicos son, primordialmente, de car ácter crónico. L as concentr aciones máximas par a cor tos períodos de tiempo se recomiendan solamente cuan do se ha denu nci ado la existenci a de efectos tóxi cos en seres hum anos o ani males como r esul tado de exposicion es intensas de corta dur ación. La CMP-CPT se define como la exposición media ponderada en un tiempo de 15 minu tos, que no se debe sobrepasar en n ingún m omento de la jor nada l aboral , aún cuando la media ponderada en el ti empo que corr esponda a las ocho hor as sea in ferior a este valor lími te. Las exposiciones por encima de CM PCPT hasta el val or lími te de exposición de corta dur ación n o deben tener u na dur ación super ior a 15 min utos ni repeti rse más de cuatro veces al día. D ebe haber por lo menos un período de 60 minutos entre exposici ones sucesivas de este rango. Se podr ía r ecomendar un período medio de exposición disti nto de 15 min utos cuando l o ju stifiqu en l os efectos biol ógicos obser vados. c) CM P-C (Concentr ación M áxi ma Perm isible - Val or Techo (c): Es la concentración que no se debe sobrepasar en ningún momento durante una exposición en el tr abajo. En la práctica convencional de la hi giene indu str ial , si n o es posible reali zar un a medida in stantánea, el CM P-C se puede fi jar cuando l as exposicion es son cortas median te muestreo durante un tiempo que no exceda los 15 minutos, excepto para aquellas sustancias que puedan causar i rr itación de inmediato. Par a algunas sustancias como, por ejemplo los gases ir r itan tes, qui zás solamente sea adecuada l a categor ía de CM P-C. Par a otr as, pueden ser perti nentes un a o dos categor ías, según su acción f isiológica. Conviene observar que, si se sobr epasa uno cual quiera de estos valores lími tes, se presume que exi ste un r iesgo potencial derivado de esa sustancia. L os valor es lími tes basados en la ir ritaci ón física no deben ser considerados como m enos vin cul antes que aqué llos que ti enen su fun damento en el deterior o f ísico u or gáni co. Cada vez es mayor la evidenci a de que la ir ritación f ísica puede ini ciar , promover o acelerar el deteri oro f ísico del organi smo median te su in teracción con otr os agentes quími cos o biológicos. Concentr ación media ponderada en el ti empo fr ente a valor es techo
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L as medias ponder adas en el ti empo perm iten desviaciones por encima de los valor es lími te umbr al, siempr e que é stas sean compensadas dur ante la jornada de tr abajo por otr as equi valentes por debajo de la concentr ación máxi ma permisibl e ponder ada en el tiempo. En algunos casos, puede ser permisible calcular la concentración media para una semana de tr abajo en lu gar de hacerl o para u na sola jornada. L a relaci ón entr e el l ími te umbr al y la desviaci ón per mi sible es empírica y, en casos determi nados, puede no ser de apli cación. L a magnitud en que se pueden sobrepasar los lími tes umbral dur ante cortos períodos de ti empo sin dañ o par a la salu d, depende de diversos factores como la naturaleza
del
contaminante,
de
si
concentraciones
muy
elevadas
producen
intoxicacion es agudas, incl uso dur ante períodos cor tos de ti empo, de que sus efectos sean acumu lativos, de la frecuencia con qu e se den las concentr aciones elevadas, y de la dur ación de dichos períodos de tiempo. Para determinar si exi ste una situación peligrosa, hay que tener en cuenta todos los factores en consideración. Au nqu e la concentr ación media ponderada en el tiempo constituye el modo más sati sfactor io y práctico de controlar si los agentes que se encuentran en suspensión en el air e se aju stan a l os lími tes señ alados, hay determ inadas sustancias para las que no resul ta apropi ada. En este último grupo figur an sustancias que, predomin antemente, son de acción r ápida y cuyo lími te umbr al es más apropi ado basar lo en esta r espuesta particular. La manera óptima de controlar las sustancias que tienen este tipo de respuesta, es mediante un valor techo, que no se debe sobr epasar . En las defin icion es de concentraciones medias ponderadas en el tiempo y de valor techo, estáim plícito que la f orma de muestr eo para determi nar la falta de conf ormidad con l os lími tes de cada un a de las sustan cias puede ser di ferente; una única muestr a de corta dur ación que es váli da para compar ar con el valor techo, no lo es para comparar con la media ponderada en el tiempo. En este caso se necesita un número de muestras suf icientes, tomadas a lo lar go del ciclo compl eto oper ativo o del tu r no de tr abajo, que permi tan determi nar la concentr ación media ponderada en el ti empo, representativa de la exposición. M ientras que el valor techo establece un lími te defini do de concentr aciones que no deben excederse, la media pon derada en el ti empo r equi ere un lími te expl ícito de desviaciones que pueden superar se por encima de los valor es lími tes umbr ales fijados.
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H ay que hacer n otar , que estos mismos factor es se aplican par a las sustancias quími cas, para deter mi nar la magnitud de los valor es de exposición de corta dur ación o para cuando se excluye o inclu ye el valor techo de una sustancia. L ími tes de desviación Par a la i nm ensa mayor ía de las sustan cias que tiene Concentr ación M áxi ma Perm isible ponderada en el t iempo, no se dispone de datos toxi cológicos suf icientes que garanti cen un límite de exposición de corta du r ación. N o obstante, se deben contr olar las desviaciones o vari aciones por enci ma de la Con centración M áxi ma Permisible ponderada en el ti empo, aún cuan do su val or par a ocho hor as estédentr o de los lími tes recomendados. Notación " Vía dé r mi ca" L a designación de " vía dé rmi ca" (v.d.) en la columna de Notaci ones se refi ere a la exi stencia de un a contr ibución potencial signi ficati va de la absorci ón por ví a cutánea a la exposición total de esa sustancia. L a absor ción dé rmi ca in clu ye las membr anas mucosas y los ojos, ya sea por contacto con l os vapores o, probablemente de mayor significación, por contacto directo de la sustancia con la piel. Las sustancias vehicul izantes presentes en las soluci ones o en las mezclas tambi é n pueden aum entar significati vamente la posible absorci ón dé rmi ca. L as propiedades de algu nos mater ial es de provocar i r ritación, dermati tis y sensibi li zación en l os tr abajador es no se consider an r elevantes a la h ora de decidi r la inclu sión o no de la notaci ón vía dé rmi ca en u na sustan cia. Sin embargo, hay que tener en cuenta qu e el desarr oll o de una situación dermatológica puede afectar signif icativamente la posibi li dad de la absorción dé rmica. Debido a que los datos cuantitativos que normalmente existen en relación con la absorción dé r mi ca por los trabaj ador es, de gases, vapor es y líquidos son relativamente li mi tados, se recomi enda que la incor poración de los datos de los estudios de toxi cidad aguda por vía dé rmi ca y l os de las dosis dé rmi ca r epeti das en animal es y/o en h uman os, junto con la capacidad de la sustancia par a ser absorbi da, pueden usarse par a decidir la conveni encia de i nclui r la n otaci ón vía dé rmi ca. En general, cuando existan datos que sugi eran que la capacidad de absorción por las manos y antebrazos dur ante la jor nada l abor al pudiera ser signif icativa, especialmente para las sustancias con CM P más bajos, se puede justif icar la in clu sión de la n otación vía dé rmica.
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De los datos de toxi cidad aguda por vía dé r mi ca en an imal es par a sustanci as con D L 50 relati vamente baja (1.000 mg/kg de peso o inferi or ) se les podr ía asignar la notación vía dé rmi ca. Se debe considerar la uti lización de la n otación vía dé r mi ca cuando l os estudios de aplicación dé r mi ca r epeti da muestr en efectos sisté mi cos significati vos en el tr atamiento contin uado. De la misma f orma, se debe considerar el uso de esta n otación cuando l as sustancias quími cas penetren fácil mente la piel (coeficiente de r eparto octanol-agu a elevado) y cuando la extr apol ación de los efectos sisté mi cos a parti r de otr as ví as de exposición, sugi eren u na absorción dé rmi ca que puede ser impor tante en la toxi cidad mani festada. L as sustancias con notación " vía dé rmi ca" y con un valor de CM P bajo, pueden presentar problemas especiales en los trabajos en los que las concentraciones del contami nante en el ai re sean elevadas, particu lar mente en condici ones en l as que haya un a superf ici e considerabl e de piel expuesta durante u n período prolongado de ti empo. En estas condiciones se pueden establecer precauciones especiales para reducir sign if icativamente o exclu ir el contacto con l a piel. Para deter mi nar la contr ibu ción r elativa de la exposici ón dé rmi ca a la dosis total se debe considerar el contr ol bi ológico. El pr opósito de la notación " vía dé rmi ca" es el de alertar al u suario de que solamente el muestr eo ambiental es in suf iciente para cuantificar exactamente la exposición y que se deben establ ecer las medidas suf icientes par a evitar la absor ción cu tánea. Notación " sensibil izante" L a design ación de " SEN" en la colu mna de " Notaciones" , se refiere a la acción potenci al de un compu esto para pr oducir sensibi lización, conf irmado por los datos en hu manos o en anim ales. La notación SEN no i mplica que la sensibi lización es el efecto críti co en el qu e estábasado el establecimiento del val or lími te umbr al ni de que este efecto sea el único con r elación al valor lími te de ese compuesto. Cuan do exi sten datos de sensibi li zación hay que considerar los cuidadosamente a la hor a de recomendar un valor lími te para ese compuesto. L os valor es lími tes umbr ales basados en la sensibilización pr etendían pr oteger a los tr abajador es de la in ducción a este efecto y no intentaban proteger a l os trabaj adores que ya habían sido sensibi lizados. En los lugar es de tr abajo l as exposicion es a compuestos sensibi lizantes pueden ocur rir por las vías respir ator ia, dé r mi ca o conj un ti va. De un modo par ecido, los sensibilizantes pueden evocar r eacciones respirator ias, dé rmi cas o conj untivales. Por ah ora, esta notaci ón no di stingu e la sensibi li zación entre cual qui era de estos órganos o sistemas.
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L a ausencia de la n otación SEN no signi fica que el compuesto no pu eda producir sensibilización, sino que puede reflejar la insuficiencia o ausencia de la evidencia científica en cuanto a este efecto. L a sensibi lización ocur re frecuentemente por un mecani smo in munol ógico, que no debe conf un dir se con
otr as condiciones o
ter minol ogía
como
la
hi per reactivi dad,
susceptibil idad o sensibi lidad. I ni cial mente la respuesta a un compu esto sensibi li zante pudiera ser pequ eñ a o no existir . Sin embar go, despué s de que la persona se ha sensibi lizado, la exposición siguiente puede causar r espuestas intensas aún a exposiciones de baja concentr ación (muy por debajo del valor lími te umbr al). Estas reacciones pueden ser un a amenaza dur ante la vida o pueden tener u na r espuesta inmediata o retardada. L os tr abajador es que han sido sensibi lizados a un com puesto en parti cul ar , tambi é n pueden exhibir un a reactivi dad cru zada a otr os compuestos con estr uctu ra quími ca simi lar . L a reducción de la exposición a los sensibilizantes y a sus análogos estr ucturales, general mente dismi nu ye la in cidencia de las reaccion es alé r gicas entr e las personas sensibilizadas. Sin embar go, para al gunas personas sensibi li zadas evitar por completo los lu gares de tr abajo y los no l aboral es con pr oblemas de sensibilización, es la úni ca for ma de preveni r la r espuesta i nmun e a los compuestos reconocidos como sensibili zantes y a sus análogos estructurales. L os compuestos que tienen la n otación SEN y u n valor lími te umbr al bajo presentan un problema especial en los lugares de trabajo. L as exposicion es por las vías respir atoria, dé rmi ca y conj un tiva deben r educir se signi ficativamente o elim in arse utili zando l os equi pos de protección personal y las medidas de contr ol adecuadas. L a educación y el entrenamiento, por ejemplo, la revisión de los efectos potenciales para la salud, procedimi entos de utilización segur os, in formaci ón de emergencia, son tambi é n necesarios para aquell os que trabaj an con compuestos sensibil izantes conocidos. M ezclas Consideración especial merece, asimi smo, la apli cación de los valor es lími tes umbr ales al determin ar los ri esgos para l a salu d que puedan estar relacion ados con la exposición a mezclas de dos o más sustancias. En el Apé ndice C se dan algunas consideraciones básicas concernientes al desar r ollo de las CM P par a las mezclas y los mé todos para su apli cación documentada con ejemplos concr etos. M ater ia parti culada
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Par a la mater ia parti cul ada sólida y líqui da, los valores lími tes umbr ales se expresan en té rmi nos de par tícul as totales, excepto cuan do se uti lice la denom in ación de inhalable y tor ácica o r espir able, in dicados en el listado de expl icaciones y equivalencias de los símbolos. L as defini cion es de estas partícul as se dan en el A pé ndice D, " Cr iterios de mu estr eo selectivo por tam añ o de par tícula para aer osoles" . E l té rmi no de par tículas totales se refiere a la mater ia aerotransportada mu estr eada con un cassette cerr ado (se r efier e a la utili zación del cuerpo super ior del cassette sin el tapón de pr otección) de 37 mm de diámetr o. Partícul as (i nsolubles) no especif icadas de otr a forma (PN EOF ). H ay much as sustancias con valor lími te umbr al, y otr as mu chas sin este valor , para l as cual es no hay evidencia de efectos tóxicos específicos. L as que se presentan en f orma parti culada se han denomin ado tr adicional mente como " polvo molesto" . Aun que estos compu estos pueden no causar fibrosis o efectos sisté mi cos, n o son biológicamente inertes. Por otra parte, las concentraciones elevadas de la materia particulada no tóxica se las ha asociado ocasionalmente con situaciones fatales conocidas como protein osis alveolar . A con centraciones más bajas pueden i nh ibir el aclar ami ento de las partícul as tóxicas de los pulm ones al di sminu ir la movilidad de los macr ófagos alveolar es. Por consigu iente se recomienda utili zar el té r mi no Partícul as (in solu bles) no especif icadas de otra f orma (PN EOF ) par a subr ayar que todos estos compuestos son potenci almente tóxi cos sin sacar la consecuenci a de que son peli gr osos a todas las concentraciones de exposición. L as partícul as clasif icadas como PN EOF son aquellas que no ti enen amianto y menos del 1% de sílice cristali na. Par a r econocer los efectos adversos de la exposici ón a esta materi a parti cul ada no tóxi ca se establ ecen y se inclu yen en l a li sta de los valores lími tes umbrales adoptados un a CM P de 10 mg/m3 par a las partícul as inh alables y de 3 mg/m3 para l as r espir ables. Asfi xi antes Simples gases o vapores " in ertes" Diversos gases y vapor es actúan pr imor dialmente sólo como asfixi antes sin más efectos fisiológicos signi ficati vos cuan do están presentes a altas concentr aciones en el air e. N o es posibl e recomendar un valor lími te umbr al par a cada asfixi ante simple porque el factor limi tador es el oxígeno (O2) disponible. En condicion es normales de presión atmosfé rica (equivalente a u na presión parcial, pO2, de 135 tor r ), el conteni do míni mo de oxígeno debe ser el 18% en volum en. L as
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atmósferas deficientes en O2 no propor cionan sign os de alarma adecuados y la mayor ía de los asfix ian tes simples son i nodor os. Por otro lado, vari os asfix ian tes sim ples suponen un peli gro de explosión, f actor que debe tomarse en cuenta al li mitar la concentr ación del asfixian te. I ndices Bi ológicos de Exposición (B EI ) Se inclu ye en la column a de " notaciones" de la li sta de valor es adoptados, la in dicación " BE I " cuando tambié n se recomienda esta determin ación par a la sustancia en concr eto. Se debe establecer el contr ol biol ógico par a las sustancias que tengan un indi cador biol ógico de exposición, par a evaluar la exposición total proveni ente de todas las fuentes, in clu ida la dé rmi ca, la i ngestión y l a no l aboral. F actor es F ísicos Estáadmitido que f actores físicos, tal es como el calor , la r adiación ul tr aviol eta y la ion izante, la humedad, la presión, la alti tud, etc. pueden aumentar la agresión a la qu e se ve sometido el cu erpo, por lo que pueden producirse alteraci ones en los efectos der ivados de la exposición a u n val or lími te. L a mayor ía de estos factor es actúan negati vamente aumentando la r espuesta tóxi ca de un a sustancia. Au nqu e la mayor ía de los valores lími tes llevan i ncorpor ados factor es de in certi dumbr e para pr oteger contr a los efectos adversos ante desviaci ones moderadas de los medios ambi ental es nor mal es, los factor es de incerti dumbr e de la mayor ía de las sustancias no al canzan u na magnitu d que ju stifi que cubri r las desviaciones fu ertes. Así, por ejemplo, el trabajo continu o fuer te a temperatur as por enci ma de los 25° C Temperatur a de globo bulbo húmedo, o la realización de más de 25% de hor as extr aordin arias a lo largo de la semana labor al, podr ían consider arse como desviaciones fuertes. En tales casos, hay qu e actuar con pr udencia al efectuar los reaju stes adecuados de los valor es lími te. Sustanci as no indi cadas en l a li sta L a Tabla de Concentr acion es M áxi mas Per misibl es, no es de ni ngu na man era una li sta completa de todas las sustancias peli grosas ni de las sustancias peligr osas utili zadas en la in dustri a. Para un gr an número de sustancias de toxi cidad conocida no hay datos o son in suf icientes para utilizarlos en el establecimiento de los valor es lími tes umbrales. L as sustanci as que no están en la lista de CM P no deben ser consideradas como n o peli grosas o no tóxi cas. Cuando en un puesto de trabaj o aparece un a sustancia que no
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está en l a pr esente l ista, se debe revisar la bi bliogr afía mé dica y científica par a identi ficar los efectos potencial mente tóxi cos y peligrosos. Tam bié n es aconsejable reali zar estudios prelimi nar es de toxicidad. En cual qui er caso es necesario estar alerta a l os efectos adver sos para la salud en los tr abajador es que puedan estar impl icados en el u so de sustan cias nu evas. Tur nos de tr abajo con h orar io especial L a aplicación de los CM P a tr abajadores con tur nos marcadamente dif erentes de la jor nada labor al de las 8 horas por día, 40 horas semanal es, requiere una consider ación particul ar si se qui ere proteger a estos trabaj adores en l a mi sma medida que se hace con los que reali zan un a jornada norm al de tr abajo. Conversión de los valor es CM P en ppm a mg/m3 L os valores de los valor es lími tes um bral par a gases y vapores se dan generalmente en partes por mi ll ón de sustancia por volumen de air e (ppm). Para f acili tar la conver sión a mg/m3, se dan l os pesos molecul ares de las sustancias en la colu mna correspondi ente de las listas de valores adoptados.
¿Cuándo se puede converti r mg/m3 a ppm? L os límites de exposición ocupacional (OE L , TL V, PE L ,CM P, etc.) se pueden expr esar en partes por millón (ppm) únicamente si la sustancia existe como gas o vapor a temperatur a ambiente y presión n or mal . Por eso es que los lími tes de exposición usual mente se expresan en mg/m3. L os OEL para metales, sales y otros compuestos que no f orman vapores a temper atur a y presión ambi ente sólo se expr esan en m g/m3.
¿Cuál es la forma usual para convertir mg/m3 a ppm? TLV en mg/m3
= (gramo de peso molecular de sustancia) x (TLV en ppm) 24.45
TLV en ppm
=
24.45 x (TLV en mg/m3) (gramo de peso molecular de sustancia)
144
Estas fórmulas se pueden usar cuando se toman las mediciones a 25°C y la presión del aire es de 760 torr (= 1 atmósfera o 760 mm Hg). ¿Qué es gramo de peso molecular? Gramo de peso molecular es el peso molecular expresado en gramos. Por ejemplo, el gramo de peso molecular para el tolueno es 92.13 g. puesto que el peso molecular es 92.13. Un gramo de peso molecular se conoce también como un gramo molar. APEND I CES ADOPTADOS Apé ndice A: Car cin ogenicidad Es conocido el i ncr emento en l a pr eocupación públi ca sobre los pr oductos o procesos que causan o contr ibuyen al aum ento del riesgo de cáncer en los trabajador es. M é todos más sofisticados de bioensayo así como l a uti lización de modelos matemáti cos compli cados para extr apolar los niveles de r iesgo en l os tr abajador es, han conduci do a interpr etaciones diferentes de las sustancias quími cas o pr ocesos que deberían ser clasif icados como car cinógenos hu manos y sobr e cuál deber ía ser el n ivel máxi mo de exposición. Las categorías de la carcinogenicidad son l as siguientes: A1 - Car cin ógenos conf irmados en el humano: el agente es carcin ógeno en los hum anos de acuerdo con el peso de la evidencia de los estu dios epidemiológicos. A2 - Carcin ógenos con sospecha de serlo en el hu mano: los datos en hu manos se aceptan qu e son de cali dad adecuada pero son conf licti vos o in suf ici entes para clasificar al agente como carci nógeno conf irmado en el humano; o, el agente es carci nógeno en los animal es de experimentación a dosis, vías de exposición, pu ntos de ti po hi stol ógico o por mecani smos que se consideran im portantes en la exposición de los trabaj adores. L a clasificación A2 se utiliza principalmente cuando existe evidencia limitada de carcinogenicidad
en
el
humano
y
evidencia
suficiente
en
los
animales
de
experimentación en r elación con la de aqué llos. A3 - Car cin ógenos conf irmados en l os animal es con comportami ento desconocido en los humanos: el agente es carcinógeno en los animales de experimentación a dosis relati vamente elevadas, ví a o vías de admi ni str ación, pun tos de ti po histol ógico o por mecani smos que pueden no ser im portantes en la exposición de los tr abajador es. L os estudios epidemiológicos disponibles no conf irman un in cremento del r iesgo de cáncer en l os hu manos expuestos. L a evidenci a existente no in dica qu e el agente pr obablemente
145
cause cáncer en l os human os, excepto por vías o niveles de exposici ón no fr ecuentes o poco pr obables. A4. N o clasif icables como carcin ógenos en hu manos: agentes que preocupa pueden ser carcinógenos en los humanos pero no pueden evaluarse de forma concluyente por ausencia de datos. Los estudios in vitro o en animales no indican carcinogenicidad suf iciente para clasif icar al agente en cualqui era de las otras categorías. A5 No sospechoso como car cinógeno en humanos: el agente no es sospechoso de ser carcinógeno en humanos basándose en los estu dios epidemiol ógicos realizados adecuadamente en é stos. De estos estu dios se dispon en de suficientes histor ias fi abl es de segui mi ento de la exposici ón dur ante largo tiempo, dosis suf icientemente elevadas y de la potenci a estadística adecuada par a conclui r que la exposición al agente no conl leva un riesgo sign ificativo de cáncer para el humano; o, los hechos que sugi eren la ausenci a de carcinogenicidad en l os ani mal es de experimentación están aval ados por los datos obteni dos con modelos teór icos. L a exposición a los car cinógenos debe ser míni ma. L os trabajador es expu estos a los carci nógenos encuadradas en A1 deben estar equi pados adecuadamente para eli mi nar vir tualmente toda exposición al carcinógeno. Para los car cin ógenos A1 con valor lími te umbral y par a los A2 y A3, l a exposición par a los tr abajador es por cualqui er ví a de absorción debe controlar se cui dadosamente a ni veles tan baj os como sea posible por debajo del valor lími te umbr al. APE ND I CE B : Sustancias de composici ón vari able B1. Pr oductos de la descomposición del politetr afl uor oetileno* L a descomposición té rmi ca, en el air e, de la cadena fluor ocarbon ada provoca la formación de pr oductos oxidados que conti enen car bono, f lúor y oxígeno. Dado que estos produ ctos se descomponen en par te por hi drólisis en solu ción alcali na, se los puede determin ar cuanti tativamente en el air e como fluor ur o con objeto de dar u n índi ce de exposición. Actual mente no se recomienda valores límite umbr al, pero la concentr ación en el ambi ente debe ser lo más baja posible (* Al gofl ón® , Fluón® , Teflón ® , Tetran ®, son marcas r egistradas). B2. H umos de soldadura, Partícul as Totales (N o especif icadas de otr a for ma): Val or lími te umbr al: 5mg/m3. L os hu mos de soldadur a no son senci llos de clasificar. L a composición y canti dad de los hu mos y el total de partícul as dependen de la aleación que se suelda y del proceso y de los electrodos que se usan. N o se puede r ealizar un an álisis fiable de los hu mos sin tener
146
en cuenta l a natur aleza del proceso y el sistema de soldadura objeto del examen: metales reactivos como el aluminio y el titanio y las aleaciones se sueldan al arco en una atmósfer a protectora i nerte, por ejemplo, de argón. Estos arcos or igi nan un a cantidad relati vamente pequeñ a de hu mos, per o dan lugar a un a in tensa radi ación qu e puede producir ozono. Para soldar acer os al ar co, se empl ean pr ocesos simi lares, que tambi é n origin an un ni vel relativamente bajo de hum os. Tambié n se sueldan al arco aleaciones de hi er ro en atmósfer as oxi dantes, lo que genera una cantidad considerabl e de hu mo y puede producir monóxi do de carbono en l ugar de ozono. General mente, tales hu mos se componen de par tícul as discretas de escorias amor fas que contienen hi err o, manganeso, sí lice y otr os elementos consti tu yentes metálicos según las aleaciones de que se tr ate. Cuan do se sueldan al arco aceros in oxi dables, en los humos se encuentr an compuestos de cromo y níquel. En l a for mulación de algun os electrodos revesti dos y de núcleo de fundente, entran fluoruros y los humos asociados con ellos pueden contener una canti dad signi ficativamente mayor de fluor ur os que de óxi dos. Debido a los factor es apuntados, fr ecuentemente hay que verificar si los hu mos de soldadu ra al arco tienen los elementos indi viduales que es probable que esté n pr esentes en ellos, para determinar si se sobrepasan los valor es lími tes umbral específicos. Las concl usion es basadas en l a concentración total de hu mos son, generalmente, adecuadas si en l a vari lla par a soldar el metal o el r evestimi ento metálico no hay elementos tóxicos y las condiciones no contr ibuyen a la f ormación de gases tóxi cos. APENDICE C: Val ores lími tes umbral par a mezclas Cu ando esté n presentes dos o más sustancias peli gr osas que actúen sobr e el mismo sistema de órganos, se deberápr estar atenci ón pr imor dialmente a su efecto combi nado más que al de cual qui era de dichas sustancias por separado. A falta de in formación en contr ario, los efectos de los distintos ri esgos se deben considerar como aditivos. Es decir , si la suma de
C1 / T1 + C2 / T2 +………………Cn / Tn
es mayor que la un idad, se debe considerar que se sobr epasa el valor lími te umbral corr espondi ente a la mezcla. E n las fr acciones los té r mi nos C i ndi can l as concentraciones atmósfericas hal ladas para cada sustancia componente de la mezcla y
147
los té r mi nos T l os correspondientes CM P de cada una de estas sustan cias (vé anse los ejemplos A.1 y B.1). Se puede hacer excepcion es a esta r egla cuando haya motivo suf iciente para cr eer que los efectos prin cipal es de las distintas sustancias noci vas no son, en r eali dad, aditi vos sino independientes, como ocurre cuando los distintos componentes de la mezcla producen efectos pur amente locales en di sti ntos órganos del cuerpo humano. En tales casos, debe considerar se que la mezcla excede el CM P cuan do por lo menos una de sus sustancias componentes rebasa su V L U especí fico, o sea cuan do cual qui er f r acción de la serie (C1/T 1 + ó + C2/T 2, etc.) alcan ce valor es superi ores a la uni dad. Con algunas combin aciones de contami nan tes ambientales, pueden darse efectos de acción sin é rgica o potenci ador a. En tales casos por el momento deben ser determ inados individual mente. Los agentes potenci ador es o siné rgicos no son n ecesariamente nocivos por sími smos, Tambié n es posible potenci ar los efectos de la exposici ón a dichos agentes por vías distin tas de la inh alaci ón como, por ejemplo, la in gesti ón de alcohol que coincida con l a in hal ación de un nar cótico (tr iclor oetil eno). L a potenciación se presenta, de manera car acterística, a concentraciones altas y, con menor probabil idad, si son bajas. Cuando una operación o un proceso determinado se caracteriza por la emisión de diver sos polvos, hu mos, vapores o gases nocivos, fr ecuentemente sólo es factible tr atar de evaluar el r iesgo mediante la medición de un a sola sustancia. E n tales casos, el valor lími te umbral de esta sustanci a aislada y medida deberáreducirse mediante la apl icación de un determin ado factor cuya magnitud dependerádel número, de la tox icidad y de la relativa propor ción de los otr os factores presentes nor malmente en l a mezcla. Ejemplos típicos de operaci ones y procesos labor ales en l os que se dan asociacion es de dos o más contami nantes ambi ental es noci vos son los sigui entes: soldadu ra, repar ación de automóviles, voladura con explosivos, pintura, lacado, ciertas operaciones de fun dición, humos de escape de los motores diesel, etc. APENDI CE D: Cr iterios de mu estr eo selectivo por tamañ o de par tícul a para aer osoles Para las sustancias quími cas que se encuentran en el air e inhal ado en forma de suspension es de par tículas sólidas o gotículas, el r iesgo en potenci a depende del tamañ o de las par tícul as asícomo de la concentración másica a cau sa de: 1) los efectos del tamañ o de las partícul as sobr e el lugar de deposición en el tr acto r espir ator io y 2) l a tendenci a a asociar muchas enf ermedades profesion ales con el mater ial depositado en determinadas regiones del tr acto respir atori o.
148
L os valor es lími te selectivos por Tamañ o de Par tícula se expresan de las tr es for mas siguientes: 1. Valor es CM P de la M asa de Partículas I nh alabl e (I PM - CM Ps) corr espondi entes a aquell os material es que resul tan peli grosos cuando se depositan en cual qui er parte del tr acto respir atori o. 2. Val ores CM P de la M asa de Partícul as Torácica (T PM - CM Ps) par a aquell os materi ales que son peligrosos al depositar se en cual quier par te de las vías pul mon ares y la región de i nter cambio de gases. 3. Valores CM P de la M asa de Partícul as Respir able (RPM - CM Ps) para aquell os materi ales que resul tan peli grosos cuando se depositan en la región de int ercambio de gases. L as eficacias de captaci ón r epresentativas de var ios tamañ os de partícul a par a cada u na de las masas de las fr accion es respecti vas, se dan en las tablas 1, 2 y 3.
TABLA - 1 INH ALABLE Diámetr o aer odi námi co de la par tícula
M asa de partícul as inh alabl e (I PM ) %
(µm) 0
100
1
97
2
94
5
87
10
77
20
65
30
58
40
54.5
50
52.5
100
50
149
TABL A- 2 TORACICA Diámetr o aer odi námi co de l a partícula
M asa de par tícul as tor ácica (T PM ) %
(µm) 0
100
2
94
4
89
6
80,5
8
67
10
50
12
35
14
23
16
15
18
9,5
20
6
25
2
TABL A 3 - RESPIRABL E Diámetr o aer odi námi co de la par tícula
M asa de partícul as respir able (RPM ) %
(µm) 0
100
1
97
2
91
3
74
4
50
5
30
150
6
17
7
9
8
5
10
1
I NT RODUCCI ÓN A L OS ÍND I CES BI OL ÓGI COS DE EX POSI CI ÓN El contr ol bi ológico es un medio de evalu ar l a exposición y el r iesgo para l a salu d de los tr abajador es. Conl leva la medida de la concentración de un determi nante quími co en el medio biol ógico de los expuestos y es un indi cador de la incor poración de un a sustancia al organi smo. L os í ndi ces Bi ológicos de Ex posición son val ores de refer enci a par a evaluar los resul tados del contr ol biol ógico. Representan l os niveles de los determinan tes que con mayor probabil idad han de obser varse en las mu estr as tomadas en los tr abajador es sanos que han estado expuestos por i nh alación a l os compuestos quími cos en el mi smo gr ado que el valor lími te umbr al. L as excepciones con r especto a lo anterior , son l os índices biológicos de exposición par a los compu estos quími cos cuyos valor es lími te umbr al están basados en la pr otección fr ente a los efectos no sisté mi cos (p.e. ir ritación o deteri oro respirator io) en donde es conveni ente reali zar el control biológico debido a l a absorción potencial signi ficativa a tr avé s de un a vía adicional de entrada (gener al mente la vía dé rmica).
151
El control bi ológico refl eja i ndir ectamente la dosis de un tr abajador a la exposici ón o del compuesto qu ími co en cu esti ón. El índice biol ógico de exposición general mente representa la concentr ación por debajo de la cual l a mayor par te de los trabaj adores no deberían exper imentar efectos adversos para la salud. El determi nante propuesto como índice biológico de exposición puede ser el mismo compuesto quími co, u no o más metabolitos o u n cambi o bi oquími co r eversibl e característico i ndu cido por el pr opio compu esto. E n la mayor ía de los casos las muestr as uti li zadas en el contr ol biol ógico son l a ori na, la sangre o el ai r e exhal ado. El control biológico sirve de compl emento a la evalu ación de la exposici ón a tr avé s del muestr eo ambiental. DOCUMENTACION L os índices biol ógicos de exposición se establ ecen a travé s de análisis y eval uación; como guía de Toma de M uestr a, Conservación y Transpor te para A nálisis Tox icológicos, establ ecida por Resoluci ón N ° 650/2002 del M inisterio de Salud Pública (B .O. N° 30.002 del 10-10-2002). Relación entr e los I ndi ces Biológicos de Exposición y l os valor es lími tes umbrales L os determi nantes de los índices biol ógicos de exposición son un índice de la " entr ada de uno o más compuestos quími cos en el or ganismo" . L a evaluación ambi ental, para comparar con el valor límite umbral , in dica la " exposición" potencial por in halación de un in dividuo o grupo. Toma de muestr a Debido a que la concentr ación de algu nos determi nan tes puede cambiar r ápidamente, el tiempo de la toma de la muestra (tiempo de muestreo) es muy importante y debe respetar se y anotar se cui dadosamente. El ti empo de muestr eo se indi ca en la lista de los valor es, adoptados de los í ndices biol ógicos de exposición y estáestablecido teniendo en cuenta l a permanencia del determi nante en el organi smo.
152
Modulo 6: Gases tóxicos. Clasificación de los gases. Monóxido de carbono. SUSTANCIAS TÓXICAS POR PIROLISIS Y COMBUSTIÓN 1.1 Breve introducción sobre combustión: Definición de reacción de combustión3 Se denomina reacción de combustión a la reacción química exotérmica de una sustancia (o una mezcla de ellas) denominada combustible, con el oxígeno o con una mezcla de sustancias que contengan oxígeno denominados comburente.(también se puede dar con otros elementos que actúen como comburentes con determinados combustibles , que no analizaremos en este trabajo por estar fuera de los objetivos de la investigación) El aire es el comburente que consideraremos en nuestro caso ya que nos ocuparemos exclusivamente de los incendios donde existen llamas por difusión, en las cuales el aporte de oxigeno se realiza a través del medio ambiente donde podemos establecer que: Combustible + Aire = Productos La reacción química entre el combustible y el oxígeno origina sustancias gaseosas. Los productos más comunes son CO2 y H2O (combustión completa) A los productos de una reacción de combustión se los denomina, en forma genérica, humos (también encontramos gases tóxicos en los mismos como veremos mas adelante) En este punto debemos considerar que el combustible sólo reacciona con el oxígeno del aire. La composición del aire es 20.99% de O2, 78.03% de N2, 0.94% de Ar (argón), 0.03% de CO2 y 0.01% de H2. Debido a que ni el N2 ni el Ar reaccionan durante la combustión, se los suele agrupar considerando que el aire está formado por 21% de O2 y 79% de N2, por lo tanto, el N2 pasará íntegramente a los humos. También es posible que el combustible esté formado por una mezcla de sustancias entre las cuales hay una o más que no reaccionan con el O2, por ejemplo SO2. En este caso, estas sustancias también pasarán en forma completa a los humos. Por último, es útil indicar que los humos pueden contener parte del combustible que no haya reaccionado y sustancias con un grado de oxidación incompleto, como el CO (combustión incompleta).
3
Brizuela, E; Romano, S (2003) Combustión . Tomo 1. Unidad 1. Facultad de Ingeniería Universidad de Buenos Aire s. Departamento de Mecánica y Naval
153
Cuando el O2 que se necesita para la reacción no es suficiente, se habla de reacciones con defecto de aire. En la Tabla 1 se indican las sustancias más comunes que se pueden encontrar en los humos.
1.2 Combustión completa. Las sustancias combustibles se queman hasta el máximo grado posible de oxidación, en consecuencia, no habrá sustancias combustibles en los humos. En los productos de la combustión se puede encontrar N2, CO2, H2O y SO2.
1.3 Combustión incompleta. El combustible no se oxida completamente, se forman sustancias que todavía pueden seguir oxidándose; por ejemplo, CO. Estas sustancias se denominan inquemados. La presencia de inquemados indica que la combustión se está realizando en forma incompleta.
1.4 Combustión teórica o estequiométrica. Es la combustión que se realiza con la cantidad teórica de oxígeno estrictamente necesaria para producir la oxidación total del combustible sin que se produzcan inquemados. En consecuencia, no se encuentra O2 en los humos, ya que dicho O2 se consumió totalmente durante la combustión. En la práctica siempre se producen inquemados, aunque sea en muy pequeña proporción. Como vemos en toda combustión hay consumo de oxigeno, lo cual nos lleva a la conclusión que en un incendio en un espacio reducido como puede ser una habitación o local cerrado dicho consumo de oxigeno puede ocasionar hipoxia en las personas involucradas en el mismo, incluso a los bomberos si no llevan el equipo de protección respiratoria apropiado y este va a ser un factor condicionante para la selección del mismo como veremos en el punto “elementos de protección personal”
1.5 A continuación detallaremos las sustancias toxicas dentro de los humos de combustión como así también una descripción de hipoxia.
1.5.1. Monóxido de carbono (CO) Es el principal causante de las intoxicaciones y muertes producidas durante los incendios. Se produce fundamentalmente por la deficiencia de oxigeno durante la combustión.
1.5.2. Dióxido de carbono (CO2) El CO2 es un compuesto que se encuentra presente en cualquier proceso de pirolisis y combustión.
1.5.3. Ácido sulfhídrico (H2S) Producido en la pirólisis de compuestos sulfurados con deficiencia de oxígeno como lana, goma, cuero, carne.
154
1.5.4. Dióxido de azufre (SO2) Producido por pirólisis y combustión de compuestos sulfurados.
1.5.5. Amoniaco (NH3) Producido en la pirolisis de lana, seda, plásticos, acrílicos, fenolitos, materiales con nitrógeno.
1.5.6. Ácido cianhídrico (HCN) Así como los compuestos anteriores se producen siempre en la combustión y pirólisis de compuestos que contienen carbono, el HCN sólo puede liberarse en compuestos que además de carbono contengan nitrógenos. Sustancias que liberan HCN durante la combustión: lana, seda, poliamidas, acrílicos, madera, papel.
1.5.7. Ácido clorhídrico (HCI) Por pirólisis de compuestos clorados puede producirse ácido clorhídrico. Sustancias que liberan HCl durante la combustión: cloruro de polivinilo, plásticos con cloro.
1.5.8. Óxidos de nitrógeno (NO y NO2) Estos óxidos se producen por la combustión de compuestos nitrogenados y a efectos de toxicidad se considera sólo el NO2 Producido por pirólisis y combustión de nitrato de celulosa, nitrato amónico.
1.5.9. Acroleína (H2C = CH - CHO) Combustión de productos petrolíferos, grasas y aceites.
1.5.10. Ácido fluorhídrico (HF) Sólo se producirá en el caso de combustión o pirólisis de compuestos fluorados.
1.5.11. Fosgeno (COCl2) Se forma en la descomposición térmica de los hidrocarburos clorados o sus polímeros en un medio rico en oxígeno.
1.5.12. Hipoxia Se denomina hipoxia a la deficiencia de oxígeno en el organismo.
COMO INGRESAN Y ACTÚAN EN EL SISTEMA RESPIRATORIO LOS AGENTES TÓXICOS4 El aparato respiratorio abarca desde la zona de respiración situada por fuera de la nariz y la boca, a través de las vías aéreas conductoras situadas dentro de la cabeza y el tórax, hasta los alvéolos, donde tiene lugar el intercambio respiratorio de gases entre estos y la sangre
4
Alois David y Gregory R. Wagner Directores del capítulo, Aparato Respiratorio, (2001) Enciclopedia De La Salud Y Seguri dad En , tercera edición en español. El Tr abajo OIT
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capilar que fluye a su alrededor. Su principal función es llevar el oxígeno (O2) hasta la región de intercambio de gases del pulmón. Además, el aparato respiratorio debe: a.
eliminar el dióxido de carbono, que entra en los pulmones desde los capilares alveolares.
b.
mantener la temperatura corporal y la saturación de vapor de agua en el interior de las vías aéreas pulmonares.
c.
mantener la esterilidad (para prevenir las infecciones y sus consecuencias adversas)
d.
eliminar el exceso de líquidos y productos de desecho de la superficie, como partículas inhaladas
Tanto la estructura como las complejas funciones del aparato respiratorio del ser humano han sido resumidas de manera concisa por un grupo de trabajo de la Comisión Internacional sobre Protección Radiológica (International Comission on Radiological Protection, ICRP, 1994), como se muestra en la Figura 1. Figura 1: Morfometría, citología, histología, función y estructura del aparato respiratorio y regiones utilizadas en el modelo de dosimetría de la ICRP de 1994.
156
Las vías aéreas conductoras, conocidas también como espacio muerto respiratorio, ocupan unos 0,2 litros, acondicionan el aire inhalado y lo distribuyen, mediante flujo convectivo, a los aproximadamente 65.000 acinos respiratorios ubicados en los bronquiolos terminales. Dentro del acino respiratorio, la distancia desde las corriente de aire convectivas hasta las superficies alveolares es lo suficientemente corta como para que tenga lugar un intercambio eficaz de CO2-O2 por difusión molecular. Una fracción importante de las partículas inhaladas se deposita en el aparato respiratorio. Estos mecanismos responsables del depósito de partículas en las vías aéreas pulmonares durante la fase inspiratoria de una respiración se resumen en la Figura 2. Figura 2: mecanismos de deposito de partículas en las vías aéreas pulmonares
depositarse por impactación a las velocidades relativamente altas existentes en las vías sedimentación en las vías aéreas conductoras, más pequeñas, donde las velocidades de flujo de aire son muy bajas. Por último, las partículas con diámetros comprendidos entre 0,1 y 1 pueden quedar retenidas en el 15 % del aire inspirado que se intercambia con el aire pulmonar residual en cada ciclo. A consecuencia de los tiempos de estadía mucho mayores del aire residual en los pulmones, los pequeños desplazamientos de las partículas de 0,1 a 1 µm en estos volúmenes de aire atrapados son suficientes para causar el depósito por sedimentación tras el curso de sucesivas respiraciones. El aire pulmonar residual prácticamente libre de partículas, que representa alrededor del 15 % del flujo corriente respiratorio, tiende a actuar como una cubierta de aire limpio
157
“El número de partículas depositadas y su distribución a lo largo de las superficies del
tracto respiratorio son, junto con las propiedades tóxicas de los materiales depositados, los determinantes fundamentales del potencial patogénico”. Las partículas depositadas pueden
tanto lesionar las células epiteliales como también pueden estimular la secreción de líquidos que poseen efectos secundarios sobre el sistema. Las partículas solubles, pueden difundir al interior de los líquidos y células de la superficie y ser transportados rápidamente por la circulación sanguínea a todo el organismo. La solubilidad en agua de los materiales solo sirve como referencia para determinar la solubilidad de partículas en el tracto respiratorio ya que suele estar muy aumentada debido a la enorme relación superficie/volumen de las partículas lo suficientemente pequeñas como para entrar en los pulmones. Además, el contenido iónico de los líquidos presentes en el interior de las vías aéreas es complejo y muy variable, y puede dar lugar a una mayor solubilidad
2.1 Vías aéreas extratorácicas Las partículas depositadas sobre la superficie de la piel como la que queda retenida en la nariz es expulsada por medios ajenos al cuerpo (sonarse o limpiarse la nariz, etc.). La mayor parte del material depositado en la naso-orofaringe o en la laringe es objeto de un aclaramiento rápido en la capa de líquido que recubre estas vías.
2.2 Vías aéreas torácicas La eficacia de los cilios de cualquier tipo de vía aérea para eliminar las partículas depositadas en las vías respiratorias es un aspecto controvertido. El Grupo de Trabajo ICRP asumió que hasta la mitad del número de partículas depositadas en estas vías aéreas es objeto de una aclaración mucociliar relativamente lenta y la probabilidad de que sean eliminadas por el sistema parece depender de su tamaño físico. Para partículas entre 0,1 y 1 µm, el depósito está determinado en gran medida por el intercambio que tiene lugar en las regiones profundas de los pulmones entre el volumen corriente de aire y el residual. El depósito aumenta por debajo de 0,1 µm, a medida que aumenta la eficacia de la difusión al disminuir el tamaño de las partículas. Los profesionales y los organismos dedicados a la salud profesional y a la contaminación del aire de la comunidad han adoptado modelos menos complejos para el depósito selectivo en función del tamaño. Se distingue entre: 2.2.1 Partículas que no se aspiran por la nariz o la boca y que, por consiguiente, no representan un riesgo de inhalación
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2.2.2 La masa particulada inhalable (MPI) (también conocida como inspirable), constituida por las partículas que se inhalan y son peligrosas si se depositan en algún lugar del tracto respiratorio 2.2.3 La masa particulada torácica (MPT), constituida por las partículas que penetran en la laringe y son peligrosas si se depositan en algún lugar dentro del tórax. 2.2.4 La masa particulada respirable (MPR), constituida por las partículas que penetran a través de los bronquiolos terminales y que son peligrosas si se depositan dentro de la región de intercambio gaseoso de los pulmones.
2.3 Respuestas biológicas del aparato respiratorio a los contaminantes atmosféricos Las respuestas a los contaminantes atmosféricos oscilan desde las leves molestias hasta la necrosis y muerte de los tejidos, desde efectos sistémicos generalizados hasta ataques sumamente específicos sobre tejidos aislados. Los factores del huésped (individuo afectado) y los factores ambientales actúan modificando los efectos de las sustancias químicas inhaladas, y la respuesta final es el resultado de su interacción. Los principales factores del huésped son los siguientes: 2.3.1. Edad: por ejemplo, las personas de más edad, especialmente las que presentan dificultades respiratorias y cardiovasculares, que pueden no ser capaces de hacer frente a un estrés pulmonar adicional. 2.3.2. Estado de salud: por ejemplo, una enfermedad 2.3.3. Estado nutricional. 2.3.4. Estado inmunológico. 2.3.5. Sexo y otros factores genéticos 2.3.6. Estado psicológico: por ejemplo, estrés, ansiedad. 2.3.7. Factores culturales: por ejemplo, consumo de tabaco, que puede afectar a las defensas normales o potenciar el efecto de otras sustancias. Otro factor importante a considerar es el ambiental que incluye la concentración, estabilidad y propiedades fisicoquímicas del agente en el medio de exposición y la duración, frecuencia y vía de exposición. Las exposiciones aguda y crónica a una sustancia química pueden provocar diferentes manifestaciones patológicas. En los siguientes puntos se analizarán los tipos amplios de respuestas del aparato respiratorio que pueden aparecer tras la exposición a contaminantes ambientales.
2.4 Respuesta a los agentes irritantes Los agentes irritantes producen un patrón de inflamación tisular generalizada e inespecífica, con posibilidad de destrucción en el área de contacto con el contaminante. Algunos agentes
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irritantes no provocan efectos sistémicos debido a que la irritación localizada es mucho mayor que otros daños, mientras que otros poseen también efectos sistémicos importantes tras su absorción (por ejemplo, el sulfuro de hidrógeno absorbido a través de los pulmones). A concentraciones elevadas los agentes irritantes pueden provocar una sensación de quemazón en la nariz y la garganta (y generalmente también en los ojos), dolor torácico y tos que provoca inflamación de la mucosa (traqueítis, bronquitis). Son ejemplos de agentes irritantes los gases como cloro, flúor, dióxido de azufre, fosgeno y óxidos de nitrógeno. Las concentraciones elevadas de irritantes químicos también pueden penetrar en la profundidad de los pulmones y provocar edema pulmonar (los alvéolos quedan ocupados por líquido) o inflamación pulmonar (neumonitis química). La exposición a agentes irritantes puede provocar la muerte si resultan gravemente afectados órganos críticos. Por otro lado, la lesión puede ser reversible, o dar lugar a la pérdida permanente de cierto grado de función, como puede ser el deterioro de la capacidad de intercambio gaseoso.
2.5 Respuesta cancerígena Cáncer es un término genérico que describe un conjunto de enfermedades relacionadas que se caracterizan por un crecimiento tisular descontrolado. Su desarrollo es consecuencia de un complejo proceso de interacción entre múltiples factores del huésped y del medio ambiente. Una de las grandes dificultades a la hora de establecer una correlación entre la exposición a un agente específico y el desarrollo de cáncer en el ser humano es el largo período de latencia, típicamente de 15 a 40 años, entre el comienzo de la exposición y la manifestación de la enfermedad.
2.6 Respuesta sistémica Los pulmones no sólo son el objetivo de numerosos agentes nocivos, sino que también son el punto de entrada de sustancias tóxicas que penetran en el torrente circulatorio a través de los mismos sin lesionarlos en absoluto. Sin embargo, cuando se distribuyen por la circulación sanguínea a diversos órganos, pueden lesionarlos o provocar una intoxicación general con efectos sistémicos.
EFECTOS SOBRE EL ORGANISMO Según el mecanismo de acción por el que produzcan su toxicidad distinguimos dos grupos de gases tóxicos 5
3.1 Irritantes. 5
Fuente: I ntoxi caciones por gases , http://tratado.uninet.edu/c100802.html
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Son aquellos que afectan directamente las vías respiratorias y producen lesiones locales, también actúan sobre el resto de mucosas con las que entra en contacto provocando de esta manera: ojo rojo, lagrimeo, estornudos, etc. El nivel que afectan en el tracto aéreo va a depender no solo del tiempo de exposición y de la concentración del gas en el aire ambiente sino también de su solubilidad. Así los gases poco solubles ejercerán poco efecto a nivel de la vía aérea superior, penetrando con facilidad hasta los alvéolos, sin embargo, los gases más solubles irritan fácilmente la mucosa del tracto respiratorio superior. Esto va a provocar tos, broncoespasmo, dolor torácico y fundamentalmente insuficiencia respiratoria por afectación del intercambio gaseoso Los gases de este grupo más frecuentemente encontrados en intervenciones bomberiles son los emanados por diferentes sustancias destacándose los polímetros, plásticos, goma, en los cuales podemos encontrar: sulfuros, derivados clorados, amoniaco, gases nitrosos, y particulados sólidos en el humo.
3.2 No irritantes. Estos actúan sin provocar lesiones a nivel local, se absorben hacia la sangre y ejercen su efecto a nivel sistémico, interfiriendo, fundamentalmente, la cadena respiratoria tisular. Estos gases afectan principalmente el aporte de oxigeno transportado por la sangre hacia las células del cuerpo siendo los órganos más afectados los que requieren mayor nivel de oxigenación: el cerebro y el corazón. De esta manera provocan hipoxia tisular, por lo que se denominan gases asfixiantes. Los más importantes representantes de este grupo son los cianuros y el monóxido de carbono. El monóxido de carbono por estar presente en todos los incendios de combustión incompleta como por ser un gas asfixiante y combustible merece un análisis más profundo y detallado El CO es un gas que no emite olor, sin sabor y no irritante, por lo que su exposición puede pasar completamente desapercibida. Es menos pesado que el aire, por lo que se acumula en las zonas altas. La inhalación masiva y aguda produce rápidamente la pérdida del conocimiento. Una vez inhalado, el CO se combina con la hemoglobina de la sangre, que es un componente que suele ir en condiciones normales unido al oxígeno para repartirlo por todo el organismo. El CO se une a la hemoglobina hasta 250 veces más fácilmente que con el propio oxígeno. Se produce el compuesto denominado COHb o carboxihemoglobina, que resulta unas 200 veces más difícil de separar que el compuesto de la hemoglobina con el oxígeno.
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El resultado que se produce es una hipoxia o disminución del nivel de oxígeno en la sangre y tejidos, por mal transporte del O2 a dichos tejidos. Otro grupo de gases serían aquellos cuyo efecto lo ejercerían desplazando el oxigeno del aire inspirado: dióxido de carbono, nitrógeno, metano.
3.3 Inhalación de humo proveniente de incendios6. Estadísticamente se encuentra demostrado que mas de la mitad de las muertes en los incendios son provocadas por el humo, contra la creencia popular y el miedo de morirse quemado, lo cual adiciona un factor condicionante extra entre los riesgos de un incendio: el pánico. Por tal motivo es importante describir brevemente que es el humo: esta conformado por una variedad de gases tóxicos de diversa constitución química, solubilidad y, además, de partículas sólidas. Otro factor importante a tener en cuenta sobre el humo es que sumado a las lesiones a nivel respiratorio también reduce considerablemente la visibilidad produciendo desconcierto y temor entre las personas atrapadas en un incendio. El compromiso pulmonar y sistémico es causado por mecanismos térmicos, químicos e hipóxicos. La injuria térmica es ocasionada por la inhalación de gases calientes y otros productos de la combustión. Análisis de laboratorio determinaron que valores de temperatura superiores a 65ºC en el aire suelen ocasionar edema pulmonar incrementándose los daños con el aumento de la temperatura, la humedad relativa del aire y el tiempo de exposición. La injuria química es determinada por los constituyentes contenidos en el humo, como el ácido hidroclorhídrico, fosgeno, cianuro y nitratos. La hipoxia es la consecuencia inmediata, como resultado de la asfixia por obstrucción de la vía aérea o por la intoxicación con monóxido de carbono. Las víctimas presentan disnea, cianosis, disfonía, sibilancias y tos. Los síntomas producidos por la intoxicación por monóxido de carbono se relacionan con los niveles sanguíneos de carboxihemoglobina: cefalea cuando los niveles están entre 10 y 30% acompañada de dolor torácico y disminución de la agudeza visual. Si los niveles superan el 30% se presentan nauseas, vómito y pérdida de la destreza manual. Con niveles mayores del 50% hay confusión, taquicardia, estupor, convulsiones y coma. La muerte sobreviene como consecuencia de niveles superiores a 60%.
El Sindrome de Lesión por inhalación de humo7 6
Fuente: Andrés Caballero, MD Jefe del Servicio de Neumología Clínica San Pedro Claver (ISS), I nh alación de gases tóxi cos ,
http://www.aibarra.org/Guias/3-24.htm
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El Sindrome de Lesión por Inhalación de Humo (SLIH) puede producir en las víctimas de incendio e inhalación de humo: a.- lesión térmica de la vía aérea (producida por la aspiración de aire o gases calientes, especialmente en caso de incendio), b.- asfixia (provocada por la acción de gases tóxicos como el cianuro, el monóxido de carbono, etc) y c.- acción irritante de los gases sobre la vía aérea, el sistema traqueobronquial y el parénquima pulmonar. a.- Lesión térmica de la vía aérea La lesión térmica de la vía aérea se encuentra presente en el 5 al 35% de los pacientes con quemaduras significativas, es decir aquellas que comprometen más del 20% de la superficie corporal total (SCT) y en el 75% de las muertes producidas en un incendio y tiene una mortalidad, que oscila entre el 58 y el 65%, según los diferentes centros de referencia. En muchos casos es imposible diferenciar claramente la lesión térmica propiamente dicha de la lesión química causada por la inhalación de humos provenientes de la combustión, total o parcial (pirolisis), de los distintos materiales quemados en la escena del hecho. Se considera que, salvo los casos de aspiración de líquidos calientes o explosiones, el calor daña la vía aérea superior provocando lesiones por encima de la glotis (supraglóticas) ya que se ha demostrado que si se inhala aire a 142ºC, cuando éste alcanza la carina ya se ha enfriado a 38ºC. La aspiración de vapor de agua, gases volátiles, gases explosivos o líquidos calientes pueden generar lesiones subglóticas debido a la mayor densidad calórica de los líquidos con respecto al aire. Los gases no irritantes pero con marcada toxicidad sistémica, como el cianuro y especialmente el monóxido de carbono (CO), son los responsables del mayor número de muertes. Los gases irritantes como el amoníaco, los gases de cloro, los aldehídos, los fosgenos pueden producir, sumándose a la lesión térmica, obstrucción de la vía aérea superior, además de la típica lesión química del tracto respiratorio inferior. 1. Fisiopatología. Temperaturas elevadas del aire ( 65°C) producen quemaduras de la cara, nariz, orofaringe y vías aéreas superiores por encima de las cuerdas vocales, debido a la capacidad de dispersión del calor que poseen la naso y la orofaringe. El vapor de agua que tiene una
7
grupo de consenso cientifico intersocietario para el Asesoramiento, la evaluacion y la respuesta medica en Situaciones de victimas en masa. Sindrome de lesion por inhalación de humo (slih). Octubre 2005.
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capacidad de almacenar calor 4.000 veces superior a la del aire, o temperaturas ambientes >500°C, pueden generar lesión térmica (acción física) por debajo de las cuerdas vocales. El curso de la lesión se evidencia por eritema, edema y ulceración. El edema asociado a las quemaduras faciales y de cuello puede causar obstrucción de la vía aérea. Cuanto mayor sea la lesión facial, en extensión y profundidad, mayor será la posibilidad de obstrucción. La presencia de signos tempranos de obstrucción, tales como edema laríngeo, estridor y ronquera, pueden tardar desde minutos hasta varias horas, lo que puede hacer necesario actuar en el lugar del hecho. 2. Manifestaciones clínicas. La obstrucción puede presentarse en forma rápida lo que implica un gran riesgo de muerte para el paciente, o bien tener un desarrollo progresivo, retrasando su aparición hasta 18 horas después de la exposición al calor. En los casos progresivos se presentará con ronquera, tos y disnea. En las formas súbitas habrá disnea y finalmente paro respiratorio por obstrucción de la vía aérea superior (VAS). La presencia de quemaduras en el cuello acompañadas de edema local, en ausencia de lesión de la vía aérea superior, producen un cuadro de insuficiencia respiratoria de tipo restrictivo, que se resuelve en 4 ó 5 días, al ceder el edema, de no mediar complicaciones. Las lesiones térmicas pueden acompañarse de complicaciones respiratorias como tos, broncorrea, secreciones muy viscosas, pérdida del aclaramiento ciliar, con el consiguiente riesgo de infecciones. 3. Diagnóstico. Examen Clínico. La lesión térmica de la VAS puede acompañarse o no de: 1. quemadura facial, especialmente oronasal 2. quemadura de las vibrisas nasales 3. edema intraoral 4. eritema y/o edema de la nasofaringe 5. agitación, ansiedad, estupor, taquipnea, cianosis u otro signo que haga pensar en hipoxemia 6. tos, ronquera, estridor, restos carbonáceos en la mucosa lingual. Circunstancias del hecho. Se deberá sospechar la existencia de lesión térmica de la VAS cuando las quemaduras se produjeron en ambiente cerrado, el incendio fue precedido o seguido de explosión, o hubo producción de gran cantidad de vapor, en especial si el paciente se halla inconsciente.
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Laboratorio. La alteración del intercambio de gases, secundaria a la obstrucción de la VAS, es un fenómeno tardío, muy posterior a las manifestaciones clínicas, por lo tanto la gasometría seriada es de escaso valor pronóstico. Radiología. No hay alteraciones radiológicas en los pacientes con daño térmico de la VAS. Examen laringotraqueal. La laringoscopía directa o la fibrobroncoscopía (FBC) son de gran valor para el diagnóstico, ya que ponen de manifiesto la lesión física de la mucosa del tracto respiratorio y de las cuerdas vocales. Deben ser efectuadas lo más precozmente posible luego de la atención inicial en el centro asistencial de referencia. b.- Asfixia: La inhalación de humo puede asociar inhalación de material particulado y gases tóxicos (irritantes y no irritantes). La combustión utiliza oxígeno y cuando se produce en un espacio cerrado, disminuye la Fracción Inspirada de O2 (FIO2) con la consecuente producción de hipoxia. Los tóxicos, liberados por la combustión de diversos elementos, pueden producir hipoxia hipoxémica por la disminución de la FIO2, hipoxia anémica por la producción de carboxihemoglobina (monóxido de carbono) o de metahemoglobina (óxidos de nitrógeno y los nitritos) o hipoxia tisular o histotóxica por la inhibición de la citocromooxidasa (cianuro y monóxido de carbono). El monóxido de carbono (CO) causa hipoxia anémica y tisular al unirse a la hemoglobina con una afinidad 200 veces mayor que el oxígeno. Produce además, un desplazamiento de la curva de disociación de la hemoglobina a la izquierda y disminuye la contractilidad miocárdica por unirse a la cardiomioglobina. También se ha demostrado experimentalmente que puede unirse a la citocromooxidasa. La combustión de plásticos, poliuretano, lana, seda, nylon, nitrilos, goma y papel pueden generar la producción de gas cianhídrico. El gas cianhidrico interfiere con el metabolismo celular al unirse al ion férrico de la citocromo-oxidasa. De esta manera, frena la respiración celular generando metabolismo anaeróbico con incremento del ácido láctico y disminución del consumo de oxígeno. Los óxidos de nitrógeno y los nitritos producidos en un incendio pueden generar la producción de metahemoglobina, aunque este fenómeno es menos frecuente que la toxicidad por monóxido de carbono o cianuro. La producción de metahemoglobina produce una disminución del transporte de oxígeno y un desplazamiento de la curva de disociación a la izquierda similar a la carboxihemoglobina. Todos estos cuadros pueden producir la muerte en minutos si las concentraciones de los tóxicos son suficientemente elevadas .
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c.- Irritación pulmonar Los tóxicos irritantes pueden causar lesión directa en los tejidos, broncoespasmo agudo y activación de la respuesta inflamatoria sistémica. Los leucocitos activados y los mediadores humorales como prostanoides y leucotrienos generan la producción de especies reactivas del oxígeno y de enzimas proteolíticas. La lesión directa es consecuencia del tamaño de la partícula, su solubilidad en el agua y su estado ácido base. Los compuestos de amonio producen lesión alcalina y el dióxido de azufre (SO2) y los gases que contienen cloro (Cl2, ClH, fosgeno, difosgeno, oxima de fosgeno) producen lesión ácida. Otras sustancias químicas pueden actuar por otros mecanismos, por ejemplo, la acroleína genera formación de radicales libres y desnaturalización proteica. Las sustancias con alta solubilidad en agua (acroleína, SO2, los compuestos de amonio y el ClH) causan lesión del tracto respiratorio superior. El fosgeno y los óxidos de nitrógeno (NOx) tienen baja solubilidad en agua y producen lesión pulmonar difusa.
LIMITES DE EXPOSICIÓN En este punto no se hará referencia a las concentraciones máximas permisibles en el ambiente laboral denominadas CMP o sus siglas en ingles TLV (Thereshold Limit Values) o Valores Limites Umbrales estos son limites recomendables y no una frontera entre condiciones seguras o peligrosas, en este estudio se va a considerar los valores extremos de mayor riesgo destacando el IPVS (concentración inminentemente peligrosa para la vida y la salud) y los valores umbral de muerte por intoxicación. El limite IPVS corresponde a la máxima concentración de contaminante en la atmósfera a la cual, en caso de ausencia o fallo del equipo respiratorio, se podría escapar en un plazo de 30 min. sin que la exposición sufrida suponga secuelas irreversibles. Todos estos valores vienen expresados en unidades de volumen (p.p.m.) (partes por millón) y de peso (mg/m3) simultáneamente. La conversión de estas unidades, en condiciones normales (760 mm Hg y 25ºC), viene dada por la fórmula siguiente: mg/m3 = p.p.m. x Peso molecular de la sustancia/24,45
Hipoxia Tabla 2 IPVS: entre el 10 y 14 % de oxigeno en aire. Con el 6 % de oxigeno en el ambiente se produce la muerte entre los 6 y 8 minutos de exposición.
Monóxido de carbono (CO) Tabla 3 IPVS: 1500 ppm.= 0,15 % de monóxido de carbono en aire
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Con 0,4% de CO en el aire es mortal al cabo de una hora de exposición.
Dióxido de carbono (CO2) Tabla 4 IPVS: 50000 ppm = 5% de dióxido de carbono en aire. Con presencia >10% en aire se produce dificultad respiratoria
Ácido sulfhídrico (H2S) Tabla 5 IPVS: 300 ppm. 1000 a 2000 ppm. Colapso inmediato con parálisis respiratoria.
Dióxido de azufre (SO2) Tabla 6 IPVS: 100 ppm. Con concentraciones de 400 ppm. Se produce edema pulmonar
Ácido cianhídrico (HCN) Tabla 7 IPVS: 55mg/m3 Concentraciones de 300mg/m3 son mortales instantáneamente.
Ácido clorhídrico (HCI) Tabla 8 IPVS:100 ppm Concentraciones de 1300 a 2000 ppm son mortales
Óxidos de nitrógeno (NO y NO2) Tabla 9 IPVS:50 ppm Concentraciones de 500 ppm al cabo de 48 horas producen edema pulmonar agudo fatal.
Acroleína (H2C = CH - CHO) Tabla 10 IPVS:5 ppm Concentraciones de 10 ppm son mortales en pocos minutos
Ácido fluorhídrico (HF) Tabla 11 IPVS:20 ppm Concentraciones de 250 ppm son mortales
Fosgeno (COCl2) Tabla 12 IPVS:2 ppm Concentraciones de 50 ppm son rapidamente mortales
UMBRAL OLFATIVO El imaginario colectivo popular hace suponer que una persona puede determinar la presencia de gases tóxicos por el sentido del olfato, demostraremos que esta conclusión es errónea y muchas veces fatales para las personas que se exponen a estas situaciones.
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El umbral olfativo (U.O.) de una sustancia química dada se define como el valor de la concentración de esa sustancia para el cual el 50% de las personas sometidas al estudio perciben su olor. En la práctica, fuera del laboratorio, hay que tener presente la variabilidad del U.O. para las sustancias químicas, ya que habrá personas que detecten el olor por debajo del U.O. y las habrá que no lo perciban por encima de él, en función de ciertos factores de variabilidad en la percepción olfativa, como la diferente sensibilidad del aparato olfativo, el estado de distracción o atención del sujeto, la habituación a los olores, enfermedades que interfieren con el olfato, variaciones en la temperatura y humedad del aire, existencia de corrientes de aire, la edad, etc. Tengamos presente las condiciones ambientales en un incendio donde la temperatura en el foco ígneo puede rondar los 800 ºC, los efectos de los diferentes gases (algunos de ellos desconocidos según el tipo de combustible que se queme) pueden adicionarse entre si o incluso potenciarse lo que se denomina efecto sinérgico, y la irritación de las vías respiratorias superiores dificultara la percepción de los olores. En tal sentido, los Umbrales Olfativos no pueden ser utilizados como límites de seguridad absolutos para detectar las sustancias químicas por el olor antes de alcanzar concentraciones peligrosas. Además las condiciones imperantes en un incendio como la disminución de la concentración de oxigeno en aire, el hecho que tanto el monóxido como el dióxido de carbono son inodoros, las concentraciones mortales en ppm tan bajas de algunas sustancias como el fosgeno y acroleína, la toxicidad de los cianuros, un efecto de acostumbramiento con la reducción de la sensibilidad olfativa como ocurre con el sulfuro de hidrogeno y un efecto anestesiante de las vías respiratorias como ocurre con el dióxido de nitrógeno son factores determinantes para asegurar que el sentido del olfato no puede utilizarse como instrumento de detección de gases tóxicos.
Bibliografía 1. Alois David y Gregory R. Wagner Directores del capítulo, Aparato Respiratorio (2001), Enciclopedia De La Salud Y Seguridad En El Trabajo OIT, tercera edición en español. 2. Arenaz Erburu Jesús Carlos NTP 320: Umbrales Olfativos Y Seguridad De
Sustancias Químicas Peligrosas. Ministerio de Trabajo y Asuntos Sociales España
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3. Brizuela, E; Romano, S (2003) Combustión. Tomo 1. Unidad 1. Facultad de Ingeniería Universidad de Buenos Aires. Departamento de Mecánica y Naval. 4. Caballero Andrés, MD Jefe del Servicio de Neumología Clínica San Pedro Claver (ISS), Inhalación De Gases Tóxicos, http://www.aibarra.org/Guias/3-24.htm 5. Intoxicaciones Por Gases, http://tratado.uninet.edu/c100802.html 6. Marucci, O. (1997) Seguridad Contra Incendios. Edit. Ad-Hoc SRL. Buenos aires. 7. Mayol Domenec Turuguet NTP 65: Toxicología De Compuestos De Pirólisis Y
Combustión. Ministerio de Trabajo y Asuntos Sociales España 8. NIOSH Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional (USA) (1994)
Prevención De Lesiones Y Muertes De Bomberos Publicación No. 94-125 de DHHS http://www.cdc.gov/spanish/niosh/docs/94-125sp.html 9. NFPA: Asociación Nacional para la Protección contra el Fuego (USA)(1996)
NFPA 1404: Norma Para Un Programa De Utilización Del Aparato Respiratorio Autónomo En Los Departamentos De Bomberos
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ANEXO A: tablas Tabla 1: gases de combustión8
8
Fuente: Marucci, O. (1997) Seguri dad contra in cendios . Edit. Ad-Hoc SRL. Buenos aires.
170
Tabla 2: deficiencia de oxigeno
Tabla 3: efectos del monóxido de carbono
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Tabla 4: efectos del dióxido de carbono
Tabla 5: efectos del sulfuro de hidrogeno
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Tabla 6: efectos del dióxido de azufre
Tabla 7: efectos del cianuro de hidrogeno
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Tabla 8: efectos del cloruro de hidrogeno
Tabla 9: efectos del dióxido de nitrógeno
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Tabla 10: efectos de la acroleína
Tabla 11: efectos del fluoruro de hidrogeno
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Tabla 12: efectos del fosgeno9
9
Fuente tabla 2 a 12: Mayol Domenec Turuguet NT P 65: To xi cología de compu estos de pir ólisi s y combu stión. Ministerio de Trabajo
y Asuntos Sociales España
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Modulo 7: LA SELECCIÓN DEL ELEMENTO DE PROTECCIÓN RESPIRATORIA ADECUADO.
Trapos, barbijos, mascaras con filtro, no cumplen con la protección adecuada en caso de incendio. Además de los productos tóxicos (los cuales fueron detallados anteriormente) en todo proceso de combustión por tratarse de una oxidación violenta existe un elevado consumo de oxigeno del ambiente circundante lo cual solo puede ser contrarrestado con el aporte de aire por algún elemento adicional, en este caso dicha función la cumple el equipo de respiración autónomo (ERA) o también denominado por sus siglas en ingles SCBA (Self-contained breathing apparatus) que debe reunir ciertas condiciones de diseño y operatividad.
Equipo de Respiración Autónomo
Las reglamentaciones actuales de NIOSH (National Institute for Occupational Safety and Health) vigentes para los bomberos de Estados Unidos (USA) incluyen las disposiciones OSHA (Occupational Safety & Health Administration)29 CFR 1910.134 (Protección respiratoria) y las normas NFPA (National Fire Protection Association)1404 que especifican los requisitos mínimos para un programa de protección respiratoria de los servicios de bomberos [NFPA 1989]y la NFPA 1981 (aparatos de respiración autónomos) No solo se establecen las condiciones para seleccionar el equipo de respiración adecuado sino que también abarca consideraciones de mantenimiento y control periódico como ser:
Comprobaciones de servicio.
Utilizar solamente Máscaras respiratorias aprobabas
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Capacitación. Entrenar a los bomberos en el uso, cuidado y mantenimiento de equipos respiratorios
Registro de datos. Registre la siguiente información: Los resultados de las calibraciones regulares de los equipos de prueba según las recomendaciones del fabricante Los resultados de las pruebas de rendimiento realizadas con regularidad Las reparaciones hechas durante el mantenimiento preventivo de rutina y el mantenimiento necesario a los ERAs que se sacan del servicio.
Protección respiratoria. OSHA- 29 CFR 1910.134 Respiradores para atmósferas IPVS. (Inminentemente peligrosa para la vida y la salud) Solamente se deberán utilizar equipos de protección respiratoria autónoma de presión positiva y con mascara que cubra completamente la cara certificados por NIOSH para una autonomía mínima de treinta minutos, Todas las atmósferas deficientes de oxígeno serán consideradas como IPVS. Evaluación médica: Toda persona que por su actividad deba utilizar algún elemento de protección respiratoria deberá ser evaluado previamente por un medico competente para garantizar su salud. También se aplican condiciones básicas que debe cumplir el operador del ERA Estos requisitos incluyen la prohibición de las condiciones que pueden ocasionar un impedimento de sellado de la mascara en la cara que pueda originar fugas ( por ejemplo el uso de barba) o que elementos como anteojos no interfieran con la función del equipo. Además establecer un principio de actuación donde el operador del ERA pruebe la hermeticidad de la mascara antes de cada intervención. En el interior de los incendios estructurales, solamente se permitirá el ingreso como mínimo de dos personas en atmósferas IPVS con comunicación directa entre ellos y con los demás Por lo menos dos personas se encontraran fuera de la atmósfera IPVS, para socorrer en caso de emergencia y equipados a tal efecto Todas las personas que participan en extinción de incendios estructurales interiores deberán utilizar ERA. La formación y la información: Se hace mención específicamente sobre la necesidad de capacitación sobre los operadores de ERA La formación debe ser integral, comprensible, y se repiten cada año o más a menudo si es necesario debiéndose cumplir los siguientes puntos básicos:
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Reconocimiento por parte del operador sobre la necesidad del uso del ERA y su mantenimiento.
Conocimiento sobre las limitaciones en la utilización de cada protección respiratoria.
Como utilizar el respirador de manera eficaz en situaciones de emergencia, incluidas las situaciones en las que el mal funcionamiento del respirador pueda producirse
Como inspeccionar, comprobar, colocarse y quitarse la mascara del equipo.
Cuáles son los procedimientos para el mantenimiento y el almacenamiento del ERA
Cómo reconocer los signos y síntomas médicos que puedan limitar o impedir el uso eficaz de los respiradores
La capacitación se llevará a cabo de una manera que sea comprensible para el operador del equipo.
6.2 La norma NFPA 1404 Además de incluir la mayoría de los puntos anteriores esta dirigida exclusivamente a los bomberos y brigadas de emergencias, por lo cual se detallará en mayor profundidad.
Introducción Siempre debe utilizarse el equipo de respiración autónomo (ERA) por los bomberos cuando se asuma que están en una atmósfera inmediatamente peligrosa para la vida o la salud (IPVS) porque no hay ninguna manera de predeterminar las condiciones de peligro, las concentraciones de materiales tóxicos, o porcentajes de oxígeno en aire que existe en un ambiente de fuego, durante el rescate, la extinción, o bajo otras condiciones de la emergencia que involucran derramamientos o descargas de químicos u otros materiales tóxicos. Así, se requerirá del ERA en todo momento durante cualquier lucha contra los incendios La autoridad que tiene la jurisdicción establecerá las políticas de entrenamiento escrito para el programa de una protección respiratoria las cuales incluirán, pero no se limitará a: a.
La identificación de los varios tipos del equipo de protección respiratoria.
b.
Las responsabilidades de los miembros para utilizar y mantener la mascara apropiada.
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c.
Las responsabilidades de los miembros para la limpieza apropiada y mantenimiento.
d.
La identificación de los factores que afectan la duración del suministro de aire.
e.
La determinación del punto de no retorno para cada miembro.
f.
Las responsabilidades de los miembros por usar el equipo de protección respiratoria en una atmósfera peligrosa.
Provisión del ERA Se deberá contar en las intervenciones con un ERA por cada miembro que podría ser expuesto a los riesgos respiratorios. Se proporcionará la reserva suficiente de ERA para mantener el número requerido en el servicio cuando están otros en mantenimiento o reparaciones. Se proporcionará una reserva adecuada de cilindros cargados o una capacidad de recarga en la escena, o ambos. La autoridad que tiene la jurisdicción mantendrá un registro del inventario completo de todos los ERA. Cada ERA y cilindro serán identificados individualmente por número de serie o número del inventario. Los equipos de protección respiratoria se seleccionarán según los riesgos a que un miembro podría exponerse y a las tareas que se esperan que este realice. Uso en la emergencia. La autoridad que tiene la jurisdicción requerirá el uso de protección respiratoria por todos los miembros que podrían ser expuestos en la actuación de sus deberes a los riesgos respiratorios. Los equipos de protección respiratoria se usarán por todos los miembros que operan en los espacios confinados, debajo del nivel de tierra, o donde la posibilidad de un contaminante o de atmósfera deficiente de oxigeno exista, a menos que, pueda establecerse supervisando con muestra continua que la atmósfera no presenta estos riesgos. Se supervisarán a los miembros sobre condiciones de fatiga u otros factores que puedan desencadenar condiciones inseguras. Miembros que usan ERA operarán en equipos de dos o más que podrán comunicarse entre sí a través de señas visuales, audibles, soga de vida, sistemas electrónicos, u otros. Quien coordina sus actividades o quién este cerca de ellos estará listo para proporcionar la ayuda en caso de una emergencia, por lo menos un miembro se asignará para permanecer fuera del área dónde se requiere protección respiratoria. Este miembro será responsable
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para mantener un conocimiento constante del número e identidad de miembros que usan ERA, su situación y funciones, y su tiempo de entrada. Los miembros con un ERA estarán disponibles para el rescate. Instrucciones de utilización del ERA Se prohibirán Barbas o el pelo facial que interfieran con el sellado de la mascara y la cara para los miembros que deban usar el equipo de protección respiratoria. Si debe utilizar lentes, el marco de los mismos no debe atravesar el área de sellado mascara-cara. En caso de utilizar trajes encapsulados se evaluará las tensiones físicas y emocionales asociadas con estas aplicaciones especializadas. Requisitos para la entrada en sectores de incendios. Los entrenamientos del bombero incluirán la identificación de componentes del ERA, terminología, y especificaciones del equipo a través de lo siguiente: a.
El funcionamiento de ERA y el equipo relacionado;
b.
La inspección y mantenimiento de equipo;
c.
Incorporando métodos empleados por la autoridad que tiene la jurisdicción;
d.
La actuación de actividades en la escena de emergencia relacionadas, como adelantar la línea de mangas, subiendo las escaleras de mano, arrastrándose a través de las ventanas y espacios confinados, y realizando rescates, mientras lleva colocado el ERA;
e.
La comprensión de políticas orgánicas y procedimientos acerca de la seguridad, funcionamientos en la emergencia, uso, inspección, y mantenimiento;
f.
La actuación en actividades bajo condiciones simuladas de emergencia;
g.
La complacencia con todas las normas de la actuación de la autoridad que tiene la jurisdicción.
La autoridad que tiene la jurisdicción encargada del programa de entrenamiento evaluará la habilidad del personal para que: a.
Identifique ambientes arriesgados que podrían requerir el uso de protección respiratoria.
b.
Identifique los gases primarios producidos por la combustión.
c.
Identifique las características primarias de gases que podrían estar presentes o se podrían generar por los procesos que difieran de una combustión.
d.
Identifique cualquier gas tóxico que podría ser resultado de los procesos industriales.
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e.
Identifique la simbología de los materiales peligrosos.
Además el plan de capacitación evaluará la habilidad de los miembros para que: a.
Describa los principios operacionales del ERA
b.
Identifique las limitaciones del ERA
c.
Describa las limitaciones del ERA para proteger el cuerpo de la absorción de toxinas a través de la piel.
d.
Describa los procedimientos a ser utilizados si involuntariamente se sumergió en el agua mientras lleva un ERA
e.
Demuestre los posibles medios de comunicación al llevar un ERA.
También se evaluará la habilidad para colocarse el equipo, como controlar el correcto sellado de la máscara, como trabajar en ambientes con visibilidad reducida, maniobras en la emergencia cuando falla el equipo, maniobras de rescate con otros compañeros que tiene problemas con su ERA a través de válvulas de desviación, utilización en espacios confinados y control del estrés en estas operaciones. ERA en servicio. Inspección Cuando su uso sea rutinario se evaluara el correcto funcionamiento del equipo diariamente. Si el ERA no está en el uso diario, se dirigirán las inspecciones rutinarias por lo menos semanalmente. Todas las inspecciones estarán de acuerdo con los requisitos del fabricante del equipo. La inspección mensual del equipo de protección respiratoria incluirá un chequeo de la unidad entera para determinar el deterioro de componentes, cilindros y válvulas, calibración, válvula reductora de presión y funcionamiento de válvula de desviación, válvula de exhalación, y alarma de bajo-aire. Control de la calidad de aire Hace mención expresamente sobre la calidad del aire y las condiciones a cumplir. Donde el departamento bomberos haga las recargas de aire se probarán los cilindros del sistema en cascada, receptores del almacenamiento, y otros sistemas por lo menos cada 3 meses por un laboratorio acreditado. Los cilindros de aire no se mantendrán a menos de 90 por ciento de la presión tasada estampada en el cilindro. Se segregarán cilindros llenados a menos de 90 por ciento de su presión tasada de los cilindros llenos hasta que ellos se recarguen. Los cilindros de aire sólo serán llenados por personal que ha estado especializado en los procedimientos apropiados y el equipo.
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Donde se usa un sistema de compresor de aire respiratorio, móvil o fijo, se localizará en una área dónde el aire este libre de contaminación. Se equiparán los sistemas del compresor de aire respiratorios móviles con monitoreo para descubrir la contaminación con monóxido de carbono y un dispositivo del cierre automático que se active cuando el nivel de monóxido de carbono excede los límites de Calidad D para el aire (20 ppm). Los equipos que proporcionan el aire comprimido para ERA se inspeccionarán y se mantendrán de acuerdo con las instrucciones del fabricante. En la siguiente tabla de dicha Norma especifica claramente cual es elemento de protección respiratoria que se debe utilizar en intervenciones de incendio estructurales, así en atmósferas con deficiencia de oxigeno como en ambientes inminentemente peligrosos para la vida y la salud, el único que cumple con las condiciones de seguridad y operatividad es el ERA (SCBA).
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Modulo 8: manejo de sustancias químicas peligrosas
UNIDAD IV MANEJO DE SUSTANCIAS QUÍMICAS PELIGROSAS CARACTERÍSTICAS DE LOS PRODUCTOS QUÍMICOS Materias exp losiv as; Inflam ables de 1ra. catego ría; in flamables de 2da. categoría; muy com bustibles; co mb ustibles; poc o c om bustibles; incom bus tibles y refractarias
A los efectos de su comportamiento ante el calor u otra forma de energía, las materias y los productos que con ella se elaboren, transformen, manipulen o almacenen, se dividen en las siguientes categorías:
1.5.1. Explosivos: Sustancia o mezcla de sustancias susceptibles de producir en forma súbita, reacción exotérmica con generación de grandes cantidades de gases, por ejemplo diversos nitroderivados orgánicos, pólvoras, determinados ésteres nítricos y otros.
1.5.2. Inflamables de 1ra. categoría: Líquidos que pueden emitir valores que mezclados en proporciones adecuadas con el aire, originan mezclas combustibles; su punto de inflamación momentánea será igual o inferior a 40 grados C, por ejemplo Alcohol, éter, nafta, benzol, acetona y otros.
1.5.3. Inflamables de 2da. categoría: Líquidos que pueden emitir vapores que mezclados en proporciones adecuadas con el aire, originan mezclas combustibles; su punto de inflamación momentáneo estará comprendido entre 41 y 120 grados C, por ejemplo: kerosene, aguarrás, ácido acético y otros.
1.5.4. Muy combustibles: Materias que expuestas al a ire, puedan ser encendidas y continúen ardiendo una vez retirada la fuente de ignición, por ejemplo: hidrocarburos pesados, madera, papel, tejidos de algodón y otros.
1.5.5. Combustibles: Materias que puedan mantener la combustión aún después de suprimida la fuente externa de calor; por lo general necesitan un abundante aflujo de aire; en particular se aplica a aquellas materias que puedan arder en
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hornos diseñados para ensayos de incendios y a las que están integradas por hasta un 30% de su peso por materias muy combustibles, por ejemplo: determinados plásticos, cueros, lanas, madera y tejidos de algodón tratados con retardadores y otros.
1.5.6. Poco combustibles: Materias que se encienden al ser sometidas a altas temperaturas, pero cuya combustión invariablemente cesa al ser apartada la fuente de calor, por ejemplo: celulosas artificiales y otros.
1.5.7. Incombustibles: Materias que al ser sometidas al calor o llama directa, pueden sufrir cambios en su estado físico, acompañados o no por reacciones químicas endotérmicas, sin formación de materia combustible alguna, por ejemplo: hierro, plomo y otros.
1.5.8. Refractarias: Materias que al ser sometidas a altas temperaturas, hasta 1500 grados C, aún durante períodos muy prolongados, no alteran ninguna de sus características físicas o químicas, por ejemplo: amianto, ladrillos refractarios, y otros.10
Explosivo Es cualquier sustancia, producto o dispositivo proyectado para que provoque una explosión (es decir, un desprendimiento muy rápido de gases y calor) o que, mediante autorreacción química, pueda actuar de manera semejante aunque no esté proyectado para provocar la explosión. En general se puede definir una explosión como una liberación repentina de energía, que genera una onda de presión que se desplaza alejándose de la fuente mientras va disipando energía. Esta liberación tiene que ser, no obstante, bastante rápida y concentrada para que la onda que se genera sea audible. No es necesario, pues, que se produzcan daños para poder considerar este fenómeno como explosión.
10 Anexo VII Correspondiente a los arts. 160 a 187 de la reglamentación aprobada por dec. 351/79 Capitulo 18 protección contra incendios.
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La energía liberada puede haber sido almacenada inicialmente bajo una gran variedad de formas: nuclear, química, eléctrica o de presión. se considerarán únicamente las explosiones derivadas de los escenarios accidentales siguientes: En espacios cerrados: - ignición de mezclas gaseosas inflamables (en la literatura anglosajona, indicada generalmente con las siglas CVE, confined vapor explosion); - ignición de polvo combustible en suspensión. En espacios abiertos: - ignición de nubes de vapor no confinado (en inglés UVCE, unconfined vapor cloud explosion). Por explosión de recipientes: - de gas comprimido; - de gas licuado o líquido sobrecalentado (en inglés BLEVE, boiling liquid expanding vapor explosion); - reacciones fuera de control (en inglés runaway reactions).
Detonaciones y deflagraciones Muchas de las explosiones accidentales, aunque no todas, suelen originarse por una reacción de combustión o por reacciones exotérmicas fuera de control. Por esta razón en este capítulo se considerará, en términos generales, que la explosión va unida a uno de estos dos tipos de reacciones. Las explosiones pueden ser de dos tipos: deflagraciones y detonaciones. En una deflagración, la velocidad de la onda de sobrepresión en el medio sin reaccionar es subsónica; la onda de presión tiene una forma como la de la figura 5.1, con una fase positiva y una fase negativa. En una detonación, la velocidad de la onda de sobrepresión en el medio sin reaccionar es supersónica; la onda de sobrepresión muestra un incremento de la presión casi instantáneo hasta el pico de máxima presión, presenta también una fase positiva y otra negativa (Fig. 5.1). más destructivas que las deflagraciones, ya que pueden llegar a tener picos de presión cercanos a los 20 bar, mientras que en las deflagraciones los valores máximos son de unos 8 bar. De todas formas, también hay que tener en cuen ta que es muy difícil iniciar una detonación; por contra, las deflagraciones requieren
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de muy poca energía (del orden de mJ) para iniciarse. En determinadas situaciones, sin embargo, una deflagración puede llegar a convertirse en detonación (por ejemplo, en el caso de un frente de llama que se propaga dentro de una tubería).11
A efectos de peligrosidad se suele distinguir entre líquido combustible e inflamable, basándose en el concepto de punto de inflamación o destello
Temperatura de inflamación o destello (Flash point) Es la menor temperatura a la que hay que elevar un líquido combustible para que los vapores que se desprendan formen con el aire, una mezcla que se inflama al acercarle una fuente de ignición. La combustión no continúa al retirar la llama o fuente de ignición.
Temperatura de combustión o ignición Temperatura mínima correspondiente a la iniciación de una combustión continuada y completa de los vapores desprendidos del líquido combustible, luego de retirar la fuente de ignición. Es la temperatura mínima a la cual un líquido inflamable desprende suficiente vapor para formar una mezcla inflamable con el aire que rodea la superficie del líquido o en el interior del recipiente empleado. En los ensayos para determinar ese punto se suele emplear una pequeña llama como foco de ignición. El líquido se calienta lentamente desde una temperatura supuestamente inferior y a incrementos crecientes de temperatura se aplica una llama de prueba a la cámara de vapor. El punto de inflamación es la temperatura a la cual se observa un destello (flash) al aplicarse la llama o fuente de ignición. Los ensayos están normalizados en vaso cerrado y en vaso abierto. Los de vaso cerrado pueden servir como referencia de peligro para aquellos procesos 11
Joaquim Casal - Helena Montiel Eulàlia Planas - Juan A. Vílchez Análisis del riesgo en instalaciones industriales
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realizados dentro de recipientes y los de vaso abierto para operaciones de manipulación, trasvases con recipientes abiertos, derrames, etc. La temperatura de inflamación en vaso abierto es un poco superior a la de vaso cerrado. Si la temperatura de un líquido está por debajo de su punto de inflamación, no puede existir suficiente concentración de vapor inflamable para que pueda ocurrir la ignición. Sin embargo debe observarse que en el caso de formarse nieblas de líquidos inflamables, pueden inflamarse al entrar en contacto con una fuente de ignición, por debajo de su punto de inflamación. Estas nieblas se pueden originar por enfriamiento de vapores o por medios mecánicos como en pulverizaciones o rociados. Se conoce un caso de accidente con lesiones de quemaduras, al encender un cigarrillo mientras se realizaba una operación de rociado de herbicida mediante una bomba de pulverización en una mañana fría de invierno. A pesar de que la temperatura ambiente era inferior al punto de inflamación del líquido, la llama de la cerilla generó la suficiente energía calorífica para crear una mezcla inflamable de vapor a partir de las minúsculas gotículas de la niebla pulverizada. Lo mismo puede ocurrir con espumas aunque estén por debajo de su punto de inflamación.
Temperatura de autocombustión o autoignición Es la temperatura mínima, a presión de una atmósfera, a la que una sustancia en contacto con el aire, arde espontáneamente sin necesidad de una fuente de ignición. A esta temperatura se alcanza la energía de activación suficiente para que se inicie la reacción de combustión. Este parámetro recibe también el nombre de temperatura o punto de autoencendido, temperatura de ignición espontánea o autógena. Es conveniente asegurarse la no-confusión con la temperatura de inflamación o destello, especialmente si no se dispone de ambos valores determinados por ensayo ó por tablas. En caso de no disponer de ellos se observará que la temperatura de autoignición tiene unos valores muy superiores a la de inflamación y para una mayoría de compuestos se encuentra entre 200 y 700 ºC. Este parámetro nos sirve de referencia para operaciones sin fuente puntual de ignición pero con una elevación importante de la temperatura, tales como tratamientos térmicos, intercambiadores de calor con aceites térmicos, motores eléctricos protegidos, etc.
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Energía mínima de ignición (E.M.I.) Este parámetro indica la energía mínima necesaria para iniciar la combustión de una mezcla inflamable. Depende de la concentración del combustible en el aire. Los valores más bajos de la energía mínima de ignición se dan en las proximidades de la concentración estequiométrica y giran alrededor de 0,25 mJ a la presión del nivel del mar (1 atm). Algunos son inferiores como el del hidrógeno con un valor de 0,017 mJ. La concentración de oxígeno y la presión afectan a la energía mínima de ignici6n de mezclas de vapores o gases combustibles. El aumento de O2 reduce drásticamente la E.M.I. A la presión de 1 atmósfera (101,325 kPa) la menor E.M.I. de 0,26 mJ en aire, se reduce 0,002 mJ en oxígeno. AI disminuir la presión aumenta la E.M.I., en una proporción tal que reduciendo la presión a la mitad, la E.M.I. aumenta cinco veces. A efectos comparativos, una persona cargada con electricidad estática a una tensión de 15 kV podrá originar una chispa con una energía igual a: 22,5 mJ.
Como se observa, esta energía es más que suficiente para la ignición de una mezcla de vapores o gases inflamables con aire. De ahí la importancia de las medidas adoptadas para evitar la generación de cargas electrostáticas en las personas que trabajan en ambientes con líquidos y gases inflamables. La generación de cargas electrostáticas como es sabido, también ocurre en el transporte, trasvase, agitación, etc. de muchos líquidos inflamables.
Rango de explosividad El modelo geométrico, tetraedro del fuego, incluye 4 (cuatro) factores cuya concurrencia simultánea en proporciones definidas permiten la iniciación de una combustión. El calor debe ser suficiente para alcanzar la temperatura de ignición. La relación combustible-comburente debe estar dentro de los límites de inflamabilidad o explosividad. Para los materiales inflamables estas proporciones se determinan como porcentaje en volumen de gas o vapor en aire en condiciones normales de presión y temperatura. Los porcentajes mínimos y máximos de gas o vapor combustible necesarios para formar mezclas explosivas o inflamables, constituyen los límites inferior (LIE) y superior (LSE) de explosividad respectivamente. Rango explosivo es la diferencia entre ambos límites.
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Los límites de inflamabilidad varían con el índice de oxígeno, inertización, por efectos de la presión y temperatura. Límites de inflamabilidad Definen las concentraciones mínimas y máximas del vapor o gas en mezcla con el aire, en las que son inflamables. Se expresan en tanto por ciento en el volumen de mezcla vapor de combustible-aire. Reciben también el nombre de límites de explosividad, ya que según las condiciones de confinamiento, cantidad, intensidad de la fuente de ignición, etc. varía la velocidad de la combustión y es común que se origine una explosión. Aunque ambos términos son intercambiables para vapores y gases inflamables, es más usual el de limites de inflamabilidad para estos dos y el de límites de explosividad para polvos combustibles. Los valores del límite inferior y superior de inflamabilidad nos delimitan el llamado Rango o Campo de Inflamabilidad o Explosividad.
Límite inferior de inflamabilidad o explosividad (L.I.I. o L.I.E.) Se define como la concentración mínima de vapor o gas en mezcla con el aire, por debajo de la cual, no existe propagación de la llama al ponerse en contacto con una fuente de ignición. Por ejemplo el límite inferior de inflamabilidad del vapor de acetona en el aire es aproximadamente 2,6% en volumen. Esto significa que en 100 volúmenes de mezcla vapor de combustible-aire hay 2,6 % de vapor de acetona y 100 - 2,6 = 97,4 % de aire.
El límite inferior de inflamabilidad está relacionado con el punto de inflamación, de forma que este último se puede definir también como la temperatura mínima a la que la presión del vapor del líquido puede producir una mezcla inflamable en el límite inferior de inflamabilidad. En otras palabras, la temperatura mínima a la que se puede producir una concentración inflamable. La relación entre estos parámetros para la acetona y el alcohol etílico, se ve claramente en la figura 1.
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Fig. 1: Relación entre el punto de inflamación, límites de inflamabilidad, temperatura y tensión (presión) de vapor de la acetona y del alcohol etílico. Resultados obtenidos en recipiente cerrado a presión atmosférica normal en equilibrio de fase líquida y sus vapores con el aire. Límite superior de inflamabilidad o explosividad (L.S.I. o L.S.E.) Se define como la concentración máxima de vapor o gas en aire, por encima de la cual, no tiene lugar la propagación de la llama, al entrar en contacto con una fuente de ignición. La prevención de explosiones se puede conseguir operando fuera del rango de inflamabilidad en procesos con aire. Sin embargo, son más seguros los procesos que se desarrollan por debajo del limite inferior de inflamabilidad, adoptando un factor de seguridad 4 ó 5 que equivale a estar en el 25 ó 20% del L.I.I., que los que se desarrollan por encima del límite superior de inflamabilidad, ya que en caso de fuga, pérdida o disminución de combustible podría aumentar el contenido de aire y se situarían dentro del campo de
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inflamabilidad. Otro caso distinto son los procesos en que no interviene el aire y el espacio de vapor está ocupado al cien por cien por vapores o gases combustibles.12
Poder calorífico: El poder calorífico es la cantidad de energía que la unidad de masa de materia puede desprender al producirse una reacción química de oxidación El poder calorífico expresa la energía máxima que puede liberar la unión química entre un combustible y el comburente y es igual a la energía que mantenía unidos los átomos en las moléculas de combustible, menos la energía utilizada en la formación de nuevas moléculas en las materias (generalmente gases) formadas en la combustión. La magnitud del poder calorífico puede variar según como se mida. Según la forma de medir se utiliza la expresión poder calorífico superior (abreviadamente, PCS) y poder calorífico inferior (abreviadamente, PCI). La mayoría de los combustibles usuales son compuestos de carbono e hidrógeno, que al arder se combinan con el oxígeno formando dióxido de carbono (CO 2) y agua (H2O) respectivamente. Cuando se investigó científicamente el proceso de la combustión, se consideró que para el buen funcionamiento de las calderas donde se producía, era necesario que los gases quemados salieran por el conducto de humos a una cierta temperatura mínima para generar el tiro térmico necesario para un buen funcionamiento. Esta temperatura está por encima de los 100 ºC, por lo que el agua producida no se condensa, y se pierde el calor latente o calor
de cambio de estado, que para el agua es de 2261 kilojulios (540 kilocalorías) por kilogramo de agua, por lo que hubo necesidad de definir el poder calorífico inferior, para que las calderas tuvieran, aparentemente, unos rendimientos más alentadores. Por ello, se usó la denominación poder calorífico superior para el calor verdaderamente producido en la reacción de combustión y poder calorífico
inferior para el calor realmente aprovechable, el producido sin aprovechar la energía de la condensación del agua y otros procesos de pequeña importancia.
12 Ministerio de Trabajo y Asuntos Sociales de España NTP 379: Productos inflamables: variación de los parámetros de peligrosidad
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Poder calorífico superior Es la cantidad total de calor desprendido en la combustión completa de 1 Kg de combustible cuando el vapor de agua originado en la combustión está condensado y se contabiliza, por consiguiente, el calor desprendido en este cambio de fase. También es llamado poder calórico neto.
Poder calorífico inferior Es la cantidad total de calor desprendido en la combustión completa de 1 kg de combustible sin contar la parte correspondiente al calor latente del vapor de agua de la combustión, ya que no se produce cambio de fase, y se expulsa como vapor.
Bleve Una BLEVE es un tipo de explosión mecánica y significa Boiling Liquid Expanding Vapor explosión cuya traducción sería "Expansión explosiva del vapor de un líquido en ebullición". Cuando hablamos de un liquido en estado de ebullición nos referimos a aquel que se encuentra en estado liquido por la presión a la que esta sometido dentro del recipiente pero que en caso de una reducción brusca de la misma cambiaria a fase gaseosa con la consecuente expansión del elemento en cuestión. Para que se produzca una explosión bleve no es necesaria la existencia de reacciones químicas ni fenómenos de combustión, es decir, podría producirse incluso en calderas de vapor. No es necesario que el líquido sea inflamable, por eso hablamos de explosión mecánica. Normalmente las bleve se originan por un incendio externo que incide sobre la superficie de un recipiente a presión, especialmente por encima del nivel líquido, donde tiene menor disipación de calor, debilitando su resistencia y acabando en una rotura repentina del mismo, dando lugar a un escape súbito del contenido, que cambia masivamente al estado de vapor, el cual si es inflamable da lugar a la conocida bola de fuego (fireball). La gran energía desarrollada en esa explosión repentina proyecta fragmentos rotos de distintos tamaños del recipiente a considerables distancias.
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Los fragmentos proyectados pueden arrastrar tras de sí a cierta masa de líquido en forma de finísima lluvia que si el liquido es inflamable puede ocasionar incendios a considerables distancias Otra característica que distingue una bleve de líquidos inflamables es su forma de hongo, similar a las explosiones nucleares. Condiciones para que se produzca una bleve Producto en estado líquido sobrecalentado (o líquido en estado de ebullición). Bajada súbita de la presión (isoentrópica) en el interior del recipiente Fenómeno de nucleación espontánea. Puede ser por disparo del disco de ruptura, pérdida de resistencia del recipiente en un incendio, perforación del recipiente por impacto, rotura por sobrellenado e incluso disparo de válvulas de seguridad mal diseñadas. Cuanto mayor sea la caída de presión, mayores serán también los efectos de la bleve en caso de producirse. El tamaño de la abertura inicial del depósito es determinante en la celeridad de la bajada de presión y en la zona afectada por la nucleación. En determinadas condiciones de presión y temperatura un líquido sobrecalentado que se ha expuesto a un descenso súbito de presión puede evaporarse de forma extremadamente violenta al cambiar de estado masivamente por un proceso de formación espontánea y generalizada de burbujas de vapor (nucleación). Si esta nucleación espontánea es homogénea por afectar a todo el conjunto, la explosión es mucho mas violenta que en el caso de ser heterogénea, al concentrarse en zonas en contacto con la pared interior del recipiente. La nucleación heterogénea se puede producir en condiciones de sobrecalentamiento localizado sin alcanzar la temperatura límite. Consecuencias de una bleve. Para nuestro caso nos limitaremos a las bleves de líquidos inflamables y analizaremos las consecuencias desde este punto de vista, los efectos son: 1. Radiación térmica. Bola de fuego. 2. Sobre presiones por la onda expansiva. Explosión. 3. Proyección de fragmentos metálicos. Explosión. Para tener una idea de la magnitud de este tipo de explosiones vamos a considerar un caso práctico y calcular la magnitud de daños. Descripción:
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Planta de almacenamiento que consta de dos depósitos de gas licuado de petróleo compuesto en su mayor porcentaje de butano. Dichos depósitos son de forma esférica de 17 metros de diámetro con una capacidad de 2500 m3 los cuales son llenados al 50% de su capacidad. Trabajan en la planta un total de 5 personas en el área administrativa y otras 20 entre operarios y personal de seguridad. En sus proximidades se encuentran un río (100 mts) con una frecuencia de navegación de 6 navíos por día, (algunos de ellos con transporte de mercancías peligrosas). En la orilla opuesta se encuentra el pueblo con 5000 habitantes. Objetivo: En el siguiente estudio se determinara los posibles daños sufridos a la población por un accidente de bleve sobre una de las esferas La mayoría de las formulas son de carácter empírico y muchas se determinan por la teoría de modelos. En nuestro caso particular supondremos que la explosión es producto de un incendio en las inmediaciones del tanque TK1 y a causa de este se produce la elevación de la temperatura del contenido del mismo junto con su debilitamiento mecánico hasta el punto de una ruptura que causara la explosión del tipo bleve Radiación térmica Previamente al cálculo de la dosis de radiación térmica a la que van a estar expuestas personas e instalaciones, es preciso conocer las siguientes características sobre la bola de fuego formada por la combustión de la masa vaporizada: El diámetro de la bola de fuego. La altura de dicha bola. La duración máxima de la deflagración. Diámetro de la bola de fuego El diámetro de la bola de fuego se puede obtener mediante la siguiente ecuación: D = 6,48. W 0,325 siendo: D = diámetro máximo (m). W = masa total del combustible (kg).
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En nuestro caso W será igual a la densidad del butano por el volumen de líquido que se encuentra en el tanque en el momento de la explosión. W = d x V liquido = 580 kg /m 3 x 1250 m 3 (50 % del tanque como se supone que se encuentra el tanque en el momento de la explosión). Altura de la bola de fuego H = 0,75 D Siendo: H = altura del centro de la bola (m). D = diámetro máximo (m). Duración de la bola de fuego t = 0,852 W 0,26 Siendo: t = tiempo de duración (s). W = masa total del combustible (kg). Radiación térmica recibida La radiación recibida en un punto determinado se obtiene mediante la ecuación genérica siguiente: l = Tr . F . E Siendo: l = irradiación recibida (kW/M 2). Tr = coeficiente de transmisión atmosférica. F = Factor geométrico de visión. E = Intensidad media de radiación (kW/m 2). El coeficiente de transmisión atmosférica es función de la humedad relativa del aire y de la distancia al punto en cuestión. Tr = log (14 . Hr
-0,108
. Ri -0,13 )
Siendo: Hr = Humedad Relativa Ri = distancia entre el centro de la esfera y el cuerpo irradiado (m). El factor geométrico F es un coeficiente que depende de la forma del foco emisor y receptor, y de la distancia.
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En el caso de bleves, al asimilarse la bola de fuego a una esfera y el cuerpo receptor a una superficie normal a la radiación directa en la línea procedente del centro de la esfera, se demuestra que el factor geométrico tiene el valor: F = ( D / 2Ri ) 2 Siendo: D = diámetro máximo de bola de fuego (m). Ri = distancia entre el centro de la esfera y el cuerpo irradiado (m). La intensidad media de radiación E es el flujo radiante por unidad de superficie y tiempo, y se calcula según la siguiente expresión: E = fr. W. Hc /π. D2 . t Siendo fr = un coeficiente de radiación que puede oscilar entre 0,25 y 0,40. El coeficiente fr nos indica la fracción de la energía total desarrollada en la combustión, ya que esta energía se ve reducida por las pérdidas, fundamentalmente en la convección de humos. Nosotros como deseamos analizar el peor de los casos tomaremos a fr como 0,40 W = masa total del combustible (kg). Hc = calor de combustión (kJ/kg). D = diámetro máximo de la bola de fuego (m). t = tiempo de duración de la bleve (s). E = 552,53 Kw / m 2 Ahora teniendo todos estos datos se puede proceder a calcular la irradiación recibida en los puntos que deseamos analizar: I (450 m) = 92.48 Kw / m 2 I (850 m) = 36.42 Kw / m 2 I (1300 m) = 16.86 Kw / m 2 I (2500 m) = 4.65 Kw / m 2 Comparando con los índices de fatalidad conocidos: I (99% fatalidad) = 67, 75 Kw/m 2 I (50% fatalidad) = 30,63 Kw/m 2 I (quemaduras severas) = 4,64 Kw/m 2 Se puede ver que dentro del radio de los 450 m de la explosión casi con seguridad que todas las personas morirán, a medida que nos alejamos desde 450 m hasta los 850 m se puede observar que morirán según los cálculos el 50 % de la
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población de esta franja de irradiación a su vez, la población que se encuentre dentro de la franja de los 850 m hasta los 2500m aproximadamente, en su totalidad sufrirá quemaduras severas. Luego de este punto la radiación no será lo suficientemente fuerte como para causarles daños a las personas. En lo que se refiere a los daños que se le causaran a los materiales e instalaciones que se encuentren en la vecindad de la explosión los podemos dividir en 3, los causados a las instalaciones de almacenamiento del tanque, los causados a las casas del barrio del otro lado de la orilla y los causados a las instalaciones de fabricación de ácido sulfúrico. Daños causados a las instalaciones del predio del tanque: Según las tablas experimentales que establecen que cantidad de energía soportan los distintos materiales podemos decir que el tanque TK2, siendo de acero, el cual soporta solamente 40 Kw / m 2 quedara destruido prácticamente instantáneamente Las instalaciones que son oficinas al ser de hormigón armado soportaran la explosión ya que su tolerancia es de 200 Kw / m 2, pero no resistirán ninguna de sus ventanas ni sus partes de madera o cemento ya que estos soportan entre 10 y 50 Kw / m 2. Daños causados a las casas de la otra orilla del río: Suponiendo que la mayoría de estas casas se encuentren construidas de materiales precarios tales como madera y chapas se calcula que todas las casa que se encuentran en la franja de los 450 m a los 850 m quedaran destruidas ya que ninguno de estos materiales precarios podrá resistir la irradiación que caerá sobre ellas. En el radio de los 850 m a los 1300 m no resistirán las casas de construcción de madera ya que todavía en esta franja de irradiación este material no tolerara la energía irradiada. Por ultimo en la franja de los 1300 m a los 2500 m la mayoría de las casa soportaran la energía irradiada sin mayores dificultades. Proyección de fragmentos: Según tabla y de acuerdo al volumen del recipiente el 95 % de los fragmentos se proyectaran en un radio máximo de 200 metros aproximadamente por lo cual no llegarían a impactar en el pueblo. Esquematización de radio de acción de una bleve
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Como trabajar en eventos con riesgo de bleve13 Tácticas de respuesta ¿Debemos ira inmediatamente a apagar el fuego? NO. El tiempo es muy importante, pero una medición apropiada es crítica antes de que el personal entre en escena. Cuando los primeros respondedores llegan, deben estar bien lejos, usar binoculares o telescopios para ver el tanque. Si hay, o ha habido fuego severo en el tanque, entonces no se deben acercar. Algunas preguntas importantes son: ¿Cuánto lleva llegar al sitio? ¿Cuánto hace que hay fuego antes de que llegaran los respondedores? ¿Cuán severo es o era el contacto con el fuego? ¿Hay riesgos altos de exposición? ¿Pueden otros elementos verse involucrados e incrementar la situación? ¿Tiene suficiente capacidad de agua? ¿Puede aplicar agua durante el tiempo necesario? Recuerde: lleva 5, 10,......15 minutos para que un fuego severo cause una ruptura térmica. ¿no está llegando en el tiempo justo para presenciar (y formar parte) de una BLEVE? 13
Fuente: CIQUIME
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Si no ha habido contacto de fuego en el tanque, y usted esta absolutamente seguro de esto, entonces debería asegurarse de que el tanque no tome contacto con el fuego. Manténgalo enfriado con agua, y aleje el fuego cerrando el suministro de combustible a esa fuente. ¿Cómo evaluamos la severidad del contacto con el fuego? La severidad del contacto con el fuego puede variar significativamente y debe ser muy difícil de evaluar con certeza. Siempre debe tratar de errar por el lado seguro. No asuma que tiene de 10 a 15 minutos para actuar. Acceda al fuego desde una distancia segura, usando ayudas como binoculares. Las preguntas a responder son: ¿Cuánto tiempo ha estado ardiendo? Solo lleva 5, 10, 15 minutos de contacto directo con fuego para debilitar severamente un tanque dependiendo de su tamaño, nivel de llenado, y la severidad del contacto. Si no lo sabe, manténgase alejado ¿Qué tan grande es el fuego? la magnitud del fuego puede envolver al tanque y causar su rápida falla. Los fuegos pequeños por los que se puede ver a través de ellos, calientan el tanque mas lentamente. Si no puede ver mucho del tanque porque esta envuelto en fuego, mantenga la distancia. ¿Esta el fuego en contacto directo con la armazón del tanque? Normalmente, el contacto directo con las llamas es necesario para una falla rápido Si no hay contacto directo, proteja el tanque con agua. ¿Hay fuego? Las llamas pueden causar al tanque la falla solo unos pocos minutos dependiendo de su tamaño, velocidad y punto de contacto ¿El contacto con el fuego en el tanque es fuerte o suave? Los contactos fuertes son peores que los leves debido al efecto de enfriamiento del líquido en el tanque Recuerde que no sabe cuál es le nivel de llenado del tanque Recuerde que la acción de las PRV bajan los niveles de líquido dentro del tanque. ¿El contacto con el fuego es sólo en la base del tanque?
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Este contacto puede provocar una falla del tipo cohete ¿Cuál es la fuente que alimenta el fuego? ¿Arderá ésta en pocos minutos? ¿Puede ser cortada la fuente de manera segura? Si el fuego puede ser eliminado, deje que el tanque se enfríe, no se aproxime a él, llame a expertos y déjelos que verifiquen las condiciones del tanque. Cuando analice la exposición con el fuego, siempre observe a su alrededor y vea que otros elemento pueden verse involucrados. ¿Hay otros tanques en peligro?, ¿cuántos, de qué clase? .¿Pueden ser protegidos mediante pulverización de agua? . Si los otros tanques se ven involucrados , ¿cómo cambia eso el tamaño de la zona de peligro?. ¿Cuál es la dirección mas segura para acercarse al un tanque en llamas? No hay ningun camino absolutamente seguro para acercarse a un tanque expuesto a fuego severo. Probablemente es mas seguro hacerlo con el viento en su espalda, para alejarse de cualquier nube que se libere y vuele con el viento. Generalmente es mas seguro acercarse desde los lados que desde las terminaciones del tanque, pero cuidado, esto no es siempre así.. los tanques pueden darse vuelta o torcerse antes de caer. Esto significa que pueden hacerlo en cualquier dirección. También, al rebotar pueden cambiar la trayectoria de las estructuras locales. Cuando nos acercamos al tanque, ¿debemos hacerlo agachados o parados? Si se para, incrementa la chance de ser herido por pequeños proyectiles. Y se mantiene agachado puede estar en zona de vapores. ¿Cuál es la distancia segura para los respondedores? Esta es una pregunta crítica que desgraciadamente no tiene una respuesta simple. Una distancia absolutamente segura podría ser tan grande que es impráctica en su uso. Sin embargo, las distancias cortas requieren de personal que se expongan a si mismos a algún riesgo. En la mayoría de los casos, los proyectiles o cohetes que tienen largo alcance son los mas peligrosos. El otro peligro es el fuego y la radiación térmica de las bolas de fuego si una liberación inflamable es encendida inmediatamente. Ondas expansivas peligrosas se desprenden de la explosión por el contenido del tanque, pero eso es solo un peligro menor comparado a otros. Sin embargo, ráfagas
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debidas a la nube de vapor que explota pueden ser severas y muy impredecibles. La nube de vapor que se mueve por el viento también puede ser muy peligrosa y llevar a riesgos de fuego o exposición tóxica. Para bomberos con ropa de protección y equipamiento de respiración, la distancia de trabajo debería ser por encima de los 4 R, pero nunca menor a 90 metros, Cuando R es el radio de las bolas de fuego. Para el propano, el radio de fuego puede ser estimado por la siguiente ecuación, R=3m1/3 donde M es la masa de propano en Kg y R es el radio en metros. A 4R estará fuera de la bola de fuego y la radiación de calor teórica de la esfera de fuego es menor de 21 kW/m2. el flujo del nivel de calor es aún bastante alto y es posible algún daño. Como una aproximación cruda, los rangos de los proyectiles pueden también ser referidos al radio de la bola de fuego. Lo siguiente es sugerido como guía: 80-90% de los proyectiles caen entre lo 4R desde los lados del tanque. Los cohetes severos pueden ir a 15R En casos muy severos y raros puede ser posible ver lo cohetes viajar a 22-30R Basándonos en lo anterior, los civiles deberían ser evacuados mas allá de los 15R – 30R si fuera posible.
Como puede observarse, los bomberos posicionados a 4R aun están expuesto a peligros significantes de proyectiles. Debe ser remarcado que lo anterior esta basado en datos limitados y debe se considerado como aproximaciones. La siguiente tabla muestra un sumario de estos cálculos para varios tamaños de tanques con propano como mercadería. tamaño de las bolas de fuego y duración por rango de tamaño de tanque Capacidaddel
Masade
Radio de la Bola Distanciade
Distanciasde
Tanque
Propano
de Fuego
Bomberos
Evacuación
400 Litros
160 Kg
16 metros
90 metros
245-490 m
4000 Litros
1600 Kg
35 metros
140 metros
525-1050 m
40000 Litros
16000 Kg
75 metros
300 metros
1125-2250 m
80 % de llenado
Las distancias anteriores no consideran la dispersión de la nube de vapor, sus explosiones o efectos relativos. Por esta razón, si la mercadería es tóxica, o si se
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retraza el incendio de una pérdida , es de importancia aumentar las distancias de peligro especialmente en dirección al viento si éste existiese. Cuando un tanque esta por hacer una BLEVE, ¿da alguna clase de aviso antes de que suceda? No espere escuchar o ver una advertencia que le de tiempo a salir. Las prácticas comunes nos dicen que busque algún bombeo, una decoloración, o gubias profundas, o que escuche sonidos metálicos, pero esos signos no siempre son perceptibles. En algunos casos el tanque se parte y vacila antes de la BLEVE, pera esa vacilación solo puede durar unos pocos segundos, a veces solo 1/10mo de segundo. En la mayoría de los casos, el tanque esta intacto en un momento y al instante esta caído en el suelo, envuelto en una bola de fuego. ¿Qué efecto tiene el viento en este tipo de casos? Usted debe acercarse al tanque con el viento en su espalda para quedar fuera de un escape de vapor. Si hay fuego en un tanque, el viento tenderá a volar el fuego a sotavento de éste. Esto significa que el fuego probablemente será mas caliente en el lado del tanque que queda del otro lado de los respondedores. Esto hará difícil a los respondedores ver todos los efectos del fuego. Si el tanque falla, lo hará probablemente del lado mas caliente, y si éste es el lado de sotavento, los contenidos pueden dirigirse hacia arriba y lejos de los respondedores. Sin embargo, el ataque resultante podría impulsar el tanque hacia los respondedores. Este es un ejemplo de cómo un procedimiento puede ser seguro en un aspecto pero menos seguro en otro, siempre téngalo en mente. ¿Cuál es el modo mas efectivo para los bomberos, de proteger al tanque del choque con el fuego? El rociamiento de agua ha demostrado ser efectivo para refrigerar las superficies expuestas, si el agua es aplicada inmediatamente. Recuerde, solo lleva minutos de contacto con fuego severo para debilitar un tanque y causar una BLEVE. Algunos experimentos han mostrado que para enfriar el metal caliente por contacto con fuego lleva aproximadamente 14 litros/min por metro cuadrado de superficie expuesta (0.35 gal/min por pie cuadrado de superficie expuesta) pero esto no es verdadero para choques severos de fuego. Este índice flotante se aplica si el agua es conectada inmediatamente cuando el fuego comienza.
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Debería estar llegando 5, 10, 15 o más minutos después de que el fuego ha comenzado y para ese momento el tanque puede estar severamente debilitado. Si usted llega después de que el fuego halla dañado el tanque, estaría tomando un riesgo muy alto si se acerca lo suficiente para instalar monitores de refrigeración por agua. Si el tanque no ha sido chocado por el fuego, pero esta siendo recalentado por radiación desde un fuego cercano , entonces la aplicación de agua es muy importante para protegerlo de un posible daño.. Una superficie de metal a altas temperaturas causará una corriente violenta de agua refrigerante cuando contacte con la pared, tome ésto como un signo de que el tanque ha sido severamente recalentado. En el instante en que el agua toca el metal caliente debe ser el de mayor peligrosidad. Asegúrese de estar fuera de peligro antes de que el agua sea abierta. Asegúrese también de tener suficiente agua para mantener la corriente por el tiempo necesario. ¿Cuándo no sería una buena idea aplicar agua para refrigerar? Cuando no haya fuego y haya un tanque dañado, y la temperatura del tanque sea menor a la temperatura del agua refrigerante (Ej. Invierno, etc.) el aplicar agua puede realmente golpear al tanque y lentamente incrementar la presión y así, el esfuerzo de las paredes del tanque. Si éste ya ha sido severamente debilitado por un impacto o por contacto con fuego, entonces el incremento del esfuerzo puede iniciar una falla y hacer una BLEVE. ¿Qué debemos hacer si no tenemos suficiente agua? Si no tiene suficiente agua, hay muy poco que pueda hacer. Si el tanque esta expuesto al fuego y éste no puede ser eliminado, entonces aléjese del rango de los proyectiles y del fuego. ¿Debemos enfriar un tanque dañado si esta siendo recalentado por el sol? Si un tanque ha sido dañado por fuego o por un impacto es indeseable tener un incremento en la presión. Si el tanque está siendo recalentado por el sol, la presión está probablemente subiendo dentro de éste. Para controlar esto, normalmente es una buena idea refrigerar el tanque con agua. Para el calentamiento del sol solo es necesario tener suficiente corriente de agua como para mantener la superficie del tanque mojada. Si el fuego es extinguido, ¿cuánto debemos esperar para acercarnos a el tanque?
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Esto depende del tamaño del tanque y el nivel de llenado. Si el agua refrigerante ya ha sido aplicada, continúe con esto. Sin embargo, en casos severos, el personal debe quedarse atrás y dejar que el tanque y su cargamento se enfríen naturalmente hasta que la presión haya bajado a niveles normales, esto puede llevar varias horas en un tanque grande. El tiempo resultara también en la recuperación de la fortaleza del tanque cuando las paredes vuelven a sus temperaturas normales. Pero recuerde, el tanque debe haber sido severamente debilitado por el fuego y puede haber sufrido deformaciones permanentes y afinamientos. En cada caso, manténgase lejos del tanque . Llame a expertos de la industria quienes tienen el equipamiento para evaluar las condiciones del tanque .Usted no tiene todas las herramientas necesarias para realizar un evaluación cierta de la integridad de la estructura de éste. ¿Bajo qué circunstancias es apropiado enviar personal al interior de la zona de peligro? No hay una respuesta simple a esta pregunta. Este documento ha hecho algunas sugerencias acerca de las distancias de trabajo. Algunos encontrarán estas distancias muy grandes y pueden elegir ignorarlas. Sin embargo, debe dejarse claro, si usted se acerca mas y si el tanque hace una BLEVE, sus chances de resultar herido o muerto se incrementan rápidamente. No vaya mas cerca. ¿Cómo nos podemos preparar para semejante evento? Este problema es tan técnico que es muy difícil contar todos los factores en la escena del accidente. Esto significa que la planificación anterior es sumamente importante. El departamento de bomberos debería hacer lo siguiente: Salga y busque facilidades Tenga en cuenta las ideas de seguridad y como funcionan Localice válvulas críticas, etc. Conozca la capacidad de varios tipos de tanques, prepárese para un accidente, calculando las dimensiones de las bolas de fuego, las distancias de seguridad, etc. Conozca cuál es la capacidad de agua disponible en la zona. Conozca cuánto tiempo le lleva llegar al lugar y cuanto le demandará instalarse allí.
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Planee con anticipación para todas las situaciones posibles desde pequeñas fugas hasta fuegos mayores.
Sustancias Oxidantes Los materiales oxidantes son líquidos o sólidos que fácilmente liberan oxígeno u otra sustancia (como bromo, cloro o fluoruro). También incluyen materiales que reaccionan químicamente para oxidar materiales combustibles (abrasivo) significa que el oxígeno se combina químicamente con el otro material de manera que aumenta la posibilidad de fuego o de explosión. Esta reacción puede ser espontánea a temperatura ambiente o puede ocurrir bajo ligero calentamiento. Los líquidos y sólidos oxidantes puede ser severos peligros de fuego y explosión. Los líquidos y sólidos oxidantes comunes incluyen:
bromo bromatos isocianuratos cloratos cromatos dicromatos hipocloritos peróxidos inorgánicos nitratos Existen otros químicos que son materiales oxidantes. Por ejemplo, el aire líquido ha estado involucrado en muchas explosiones debido a sus propiedades oxidantes.El nitrógeno líquido es más seguro y se prefiere al oxígeno líquido como enfriador criogénico líquido. ¿Qué pueden hacer los materiales oxidantes?
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Los materiales oxidantes pueden: Acelerar el desarrollo de un fuego y hacerlo más intenso. Que sustancias que normalmente no se queman fácilmente en el aire se quemen fácilmente. Que los materiales combustibles se quemen espontáneamente sin la presencia de fuentes de ignición obvias como chispa o llama. Lo que pasa cuando un material oxidante entra en contacto con una sustancia combustible depende enormemente de la estabilidad del químico del material oxidante. Entre menos estable sea el material oxidante, mayor será la posibilidad de que reacciona de forma peligrosa. ¿Existen clases de materiales oxidantes? La NFPA en su "Código para Almacenamiento de Líquidos y Sólidos Oxidantes”
ha clasificado a los materiales oxidantes de acuerdo con su habilidad para provocar combustión espontánea y qué tanto puedan aumentar la tasa de abrasión. Oxidantes Clase 1: Aumentan ligeramente la tasa de abrasión de los materiales combustibles. Provocan ignición espontánea cuando entran en contacto con ellos. Oxidantes Clase 2: Aumentan moderadamente la tasa de abrasión de los materiales combustibles con los que entran en contacto. Provocar ignición espontánea cuando están en contacto con un material combustible. Oxidantes Clase 3: Aumentan severamente la tasa de abrasión de los materiales combustibles con los que entran en contacto en descomposición vigorosa y sostenida si se contaminan con un material combustible o si se exponen a suficiente calor.
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Oxidantes Clase 4: Pueden explotar cuando entran en contacto con ciertos contaminantes. Explotar si están expuestos a ligero calor, golpe o fricción en la tasa de abrasión de los combustibles. Hacer que los combustibles se enciendan espontáneamente. ¿Cuáles son algunos ejemplos de estas clases de materiales oxidantes? La Asociación Nacional de Protección contra Incendios (NFPA) Código 430 (1995) " Código para Almacenamiento de Líquidos y Sólidos Oxidantes " suministra muchos ejemplos de típicos materiales oxidantes de acuerdo con el sistema de clasificación NFPA. Algunos de estos ejemplos incluyen: Oxidantes Clase 1 Nitrato de aluminio Persulfato de amonio Peróxido de bario Soluciones de peróxido de hidrógeno (8% a 27.5% por peso) Nitrato de magneso Ácido nítrico (40% de concentración o menos) Soluciones de ácido perclórico (menos de 50% por peso) Dicromato de potasio Nitrato de potasio Nitrato de plata Oxidantes Clase 2 clorato de calcio hipoclorito de calcio (50% o menos por peso) ácido crómico (trióxido de cromo) 1,3-dicloro-5,5-dimetildanton peróxido de hidrógeno (27.5 a 52% por peso)
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perclorato de magnesio ácido nítrico (concentración mayor de 40% pero menos de 86%) permanganato de potasio permanganato de sodio cloruro de sodio (40% o menos por peso) perclorato de sodio (y su monohidrato) peróxido de sodio Oxidantes Clase 3 dicromato de amonio peróxido de hidrógeno (52 a 91% por peso) ácido nítrico, humeante (concentración mayor de 86%) soluciones de ácido perclórico (60 a 72% por peso) bromato de potasio clorato de potasio dicloroisocianurato de potasio clorato de sodio clorato de sodio (mayor de 40% por peso) dicloroisocianurato de sodio Oxidantes Clase 4 perclorato de amonio (tamaño de partícula mayor de 15 micrones) permanganato de amonio peróxido de hidrógeno (mayor que 91% por peso) soluciones de ácido perclórico (mayor de 72.5% por peso) tetranitrometano ¿Cuáles son los peligros de incendio y explosión de líquidos y sólidos oxidantes? La abrasión incluye la oxidación de una sustancia combustible (abrasiva). Cuando una sustancia combustible se quema, ocurre una reacción química en la que la sustancia (combustible) se combina con oxígeno, y libera calor, gases y a veces
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luz (llamas). La fuente usual de combustión es el aire. Sin embargo, los materiales oxidantes pueden suplir oxígeno a las sustancias combustibles y soportar un incendio cuando el aire no está presente. Aunque la mayoría de los materiales oxidantes no se queman a sí mismos, pueden producir mezclas explosivas o muy inflamables cuando se combinan con materiales como:
Materiales orgánicos (con contenido de carbono) como papel, madera, líquidos combustibles e inflamables, grasas, ceras, muchos plásticos y textiles metales finamente divididos tras sustancias oxidables como hidracina, hidrógeno, hídridos, sulfuro o compuestos de sulfuro, azufre, silicón y amoniaco o compuestos de amoniaco Algunos materiales oxidantes son también incompatibles con materiales no combustibles. Estos oxidantes pueden sufrir reacciones con agua, ácidos inorgánicos e incluso otros materiales oxidantes. ¿Cuáles son los riesgos para la salud de los materiales oxidantes? Los materiales oxidantes pueden ser tóxicos o corrosivos. Dependiendo del material, ruta de exposición (inhalación, contacto por la piel o el ojo, o ingestión) y dosis, pueden dañar al cuerpo. Los oxidantes corrosivos también pueden atacar y destruir el metal. Un ejemplo es el perclorato de amonio. Este material es blanco o incoloro,cristales inoloros. Se usa en explosivos y fuegos artificiales; como agente oxidante en cohetes sólido y propulsor de misiles; como adhesivo; como agente de grabado; agente de laboratorio (analítico); químico intermedio para álcalis y percloratos de metal alcalino; suplemento de alimento de animales; y en dispositivos de generación de oxígeno para sistemas de soporte en submarinos, naves espaciales, refugios atómicos y aparatos de respiración.
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El perclorato de amonio puede descomponerse a temperaturas altas formando gases tóxicos tales como cloro, cloruro de hidrógeno y óxidos de nitrógeno. Los recipientes cerrados o tanques pueden romperse y explotar si se calientan. No se quema pero es un oxidante potente cuando se mezcla con materiales combustibles. Es altamente reactivo y el impacto o altas temperaturas pueden provocar escomposición violenta o explosión. Puede formar mezclas sensibles al golpe con metales finamente habilitados, óxidos de metal, fuertes agentes de reducción, azufre y fósforo. Puede provocar irritación ocular. Bibliografia: CIQUIME. COMPUESTOS ORGANICOS QUE FORMAN PERÓXIDOS POTENCIALMENTE EXPLOSIVOS Algunos compuestos orgánicos e inorgánicos son capaces de reaccionar con oxígeno atmosférico para formar peróxidos potencialmente explosivos. La luz y el calor
aceleran esta formación. Las sustancias que han sufrido la peroxidación son sensibles al golpe mecánico o térmico y pueden reaccionar violentamente (explosión). Al final de la página se encuentra un listado con las sustancias químicas más propensas a formar peróxidos. ¿QUÉ ES UN PERÓXIDO ORGÁNICO? Un peróxido orgánico es un compuesto a base de carbón, que contiene una unión oxígeno-oxígeno (O-O) característica. PROCESO DE PEROXIDACIÓN A pesar de que los eteres son los compuestos más importantes que forman peróxidos, las mitades "alquilos" incluyen (en orden decreciente de riesgo de peroxidación): alquenos (con hidrógeno alílico), cloroalquenos, fluoroalquenos, haluros de vinilo, dienos, esteres, acrilatos, metacrilatos, alcoholes secundarios, acetonas con hidrógeno , amidas, urea. Obviamente la lista es mucho más extensa, y no todos los productos que forman peróxidos entran en ella, y esto debe tenerse en cuenta cuando se realiza un control sobre productos peroxidables. La acumulación de peróxido es un balance entre la formación de peróxido y productos de degradación. Los peróxidos son menos volátiles que el compuesto
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del que se forman, por lo que se concentran a medida que el producto se evapora. La peroxidación se acelera cuando se expone el producto al calor, luz, oxígeno y el aire. El almacenamiento de productos químicos en recipientes transparentes, abiertos o parcialmente llenos a una temperatura elevada puede promover la peroxidación. El efecto de la luz y el calor es, en algunos casos, impredecible pero el efecto del oxígeno siempre provocará el incremento en la formación de peróxidos. La contaminación intencional u accidental de alcoholes peroxidables con acetonas puede tornar al alcohol fotosensible y exacerbar el efecto de la luz. CONCENTRACIONES PELIGROSAS DE PERÓXIDOS Numerosas fuentes de información proponen que la mínima concentración peligrosa de peróxidos, está en el rango de 0.005 a 1.0 % (50 a 10.000 ppm) expresado como peróxido de hidrógeno. Es recomendable adoptar una concentración mínima de 100 ppm de peróxido como punto de control. Desde el punto de vista teórico, cualquier compuesto con menos del 1% de peróxido es prácticamente imposible que explote. Un caso de importancia es el almacenamiento de compuesto peroxidables en recipientes con tapa a rosca. Una vez vertido el compuesto en el recipiente puede que parte del mismo quede en la rosca. Una vez que el producto se evapora queda peróxido sobre la rosca que puede iniciar las explosiones cuando se intente abrir el recipiente. INHIBIDORES Existen muchos métodos utilizados para estabilizar o inhibir productos peroxidables y por lo tanto reducir la oxidación. Los inhibidores se van consumiendo a medida que los peróxidos se forman y estos son degradados por el inhibidor. Cuando el inhibidor se consume totalmente el compuesto puede peroxidarse como si no existiera el inhibidor. Esto puede provocar una rápida acumulación de peróxidos en un compuesto que estaba "inhibido" con el consiguiente riesgo de explosión. A) PRECAUCIONES DE MANIPULACION Y ALMACENAMIENTO Coloque en el contenedor una etiqueta que indica la fecha de recibo, fecha de apertura y fecha de la prueba sobre peróxidos, apenas reciba el producto.
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Guarde todos los compuestos peroxidables protegidos de la luz y el calor. Elimine los productos peroxidables al cumplirse un año desde la fecha de compra o 6 meses desde la apertura del contenedor. Realice pruebas para detectar peróxidos antes de destilar o evaporar los productos. Trate el producto que contiene peróxidos para removerlos. NO ABRA EL RECIPIENTE si existen cristales fácilmente visibles sobre la tapa o en los bordes; tampoco si el recipiente se abrió sin ser evaluado, o tiene más de dos años. B) PRUEBAS A REALIZAR SOBRE EL PRODUCTO No hay un procedimiento de prueba conveniente para la determinación de peróxidos en sustancias como metales alcalinos, alcóxidos de metales alcalinos, amidas y organometálicos. Los siguientes procedimientos de prueba pueden usarse en la mayoría de los productos orgánicos. Prueba del Ferrotiocianuro de Sodio Una gota del producto a ser evaluado se mezcla con una gota del reactivo de ferrotiocianuro de sodio; el color rosa o rojo indica la presencia de peróxidos. Prueba del Ioduro Agregar 0.5-1.0 ml del producto a ser evaluado a un volumen igual de ácido acético glacial al que se le ha agregado 0.1 g de ioduro de sodio o cristales de ioduro de potasio. El color amarillo indica una concentración baja de peróxido en la muestra; el color castaño indica una concentración alta.. C) TRATAMIENTO Si se detectan peróxidos el producto debe tratarse antes de ser usado. Luego del tratamiento, utilizar cualquiera de los procedimientos de detección mencionados en el punto B para verificar que los peróxidos han sido removidos. Método 1 - Sal Férrica: Método 2 - Alúmina Activada: D) PRODUCTOS QUIMICOS QUE PUEDEN FORMAR PERÓXIDOS Alto riesgo de formación de peróxido por exposición al aire • Eter isopropilico • 1,1-Dicloroetileno
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• Tetrafluoroetileno
• Cloropreno
• Divinilacetileno
D.2: Riesgo de peróxido en concentración - No destilar o evaporar sin antes realizar una prueba para detectar la presencia de peróxidos. • Acetal
• Dioxano
• Butadieno • 2-Propanol
• Cumeno
• Metilisobutilcetona
• Ciclohexeno • 2-Hexanol
• Furano
• Eter • Ciclopenteno • 4-Heptanol
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• Tetrahidrofurano
• Diciclopentadieno
• Acetaldehído • 1-Feniletanol
D.3: Riesgo de polimerización rápida (comenzado por peróxidos internamente formados) • Estireno
• Tetrafluoroetileno
• Butadieno • Vinilpiridina
• Acetato de vinilo
• Vinilacetileno
• Cloropreno
*Además de los productos que figuran en este listado, existen otros que pueden formar peróxidos. Para más información, consulte Hoja de Datos de Seguridad de los productos que esté utilizando. IMPORTANTE: Estos procedimientos de detección y tratamiento deben ser realizados bajo la supervisión de un especialista. El manipuleo de los reactivos debe hacerse respetando las medidas de seguridad. E)
ALMACENAMIENTO
SEGURO
DE
COMPUESTOS
QUE
FORMAN
PEROXIDOS
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Descripción Período Productos que no han sido utilizados (el recipiente nunca fue abierto) 18 meses Recipientes Abiertos Productos en la lista D.1 3 meses Productos en la lista D.2 12 meses Productos en la lista D.3 No inhibidos 24 meses Inhibidos 12 meses Referencias: 1 Bretherick, L. In Improving Safety in the Chemical Laboratory, 1991 2 Jackson, H.L.;McCormack,W.B.;Rondestvedt,C.S.; J.Chem.Educ., 1979 3 Recognition and Handling of Peroxidizable Compounds, NSC, 1987 4 Sharpless, T.W. J.Chem.Educ., 1984 CIQUIME Arg entina –
ELEMENTOS DE RADIACTIVIDAD RADIACTIVIDAD Los fenómenos naturales que ocurren en el planeta, los biológicos entre ellos, están fuertemente determinados o influenciados por Radiaciones de origen natural, a las que, desde el siglo pasado, se han sumado Radiaciones asociadas con procesos tecnológicos. Se emplea esta expresión para denominar diversas formas de propagación de energía mediante fenómenos ondulatorios, como los electromagnéticos, o mediante partículas nucleares. Así, la luz, el sonido y otras no detectables por los sentidos, tales como los rayos x y las ondas de radio constituyen radiaciones que poseen características muy diversas. Todo objeto material interpuesto en la trayectoria de un haz de radiación absorbe parte de la energía que esa radiación transporta. Los organismos vivos presentan diversos grados de vulnerabilidad a la energía absorbida y existen evidencias de
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efectos adversos sobre la salud de las personas expuestas a algunas de estas radiaciones. Pero la expresión “radiaciones” constituye una generalización que incluye
fenómenos de muy diversa naturaleza y consecuencias. Uno de ellos, la
ionización, implica un radical cambio de escala en la posibilidad de provocar efectos. A igualdad de energía involucrada, las radiaciones capaces de ionizar átomos dan lugar a efectos físicos y biológicos notoriamente más intensos que las radiaciones que no poseen esa capacidad. El significado de esta diferencia es tal que las radiaciones son clasificadas en Ionizantes y No Ionizantes. En la naturaleza hay ciertos elementos inestables en el sentido que pueden emitir espontáneamente partículas o radiación modificando la naturaleza o el estado de los núcleos de sus átomos. Este proceso de emisión se llama desintegración radiactiva y el fenómeno radiactividad. La desintegración radiactiva responde a las leyes estadísticas y sus propiedades son independientes de cualquier influencia del entorno tales como presión, temperatura, campos eléctricos o magnéticos y reacciones químicas. Para precisar más, es una propiedad característica de cada nucleido en particular. Se suele denominar nucleido o núclido, al núcleo estudiado en estos tratamientos sin hacer referencia al átomo del que forma parte. Considerando una muestra formada por átomos de un elemento radiactivo, en instantes de tiempo estadísticamente al azar se producirán desintegraciones radiactivas. Esto ocurrirá con una probabilidad, que es propia del nucleido considerado. Se define entonces una constante de desintegración, que es la probabilidad de que un núcleo se desintegre en la unidad de tiempo. Se la denota con la letra
y su
unidad es una inversa del tiempo, por ejemplo: segundo -1, minuto -1, año-1. Los trabajos de Becquerel, Pierre y María Curie y Rutherford entre 1896 y 1907, demostraron no sólo la existencia de la transformación espontánea llamada
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desintegración, sino también que había radiaciones que tenían distinto poder de penetración. Una característica fundamental de todo haz de radiación es su Intensidad. Se denomina así a la energía que transporta el haz por unidad de tiempo y por unidad de área imaginaria transversal a su dirección de propagación. Este concepto también se denomina Densidad de Potencia y se puede expresa en Watt / m2. Las radiaciones de naturaleza corpuscular, como las nucleares, distribuyen la energía que transportan entre partículas. La Densidad de Potencia está determinada entonces por el número de partículas o fotones que atraviesa un área imaginaria transversal unitaria por unidad de tiempo y la energía media que transporta cada partícula. En el caso de las radiaciones electromagnéticas, de acuerdo con la interpretación cuántica, la energía total transportada se distribuye en unidades energéticas denominadas cuantos o fotones. La energía de un fotón está relacionada con la frecuencia ó longitud de onda de la radiación, según las siguientes relaciones:
E=h.f E = h . c . λ-1 E: energía de cada fotón (expresada en Joule) h: Constante de Plank h = 6,624 . 10-34 Joule . seg c: velocidad de la luz c = 3 . 108 m/s f: frecuencia de la radiación (expresada en Hertz = ciclos/seg) λ: longitud de onda de la radiación (expresada en m etros)
La Densidad de Potencia en el caso de las radiaciones electromagnéticas está determinada por el número de fotones que atraviesa un área imaginaria transversal unitaria por unidad de tiempo y la energía media de los fotones. Podría pensarse que los efectos de un haz de radiación dependen principalmente de la energía total transportada, pero ello no necesariamente es así. El grado de fraccionamiento de esa energía total entre partículas o fotones juega un papel decisivo en el modo de acción de las radiaciones. Si cada partícula o fotón transporta una energía superior a la necesaria para provocar la ionización de los átomos la repercusión física, química y biológica de la radiación será notoriamente mayor, debido a que los átomos ionizados pueden
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desencadenar reacciones químicas capaces de provocar modificaciones en la estructura y comportamiento de la materia. Esto es de particular relevancia en la respuesta biológica de los organismos vivos a las radiaciones. Para interpretar la clasificación de las radiaciones en Ionizantes y No Ionizantes debe comprenderse la interacción de las radiaciones con la materia a nivel atómico. En las estructuras atómicas, los electrones orbítales se mantienen vinculados con los respectivos núcleos por fuerzas eléctricas de atracción. En condiciones normales, los átomos constituyen estructuras
eléctricamente neutras en virtud de la compensación de cargas entre electrones orbítales y protones del núcleo. Las órbitas electrónicas están asociadas con niveles de energía y todo alejamiento de los electrones respecto de los núcleos implica un incremento de energía del sistema. Las radiaciones que interactúan con la materia pueden aportar la energía necesaria para la ionización de los átomos, es decir la desvinculación eléctrica entre electrones y núcleos atómicos. Se dice entonces que los átomos están
ionizados. Las estructuras dejan de ser eléctricamente neutras pues se dividen en dos iones: electrones con carga negativa y núcleos con una carga positiva. La reactividad química de un medio en el que los átomos se han ionizado es notablemente mayor. La energía mínima necesaria para provocar ionización es de algunas decenas de
electrón Volt (eV). Es ésta una unidad habitualmente empleada para expresar energías correspondientes a estructuras atómicas. 1 eV equivale a 1,6.10-19 joule. Las Radiaciones Ionizantes constituyen Radiaciones cuyas partículas o fotones transportan la suficientemente energía como para provocar la ionización de átomos que encuentran a su paso (o sea más de algunas decenas de eV). Poseen capacidad ionizante las siguientes radiaciones: rayos x, emisiones radiactivas (alfa, beta, positrones, gamma), productos de reacciones nucleares (neutrones, protones, deuterones). La ionización de átomos de moléculas constitutivas de las células da lugar a reacciones químicas capaces de provocar modificaciones estructurales o funcionales en las células de los seres vivos. Las Radiaciones no Ionizantes son radiaciones electromagnéticas cuyos fotones tienen niveles de energía inferiores a los que se requieren para provocar la ionización de los átomos. También pueden provocar efectos negativos sobre la salud pero a través de otros procesos biofísicos y para ello se requieren niveles de
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exposición miles a miles de millones de veces más elevados en términos de densidad de potencia. Se comportan como radiaciones no ionizantes la radiación luminosa, ultravioleta, infrarroja, láser, radiofrecuencia, microondas, y radiaciones de baja frecuencia. A las radiaciones menos penetrantes, que son absorbidas por una hoja de papel o una delgada lámina metálica, se las denominaron Rayos
y a otras más
penetrantes, Rayos . Se comprobó que estos rayos, que podían ser desviados por un campo magnético, son de naturaleza corpuscular. Más tarde se reconoció que las partículas
son núcleos de helio y que las partículas
son electrones.
Otro tipo de radiación a la que se denominó Rayos que no se desvía en presencia de un campo magnético fue identificada con la emisión de radiación electromagnética o fotones. También se detectaron partículas con propiedades idénticas a las pero cuya desviación en un campo magnético indicaba que tenían carga positiva. A éstas se las llamó +, y a las anteriores, para diferenciarlas,
-
.
En la tabla 1 se muestran algunas propiedades generales de los tipos de radiación emitida por núcleos radiactivos y en la figura 1 un esquema representativo de la penetración de la radiación. Interesa la penetración de la radiación en la materia fundamentalmente por dos motivos, primero, porque cuando la radiación es frenada se produce una conversión de la energía de la radiación en energía térmica y, segundo, porque la radiación es dañina para los sistemas biológicos y es necesario conocer cómo protegerlos de las fuentes de radiación. En principio, la ley de decaimiento o desintegración radiactiva es independiente del tipo ( ,
o ) de radiación que se trate. Por ello, se estudiarán las leyes de la
desintegración radiactiva de manera general y más adelante se verán las particularidades de cada uno de los tipos de radiación. Tabla 1 - Naturaleza y penetración de la radiación
220
Naturaleza
Carga
Penetración en Penetración en
Radiación
aire núcleo de helio
sólidos
+2e
centímetros
micrómetros
electrón
-1e
metros
milímetros
radiación
0
100 metros
centímetros/
(2 protones y 2
electromagnética
Fuente
metros
Papel
Fuente
Detector
Fuente
Fuente 5 m m d e A l u m i n io
Fuente
Detector
Fuente
Fuente Fuente
10 mm de Plomo Detector
Fuente
Figura 1 - Penetración de la radiación
Ley del decaimiento exponencial Se considera una muestra de material radiactivo tal que en el instante contiene
N 0
N t 0
t
t 0
núcleos.
En el transcurso de un intervalo de tiempo
t a
partir de
t 0
, se producirán
algunas desintegraciones radiactivas, de modo que en el instante
t
t 0
t
ya no
221
se tienen
N 0
diferencia
núcleos de la sustancia original sino un número menor
N
entre
N
t 0
y
N t
. La
N t
corresponde al número de núcleos que se han
desintegrado. Como esa diferencia es un número negativo, entonces número de desintegraciones ocurridas en el lapso
t = t0
t = t 0 +
N (t 0 ) = N 0
t
es el
N
.
t
N(t) < N 0
Figura 2 –Decaimiento radiactivo
Se calcula a continuación la probabilidad de desintegración en el intervalo partir de
t
t 0
. Por una parte, si
t
es:
(1)
Por otro lado se puede expresar la probabilidad de desintegración en Número Número
a
es la probabilidad de desintegración en la
unidad de tiempo, la probabilidad de desintegración en
t
t
de casos favorables
N
de casos posible s
Donde el numerador producidas en
t
N
t 0
como:
(2)
N 0
es el número de desintegraciones efectivamente
y el denominador es
presentes al tiempo
t
N 0
porque cualquiera de los
N 0
núcleos
pudo haberse desintegrado.
222
Igualando las expresiones (1) y (2): N
. t
N 0
Si tomamos un intervalo de tiempo infinitesimal a partir de un instante cualquiera, la expresión anterior se expresa:
. dt
dN N
Integrando en ambos miembros y operando se obtiene la ley general de la
desintegración radiactiva:
N t
N 0
e
t
(3)
Esta expresión permite calcular el número de núcleos de una sustancia activa presentes al tiempo t , conociendo cuántos había en el instante
t 0
. La constante
es una propiedad de cada especie de nucleido que lo identifica inequívocamente, independiente de cualquier factor exterior. En consecuencia, si se conoce una sustancia es posible identificar su
y si se mide el
de una
sustancia incógnita se puede revelar su naturaleza. Es cómodo definir otra magnitud asociada a la velocidad con que una sustancia radiactiva se desintegra, llamada indistintamente semiperíodo de
desintegración, período semidesintegración, o simplemente período. El período
T
es el tiempo que debe transcurrir para que el número de núcleos de
una sustancia radiactiva en una muestra se reduzca a la mitad de su valor inicial, es decir:
N T
N 0 2
223
Si se reemplaza en la ley general de la desintegración entre
N T
T
y
N 0 e
t
T
, se hallará la relación
: N 0
T
N 0 e
T
2
Operando: 1
e
T
ln 2
T
2
ln 2
T
0 , 693
Las unidad del período es de tiempo y su valor puede variar desde el orden de los 10-10 segundos hasta los1023 segundos. En el cuadro 1 se presentan algunos valores indicativos. Cuadro 1 - Valores indicativos del período de semidesintegración
Nucleido
Período
Radiactivo
T
23 8 92
4,5 . 10 años
4,9 . 10- s-
1620 años
1,3 . 10- s-
I
8,05 días
10 . 10 -7 s-1
As
26,5 horas
7,3 . 10- s-
U
86
Ra 26
131 53 33 76
Constante de
Desintegración
21 8 84
Po
3,05 minutos
3,78 . 10- s-
21 8 85
At
3,05 minutos
0,4 seg-1
21 4 84
Po
1,64 . 10 - segundos
4,23 . 10- s-
Tabla de nucleidos
224
A modo ilustrativo en la figura 3 se presenta una porción de la tabla de nucleidos, la que se usa con frecuencia cuando se trata con materiales radiactivos porque contiene abundante información de interés desde el punto de vista nuclear.
Be 9,01218
Be 7 53,29 d
Be 6
Be 8
Bo 9 100
Be 10 1 , 8 - 1 0 5 a
Be 11 13,8 s
Be 12 24,4 ms
Be 14
4 -
47 8 2p
0 , 0 0 9 2
n,p
Li 6,941
Li 5
4 8 0 0 0
2
0 , 0 0 9 2
Li6
Li7
7 ,5
92,5
Li 8 842 ms
3 p
7 0 , 7
He 4,00260
n,
9 40
0 ,0 3 7
He 5
He 3
He 4
0,000135
99,999862
1 2 , 5
2
He 6 808,1 ms
~ 1, 6
n
He 8 122 ms
n,p
H 1,0079
H 2
99,985
0,015
n
-
n
3, 5
4 0 ,3 3 2
0 ,0 0 0 5 3
Li 11 8,7 ms
10
He 9
~ 1 0 . . . n
n
H 3 12,323 a
1 0 , 3 3 2
1 1 , 7 . . .
98 1
5327
H 1
-
~ 1 8 ; 2 0 , 4 . . . 3 3 6 8 ; 3 2 0 ; 2590...; n; 2n; 3n;
1 3 , 6
-
0 , 0 0 0 0 6
< 0,05 abs
Li 10
n 0,7
He 7
2
0 , 7 7 . . .
Li 9 178,3 ms -
-
0 , 0 2 8
1 1 , 5 . . .
2 1 2 5 ; 6 7 9 1 . . .
0,6 no
-
6
8
0 , 0 2
n 1 10,6 m
2 -
0, 8
Figura 3 – Parte de la tabla de nucleidos
ACTIVIDAD Se había señalado que tiempo
t .
Entonces
N
d N d t
es el número de núcleos que se desintegran en el
es el número de núcleos que se desintegran en la
unidad de tiempo. Esta magnitud que puede entenderse como una velocidad de desintegración, se llama actividad, y se la denota con la letra
A
,
d N A
d t
Se deduce de la (3) que
225
d N
N
d t
0
t
e
N
Entonces la actividad también se puede expresar como: A
N
Como
A t
N
es función del tiempo, también lo será
N t
N
Definiendo
A t
A0 e
N
t
0
0
e
A0
A
:
t
como la actividad al instante inicial
t 0
, se obtiene:
(4)
Se observa que la actividad sigue una ley exponencial idéntica formalmente a la (3). La actividad se puede presentar medida en unidades inversas del tiempo, por ejemplo como ”desintegraciones/ segundo”.
La Comisión Internacional de Unidades y Medidas de Radiación (ICRU), en su Informe Nº 33, recomienda el uso del Becquerel (Bq) como unidad de actividad. Se define el Becquerel como una desintegración por segundo:
1 Bq = 1 s
-1
Dado que 1 bq es una cantidad muy pequeña de actividad es muy frecuente el uso de los múltiplos del mismo, por ejemplo, MBq, GBq, TBq, etc. Durante mucho tiempo se utilizó otra unidad de actividad llamada Curio o Curie. El Curie, cuya abreviación es Ci, es una unidad de radiactividad definida como la cantidad de cualquier nucleido radiactivo que produce 3,7 1010 desintegraciones por segundo. Se puede escribir entonces:
226
1Ci = 3,7 . 10 10 Bq Es útil estudiar gráficamente las funciones
N
t
y
A t
. En primer lugar se señaló
que la forma de los gráficos será idéntica en ambos casos porque la dependencia con el tiempo es la misma. En la figura 5 se presenta el gráfico de
N N 0
en función
del tiempo.
1,00
0
0,50
N / N
1 /e
0,20
0,10 0 0
T
2T
4T
3T
5T
6T
TIEMPO
Figura 5 - Gráfico de
N t N o
La posibilidad de contar con herramientas para explorar el interior de la materia y el cuerpo humano sorprendió al mundo a fines del siglo XVIII. En 1895 William Roentgen descubría los Rayos x en la Universidad de Wurzburg. El año siguiente, en su laboratorio de París Henry Becquerel, hallaba otro fenómeno que poco
227
después Marie Curie denominaría Radiactividad. En la actualidad se registran innumerables aplicaciones de aquellos descubrimientos en la Industria y otras Actividades Productivas, en Investigación, y muy especialmente en Medicina. El posterior descubrimiento de las reacciones nucleares y sus implicancias energéticas posibilitó la producción artificial de radioisótopos y el desarrollo de la energía nuclear. En la generación de energía nuclear se producen materiales radiactivos que deben gestionarse como residuos, eventualmente después de su reprocesamiento. Los rayos x y las emisiones nucleares pueden dañar severamente la salud. Esa evidencia surgió entre las personas que emplearon tubos de rayos x y materiales radiactivos en sus investigaciones y primeras aplicaciones. Los pioneros de la radiología enfermaban o morían tempranamente. Los científicos debieron entonces aceptar la contradictoria evidencia de que los fenómenos descubiertos podían contribuir tanto a salvar vidas como a provocar la muerte. Sin embargo, en aquellos primeros tiempos de la radiología y la radiactividad no existían aún señales de posibles efectos cancerígenos. Los rayos x, las emisiones radiactivas (alfa, beta, positrones, gamma) así como los productos de reacciones nucleares (neutrones, protones, deuterones, etc) tienen algo en común: constituyen Radiaciones cuyas partículas o fotones transportan la suficientemente energía como para provocar la ionización de átomos que encuentran a su paso. Por eso se denominan Radiaciones Ionizantes
ASPECTOS FÍSICOS DE LAS RADIACIONES IONIZANTES La materia posee una estructura corpuscular. El átomo constituye la menor unidad de sustancia simple que conserva propiedades químicas. Normalmente el estado eléctrico de cada átomo es neutro debido a una compensación de cargas de las partículas que lo componen. Pero cierto tipo de Radiaciones, al interactuar con las estructuras atómicas, pueden transferirles la energía necesaria para romper ese equilibrio. En tal caso el átomo se divide en dos partículas cargadas eléctricamente denominadas iones. Este fenómeno se conoce como ionización y las radiaciones capaces de provocar este efecto se llaman radiaciones
ionizantes. IONIZACIÓN Y RADIACIONES IONIZANTES
228
La expresión Átomo, creada por los griegos para expresar la idea de una partícula no subdivisible, es empleada en la actualidad para denominar la menor unidad de sustancia química simple pero en modo alguno puede atribuírsele propiedades de indivisibilidad e inalterabilidad. El número de protones y neutrones que constituyen el núcleo de los átomos, así como el de los electrones orbitales puede modificarse por causas naturales o artificiales. La parte sustancial de la masa de un átomo se encuentra en su núcleo pero el volumen atómico está determinado por las órbitas electrónicas. La relación de radios orbítales y nucleares para el átomo de hidrógeno es del orden de 10.000 a 1 y por lo tanto la relación de volúmenes nucleares y atómicos es del órden de 1012 a 1. Consecuentemente, la estructura atómica puede ser interpretada como un espacio esencialmente vacío y por lo tanto fácilmente “navegable” por
partículas que no posean carga eléctrica, como es el caso de los neutrones y la radiación electromagnética. Normalmente, cada átomo posee igual cantidad de protones con carga positiva en su núcleo y electrones orbitales con carga negativa, por lo que el átomo en su conjunto constituye una estructura eléctricamente neutra. Esta situación es relativamente estable pues los electrones orbitales están vinculados a los núcleos por fuerzas eléctricas y no pueden romper ese vínculo a menos que reciban un aporte de energía que lo haga posible. Estas energía suelen expresarse en eV (electron Volt) y su valor cuantitativo es superior a algunas decenas de eV. (1eV = 1,6 . 10-19 Joule). Estos valores de energía son muy pequeños en relación con los que habitualmente se manejan en aplicaciones domésticas o industriales; sin embargo, en el mundo del átomo tales niveles de energía no pueden obtenerse fácilmente, aunque cierto tipo de Radiaciones, al interactuar con las estructuras atómicas, pueden transferirles la energía necesaria para romper ese vínculo. Este fenómeno se conoce como Ionización y las radiaciones que lo provocan Radiaciones
Ionizantes. El concepto de radiación implica transporte de energía. Sin embargo no cualquier tipo de radiación, al interactuar con estructuras atómicas, puede provocar fenómenos de ionización. Las radiaciones, de manera similar a la materia, también poseen una estructura discontinua o discreta consistente en partículas o
229
fotones y sólo pueden inducir ionizaciones si cada una de estas partículas o fotones posee la energía suficiente. Así por ejemplo las radiaciones electromagnéticas que se utilizan en comunicaciones (radio, televisión) no tienen capacidad ionizante. Se denominan Radiaciones Ionizantes a aquellas radiaciones que son capaces de ionizar los átomos de la materia que encuentran en su trayecto. Los efectos de
la ionización que produce este tipo de radiaciones pueden ser significativos pues al destruirse la neutralidad eléctrica de los átomos se modifica el comportamiento
químico de las moléculas de cuya estructura forman parte. Si ello ocurre en células vivas, pueden originarse efectos sobre la salud de gravedad diversa aún con valores de energía muy pequeños. Así pues, si bien las Radiaciones Ionizantes constituyen un factor de riesgo de naturaleza física (pues el fenómeno inicial de ionización es de carácter físico), pueden provocar daños en las estructuras biológicas a través de un incremento en la reactividad química de medio.
Radiactividad artificial En 1934, Joliot y Curie descubren la radiactividad artificial al observar átomos producidos por el bombardeo de ciertos núcleos con partículas procedentes de sustancias radiactivas. Hoy en día se producen infinidad de nucleidos radiactivos por diversos métodos, lo que ha permitido conocer mejor la estructura del núcleo y su estabilidad. Solamente hasta 1958 se producían 1200 especies. Por sucesivas reacciones y desintegraciones se pueden producir elementos más y más pesados, aunque de períodos de desintegración cortos. Este tema se desarrollará en detalle en los capítulos siguientes. Como ejemplo se menciona a continuación la producción de un elemento transuránido, es decir cuyo número atómico es mayor que el del uranio. Bombardeando obtiene
23 9 92
U
2 38 92
U 92 con
, radiactivo, el que se desintegra dando lugar al
es radiactivo y genera el
23 9 94
23 9 93
neutrones se
N p ;
éste a su vez
Pu .
230
También es de interés, desde el punto de vista de la seguridad nuclear, conocer las características radiactivas de los isótopos que se producen normalmente en un reactor nuclear, en particular los que tienen tendencia a escapar en caso que una falla lo permita. Estos nucleidos o sus hijos radiactivos pueden constituir un riesgo para las personas y el medio ambiente por tiempos comparables con sus períodos.
CARACTERÍSTICAS DE LAS RADIACIONES IONIZANTES Tienen propiedades ionizantes las radiaciones que emiten las sustancias
radiactivas (alfa, beta, positrones, gamma), las radiaciones que se producen en las reacciones nucleares (como las que ocurren en reactores nucleares o las que se logran mediante aceleradores de partículas), los rayos X, y las radiaciones que provienen del Universo (rayos cósmicos). Los diversos tipos de radiaciones
ionizantes difieren por los valores de masa, carga eléctrica y energía de sus partículas. Estas características determinan el comportamiento de las mismas al interactuar con un medio material.
Rayos x Los denominados rayos x consisten en radiaciones electromagnéticas originadas en la colisión de un haz de electrones contra un material de alto número atómico como el Tugsteno (habitualmente llamado blanco). La colisión puede tener lugar en el interior de un tubo de rayos x o un acelerador de
electrones. La energía de los fotones (unidades energéticas de radiación electromagnética) están entre 10 keV y 150 keV en los equipos utilizados para obtener imágenes en seres humanos y entre 100 keV y 50 MeV en los equipos de tratamiento médico. Tanto en los equipos de rayos x como en los aceleradores de partículas la emisión de rayos x puede iniciarse, controlarse e interrumpirse a
voluntad accionando los controles de los equipos. Tubo de Rayos x
El dispositivo específicamente diseñado para emitir rayos x consiste en un tubo de vidrio o metal de alto vacío. En un extremo del mismo (cátodo), se liberan electrones por emisión termoiónica.
231
En el otro extremo se dispone el ánodo o blanco que recibe el impacto de los electrones. Entre el cátodo y el ánodo se aplica alta tensión continua. El campo eléctrico así creado provoca la aceleración de los electrones hacia el blanco. Regulando la tensión entre distintos valores (10 kV a 300 kV) se obtienen rayos de mayor o menor energía de acuerdo con la capacidad de penetración que se requiera. El flujo de electrones constituye una corriente eléctrica cuya intensidad puede regularse (10 mA a 300 mA) para modificar la intensidad del haz de rayos x generado. En el blanco, los rayos x se generan en todas las direcciones del espacio. Pero, a efectos de evitar exposiciones innecesarias, debe limitarse la emisión de rayos x a un cono cuyo ángulo sea estrictamente el necesario para obtener el campo de radiación que se desea en relación con el objeto a irradiar. Por ello, el tubo está revestido de una protección de plomo que reduce drásticamente la emisión de rayos x (radiación de fuga) en toda el área en que no interesa la emisión. Adicionalmente se utilizan dispositivos colimadores del haz. Consola de comando
La operación del tubo de rayos x se realiza desde una consola, alejada de la posición en que está instalado el tubo. Desde la consola pueden controlarse todos lo parámetros que definen las características del haz y el tiempo de irradiación. Control de tensión del tubo (kV) : regulando la diferencia de potencial que se aplica
al tubo se pueden obtener fotones de mayor o menor energía y así obtener un haz de capacidad penetrante apropiada. Control de la intensidad de corriente en el tubo o (mA): regulando la intensidad de
corriente se controla la cantidad de fotones de rayos x que se emiten por unidad de tiempo. La intensidad de un haz de rayos x, como la de cualquier otra forma de radiación, está dada por la energía que transporta el haz por unidad de tiempo y por unidad de sección transversal. Ese valor depende de la cantidad de fotones que por unidad de tiempo atraviesan la unidad de sección transversal y de la energía media de los mismos. Tanto la tensión aplicada como la intensidad de corriente afectan la intensidad del haz de rayos x. La intensidad de corriente guarda una relación lineal con la intensidad del haz. La tensión afecta la intensidad del haz de modo aproximadamente cuadrático.
232
Un temporizador (timer) en la consola permite predeterminar el tiempo de emisión de rayos x. Para radiografías este tiempo es necesariamente breve (fracciones de segundo) a fin de evitar que los movimientos del paciente resten nitidez a la imagen.
Radiactividad y Emisiones Radiactivas Ciertos átomos no son estables y manifiestan un fenómeno denominado
Radiactividad. Consiste en una tendencia estadísticamente sistemática a la desintegración espontánea de sus núcleos por emisión de partículas nucleares y energía electromagnética. La intensidad con que se produce este fenómeno recibe el nombre de Actividad y representa el número de desintegraciones que ocurre por unidad de tiempo en una sustancia radiactiva (ello depende del tipo de sustancia radiactiva y de su masa). La unidad de actividad es el Becquerel que equivale a 1 desintegración por segundo. La antigua unidad de Actividad que aún se sigue empleando es el Curie (Ci) (1Ci = 3,7 . 1010 Bq). 1 Ci es la actividad de 1 gramo de Radio 226. Las principales emisiones radiactivas se denominan alfa, beta y gamma . Este fenómeno no es controlable ni es posible interrumpir . La actividad de una sustancia radiactiva decae exponencialmente en función del tiempo. Una medida muy útil del ritmo con que se produce el decaimiento espontáneo es el Tiempo de
Semidesintegración (o sea el tiempo en que la actividad inicial se reduce a la mitad). Este tiempo es característico de cada sustancia radiactiva y puede variar desde algunos segundos hasta miles de millones de años. Las emisiones radiactivas gamma son de naturaleza electromagnética y se originan en el núcleo de algunos átomos radiactivos. Sus energías se encuentran en un rango de algunos keV hasta algunos Mev. Las emisiones radiactivas alfa son partículas constituidas por dos protones y dos neutrones, su carga eléctrica es +2 (tomando como unidad la carga eléctrica de un protón). Las emisiones radiactivas beta negativas consisten en partículas iguales a electrones que son emitidas toda vez que un neutrón se transforma en un protón. Su carga eléctrica es –1. Las emisiones radiactivas beta positivas o positrones consisten en partículas iguales a electrones que son emitidas toda vez que un protón se transforma en un neutrón. Su carga eléctrica es +1.
233
Reacciones nucleares y radiaciones resultantes Es posible inducir artificialmente ciertas trasmutaciones nucleares mediante proyectiles apropiados (protones, neutrones, partículas alfa, radiación gamma, etc). Estas r eacciones nucleares se pueden controlar a voluntad y, como producto de las mismas, resultan diversas radiaciones ionizantes: protones, neutrones, radiación gamma, etc. cuyas energías están dentro de un amplio rango. Reacciones nucleares de particular interés son las de fisión y fusión por su importancia energética y las reacciones de activación porque dan lugar a la producción de nuevas sustancias radiactivas cuya actividad, una vez generadas, no es ya controlable.
INTERACCIONES ENTRE LAS RADIACIONES Y LA MATERIA Cuando un haz de radiación ionizante interactúa con la materia que encuentra a su paso cede energía y genera ionizaciones. De tal modo, a lo largo de su recorrido, la radiación disminuye su intensidad. Este fenómeno da lugar a modificaciones en la materia irradiada y modificaciones energéticas y direccionales en el haz de radiación. Este proceso se aprovecha, por ejemplo, en el diseño de blindajes. Las radiaciones constituidas por partículas cargadas eléctricamente, tales como las radiaciones alfa y beta, pueden ionizar directamente los átomos del material con el que interactúan y se denominan "radiaciones directamente ionizantes". Los rayos x y gamma (radiaciones electromagnéticas) y los neutrones, que no poseen carga eléctrica, al interactuar con la materia, liberan partículas cargadas que son las que a su vez ionizan los átomos del material; estas radiaciones se denominan "indirectamente ionizantes". Un aspecto importante de la interacción radiación –materia consiste en la
capacidad de penetración de la radiación. Las radiaciones directamente ionizantes son poco penetrantes (el alcance o máxima penetración es de algunos micrones para las partículas alfa y algunos milímetros para las partículas beta cuando interactúan con agua o tejidos biológicos). Por el contrario, las radiaciones indirectamente ionizantes no tienen un alcance máximo en la materia. Su intensidad se atenúa exponencialmente en función del espesor del material y, en rigor, esa intensidad resulta nula sólo para espesores infinitos de materia. Una manera práctica de comparar la acción penetrante de las radiaciones indirectamente ionizantes consiste en cotejar los valores del Hemiespesor ó Capa
234
Hemirreductora. Recibe este nombre el espesor de material necesario para reducir a la mitad la intensidad de una radiación. El valor del hemiespesor depende del tipo de radiación indirectamente ionizante (elecromagnética o neutrónica), su espectro de energías, y la naturaleza del material absorbente
TIPOS DE DESINTEGRACION RADIACTIVA Radiación alfa En una desintegración , un núcleo un núcleo de
4 2
He
A Z
X emite un “paquete” de partículas igual a
, o sea dos protones y dos neutrones. Entonces el núcleo
residual tiene número másico A-4 y número atómico Z-2. Se puede simbolizar el proceso de desintegración A Z
X
donde
A -4 Z -2
A Z
+
X
X
con la siguiente notación :
es el núcleo madre y
A -4 Z-2
X
es el núcleo hijo.
Por ejemplo 22 6 88
Ra
22 2 86
Rn
Las partículas
+
T
1620 a
emitidas por distintos nucleidos tienen distintas energías
cinéticas, las que son propias del emisor. Esas energías pueden ser determinadas en función de la distancia que las partícula son capaces de recorrer en un determinado medio, la que se llama alcance. Como ilustración se puede decir que para detener una partícula
son necesarios
unos centímetros de aire, una hoja de papel o una lámina de aluminio de 0,004 cm de espesor.
235
FUENTES
CAMARA
DE
DE IONIZACION
PARTICULAS
DISTANCIA
Figura 15 - Determinación del alcance de una partícula
Como se mencionó anteriormente cada nucleido emite partículas de energía bien definida. Algunos emisores emiten varios grupos de partículas
de energías
distintas entre sí bien definidas. En este último caso se dice que el emisor emite las partículas con un determinado espectro de energía.
236
2 08
6,201
L A T N E M A D N U F O D A T S E L E D A M I C N E
Bi % 1 0 , 0 1 8 4 , 5
0,616
% 1 , 1
8 0 7 , 5
8 2 7 , 5
0,492 0,451
0,472 0,471
% 8 , 1
3 7 8 , 5
% 8 , 9 6 1 6 1 , 6
0,432
0,328 0,327
% 6 1 , 0
% 2 , 7 2
1 0 2 , 6
0,287
R O P S A I
0,040
G R E N E
0,040 0
ESTADO FUNDAMENTAL DEL
2 08
2 08
Tl
Tl
Figura 16 - Diagramas de energías para la desintegración del
Las energías de las partículas
212
Bi
están aproximadamente entre 4 MeV y 9 MeV.
Esta variación es pequeña. Sin embargo los períodos de semidesintegración varían entre 1,4 . 10 10 años y 3 . 10 -7 seg.
Radiación beta Determinando en forma independiente la carga, se halla que ésta es la del electrón y la masa que se calcula también es la del electrón. Se infiere inmediatamente que las partículas
son electrones. El concepto de alcance es
similar al descripto para las partículas partículas
así como su relación con la energía. La
son mas penetrantes que las
y a modo indicativo puede decirse que
su alcance en aire puede ser de 1000 cm. A diferencia de las partículas , para un dado emisor no hay una energía bien definida de las partículas emitidas ni grupos de partículas de distintas energías bien definidas. Por el contrario, aparece un espectro continuo de energía que tiene un valor máximo.
237
) E T ( D N O , V I A T T A E L B E S R A L O U R I E C M T U R N A P
8
6
4 TMAX 2
0
0 ,2
0 ,4
0 ,6
0 ,8
1 ,0
1 ,2
E N E R G IA C I N E T IC A D E L A S P A R T I C U L A S B E T A , T ( M e V )
Figura 18 - Espectro de energía en la emisión
La teoría de la desintegración
plantea que la emisión de un electrón y un
neutrino responde a un cambio que sufre un neutrón dentro del núcleo: se transforma en un protón y junto con éste (que queda en el núcleo, en lugar del neutrón) aparecen el electrón y el neutrino, los que son emitidos llevando la energía de la desintegración. En símbolos: n
p+ + e- +
Esto debe interpretarse como que un neutrón se transforma en tres partículas en el instante de la emisión . Esta teoría explicaba muy bien la desintegración
pero faltaba la detección
experimental de los neutrinos. Esta llegó recién en 1956, fecha desde la cual su existencia está fehacientemente probada. Hay otro tipo de desintegración radiactiva también caracterizada como . Se trata de la emisión positrónica
+
. A la luz de la teoría de Fermi se explica como la
238
desintegración de un protón, el que se transforma en un neutrón liberando un positrón (partícula idéntica al electrón pero de carga positiva) y un neutrino. En símbolos : p+
n + e+ +
Por último, también se incluye dentro de los procesos
una reacción nuclear
llamada captura electrónica, la que en realidad no es una desintegración radiactiva. Sin embargo, el resultado es análogo al de una desintegración
+
. La
captura electrónica ocurre cuando un electrón, perteneciente a la órbita más próxima al núcleo del átomo, es atraído por éste quedando atrapado; como consecuencia, un protón del núcleo se transforma en un neutrón, y simultáneamente se emite un neutrino. En símbolos : p+ + e-
n+
Veamos cómo se transforma un nucleido cuando sufre una desintegración -
:
+
:
Captura electrónica : Se ve que si un núcleo
A Z
X
A Z
X
A Z -1
A Z
A Z
X
Y
+ e- +
Y
+ e+ +
A Z +1
X
+e-
A Z -1
Y
+
sufre una desintegración
se transforma en el mismo núcleo
A Z -1
:
+
o una captura electrónica
Y .
Cuando se produce una captura electrónica queda una vacante en la capa K del átomo (la más próxima al núcleo) y los restantes electrones se redistribuyen para ocupar ese lugar y los que van desocupándose por los sucesivos cambios; cada vez que un electrón pasa de una capa a otra más interior se emiten rayos X. La
239
detección de estos rayos X suele ser el rasgo característico de la captura electrónica. A modo de ejemplo en la figura 19 se presenta el esquema del caso simple de decaimiento del Cu 64. Este emite un electrón
-
+
y un positrón
habiendo
simultáneamente la posibilidad de captura electrónica. El 39% de las desintegraciones corresponde a la emisión - con energía máxima de 0,57 MeV. El 19% de las desintegraciones corresponde a la emisión
+
con energía máxima
0,66 MeV. Hay un 42% de captura electrónica. Una pequeña fracción de estos núcleos (0,5%) en lugar de llegar al estado más bajo de energía del núcleo hija, llega a un estado excitado del que el nucleido decae emitiendo radiación gamma.
64
Cu (39%)
(O,5%)CE
(19%) +
-
0,57 MeV
0 ,6 6 M e V
(4 2 % ) C E
1,34
64
64
Zn
Ni
Figura 19 - Esquema de decaimiento del Cu 64
Radiación gamma Se ha mencionado que los núcleos tienen niveles de energía discretos. Cuando un núcleo pasa de un estado excitado a otro de menor energía la energía disponible
240
se emite en forma de radiación electromagnética, llamada rayos , cuya energía puede alcanzar algunos MeV, Para los estados excitados del núcleo existe una probabilidad definida de que el núcleo pase a un estado de energía menor emitiendo un rayo . Se puede individualizar al núcleo en el estado excitado como un nucleido distinto que el mismo en su estado fundamental. El primero está asociado a un período determinado por la probabilidad de transición y a dicha trancisión se la denomina desintegración gamma. El nucleido madre y el nucleido hijo sólo se distinguen por el estado energético y se llaman isómeros. Los isómeros tienen igual número atómico e igual número másico. En la notación se distinguen porque el correspondiente al estado excitado (nucleido madre) lleva una “m” que indica
metaestable.
Ejemplo: 113 m
In
113
In +
el período de semidesintegración es T = 105 min
113m
I
E = 0,393 MeV 113
I
Figura 20 - Esquema de decaimiento del
113 m
In
MAGNITUDES Y UNIDADES EMPLEADAS EN PROTECCION RADIOLOGICA
241
La Protección Radiológica ha debido definir magnitudes y unidades, que trascienden el campo de la Física de las Radiaciones e incursionan el campo de la Radiobiología La magnitud fundamental empleada en Protección Radiológica se denomina
Dosis Absorbida o simplemente Dosis. Representa la energía absorbida en un medio por unidad de masa y se expresa en Gray (Gy), que equivale a 1 Joule /kg. La definición de Dosis Absorbida permite su aplicación a cada punto del volumen irradiado de un material pero, a los fines de la Protección Radiológica, suele ser suficiente conocer la dosis media en cada órgano o tejido habitualmente denominada Dosis en Organo (DT). La magnitud dosis absorbida es un concepto estrictamente físico. La distribución microscópica de los iones en el material irradiado difiere significativamente según el tipo de radiación. Por tal razón, a igualdad de dosis involucrada, distintos tipos de radiación ionizante pueden provocar efectos biológicos de distinta intensidad. A fin de tener en cuenta este efecto se define la magnitud Dosis Equivalente (H); se obtiene a partir de la dosis media en un órgano DT y un factor de ponderación wr que depende del tipo de radiación. Esta magnitud se expresa en Sievert (Sv) y dimensionalmente es también equivalente a joule/kg. Los valores del factor de ponderación wr para los distintos tipos de radiación tienen su origen en un concepto radiobiológico denominado Eficiencia Biológica Relativa asociado con la distribución microscópica de la energía. Los valores de wr han sido normalizados con fines de Protección Radiológica.
H = D . wr Por otra parte, los distintos tejidos y órganos del organismo humano manifiestan diferente radiosensibilidad. Cuando varios órganos son irradiados, cada uno contribuye en distinto grado a la probabilidad de que en el organismo se induzcan efectos como cáncer. A fin de tener en cuenta el detrimento total sobre una persona irradiada deben sumarse las dosis equivalentes recibidas por cada órgano ponderadas por un factor wT. que representa la radiosensibilidad relativa del mismo. Esa sumatoria ponderada de dosis equivalentes en órganos constituye lo que se denomina Dosis Efectiva
(E) y se expresa en Sievert (Sv). E = Σ HT . wT
242
Si los materiales radiactivos se incorporan al organismo, la irradiación interna de los tejidos da lugar a absorción de dosis a lo largo del tiempo. El valor total de esa dosis queda definida en el momento de la incorporación de material radiactivo y depende de las características físicas y químicas del radioisótopo, de su metabolismo y de la actividad incorporada. Esa dosis recibe el nombre de Dosis
Efectiva Comprometida y se expresa en Sievert. EFECTOS SOBRE LA SALUD La filosofía de la Protección Radiológica está determinada principalmente por el conocimiento de los efectos biológicos de las radiaciones en los seres humanos. No puede interpretarse adecuadamente esa filosofía sin tener conocimiento de algunos aspectos básicos sobre los efectos radiobiológicos. Existen variadas fuentes de información al respecto, pero el estudio más representativo que ha logrado efectuarse es el realizado sobre los sobrevivientes de las poblaciones de Hiroshima y Nagasaki, expuestas a radiaciones ionizantes como consecuencia de las explosiones nucleares de 1945.
EFECTOS A NIVEL CELULAR Los procesos de ionización, y en menor medida los de excitación, generados por las radiaciones ionizantes en el medio celular, alteran el comportamiento químico de sus moléculas lo que puede dar lugar a modificaciones anatómicas y funcionales en la célula. Las estructuras celulares en las que esta acción es más significativa son las moléculas de Acido Desoxirribonucleico (ADN). Los daños que pueden producirse en una molécula de ADN incluyen la posibilidad de modificaciones de la información genética, no siempre corregibles por los mecanismos celulares de reparación.
EFECTOS SOBRE EL ORGANISMO El comportamiento armónico del organismo depende del normal funcionamiento de cada uno de sus órganos y tejidos. La estructura de la mayor parte de ellos se sostiene mediante la periódica reposición de sus células, que está condicionada por el correcto funcionamiento de los mecanismos de reproducción celular. A su vez el comportamiento de las células es función de la integridad con que logren preservar su información genética. Los efectos biológicos de las radiaciones en un organismo se clasifican en dos grandes categorías:
Efectos Determinísticos
243
Esta expresión significa que, en base al conocimiento disponible, es posible predecir el efecto que habrá de provocar en una persona determinada la absorción de una dosis dada por parte de sus órganos o tejidos. Se caracterizan por: la muerte o imposibilidad de reproducción de las células irradiadas. Si la cantidad de células involucradas es suficientemente grande, los tejidos u órganos expuestos pueden resultar dañados. La intensidad de este tipo de efecto presenta una correlación con la dosis de tipo sigmoideo y se manifiesta sólo si la dosis supera ciertos umbrales. Los valores umbrales de dosis difieren según los tejidos u órganos irradiados. Para exposición única y aguda los valores de dosis umbral son superiores a 0,5 Gy, en tanto que para exposición crónica son superiores a 0,1 Gy por año. La irradiación de todo el cuerpo puede provocar daños de diversa severidad y hasta la muerte del individuo irradiado. La causa determinante de la muerte difiere según el orden de magnitud de las dosis recibidas. La dosis letal media (dosis aguda en todo el cuerpo que puede provocar la muerte de la mitad de las personas irradiadas en un lapso de 60 días) es del orden de 3 a 5 Gy. Dosis superiores a 8 Gy en todo el cuerpo provocan la muerte de la totalidad de los individuos irradiados.
Efectos estocásticos Se denominan así por que no pueden predecirse a nivel individual sino tan solo de manera estadística en grupos numerosos de personas que han recibido dosis de radiación. Se caracterizan por la modificación de la información genética de células sin pérdida de su capacidad reproductiva. Esas modificaciones pueden propagarse a través de sucesivas reproducciones celulares, dando lugar a colonias de células modificadas. Este proceso puede derivar en fenómenos que se manifiestan como efectos cancerígenos tras un período de latencia. Si las modificaciones se producen en células germinales pueden transmitirse a la descendencia de las personas irradiadas, dando lugar a efectos hereditarios. Estos efectos tienen características probabilísticas y se considera que carecen de umbral de dosis;
CRITERIOS DE PROTECCIÓN RADIOLÓGICA Y LÍMITES DE EXPOSICIÓN A quienes proteger?
244
Se considera separadamente la protección de personas que trabajan con fuentes de radiación, de miembros de público que pueden resultar expuestos a radiaciones por razones circunstanciales o sistemáticas debido a la emisión de radiación ó descarga de materiales radiactivos al ambiente, y de pacientes a los que se les prescriben procedimientos de diagnóstico o terapia con fuentes de radiación. La razón para considerar separadamente estas categorías de personas radica en que la relación entre riesgos y beneficios es notoriamente diferente en cada caso. En esta publicación se considera solamente la protección de los trabajadores.
Situaciones Normales ó Accidentes? Las personas habitualmente resultan expuestas a radiaciones debido al desarrollo
normal de actividades planificadas con fuentes de radiación. Pero debe tenerse en cuenta que también pueden resultar expuestas debido a exposiciones anormales provocadas por incidentes o accidentes En situaciones normales, mediante el apropiado diseño y operación de las instalaciones y fuentes, se pueden mantener las dosis de radiación bajo control y por debajo de límites establecidos. Pero en una situación accidental se pierde el control sobre las fuentes, las personas o las vías de exposición, por lo que las dosis pueden alcanzar valores muy superiores a los límites.
CRITERIOS FUNDAMENTALES DE LA PROTECCIÓN RADIOLÓGICA 1) Los organismos reguladores sólo deben autorizar aquellas prácticas con fuentes de radiación que produzcan un beneficio real a los usuarios o a la sociedad: Justificación de las Prácticas. Se descartan así las aplicaciones superfluas.
2) Se deben Restringir los Riesgos que implican las prácticas mediante Límites de Dosis aplicables al desarrollo normal de las prácticas y Límites de Probabilidad aplicables a la posibilidad de ocurrencia de accidentes. Este criterio se debe llevar a la práctica adoptando valores numéricos para los límites e imponiendo el precepto de optimizar la protección. Las dosis de radiación natural y las dosis de radiación que las personas reciben como pacientes no deben contabilizarse a efectos de verificar el cumplimiento de los Límites de Dosis.
Límites establecidos por la ICRP y adoptados por la Argentina. Riesgos asociados .
245
Límites Anuales de Dosis Trabajadores: Dosis Efectiva: 20 mSv (resultado del promedio en cinco años continuos con 50
mSv de dosis máxima anual). Dosis Equ ivalente en Organos: 150 mSv por año en Cristalino; 500 mSv por año
en piel y extremidades. Riesgo asociad o d e mu erte por cánc er: 0,8 por mil trabajadores por año.
Trabajadoras embarazadas: El feto se considera un miembro del público. La dosis equivalente en él no debe superar 1 mSv durante el embarazo. Como criterio práctico, la dosis equivalente en la superficie del abdomen de la madre no debe superar 2 mSv en ese lapso y la Actividad incorporada de material radiactivo debe ser inferior a 1/20 el Límite Anual de Incorporación.
Miembros del Público: Dosis Efectiva: 1 mSv por año Dosis Equ ivalente en Órgan os an ual: 15 mSv por año en Cristalino; 50 mSv por
año en piel. Riesgo asociado de m uerte: 0,06 por mil personas por año.
Pacientes expuestos a Radiaciones Ionizantes: No aplicable. Las dosis no pueden limitarse porque los beneficios pueden ser muy diversos. Un procedimiento apropiado puede contribuir a preservar la vida del paciente.
Límites de Probabilidad de Accidentes con consecuencias mortales Se debe Optimizar la Protección, lo que significa que los responsables de la tenencia y uso de fuentes de radiación y los trabajadores (cada uno en su ámbito de decisión) deben emplear todos los recursos razonables a fin de que: a) las dosis efectivamente incurridas por las personas estén por debajo de los límites de dosis tanto como sea posible; b) el número de personas expuestas a radiación sea el menor posible; c) la probabilidad de accidentes se encuentre por debajo de los límites de probabilidad tanto como sea posible. La expresión “razonable” debe interpretarse en el contexto de las necesidades y restricciones económicas de cada sociedad.
246
El concepto de Optimización puede parecer impreciso y difuso. Su origen se encuentra en la naturaleza misma de los efectos estocásticos como la radiocarcinogénesis. Toda dosis de radiación, por pequeña sea, contribuye a aumentar la probabilidad de inducción de cáncer. No es posible definir un nivel de dosis de radiación artificial distinto de cero que corresponda a una completa seguridad en tales condiciones. Cero dosis implicaría renunciar a las aplicaciones de las fuentes de radiación y consiguientemente a sus beneficios. Esa posición extrema causaría más perjuicios que beneficios a la sociedad. En consecuencia, la adopción de Límites implica definir referencias para los riesgos máximos eventualmente tolerables y el mandato de Optimizar genera una presión flexible conducente a que las situaciones reales impliquen riesgos sustancialmente inferiores a los que se corresponden con los límites. Un razonamiento similar se aplica a la prevención de accidentes y los límites de probabilidad. La aplicación sistemática del principio de Optimización a nivel global ha logrado que, en la actualidad, las dosis que reciben los trabajadores sea sustancialmente inferiores a los Limites en los países en que estos criterios han sido adoptados.
CARACTERISTICAS DE LAS FUENTES DE RADIACION IONIZANTE RADIACION NATURAL Desde su origen el hombre ha estado expuesto a radiaciones ionizantes debido a la presencia natural de sustancias radiactivas en la tierra, especialmente el gas Radón, y la radiación de origen cósmico. La exposición promedio a radiación natural en el planeta es del orden de 2,4 mSv por persona por año.
RADIACION ARTIFICIAL Las propiedades de la Radiaciones Ionizantes han inducido a su empleo en diferentes campos de la actividad humana, a fin de obtener Información ó para provocar Modificaciones. En la actualidad, su empleo se ha vuelto imprescindible en Medicina (Diagnóstico y Tratamiento), en la Industria, (Radiografía Industrial, Mediciones de procesos diversos, e Irradiación Industrial, en Investigación y Actividades Agropecuarias. En el ciclo de combustible nuclear, se procesan materiales radiactivos, no porque interesen sus propiedades radiactivas sino por su potencialidad energética en reacciones de fusión. En particular, los residuos nucleares que se generan en estos procesos son altamente radiactivos y constituyen un subproducto conflictivo de la conversión de energía de origen nuclear.
247
CARACTERÍSTICAS DE LAS FUENTES DE RADIACIÓN ARTIFICIALES Las fuentes de radiación se diseñan tecnológicamente para satisfacer los requerimientos de las aplicaciones médicas, industriales, agropecuarias, energéticas, etc. La adecuada elección de una fuente depende de sus características, como se resume a continuación: Dispo nibilid ad d e Fuentes de A limentación de En ergía
Cuando no se dispone de fuentes de alimentación con suficiente comodidad en los lugares en que las fuentes deben ser utilizadas, quedan descartados los generadores de rayos x y los aceleradores de partículas, debiendo entonces emplearse fuentes radiactivas dado que son energéticamente autónomas. Fuentes Selladas o Ab iertas
En algunos procesos y en ciertas aplicaciones, las fuentes radiactivas se presentan bajo la forma de polvos, líquidos o gases, es decir en una modalidad que favorece su dispersión en el medio ambiente y que, en caso de que se incorporen en el organismo de las personas, son metabolizadas. Se las denomina
Fuentes Abiertas o no Selladas. En otros casos las fuentes están encapsuladas de modo que no pueden dispersarse ni incorporarse al organismo de las personas, en tanto no se deteriore el encapsulamiento. Se las denomina Fuentes Selladas. Irradiación Externa o Interna
Toda vez que se emplean equipos de rayos x, aceleradores de partículas, o fuentes radiactivas selladas las personas pueden resultar expuestas a radiaciones que provienen del exterior de su organismo ( irradiación externa). C uando se emplean fuentes radiactivas abiertas las personas pueden resultar irradiadas desde el exterior y también desde el interior de su organismo debido a la incorporación deliberada o inevitable de material radiactivo y posteriores procesos metabólicos. La dosis comprometida, asociada a la incorporación de material radiactivo, depende de la actividad incorporada, las características físicas del radioisótopo (tiempo de semidesintegración física) y sus características químicas (tiempo de semieliminación biológica según el metabolismo). Generación de Residuos sólidos y Efluentes Radiactivos
Las instalaciones que operan con fuentes abiertas generan residuos radiactivos y efluentes que pueden requerir una gestión especial según la actividad del material radiactivo involucrado y sus tiempos de semidesintegración.
248
Fuentes en desuso
Cuando la actividad de las fuentes radiactivas, por efecto del decaimiento radiactivo, disminuye por debajo de cierto valor, deja de ser útil y en consecuencia ya no puede ser utilizada. Tales fuentes en desuso constituyen muy importantes fuentes de riesgo y, en el pasado, han dado lugar a accidentes muy severos. Las fuentes en desuso no deben ser conservadas en las instalaciones sino que deben ser gestionadas adecuadamente. Fuentes Fijas o Móviles
Las fuentes de radiación pueden ser utilizadas permanentemente en un mismo local o en diferentes ámbitos de un edificio (equipos de rayos x portátiles y fuentes radiactivas de braquiterapia en un hospital). Algunas fuentes pueden ser trasladas entre distintas localidades de un mismo país o entre países (fuentes de radiografía industrial). La posibilidad de movilización de las fuentes introduce un factor adicional de riesgo, particularmente si se trata de fuentes radiactivas. Tipo de Rad iacio nes , Energía y p enetrac ión
Cuando se elige una fuente de radiación se deben tener en cuenta las características de la radiación que produce ( tipo de partícula y energía ) en función del grado de penetración en la materia que se desea obtener. Se utilizan fuentes radiactivas gamma, rayos x y fuentes de neutrones, de energías variables, para acciones profundas e intermedias, fuentes radiactivas beta para acciones
poco profundas y fuentes radiactivas alfa para acciones superficiales o locales. TECNOLOGÍA DE LA PROTECCIÓN Y SEGURIDAD RADIOLÓGICA El único modo de controlar los riesgos asociados con las radiaciones ionizantes consiste en restringir y vigilar las dosis de radiación que reciben los individuos en condiciones normales de operación, por irradiación externa y por contaminación
interna y adoptar medidas de seguridad para reducir la probabilidad de accidentes REDUCCION DE LA EXPOSICION La reducción de dosis por irradiación externa puede lograrse aumentando la
distancia respecto a las fuentes, interponiendo blindajes o disminuyendo el tiempo de exposición. Distancia
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En el caso de fuentes puntuales (fuentes de pequeño tamaño comparado con las distancias a las que pueden estar las personas) las dosis de radiación dependen inversamente del cuadrado de la distancia a que se encuentran de la fuente. Una duplicación de distancia significa una reducción de dosis a la cuarta parte. Un incremento de distancia de 10 veces implica una reducción de dosis de 100 veces.
Blindaje La interposición de material entre las fuentes de radiación y las personas constituye un importante medio para reducir las dosis de radiación. Las características del blindaje dependen de la naturaleza de la radiación y de la intensidad del haz. Radiación Beta
Este tipo de radiación puede ser detenido completamente mediante un blindaje apropiado cuyo espesor depende de la energía de las partículas beta y de la densidad del material blindante. Debe tenerse en cuenta que las partículas beta, al ser frenadas en un material blindante, generan rayos x que puede requerir a su vez un blindaje. A fin de minimizar este fenómeno es conveniente utilizar materiales de bajo número atómico para blindar la radiación beta. Radiac ión elec tro m agn é tic a: X y Gam m a
En este caso la intensidad del haz de radiación se atenúa exponencialmente con el espesor del blindaje. El espesor necesario de blindaje depende del grado de atenuación que se desee conseguir, de la naturaleza del material blindante y de la energía de la radiación electromagnética Un concepto muy utilizado es el de capa hemirreductora. Se la define como el espesor de material blindante que reduce la intensidad del haz de radiación a la mitad. La capa
hemirreductora es una característica de cada tipo de material y de la energía de la radiación empleada. También suele emplearse el concepto de capa
decirreductora o espesor de material blindante que reduce la intensidad de la Radiación a la décima parte. Las características físicas de los tipos de interacción y los valores económicos de los distintos materiales hacen aconsejable utilizar plomo para instalaciones de rayos x de energías hasta 200 kVmax y hormigón para instalaciones de radiación
250
gamma. Valores típicos de espesor de blindaje son: 1 a 2 mm de plomo para instalaciones de rayos x de diagnóstico y 1 a 2 m de hormigón para radiación gamma como en instalaciones de Radioterapia. Habitualmente las fuentes poseen contenedores y colimadores que circunscriben el haz de radiación a un cono de pequeña abertura. En estos casos, sólo algunas regiones del espacio serán alcanzados por el haz de radiación directamente
(Radiación Primaria). Pero, a través de la carcasa de los contenedores, también se propaga radiación aunque mucho mas débilmente (Radiación de Fuga). Por otra parte, las personas u objetos irradiados por el haz primario provocan su dispersión actuando entonces como fuentes de Radiación Dispersa. La radiación de Fuga y la Radiación Dispersa constituyen lo que suele llamarse Radiación
Secundaria. El diseño de los blindajes debe contemplar tanto la radiación primaria como la radiación secundaria. En ciertos casos deben emplearse elementos de protección personal para reducir la exposición externa. Tal es el caso de los delantales plomados y anteojos con vidrios plomados que emplean los radiólogos, especialmente en los procedimientos de radiología intevencionista.
Tiempo Existe una relación lineal entre la dosis y el tiempo de exposición (siempre que el tiempo de exposición sea sustancialmente menor que el tiempo de semidesintegración del radioisótopo en el caso de fuentes radiactivas). Este concepto se refiere al tiempo de permanencia en proximidad de las fuentes cuando las mismas están en situación de irradiación, y no debe confundirse con el tiempo de la jornada laboral. Es útil tener en mente algunas referencias de tasas de dosis. Por ejemplo, para una dosis efectiva anual de 20 mSv, suponiendo 2000 horas de trabajo al año, la tasa de dosis efectiva resulta 10 μSv/h. Es decir, para tareas en las que el nivel de
exposición sea relativamente homogéneo en el tiempo, la tasa de dosis efectiva debe encontrase por debajo de 10 μSv/h para no superar 20 mSv en el año.
Para tareas en las que el nivel de exposición sea irregular en el tiempo la tasa de dosis efectiva puede ser momentáneamente más elevada siempre que la dosis anual se encuentre por debajo del Límite. Por ejemplo, si una tarea implica
251
exposición a radiaciones durante 2 hs por día en vez de 8 hs, o sea 500 horas por año en vez de 2000 hs, la tasa de dosis efectiva de referencia sería 2,5 μSv/h.
Recordar que 20 mSv es el Límite Anual de Dosis Efectiva pero, de acuerdo con el criterio de optimización, la dosis efectiva anual debe ser sustancialmente menor.
PROTECCIÓN CONTRA LA CONTAMINACIÓN INTERNA El empleo de fuentes no selladas posibilita la dispersión del material radiactivo en los elementos y superficies de trabajo, pisos y paredes, lo que puede dar lugar a la contaminación de los mismos y del aire. Las personas que trabajan en tales ambientes, además de estar expuestas a irradiación externa, pueden incorporar material radiactivo por inhalación, ingestión a través de heridas o la piel. Las dosis por contaminación interna sólo pueden ser reducidas mediante el
control de incorporación de material radiactivo en las personas. El principal factor para reducir la incorporación consiste en mantener un bajo nivel de contaminación del lugar de trabajo y, toda vez que sea necesario en la utilización de elementos de protección personal tales como máscaras con filtros y ropa especial. El control de la contaminación se logra minimizando la dispersión de material radiactivo, manteniendo limpias las superficies y los elementos de trabajo y empleando sistemas de ventilación apropiada en los ambientes donde se manipulan fuentes no selladas. Un ejemplo de tal situación lo constituyen los centros de medicina nuclear. En base a modelos de incorporación (modelo pulmonar y modelo digestivo) se dispone de factores de conversión que relacionan la dosis efectiva
comprometida en una persona con la actividad incorporada de material radiactivo, por inhalación y por ingestión , para cada radioisótopo. En el caso de trabajadores en condiciones normales sólo debe considerarse la vía respiratoria dado que no deben incorporarse bebidas ni alimentos en áreas contaminadas. De este modo, para cada radioisótopo, se puede calcular el valor máximo de incorporación anual (Límite Anual de Incorporación) que da lugar a una dosis
comprometida no superior al Límite de Dosis Efectiva). EVALUACION DE LA DOSIS TOTAL
252
Cuando las personas están expuestas a irradiación externa y a contaminación interna se deben considerar ambas contribuciones para evaluar la dosis efectiva total
SISTEMAS DE SEGURIDAD La prevención de situaciones anormales como los accidentes debe estar contemplada en la planificación y en la operación de las instalaciones con fuentes de radiación. Deben emplearse sistemas de seguridad que reduzcan la probabilidad de accidentes a niveles aceptables. Debe asimismo preverse la posible falla de los dispositivos de seguridad mediante la aplicación sistemática de criterios de redundancia, diversidad e independencia a fin de que la seguridad no resulte ilusoria. El análisis de los accidentes ocurridos evidencia la importancia del factor humano, es decir de la acción o inacción humana como causa principal de situaciones anormales y accidentes La influencia del factor humano debería ser minimizada, pues es un elemento poco confiable en circunstancias rutinarias. Esto significa que debe incrementarse la seguridad intrínseca de las instalaciones mediante diseños de las fuentes, los sistemas de protección y seguridad que reduzcan la incidencia del factor humano en la seguridad de las personas. Para aquellas funciones en que la intervención humana es necesaria, los individuos que la lleven a cabo deben tener entrenamiento adecuado y estar en un estado psicofísico apropiado. Los procedimientos no deben improvisarse y deben estar descritos en códigos de práctica. En el caso de actividades críticas como, por ejemplo la calibración de fuentes para tratamientos de seres humanos, es aconsejable la práctica de la redundancia humana, es decir, el control independiente, de al menos dos personas, de los procedimientos y resultados. De todos modos, no puede garantizarse la no ocurrencia de accidentes. En consecuencia, deben preverse procedimientos de intervención a aplicar en situaciones accidentales. Tales procedimientos deben estar descriptos en planes
de emergencia. CLASIFICACIÓN DE ZONAS La implementación práctica de la Protección Radiológica se ve facilitada por la delimitación de áreas de trabajo en función de los niveles de riesgo a ellas asociad.
253
Zonas Controladas Los recintos en los que se operan o guardan fuentes de radiación deben tener restringido el acceso al personal estrictamente necesario y autorizado para las tareas que en ellos se desarrollan. A tal efecto, se deben utilizar sistemas de señalización y de seguridad apropiados. Estas zonas se denominan zonas controladas. La restricción de acceso se debe no sólo a la conveniencia de evitar exposiciones innecesarias sino, también, a la necesidad de prevenir situaciones anormales y accidentes que podrían ser provocadas por personas inexpertas. En general, una zona debe considerarse controlada cuando las conductas y actitudes del personal que puede ingresar a las mismas tienen una alta incidencia en la seguridad. Las zonas controladas deben estar señalizadas como tales y en muchas circunstancias, durante los períodos en que las fuentes están expuestas, es necesario restringir totalmente el ingreso de personas. En tales casos deben instalarse señales de advertencia, alarmas y dispositivos de seguridad (enclavamientos) que lo impidan.
Zonas supervisadas Son todas aquellas zonas que no hayan sido definidas como zonas controladas, pero en las que resulta preciso mantener las condiciones de exposición
ocupacional bajo observación. En general en las zonas supervisadas la seguridad está garantizada por factores intrínsecos relacionados con el diseño
de la instalación. En tales casos las conductas y actitudes de las personas que tienen acceso a estas zonas no pueden incidir significativamente en la seguridad. Normalmente, no son necesarias medidas especiales de protección ni disposiciones de seguridad específicas.
VIGILANCIA DE LA PROTECCIÓN RADIOLÓGICA Es necesario verificar el cumplimiento de las restricciones de dosis para trabajadores en cada establecimiento. Ello debe realizarse mediante rutinas de monitoreo ambiental y dosimetría personal
Monitoreo Ambiental
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Consiste en la evaluación periódica de las tasas de dosis en las posiciones más representativas de los puestos de trabajos. A tal fin se utilizan monitores portátiles apropiados para los campos de radiación que deben medirse (Cámaras de Ionización, Contadores Geiger Muller, Contadores Proporcionales). En los ambientes en que se trabaja con fuentes no selladas debe monitorearse la contaminación del aire y de las superficies. El monitoreo ambiental es una rutina que debe implementarse en zonas controladas y supervisadas.
Monitoreo Personal Consiste en la evaluación de las dosis recibidas por cada trabajador en períodos regulares de tiempo, habitualmente cada mes. A fin de evaluar las dosis por irradiación externa se asigna a cada trabajador un dosímetro es decir un dispositivo sensible a la radiación (en base a película radiográfica o algún elemento termoluminiscente) que después del período de uso es sometido a un proceso de lectura. Mediante apropiados registros se lleva el control de las dosis a lo largo del tiempo. Análogamente, es necesario controlar las dosis en los casos en que el trabajador está expuesto a situaciones de contaminación interna. Debe verificarse que exista una razonable correlación entre las indicaciones de los sistemas de dosimetría personal y de monitoreo ambiental. El monitoreo personal debe implementarse para el personal que tiene acceso a las zonas controladas, no siendo necesario en general para el personal que sólo tiene acceso a las zonas supervisadas.
Bibliografía: ESTE APUNTE DE ESTUDIO ESTA ESTA CONFORMADO ÍNTEGRAMENTE ÍNTEGRAMENTE POR COPIA TEXTUAL DE LOS SIGUIENTES LIBROS:
RADIACIONES IONIZANTES EN EL CONTEXTO DE LA SEGURIDAD E HIGIENE EN EL TRABAJO Autor: Ing. César F. Arias (ARN) AUTORIDAD REGULATORIA NUCLEAR. LIBRO I
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Ácidos & Bases por Anthony Carpi, Ph.D.
Desde hace miles de años se sabe que el vinagre, el jugo de limón y muchos otros alimentos tienen un sabor ácido. Sin embargo, no fue hasta hace unos cuantos cientos de años que se descubrió por qué estas cosas tenían un sabor ácido. El término ácido, en realidad, proviene del término Latino acere, que quiere decir ácido. Aunque hay muchas diferentes definiciones de los ácidos y las bases, en esta lección introduciremos los fundamentos de la química de los ácidos y las bases. En el siglo XVII, el escritor irlandés y químico amateur Robert Boyle primero denominó las substancias como ácidos o bases (llamó a las bases alcalis) de acuerdo a las siguientes características: Los Ácidos tienen un sabor ácido, corroen el metal, cambian el litmus tornasol (una tinta extraída de los líquenes) a rojo, y se vuelven menos ácidos cuando se mezclan con las bases. Las Bases son resbaladizas, cambian el litmus a azul, y se vuelven menos básicas cuando se mezclan con ácidos. Aunque Boyle y otros trataron de explicar por qué los ácidos y las bases se comportan de tal manera, la primera definición razonable de los ácidos y las bases no sería propuesta hasta 200 años después. A finales de 1800, el científico sueco Svante Arrhenius propuso que el agua puede disolver muchos compuestos separándolos en sus iones individuales. Arrhenius sugirió que los ácidos son compuestos que contienen hidrógeno y pueden disolverse en el agua para soltar iones de hidrógeno a la solución. Por ejemplo, el ácido clorídrico (HCl) se disuelve en el agua de la siguiente manera: H2O HCl
H+(aq)
+
Cl-(aq)
256
Arrhenius definió las bases como substancias que se disuelven en el agua para soltar iones de hidróxido (OH-) a la solución. Por ejemplo, una base típica de acuerdo a la definición de Arrhenius es el hidróxido de sodio (NaOH): H2O Na+(aq)
NaOH
+
OH-(aq)
La definición de los ácidos y las bases de Arrhenius explica un sinnúmero de cosas. La teoría de Arrhenius explica el por qué todos los ácidos tienen propiedades similares (y de la misma manera por qué todas las bases son similares). Por que todos los ácidos sueltan H + a la solución (y todas las bases sueltan OH-). La definición de Arrhenius también explica la observación de Boyle que los ácidos y las bases se neutralizan entre ellos. Esta idea, que una base puede debilitar un ácido, y viceversa, es llamada neutralización. La Neutralización Tal como puede ver arriba, los ácidos sueltan H + en la solución y las bases sueltan OH-. Si fuésemos a mezclar un ácido y una base, el ión H + se combinaría con el ión OH- ion para crear la molécula H 2O, o simplemente agua: H+(aq)
+
OH-(aq)
H2O
La reacción neutralizante de un ácido con una base siempre producirá agua y sal, tal como se muestra abajo: Ácido
Base
Agua
Sal
HCl
+
NaOH
H2O
+
NaCl
HBr
+
KOH
H2O
+
KBr
Aunque Arrhenius ayudó a explicar los fundamentos de la química sobre ácidos y bases, lastimosamente sus teorías tenían límites. Por ejemplo, la definición de
257
Arrhenius no explica por qué algunas substancias como la levadura común (NaHCO3) puede actuar como una base, a pesar de que no contenga iones de hidrógeno. En 1923, el científico danés Johannes Brønsted y el inglés Thomas Lowry publicaron diferentes aunque similares trabajos que redefinieron la teoría de Arrhenius. En las palabras de Brønsted's words, "... los ácidos y las bases son substancias que tiene la capacidad de dividirse o tomar iones de hidrógeno respectivamente." La definición de Brønsted-Lowry ampliar el concepto de Arrhenius sobre los ácidos y las bases. La definición de Brønsted-Lowry sobre los ácidos es muy similar a la de Arrhenius, cualquier substancia que pueda donar un ión de hidrógeno, es un ácido (en la definición de Brønsted, los ácidos son comúnmente referidos como donantes de protones porque un ión- hidrógeno H + menos su electrón - es simplemente un protón). Sin embargo, la definición de Brønsted de las bases es bastante diferente de la definición de Arrhenius. La base de Brønsted es definida como cualquier substancia que puede aceptar un ión de hidrógeno. Esencialmente, la base es el opuesto de un ácido. El NaOH y el KOH, tal como vimos arriba, seguirían siendo consideradas bases porque pueden aceptar un H + de un ácido para formar agua. Sin embargo, la definición de Brønsted-Lowry también explica por que las substancias que no contienen OH- pueden actuar como bases. La levadura (NaHCO3), por ejemplo, actua como una base al aceptar un ión de hidrógeno de un ácido tal como se ilustra siguientemente: Acid HCl
Base +
NaHCO 3
Salt H2CO3
+
NaCl
En este ejemplo, el acido carbónico formado (H 2CO3) pasa por descomposición rápida a agua y dióxido de carbono gaseoso, y también las burbujas de solución como el gas CO 2 se liberan.
258
pH En la definición de Brønsted-Lowry, ambos los ácidos y las bases están relacionados con la concentración del ión de hidrógeno presente. Los ácidos aumentan la concentración de iones de hidrógeno, mientras que las bases disminuyen en la concentración de iones de hidrógeno (al aceptarlos). Por consiguiente, la acidez o la alcalinidad de algo puede ser medida por su concentración de iones de hidrógeno.En 1909, el bioquímico danés Sören Sörensen inventó la escala pH para medir la acidez. La escala pH está descrita en la fórmula: pH = -log [H +]
Nota: la concentración es comúnmente abreviada usando logaritmo, por consiguiente H +] = concentración de ión de hidrógeno. Cuando se mide el pH, [H +] es una unidad de moles H + por litro de solución
Por ejemplo, una solución con [H +] = 1 x 10 -7 moles/litro tiene un pH = 7 (una manera más simple de pensar en el pH es que es igual al exponente del H+ de la concentración, ignorando el signo de menos). La escala pH va de 0 a 14. Las substancias con un pH entre S 0 o menos de 7 son ácidos (pH y [H +] están inversamente relacionados, menor pH significa mayor [H +]). Las substancias con un pH mayor a 7 y hasta 14 son bases (mayor pH significa menor [H +]). Exactamente en el medio, en pH = 7, están las substancias neutra s, por ejemplo, el agua pura. La relación entre [H +] y pH está mostrada en la tabla de abajo, junto algunos comunes ejemplos de ácidos y base de la vida cotidiana. [H+]
pH
Ejemplo
1 X 100
0
HCl
1 x 10-1
1
Äcido estomacal
Ácidos
259
Neutral
Bases
1 x 10-2
2
Jugo de limón
1 x 10-3
3
Vinagre
1 x 10-4
4
Soda
1 x 10-5
5
Agua de lluvia
1 x 10-6
6
Leche
1 x 10-7
7
Agua pura
1 x 10-8
8
Claras de huevo
1 x 10-9
9
Levadura
1 x 10-10
10
antiácidos
1 x 10-11
11
Amoníaco
1 x 10-12
12
Caliza Mineral - Ca(OH)2
1 x 10-13
13
1 x 10-14
14
NaOH
SISTEMA DE CLASIFICACIÓN DE RIESGO DE LA ONU Clase 1 - Explosivos División 1.1 Explosivos con un peligro de explosión en masa División 1.2 Explosivos con un riesgo de proyección División 1.3 Explosivos con riesgo de fuego predominante División 1.4 Explosivos con un riesgo de explosión no significativo
260
División 1.5 Explosivos muy insensibles; explosivos con peligro de explosión en masa División 1.6 Artículos extremadamente insensibles
Clase 2 - Gases División 2.1 Gases inflamables División 2.2 Gases no-inflamables, no tóxicos División 2.3 Gases tóxicos
Clase 3 - Líquidos inflamables Clase 4 - Sólidos inflamables; Materiales espontáneamente combustibles; y Materiales peligrosos cuando se humedecen / Sustancias Reactivas con el Agua. División 4.1 Sólidos inflamables División 4.2 Materiales espontáneamente combustibles División 4.3 Sustancias reactivas con el agua / Materiales peligrosos cuando se humedecen
Clase 5 - Sustancias Oxidantes y Peróxidos orgánicos División 5.1 Sustancias Oxidantes División 5.2 Peróxidos orgánicos
Clase 6 - Sustancias Tóxicas y Sustancias infecciosas División 6.1 Sustancias tóxicas División 6.2 Sustancias infecciosas
Clase 7 - Materiales radiactivos Clase 8 - Sustancias corrosivos Clase 9 - Materiales, Sustancias y Productos peligrosos misceláneos CLASE 1 EXPLOSIVOS
261
- DIVISION 1.1. Sustancias y artículos que presentan un riesgo de explosión en masa (se entiende por explosión "en masa" la que se extiende de manera casi instantánea, a la totalidad de la carga). - DIVISION 1.2. Sustancias y artículos explosivos que presentan un riesgo de proyección, pero no un riesgo de explosión de toda la masa. - DIVISION 1.3. Sustancias y artículos que presentan un riesgo de incendio y un riesgo de pequeños estallidos, o proyección o ambos, pero no un riesgo de explosión en masa. Se incluyen en la División 1.3. Las siguientes sustancias y artículos: - Aquellos cuya combustión da lugar a una radiación térmica considerable. - Los que arden sucesivamente, con pequeños efectos de onda expansiva o de proyección, o ambos efectos.
- DIVISION 1.4. Sustancias y artículos que no presentan riesgos notables. Se incluyen en esta división las sustancias y artículos que sólo presentan un leve riesgo en caso de ignición o de cebado durante el transporte. Los efectos se limitan en su mayor parte al contenido dentro del embalaje, y normalmente no se proyectan a distancia fragmentos de tamaño apreciable. Los incendios exteriores no deben causar la explosión prácticamente instantánea de casi la totalidad del contenido del bulto. - DIVISION 1.5. Sustancias muy insensibles que presentan un riesgo de explosión en masa. Se incluyen en esta división las sustancias explosivas tan insensibles que, en condiciones normales de transporte, presentan muy pocas probabilidades de que puedan cebarse o de que su combustión origine una detonación. - DIVISION 1.6. Artículos extremadamente insensibles, sin riesgo de explosión en masa.
262
Esta División comprende a los artículos que contienen sustancias detonantes extremadamente insensibles y que presentan un riesgo despreciable de iniciación o propagación accidental.
CLASE 2 GASES - DIVISION 2.1 - GASES INFLAMABLES. Gases que a una temperatura de (20 °C) y una presión normal de (101,3 kPa) Son inflamables en una mezcla de hasta el (13 %) en volumen con el aire - DIVISION 2.2 - GASES NO INFLAMABLES, NI TOXICOS. Gases que son transportados a una presión mínima no inferior a (280 kPa) a (20 °C), o como líquidos refrigerados, y que: * Son asfixiantes porque diluyen o sustituyen el oxígeno existente normalmente en el aire o en la atmósfera; o * Son oxidantes porque en general aportan más oxígeno, pueden causar o contribuir a la combustión de otro material en mayor grado que lo que el aire lo hace; o * No quedan contemplados en otras divisiones. - DIVISION 2.3 - GASES TOXICOS. Gases que: * Se conocen como tóxicos o corrosivos porque presentan un riesgo para la salud de las personas; o * Se supone que son tóxicos o corrosivos para las personas porque presentan un valor de CL50 para toxicidad aguda por inhalación igual o inferior a (5.000 ml/m3)
263
CLASE 3 LIQUIDOS INFLAMABLES Los líquidos inflamables son líquidos, o mezcla de líquidos, o líquidos conteniendo sólidos en solución o suspensión (por ejemplo; pinturas, barnices, lacas, etc., pero no incluye a los materiales que hayan sido clasificados de forma diferente, en relación a sus características peligrosas) que despiden vapores inflamables a una temperatura igual o inferior a (60,5 °C), ensayados en crisol cerrado o no superior a (65,6 °C), ensayados en crisol abierto, conforme a normas nacionales o internacionalmente aceptadas.
CLASE 4 - SÓLIDOS INFLAMABLES; SUSTANCIAS PROPENSAS A COMBUSTION ESPONTANEA; SUSTANCIAS QUE EN CONTACTO CON EL AGUA DESPRENDEN GASES INFLAMABLES. - DIVISION 4.1.- SÓLIDOS INFLAMABLES: Sólidos que en las condiciones que se encuentran para el transporte, son fácilmente combustibles o pueden causar o contribuir a un incendio por fricción; sustancias autoreactivas y afines que están propensas
a
sufrir
una
reacción
fuertemente
exotérmica;
explosivos
insensibilizados que pueden explotar si no están suficientemente diluidos. - DIVISION 4.2.- SUSTANCIAS PROPENSAS A COMBUSTION ESPONTANEA: sustancias que son propensas al calentamiento espontáneo bajo condiciones normales en el transporte, o al entrar en contacto con el aire, y que entonces
264
pueden inflamarse. Las sustancias a que se hace referencia son las sustancias pirofóricas y las que experimentan calentamiento espontáneo. - DIVISION 4.3.- SUSTANCIAS REACTIVAS CON EL AGUA : sustancias que, por reacción con el agua, son propensas a hacerse espontáneamente inflamables o desprenden gases inflamables o tóxicos en cantidades peligrosas. En estas disposiciones se usa el término "que reacciona con el agua" para designar a la sustancia que en contacto con el agua desprende gases inflamables o tóxicos.
CLASE 5 - SUSTANCIAS OXIDANTES Y PEROXIDOS ORGANICOS - DIVISION 5.1 - SUSTANCIAS OXIDANTES O COMBURENTES: sustancias que, sin ser necesariamente combustibles, pueden generalmente liberando oxígeno causar o contribuir a la combustión de otros materiales. - DIVISION 5.2 - PEROXIDOS ORGANICOS: sustancias orgánicas que tienen la estructura bivalente "-0-0-" y pueden ser consideradas como derivadas del peróxido de hidrógeno, donde uno de los átomos de hidrógeno o ambos han sido reemplazados por radicales orgánicos. Los peróxidos orgánicos son sustancias térmicamente inestables que pueden sufrir una descomposición autoacelerada exotérmica.
CLASE
6
-
SUSTANCIAS
TOXICAS
(VENENOSAS)
Y
SUSTANCIAS
INFECCIOSAS.
265
- DIVISION 6.1 - SUSTANCIAS TOXICAS (VENENOSAS): (se utilizan indistintamente los dos términos): Estos materiales pueden causar bien la muerte, lesiones graves, o dañar seriamente la salud humana, si se absorben por ingestión, inhalación o por vía cutánea. Las sustancias de la DIVISION 6.1., que incluye a los plaguicidas: - GRUPO DE EMBALAJE I: sustancias y preparaciones que presentan un muy grave riesgo de envenenamiento; - GRUPO DE EMBALAJE II: sustancias y preparaciones que presentan graves riesgos de envenenamiento; - GRUPO DE EMBALAJE III: sustancias y preparaciones que presentan un riesgo relativamente bajo de envenenamiento (nocivos para la salud). - DIVISION 6.2 - SUSTANCIAS INFECCIOSAS: son las que contienen microorganismos capaces de desarrollar enfermedades por la acción de las bacterias, los virus, parásitos, hongos, o una combinación, híbridos o mutantes, que se sabe o se cree que producen enfermedades a los animales o a las personas.
CLASE 7 - MATERIALES RADIACTIVOS. A los efectos del transporte, material radiactivo es todo material cuya actividad específica sea superior a (70 kBq/kg) o su equivalente aproximadamente (2 nCi/g). En este sentido, por actividad específica de un radionucleido se entenderá la actividad de un radionucleido por unidad de masa del mismo. La actividad específica de un material en el que los radionucleidos estén distribuidos de una manera esencialmente uniforme, es la actividad por unidad de masa de ese material.
266
Las señales blancas de radioactividad "I", indican que los niveles de radioactividad fuera de un embalaje simple, no dañado y aislado son muy bajos (menos de 0.005 mSv/h (0.5 mrem/h)). •
Los envases radiactivos con etiquetas Amarillo II y Amarillo III tienen niveles más
altos de radiación.
CLASE 8 - SUSTANCIAS CORROSIVAS Las sustancias que por su acción química, causan lesiones graves a los tejidos vivos con los que entran en contacto o si se produce un derrame o fuga, pueden causar daños de consideración a otros materiales o a los medios de transporte, o incluso destruirlos, y pueden asimismo provocar otros riesgos. - GRUPO I: Sustancias muy peligrosas: provocan necrosis visible de la piel después de un período de contacto de hasta (3 min) - GRUPO II: Sustancias que presentan mediano riesgo: producen necrosis visible de la piel después de un período de contacto superior a (3 min) pero no más de (60 min). - GRUPO III: Sustancias que presentan menor riesgo; comprenden: a) Sustancias que causan una necrosis visible del tejido en el lugar de contacto durante la prueba en la piel intacta de un animal por un tiempo superior a (60 min) pero que no supere las (4 hs).
267
b) Sustancias que no causan una necrosis visible en la piel humana pero que expuestos sobre una superficie de acero o de aluminio, provocan una corrosión superior a los (6,25 mm) al año a una temperatura de ensayo de (55 °C).
CLASE 9 - SUSTANCIAS PELIGROSAS DIVERSAS Son sustancias o artículos que durante el transporte presentan un riesgo distinto a los correspondientes a las demás clases. 9.1
Cargas peligrosas que están reguladas en su transporte pero no
pueden ser incluidas en
ninguna de las clases antes mencionadas.
9.2
Sustancias peligrosas para el medioambiente.
9.3
Residuo peligroso.
268
CÓDIGO DE RIESGO
Núm.
Tipo de Riesgo
2 Emisión de gases debido a la presión o reacción química. 3 Inflamabilidad de líquidos (vapores) y gases o líquidos que experimentan un calentamiento espontáneo. 4 Inflamabilidad de sólidos o sólidos que experimentan calentamiento espontáneo. 5 Efecto oxidante (comburente) 6 Toxicidad 7 Radiactividad 8 Corrosividad 9 Riesgo de reacción violenta espontánea. X La sustancia reacciona violentamente con el agua (se coloca como prefijo del código).
269
Sistema de Identificación de Riesgo Químico NFPA 704
ROJO: RIESGO DE INCENDIO 4 EXTREMADAMENTE INFLAMABLE
AZUL: RIESGO PARA LA SALUD
3 INFLAMABLE
4 FATAL
2 COMBUSTIBLE
3 EXTREMADAMENTE PELIGROSO
1 COMBUSTIBLE SI SE CALIENTA 0 NO SE QUEMARÁ
2 PELIGROSO
2
1 LIGERAMENTE PELIGROSO 0 MATERIAL NORMAL
1
3 w
BLANCO: RIESGO ESPECÍFICO OXY OXIDANTE ALC ÁLCALI W NO USE AGUA
ACID ÁCIDO CORR CORROSIVO RADIACIÓN
AMARILLO: RIESGO POR REACTIVIDAD 4 DETONACIÓN RÁPIDA 3 DETONACIÓN, PERO REQUIERE UNA FUENTE DE INICIO 2 CAMBIO QUÍMICO VIOLENTO 1 INESTABLE SI SE CALIENTA 0 ESTABLE
270
SISTEMA DE IDENTIFICACIÓN ( CAS ) MANTIENE EL REGISTRO Y CODIFICACIÓN DE INFORMACIÓN DE TODAS LAS SUSTANCIAS QUÍMICAS (PELIGROSAS Y NO PELIGROSAS) NÚMEROS DE REGISTRO OTORGADOS POR LA I.U.P.A.C (UNIÓN INTERNACIONAL DE QUÍMICA PURA Y APLICADA) EJEMPLO:
74 - 90 - 8 ACIDO CIANHÍDRICO
C DIGO DE LA UNI N EUROPEA
Sustancia explosiva Sustancia oxidante Sustancia inflamable Sustancia corrosiva Sustancia extremadamente inflamable
Sustancia irritante
Sustancia tóxica Sustancia nociva Sustancia extremadamente tóxica
271
CLASIFICACIÓN DE LA D.O.T.
272
273
COLORES DE BANDAS TOXICOLÓGICAS EN PRODUCTOS FITOSANITARIOS. I a. PRODUCTO SUMAMENTE PELIGROSO MUY TOXICO Ib. PRODUCTO MUY PELIGROSO TOXICO II PRODUCTO MODERADAMENTE PELIGROSO NOCIVO III PRODUCTO POCO PELIGROSO CUIDADO PRODUCTOS QUE NORMALMENTE NO OFRECEN PELIGRO CUIDADO
Copyright © 2009 FLOGISTO
LIC. RICARDO ARANDA- MATPEL
22
Según la forma del contenedor:
274
ELEMENTOS DE PROTECCIÓN PERSONAL PARA LA MANIPULACIÓN DE PRODUCTOS QUÍMICOS ROPA PROTECTORA CONTRA PRODUCTOS QUÍMICOS (RPCPQ) 14 La ropa de protección provee una barrera entre el cuerpo y los agentes químicos peligrosos para evitar la exposición. Existe una enorme variedad de productos manufacturados que son empleados para la fabricación de la tela de ropa de protección. Cada uno de estos materiales brinda protección para un limitado grupo de sustancias químicas. Ninguno ofrece resistencia a todos los agentes químicos, por eso es importante recordar: SE DEBE SELECCIONAR ADECUADAMENTE LA ROPA DE PROTECCION DE ACUERDO A SU COMPATIBILIDAD CON LOS CONTAMINANTES TIPOS DE TRAJES Son, básicamente, de dos tipos: Encapsulados y no Encapsulados. TRAJES ENCAPSULADOS El traje encapsulado cubre totalmente al usuario y a todo lo que lleve o use dentro del mismo, incluyendo el equipo de protección respiratoria. No tiene aberturas que dejen entrar producto al interior del traje. Los guantes y las botas no siempre forman un sello con el traje. El uso de cinta adhesiva para tapar aberturas NO convierte al traje en uno completamente encapsulado y NO agrega resistencia química. TRAJES NO ENCAPSULADOS Los trajes no encapsulados protegen sólo al usuario. El equipo adicional, como el equipo autónomo, radio, etc. queda sin protección, por lo tanto deben ser compatibles con los materiales peligrosos a los cuales estarán expuestos. 1. Requerimientos para la ropa de protección Existen numerosos requisitos que debe cumplir un traje de protección contra químicos: Resistencia química: es la facultad del material para soportar los cambios físicos y químicos. El material debe mantener su integridad estructural y sus cualidades protectoras después de entrar en contacto con agentes químicos. Durabilidad: es la facultad de resistir al desgaste, a pinchazos, abrasiones o desgarrones. Flexibilidad: es la capacidad de doblarse o plegarse. Esta es una cualidad muy importante ya que afecta a la movilidad del usuario. Resistencia a la temperatura: es la propiedad del material de mantener su resistencia química a temperaturas extremas; soportar temperaturas altas y permanecer flexible con baja temperatura. Generalmente, los trajes de protección 14
Fuente: CIQUIME
275
disminuyen su resistencia química con el calor y tienen menor flexibilidad a las bajas temperaturas. Diseño y Limpieza: es deseable que el material posea la característica de "soltar" el contaminante con el que estuvo en contacto. Algunos materiales son imposibles de descontaminar por lo que se deben descartar. Tamaño: las dimensiones físicas están directamente ligadas al confort del usuario. Un traje mal ajustado o de dimensiones más grandes que el requerido puede limitar la movilidad. Color: los colores vivos facilitan la visualización del personal de respuesta; los oscuros absorben el calor y las radiaciones externas transfiriéndolas al usuario. 2. Resistencia física La efectividad de los materiales para proteger contra los agentes químicos, está basada en la resistencia a la penetración, degradación y permeabilidad. Cada una de estas propiedades debe ser evaluada cuando se elige un traje de protección. Penetración Permeabilidad Degradación Penetración Es el transporte físico de una sustancia química desde un lado del material al otro, a través de desperfectos, agujeros, desgarros etc. "Método de Prueba Normal para Determinar la Resistencia de los Materiales de las Vestimentas de Protección ante la Penetración de los Líquidos". Una prueba de Pasa/No pasa determina si un material es poroso ante un líquido potencialmente nocivo a una presión dada. Esta medición frecuentemente se aplica a las costuras, los cierres y las juntas. Las pruebas de penetración utilizan métodos de detección visibles para determinar si hay fallos. Se usa para evaluar vestimentas contra salpicaduras. La capacidad penetrativa del líquido está relacionada con la tensión superficial del líquido. Explicación del Método de Prueba: Se sujeta el material con abrazaderas sobre la abertura de una copa. La copa se coloca sobre su lado y se llena de líquido. El líquido es comprimido contra el material mediante presión del área. Si se observan gotitas de líquido sobre el exterior de la tela, el material no pasa la prueba. Esta prueba puede ser utilizada para la sangre artificial, una suspensión de un virus o bacteria, o alguna sustancia química. Permeabilidad El proceso mediante el cual una sustancia química pasa a través de un material a nivel molecular. El proceso abarca los siguientes tres pasos: Absorción: la sustancia química es absorbida por la capa externa del material. Difusión: la sustancia química se difunde a través del material a nivel molecular.
276
Liberación: la sustancia química emerge en forma de vapor a través de la capa interna del material. Índice de Permeación: Es una medida de la rapidez con que una sustancia química atraviesa el material textil. El Índice de Permeación se expresa en microgramos por centímetro cuadrado por minuto (µg/cm2/min). Por ejemplo: una tasa de permeación podría ser expresada como 5 µg/cm2/min (5 microgramos por centímetro cuadrado por minuto). Tiempo de Penetración Normalizado La cantidad de tiempo en que la permeación alcanza la medida de 1 microgramo por centímetro cuadrado y por minuto. Los tiempos de penetración normalizados son útiles para comparar el rendimiento barrera de diferentes materiales textiles. "Método de Prueba Normal para Determinar la Resistencia de los Materiales de las Vestimentas de Protección a la Permeación de Líquidos y Gases en Condiciones de Contacto Continuo." Explicación del Método de Prueba: Se sujeta el material con abrazaderas entre dos cámaras. Una de ellas está llena de una sustancia química, mientras que la otra es sometida a control para determinar la presencia de la sustancia química. Una vez que se detecta la sustancia química, se mide su infiltración a través del material en relación con el tiempo. Existen actualmente cuatro normas que se aplican a la ropa de protección personal. Son la NFPA 1991, NFPA 1992, NFPA 1993 NFPA 1999 Degradación La degradación es una acción química que implica una ruptura molecular del material debido al contacto con una sustancia. La degradación se puede ver a través de las alteraciones físicas del material. La acción del producto puede hacer que el material se contraiga o se expanda, hacerlo quebradizo o frágil o incluso alterar completamente sus propiedades químicas. Otras alteraciones incluyen un ligero descoloramiento, una superficie áspera o pegajosa o hendiduras en el material. Estas alteraciones pueden aumentar la permeabilidad o permitir la penetración del contaminante. Los fabricantes y proveedores de ropas de protección pueden suministrar información sobre las pruebas de degradación para sustancias específicas en clases de productos. Los datos sobre la degradación del producto pueden servir para determinar la capacidad de protección de un material pero no se deben usar en lugar de los datos de la prueba de permeabilidad. Esto se debe a que puede haber un material con una excelente resistencia a la degradación pero con una mala resistencia a la permeabilidad. Por lo tanto, la degradación y la permeabilidad no están relacionadas directamente y no se pueden intercambiar.
277
PROTECCIÓN RESPIRATORIA
CLASIFICACIÓN DE LAS PROTECCIONES RESPIRATORIAS DEPENDIENTES DEL MEDIO AMBIENTE. Filtrantes.
INDEPENDIENTES DEL MEDIO AMBIENTE
A U T Ó N O M O S
CON LÍNEA DE AIRE PRESIÓN DE DEMANDA
PRESIÓN POSITIVA
SERVICIO CONTINUO O CASCADA PRESIÓN NEGATIVA A DEMANDA
CIRCUITO ABIERTO
CIRCUITO CERRADO. Aporte de O2 y filtración de CO2
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3
Lic. RICARDO ARANDA- MATERIALES PELIGROSOS
El polvo, los gases, humos, nieblas y vapores son amenazas comunes en el lugar de la emergencia. Éstos pueden afectar seriamente la salud de los primeros en respuesta. Para evitar esto, se deben utilizar equipos de protección respiratoria. La finalidad de estos equipos es proteger al usuario de los riesgos que representa la presencia de contaminantes en el aire ambiente. Tipos de Equipo Protector Respiratorio Hay dos tipos de equipo de protección respiratoria Máscara con filtro de purificación Equipo Autónomo de Respiración 1. Máscara con filtro de purificación Estas máscaras se dividen en tres categorías, que purifican a través de: Filtro de partículas, humos y nieblas (éstos se utilizan para sacar el polvo, los
278
humos, las fibras, las partículas y las nieblas) Filtro de gas (absorción) (éstos se utilizan para los gases y los vapores) Filtro combinado (una combinación de las anteriores) Filtro de partículas, humos y nieblas Son filtros básicamente mecánicos. No dan ninguna protección contra los gases, los vapores o en atmósferas con deficiencia de oxígeno. Se debe seleccionar en forma adecuada el filtro y estos deben ser reemplazados regularmente. A medida que el filtro se tapa, la resistencia al flujo de aire aumenta. Aparte del aumento de la carga de trabajo del portador, esto también aumenta la probabilidad de una pérdida de la hermeticidad de la máscara. Filtro de Gas El filtro de gas absorbe ciertos gases del aire inhalado y tiene un período del uso limitado. Las máscaras antigás pueden ser de "Cara Completa", "Media Cara" o "Un cuarto de Cara", de acuerdo a su tamaño. Estas máscaras no se deben utilizar con filtros que han excedido la vida útil del absorbente (el período del vencimiento varía según el tipo de filtro y del uso). Las máscaras antigás no deben ser utilizadas en áreas con deficiencia de oxígeno. Las máscaras con filtro químico son similares a las máscaras antigás, excepto que los filtros son más pequeños. Al igual que las anteriores están disponibles en diversos tamaños, y son útiles para atmósferas con vapores o gases de baja toxicidad. No deben ser utilizados en ambientes en donde: Hay deficiencia de oxígeno Hay presencia de sustancias muy tóxicas Las sustancias presentes no perceptibles por el olor. Filtro Combinado Es la combinación de un filtro para partículas y un filtro para gases. 2. Equipo de Respiración Autónoma Aparato Respiratorio Autónomo El aparato respiratorio autónomo proporciona la protección respiratoria en cualquier gas tóxico o en condiciones de deficiencia de oxígeno. Cuando es utilizado en forma conjunta con la ropa protectora apropiada, se puede aislar de un ambiente peligroso. El uso de estos equipos es la opción mas adecuada en situaciones de emergencia o cuando se realicen rescates. La desventaja es que son equipos pesados y abultados, y son limitados en su uso por la cantidad de aire que pueden proveer. El uso de estos equipos requiere mucho entrenamiento para su uso apropiado. Aparato Respiratorio con Aire Asistido Estos respiradores proveen el aire al portador a través de una manguera flexible conectada a una fuente de aire.
279
Guantes
280
281
Niveles de Protección La Agencia de Protección del Ambiente (EPA) de los Estados Unidos ha fijado cuatro niveles de protección para la respuesta a incidentes con materiales peligrosos. Nivel A Nivel B Nivel C Nivel D NIVEL DE PROTECCIÓN A El nivel A de la EPA proporciona el nivel más alto de protección para la piel, los ojos y el sistema respiratorio. También proporciona protección para el equipo autónomo y otros equipos. Se usa como protección contra altas concentraciones de un material tóxico por inhalación y dérmico y cuando no se conoce el producto a enfrentar. La tela del traje, el visor, los guantes, las botas y el cierre, aun cuando sean de diferentes materiales, deben ser compatibles con las sustancias involucradas en el incidente. EQUIPOS Traje protector contra vapores (NFPA 1991) Equipo autónomo, demanda presión positiva. Guantes interiores resistentes a químicos. Botas de seguridad resistente a químicos. Radio de comunicación de doble dirección. Casco. Protección Proporcionada: Nivel más alto disponible, protección del sistema respiratorio, de la piel y ojos, en contra de sustancias químicas sólidas, líquidas y gaseosas. Se usa cuando: La sustancia química ha sido identificada, tiene alta presión de vapor y representa una amenaza para el sistema respiratorio, la piel y los ojos. Las sustancias presentes son desconocidas o se sospecha que su toxicidad es alta para la piel o es cancerígeno. Las operaciones deben ser conducidas en áreas limitadas o mal ventiladas. Limitaciones La ropa protectora debe resistir a la infiltración por la sustancia química o de mezclas. El conjunto de equipo debe permitir la integración entre ellos sin la pérdida de funcionamiento. NIVEL DE PROTECCIÓN B El Nivel de protección B según la EPA proporciona el mismo nivel de protección respiratoria que el Nivel de protección A, un nivel mediano de protección para la piel (solo contra salpicaduras y algunos vapores) y el nivel mínimo según la OSHA contra materiales desconocidos.
282
EQUIPOS Traje protector contra salpicadura de líquidos (NFPA 1992) Equipo autónomo, demanda presión positiva. Guantes Interiores y exteriores resistentes a químicos, Botas de seguridad resistente a químicos, Radio de comunicación de doble dirección Casco. El Nivel de protección B es el nivel mínimo recomendado para entradas iníciales a un sitio en donde no se presumen gases y vapores y mientras no se hayan identificado mejor los peligros. Los equipos de reconocimiento regularmente emplean este nivel de protección cuando no se requiere la entrada en nubes de vapor o altas concentraciones de vapor o neblinas tóxicas para la piel. Para proteger los equipos, es necesario un traje encapsulado Nivel de protección B. Se requiere Nivel de protección B cuando, 1. Se sabe que la sustancia exige un alto nivel de protección respiratoria, pero menor protección para la piel. Esto involucra atmósferas: A. Con concentraciones IDLH de sustancias específicas que no presentan un peligro severo para la piel. B. Cuando no se cumple con el criterio para usar respiradores que purifican el aire. 2. La atmósfera contiene menos de 19.5% oxigeno. 3. El trabajo que se realizará no producirá altas concentraciones de vapores o gases, partículas, ni salpicaduras de material que afecten la piel expuesta. Limitaciones La ropa protectora debe resistir a la infiltración por la sustancia química o de mezclas. El conjunto de equipo debe permitir la integración entre ellos sin la pérdida de funcionamiento. NIVEL DE PROTECCIÓN C El Nivel de protección C de la EPA proporciona la misma protección para la piel que el nivel B y un nivel inferior de protección respiratoria. (Nivel B usa SCBA y el Nivel C, mascara de rostro completo con filtros). EQUIPOS Traje Protector contra salpicaduras (NFPA 1993) Mascara rostro completo, filtros purificadores, canister. Guantes resistentes a químicos, Botas de seguridad resistente a químicos, Radio de comunicación de doble dirección Casco. Puede ser usado sólo cuando: Los contaminantes atmosféricos, salpicaduras de líquidos u otro contacto con la piel expuesta no la afectaran negativamente. Se han identificado todos los contaminantes en el aire, se han medido las concentraciones y están disponibles los filtros adecuados para protección contra contaminantes.
283
Se ha cumplido con todos los criterios para usar respiradores que purifican el aire. Existe un mínimo de 19,5% de oxigeno. Los químicos no exceden el IDLH. Este nivel de protección tiene una aplicación limitada para la respuesta a emergencias con materiales peligrosos. Son utilizados extensamente (aun cuando no exclusivamente) durante operaciones de control ambiental debido al extenso tiempo que pueden tomar estas operaciones. NIVEL DE PROTECCIÓN D El Nivel de protección D de la EPA no proporciona protección respiratoria ni protección contra químicos. Entrega solamente protección contra riesgos mecánicos. Normalmente se usa en las áreas de apoyo de la Zona Fría y no se debe usar en las zonas tibia o caliente. Se utiliza cuando: La atmósfera no tienen ningún peligro conocido o desconocido. Las labores excluyen salpicaduras, inmersión o la posibilidad de aspirar o tener contacto con químicos peligrosos. La atmósfera contiene más de 19.5% de oxígeno. EQUIPOS Ropa de tela. Botas o zapatos de seguridad. Casco Lentes de seguridad. Criterios de Selección Para seleccionar el Nivel de protección debemos considerar las propiedades físicas y químicas del material, su toxicidad y no exceder el LMU de la protección respiratoria.
NIVEL DE PROTECCIÓN HAZMAT NIVEL A Traje completamente encapsulado: está constituido por una pieza de vestir que encierra herméticamente al usuario. Las botas, los guantes y la máscara forman parte de integral del traje, pero pueden ser removidos. La protección respiratoria y el aire de respiración son suministrados por un equipo de autónomo de circuito cerrado o abierto. Estos trajes se utilizan principalmente para la protección contra vapores tóxicos, gases, pulverizaciones, salpicaduras, etc. MÁXIMA PROTECCIÓN DÉRMICA P.Q. MÁXIMA PROTECCIÓN RESPIRATORIA
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NIVEL B Traje no encapsulado: son utilizados como protección a salpicaduras solamente. Posee un equipo de respiración autónomo. Hay dos tipos de trajes: de una sola pieza (mameluco) o de dos piezas (pantalón y chaqueta). Los dos tipos de trajes incluyen capucha y otros accesorios. Estos trajes no ofrecen protección contra gases, vapores o cualquier producto transportable por el aire. LIMITADA PROTECCIÓN DÉRMICA P.Q. MÁXIMA PROTECCIÓN RESPIRATORIA
NIVEL C Traje no encapsulado: son utilizados como protección a salpicaduras solamente. Posee un equipo de respiración de filtro. Hay dos tipos de trajes: de una sola pieza (mameluco) o de dos piezas (pantalón y chaqueta). Los dos tipos de trajes incluyen capucha y otros accesorios. Estos trajes no ofrecen protección contra gases, vapores o cualquier producto transportable por el aire. LIMITADA PROTECCIÓN DÉRMICA P.Q. LIMITADA PROTECCIÓN RESPIRATORIA
NIVEL D Ropa de fajina; ropa de trabajo; traje de protección para incendios estructurales. SIN PROTECCIÓN DÉRMICA P.Q. SIN PROTECCIÓN RESPIRATORIA Cuadro resumen:
Nivel: A
B
C
D
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Hoja de seguridad de productos químicos peligrosos:
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Ejemplo ficha de seguridad
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Respuesta a incidentes con productos químicos peligrosos: Uso de la guía de respuesta a emergencias “ Se
desarrollará el módulo a través de una presentación en ppt en clase”
http://www.ciquime.org.ar/presentaciones.html
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Modulo 9: accidentes mayores con riesgo químico RIESGOS DEL TRABAJO Resolución 743/2003 Dispónese el funcionamiento del "Registro Nacional para la Prevención de Accidentes Industriales Mayores". Actualización del listado de sustancias químicas del Anexo I de la Disposición D.N.S.S.T. Nº 8/95. Bs. As., 21/11/2003 VISTO, el Expediente del Registro de la SUPERINTENDENCIA DE RIESGOS DEL TRABAJO (S.R.T.) Nº 0367/97, — con su agregado S.R.T. Nº 1656/98 — , y el Nº 0994/03, la Ley Nº 19.587 de Higiene y Seguridad en el Trabajo, y su Decreto Reglamentario Nº 351/79, la Recomendación Nº 181 de la ORGANIZACION INTERNACIONAL DEL TRABAJO sobre "Prevención de Accidentes Industriales Mayores, 1993", los artículos 1º, 4º y 31 de la Ley sobre Riesgos del Trabajo Nº 24.557 y sus modificatorias, los Decretos P.E.N. Nº 170 de fecha 21 de febrero de 1996 y Nº 1338 de fecha 25 de noviembre de 1996, la Disposición D.N.S.S.T. Nº 8/95 de fecha 21 de abril de 1995, y CONSIDERANDO: Que el artículo 35 de la Ley Nº 24.557 creó la SUPERINTENDENCIA DE RIESGOS DEL TRABAJO como entidad autárquica en jurisdicción del MINISTERIO DE TRABAJO Y SEGURIDAD SOCIAL, actualmente MINISTERIO DE TRABAJO, EMPLEO Y SEGURIDAD SOCIAL. Que la disposición legal mencionada establece que la SUPERINTENDENCIA DE RIESGOS DEL TRABAJO absorberá las funciones y atribuciones que desempeñaba la ex DIRECCION NACIONAL DE SALUD Y SEGURIDAD EN EL TRABAJO. Que entre las funciones que desempeñaba la citada ex Dirección, se contaba la administración del Registro Nacional para la Prevención de Accidentes Industriales Mayores creado por Disposición D.N.S.S.T. Nº 8/95 de fecha 21 de abril de 1995. Que para el efectivo funcionamiento del citado Registro en el seno de la SUPERINTENDENCIA DE RIESGOS DEL TRABAJO, resulta necesario el dictado de las normas pertinentes. Que es menester determinar y actualizar periódicamente las sustancias químicas que puedan implicar un riesgo de accidente mayor en cualquier etapa del proceso productivo: transporte, manipulación, almacenamiento, disposición, etc. Que a tal fin procede tomar en consideración los datos más recientes recomendados por los organismos internacionales especializados en la materia.
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Que el inciso a) del apartado 2 del artículo 1º de la Ley Nº 24.557, establece como uno de sus objetivos fundamentales la reducción de la siniestralidad laboral a través de la prevención de los riesgos derivados del trabajo. Que el apartado 1 del artículo 4º de la citada Ley, dispone que tanto las Aseguradoras de Riesgos del Trabajo, como los empleadores y sus trabajadores, se encuentran obligados a adoptar las medidas legalmente previstas tendientes a prevenir eficazmente los riesgos del trabajo. Que de acuerdo al esquema previsto por el sub-sistema adoptado por la mentada Ley Nº 24.557, las Aseguradoras de Riesgos del Trabajo promoverán la prevención; los empleadores recibirán asesoramiento de su aseguradora en materia de prevención de riesgos, manteniendo la obligación de cumplir con las normas de higiene y seguridad, y los trabajadores deberán recibir de su empleador capacitación e información en materia de prevención de riesgos del trabajo, participando activamente en las acciones preventivas. Que el apartado 1 del artículo 31 de la Ley Nº 24.557, establece los derechos, deberes y prohibiciones de las Aseguradoras de Riesgos del Trabajo (A.R.T.). Que, paralelamente, el inciso c) del apartado 1 del artículo 31 de la Ley Nº 24.557, indica que las Aseguradoras "Promoverán la prevención, informando a la SUPERINTENDENCIA DE RIESGOS DEL TRABAJO acerca de los planes y programas exigidos a las empresas.". Que el Título III del Decreto Nº 170/96, reglamentó las disposiciones establecidas en el artículo 31 de la Ley sobre Riesgos del Trabajo. Que, asimismo, el artículo 18 del aludido Decreto, obliga a las Aseguradoras a brindar asesoramiento y asistencia técnica a sus empleadores afiliados. Que por el artículo 19 del Decreto Nº 170/96, se facultó expresamente a esta SUPERINTENDENCIA DE RIESGOS DEL TRABAJO para que determine la frecuencia y condiciones para la realización de las actividades de prevención y control previstas en esa norma, teniendo en cuenta las necesidades de cada una de las ramas de cada actividad. Que el artículo 14 del Decreto Nº 1338/96, establece la obligación de las Aseguradoras de Riesgos del Trabajo de asesorar a los empleadores afiliados que se encuentren exceptuados de disponer de los Servicios de Medicina del Trabajo y de Higiene y Seguridad en el Trabajo a fin de promover el cumplimiento por parte de éstos de la legislación vigente. Que la Subgerencia de Asuntos Legales, ha tomado la intervención que le corresponde. Que la presente se dicta en virtud de las facultades conferidas en el artículo 36, incisos a), b) y d), de la Ley Nº 24.557, en los artículos 17 y 19 del Decreto Nº 170/96, y en los
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artículos 5º y 6º, Anexo I, Título I, Capítulo 1 del Decreto Nº 351/79, reglamentario de la Ley Nº 19.587. Por ello, EL SUPERINTENDENTE DE RIESGOS DEL TRABAJO RESUELVE: Artículo 1º — Dispónese el funcionamiento del "Registro Nacional para la Prevención de Accidentes Industriales Mayores" en el ámbito de esta SUPERINTENDENCIA DE RIESGOS DEL TRABAJO el que se regirá por las normas contenidas en la presente Resolución. Art. 2º — Actualízase el listado de sustancias químicas del Anexo I de la Disposición D.N.S.S.T. Nº 8/95, que como ANEXO I integra la presente Resolución. Art. 3º — Apruébase el Formulario de Inscripción en el "Registro Nacional para la Prevención de Accidentes Industriales Mayores" y su Instructivo correspondiente, que como ANEXO II integra la presente Resolución y que reemplaza al anterior. Art. 4º — Los empleadores que produzcan, importen, utilicen, obtengan en procesos intermedios, vendan y/o cedan a título gratuito las sustancias químicas en cantidad mayor o igual a las consignadas en el ANEXO I de la presente, deberán estar inscriptos en el "Registro Nacional para la Prevención de Accidentes Industriales Mayores" de esta SUPERINTENDENCIA DE RIESGOS DEL TRABAJO, cuyo formulario se agrega como Anexo II de la presente Resolución. Art. 5º — La inscripción de los empleadores dispuesta en el artículo precedente, se efectuará por medio de las Aseguradoras de Riesgos del Trabajo, excepto en el caso de los Empleadores Autoasegurados, quienes deberán inscribirse en forma directa ante esta SUPERINTENDENCIA DE RIESGOS DEL TRABAJO. Art. 6º — Los formularios del Anexo II, deberán ser presentados con carácter de declaración jurada, anualmente antes del 15 de abril, con la información correspondiente al año calendario anterior, ante las Aseguradoras de Riesgos del Trabajo o la SUPERINTENDENCIA DE RIESGOS DEL TRABAJO, según corresponda, conforme lo estipulado en el artículo 5º de la presente Resolución. Art. 7º — Las Aseguradoras de Riesgos del Trabajo deberán brindar asesoramiento y ofrecer asistencia técnica a sus empleadores afiliados comprendidos en la presente Resolución. Art. 8º — Toda la información que las Aseguradoras de Riesgos del Trabajo y los Empleadores Autoasegurados deban remitir a esta S.R.T. con motivo de la presente
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Resolución, deberá instrumentarse mediante soporte magnético de conformidad con las pautas de procesamiento de datos que establezca la S.R.T. Sin perjuicio de ello, las Aseguradoras deberán mantener bajo su custodia, y poner a disposición de este Organismo toda vez que se lo requiera, el duplicado de toda la documentación original respaldatoria suscripta por el empleador. En el caso de los Empleadores Autoasegurados, el duplicado de toda la documentación original respaldatoria suscripta quedará en custodia de esta S.R.T. Art. 9º — Cualquier incumplimiento a la presente Resolución, tanto por parte de las Aseguradoras de Riesgos del Trabajo como de los empleadores, será pasible de sanción de acuerdo a lo dispuesto en el artículo 32, apartado 1 de la Ley Nº 24.557, y lo normado en el Anexo II del Pacto Federal del Trabajo ratificado por la Ley Nº 25.212. Art. 10. — La presente Resolución entrará en vigencia a partir del día siguiente de su publicación en el Boletín Oficial. Art. 11. — Regístrese, comuníquese, dése a la DIRECCION NACIONAL DEL REGISTRO OFICIAL para su publicación, y archívese. — Héctor O. Verón. ANEXO I SUSTANCIAS QUIMICAS A DECLARAR PARTE 1. Relación de sustancias. En caso de que una sustancia o grupo de sustancias enumeradas en esta parte corresponda también a una categoría de la parte 2, deberán tenerse en cuenta las cantidades umbral indicadas en esta parte 1.
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(*) Criterios de clasificación en función de la toxicidad por ingestión, por absorción cutánea y por inhalación de polvos o nieblas. Comburentes u oxidantes: las sustancias y preparados que, en contacto con otras sustancias, en especial con sustancias inflamables, produzcan una reacción fuertemente exotérmica. Las sustancias comburentes u oxidantes sin ser necesariamente combustibles, pueden generalmente liberando oxígeno causar o contribuir a la combustión de otros materiales. Peróxidos orgánicos: sustancias orgánicas que tienen la estructura bivalente "-0-0-" y pueden ser consideradas como derivadas del peróxido de hidrógeno, donde uno de los átomos de hidrógeno o ambos han sido reemplazados por radicales orgánicos. Los peróxidos orgánicos son sustancias térmicamente inestables que pueden sufrir una descomposición autoacelerada exotérmica. Además, pueden presentar una o más de las siguientes propiedades: - ser propensas a reacción. - quemarse rápidamente. - ser sensibles a impactos o fricciones. - reaccionar peligrosamente con otros materiales. - dañar los ojos. Debido a la diversidad de las propiedades presentadas por los materiales pertenecientes a estas divisiones, el establecimiento de un criterio único de clasificación para dichos productos es impracticable. Los procedimientos de clasificación se encuentran en el Apéndice 4 del Anexo I de la Resolución 195/97 SOPyT. 2. Se definen como Explosivas a las sustancias y preparados sólidos, líquidos, pastosos, o gelatinosos que, incluso en ausencia de oxígeno atmosférico, puedan reaccionar de forma exotérmica con rápida formación de gases y que, en determinadas condiciones de ensayo, detonan, deflagran rápidamente o bajo el efecto del calor, en caso de confinamiento parcial, explotan. En particular, se entenderá por explosiva: a) i. Una sustancia o preparado que cree riesgos de explosión por choque, fricción, fuego u otras fuentes de ignición. ii. Una sustancia pirotécnica es una sustancia (o una mezcla de sustancias) destinada a producir un efecto colorífico, luminoso, sonoro, gaseoso o fumígeno o una combinación de los mismos, gracias a reacciones químicas exotérmicas que se automantienen, no detonantes, o
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iii. Una sustancia o preparado explosiva o pirotécnica contenida en objetos; b) Una sustancia o preparado que cree grandes riesgos de explosión por choque, fricción, fuego u otras fuentes de ignición. 3. Por sustancias inflamables, muy inflamables y extremadamente inflamables (categoría 6, 7 y 8), se entenderá: a) Inflamables: Sustancias y preparados líquidos cuyo punto de inflamación sea igual o superior a 23º C e inferior o igual a 60,5º C. b) Muy inflamables: b.1) - Sustancias y preparados líquidos que puedan calentarse y llegar a inflamarse en contacto con el aire a temperatura ambiente sin ningún tipo de energía añadida; - Sustancias y preparados cuyo punto de inflamación sea inferior a 60,5º C y que permanezcan en estado líquido bajo presión, cuando determinadas formas de tratamiento, por ejemplo presión o temperatura elevadas, puedan crear riesgos de accidentes graves. b.2) Sustancias y preparados líquidos cuyo punto de inflamación sea inferior a 23º C y que no sean extremadamente inflamables; c) Extremadamente Inflamables: 1. Sustancias y preparados líquidos cuyo punto de inflamación sea inferior a 0º C cuyo punto de ebullición (o cuando se trate de una gama de ebulliciones, el punto de ebullición inicial) a presión normal sea inferior o igual a 35º C, y 2. Sustancias y preparados en estado gaseoso inflamables al contacto con el aire a temperatura y presión ambientes, se mantengan o no en estado gaseoso o líquido bajo presión, excluidos los gases extremadamente inflamables licuados (incluido el GLP) y el gas natural contemplados en la parte 1, y 3. Sustancias y preparados en estado líquido mantenidos a una temperatura superior a su punto de ebullición. Nota aclaratoria: Los valores de los Puntos de Inflamación corresponden a pruebas realizadas en Vaso Cerrado. 4. La adición de sustancias peligrosas para determinar la cantidad existente en un establecimiento se llevará a cabo según la siguiente regla: Si la suma: q1/Q+q2/Q+q3/Q+q4/Q+q5/Q+...1 donde
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qX = la cantidad de sustancia peligrosa o categoría de sustancia peligrosa X presente incluida en las partes 1 y 2 del presente anexo, Q = la cantidad umbral pertinente de las partes 1 y 2, entonces, se aplicarán al establecimiento las disposiciones de la presente Resolución. Esta regla se aplicará en las siguientes circunstancias: a. A las sustancias y preparados que aparezcan en la parte 1 en cantidades inferiores a su cantidad umbral, al mismo tiempo que sustancias que tengan la misma clasificación en la parte 2, así como a la suma de sustancias y preparados con la misma clasificación en la parte 2. b. A la suma de las categorías 1, 2 y 9 presentes en un mismo establecimiento. c. A la suma de las categorías 3, 4, 5, 6, 7a, 7b y 8, presentes en un mismo establecimiento.
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INSTRUCTIVO ANEXO II GLOSARIO A los fines del cumplimiento en legal forma, de los datos y documentación requeridos en el presente Anexo deberá entenderse por: Accidente mayor: Es todo acontecimiento repentino, como vertido, emisión, incendio o explosión de gran magnitud, en el curso de una actividad dentro de una instalación expuesta a riesgo de accidente mayor, en el que están implicadas una o varias sustancias químicas peligrosas y que expongan a los trabajadores, a la población y/o al medio ambiente a un peligro grave, inmediato y/o diferido, real o potencial. Cuasi Accidente: Es cualquier accidente repentino que implique la presencia de una o varias sustancias químicas peligrosas que podría haber derivado en un accidente mayor si no se hubieran aplicado los efectos, acciones o sistemas específicos y adecuados para su atenuación. Sustancia peligrosa designa toda sustancia o mezcla que, en razón de propiedades químicas, físicas o toxicológicas, ya sea sola o en combinación con otras, entrañe un peligro. Cantidad umbral: designa respecto de una sustancia o categoría de sustancias peligrosas la cantidad fijada para cada establecimiento por la legislación nacional con referencia a condiciones específicas que, si se sobrepasa, identifica una instalación expuesta a riesgos de accidentes mayores. La cantidad umbral se refiere a cada establecimiento. Las cantidades umbrales son las máximas que estén presentes, o puedan estarlo, en un momento dado. Instalación expuesta a riesgos de accidentes mayores: designa aquella que produzca, transforme, manipule, utilice, deseche, o almacene, de manera permanente o transitoria, una o varias sustancias o categorías de sustancias peligrosas, en cantidades que sobrepasen la cantidad umbral; INSTRUCTIVO 1 - DATOS GENERALES DE LA EMPRESA - (0) Se indicará el nombre y Código de ART a la que se encuentra afiliada la empresa. - (1) Se indicará el número de C.U.I.T. de la empresa. - (2) Denominación completa, siglas de la firma o empresa informante, según estatuto, contrato o documento, por la que ha sido constituida y/o habilitada para operar en el país. - (3) Considerar calle, número, piso, departamento, oficina correspondiente al domicilio legal.
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- (4) Nombre de la localidad, ciudad o lugar geográfico. - (5) Indicar el nombre de la Provincia al que pertenece el domicilio legal. - (6) Transcribir el número de Codificación Postal, sin separarlo con guiones o puntos, que le corresponde al domicilio legal, en base a la Guía de Números Postales del Correo Argentino. - (7) Número telefónico del domicilio legal. - (8) Denominación completa del establecimiento o centro de trabajo, que presenta el informe. - (9) Ubicación del establecimiento: calle y número. - (10) Indicar localidad, ciudad o lugar geográfico donde se encuentra el establecimiento. - (11) Señalar nombre de la Provincia correspondiente al domicilio del establecimiento. - (12) Transcribir el número de Codificación Postal, que le corresponde al domicilio del establecimiento en base a la Guía de Números Postales del Correo Argentino. - (13) Número telefónico del domicilio del establecimiento. 2 - RESPONSABLE DE LOS DATOS CONTENIDOS EN EL INFORME (14) Transcribir textualmente el/los apellido/s y nombre/s de la persona responsable de todos los datos contenidos en la presentación del Anexo II del Registro Nacional de Prevención de Accidentes Mayores tal como figura en el documento de identidad citado en (15). - (15) Consignar el número y tipo de documento respectivo indicando las siglas que le correspondan (C.I.; L.E.; L.C.; D.N.I.). - (16) Consignar el número de C.U.I.T. o C.U.I.L. del responsable de los datos contenidos en el informe. - (17) Día, mes y año en que firma el Registro Nacional de Prevención de Accidentes Mayores el responsable del mismo. - (18) Código de representación, firma y sello aclaratorio del responsable de la exactitud de los datos consignados en el informe. Se considerará válida la representatividad de las personas que ejerzan las funciones enumeradas según código, siempre que posean poder al efecto. La representatividad se expresará por el siguiente código: 01 - Representante Legal 02 - Presidente 03 - Director General 04 - Administrador General
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05 - Vicepresidente 06 - Gerente General 3 - OTROS DATOS GENERALES -(19.a) Indique el código de actividad principal de la empresa, según la codificación de actividad adjunta en el formulario 454 ó 150 de la DGI - (19.b) Indique el código de actividad principal del establecimiento, según la codificación de actividad adjunta en el formulario 454 ó 150 de la DGI - (20) Se consignará el número total de trabajadores en tareas exclusivamente administrativas, es decir, trabajadores en actividades que no sean de producción. - (21) Se consignará el número total de trabajadores en tareas o en procesos de producción (se incluirán los trabajadores contratados, subcontratados, sean fijos o eventuales). - (22) Se refiere al total de trabajadores en producción y administración, es decir, se colocará la suma de los anotados en (20) y (21). 4 - SERVICIO DE HIGIENE Y SEGURIDAD EN EL TRABAJO - (23) Transcribir textualmente el apellido y nombre de la persona responsable del Servicio de Higiene y Seguridad en el Trabajo, tal como figura en su documento de identidad. - (24) Consignar el número de documento de identidad y tipo del mismo (C.I.; L.E., L. C., D. N. l.) - (25) Indicar el número de C.U.l.T. o C.U.I.L., tachar lo que no corresponda. - (26) Indicar el número de Registro Unico de Graduado Universitario, en caso de poseerlo, o Título Habilitante y la Certificación de su especialidad emitida por los Consejos y/o Colegios Profesionales de Ley de la jurisdicción que corresponda, según lo prescripto por la Res. SRT Nº 201/01. - (27) Indicar la asignación de horas-profesional mensuales en el establecimiento dispuesta por artículo 12º del Decreto Nº 1338/96. 5 - SERVICIO DE MEDICINA DEL TRABAJO - (28) Transcribir textualmente el apellido y nombre de la persona responsable del Servicio de Medicina del Trabajo, tal como figura en su documento de identidad. - (29) Consignar el número de documento de identidad y tipo del mismo (C.I.; L.E., L.C., D.N.I.) - (30) Indicar el número de C.U.I.T. o C.U.I.L., tachar lo que no corresponda. - (31) Indicar el número de matrícula de Médico Laboral otorgado por el Ministerio de Salud y Acción Social.
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- (32) Indicar la asignación de horas-médico semanales en el establecimiento dispuesta por artículo 7º del Decreto Nº 1338/96. 6 - EVALUACION DE RIESGOS De acuerdo al método empleado para el análisis de riesgos, remitir los estudios realizados que cumplimenten los siguientes puntos: 6.33 - Método de evaluación utilizado. 6.34 - Posibilidad de ocurrencia. 6.35 - Análisis de consecuencias. 6.36 - Cuantificación y evaluación de los riesgos. 6.37 - Estudio de fiabilidad de los componentes. 6.38 - Análisis de falla. 6.39 - Aceptabilidad del riesgo. 6.40 - Area de influencia según tipo de accidente 6.41 - Técnicas de reducción del riesgo. Medidas preventivas adoptadas. 7 - MANUAL DEL PLAN DE CONTINGENCIAS Y ACCION ANTE EMERGENCIAS 7.42 - Grado de implementación del mismo. 7.43 - Acciones extensivas a la comunidad. Si el plan de contingencias y acción ante emergencias prevé acciones extensivas a la comunidad. 7.44 - Acciones conjuntas con otras empresas o comité zonal. Si el plan de contingencias y acción ante emergencias prevé acciones conjuntas con otras empresas o comité zonal. 7.45 - Período de revisión del plan de contingencias y acción ante emergencias: Semestral, anual, bianual. Indicar período de revisión. 7.46 - Fecha de última revisión. Indicar día, mes y año de la última revisión del plan de contingencias y acción ante emergencias. 8 - ESTADISTICAS DE CUASI ACCIDENTES Y CARACTERISTICAS DE LOS MISMOS (de los últimos 2 años) 9 - ESTADISTICAS DE ACCIDENTES MAYORES Y CARACTERISTICAS DE LOS MISMOS (de los últimos 4 años) 10 - PLAN DE CAPACITACION ANUAL. Si desarrolla planes de capacitación, describirlos. 11 - CAPACITACION DE RESPONSABLES DE HIGIENE Y SEGURIDAD EN EL TRABAJO Y DE MEDICINA DEL TRABAJO. Deberán consignarse los siguientes datos: a) Fecha en que recibió la capacitación.
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b) Institución que la brindó. c) Profesional que dictó el curso. d) Horas de cátedra reales. 12 - SISTEMA DE GESTION DE SEGURIDAD Y PREVENCION DE ACCIDENTES MAYORES Describir si se encuentra implementado un sistema de gestión de seguridad y prevención de accidentes mayores. Especificar contenido y elementos del sistema de gestión: - Estructura organizativa general, responsabilidades, procedimientos, prácticas y recursos que permitan definir y aplicar la política de prevención de accidentes mayores. - Organización y personal (Definición de funciones y responsabilidades del personal asociado a la prevención y gestión de riesgos de accidentes mayores, en todos los niveles de organización. Definición de las necesidades formativas del citado personal, así como la organización de las actividades formativas y participación del personal). - Identificación y evaluación de los riesgos de accidentes mayores (Adopción y aplicación sistemática de procedimientos tendentes a identificar los riesgos de accidentes mayores y evaluar sus consecuencias). - Control de la explotación (Adopción y aplicación de procedimientos e instrucciones dirigidas al funcionamiento en condiciones seguras, al mantenimiento de las instalaciones, procesos, equipos y paradas temporales). - Adaptación de las modificaciones (Adopción y aplicación de procedimientos para los proyectos de las modificaciones que deban efectuarse en las instalaciones o zonas de almacenamiento existentes o para el diseño de una nueva instalación, proceso o zona de almacenamiento). - Planificación ante situaciones de emergencia (Adopción y aplicación de procedimientos destinados a identificar las emergencias previsibles según un análisis sistemático, así como elaborar, comprobar y revisar los planes de emergencia). - Seguimiento de los objetivos fijados (Adopción y aplicación de procedimientos encaminados a la evaluación permanente del cumplimiento de los objetivos fijados por el empleador en el marco de la política de prevención de accidentes mayores y del sistema de gestión de seguridad, así como el desarrollo de mecanismos de investigación y de corrección en caso de incumplimiento. Los procedimientos deberán abarcar el sistema de notificación de accidentes mayores en especial cuando se hayan producido fallas de las
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medidas de protección, y su investigación y seguimiento en base a las lecciones aprendidas). - Auditoría y revisión (Adopción y aplicación de procedimientos para la evaluación periódica y sistemática de la política de prevención de accidentes mayores y de la eficacia y adaptabilidad del sistema de gestión de seguridad). 13 - SUSTANCIAS QUIMICAS UTILIZADAS EN EL ESTABLECIMIENTO Indique las sustancias listadas en el ANEXO I que utiliza en el establecimiento, consignando el Sector o Etapa del Proceso y las cantidades (unidad de medida en toneladas) en cada uno de ellos.
HISTÓRICO DE ACCIDENTES MAYORES15 Accidente Bhopal: El Desastre de Bhopal, ocurrido el 3 de diciembre de 1984 en la región de Bhopal (India), se originó al producirse una fuga de 42 toneladas de isocianato de metilo en una fábrica de pesticidas propiedad de la compañía estadounidense Union Carbide (parte de cuyos activos fueron posteriormente adquiridos por Dow Chemical). El accidente se produjo al no tomarse las debidas precauciones durante las tareas de limpieza y mantenimiento de la planta, lo que hizo que el agua a presión utilizada y los cristales de cloruro sódico, restos metálicos y otras impurezas que la misma arrastraba, entrasen en contacto con el gas almacenado, iniciando una reacción exotérmica que provocó la apertura por sobrepresión de las válvulas de seguridad de los tanques y con ello la liberación a la atmósfera del gas tóxico; con el agravante de que el sistema de refrigeración de los tanques y el catalizador de gases previo a la salida a la atmósfera, ambos se habían desactivado por ahorro de costos. Al entrar en contacto con la atmósfera, el compuesto liberado comenzó a descomponerse en varios gases muy tóxicos (fosgeno, monometilamina y especialmente ácido cianhídrico, también conocido como ácido prúsico o cianuro de hidrógeno) que formaron una nube letal que, al ser más densos los gases que la formaban que el aire atmosférico, recorrió a ras de suelo toda la ciudad. Miles de personas murieron de forma casi inmediata asfixiadas por la nube tóxica y otras muchas fallecieron en accidentes al intentar huir de ella durante la desesperada y caótica evacuación de la ciudad. Se estima que entre 6.000 y 8.000 personas murieron en la primera semana tras el escape tóxico y al menos otras 12.000 fallecieron posteriormente como consecuencia directa de la catástrofe, que afectó a más de 600.000 personas, 150.000 de las cuales sufrieron graves 15
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secuelas. Además, perecieron también miles de cabezas de ganado y animales domésticos y todo el entorno del lugar del accidente quedó seriamente contaminado por sustancias tóxicas y metales pesados que tardarán muchos años en desaparecer. La planta química fue abandonada tras el accidente y Union Carbide no respondió por los daños causados. El 7 de junio de 2010, ahora estamos en 2012 el tribunal indio que juzgaba este desastre condenó a ocho directivos de la empresa a dos años de prisión y a abonar 500.000 rupias (10.600 dolares / 8.900 euros) a la delegación de la empresa en India. En recuerdo de esta tragedia se celebra en todo el mundo cada 3 de diciembre el Día Mundial del No Uso de Plaguicidas.
Accidente Seveso: El desastre de Séveso fue un accidente industrial que ocurrió alrededor de las 12:37, el 10 de julio de 1976, en una pequeña planta química en el municipio de Séveso, 25 km al norte de Milán, en la región de Lombardía, en Italia. Causó que la dioxina TCDD llegara a zonas de población, causando diversos efectos, principalmente pánico según los que minimizan el accidente. Se le conoce en Italia como "el Hiroshima de Italia", lo que es totalmente exagerado a juicio de los que minimizan las consecuencias, pues ningún ser humano perdió la vida en este accidente incluidos bebés, pese a que todos continuaron viviendo allí durante más de quince días. Las mascotas y otros animales domésticos murieron a los pocos días de ser abandonadas sin agua ni alimentos por la población aterrorizada. A juicio de los que minimizan el accidente, Seveso es el mejor ejemplo de que el pánico puede causar mucho más daño que el evento que genera ese temor descontrolado. Los bebés en gestación que continuaron en los vientres maternos no presentaron deformaciones atribuibles al accidente . Las investigaciones científicas hasta el año 2008 no muestran incrementos en la tasa de incidencia de cáncer en la provincia Las normas de seguridad industriales de la Unión Europea se conocen como la Directiva Seveso II Situación La planta industrial pertenecía a ICMESA (Industrie Chimiche Meda Società), una subsidiaria de Givaudan, la cual era a su vez, una subsidiaria de Hoffmann-La Roche. La fabrica se había construido hacía mucho tiempo y la población no la consideraba una fuente de peligro
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Sin embargo en la fábrica se producía, como subproducto, la sustancia '2,3,7,8tetraclorodibenzo-p-dioxina', o TCDD, que está considerada una de las dioxinas más letales que se conocen. Por ejemplo 6 millonésimas de gramo de 2,3,7,8-TCDD, puede matar a una rata, y es conocida por ser uno de los componentes del agente Naranja, producto químico desfoliante para limpiar la densa vegetación de la selva vietnamita, utilizada por Estados Unidos en la Guerra de Vietnam. Accidente El accidente ocurrió en uno de los edificios de la fábrica, donde estaba siendo producido el herbicida de nombre 2,4,5-T. Debido a un error humano, alrededor de mediodía del sábado, se produce una reacción incontrolada que supera el disco de seguridad. Se forma una nube en forma de aerosol que contiene, entre otras sustancias tóxicas,TCDD (entre unos pocos cientos de gramos y hasta unos pocos kilogramos), Hidróxido de sodio (sosa cáustica), glicol (HO-CH2CH2-OH), triclorofenato de sodio y que se extendió por una zona de 18 km²alrededor de la fábrica. Zonas afectadas Las zonas afectadas se dividieron en tres zonas, de acuerdo con la concentración en el suelo de TCDD. La zona A se dividió en otras 7 subzonas. A la población local se le recomendó no tocar o comer vegetales o frutas locales. Zona A: concentración de TCDD en el suelo de > 50 microgramos por metro (µg/m²), tenía 736 residentes Zona B: concentración de TCDD en el suelo entre 5 y 50 µg/m², tenía alrededor de 4.700 residentes Zona R: concentración de TCDD en el suelo menor de 5 µg/m², tenía alrededor de 31.800 residentes. Consecuencias Varios bebés nacidos unos meses después del accidente nacieron con deformidades. Los que minimizan el accidente dicen que no pueden directamente atribuirse a éste, ya que los bebés que llevaban poco tiempo de gestación, que son los más vulnerables, nacieron meses más tarde sin deformaciones 1.600 personas fueron examinadas, y 417 tuvieron la enfermedad cutánea cloracné, causada por la dioxina. Cinco trabajadores de descontaminación contrajeron una enfermedad del hígado, a pesar de trabajar sólo jornadas cortas y de usar protección, obviamente inadecuada.
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400 mujeres embarazadas de "alto riesgo" fueron sometidas a abortos, ilegal en Italia pero autorizado en circunstancias especiales y debido según unos al riesgo de malformaciones congénitas y según otros al pánico que se apoderó de la población. El gobierno italiano hizo un préstamo especial de 40 billones de liras, que en Junio de 1978 creció a 115 billones. Paolo Paoletti, Director de Producción en Icmesa, fue asesinado el 2 de Febrero de 1980 en Monza por la organización radical izquierdista Prima Linea. La mayor parte de las compensaciones individuales se resolvieron individualmente. El 19 de Diciembre de 1980 representantes de la Región de Lombardía y de la República Italiana, e Icmesa firmaron un acuerdo compensatorio, con la presencia del primer ministro de Italia, Arnaldo Forlani. El total de indemnizaciones fue de 20 billones de liras (10,3 millones €).
3.300 animales que habían sido abandonados fueron encontrados muertos, la mayor parte conejos y aves de corral que intentaron sobrevivir alimentándose de vegetales contaminados. Para evitar que la toxina entrara en la cadena alimenticia, 80.000 animales fueron sacrificados. 15 niños fueron inmediatamente hospitalizados por inflamación de la piel. Herwig von Zwehl, director técnico de Icmesa, y el doctor Paolo Paoletti - director de producción en Icmesa, fueron arrestados. Se hicieron dos comisiones del gobierno para establecer un plan para poner en cuarentena y descontaminar la zona. El tratamiento del suelo afectado fue tan completo que el nivel de dioxina en 2008 es aún menor que el normalmente encontrado. Caso criminal En septiembre la Corte criminal de Monza sentenció a cinco antiguos empleados de ICMESA y a la empresa Givaudan, a sentencias de dos años y medio a cinco años. Todos apelaron. En mayo de 1985, la Corte de apelaciones de Milán encontró a tres de los cinco acusados no culpables. Los otros dos apelaron a la Corte Suprema de Roma. El 23 de mayo de 1986 el Tribunal Supremo de Roma confirmó la pena a los dos restantes, los cuales fueron condenados a 1 año y medio y a 2 años de prisión condicional Directiva de Séveso los entonces trece países miembros de la Comunidad Europea acordaron nuevas reglas de seguridad para las plantas industriales que utilizaran elementos peligrosos en 1982,
310
mediante la llamada Directiva 82/501/EEC o "Directiva Seveso"2 que imponía duras regulaciones industriales. En 1996, esta norma se actualizó dando lugar a la Directiva 96/82/CE relativa al control de riesgos inherentes a los accidentes graves en los que intervengan sustancias peligrosas. La directiva fue actualizada en 1999 y revisada en 2001. Posteriormente en 2003: directiva 2003/105/CE del 31 de diciembre y por último en el año 2005 se propugnó el RD 119/2005 de 4 de febrero, conocido como SEVESO III Conclusiones Las operaciones de seguridad por parte de los directores de la compañía y del gobierno local fueron mal coordinadas, y hasta algún extremo, incompetentes. Se tardó una semana en decir que la dioxina había sido emitida, y otra semana hasta que empezó la evacuación. Muy pocos estudios científicos habían demostrado el peligro de la dioxina hasta el momento, y apenas había regulaciones industriales. La población local no supo qué hacer y se sintió asustada, siendo una experiencia traumática para esas pequeñas comunidades rurales. Algunas consecuencias a largo plazo: En la época del desastre, muchos científicos habían sostenido la posibilidad de una verdadera y concreta “epidemia” en el área. Hoy dia,
algunas investigaciones científicas dicen que el número de muertes por cáncer se ha mantenido relativamente en la misma media de la Brianza (subregión de la provincia de Monza y Brianza, que incluye a Seveso); pero tales investigaciones son contestadas por algunos comités cívicos. Se hizo el documental alemán Gambit sobre Joerg Sambeth, el director técnico de Icmesa, que fue sentenciado a cinco años en el primer juicio, posteriormente a dos y salió en libertad condicional
Accidente de Sanjuanico: Las explosiones de San Juan Ixhuatepec de 1984 fueron una cadena de explosiones BLEVE ocurridas en una de las plantas de almacenamiento y distribución de Petróleos Mexicanos (Pémex) en San Juan Ixhuatepec (Tlalnepantla de Baz, estado de México), dentro de la Zona Metropolitana de la Ciudad de México. Dichas explosiones comenzaron a las 5:45 a.m .Tiempo del Centro (11:45 UTC) del 19 de noviembre de 1984. El accidente provocó la muerte de entre 500 y 600 personas, enterradas en fosas comunales y un aproximado de 2.000 heridos, gran parte de los cuerpos estaban carbonizados. Crónica
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El incidente tuvo lugar en una de las plantas de almacenamiento y distribución de Gas Licuado del Petróleo (GLP), propiedad de la empresa paraestatal Petróleos Mexicanos (PEMEX) que tiene la función de repartir el combustible almacenado a diversas empresas encargadas de distribuirlo. El origen de la catástrofe ocurrió alrededor de las 5:30 a.m. cuando se suscitó la rotura de una tubería de 20 cm de diámetro que transportaba Gas LP desde tres refinerías diferentes, hasta la planta de almacenamiento cerca de los parques de tanques, que estaban compuestos por 6 esferas y 48 cilindros de diferentes capacidades. El sobrellenado de uno de los depósitos y sobrepresión en la línea de transporte de retorno, fueron uno de los probables factores que, con la falta de funcionamiento de las válvulas de alivio del depósito de sobrellenado, provocó una fuga de gas durante casi diez minutos. Alrededor de las 5:40 a.m., esta fuga propició la formación de una gran nube de vapor inflamable de unos 200 metros por 150 metros, la misma que entró en ignición alrededor de 100 metros del punto de fuga, donde se puso en contacto con algún punto de ignición, Esta hizo que se generara un incendio de grandes proporciones que afectaría en primer momento a diez viviendas que rodeaban a la planta; para las 5:45 a.m., una pequeña esfera se incendió generando una bola de fuego (BLEVE) de unos 300 metros de diámetro y 500 metros de altura aproximadamente, a la que seguirían múltiples explosiones en cadena, generadas por otras cuatro esferas y quince cilindros, durante alrededor de hora y media, culminando en forma menos violenta hasta alrededor de las 10 de la mañana. Fue tal la radiación térmica, que tan sólo el 2% de los cadáveres rescatados pudieron ser reconocidos, de igual manera el resplandor de la explosión pudo verse en lugares más lejanos del Valle de México. Otras versiones Otras versiones afirmaron a que el accidente fue debido a la explosión de un vehículo que transportaba petróleo y que se propagó a un depósito de gas; los responsables de la fábrica llegaron a afirmar incluso que la explosión se originó en una fábrica privada cercana. Lo que ocurrió durante la tragedia Los siguientes episodios son descritos por Carlos Monsiváis en su crónica sobre el desastre de San Juan Ixhuatepec.1
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La explosión pudo verse en lugares lejanos de la ciudad como un resplandor, según testimonio de la época como el Ajusco, y el sur de la misma.
Fue tal la magnitud de la explosión, que los cuerpos de emergencia apenas podían controlar parte de las llamas, lo que se pudo hacer, fue dejar que el gas se quemara para poder vaciar los tanques y esferas restantes que aún no habían estallado y reducir el daño de la tragedia.
Había temores de que plantas cercanas al siniestro pudiesen estallar.
Fue tal el grado de radiación térmica que gran cantidad de gente quedo calcinada sin haber podido reaccionar y sin haber podido reconocerse.
Los autobuses, vehículos particulares y camiones que pasaban por la zona cercana y por la autopista México-Pachuca, subían a la gente sin cobrarle para llegar a salvo al paradero de la estación del Metro Indios Verdes o a otros destinos lejos de la tragedia como la zona poniente de Tlalnepantla, Cuautepec, Lindavista, Ticomán, entre otras.
La magnitud de este desastre también hizo temblar la tierra lo cual fue registrado por algunos sismógrafos y sensores sísmicos.
Después del desastre La zona quedó totalmente destruida, y la poca gente que sobrevivió pudo huir a lugares lejanos al lugar de la tragedia, la topografía difícil del lugar también contribuyó en parte a entorpecer el rescate y el combate al siniestro. Los cuerpos de emergencia no se daban abasto, por lo que algunas familias trataron de curar a base de remedios caseros. El porcentaje de cadáveres que se pudieron reconocer llegó al 2% situación que colocó a una gran parte de fallecidos en varias fosas comunes del área que hoy en día ocupa un parque publico. Incidentes posteriores El 12 de noviembre de 1996, dos depósitos de gasolina regular sin plomo estallaron juntos en la planta Satélite Norte, instalaciones nuevas hasta entonces construidas por la paraestatal a un kilómetro de donde había ocurrido la explosión de 1984. El nuevo incendio pudo combatirse hasta su extinción hasta la madrugada del día siguiente, algunas fuentes oficiales confirmaron 2 muertos y 14 lesionados, por lo que no tuvo la misma intensidad que el ocurrido 12 años antes, sin embargo, los mecanismos de alerta y evacuación funcionaron correctamente y se pudo evacuar la zona para minimizar el daño. Actualidad
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A partir del incidente, Petróleos Mexicanos ya no almacena gran parte del gas LP así como otros combustibles en aquella zona; para las empresas gaseras de la zona, se implantaron estrictas medidas de seguridad que evitaran al máximo el riesgo de repetir una tragedia como esta, como es el uso de "apagachispas" en los camiones de distribución del combustible. La zona cercana comenzó a implantar programas de evacuación y prevención de desastres para poder minimizar o evitar las pérdidas humanas que pudiesen provocar una nueva explosión. Se establecieron nuevas colonias como Valle de Anáhuac, así como varios parques públicos y la continuación de Periférico Norte.
Accidente de Chernóbil: El accidente de Chernóbil1 fue un accidente nuclear sucedido en la central nuclear de Chernóbil (Ucrania) el 26 de abril de1986. Considerado el accidente nuclear más grave según la Escala Internacional de Accidentes Nucleares, se trata de uno de los mayores desastres medioambientales de la historia. Aquel día, durante una prueba en la que se simulaba un corte de suministro eléctrico, un aumento súbito de potencia en el reactor 4 de esta central nuclear, produjo el sobrecalentamiento del núcleo del reactor nuclear, lo que terminó provocando la explosión del hidrógeno acumulado en su interior. La cantidad de dióxido
de
uranio, carburo
de
boro, óxido
de europio, erbio,
aleaciones
de circonio y grafito expulsados,4 materiales radiactivos y/o tóxicos que se estimó fue unas 500 veces mayor que el liberado por la bomba atómica arrojada en Hiroshima en 1945, causó directamente la muerte de 31 personas y forzó al gobierno de la Unión Soviética a la evacuación de 116.000 personas provocando una alarma internacional al detectarse radiactividad en, al menos, 13 países de Europa central y oriental. Después del accidente, se inició un proceso masivo de descontaminación, contención y mitigación
que
desempeñaron
aproximadamente
600.000
personas
denominadas liquidadores en las zonas circundantes al lugar del accidente y se aisló un área de 30 km de radio alrededor de la central nuclear conocida como Zona de alienación, que sigue aún vigente. Solo una pequeña parte de los liquidadores se vieron expuestos a altos índices de radiactividad. Los trabajos de contención sobre el reactor afectado evitaron una segunda explosión de consecuencias dramáticas que podría haber dejado inhabitable a toda Europa.
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Dos personas, empleadas de la planta, murieron como consecuencia directa de la explosión esa misma noche y 31 en los tres meses siguientes. Mil personas recibieron grandes dosis de radiación durante el primer día después del accidente, 200.000 personas recibieron alrededor de 100 mSv, 20.000 cerca de 250 mSv y algunos 500 mSv. En total, 600.000 personas recibieron dosis de radiación por los trabajos de descontaminación posteriores al accidente. 5.000.000 de personas vivieron en áreas contaminadas y 400.000 en áreas gravemente contaminadas, hasta hoy no existen trabajos concluyentes sobre la incidencia real, y no teórica, de este accidente en la mortalidad poblacional. Tras prolongadas negociaciones con el gobierno ucraniano, la comunidad internacional financió los costes del cierre definitivo de la central, completado en diciembre de 2000. Inmediatamente después del accidente se construyó un "sarcófago", para aislar el exterior del interior, que se ha visto degradado en el tiempo por diversos fenómenos naturales por lo que corre riesgo de desplomarse. Desde 2004 se lleva a cabo la construcción de un nuevo sarcófago para el reactor. El resto de reactores de la central están cerrados. La central nuclear La central nuclear de Chernóbil (Чернобыльская АЭС им. В.И.Ленина – Central eléctrica nuclear memorial V. I. Lenin) se encuentra enUcrania, 18 km al noroeste de la ciudad de Chernóbil, a 16 km de la frontera entre Ucrania y Bielorrusia y 110 km al norte de la capital de Ucrania, Kiev. La planta tenía cuatro reactores RBMK-1000 con capacidad para producir 1 000 MWth cada uno. Durante el periodo de 1977 a1983 se pusieron en marcha progresivamente los cuatro primeros reactores; el accidente frustró la terminación de otros dos reactores que estaban en construcción. El diseño de estos reactores no cumplía los requisitos de seguridad que en esas fechas ya se imponían a todos los reactores nucleares de uso civil en occidente. El más importante de ellos es que carecía de un edificio de contención. El núcleo del reactor 8 estaba compuesto por un inmenso cilindro de grafito de 1,700 t, dentro del cual 1,600 tubos metálicos resistentes a la presión alojaban 190 toneladas de dióxido de uranio en forma de barras cilíndricas. Por estos tubos circulaba agua pura a alta presión que, al calentarse, proporcionaba vapor a la turbina de rueda libre. Entre estos conductos de combustible se encontraban 180 tubos, denominados «barras de control», compuestos por acero y boro, que ayudaban a controlar la reacción en cadena dentro del núcleo del reactor.
315
El accidente En agosto de 1986, en un informe enviado a la Agencia Internacional de Energía Atómica, se explicaban las causas del accidente en la planta de Chernóbil. Este reveló que el equipo que operaba en la central el sábado 26 de abril de 1986 se propuso realizar una prueba con la intención de aumentar la seguridad del reactor. Para ello deberían averiguar durante cuánto tiempo continuaría generando energía eléctrica la turbina de vapor después de la pérdida de suministro de energía eléctrica principal del reactor .9 Las bombas refrigerantes de emergencia, en caso de avería, requerían de un mínimo de potencia para ponerse en marcha (hasta que se arrancaran los generadores diésel) y los técnicos de la planta desconocían si, una vez cortada la afluencia de vapor, la inercia de la turbina podía mantener las bombas funcionando. Para realizar este experimento, los técnicos no querían detener la reacción en cadena en el reactor para evitar un fenómeno conocido como envenenamiento por xenón. Entre los productos de fisión que se producen dentro del reactor, se encuentra el xenón135, un gas muy absorbente de neutrones. Mientras el reactor está en funcionamiento de modo normal, se producen tantos neutrones que la absorción es mínima, pero cuando la potencia es muy baja o el reactor se detiene, la cantidad de 135Xenon aumenta e impide la reacción en cadena por unos días. El reactor se puede reiniciar cuando se desintegra el 135Xenón. Los operadores insertaron las barras de control para disminuir la potencia del reactor y esta decayó hasta los 30 megavatios. Con un nivel tan bajo, los sistemas automáticos detendrían el reactor y por esta razón los operadores desconectaron el sistema de regulación de la potencia, el sistema refrigerante de emergencia del núcleo y, en general, los mecanismos de apagado automático del reactor. Estas acciones, así como la de sacar de línea el ordenador de la central que impedía las operaciones prohibidas, constituyeron graves y múltiples violaciones del Reglamento de Seguridad Nuclear de la Unión Soviética. A 30 megavatios de potencia comienza el envenenamiento por xenón y para evitarlo aumentaron la potencia del reactor subiendo las barras de control, pero con el reactor a punto de apagarse, los operadores retiraron manualmente demasiadas barras de control. De las 170 barras de acero al boro que tenía el núcleo, las reglas de seguridad exigían que hubiera siempre un mínimo de 30 barras abajo y en esta ocasión dejaron solamente 8. Con los sistemas de emergencia desconectados, el reactor experimentó una subida de potencia extremadamente rápida que los operadores no detectaron a tiempo. A la 1:23, cuatro horas después de comenzar el experimento, algunos en la sala de control comenzaron a darse cuenta de que algo andaba mal.
316
Cuando quisieron bajar de nuevo las barras de control usando el botón de SCRAM de emergencia (el botón AZ-5 «Defensa de Emergencia Rápida 5»), estas no respondieron debido a que posiblemente ya estaban deformadas por el calor y las desconectaron para permitirles caer por gravedad. Se oyeron fuertes ruidos y entonces se produjo una explosión causada por la formación de una nube de hidrógeno dentro del núcleo, que hizo volar el techo de 100 toneladas del reactor provocando un incendio en la planta y una gigantesca emisión de productos de fisión a la atmósfera. Secuencia de hechos que llevaron a la explosión Secuencia de eventos Hora (UTC+3)
Evento
25 de abril 01:06
Comienza la reducción gradual programada del nivel de potencia del reactor.
03:47
La reducción de potencia se detuvo a los 1600 MW. El sistema de refrigeración de emergencia del núcleo (ECCS) fue aislado para evitar la interrupción de la prueba más tarde. Este hecho no contribuyó al accidente, pero en caso de haber estado disponible habría reducido mínimamente su gravedad.
14:00
La potencia, no obstante, debería haberse reducido aún más. Sin embargo, el regulador de la red eléctrica de Kiev pidió al operador del reactor mantener el mínimo de producción de energía eléctrica para satisfacer correctamente la demanda. En consecuencia, el nivel de potencia del reactor se mantuvo en 1600 MW y el experimento se retrasó. Sin este retraso, la prueba se habría efectuado el mismo día.
23:10
Reducción de potencia reiniciada.
24:00
Cambio de turno del personal.
26 de abril 00:05
00:28
El nivel de potencia se disminuyó a 720 MW, y siguió reduciéndose, pese a estar prohibido. Con el nivel de potencia sobre los 500 MW, el operador transfirió el control del sistema manual al sistema de regulación automática. La señal falló o el sistema
317
de regulación no respondió a esta señal, lo que provocó una caída inesperada de potencia a 30 MW. La señal de disparo del turbogenerador se bloqueó conforme a los 00:43:27
procedimientos de la prueba. INSAG-1 declaró: "Este procedimiento habría salvado al reactor." No obstante, es posible que este procedimiento retrasara el inicio del accidente unos 39 segundos. La potencia del reactor se elevó a 200 MW y se estabilizó. A pesar de que los operadores de la central pudieran desconocerlo, se violó el margen requerido de
01:00
reactividad operacional (ORM - Operational Reactivity Margin) de 15 barras (mínimas). La decisión se tomó para realizar las pruebas resumen del turbogenerador del turbogenerador con una potencia cercana a los 200 MW.
01:01
La bomba de circulación de reserva se cambió a la izquierda del circuito de refrigeración con el fin de aumentar el flujo de agua hacia el núcleo. Una bomba de refrigeración adicional se cambió a la derecha del circuito de refrigeración como parte del procedimiento de prueba. El funcionamiento de las bombas de refrigeración adicionales elimina el calor desde el núcleo más
01:07
rápidamente, lo que conduce a la disminución de la reactividad y hace aún más necesaria la eliminación de las varillas de absorción para evitar una caída en la potencia. Las bombas extrajeron demasiado calor (flujo) hasta el punto de superar los límites permitidos. El aumento del flujo de calor del núcleo generó problemas con el nivel de vapor en las baterías. baterías . El nivel de vapor de la batería estuvo no muy lejos del nivel de emergencia. Para compensar esto, un operador incrementó el flujo de agua. Esto incrementó
01:19 (aprox.)
el nivel de vapor, y además disminuyó la reactividad del sistema. Las barras de control se subieron para compensarlo, pero hubo que subir más barras de control para mantener el balance de reactividad. re actividad. La presión del sistema empezó a caer y, para estabilizar la presión, fue necesario apagar la turbina de vapor vap or de la válvula de derivación. Cálculos posteriores al accidente encontraron que el ORM en este punto era
01:22:30 equivalente a 8 barras de control. Las políticas de operación requerían un mínimo de 15 barras de control en todo momento. * La prueba *
318
Las válvulas de alimentación de la turbina se cerraron para poder permitir que 01:23:04 funcionasen por inercia. Para los 30 segundos posteriores a este momento no se requiere ninguna intervención de emergencia por parte del personal. El botón de emergencia (AZ-5) fue presionado por un operador. Las barras de 01:23:40 control empezaron a entrar en el núcleo del reactor e incrementaron la reactividad en la parte inferior del núcleo. 01:23:43
01:23:46
El sistema de protección de emergencia de tasa de energía (excursion power) se power) se activa. La potencia supera los 530 MW. Desconexión del primer par de las bombas de circulación principales (MCP) que están agotadas, seguida de la desconexión del segundo par. Fuerte disminución en el caudal (flujo) de los MPC que no participan en la
01:23:47
prueba y lecturas poco fiables en los MPC que sí participan en la prueba. Importante aumento en la presión de las baterías de separación de vapor. Fuerte aumento en el nivel de agua de las baterías de separación de vapor. Restauración en el caudal (flujo) de los MPC que no participaban en la prueba hasta el estado casi inicial. Restablecimiento de las tasas de flujo un 15 por
01:23:48 ciento por debajo de la tasa inicial de los MPC de la izquierda, y un 10 por ciento inferior de uno de los MPC que sí participaba en la prueba y lecturas poco fiables para el otro [...] Señal "Pressure increase in reactor space (rupture of a fuel channel)" (Aumento de la presión en el espacio del reactor (ruptura de un canal de combustible)), 01:23:49
señal "No voltage - 48 4 8 V" (Mecanismos variadores del EPC sin fuente f uente de alimentación) y señal "Failure of the actuators of automatic power controllers Nos 1 and 2" (Fallo de los accionadores de los controladores de alimentación automática números 1 y 2). Según una nota en el diario de operación del ingeniero jefe de control del reactor: "01:24: Severe shocks; the RCPS RCP S rods stopped stopp ed moving before they
01:24
reached the lower limit stop switches; power switch of clutch mechanisms is off." (01:24: Fuertes golpes; las barras RPC dejaron de moverse antes de llegar al límite inferior; el interruptor de encendido de los mecanismos de embrague está apagado.)
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Reacciones inmediatas Minutos después del accidente, todos los bomberos militares asignados a la central ya estaban en camino y preparados para controlar el desastre. Las llamas afectaban a varios pisos del reactor 4 y se acercaban acer caban peligrosamente al edificio donde se encontraba el reactor 3. El comportamiento heroico de los bomberos durante las tres primeras horas del accidente evitó que el fuego se extendiera al resto de la central. Aun así, pidieron ayuda a los bomberos de Kiev debido a la magnitud de la catástrofe. Los operadores de la planta pusieron los otros tres reactores en refrigeración de emergencia. Dos días después, había 18 heridos muy graves y 156 heridos con lesiones de consideración producidas por la radiación. la radiación. Todavía no había una cifra del número de muertos, pero en un accidente nuclear aumenta día tras día la lista de víctimas, hasta pasados muchos años después. El primer acercamiento en helicóptero evidenció la magnitud de lo ocurrido. En el núcleo, expuesto a la atmósfera, el grafito el grafito del mismo ardía al rojo vivo, mientras que el material del combustible y otros metales se había convertido en una masa líquida incandescente. La temperatura alcanzaba los 2.500 °C y en un efecto chimenea, impulsaba el humo radiactivo a una altura considerable. Al mismo tiempo, los responsables de la región comenzaron a preparar la evacuación de la ciudad de Prípiat de Prípiat y de un radio de 10 km alrededor de la planta. Esta primera evacuación comenzó de forma masiva 36 horas después del accidente y tardó 3 horas en ser concluida. La evacuación de Chernóbil y de un radio de 36 km no se llevó a cabo hasta pasados seis días del accidente. Para entonces ya había más de mil afectados por lesiones agudas producidas por la radiación.
Estructura de hormigón denominada "sarcófago", diseñada para contener el material radiactivo del núcleo del reactor y que fue diseñado para una duración de 30 años.
320
La mañana del sábado, varios helicópteros del ejército se prepararon para arrojar sobre el núcleo
una
mezcla
de
materiales
que
consistía
en arena, en arena, arcilla, arcilla, plomo, plomo, dolomita dolomita y boro absorbente de neutrones. de neutrones. El boro absorbente de neutrones evitaría que se produjera una reacción en cadena. El plomo estaba destinado a contener la radiación gamma y el resto de materiales mantenían la mezcla unida y homogénea. Cuando el 13 el 13 de mayo terminaron las emisiones, se habían arrojado al núcleo unas 5.000 t de materiales. Comenzó entonces la construcción de un túnel por debajo del reactor accidentado con el objetivo inicial de implantar un sistema de refrigeración para enfriar el reactor. Este túnel, así como gran parte de las tareas de limpieza de material altamente radiactivo, fue desarrollado por reservistas del ejército ruso, jóvenes de entre 20 y 30 años. Finalmente, jamás se implantó el sistema de refrigeración y el túnel fue rellenado con con hormigón hormigón para para afianzar el terreno y evitar que el núcleo se hundiera debido al peso de los materiales arrojados. En un mes y 4 días se terminó el túnel y se inició el levantamiento de una estructura denominada denominada sarcófago, sarcófago, que envolvería al reactor y lo aislaría del exterior. Las obras duraron 206 días. Las evidencias en el exterior Las evidencias iniciales de que un grave escape de material radiactivo había ocurrido en Chernóbil no vinieron de las autoridades soviéticas sino de Suecia, de Suecia, donde donde el 27 el 27 de abril se encontraron partículas radiactivas en las ropas de los trabajadores de la central la central nuclear de Forsmark (a unos 1.100 km 1.100 km de la central de Chernóbil). Los investigadores suecos, después de determinar que no había escapes en la central sueca, dedujeron que la radiactividad debía provenir de la zona fronteriza entre Ucrania y Bielorrusia, dados los vientos dominantes
en
aquellos
días.
Mediciones
similares
se
fueron
sucediendo
en Finlandia en Finlandia y Alemania, lo Alemania, lo que permitió al resto del mundo conocer en parte el alcance del desastre. La noche del lunes lunes 28 de abril, abril, durante la emisión del programa de noticias no ticias Vremya (Время), el presentador leyó un escueto comunicado:
"Ha ocurrido un accidente en la central de energía de Chernóbil y uno de los reactores resultó dañado. Están tomándose medidas para eliminar las consecuencias del accidente. Se está asistiendo a las personas afectadas. Se ha designado una comisión del gobierno." Los dirigentes de la URSS la URSS habían tomado la decisión política de no dar más detalles. Pero ante la evidencia, el 14 de mayo el secretario general Mijaíl general Mijaíl Gorbachov decidió leer un
321
extenso y tardío, pero sincero, informe en el que reconocía la magnitud de la terrible tragedia. Sin embargo la prensa internacional manifestó que el informe dado por las autoridades rusas minimizaba la magnitud del accidente y deseaba encubrir en la mayor de las posibilidades los efectos colaterales y secundarios que arrojaría al mundo una catástrofe nuclear de esa magnitud, y que empezaban a ser evidentes en todo el mundo y sobre todo en Europa. Los efectos del desastre La explosión provocó la mayor catástrofe en la historia de la explotación civil de la energía nuclear. Treinta y una (31) personas murieron en el momento del accidente, alrededor de 135.000 personas tuvieron que ser evacuadas de los 155.000 km² 155.000 km² afectados, permaneciendo extensas
áreas
deshabitadas
durante
muchos
años
al
realizarse
la relocalización posteriormente de otras 215.000 personas. La radiación se extendió a la mayor parte de Europa, permaneciendo los índices de radiactividad en las zonas cercanas en niveles peligrosos durante varios días. La estimación de los radionucleidos que se liberaron a la atmósfera se sitúa en torno al 3,5% del material procedente del combustible gastado (aproximadamente 6 toneladas de combustible fragmentado) y el 100% de todos los gases nobles contenidos en el reactor. De los radioisótopos más representativos, la estimación del vertido es de 85 petabecquerelios 85 petabecquerelios de 137Cs 137Cs y entre el 50 y el 60% del inventario total de 131I, 131I, es decir, entre 1600 y 1920 petabecquerelios. Estos dos son los radioisótopos más importantes desde el punto de vista radiológico, aunque el vertido incluía otros en proporciones menores, como 90Sr 90Sr o 239Pu. 239Pu. Efectos inmediatos Áreas de Europa contaminadas en kBq en kBq/m /m22 con Cs con Cs137 137 País
37-185 kBq 37-185 kBq/m /m22
185-555 kBq 185-555 kBq/m /m22
555-1480 kBq 555-1480 kBq/m /m22
+1480 kBq +1480 kBq/m2 /m2
Rusia
49 800
5 700
2 100
3000
Bielorrusia 29 900
10 200
4200
2200
Ucrania
37 200
3 200
900
600
Suecia
12 000
-
-
-
322
Finlandia
11 500
-
-
-
Austria
8 600
-
-
-
Noruega
5 200
-
-
-
Bulgaria
4 800
-
-
-
Suiza
1 300
-
-
-
Grecia
1 200
-
-
-
Eslovenia
300
-
-
-
Italia
300
-
-
-
Moldavia
60
-
-
-
Los efectos de la radioactividad en Europa. La contaminación de Chernóbil no se extendió uniformemente por las regiones adyacentes, sino que se repartió irregularmente en forma de bolsas radiactivas (como pétalos de una flor), dependiendo de las condiciones meteorológicas. Informes de científicos soviéticos y occidentales indican que Bielorrusia recibió alrededor del 60% de la contaminación que cayó en la antigua Unión Soviética. El informe TORCH 2006 afirma que la mitad de las partículas volátiles se depositaron fuera de Ucrania, de Ucrania, Bielorrusia Bielorrusia y Rusia. Una Rusia. Una gran área de la Federación la Federación rusa al sur de Briansk de Briansk también resultó contaminada, al igual que zonas del noroeste de Ucrania.
323
En Europa En Europa occidental se tomaron diversas medidas al respecto, incluyendo restricciones a las importaciones de ciertos alimentos. En Francia En Francia se produjo una polémica cuando el ministerio de Agricultura negó el 6 de mayo de 2006 que la contaminación radiactiva hubiese afectado a ese país, contradiciendo los datos de la propia administración francesa. Los medios de comunicación ridiculizaron rápidamente la teoría de que la nube radiactiva se hubiese detenido en las fronteras de Francia. Doscientas personas fueron hospitalizadas inmediatamente, de las cuales 31 murieron (28 de ellas debido a la exposición directa a la radiación). La mayoría eran bomberos y personal de rescate que participaban en los trabajos para controlar el accidente. Se estima que 135.000 personas fueron evacuadas de la zona, incluyendo 50.000 habitantes de Prípiat de Prípiat (Ucrania). Para más información en cuanto al número de afectados, véanse las secciones siguientes. Antes del accidente el reactor contenía unas 190 toneladas de combustible nuclear. Se estima que más de la mitad del yodo y un tercio del cesio radiactivos contenidos en el reactor fue expulsado a la atmósfera; en total, alrededor del 3.5% del combustible escapó al medio ambiente. Debido al intenso calor provocado por el incendio, los isótopos radiactivos liberados, procedentes de combustible nuclear se elevaron en la atmósfera dispersándose en ella. Los "liquidadores" "liquidadores" recibieron grandes dosis de radiación. Según estimaciones soviéticas, entre 300.000 y 600.000 liquidadores trabajaron en las tareas de limpieza de la zona de evacuación de 30 km alrededor del reactor, pero parte de ellos entraron en la zona dos años después del accidente. Efectos a largo plazo sobre la salud
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Mapa que muestra la contaminación por cesio-137 en Bielorrusia, Rusia y Ucrania. En curios por m² (1 curio son 37 gigabequerelios (GBq)). Inmediatamente después del accidente, la mayor preocupación se centró en el yodo radiactivo, con un periodo de semidesintegración de ocho días. Hoy en día (2011) las preocupaciones se centran en la contaminación del suelo conestroncio-90 y cesio-137, con periodos de semidesintegración de unos 30 años. Los niveles más altos de cesio-137 se encuentran en las capas superficiales del suelo, donde son absorbidos por plantas, insectos y hongos, entrando en la cadena alimenticia. De acuerdo con el informe de la Agencia de Energía Nuclear de la OECD sobre Chernóbil,20 se liberaron las siguientes proporciones del inventario del núcleo.
133Xe 100%, 131I 50-60%, 134Cs 20-40%, 137Cs 20-40%, 132Te 25-60%, 89Sr 4-6%, 90Sr 4-6%, 140Ba 4-6%, 95Zr 3,5%,99Mo >3,5%, 103Ru >3,5%, 106Ru
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>3,5%, 141Ce 3,5%, 144Ce 3,5%, 239Np 3,5%, 238Pu 3,5%, 239Pu 3,5%, 240Pu 3,5%, 241Pu 3,5%, 242Cm 3,5% Las formas físicas y químicas del escape incluyen gases, aerosoles y, finalmente, combustible sólido fragmentado. Sobre la contaminación y su distribución por el territorio de muchas de estas partes esparcidas por la explosión del núcleo no hay informes públicos. Algunas personas en las áreas contaminadas fueron expuestas a grandes dosis de radiación (de hasta 50 Gy) en la tiroides, debido a la absorción de yodo-131, que se concentra en esa glándula. El yodo radiactivo procedería de leche contaminada producida localmente, y se habría dado particularmente en niños. Varios estudios demuestran que la incidencia de cáncer de tiroides en Bielorrusia, Ucrania y Rusia se ha elevado enormemente. Sin embargo, algunos científicos piensan que la mayor parte del aumento detectado se debe al aumento de controles. Hasta el presente no se ha detectado un aumento significativo de leucemia en la población en general. Algunos científicos temen que la radiactividad afectará a las poblaciones locales durante varias generaciones, la cual se cree que no se extinguirá hasta pasados 300.000 años. Las autoridades soviéticas comenzaron a evacuar la población de las cercanías de la central nuclear de Chernóbil 36 horas después del accidente. En mayo de 1986, aproximadamente un mes después del accidente, todos los habitantes que habían vivido en un radio de 30 km alrededor de la central habían sido desplazados. Sin embargo la radiación afectó a una zona mucho mayor que el área evacuada. Restricciones alimentarias Poco después del accidente varios países europeos instauraron medidas para limitar el efecto sobre la salud humana de la contaminación de los campos y los bosques. Se eliminaron los pastos contaminados de la alimentación de los animales y se controlaron los niveles de radiación en la leche. También se impusieron restricciones al acceso a las zonas forestales, a la caza y a la recolección de leña, bayas y setas. Veinte años después las restricciones siguen siendo aplicadas en la producción, transporte y consumo de comida contaminada por la radiación, especialmente por cesio-137, para impedir su entrada en la cadena alimentaria. En zonas de Suecia y Finlandia existen restricciones sobre el ganado, incluyendo
los renos,
en
entornos
naturales.
En
ciertas
regiones
de Alemania, Austria, Italia, Suecia, Finlandia,Lituania y Polonia, se han detectado niveles de varios miles de becquerelios por kg de cesio-137 en animales de caza, incluyendo jabalíes y
ciervos,
así
como
en
setas
silvestres, frutas
del
326
bosque y peces carnívoros lacustres. En Alemania se han detectado niveles de 40.000 Bq/kg en carne de jabalí. El nivel medio es 6800 Bq/kg, más de diez veces el límite impuesto por la UE de 600 Bq/kg. La Comisión Europea ha afirmado que "las restricciones en ciertos alimentos de algunos estados miembros deberán mantenerse aún durante muchos años. En Gran Bretaña, de acuerdo con la Ley de Protección de la Comida y el Ambiente de 1985, se han estado usando Órdenes de Emergencia desde 1986 para imponer restricciones al transporte y venta de ganado ovino que supere los 100 Bq/kg. Este límite de seguridad se introdujo en 1986 siguiendo las orientaciones del Grupo de Expertos de la Comisión Europea. El área cubierta por estas restricciones cubría en 1986 casi 9000 granjas y más de 4 millones de cabezas de ganado ovino. En 2006 siguen afectando a 374 granjas (750 km²) y 200.000 cabezas de ganado. En Noruega, los Sami resultaron afectados por comida contaminada, y se vieron obligados a cambiar su dieta para minimizar la ingesta de elementos radiactivos. Sus renos fueron contaminados al comer líquenes, que extraen partículas radiactivas de la atmósfera junto a otros nutrientes. Fauna y flora Después del desastre, un área de 4 kilómetros cuadrados de pinos en las cercanías del reactor adquirieron un color marrón dorado y murieron, adquiriendo el nombre de "Bosque Rojo".En un radio de unos 20 o 30 kilómetros alrededor del reactor se produjo un aumento de la mortalidad de plantas y animales así como pérdidas en su capacidad reproductiva. En los años posteriores al desastre, en la zona de exclusión abandonada por el ser humano ha florecido la vida salvaje. Bielorrusia ya ha declarado una reserva natural, y en Ucrania existe una propuesta similar. Varias especies de animales salvajes y aves que no se habían visto en la zona antes del desastre, se encuentran ahora en abundancia, debido a la ausencia de seres humanos en el área. En un estudio de 1992-1993 de las especies cinegéticas de la zona, en un kilo de carne de corzo se llegaron a medir hasta cerca de 300.000 bequerelios de cesio-137. Esta medida se tomó durante un periodo anómalo de alta radiactividad posiblemente causado por la caída de agujas de pino contaminadas. Las concentraciones de elementos radiactivos han ido descendiendo desde entonces hasta un valor medio de 30.000 Bq en 1997 y 7.400 en 2000, niveles que siguen siendo peligrosos. En Bielorrusia el límite máximo permitido de cesio radiactivo en un kg de carne de caza es 500 Bq. En Ucrania es de 200 Bq para cualquier tipo de carne. Controversia sobre las estimaciones de víctimas
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Se prevé que la mayoría de muertes prematuras causadas por el accidente de Chernóbil sean el resultado de cánceres u otras enfermedades inducidas por la radiación durante varias décadas después del evento. Una gran población (algunos estudios consideran la población completa de Europa) fue sometida a dosis de radiación relativamente bajas, incrementando el riesgo de cáncer en toda la población (según el modelo lineal sin umbral). Es imposible atribuir muertes concretas al accidente, y muchas estimaciones indican que la cantidad de muertes adicionales será demasiado pequeña para ser estadísticamente detectable (por ejemplo, si una de cada 5.000 personas muriese debido al accidente, en una población de 400 millones habría 80.000 víctimas mortales debidas al accidente, estadísticamente indetectables). Además, las interpretaciones del estado de salud actual de la población expuesta son variables, por lo que los cálculos de víctimas se basan siempre en modelos numéricos sobre los efectos de la radiación en la salud. Por otra parte los efectos de radiación de bajo nivel en la salud humana aún no se conocen bien, por lo que ningún modelo usado es completamente fiable. Dados estos factores, los diferentes estudios sobre los efectos de Chernóbil en la salud han arrojado conclusiones muy diversas, y están sujetos a controversia política y científica. A continuación se presentan algunos de los principales estudios.
Estudios realizados sobre los efectos del accidente de Chernóbil Informe del UNSCEAR 2000 El informe del Comité Científico de Naciones Unidas sobre los Efectos de la Radiación Atómica (UNSCEAR) destaca la muerte en las primeras semanas de 30 empleados de la central o bomberos, de los 600 empleados de emergencias que se encontraban en la central esa noche, dolencias debidas a las radiaciones en 134, la evacuación de 116.000 personas de los alrededores de la central y la relocalización de unas 220.000 personas. El informe afirma que se observó un incremento significativo en la incidencia de cáncer de tiroides en los niños, pero que no existe la evidencia de un impacto importante en la salud pública que esté relacionado con las radiaciones 14 años después del accidente. El estudio no observa un incremento en la incidencia media de cáncer o un incremento en la mortalidad que pudiera asociarse a la exposición a las radiaciones. No se había encontrado que el riesgo de leucemia hubiera crecido, incluso entre los trabajadores expuestos o los niños. El informe señala que no existe ninguna prueba científica de incremento en otros desórdenes no malignos relacionados con las radiaciones ionizantes. Sí se informó de un incremento en
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otros efectos no relacionados con un detrimento en la salud, como un incremento en las muertes violentas y los suicidios. Estudio de la AEN 2002 La Agencia para la Energía Nuclear presentó en 2002 un estudio en el que indica que tras la respuesta de la URSS ante el accidente de Chernóbil se produjeron un total de 31 muertes, una debida a una explosión, una segunda debida a una trombosis, una más debida a quemaduras y 28 debidas a las radiaciones. Un total de 499 personas fueron hospitalizadas, de las que 237 tenían síntomas de haber sido expuestos de forma importante a las radiaciones perteneciendo los 28 muertos a este último grupo. En el informe se citan dos estudios diferentes en los que se cifra el posible incremento del número de cánceres en el futuro entre un 0,004 % y 0,01 % con respecto al número de cánceres total, entre los que se encontrarían los producidos por el tabaco, la polución y otros. También se enfatiza el hecho de que el número de cánceres de tiroides entre los niños aumentó de una forma importante en Bielorrusia y Ucrania debido al accidente de Chernóbil. En el periodo de 1986 a 1998 el número de cánceres con respecto al periodo de 1974 a 1986 se había incrementado en 4057 casos de cáncer de tiroides en niños. Prácticamente todos los casos fueron en niños nacidos antes del accidente. El informe del Fórum de Chernóbil (2005) Artículo principal: Informe del Fórum de Chernóbil En septiembre de 2005, el informe del Fórum de Chernóbil (en el que participan entre otros el OIEA, la OMS y los gobiernos de Bielorrusia, Rusia y Ucrania) estimó que el número total de víctimas que se deberán al accidente se elevará a 4000 (mejor estimador). Esta cifra incluye los 31 trabajadores que murieron en el accidente, y los 15 niños que murieron de cáncer de tiroides. Todos ellos forman parte de las 600.000 personas que recibieron las mayores dosis de radiación. La versión completa del informe de la OMS, adoptado por la ONU y publicado en abril de 2006, incluye la predicción de otras 5000 víctimas entre otros 6,8 millones de personas que pudieron estar afectados, con lo que se alcanzarían las 9000 víctimas de cáncer. Entre otras críticas, en el año 2006 Alex Rosen expresó sus dudas acerca del informe por considerar que los datos del mismo son anticuados y no toman en cuenta más que las repúblicas ex
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soviéticas. Otra crítica expuesta por grupos antinucleares se refiere al acuerdo que une al OMS y al OIEA y que obliga a la primera a consultar y consensuar previamente sus informes relacionados con sus competencias con el OIEA. OMS - Chernobyl’s Legacy: Health, Environmental and Socio-Economic Impacts and Recommendations to the Governments of Belarus, the Russian Federation and Ukraine (PDF)(inglés) El informe TORCH 2006 Artículo principal: Informe sobre Chernóbil TORCH 2006 Este estudio (en inglés The Other Report on Chernobyl, "El Otro informe sobre Chernóbil") se realizó en 2006 a propuesta del Partido Verde alemán europeo. En él se destaca que el informe del Fórum de Chernóbil sólo tomó en consideración las áreas con exposición superior a 40.000 Bq/m², existiendo otros países donde existe contaminación
con
niveles
inferiores
a
ese
valor
(Turquía, Eslovenia, Suiza, Austria y Eslovaquia). Se indica que el 44% de Alemania y el 34% del Reino Unido también fueron afectados. También se señala que se necesita un mayor esfuerzo de investigación para evaluar las incidencias de cáncer de tiroides en Europa, prediciendo de 30.000 a 60.000 muertes sólo por cáncer debidas al accidente así como un aumento de entre 18.000 y 66.000 casos de cáncer de tiroides sólo en Bielorrusia. Según este informe se ha observado un incremento medio del 40% de tumores sólidos en Bielorrusia.
Además
señala
que
la
inducción
de cataratas y
las enfermedades
cardiovasculares tienen conexión con el accidente. Este informe fue revisado en la Campaña sobre las radiaciones de bajo nivel, donde se observó que era una revisión teórica de una pequeña parte de la evidencia acumulada en los veinte años transcurridos desde el desastre de Chernóbil que revela desviaciones consistentes al ignorar o minusvalorar desarrollos cruciales en radiobiología, además de que ignora un gran volumen de evidencias en Rusia, Bielorusia y Ucrania. El informe de Greenpeace de 2006 En respuesta al informe del Fórum de Chernóbil, Greenpeace encargó un informe a un grupo de 52 científicos de todo el mundo. En este informe se estima que se producirán alrededor de 270.000 casos de cáncer atribuibles a la precipitación radiactiva de Chernóbil, de los cuales probablemente alrededor de 93.000 serán mortales; pero también se afirma que "las cifras publicadas más recientemente indican que sólo en Bielorrusia, Rusia y Ucrania el accidente podría ser responsable de 200.000 muertes adicionales en el periodo
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entre 1990 y 2004".Blake Lee-Harwood, director de campañas de Greenpeace, cree que poco menos de la mitad de las víctimas mortales totales se podrán atribuir al cáncer, y que "los problemas intestinales, los del corazón y del sistema circulatorio, los respiratorios, los del sistema endocrino, y especialmente los efectos en el sistema inmunológico también causarán muchas muertes". Carl Bialik, en el Wall Street Journal, expresó las preocupaciones existentes acerca de los métodos que Greenpeace utilizó en la compilación de su informe. Por ejemplo, la dificultad de aislar los efectos de Chernóbil de otros, como puede ser el incremento del número de fumadores o mejoras en el diagnóstico de cánceres. Además de que es imposible extrapolar de forma directa los datos de incrementos de cáncer en Hiroshima y Nagasaki a poblaciones europeas. El informe de la AIMPGN de abril de 2006 Artículo principal: Informe sobre Chernóbil de la AIMPGN (2006) En abril de 2006 la sección alemana de la AIMPGN realizó un informe que rebate gran parte de los resultados del resto de estudios realizados. Entre sus afirmaciones se encuentra que entre 50.000 y 100.000 liquidadores han muerto hasta 2006. Que entre 540.000 y 900.000 liquidadores han quedado inválidos. El estudio estima el número de víctimas mortales infantiles en Europa en aproximadamente 5000. Según el estudio sólo en Baviera (Alemania), se han observado entre 1000 y 3000 defectos congénitos adicionales desde Chernóbil. Sólo en Bielorrusia, más de 10.000 personas han sufrido cáncer de tiroides desde la catástrofe. El número de casos de cáncer de tiroides debidos a Chernóbil previsto para Europa (excluida la antigua Unión Soviética) se sitúa entre 10.000 y 20.000, entre otras. Otros estudios y alegatos
El ministro de Sanidad ucraniano afirmó en 2006 que más de 2.400.000 ucranianos, incluyendo 428.000 niños, sufren problemas de salud causados por la catástrofe. Tal como señala el informe de 2006 de la ONU, los desplazados por el accidente también sufren efectos psicológicos negativos causados por éste.
El estudio Radiation-Induced Cancer from Low-Dose Exposure (Cáncer inducido por exposición a bajas dosis de radiación) del Committee For Nuclear Responsibility (Comité para la responsabilidad nuclear) estima que el accidente de Chernóbil causará 475.368 víctimas mortales por cáncer. Otro estudio muestra un
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incremento de la incidencia del cáncer en Suecia. También se ha relacionado un cambio en la relación entre sexos en el nacimiento en varios países europeos con el accidente.
El sumario del informe "Estimaciones sobre el cáncer en Europa debido a la precipitación radiactiva de Chernóbil", de la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer, publicado en abril de 2006, afirma que es improbable que los casos de cáncer debidos al accidente puedan ser detectados en las estadísticas nacionales de cáncer. Los resultados de análisis de tendencia en el tiempo de casos y mortalidad de cáncer en Europa no muestran, hasta ahora, un incremento en tasas de cáncer, aparte de los casos de cáncer de tiroides en las regiones más contaminadas, que se pueden atribuir a la radiación de Chernóbil Sin embargo, aunque estadísticamente indetectable, la Asociación estima, basándose en el modelo lineal sin umbral, que se pueden esperar 16.000 muertes por cáncer debidas al accidente de Chernóbil hasta 2065. Sus estimaciones tienen intervalos de confianza al 95% muy amplios, entre 6.700 y 38.000 muertes.
Un estudio del GSF (Centro Nacional de investigaciones del Medio Ambiente y la Salud) de Alemania, muestra evidencias de un incremento en el número de defectos congénitos en Alemania y Finlandia a partir del accidente
Comparaciones con otros accidentes El accidente de Chernóbil causó algunas decenas de muertos inmediatos debido al envenenamiento por radiación. Además de ellos se prevén miles de muertes prematuras en las décadas futuras. De todos modos, en general no es posible probar el origen del cáncer que causa la muerte de una persona, y es muy difícil estimar las muertes a largo plazo debidas a Chernóbil. Sin embargo, para entender la magnitud del accidente sí es posible comparar los efectos que han producido otros desastres producidos por el hombre, como por ejemplo:
El fallo de la presa de Banqiao (Henan, China, 1975) causó al menos la muerte de 26.000 personas debido a la inundación, y otras 145.000 murieron debido a las epidemias y hambrunas subsiguientes.
El desastre de Bhopal (India, 1984), del cual la BBC informó que había causado la muerte a 3.000 personas inicialmente, y al menos otras 15.000 murieron de enfermedades subsiguientes.
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La gran niebla de 1952 de (Londres, Reino Unido, 1952), donde los servicios médicos compilaron estadísticas encontrando que la niebla había matado a 4.000 personas inicialmente y en los meses que siguieron murieron otras 8.000.
El desastre en MV Doña Paz, (Filipinas, 1987). Este incendio de productos del petróleo mató a más de 4.000 personas.
La inundación en Johnstown (Pensilvania, Estados Unidos, 1889). 2.209 muertos.
Explosiones de San Juanico de 1984 (Ciudad de México, México, 1984). 600 muertos
Accidente nuclear de Fukushima I, en Japón, el 11 de marzo de 2011, como consecuencia de un terremoto de magnitud 9,0 seguido de un tsunami.
Al informarse sobre el accidente varias naciones ofrecieron ayuda humanitaria inmediata a los afectados, además de realizar promesas de ayuda humanitaria a largo plazo. Cuba ha mantenido desde 1990 un programa de socorro para las víctimas de este accidente nuclear. Casi 24.000 pacientes, de Ucrania, Rusia, Bielorrusia, Moldavia y Armenia, todos ellos afectados por accidentes radiactivos, han pasado ya por el Hospital Pediátrico de Tarará, en las afueras de La Habana. La mayoría de los pacientes son niños ucranianos afectados por la catástrofe, con dolencias que van desde el estrés post-traumático hasta el cáncer. Alrededor del 67% de los niños provienen de orfanatos y escuelas para niños sin amparo filial. El impacto social de la atención brindada es grande, porque estos niños no tienen posibilidades económicas para tratar sus enfermedades. Son evaluados y reciben todo tipo de tratamientos, incluidos trasplantes de médula para quienes padecen leucemia. En este programa, el Ministerio de Salud de Ucrania paga el viaje de los niños a Cuba y todo el resto de la financiación del programa corre a cargo del gobierno cubano. La ONG gallega "Asociación Ledicia Cativa" acoge temporalmente a menores afectados por la radiación de Chernóbil en familias de la Comunidad Autónoma de Galicia. La ONG castellano-leonesa "Ven con Nosotros" realiza un trabajo similar en las comunidades de Castilla y León, Madrid y Extremadura y "Chernobil Elkartea" ,"Chernobileko Umeak" en el País Vasco y "Arco Iris Solidario" en Navarra. También se creó el Chernobyl Children Project International, y otros países como Irlanda o Canadá también ayudaron a los niños afectados. Situación de la central nuclear de Chernóbil desde 1995 Operación y cierre de la central
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Ucrania era en 1986 tan dependiente de la electricidad generada por la central de Chernóbil que la Unión Soviética tomó la decisión de continuar produciendo electricidad con los reactores no accidentados. Esta decisión se mantuvo después de que Ucrania obtuviese la independencia. Eso sí, las autoridades tomaron varias medidas para modernizar la central y mejorar su seguridad. En diciembre de 1995 el G7 y Ucrania firmaron el llamado memorándum de Ottawa, en el que Ucrania expresaba la voluntad de cerrar la central. A cambio el G7 y la UE acordaron ayudar a Ucrania a obtener otras fuentes de electricidad, financiando la finalización de dos nuevos reactores nucleares en Khmelnitsky y Rovno y ayudando en la construcción de un gasoducto y un oleoducto desde Turkmenistán y Kazajistán. En noviembre de 2000, la Comisión Europea comprometió 65 millones de euros para ayudar a Ucrania a adquirir electricidad durante el período provisional (2000 – 2003) mientras se construían nuevas centrales. El último reactor en funcionamiento fue apagado el 15 de diciembre de 2000, en una ceremonia en la que el presidente ucraniano Leonid Kuchma dio la orden directamente por teleconferencia. Nuevo sarcófago
El Reactor 4 de Chernóbil junto al sarcófago y el memorial del accidente en 2009. Con el paso del tiempo, el sarcófago construido en torno al reactor 4 justo después del accidente se ha ido degradando por el efecto de la radiación, el calor y la corrosión generada por los materiales contenidos, hasta el punto de existir un grave riesgo de derrumbe de la estructura, lo que podría tener consecuencias dramáticas para la población y el ambiente. El coste de construir una protección permanente que reduzca el riesgo de contaminación cumpliendo todas las normas de contención de seguridad fue calculado en 1998 en 768 millones de euros. Ucrania, incapaz de obtener esa financiación en el escaso tiempo
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disponible, solicitó ayuda internacional. Varias conferencias internacionales han reunido desde entonces los fondos necesarios, a pesar de que el presupuesto ha ido aumentando sensiblemente por culpa de la inflación. En 2004 los donantes habían depositado más de 700 millones de euros para su construcción (en total en esa fecha se habían donado cerca de 1.000 millones de euros para los proyectos de recuperación ), y desde 2005 se llevaron a cabo los trabajos preparativos para la construcción de un sarcófago nuevo, cuya construcción comenzó finalmente el 23 de septiembre de 2007, después de que el gobierno de Ucrania firmara un contrato con el consorcio francés NOVARKA y cuya finalización está prevista para principios de 2012. Se prevé que la construcción de este sarcófago en forma de arca permita evitar los problemas de escape de materiales radiactivos desde Chernóbil durante al menos cien años. La firma francesa Novarka construirá una gigantesca estructura de acero con forma de arco ovalado de 190 metros de alto y 200 metros de ancho. Cubrirá por completo la actual estructura del reactor y el combustible así como los materiales de residuos radiactivos que desataron la tragedia en 1986. Y es que el reactor accidentado aún conserva el 95% de su material radiactivo original, y la exposición a las duras condiciones meteorológicas de la zona amenazan con nuevas fugas. Antes de construir el nuevo sarcófago habrá que extraer el reactor 3 y el combustible que aún contiene. Ucrania ha firmado otro contrato con la empresa estadounidense Holtec para construir un gran almacen que haga las funciones de vertedero donde guardar los residuos nucleares generados, para ello se está construyendo en la propia central un centro de almacenamiento de residuos de alta actividad.
Programa de Prevención de accidentes industriales mayores http://www.ilo.org/wcmsp5/groups/public/---dgreports/---dcomm/-- publ/documents/publication/wcms_publ_9223071011_es.pdf
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1.1. Objetivo 1.1.1 El objetivo de este repertorio de recomendaciones prácticas consiste en proporcionar orientación respecto del establecimiento de un sistema administrativo, jurídico y técnico para el control de las instalaciones que entrañan riesgos de accidentes mayores. El repertorio procura proteger a los trabajadores, la población y el medio ambiente mediante: a) la prevención de accidentes mayores en estas instalaciones; b) la reducción al mínimo de las consecuencias de todo accidente mayor en el lugar de trabajo y fuera del mismo, por ejemplo mediante: i) una separación adecuada entre las instalaciones que entrañan riesgos de accidentes mayores y las viviendas y otros centros de población cercanos, como hospitales, escuelas y tiendas; y ii) planes de urgencia apropiados.
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Modulo 10: Ventilación industrial
OBJETIVOS Y PRINCIPIOS DE LA VENTILACIÓN GENERAL Y DE LA VENTILACIÓN DE DILUCIÓN Si los contaminantes generados en un lugar de trabajo han de ser controlados ventilando todo el recinto, hablamos de ventilación general . Su utilización implica la aceptación de que el contaminante se distribuya en cierta medida por todo el lugar de trabajo y pueda por tanto afectar a los trabajadores que estén lejos de la fuente de contaminación. Por consiguiente, la ventilación general es la estrategia opuesta a la extracción localizada, que pretende eliminar el contaminante interceptándolo lo más cerca posible de la fuente Si se utiliza para controlar contaminantes químicos, la ventilación general deberá limitarse exclusivamente a aquellas situaciones en las que no se generen grandes cantidades de contaminantes y sean de toxicidad relativamente moderada, y en las que los trabajadores no realicen sus tareas muy cerca de la fuente de contaminación. Si no se respetan estas condiciones, será difícil conseguir un control adecuado del ambiente de trabajo ya que las tasas de renovación de aire tendrán que ser tan altas que la velocidad del aire creará malestar, además de que mantener unas tasas de renovación tan altas resulta caro. Por consiguiente, no suele recomendarse la ventilación general para el control de sustancias químicas, excepto en el caso de los disolventes que tengan concentraciones admisibles de más de 100 partes por millón. Por consiguiente, la ventilación general se utiliza más que para controlar el ambiente térmico, para limitar la contaminación química, pero es obligado reconocer su utilidad como complemento de las técnicas de extracción localizada. Aunque las expresiones ventilación general y ventilación por dilución se han considerado sinónimas durante muchos años, en la actualidad ya no es así, debido a una nueva estrategia de ventilación general: la ventilación por desplazamiento. Aunque la ventilación por dilución tanto como la ventilación por
desplazamiento encajan en la definición de ventilación general anteriormente descrita, sus estrategias para controlar la contaminación son muy diferentes. La ventilación por dilución tiene por objeto mezclar al máximo el aire que se introduce mecánicamente con todo el aire ya existente, de modo que la concentración de un determinado contaminante sea lo más uniforme posible en
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todo el espacio (o de modo que la temperatura sea lo más uniforme posible, si lo que se pretende conseguir es el control térmico). Para conseguir la uniformidad, se inyectan corrientes de aire desde el techo a velocidad relativamente alta, para generar una fuerte circulación del aire. El resultado es un alto grado de mezcla del aire fresco con el aire ya presente en el espacio en cuestión. La ventilación por desplazamiento , debería ser, en teoría, la inyección de aire en un recinto de manera que el aire fresco desplace el aire anteriormente existente sin mezclarse con él. La ventilación por desplazamiento se consigue inyectando aire fresco lentamente y cerca del suelo y realizando la extracción de aire cerca del techo. El uso de este tipo de ventilación para controlar el ambiente térmico tiene la ventaja de que aprovecha el movimiento natural del aire generado por variaciones de densidad provocadas, a su vez, por diferencias de temperatura
La ventilación por dilución El diseño de un sistema de ventilación por dilución se basa en la hipótesis de que la concentración del contaminante es la misma en todo el espacio. Los ingenieros químicos suelen referirse a este modelo como el “tanque agitado”.
Si se asume que el aire inyectado en el espacio en cuestión está exento del contaminante y que en el momento inicial su concentración en dicho espacio es cero, será necesario conocer dos hechos a fin de calcular la velocidad de ventilación necesaria: la cantidad de contaminante que se genera y el nivel de concentración ambiental que se busca (que hipotéticamente será el mismo en todo el recinto). el valor de Q/V, al que suele denominarse “número de renovaciones por unidad de tiempo”. Aunque ocasionalmente el índice
de calidad de la ventilación se considere prácticamente equivalente a ese valor, la ecuación citada demuestra claramente que su influencia se limita a controlar la velocidad de estabilización de las condiciones ambientales, no el nivel de
concentración en el que se producirá la estabilidad. Eso dependerá exclusivamente de la cantidad de contaminante que se genere ( a) y de la
velocidad de ventilación ( Q). Si hacemos caso omiso de la etapa de transición y asumimos que se ha logrado la estabilidad, la ecuación indica que la velocidad de ventilación es equivalente a
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a/Clim, donde Clim es el valor de la concentración que debe mantenerse en el espacio dado. Tal valor queda recogido en disposiciones o bien, como norma auxiliar, en recomendaciones técnicas, como los Valores Límite Umbral (TLV) de la Conferencia Americana de Higienistas Industriales del Gobierno (ACGIH), que recomienda que la velocidad de ventilación se calcule con la fórmula: Q =
a
K
Clim donde a y Clim tienen el significado ya descrito y K es un factor de seguridad. Hay que elegir un valor de K entre 1 y 10 en función de la eficacia de la mezcla de aire en el espacio dado, de la toxicidad del disolvente (cuanto menor sea clim, mayor será el valor de K), y de cualquier otra circunstancia que el higienista industrial considere pertinente. La ACGIH cita como criterios determinantes, entre otros, la duración del proceso, el ciclo de operaciones y la ubicación habitual de los trabajadores con respecto a las fuentes de emisión del contaminante, el número de dichas fuentes y su ubicación, los cambios en la cantidad de ventilación natural achacables a causas estacionales y la reducción prevista de la eficacia funcional de los equipos de ventilación. En cualquier caso, para utilizar la fórmula anterior se requiere un conocimiento bastante exacto de los valores de a y K que deberán utilizarse, por lo que aquí se ofrecen algunas sugerencias al respecto. Por lo común es posible calcular la cantidad de contaminante generada a partir de la cantidad de determinados materiales consumidos en el proceso generador del contaminante. De modo que, en el caso de un disolvente, la cantidad utilizada será una buena indicación de la cantidad máxima que pueda existir en el ambiente. Como ya se ha indicado, el valor de K deberá determinarse en función de la eficacia de la mezcla de aire. Por consiguiente, ese valor será menor cuanto más uniforme sea la distribución de la concentración del contaminante existente en cualquier punto del espacio en cuestión. Ello, a su vez, dependerá de cómo se distribuya el aire dentro del espacio ventilado. De acuerdo con estos criterios, deberán utilizarse valores mínimos de K cuando se inyecte aire de manera que éste se reparta uniformemente, por ejemplo, utilizando
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una cámara de sobrepresión) y cuando la inyección y extracción del aire se realicen en extremos opuestos del espacio dado. Por otra parte, deberán utilizarse mayores valores de K cuando el aire se suministre de manera puntual y se extraiga en puntos cercanos a la entrada de aire fresco Hay que subrayar que cuando se inyecta aire en un espacio determinado (especialmente si se hace a alta velocidad), la corriente de aire así creada ejerce una fuerza considerable sobre el aire circundante. A continuación, el aire se mezcla con la corriente y reduce su velocidad, creando además una turbulencia cuantificable. En consecuencia, este proceso hace que el aire ya presente en el recinto se mezcle impetuosamente con el aire fresco inyectado, generando corrientes de aire internas. Predecir estas corrientes, incluso en términos generales, requiere una gran dosis de experiencia. A fin de evitar los problemas que provocaría que los trabajadores se vieran sometidos a corrientes de aire a velocidades relativamente altas, el aire suele inyectarse por medio de rejillas difusoras diseñadas para facilitar la rápida mezcla del aire fresco con el aire ya presente en el recinto. Así se consigue que las zonas en las que el aire se mueve a alta velocidad tengan la menor extensión posible. Tales corrientes no se producen en las proximidades de los puntos de evacuación o extracción del aire a través de puertas, ventanas, extractores u otras aberturas. El aire llega a las rejillas de extracción desde todas las direcciones, de modo que, incluso a una distancia relativamente corta de las mismas, el movimiento del aire no se percibe fácilmente como corriente de aire. En cualquier caso, cuando de lo que se trata es de la distribución del aire, es importante situar los puestos de trabajo, en la medida de lo posible, de manera que el aire fresco llegue a los trabajadores antes que a las fuentes de contaminación. Si existen fuentes importantes de calor en el recinto, el movimiento de aire vendrá condicionado en gran medida por las corrientes de convección provocadas por las diferencias de densidad entre el aire frío, más denso, y el aire caliente, más ligero. En espacios de este tipo, el diseñador de la distribución del aire ha de tener presente la existencia de tales fuentes de calor, o el movimiento de aire podría ser muy diferente del previsto.
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Por otra parte, la presencia de contaminación química no altera la densidad del aire de manera cuantificable. Aunque los contaminantes en su estado puro pueden tener una densidad muy diferente de la del aire (normalmente mucho mayor), dadas las concentraciones reales en el lugar de trabajo, la mezcla de aire y contaminante no tiene una densidad significativamente diferente a la del aire puro. Además, es preciso señalar que uno de los errores más habituales que se cometen al aplicar este tipo de ventilación es instalar sólo extractores de aire en el recinto, sin prever entradas de aire adecuadas. Así se disminuye la eficacia de los ventiladores de extracción y, por consiguiente, las velocidades reales de extracción de aire son muy inferiores a las previstas. En consecuencia, el contaminante se encuentra en concentraciones ambientales superiores a las calculadas inicialmente. Para evitar este problema, es preciso estudiar de qué modo se introducirá el aire en el espacio en cuestión. Lo recomendable es utilizar ventiladores de introducción además de ventiladores de extracción. Normalmente, la velocidad de extracción debe ser superior a la de introducción a fin de tener en cuenta la infiltración por ventanas y otras aberturas. Además, conviene mantener dicho espacio bajo una presión ligeramente negativa para evitar el arrastre de contaminantes a zonas no contaminadas.
La ventilación por desplazamiento Como ya se ha mencionado, lo que se pretende con la ventilación por desplazamiento es minimizar la mezcla de aire fresco con el aire ya existente en el recinto así como ajustar el sistema al modelo conocido como “flujo pistón”, lo que suele hacerse introduciendo aire lentamente y a poca altura y extrayéndolo cerca del techo. Tiene dos ventajas en comparación con la ventilación por dilución. En primer lugar, permite reducir la velocidad de renovación del aire, porque la contaminación se concentra cerca del techo, donde no hay trabajadores que lo respiren. La concentración media será entonces superior al valor C lim antes mencionado, pero eso no implica un mayor riesgo para los trabajadores, porque en la zona ocupada del espacio en cuestión, la concentración del contaminante será igual o menor que C lim. Los pocos estudios disponibles que se han realizado en instalaciones reales no son concluyentes, excepto por lo que respecta al hecho de que los sistemas que emplean ventilación por desplazamiento renuevan mejor el aire. Sin embargo, en
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estos estudios suelen expresarse reservas acerca de los resultados en cuanto que no han sido confirmados por mediciones del nivel de contaminación ambiental en los puestos de trabajo.
INTRODUCCIÓN A LA VENTILACIÓN INDUSTRIAL Objetivos de la Ventilación Industrial. Calidad del aire El objetivo primario de la ventilación industrial es el mantenimiento de la calidad y del movimiento del aire en los lugares de trabajo, en condiciones convenientes para la protección de la salud de los trabajadores. Complementariamente contribuye al bienestar físico y a la mejora del rendimiento en la actividad desarrollada. El hombre sólo puede vivir en una atmósfera cuyas características se encuentren dentro de límites restringidos. El aire en los lugares de trabajo deberá cumplir con los siguientes requisitos: Contenido de oxígeno: El contenido de oxígeno no deberá ser inferior al 18 - 19 % en volumen establecido en las diferentes normativas. Concentraciones de los contaminantes: Las concentraciones de los contaminantes en el aire deben ser inferiores a los límites admisibles establecidos en el Anexo III – Introducción a las Sustancias Químicas – del Decreto 351 / 79 y sus modificatorias, reglamentario de la ley N° 19587 – de Higiene y Seguridad en el Trabajo. MODIFICADO POR RESOLUCIÓN
295/03 Estrés térmico: Las determinaciones de los índices de carga térmica del ambiente de trabajo deben ser inferiores a los límites admisibles establecidos en el Anexo II – Estrés Térmico (Carga térmica) – del Decreto 351 / 79 y sus modificatorias, reglamentario de la ley N° 19587 – de Higiene y Seguridad en el Trabajo. MODIFICADO POR
RESOLUCIÓN 295/03 En tanto que la ventilación aplicada a las viviendas, oficinas y locales de uso público, tienen como objetivo la creación de condiciones de bienestar y la eliminación de olores y bacterias, la ventilación industrial se ocupa del control de la enorme variedad de sustancias que pueden contaminar al aire en los locales de
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trabajo y que se originan en procesos productivos como, asimismo, se utiliza para evacuar el calor que pueden generar dichos procesos.
Tipos de ventilación industrial La ventilación industrial puede ser general o localizada. La ventilación general, también conocida por dilución, busca la renovación y control del aire en la totalidad de un ambiente, en tanto que la ventilación localizada trata de crear condiciones particulares en sectores delimitados del mismo.
Ventilación general Consiste en el ingreso al local de un caudal de aire limpio exterior, calculado para diluir los contaminantes y reducir sus concentraciones a valores inferiores a los límites admisibles, o bien suficiente para una adecuada transferencia de calor al exterior. Este tipo de ventilación, denominada con propiedad ventilación por dilución, es aplicable cuando en un local existen numerosas fuentes de contaminación dispersas, o cuando las fuentes son móviles. Su aplicación está limitada por la toxicidad y por la cantidad de contaminantes generados que, cuando superan ciertos valores, determinan la necesidad de caudales de aire que no son técnica o económicamente factibles. El cálculo del caudal de la ventilación general, necesario para la dilución de los contaminantes, requiere el conocimiento del régimen de generación de éstos. La correspondiente estimación es, en general, dificultosa. La concentración admisible para el cálculo debe incluir un factor de seguridad que tome en cuenta la distribución desigual de los contaminantes en el local. Es también aconsejable favorecer los movimientos convectivos localizados que tienden a unificar dicha distribución.
Ventilación localizada La ventilación localizada incluye tanto a la extracción como a la inyección de aire. La extracción localizada encuentra una aplicación importante en la evacuación de contaminantes en su propia fuente de origen. Idealmente el cálculo de este tipo de ventilación no requiere el conocimiento de la cantidad ni de la toxicidad de los contaminantes, puesto que el aire evacuado del local no debe ajustarse a las exigencias de respirabilidad. Desde un punto de vista práctico, los factores mencionados influyen en el factor de seguridad que se adopta para determinar el caudal a extraer.
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La inyección localizada de aire se aplica a la creación de zonas de alta velocidad con el fin de aliviar la carga térmica ambiental o, como ya se ha señalado, para reducir la concentración de contaminantes mediante su dispersión.
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Ventilación natural - ventilación mecánica La ventilación puede hacerse por medios naturales o mecánicos. En la ventilación mecánica el aire es extraído de los locales, o es inyectado en ellos, utilizando ventiladores. En cuanto a la renovación natural del aire de los locales, se realiza a través de las diversas aberturas que posean: puertas, ventanas, lucernas, chimeneas, juntas de los cerramientos, fisuras, etc. La circulación del aire se produce por diferencias térmicas y de presión, que pueden ser de origen natural, tales como las debidas a la diferente insolación de las paredes o a la acción del viento, o bien resultan de los procesos industriales (por transferencia de calor o por efecto mecánico). Si bien la ventilación natural es en parte incontrolable, por estar sujeta a variaciones climáticas imprevisibles, por ejemplo el viento, tiene numerosas aplicaciones en la ventilación de locales industriales, particularmente cuando existen fuentes de calor. Tales son los casos de las industrias siderúrgicas y del vidrio, salas de calderas, centrales térmicas, etc. cuando en las áreas frías hay fuentes de contaminación es imprescindible la ventilación mecánica. Esta puede ser general o localizada; esta última es la más frecuentemente utilizada. La ventilación mecánica general puede hacerse mediante extractores o inyectores de aire, sin usar conductos o bien con sistemas de conductos de aspiración o de distribución. La extracción localizada de contaminantes en procesos fríos requiere siempre ventilación mecánica Control de contaminantes Habitualmente se clasifican los contaminantes del aire, según su estado físico, en partículas, gases y vapores. Se ha demostrado que las partículas de interés higiénico, es decir las que pueden ingresar al organismo por la vía respiratoria, forman en el aire dispersiones estables. El tamaño de dichas partículas es tal, que su movimiento propio es despreciable; se mueven acompañando al aire en que están dispersas. Este concepto conduce al principio general de la ventilación industrial aplicada al control de los contaminantes del a ire y que es el siguiente: “El control de los contaminantes del aire se hace controlando el movimiento del aire”,
ya que los contaminantes que no pueden ser controlados en esta forma carecen
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de interés higiénico. Este principio es también aplicable a los contaminantes gaseosos que forman dispersiones moleculares.
Ventilación localizada por extracción La elección de un sistema de ventilación localizada para extracción de contaminantes debe tomar en cuenta, entre otros factores, la ubicación y magnitud de las fuentes contaminantes, la simultaneidad de su funcionamiento y la disponibilidad de espacio para las instalaciones. Los sistemas de posible elección son los siguientes:
Extracción y tratamiento independiente de cada fuente El uso de equipos de extracción y tratamiento individual es comparativamente de elevado costo de instalación y funcionamiento. Puede ser usado para la captación de contaminantes especiales que no convenga incorporar a los sistemas de ramales múltiples por su naturaleza corrosiva, inflamable, tóxica, etc.
Sistemas de ramales múltiples de alta velocidad Para iniciar el proyecto conviene disponer de un plano de las instalaciones industriales y del diagrama de flujo del proceso. Esta información preliminar ayuda a ubicar las fuentes de generación de los contaminantes. En la ventilación localizada se deben captar los contaminantes desprendidos en su lugar de origen, antes de que puedan dispersarse en el ambiente general del local. El primer paso es la elección del tipo de campana que se instalará en cada fuente de contaminantes y el diseño de la misma. El tipo, forma y dimensiones de la campana están determinados por el equipo que genera el contaminante y por los requisitos del proceso. Cada campana requiere la extracción de un caudal de aire mínimo que asegure las velocidades de control necesarias para evitar la dispersión de los contaminantes. Las campanas deben conectarse a una red de conductos que lleva el aire a un equipo de tratamiento para la retención de los contaminantes. Cuando estos sistemas aspiran aire contaminados con partículas, se los denominan de alta velocidad, porque se elige una velocidad adecuada en los conductos, generalmente de 18 m/s o mayor, que asegura el transporte neumático de las partículas y evita que se depositen en ellos, con la consecuente posibilidad de su obturación. De esa forma se logra que las partículas sean llevadas al equipo de tratamiento, donde quedan retenidas y se evita su emisión al aire exterior, a través del conducto de descarga del sistema. En cambio, los contaminantes gaseosos
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siempre son arrastrados por el aire que se mueve en los conductos y no requieren velocidades tan altas como en el caso de las partículas. La aspiración se produce mediante un ventilador, ubicado habitualmente corriente abajo del equipo de tratamiento y que descarga en un conducto de evacuación. La ubicación del equipo de tratamiento está determinada por la disponibilidad de espacio, acceso a las redes de energía eléctrica, agua y desagües de los efluentes líquidos, en el caso en que se generen y disposición final del material recolectado por el equipo o de los barros generados en las plantas de tratamiento de los efluentes líquidos
Sistemas de baja velocidad con cámaras de sedimentación Los sistemas de extracción localizada de baja velocidad con cámaras son diferentes a los de alta velocidad. Las velocidades mínimas de transporte, para evitar el depósito de las partículas sólo se mantiene en los conductos conectados a las campanas, también llamados ramales; el conducto principal se sobredimensiona de manera que la velocidad sea muy inferior al valor de transporte. La misión del conducto principal es proveer un camino con muy poca pérdida de presión desde los puntos de unión de los ramales hasta el depurador de aire o el ventilador. Esto contribuye a mantener el equilibrio entre los ramales y a menudo ocasiona un menor consumo de energía
DISEÑO DE CAMPANAS Se denomina campana de captación o campana al elemento de ingreso del aire al sistema de conductos de ventilación. El término campana se usa en un sentido amplio, incluyendo cualquier abertura de succión independientemente de su forma o tamaño, que permite que el aire ingrese al sistema de conductos. La función esencial de la campana es, entonces, crear un flujo de aire que capture eficazmente al contaminante y lo transporte hacia ella. Las campanas se proyectan tendiendo a lograr la máxima eficiencia aerodinámica en la captación del contaminante, es decir tratando de crear la velocidad necesaria en el área de contaminación, con la menor caudal y el mínimo consumo de energía. Para ello es conveniente, en la medida de lo posible, la colocación de pantallas o el encerramiento de procesos con el fin de encauzar el aire. Los procesos controlados por las campanas pueden ser procesos llamados procesos fríos, también conocidos como fuentes frías, o procesos con liberación
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de calor o calientes, también denominados fuentes calientes. En los procesos fríos los contaminantes emitidos por la fuente son llevados en direcciones aleatorias por las corrientes del aire existentes en los locales. En los procesos calientes se libera la energía térmica que genera un movimiento ascendente del aire, por disminución de su densidad, que arrastra al calor o a los contaminantes químicos.
Propiedades de los contaminantes Efectos de inercia: Los gases y vapores no presentan una inercia significativa. Lo mismo ocurre con las partículas pequeñas de polvo, de diámetro igual o inferior a 20 micrómetros (que incluye los polvos respirables). Este tipo de materiales se mueve si lo hace el aire que les rodea. En este caso, la campana debe generar una velocidad de control o captura suficiente para controlar el movimiento del aire que arrastra a los contaminantes y, al mismo tiempo, vencer el efecto de las corrientes de aire producidas en el local por otras causas, como movimiento de personas, de vehículos, corrientes convectivas, etc. Efectos de la densidad: Con frecuencia la ubicación de las campanas se decide, erróneamente, sobre la base de suponer que los contaminantes químicos son “más pesados “ que el aire. En la mayor parte de las aplicaciones relacionadas
con los riesgos para la salud, este criterio es de poco valor Las partículas de polvo, los vapores y los gases que pueden representar un riesgo para la salud tienen un comportamiento similar al aire, y no se mueven apreciablemente hacia arriba o hacia abajo a causa de densidad propia, sino que son arrastradas por las corrientes de aire. Por lo tanto, el movimiento habitual del aire asegura una dispersión uniforme de los contaminantes.
Diseño de campanas El tipo de campana a emplear dependerá de las características físicas de la fuente de contaminación, del mecanismo de generación del contaminante y de la posición relativa del equipo y del trabajador. Los pasos para el diseño de una campana son: - Determinar la ubicación respecto al proceso. - Determinar la forma y tamaño. - Determinar el caudal de aspiración. A fin de obtener las ecuaciones de cálculo de los caudales que deben aspirar en las cabinas, estás se clasifican en los siguientes tipos: a) Campanas de procesos confinados
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b) Cabinas c) Campanas exteriores d) Campanas receptoras Es muy importante clasificar de manera adecuada la campana a proyectar, para poder calcular adecuadamente el caudal que debe ser aspirado. La extracción de este caudal se logra, generalmente, mediante el uso de un ventilador. El caudal volumétrico de aspiración, se calcula aplicando la ecuación de continuidad: Q = v . A (m 3 / s) donde: v (m / s): velocidad del aire y A (m2): área de la sección de pasaje del aire a la velocidad v. Campanas de procesos confinados Se denominan campanas de procesos confinados a las campanas que encierran, de la forma más completa posible, a los procesos contaminantes que deben controlar. Los confinamientos no son herméticos pues existen aberturas para la entrada o salida de materiales, aberturas de observación, fisuras en los cerramientos, etc., por lo que es necesaria la extracción del aire para el control de la dispersión de los contaminantes (recordar que al generar una depresión dentro de los cerramientos, por la aspiración del aire, no permite el escape de los contaminantes por sus otras aberturas). Para aplicar la ecuación de continuidad, se considera la velocidad con que el aire pasa a través de las aberturas que presenta el cerramiento, y se la denomina velocidad sobre las abertura V
ab.
El área total de aberturas, que se obtiene
sumando todas las aberturas parciales que presenta el cerramiento, se denomina A T ab. Luego, de resulta: Q = V ab . A T ab (m3 / s) Las velocidades sobre las aberturas deben tener magnitudes tales, que superen a las velocidades de escape inducidas por los procesos ubicados dentro de los cerramientos. La bibliografía informa de las velocidades sobre las aberturas, recomendadas en función de las características de los diferentes procesos. A veces, la velocidad sobre las aberturas se da como un caudal específico (q) expresado como caudal a aspirar dividido por el área total de aberturas: q = Q / A T ab (m 3 / s / m 2) donde: (m3/s/m2) equivale a (m/s).
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O sea que conocida el área total de aberturas, el caudal a aspirar (Q) resulta ser: Q = q . A T ab (m 3 / s)
Cabinas Las cabinas son recintos que presentan un frente total o parcialmente abierto para acceso. El proceso contaminante se realiza en su interior. Se extrae un caudal de aire suficiente para inducir en el frente de la cabina, una velocidad promedio denominada velocidad en el frente (v f), del orden de 0,3 a 1,0 m/s, que en general basta para superar la tendencia al escape del aire contaminando, aunque existen casos en donde se requieren velocidades en los frentes de mayor magnitud Ejemplos: cabinas de laboratorio y de pintura. La velocidad en el frente de la cabina es función de: - el proceso a controlar, que determina las condiciones de dispersión de los contaminantes, - de la toxicidad de estos últimos y - la magnitud de las velocidades de las corrientes del local, denominadas velocidades erráticas (v e): v f = F ( proceso, toxicidad, v e ) El caudal a aspirar (Q) se obtiene aplicando la ecuación: Q = v f . A f (m 3 / s) donde: A f : área del frente abierto máximo de la cabina y que es igual a: A f = h . l (m 2) donde: h : altura del frente abierto y l : longitud del frente abierto. En el caso de tratarse de un cabina con un frente de magnitud variable, para el cálculo del área de entrada se utilizan los valores mayores de la altura o del largo. Este tipo de disposición es muy eficiente. Las paredes de la cabina no sólo reducen la magnitud del caudal a extraer, sino que actúan como pantallas que evitan los efectos adversos directos de las corrientes erráticas del local. La extracción se efectúa por una conexión en la parte superior si el proceso libera calor, para evitar fugas del aire caliente, y en el caso del control de procesos fríos, en la pared opuesta al frente o en el techo de la cabina
Campanas exteriores Se denomina campana exterior a la que controla la dispersión de los contaminantes de una fuente que está ubicada fuera de sus límites físicos. Se
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emplea cuando no es posible el uso de campanas de procesos confinados o de cabinas. Ejemplos - Ranuras de aspiración en los bordes de tanques o mesas de trabajo. - Extremos de conductos próximos a pequeñas fuentes de contaminación. - Campanas de captación dispuestas lateralmente a procesos industriales, sean las fuentes frías o calientes. - Rejas en el suelo o en mesas de trabajo. - Campanas suspendidas (sobre procesos que no liberan calor). - Ventiladores helicoidales en paredes adyacentes a los procesos. Las campanas exteriores ejercen su acción creando corrientes direccionales de la zona adyacente a la abertura de succión. Estas corrientes inducen velocidades en los puntos más distantes, que arrastran al contaminante hacia el interior de la campana. El movimiento del aire debe controlar al contaminante hasta alcanzar la campana. Los movimientos del aire generados por otras causas pueden distorsionar el flujo inducido por la campana y requerir caudales de aire superiores a fin de superar dichas distorsiones. La eliminación de las posibles causas de esos movimientos de aire es un factor importante para lograr un control efectivo del contaminante, sin tener que recurrir a caudales de aspiración excesivos e incurrir en elevados costos de funcionamiento asociados a ellos. Entre los motivos más importantes que originan movimientos de aire se encuentran: - Los procesos a alta temperatura o las operaciones que generan calor, que dan lugar a corrientes de aire de origen térmico. - Movimiento de la maquinaria, como piedras de amolado y pulido, cintas transportadoras, etc. - Movimiento de materiales, como en la descarga de volquetes o el llenado de depósitos. - Movimiento del operario. - Corrientes erráticas de aire en el local (que se consideran habitualmente entre 0,12 y 0,25 m/s, pero pueden ser mucho mayores). - Movimiento rápido del aire producido por equipos de enfriamiento o calentamiento localizado.
Velocidades de control
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Se denomina velocidad de control o de captura a la velocidad mínima del aire, inducida en las proximidades de la campana, que es necesaria para capturar y dirigir hacia ella el aire contaminado. Esta velocidad de aire es función del caudal de aire aspirado y de la forma de la campana. Cuando la boca de una campana está ubicada a una distancia (x 1) de un punto sobre el cual es necesario inducir una velocidad de control (v c), para controlar la dispersión de los contaminantes, el caudal (Q 1) a aspirar por la campana, es: Q 1 = v c . A C1 = v c . k 1 . x 1 2 (m3 / s) donde k 1: coeficiente de proporcionalidad y que es función de la forma del contorno de velocidad. Si la campana se ubica ahora a una distancia (x 2) que es el doble de la distancia anterior (x 1) y se requiere inducir la misma velocidad de control (v c), el nuevo caudal (Q 2) a aspirar por la campana, según la ecuación, es: Q 2 = v c . A C2 = v c . k 2 . x 2 2 (m3 / s) y donde se supone que el coeficiente de proporcionalidad (k 2) es el mismo que en el caso anterior. Dividiendo miembro a miembro las ecuaciones Q 2 / Q 1 = x 2 2 / x 1 2 = (2 . x 1) 2 / x 1 2 = 4 O sea que el caudal a aspirar para inducir la misma velocidad de control, cuando la campana se encuentra al doble de distancia de la fuente a controlar, es cuatro (4) veces mayor que el caudal original
Determinación del caudal de aspiración Para calcular el caudal de aire a aspirar por la campana se debe: - 1°: determinar la velocidad de control que se debe ejercer sobre un punto exterior ubicado a una distancia x del frente de dicha campana - 2° : determinar el área del contorno de velocidad que pasa por dicho punto y - 3° : obtener el caudal utilizando la ecuación Esto se conoce como el método racional para el calculo de campanas exteriores. La dificultad de la aplicación de la ecuación radica en la determinación del área del contorno de velocidad. Es por ello que se han realizado estudios que han permitido obtener los valores de las velocidades inducidas en las proximidades del frente de la campana, en función de la distancia a la boca de aspiración y partir de éstos, se han determinado las ecuaciones de cálculo.
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Para campanas laterales de boca circular, cuadrada o rectangular, estas últimas con un relación ancho a largo (W / L) igual o mayor que 2 el caudal de aspiración viene dado por la expresión: Q = v . (10 . x 2 + A) (m3/s) donde: Q : caudal de aire a aspirar por la campana, v : velocidad de control en el eje de la campana a una distancia x de la boca en (m/s), x : distancia a la boca de la campana en (m) y A : área del frente o boca de la campana, (m 2). De la ecuación se deduce que el caudal varía con el cuadrado de la distancia a la campana.
Efecto de las pantallas La denominación de pantalla se utiliza para definir a: 1) Una superficie situada en el plano del frente de la campana y unida a su borde, que representa una barrera al flujo de aire que proviene de la zona posterior de la campana; también es llamada pestaña, 2) Una superficie que impide el flujo del aire procedente de ciertas direcciones situadas enfrente o lateralmente a la campana; también es denominada deflector.
Campanas con bocas de aspiración tipo ranuras Se denominan campanas tipo ranuras o rendijas las que presentan bocas de aspiración con una relación ancho / longitud igual o inferior a 0,2. Las ranuras se utilizan habitualmente para lograr un flujo de aire de aspiración uniforme y una velocidad de control adecuada sobre una superficie de generación de contaminantes, por ejemplo en una cuba abierta para desengrase o en la boca de una campana de gran tamaño, como en ciertos diseños de campanas de aspiración lateral. La función de la ranura es únicamente proporcionar una distribución uniforme del aire.
Campanas suspendidas La campana suspendida o dosel es una campana colocada a una determinada altura sobre una fuente fría. El esquema de la campana es el indicado Se recomienda que la campana exceda al diámetro o a los lados de la fuente de emisión de contaminantes. La ecuación general para esta campana suspendida de cuatro laterales abiertos es:
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Q = v . K . p . h (m 3 / s) donde: Q : caudal de aire a aspirar por la campana suspendida en (m 3/s), v : velocidad de control en (m/s) K : constante que varía con las relaciones entre las dimensiones de la campana y de la fuente contaminante, p : perímetro de la fuente en (m) y h : altura entre el plano superior de la fuente y el plano inferior de la boca de la campana en (m). Se recomienda que el tamaño de la campana exceda al diámetro o a los lados de la fuente de emisión de contaminantes en el 40 % de la altura que existe entre el borde inferior de la campana y el borde o plano superior de dicha fuente. Cuando se satisface la condición anterior la ecuación de cálculo recomendada es: Q = v . 1,4 . p . h (m 3 / s) El valor exacto de K para otros casos no ha sido establecido. Cuando la campana suspendida está apoyada sobre una pared se la conoce con el nombre de campana suspendida de tres laterales abiertos. La ecuación utilizada para el cálculo del caudal es: Q = v . (l + 2.a) . h (m 3 / s) Donde ahora: l : dimensión de la campana paralela a la pared en (m) y a : dimensión de la campana perpendicular a la pared en (m). Cuando la campana suspendida está ubicada en una esquina del local, es decir sobre dos paredes, se la conoce con el nombre de campana suspendida de dos laterales abiertos. La ecuación de cálculo del caudal es: Q = v . (l + a) . h (m 3 / s) donde ahora: l y a: dimensiones de los laterales abiertos de la campana en (m).
Campanas para el control de cubas abiertas Las cubas abiertas, también conocidas como tanques abiertos son aquellas en donde se sumergen piezas para su limpieza superficial, como desengrasados o decapados, o para ser sometidas a procesos de galvanoplastía, tales como cromado, niquelado, etc. Las campanas que se usan para el control de las cubas abiertas pueden ser cabinas o campanas exteriores. Dentro de estas últimas se encuentran las llamadas campanas de extracción lateral
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A continuación se indica un procedimiento para determinar las velocidades mínimas de control en locales no perturbados por corrientes erráticas del aire y calcular los caudales correspondientes. Procedimiento Para obtener las velocidades de control necesarias de las campanas de captación, se considera que son función del Riesgo Potencial, del Grado de Generación del contaminante y del tipo de campana utilizada. El riesgo potencial de un contaminante representa el daño que puede producir a las personas expuestas y se obtiene a partir de la concentración máxima permisible ponderada en el período de ocho (8) horas (CMP) utilizando la información de la Tabla N° 2.2. Se indica con las letras A, B, C, y D, donde A representa a las sustancias de mayor riesgo y la letra D representa a las de menor riesgo. El grado de generación de un contaminante, que indica la probabilidad que el contaminante se desprenda de la superficie de la cuba y pase al ambiente de trabajo, se determina utilizando el valor resultante más desfavorable obtenido de la Tabla 2.3 o de la Tabla 2.5. En la Tabla 2.3 se indica los distintos grados de generación con los números del 1 al 4, en función de: - la temperatura del líquido de la cuba, - los grados de temperatura por debajo del punto de ebullición de las soluciones de las cubas, siempre que este valor se conozca, - de la evaporación relativa dada en horas, obtenida a partir de ensayos realizados para los distintos solventes utilizados en los procesos o - de la evaporación relativa también clasificada como rápida, media, lenta y nula o inapreciable, y donde al pie de la mencionada Tabla N° 2.3 se indica como se obtienen estas categorías a partir del llamado Tiempo de secado relativo. Estos últimos valores figuran en el Apéndice 1, para un gran número de solventes. Con el riesgo y el grado así obtenidos, se forma el grupo correspondiente: A1, B2, C3, etc. Con este grupo se ingresa a la Tabla 2.4 y se obtiene la velocidad mínima de control (m/s), en función de los distintos tipos de campanas que pueden utilizarse. Esto es para ubicaciones sin corrientes de aire apreciables dentro del local.
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Con las velocidades así obtenidas de la Tabla 2.4 y con las dimensiones de las cabinas o de las campanas suspendidas elegidas, aplicando las correspondientes ecuaciones de cálculo, se obtienen los caudales a aspirar. Cuando se utilizan campanas de extracción lateral, la ecuación de cálculo para determinar el caudal es: Q = q . b . l (m 3 / s) donde: q : caudal específico o sea caudal mínimo por área de superficie de cuba (m3/ s / m 2), b : dimensión de la cuba perpendicular a la ranura (rendija) de aspiración en (m) y l : dimensión de la campana paralela a la ranura (rendija) de aspiración en (m). Para obtener los valores del caudal específico mínimo (q) se trabaja de la siguiente forma, a partir de los datos indicados en la Tabla N° 2.6: Con el valor de la velocidad mínima de control obtenida de la Tabla N° 2.4, de acuerdo al riesgo y grado manejado, se entra en la columna de la izquierda y con las características de la campana, caso I – campana de aspiración apantallada o contra una pared – o caso II – campana de aspiración sin pantalla –, se selecciona la fila correspondiente. Se ubica la columna encabezada con el valor de la relación ancho a largo de la cuba (b / l) y en la intersección con la fila hallada en el paso anterior se determina el valor del caudal específico (q). Empleando la expresión anterior se obtiene el caudal que debe aspirar la campana. El ancho (b) de la cuba indica el ancho efectivo sobre el que la campana debe aspirar el aire. Cuando la boca de la campana está más allá del borde de la cuba, esta distancia debe ser sumada al ancho de la cuba. Para lograr una distribución correcta del aire a través de toda la superficie de la cuba, se recomienda que la boca de entrada sea del tipo ranura, Recomendaciones: El nivel del líquido en la cuba no debe estar a menos de 0,15 m de la boca de la cuba. Siempre que sea posible se deben instalar encerramientos o tapas sobre las cubas. Se deben instalar pantallas para reducir las corrientes de aire transversales del local. Si esto no es posible, se debe aumentar la velocidad de control.
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Campanas receptoras Se denominan campanas receptoras a las que se ubican para recibir una corriente de aire contaminado inducido por las características de la fuente. Como ejemplos de estas campanas podemos citar: Campanas suspendidas, también denominadas campanas dosel, ubicadas sobre procesos que liberan calor, es decir sobre una fuente caliente. Campana lateral adyacente a un disco de pulido que provoca una corriente de aire por la proyección de partículas inerciales. Campanas exteriores a las que se ha agregado una corriente de aire de gran velocidad dirigida hacia su frente desde el lado opuesto de la zona de contaminación. El proyecto de una campana receptora requiere información sobre la magnitud y las características del caudal de aire inducido por el proceso. El caudal de aire a extraer debe ser por lo menos igual al caudal inducido. Campanas suspendidas sobre una fuente caliente Supongamos inicialmente una fuente ideal puntual (F) que entrega al medio una potencia calórica (H), expresada en vatios. La potencia calórica (H) calienta el aire del entorno de la fuente, lo que disminuye su densidad, y se produce el ascenso de éste; el espacio que deja libre el aire caliente que se eleva, es ocupado por aire frío del entorno y se reinicia el proceso de calentamiento; el resultado es una columna de aire caliente ascendente. La porción de aire caliente que se eleva produce, a su vez, una turbulencia que arrastra aire frío. Éste se mezcla con el aire caliente provocando un aumento progresivo del caudal en movimiento y una disminución, también progresiva, de la temperatura y de la velocidad. Esta corriente ascendente de aire adopta la forma de un cono de revolución con vértice en la fuente puntual y recibe el nombre de chorro convectivo. A una determinada altura, la velocidad de ascenso adquiere una magnitud tal que prácticamente coincide con las velocidades de las corrientes erráticas del lugar y entonces se produce la dispersión del chorro convectivo.
DISEÑO DE CONDUCTOS DE SISTEMAS DE VENTILACIÓN LOCALIZADA POR EXTRACCIÓN (SVLE) Introducción
358
Los procedimientos de diseño que se consideran a continuación son fundamentales para determinar las dimensiones de los conductos y las pérdidas de carga de un sistema de ventilación localizada por extracción (SVLE). Con estos resultados así obtenidos y el caudal de aire que debe moverse en el sistema, se definen las características del ventilador, tales como el tamaño, su tipo, el número de revoluciones del rotor y la potencia requerida. Los conductos de un sistema de ventilación localizada deben cumplir las siguientes funciones: a) Llevar el aire contaminado desde las diferentes campanas al punto de descarga. b) Mediante un adecuado diseño asegurar que en cada campana se capte el caudal de diseño requerido. c) Asegurar la velocidad adecuada de transporte. Etapas preliminares Se deben contar con los siguientes datos: 1. Distribución en planta de los sectores de trabajo, de los equipos y sus dimensiones, etc. 2. Esquema del sistema de conductos, incluyendo las dimensiones en planta y en elevación, la ubicación del equipo de tratamiento y del ventilador, etc. Se debe identificar cada tramo de los ramales (conductos secundarios) y el conducto troncal (principal) con números y/o letras. 3. Un diseño previo o esquema de la campana a instalar para el control de cada operación. Ecuaciones utilizadas para el calculo Ecuación de BERNOULLI El aire es un fluido compresible, pero la presión, generalmente del orden de los 500 milímetros de columna de agua (mmcda) o su equivalente de 5000 pascales (Pa) de valor máximo y la temperatura, del orden de los 15 a los 45 grados Celsius (°C) que generalmente se producen en los conductos de un sistema de ventilación localizada, no afectan de manera significativa la densidad del aire. Por lo tanto se supone al aire como un fluido incompresible, y se utilizan las expresiones de BERNOULLI para estudiar el comportamiento del aire en los conductos de los sistemas de ventilación localizada. En caso contrario hay que realizar las correcciones correspondientes.
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El teorema de BERNOULLI demuestra que entre dos puntos, (1) y (2), de un conducto ideal sin pérdidas dentro del cual circula aire, considerado como un fluido incompresible, se cumple la siguiente expresión: P 1 + v 1 2 / 2 / g . γ 1 + h 1 . γ 1 = P 2 + v 2 2 / 2 / g . γ 2 + h 2 . γ 2 (N / m2) donde: P
1
y P 2 : presión estática absoluta en (N / m 2), en los puntos (1) y (2). Es la
presión que el aire ejerce sobre las paredes de un conducto y que tienden a hincharlo o colapsarlo. V 1 2 / 2 / g . γ 1 y v 2 2 / 2 / g . γ 2 : presión dinámica en (N / m 2), en los puntos (1) y (2). El aire que circula, con una velocidad v, tiene una energía cinética asociada requerida para que sea acelerado desde una velocidad cero hasta esa velocidad v. h 1 . γ 1 y h 2 . γ 2 : presión potencial en (N / m 2), respecto a un plano de referencia en los puntos (1) y (2). v 1 y v 2 : velocidad de circulación dentro del conducto en (m / s), en los puntos (1) y (2). h 1 y h 2 : altura geométrica en (m), con respecto a un plano de referencia en los puntos (1) y (2). γ
1
y γ 2 : peso específico del aire en (N / m 3), que circula en el conducto, en los
puntos (1) y (2). La unidad correspondiente a cada término es una presión y representa la energía por unidad de volumen circulante: (N / m2) = (N . m / m3) La energía por unidad de volumen que hay que entregarle al aire para vencer la acción de la gravedad, al elevarlo una cierta altura (h), es compensada por la disminución de la presión atmosférica que se produce al ascender el aire la misma altura. Luego el término de presión potencial se hace nulo en la expresión y la ecuación se reduce a: P 1 + v 1 2 / 2 / g . γ 1 = P 2 + v 2 2 / 2 / g . γ 2 (N / m 2) En los sistemas de ventilación que se están estudiando es más práctico trabajar con presiones estáticas referidas a la presión atmosférica, en lugar de hacerlo con las presiones absolutas en los conductos. Por lo tanto restando en ambos miembros la presión atmosférica resulta: (P 1 – P atm) + v 1 2 / 2 / g. γ 1 = (P 2 – P atm) + v 2 2 / 2 / g. γ 2 (N / m 2),
360
o bien: p 1 + v 1 2 / 2 / g . γ 1 = p 2 + v 2 2 / 2 / g . γ 2 (N / m 2) donde: p 1 = P 1 – P atm y p 2 = P 2 – P
atm son
las presiones estáticas referidas a la
presión atmosférica. Una diferencia de presión puede expresarse como: Δ p = h . γ (N / m2)
donde: h (m) es la altura de columna de un fluido, colocado dentro de un manómetro en U y γ (N / m 3) es el peso específico de dicho fluido; si el fluido que
contiene el manómetro es agua, resulta: Δ p = h a . γa (N / m 2) y entonces:
h a = Δ p / γa (mcda) donde: h
a
(mcda): metros de altura de columna de agua y γ
a (N
/ m 3): peso
específico del agua. Entonces si en la e xpresión dividimos ambos miembros por γ a, resulta: (P 1 – P
atm)
/ γ a + v12 / 2 / g . γ 1 / γ a = (P 2 – P
atm)
/ γ a + v 2 2 / 2 / g . γ 2 / γ
a
(mcda), o sea: p 1 / γ a + v 1 2 / 2 / g . γ 1 / γ a = p 2 / γ a + v 2 2 / 2 / g . γ 2 / γ a donde: (P 1 – P
atm)
/ γ a = p
1
/ γ a y (P 2 – P
atm)
/ γ a = p 2 / γ a : es la presión estática, en
los puntos (1) y (2), referida a la presión atmosférica, que se expresa en altura de columna de agua y se denomina h E. La altura se indica en metros de columna de agua (mcda). v 1 2 / 2 / g . γ 1 / γ a y v 2 2 / 2 / g . γ 2 / γ a : es la presión dinámica, en los puntos (1) y (2), referida a la presión atmosférica y expresada también en metros de columna de agua (mcda) y se denomina h D. Reemplazando resulta: h E 1 + h D 1 = h E 2 + h D 2 (mcda) Si ahora se considera que el conducto presenta pérdidas entre los puntos (1) y (2), resulta: h E 1 + h D 1 = h E 2 + h D 2 + Δ h p 1-2 (mcda) donde: Δ h p 1-2: representa las pérdidas de presión entre los puntos (1) y (2), referidas a la
presión atmosférica y expresadas en metros de columna de agua (mcda).
361
La ecuación se utiliza para calcular las pérdidas de presión que se producen en los conductos de los sistemas de ventilación localizada. Los valores de h E pueden ser positivos o negativos, respecto a la presión atmosférica, en tanto que la presión dinámica h D siempre es positiva. La presión total h T se define como la suma algebraica de las presiones estática y dinámica: h T = h E + h D (mcda) y reemplazando: h T 1 = h T 2 + Δ h p 1-2 (mcda) La presión total puede ser positiva o negativa con respecto a la presión atmosférica, y es una medida del contenido energético del aire, y va siempre descendiendo a medida que el aire se mueve a lo largo de un conducto. Solo aumenta cuando pasa a través del ventilador. Presión dinámica Se ha visto que la presión dinámica, expresada en términos de metros de altura de columna de agua, responde a la expresión: h D = v 2 / 2 / g . γ / γ a = v 2 / 2 / g . ρ / ρa (mcda), ya que: ρ = γ / g (kg / m3)
Reemplazando por el valor de la densidad del agua, que es igual a 1000 kg / m3, resulta: h D = v 2 / 2 / g . ρ / ρa = v 2 / 2 / 9,81. ρ / 1000 = v 2 . ρ / 19620 (mcda), o: h D = v 2 . ρ / 19,62 = (v / 4,43) 2 . ρ (mmcda), y reemplazando por el valor de la densidad del aire, que en condiciones normales de temperatura y presión, 21 ° C y 1 atm., es: ρ = 1,2 kg / m3, resulta:
h D = v 2 . 1,2 / 19620 = v 2 / 16350 (mcda), o: h D = v 2 . 1,2 / 19,62 = v 2 / 16,35 = (v / 4,044) 2 (mmcda) La velocidad siempre se expresa en (m / s). Es habitual que se indique la presión, estática, dinámica o total, en unidades de milímetros de columna de agua, (mmcda), en lugar de utilizar la expresión de metros de columna de agua (mcda), por resultar en una unidad de manejo más simple. Ejemplo: Se tiene un conducto en el cual el aire se mueve a 20 m/s. ¿Cuál es la altura de columna de agua correspondiente a la presión dinámica asociada?.
362
h D = 20 2 / 16350 = 0,0245 mcda => h D = v 2 / 16,35 = 24,5 mmcda, que da como resultado una magnitud de mayor valor y que es la que se usa habitualmente. De aquí en adelante la pérdida de presión en los conductos se expresará en la unidad “milímetros de columna de agua” y se indica como “mmcda”.
Procedimiento de diseño Todos los sistemas de extracción localizada, simples o complejos, emplean campanas de captación, un conjunto de conductos y accesorios, un sistema de tratamiento o depuración y el ventilador. Se debe recordar que un sistema complejo de extracción localizada es un conjunto de sistemas simples unidos a un conducto común. Se debe: 1) Diseñar las campanas de captación de acuerdo a la operación a controlar y calcular el caudal de diseño. 2) Establecer la velocidad mínima en los conductos de acuerdo a las velocidades de transporte. 3) Calcular la sección del conducto dividiendo el caudal de diseño por la velocidad mínima. 4) Determinar, a partir del esquema del trazado de la red de conductos, la longitud de cada tramo recto y el número y tipo de codos y empalmes necesarios. Un tramo de conducto recto se lo define como un conducto de dimensiones generalmente uniformes, que une dos puntos de interés, como campanas con codos o empalmes, codos o empalmes entre sí, codo o empalme con ventilador, etc. La longitud del tramo recto a considerar en el diseño es la dimensión medida sobre el eje del conducto.
Cálculo de las dimensiones de los conductos En esta etapa del proyecto se considera que los caudales a ser aspirados por cada una de las campanas conectadas a los conductos, se conocen a partir de las expresiones de cálculo de caudales de las campanas. La ecuación de continuidad del caudal volumétrico se expresa como: Q = v . A (m 3 / s) donde: Q : caudal de aire volumétrico en (m 3 / s), v : velocidad del aire en el conducto en (m / s) y A : área de la sección del conducto en (m 2).
363
O sea que conocido el caudal de diseño, resultan dos incógnitas: velocidad (v) y área (A). Es habitual que se elija la velocidad, denominada parámetro de diseño, siguiendo ciertos criterios que se verán más adelante, y se obtenga el área: A = Q / v (m3) Cuando se conoce el caudal y el área del conducto, la expresión resultante es: v = Q / A (m/s) En los SVLE se eligen conductos circulares, salvo razones de fuerza mayor, en lugar de conductos rectangulares debido a que: a) Producen menores pérdidas por fricción pues la sección circular es la que presenta menor perímetro a igualdad de área. b) No se requiere ocupar espacios reducidos como en el caso de los conductos rectangulares de aire acondicionado que se instalan en los edificios. c) Presentan mayor resistencia mecánica a la deformación cuando su presión interna es menor que la presión atmosférica. d) Tienen una distribución de velocidades más uniforme en su sección que la distribución correspondiente a conductos rectangulares, pues las velocidades en sus ángulos inferiores son prácticamente nulas. Así se logra transportar a las partículas en suspensión hasta el equipo de tratamiento, evitando que se depositen en los conductos y los obturen, cuando la velocidad es seleccionada de manera adecuada. Esta velocidad es denominada velocidad de transporte. Por lo tanto, para conductos circulares, la ecuación resulta ser: A = π . D2 / 4 = Q / v (m 2)
y despejando el diámetro resulta: D = (4 / π . Q / v)
1/2
(m).
Cuando se conoce el caudal y el diámetro del conducto circular, la ecuación se transforma en: v = Q / (π / 4 . D 2) (m/s)
A partir de aquí, salvo referencia en contrario, se considerará el empleo de conductos circulares en los casos que se analicen. Criterios de selección de la velocidad del aire en los conductos La selección de una velocidad dentro de un conducto depende de las características de los contaminantes captados en la campana de aspiración. a) Cuando se trata de polvos se debe seleccionar una velocidad mínima adecuada para su transporte. Se denomina velocidad de transporte o de diseño a aquélla
364
que permite que los polvos lleguen a los equipos de tratamiento y no sedimenten en los conductos, lo que provocaría su obturación. Las velocidades de transporte en los conductos no deben superar los 30 m/s debido a que: 1) Se incrementan las pérdidas de carga, aumentando la potencia requerida para la circulación del aire. 2) Se incrementa la acción abrasiva de los polvos, que depende de sus características, aumentando el desgaste de los conductos y sus accesorios, incrementando los gastos de mantenimiento del sistema de ventilación. 3) Se incrementa el ruido producido por el aire y los polvos que éste transporta. 4) Se incrementan las vibraciones de los conductos, obligando a una sujeción de los mismos más costosa. b) En el caso de tratarse de gases o vapores, estos se diluyen en el aire y la velocidad de diseño, que se obtiene a través de un cálculo económico, suele estimarse entre 5 y 10 m / s. Este rango depende de la estructura de costos de los diferentes países para los materiales, la energía, los ventiladores y los motores eléctricos. b.1) Cuando la velocidad aumenta, a igual caudal, disminuye la sección y se incrementan las pérdidas en los conductos, en tanto que disminuyen los costos de instalación por ser las cañerías de menor tamaño. b.2) Cuando la velocidad disminuye, aumenta la sección de la cañería, disminuyendo las caídas de presión, y aumentando los costos de la instalación. Resumiendo: Para polvos: v min = f ( tamaño polvos) - v máx = 30 m / s Para gases y vapores: v óptima = 5 – 10 m / s A partir de la selección de una velocidad, adecuada al contaminante que se transporta, se está en condiciones de calcular el diámetro del conducto requerido Para los conductos que transportan polvos de debe elegir el conducto comercial disponible con la sección inmediatamente inferior a la calculada, con el fin de asegurar que la velocidad real sea superior a la mínima necesaria. Métodos de diseño Se considera conveniente para minimizar las pérdidas, que a cada nudo concurran solo dos tramos, denominados ramales, y salga un tercer conducto, denominado troncal.
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En un sistema de ventilación localizado por extracción en funcionamiento, para todos lo caminos, que comienzan en distintas campanas y terminan en un mismo nudo, la caída de presión estática es siempre la misma. O sea: en la práctica siempre se produce lo que se denomina “equilibrio de la presión estática en cada nudo”, que determina que el caudal total de ai re aspirado
ventilador El objetivo de un sistema de ventilación localizado por extracción es lograr que en cada campana se aspire un caudal de aire que, como mínimo, sea igual al caudal de aspiración de diseño, y que ha sido calculado en la etapa correspondiente al diseño de las campanas de captación , cumpliendo de esa forma con el objetivo primordial de la protección a la salud. Para lograr la distribución adecuada del caudal total entre las campanas de aspiración, el proyectista dispone de dos métodos de cálculo: el “Método de equilibrio por compuertas” y el “Método de equilibrio por diseño”.
Método de equilibrio por compuertas En este método el criterio de diseño consiste en calcular los diámetros de los conductos donde el caudal (Q) es el caudal de diseño de la respectiva campana de captación y (v) es la velocidad de transporte correspondiente al contaminante captado. En cada empalme se suman los caudales de las corrientes aportadas por los conductos que concurren al mismo, y con este nuevo caudal y la velocidad de transporte elegida se calcula el área y el diámetro del troncal. Este cálculo se reitera hasta llegar al punto de descarga del sistema. Con estos diámetros así calculados, se diseña el sistema y se lo instala, con el agregado de compuertas de regulación, a la salida de cada campana. Cuando el sistema se pone en funcionamiento, las compuertas se ajustan para lograr el caudal de diseño en cada campana. El ventilador instalado debe tener la potencia adecuada para satisfacer las necesidades del sistema. Método de equilibrio por diseño El método propuesto consiste en lograr la distribución de los caudales en los distintos tramos, que deben ser iguales o mayores que los caudales de diseño, sin el empleo de las compuertas de regulación. El cálculo comienza en las campanas conectadas a conductos con mayores resistencias, y a partir del caudal de diseño establecido para cada una de ellas, se elige la velocidad de transporte mínima
366
adecuada al contaminante generado y se calcula el área y las dimensiones de cada conducto que concurren a un mismo nudo. A partir de las longitudes de los tramos rectos y de los accesorios de esos conductos, se calculan las pérdidas de carga de los mismos y se las comparan entre sí. Si no son iguales, es decir que no se logra el equilibrio de presión estática en el nudo considerado, se modifican las variables de cálculo hasta lograr dicho equilibrio. A partir de allí se sigue avanzando siguiendo el trazado de los conductos, nudo a nudo, hasta terminar en la descarga del sistema. Cada vez que se llega a un nudo debe verificarse el cumplimiento del equilibrio de la presión estática, siguiendo el camino desde cada una de las campanas consideradas hasta el nudo analizado. Ventajas y limitaciones de ambos métodos Algunas de las ventajas y limitaciones de ambos métodos son las siguientes: Método de equilibrio por compuertas 1. Los caudales pueden ser modificados fácilmente. Estos cambios son necesarios cuando el proceso productivo puede verse afectado si las campanas captan cantidades excesivas del producto. 2. Estos sistemas siempre deben equilibrase in situ, o sea deben ser ajustadas las compuertas de regulación en las posiciones definitivas de funcionamiento. 3. Permiten una mayor flexibilidad para futuros cambios o ampliaciones. 4. La corrección de caudales mal calculados es relativamente simple, dentro de ciertos márgenes. 5. Se permiten pequeñas variaciones respecto al esquema inicial del proyecto. 6. Los operarios pueden alterar las posiciones de las compuertas, para obtener condiciones de confort regulando la intensidad de las corrientes de aire producidas por cada campana, con los consiguientes problemas debido al mal funcionamiento del sistema. 7. Cuando se transportan polvos, en las compuertas parcialmente cerradas se pueden producir abrasiones, debido al aumento de la velocidad en el conducto, que las deterioran y deben luego ser reemplazadas, con el inconveniente de tener que equilibrar nuevamente el sistema. 8. Pueden generarse acumulaciones de polvos. 9. Los conductos se pueden obstruir si la compuerta está muy cerrada.
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10. Se puede conseguir el equilibrio con el caudal teórico de diseño, pero el consumo de energía es casi siempre mayor debido a la existencia de las compuertas, que producen resistencias adicionales al sistema. Método de equilibrio por diseño 1. No se presentan problemas de abrasiones inusuales o acumulación de polvos en los conductos, si se eligen las velocidades de transporte correctas. 2. Los caudales no pueden ser modificados fácilmente por los trabajadores o a requerimientos del operador. 3. Poca flexibilidad para adaptar el sistema a cambios futuros o ampliaciones. 4. Si la selección de un caudal de diseño, de una operación no conocida, es errónea puede ser necesaria la revisión de los cálculos de los conductos. 5. El caudal total del proyecto puede ser mayor que la suma de los caudales de diseño, debido a la necesidad de caudales adicionales para lograr el equilibrio del sistema. 6. El proyecto del diseño debe ser realizado en detalle, con las medidas exactas de todas las longitudes de los tramos y las características de los accesorios. La ejecución de la instalación debe ajustarse exactamente al proyecto. Calculo de un sistema por el método de equilibrio por diseño Generalmente, en las instalaciones industriales se utilizan sistemas de ventilación calculados mediante el método de equilibrio por diseño. Las pérdidas de presiones estáticas, que se producen al circular el aire a través de una campana y por el conducto conectada a ella, hasta el nudo correspondiente, se clasifican en tres tipos: 1. Pérdidas por fricción en tramos rectos de conductos: h 1 2. Pérdidas localizadas por accesorios (o por singularidades): h 2 3. Pérdidas por entrada: h 3 Estas pérdidas se expresan en milímetros de columna de agua (mmcda). La suma de estas pérdidas, constituye la altura de pérdida de presión estática total del tramo considerado, y se la denomina Σ h, que también se expresa en
milímetros de columna de agua, y se la identifica agregando la denominación del tramo correspondiente. Supóngase que se tiene un sistema de ventilación localizado por extracción Cuando se desea calcular un SVLE, por el método de equilibrio por diseño, los pasos a seguir son:
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1. Calcular los diámetros de los conductos, para que cumplan con las necesidades del proyecto. 2. Determinar las pérdidas de presión de los tramos, que incluyen las pérdidas de las campanas, que concurren a un nudo dado. 3. Comparar las pérdidas de presión correspondientes. 4. Si las pérdidas de presión resultan equilibradas, es decir, son iguales entre sí, se adoptan las características de los conductos previamente calculados. 5. En caso contrario, se deben variar las características de los conductos, manteniendo o aumentando pero nunca disminuyendo los caudales, hasta lograr el equilibrio buscado. 6. Se continúa con el diseño avanzando de nudo a nudo hasta llegar al último nudo. En cada nudo se deben satisfacer las condiciones de equilibrio, comenzando el tramo bajo estudio siempre en una campana. Cuando el SVLE se construye y pone en marcha, siempre funcionará en condiciones de equilibrio. Si el proyecto se realizó teniendo en cuenta esas condiciones de equilibrio, los parámetros de diseño coincidirán con los parámetros reales de funcionamiento. Cálculo de las pérdidas de presión en los conductos Pérdidas por fricción en tramos rectos de conductos Las pérdidas por fricción a lo largo de un tramo recto de un conducto circular son directamente proporcionales a la longitud del conducto y al cuadrado de la velocidad del fluido, e inversamente proporcionales al diámetro del conducto y al término 2.g. Pérdidas localizadas por accesorios Las pérdidas localizadas por accesorios se deben a las turbulencias producidas por las cambios de dirección (codos, empalmes) y los cambios de sección (estrechamientos o ensanchamientos de los conductos, transición de conductos circulares a rectangulares y viceversa, etc). Por longitud equivalente En este caso se utiliza el concepto de longitud equivalente, que es la longitud de conducto recto que produce una pérdida de presión igual a la del accesorio considerado. En esta forma de cálculo, la suma de las longitudes equivalentes se suma a la longitud geométrica del tramo recto y se obtiene la nueva longitud, llamada longitud total; luego se determina la pérdida por fricción total (h 1 t)
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multiplicando la perdida por unidad de longitud (j), obtenida a partir de los Gráficos N° 3.1 y N° 3.2, por la longitud total (L total) Si el material del conducto es diferente a la chapa de hierro galvanizado (CHG), se corrige la pérdida con el factor de corrección (f c) obtenido del Gráfico N Las pérdidas así obtenidas son las correspondientes a la pérdida por fricción del tramo recto más las pérdidas por los accesorios. Pérdidas por entrada Se deben a: - Pérdida de altura de presión por turbulencia en la campana. - Pérdidas de altura de presión por turbulencia en las ranuras que existen en el frente y / o en el interior de la campana. - Pérdida de altura de presión necesaria para la aceleración del aire desde la velocidad prácticamente nula en el frente de la campana, a la velocidad (v) que se alcanza dentro del conducto conectado a la campana, y que resulta igual a la altura de presión dinámica (h D). Cálculo del coeficiente o factor de pérdida en la entrada k ent Para la obtención de los valores correspondientes al k ent para distintos tipos de entradas ver la Figura Nº 3.5. Cálculo del coeficiente o factor de pérdida por ranura k r Para las bocas de aspiración tipo ranuras y para cualquier otro tipo de ranuras utilizadas en las campanas, se recomienda el valor del coeficiente de pérdida por ranura k r = 1,78, obtenido experimentalmente y que se lo encuentra a la derecha de la línea superior, “Orificio de bordes afilados”, de la Figura N° 3.5.
Desarrollo del cálculo del SVLE cuando se utiliza el método de equilibrio por diseño Ranuras En este caso se debe asegurar, en la etapa de diseño, que se llegue a cada uno de los nudos con la misma pérdida de presión, cualquiera sea el camino recorrido desde cada campana a ese nudo. a) Una vez determinada la distribución de la red de conductos, se elige el ramal que por sus características, tales como caudal a conducir, longitud y cantidad y tipo de accesorios, se considera que producirá la pérdida de presión mayor. En caso que la elección no sea la correcta, puede ocurrir que haya que realizar más pasos hasta lograr el equilibrio estático del sistema.
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Luego se determina el diámetro del conducto y teniendo como datos el caudal mínimo a aspirar por la campana conectada a dicho ramal y la velocidad mínima dentro del conducto, que se selecciona de acuerdo al tipo del contaminante a transportar. Si el diámetro obtenido no corresponde a un diámetro comercial, entonces se elige el diámetro comercial de menor magnitud más cercano, para el caso en que el contaminante aspirado esté constituido por polvos. Para el caso de aspirar gases o vapores se puede seleccionar el diámetro comercial de mayor o de menor magnitud, estando esta selección basada en criterios de mayor economía del proyecto. Con este nuevo diámetro se recalcula la velocidad real . b) Se determinan las pérdidas por fricción (h 1), las pérdidas localizadas (h2) y las pérdidas por entrada en la campana (h 3), utilizando las ecuaciones ya vistas en este capítulo. La pérdida de altura de presión estática total o pérdida de presión estática total (Σ h) del ramal se obtiene sumando las pérdidas anteriores
c) Se repite el cálculo para el ramal que concurre al mismo nudo que el ramal anterior y se determina la nueva pérdida de presión estática total Σ h’.
Se deben comparan las pérdidas de presión estática total de ambos ramales cuando no se logra el equilibrio. La pregunta que debe hacerse en este caso es. ¿Debe disminuirse la pérdida de presión estática total de mayor valor a la pérdida total de menor valor, con la correspondiente disminución de la velocidad para lograr la reducción buscada de la pérdida total, o bien se debe aumentar la pérdida de presión estática total de menor valor a la pérdida de presión estática total de mayor valor con el aumento de la velocidad para lograr el aumento requerido de la pérdida total?. En el caso que se trate de conductos que transporten partículas, se debe respetar el mayor de los valores obtenidos, que se denomina pérdida de presión estática total fija (Σ h F), y es la que se requiere para lograr en el tramo la velocidad
mínima de transporte de las partículas. En caso contrario comenzará la sedimentación de las partículas en el conducto. La pérdida de presión estática total de menor valor, correspondiente al otro tramo, se denomina pérdida de presión estática total variable (Σ h V) y deberá ser aumentada hasta lograr igualarse con la pérdida de presión estática total fija (Σ h F).
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En el caso que se trate de conductos que transporten gases y / o vapores, al no existir una necesidad de mantener velocidades mínimas de transporte, se busca optimizar el diseño para lograr el menor costo del sistema. Por lo tanto, en este caso se puede proceder igual que en el caso anterior, o bien se elige como pérdida de presión estática total fija (Σ h F), la pérdida de presión
estática total de menor valor y entonces se deberá disminuir la pérdida de presión estática total de mayor valor, denominada ahora (Σ h V), hasta igualarla con la pérdida de presión estática total fija (Σ h F); esto significa disminuir la velocidad en
este último ramal. Se deben comparar los costos de construcción e instalación de ambos diseños, combinados con los costos de explotación, para seleccionar la mejor solución técnico-económica. d) Habiéndose elegido la pérdida de presión estática total fija (Σ h F) y la pérdida de presión estática total variable (Σ h V), se comparan las pérdidas de presión por
medio de la diferencia entre ambas, tomando su valor absoluto, y dividiéndola por el valor de la pérdida de presión estática total fija (Σ h F), que se considera que no
va a variar, y multiplicado toda la expresión por 100, se obtiene: Δ Σ h (%) = | Σ h F - Σ h V | / Σ h F . 100
Pueden presentarse los siguientes casos: d.1) Si se cumple que: Δ Σ h ≤ 5 % se considera que la pérdida de presión a lo
largo de ambos tramos es la misma para los fines del diseño. En el caso que se transporten partículas, al menos en un tramo, se adopta para ambos tramos la pérdida de presión mayor y se considera que las pérdidas de presión de los tramos que concurren al nudo está equilibradas. En el caso que se transporten gases o vapores, se adopta, generalmente, para ambos tramos la pérdida de presión menor y se considera que las pérdidas de presión de los tramos que concurren al nudo está equilibradas. d.2) Si se cumple que: 5 % < Δ Σ h ≤ 20 % se recalcula el tramo que presenta la menor pérdida, aumentando el caudal que circula por él, hasta lograr que Δ Σ h ≤
5 %, cualquiera sea el contaminante transportado. Recordar que los caudales de aspiración, tomados como datos en esta etapa del cálculo, nunca deben ser disminuidos ya el objetivo de los mismos es asegurar que el ambiente de trabajo no se encuentren contaminado, o sea: proteger la salud de los trabajadores. Este nuevo caudal Q’ se obtiene utilizando la siguiente expresión: Q’ = Q . (Σ h’ / Σ h) 0,5 (m3 / s)
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donde Σ h’ es la pérdida del tramo que no se modifica y Σ h es la pérdida del tramo
que se desea modificar. d.3) Si se cumple que Δ Σ h > 20 % En el caso que se transporten partículas, al
menos en uno de los dos tramos, se recalcula el tramo que presenta la menor pérdida de presión, manteniendo constante el caudal que circula por dicho conducto y disminuyendo el diámetro del mismo. Este nuevo diámetro D’ se obtiene utilizando la siguiente expresión de iteración: D’ = D . (Σ h / Σ h’) ( 1 / 4,5) (m) donde Σ h’ es la pérdida del tramo que no se modifica y Σ h es la pérdida del tramo que se va a aumentar, disminuyendo su diámetro (Σ h’ > Σ h).
Si el diámetro obtenido no corresponde a un diámetro comercial, entonces se elige el diámetro comercial más próximo. Con este nuevo diámetro se recalcula la pérdida de presión del tramo que será comparada a la obtenida en el otro tramo que concurre al mismo nudo, siguiéndose luego las secuencias de cálculo ya comentadas En el caso que se trasporten gases o vapores se aconseja recalcular el tramo que presenta la mayor pérdida de presión, manteniendo constante el caudal que circula por dicho conducto y aumentando el diámetro del mismo. En este caso Σ h’ es la pérdida del tramo que no se modifica y Σ h es la pérdida del tr amo que se va a disminuir, aumentando su diámetro (Σ h’ < Σ h).
e) A continuación del nudo considerado se conecta el tramo denominado troncal. El caudal que circula por el conducto troncal es la suma de los caudales que circulan por cada uno de los conductos que concurren al nudo. El cálculo de la pérdida de presión total (Σ h) se realiza sumando las pérdidas por fricción (h 1) y
las pérdidas localizadas (h 2) del troncal, ya que al no estar dicho troncal conectado a una campana, no existen las pérdidas de entrada (h 3). Pero además se debe tenerse en cuenta la pérdida de presión producida cuando sea necesaria una aceleración de la corriente de aire en el troncal. Pérdida de presión producida por el equipo de tratamiento Se debe prever la pérdida de presión producida por el equipo de tratamiento del aire, en caso que exista, ya sea que esté ubicado en la cañería de aspiración, antes de la boca de entrada del ventilador o que esté ubicado en la cañería de impulsión, después de la boca de salida del ventilador.
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El equipo de tratamiento, desde la perspectiva de la pérdida de presión que provoca en el sistema de ventilación, es equivalente a un tramo de conducto recto que produce la misma pérdida de presión. La pérdida de presión se expresa en unidades de altura de columna de agua, expresadas en “mmcda”, o en unidades de diferencia de presión, expresadas en “N / m 2” o en “Pascales”. Esta información se obtiene de bibliografía o es
suministrada por los proveedores de estos equipos. El valor de la pérdida de presión es sumado a las pérdidas de carga producidas por los conductos y accesorios, antes de la entrada o después de la salida del ventilador, según sea la ubicación del equipo de tratamiento. Cálculo de la potencia del ventilador El ventilador debe proveer la energía necesaria para asegurar la circulación del aire a través de todo el sistema de ventilación. La potencia (Pot a) que se debe entregar al aire para que pueda vencer las resistencias del sistema está dada por: Pot a = Q . Δ p T V = Q . h T V . ρ a . g (W) donde: Q (m3 / s): caudal volumétrico de aire, Δ p T V (N / m2):diferencia de presión total a entregar por el ventilador,
h T V (mcda): altura de presión total entregada por el ventilador, ρ a (kg / m3): densidad del agua , y
g (m / s2): aceleración de la gravedad. Si se reemplaza a la ρ a por su valor (ρ a = 1000 kg / m3), la expresión también
puede escribirse como: Pot a = Q . h T V . g (W) donde ahora h T V está expresada en mmcda. Y el rendimiento del ventilador (η V) es: η V = Q . h T V . g / Pot V
donde: Pot V (W) : potencia entregada en el eje del ventilador. Para calcular la altura de presión total entregada por el ventilador (h T V), se aplica la ecuación de BERNOULLI entre la sección de entrada y la sección de salida del mismo, recordando que la energía mecánica entregada por el ventilador a la corriente de aire aumenta la energía total de ésta h E e + h D e + h T V = h E s + h D s (mmcda) o sea que:
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h T V = (h E s + h D s) - (h E e + h D e) = (h E s - h E e) - (h D s - h D e) (mmcda) donde: h E e : altura de presión estática en la sección de entrada del ventilador, h E s : altura de presión estática en la sección de salida del ventilador, h D e : altura de presión dinámica en la sección de entrada del ventilador correspondiente a la velocidad de entrada al mismo y h D s : altura de presión dinámica en la sección de salida del ventilador correspondiente a la velocidad de salida de mismo. Cada uno de estos términos se colocan con sus signos algebraicos: - El valor de la altura de presión, referida a la presión atmosférica, y correspondiente a la entrada del ventilador es negativo por tratarse de una depresión. - El valor de la altura de presión, referida a la presión atmosférica, y correspondiente a la salida del ventilador es positiva por tratarse de una sobrepresión. Otra forma de escribir la ecuación es: h T V = (h E s + h D s) - (h E e + h D e) = h T s - h T e (mmcda) Por último se define como altura de presión estática del ventilador (h E V) a la altura de presión total del ventilador menos la altura de presión dinámica correspondiente a la velocidad de salida del ventilador: h E V = h T V - h D s (mmcda) Algunos fabricantes de ventiladores dan los valores característicos de sus equipos en términos de presión total o altura de presión total y otros en función de la presión estática o altura de presión estática.
VENTILADORES Introducción Para mover el aire a través de una extracción localizada o un sistema de ventilación general de un local es necesario aportar energía para vencer las pérdidas de carga del sistema. En la gran mayoría de los casos el aporte de energía proviene de máquinas denominadas ventiladores aunque, en algunos casos, la ventilación se puede realizar por convección natural sin el uso de los Ventiladores.
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Los ventiladores son las máquinas más usadas para producir el movimiento del aire en la industria. Su funcionamiento se basa en la entrega de energía mecánica al aire a través de un rotor que gira a alta velocidad y que incrementa la energía cinética del fluido, que luego se transforma parcialmente en presión estática. Se dividen en dos grandes grupos: los ventiladores axiales y los ventiladores centrífugos.
Ventiladores axiales En los ventiladores axiales, el movimiento del flujo a través del rotor, con álabes o palas de distintas formas, se realiza conservando la dirección del eje de éste. Se usan para mover grandes cantidades de aire en espacios abiertos; como la resistencia al flujo es muy baja, se requiere generar una presión estática pequeña, del orden de los 5 a 25 milímetros de columna de agua (mmcda). Debido a esto, la principal aplicación de los ventiladores axiales se encuentra en el campo de la ventilación general y se los conoce con el nombre de extractores o inyectores de aire. Sin embargo, este tipo de ventiladores, cuando se los construye con álabes en forma de perfil de ala y de paso variable, llegan a generar alturas de presión estáticas del orden de los 300 milímetros de columna de agua (mmcda) y se los usa en aplicaciones diversas.
Ventiladores centrífugos En estos ventiladores el aire ingresa en dirección paralela al eje del rotor, por la boca de aspiración, y la descarga se realiza tangencialmente al rotor, es decir que el aire cambia de dirección noventa grados (90 °) Este tipo de ventiladores desarrolla presiones mucho mayores que los ventiladores axiales, alcanzando presiones de hasta 1500 milímetros de columna de agua (mmcda) y son los empleados, mayormente, en los sistemas de ventilación localizada. El principio de funcionamiento de los ventiladores centrífugos es el mismo del las bombas centrífugas. Están constituidos por un rotor que posee una serie de paletas o álabes, de diversas formas y curvaturas, que giran aproximadamente entre 200 y 5000 rpm dentro de una caja o envoltura. Para obtener información más detallada sobre la descripción de los ventiladores ver el “Manual Práctico de Ventilación” de Salvador ESCODA S.A. 2° Edición
(Conceptos de ventilación – Ventiladores – páginas 2 a 20) en INTERNET: http://www.salvadorescoda.com/tecnico
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MANUAL PRÁCTICO DE VENTILACIÓN - 2ª EDICIÓN
Selección de ventiladores La selección de un ventilador consiste en elegir aquel que satisfaga los requisitos de caudal y presión con que debe circular el aire, para la temperatura de la operación y la altitud de la instalación y además se debe determinar su tamaño, el número de revoluciones a las que debe girar el rotor, la potencia que debe ser entregada a su eje, el rendimiento con el que funciona, la disposición de la transmisión, el ruido generado, etc. Los fabricantes de los ventiladores proporcionan la información necesaria para realizar una correcta selección. Todos los ventiladores que entre si poseen medidas proporcionales, o sea que son semejantes, pertenecen a una misma “SERIE”.
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