CAPiTULO
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Salud y sustancias toxicas Porcentaje de notificaciones de la OSHA a la industria en general relacionadas can este tema
Los riesgos ala salud tienen gran impacto porque son grandes las posibilidades de lesiones entre los empleados expuestos y el costo de corregir un solo riesgo puede ascender a millones de d61ares. Durante muchos afios, los higienistas industriales han afirmado que los riesgos a la salud merecen mayor atenci6n. En respuesta a estas presiones, casi desde que la instituci6n de la OSHA inici6 se ha manifestado un cambio en las actividades de seguridad por las de la salud. Al principio, la OSHA no tenia un equipo suficiente de profesionales de la salud para evaluar estos riesgos, y su inten!s se centraba en la seguridad. Pero desde principios de los afios setenta la proporci6n de especialistas de la salud con los que cuenta la OSHA ha aumentado mucho. En el capitulo 1 analizamos los origenes de la competencia y las fricciones entre los profesionales de la seguridad y los de la salud. Ambos grupos tienen objetivos comunes, pero como su preparaci6n es muy distinta, surgen los conflictos. Ahora bien, los profesionales de mas ex ito en los dos campos se empefian en adoptar las caracteristicas del campo opuesto, de modo que sus diferencias comienzan a desaparecer. Por las rnismas definiciones de salud y seguridad, siempre sera mas diffcil detectar los riesgos para la sa Iud que los riesgos de seguridad. Como observamos en el capitulo 1, la saludse ocupa de los efectos cr6nicos a largo plazo por exposici6n, en tanto que la seguridad trata de los efectos agudos, mas obvios, que causan dafios de inmediato.
ExAMENES BASE Practicamente todo el mundo ha pasado un examen fisico antes de ser aceptado en un puesto, pero pocos comprenden su importancia en relaci6n con el programa general de seguridad e higiene. En este examen se establece el estado general de salud del candidato, informaci6n crucial para colocarlo en el puesto correcto y detectar cualquier deterioro causado por exposici6n en el trabajo. Estas expo-
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Salud y sustancias t6xicas
siciones son la raz6n de mas peso para los examenes fisicos previos a la contrataci6n, debido a la naturaleza cr6nica de los riesgos a la salud. Si un empleado ya sufre de enfisema 0 cualquier otro trastomo pulmonar, es esencial que este hecho quede establecido al momenta de la contrataci6n. Lo mismo se puede decir de la sordera, como veremos en el capitulo 9.
SUSTANCIAS T6xICAS La exposici6n a sustancias t6xicas es el "problema de salud" por excelencia, asi que nos valdremos de su estudio como modelo de todo el tema del control ambiental y de la salud. Aqui, la elecci6n de los terminos puede ser de importancia. Por ejemplo, a veces decimos materiales peligrosos para referimos a sustancias t6xicas, pero el adjetivo peligroso es mucho mas general e inc1uma riesgos a la seguridad, como los que presentan los explosivos y los liquidos inflamables y combustibles. Este libro sigue la regIa convencional popular que tiende a asociar el termino materiales con riesgos a la seguridad y el termino sustaneias con riesgos a la salud. En el capitulo 10 nos ocuparemos casi en exc1usiva de riesgos de seguridad. El gerente de seguridad e higiene necesita conocimientos generales sobre los efectos de las sustancias t6xicas en el organismo. Tales conocimientos seran utiles para convencer tanto a los trabajadores como a la direcci6n de que las sustancias t6xicas deben controlarse por el bien de la salud de los empleados, asi como para evi~ar una notificaci6n de la OSHA. En nuestro anaIisis describiremos algunas sustancias t6xicas de acuerdo con sus efectos en el organismo.
Irritantes Los irritantes inflaman las superficies del cuerpo por su acci6n corrosiva. Algunos afectan la piel, pero una cantidad mayor lastima las superficies mas hlLmedas, especialmente los pulmones. La victirna de un irritante debil del tracto respiratorio superior puede detectarlo con facilidad, pero los irritantes del tracto respiratorio inferior a veces pasan inadvertidos. Cuando el irritante es algun polvo, la enfermedad pulmonar que origina se llama pneumoconiosis. Este es un termino general que inc1uye 10 mismo una reacci6n a polvos molestos como la fibrosis, una reacci6n mas seria que produce tejido cicatricial fibroso que perjudica la capacidad pulmonar. Ejemplos de pneumoconiosis son la siderosis (causada por polvo de 6xido de hierro), la estafiosis (por polvo de estano), la bisonosis (por polvo de algod6n) y la aluminosis (por polvo de aluminio). Las fibrosis mas peligrosas son la asbestosis (por fibra de asbesto) y la silicosis (por la silice). Todos estamos familiarizados con el fuerte olor del amoniaco. Este gas y la humedad de las membranas mucosas del cuerpo se combinan para formar hidr6xido de amonio, un agente muy t6xico. Es facil comprender que irrite y lesione los delicados tejidos de nariz, traquea, pulmones y otras partes con las que entre en contacto. Con la misma l6gica, cualquiera de los gases que se combinen con el agua para formar acidos seran irritantes, igual que las particulas suspendidas en el aire de los propios acidos. Las operaciones de electrodep6sito lanzan neblinas acidas al aire, ya que los tanques a menudo salpican, estan calientes y contienen acido. La neblina de acido cr6mico es particularmente dafiina y causa un mal de nombre ominoso, agujeros de emmo. El acido cr6mico tambien destruye el tabique nasal, que separa las dos fosas nasales.
Sustancias toxicas
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Otro irritante bien conocido es el gas de eloro, un producto qufrnico industrial de uso amplio. Los hal6genos parientes del eloro, el fluor y el bromo tambien son irritantes, especial mente el fluor, el mas potente de todos los hal6genos. Hasta las sales solubles del fluor son venenosas. Menos conocidas son las sustancias que irritan el fondo de los pulmones, como los 6xidos de nitr6geno y de fosgeno . El fosgeno es mejor conocido como un gas de guerra qufrnica, 10 que prueba su toxicidad. Pero tambien se puede generar inadvertidamente fosgeno en ellugar de trabajo al exponer solventes de hidrocarburos elorados a la radiaci6n de la soldadura. Una exposici6n cr6nica a irritantes durante un periodo largo puede originar tejido cicatricial en los pulmones. Algunas de estas sustancias no producen ningun efecto irritante inmediato apreciable, pero son peligrosas a largo plazo. El mas notorio de estos agentes cicatriciales son las fibras de asbesto. El polvo de carb6n tambien es un agente cicatricial. Los agentes cicatriciales se presentan en forma de dirninutas part1culas s6lidas, y su acci6n sobre los pulmones es mecanica, a diferencia de los venenos sisternicos, analizados en la secci6n siguiente.
Venenos sistemicos Mas insidiosos que los irritantes son los venenos, que atacan 6rganos 0 sistemas, a veces segun mecanismos t6xicos aun no comprendidos. Por ejemplo, a los hidrocarburos elorados, comunes en solventes y desengrasantes, se les acusa de dafiar el hfgado. Probablemente el plomo es el veneno sisternico mejor conocido entre los que se encuentran en el trabajo. El plomo esta desapareciendo de los pigmentos de pintura, debido a su reputaci6n, pero todavfa aparece en el plomo tetraetilo, que se afiade a la gasolina. El autor de este libro trabaj6 en una planta de plomo tetraetilo, y sabe que desde hace decadas sus trabajadores estaban conscientes de 10 que el plomo puede hacerle al organismo: ataca la sangre, el sistema digestivo y el sistema nervioso central, incluyendo el cerebro. Las autopsias han demostrado tambien dafios en rifiones, hfgado y sistema reproductor, pero estos resultados no son concluyentes. Otros metales t6xicos son el mercurio, el cadrnio y el manganeso. El magnesio, que a veces es confundido con el manganeso, es menos t6xico. Otro veneno sisternico importante es el bisulfuro de carbono. El bisulfuro de carbono es poco comun en el sentido de que sus riesgos son extremos, tanto desde el punto de vista de la seguridad (incendio y explosi6n) como de la salud. Es muy utilizado en la industria como sol vente, desinfectante e insecticida. Como veneno sisternico, el bisulfuro de carbono ataca el sistema nervioso central. El alcohol metflico (metanol), un solvente popular, tambien es un veneno sisternico al sistema nervioso central, pero es mucho menos potente que el bisulfuro de carbono. De hecho, el metanol es incluso aceptable, en pequefias cantidades, como aditivo en alimentos. El alcohol metflico tambien presenta riesgo de incendio y explosi6n.
Depresores Ciertas sustancias actuan como depresores 0 narc6ticos del sistema nervioso central, y como tales, soniitiles como anestesicos medicos. A diferencia de los venenos sistemicos, la acci6n de depresores sobre el sistema nervioso central es temporal. Sin embargo, algunas sustancias, como el alcohol metflico, son tanto venenos sisternicos como depresores. Ademas de afectar a la salud, los depresores tambien pueden tener un efecto adverso en la seguridad, porque interfieren con la concentraci6n de trabajadores que operan maquinaria.
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EI depresor mas familiar es el alcohol etilico (el que se bebe), algunas veces Hamado etanol en la industria. Sus efectos daninos como riesgo industrial son minimos, en comparaci6n con los efectos al beberlo. De hecho, el mayor riesgo del etanol en el trabajo esta sin duda en la "ingesti6n voluntaria" de botellas introducidas por los empleados ala fabrica. EI etanol no es tan t6xico como el metanol. El acetileno, el gas combustible mas utilizado para soldar, es un narc6tico, pero su peligro para la salud es minimo en comparaci6n con el riesgo para la seguridad que presenta por incendio y explosi6n . EI acetileno ha sido utilizado en anestesia medica. El benceno es un producto quimico industrial muy popular, utilizado principalmente como solvente. Es un depresor del sistema nervioso central, un irritante, un veneno sistemico y recientemente ha sido senalado como causante de leucemia. Ademas, el benceno es un peligroso riesgo de incendio y explosi6n. La OSHA tiene una pelfcula que relata dramaticamente el testimonio, desde la cama del hospital, de un joven que trabajaba con benceno y que ahora esta muriendose de leucemia.
Asfixiantes Los asfixiantes evitan que el oxfgeno Hegue a las celulas del cuerpo; en general, cualquier gas puede ser un asfixiante, si se encuentra en concentraciones suficientes para desplazar la proporci6n esencial de oxfgeno del aire. Mucha gente ha cometido suicidio respirando gas natural, que basicamente es metano. Este gas es un simple asfixiante, ya que s6lo desplaza la proporci6n de oxfgeno del aire inhalado. EI metano puede estar presente en entornos industriales, puesto que se trata de un producto de la fermentaci6n. Otros asfixiantes simples frecuentes son los gases inertes, como el arg6n, el helio y el nitr6geno utilizados en soldadura. Puede parecer incorrecto clasificar al nitr6geno como contaminante del aire y asfixiante, cuando es el principal constituyente (78 por ciento) del aire normal. Pero demasiado nitr6geno reducira la proporci6n normal de oxfgeno (21 por ciento) del aire. Cualquier proporci6n de oxfgeno menor al 19.5 por ciento es considerada deficiente. La deficiencia de oxfgeno es muy peligrosa, una situaci6n mas seria de 10 que la mayorfa de la gente piensa. El caso 8.1 es la descripci6n de un accidente procedente de los registros federales de defunciones en ellugar de trabajo (ref. 44).
CASO 8.1
Se asign6 un empleado por contrato para que Iimpiara con chorro de arena el interior de un recipiente reactor durante actividades de limpieza en una refinerfa petroqufmica. En vez de utilizar los compresores de aire de la empresa contratista siguiendo las politicas de esta, el supervisor contratista conect6 el respirador de aire del empleado a una manguera que contenfa 10 que el pens6 era aire normal, pero que en realidad era nitr6geno. Ambas mangueras eran identicas, a excepci6n de las mat路cas sobre la vlUvula de cierre. El empleado entr6 al recipiente, descendi6 hasta el fondo, se coloc6 la capucha del respirador y muri6 asfixiado.
Sustancias t6xicas
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La causa de esta muerte fue la falta de oxigeno, y la ironia es que el trabajador estaba respirando nitr6geno casi puro, el constituyente principal del aire. La falta de oxigeno es un serio riesgo que hay que considerar cuando deb en entrar trabajadores a un dep6sito, recipiente 0 espacio confinado. Ocurren muchas muertes al ano por esta causa. En los anos noventa, la OSHA se ha concentrado en la entrada a espacios confinados, tema que veremos en detalle en el capitulo 11. El bi6xido de carbono es uno de los asfixiantes simples mas importantes, aunque en cantidades normales es un constituyente inofensivo del aire. El fuego es la fuente principal de concentraciones industriales peligrosas de este gas. EI bi6xido de carbona es mas pesado que el aire, 10 que hace que se acumule en espacios bajos y confinados, 10 que aumenta sus riesgos. Los espacios confinados son los mas peligrosos, no s610 en cuanto atane al bi6xido de carbono, sino con todos los contaminantes del aire. Los asfixiantes que hemos visto hasta ahora son asfixiantes simples, sustancias no t6xicas que remplazan el contenido de oxfgeno del aire; pero hay otra c1ase, la de los asftxiantes quimicos, que interfieren con la oxigenaci6n de la sangre en los pulmones 0 bien con la oxigenaci6n de los tejidos. El asfixiante quimico mas notorio es el mon6xido de carbono, una sustancia por la que la hemoglobina de la sangre tiene mayor afinidad que pOl' el oxigeno (una afinidad mas de 200 veces mayor). El compuesto resultante, la carboxihemoglobina, es una sustancia muy estable, que impide el intercambio vital de oxigeno y de bi6xido de carbona pOl' medio de su vehiculo, la hemoglobina. Otro asfixiante quimico bien conocido es el cianuro de hidr6geno, un insecticida industrial, mejor conocido por su aplicaci6n en las camaras de gas de las prisiones. EI gas se produce dejando caer pildoras de cianuro de sodio en un pequeno contenedor de acido. Algunos lugares de trabajo corren el riesgo de convertirse en camaras de gas. En una inspecci6n de trabajo en California, se encontr6 un laboratorio en el cual se almacenaban acidos fuertes en botellas de vidrio sobre repisas justo encima de sales de cianuro de sodio.
Carcinogenos Los carcin6genos son sustancias que se sabe 0 sospecha que causan cancer. Desde la aparici6n de la OSHA, se ha puesto mucha atenci6n a la carcinogenesis, pero el origen de esta preocupaci6n no se remonta s610 a esa dependencia. El NIOSH, la Comisi6n de Seguridad de los Productos de Consumo (Consumer Product Safety Comission, CPSC) y otras oficinas se han ocupado en carcin6genos. La opini6n publica esta ahora muy consciente, y gran numero de trabajadores y consumidores por igual se han vuelto muy cautelosos respecto a su exposici6n a carcin6genos. Una de las cosas mas atemorizantes respecto a estos agentes es que el cancer tiene un periodo de latencia tan largo. A veces transcurren 20 y hasta 30 arros entre la exposici6n y la aparici6n de tumores cancerosos. Todos los anos se descubren nuevos carcin6genos, y muchas de ias sustancias culpables son materiales industriales de uso comun, como el benceno y el claruro de vinilo. Podrfa modificarse el familiar dicho "todo 10 que hago es ilegal, inmoral 0 engorda" para incluir "0 causa cancer". Se han encontrado en pruebas de laboratorio sobre animales tantas sustancias carcin6genas, que posiblemente se este creando alguna clase de indiferencia entre el publico. El cloruro de vinilo, que ya citamos como ejemplo de carcin6geno, es muy peligroso desde muchos aspectos . Representa un grave riesgo de explosi6n, y cuando se quema, es muy dificil de
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Capitulo 8 Salud y sustancias toxicas apagar. Ademas, durante incendios de cloruro de vinilo se corre el peJigro de liberar un fosgeno muy toxico. Exposiciones agudas de la piel al cloruro de vinilo pueden causar lesiones, ya que la piel se congela por la nipida evaporacion de la sustancia. Ahora ha quedado demostrado que su inhalacion cronica produce un cancer de higado, el angiosarcoma. Tambien se cree que el cloruro de vinilo es un terat6geno, como explicaremos en la siguiente seccion. Pero antes de pasar a los terat6genos, distingamos entre el muy peJigroso cloruro de vinilo y el cloruro de polivinilo (PVC). El PVC es una clase de plastico, sintetizado al polimerizar el mon6mero inestable de cloruro de vinilo en el polimero estable de cloruro de poJivinilo. La figura 8.1 ilustra la disposici6n de los atomos en el peligroso mon6mero de cloruro de vinilo y el inofensivo y estable polimero del cloruro de polivinilo.
Teratogenos Los teratogenos afectan al feto, asi que su efecto toxico es indirecto. Las mujeres deben tener cuidado de no exponerse a ciertas sustancias durante el embarazo, especialmente durante el primer trimestre. Los teratogenos no deben confundirse con los mutagenos, sustancias que atacan los cromosomas y por 10 tanto a ia especie, y no al individuo. Los terat6genos hacen dafio despues de la concepci6n pero antes del nacimiento, en tanto que los mutagenos hacen dano antes de la concepcion. Los mutagenos pueden afectar los cromosomas de futuros padres 0 madres. Una delicada pregunta legal es si una industria puede prohibir a mujeres, en edad de procrear, a trabajar en puestos en los que podrian quedar expuestas a teratogenos, podria considerarse que esto constituye una discriminacion sexual. Quienes responden con una afirmaci6n dicen que los teratogenos deben ser controlados por la industria, de forma que la mujer embarazada tenga las mismas oportunidades y la seguridad de trabajar en los mismos puestos ofrecidos a los hombres. Los que se oponen aseguran que tiene mas sentido econ6mico, de seguridad y social dar empleo a las mujeres en otros puestos durante el embarazo.
Vias de entrada El termino sustancia toxica puede considerarse sinonimo de veneno, una palabra familiar a todos nosotros, que de nifios fuimos ensefiados a no comer ni beber venenos. El veneno aparece hasta en los cuentos de hadas, como "Blanca Nieves y los siete enanos". Puede ser cierto que el mayor peligro de los venenos en el hogar esta en su ingestion (tragarlo), pero en el trabajo el mayor peligro esta en su aspiracion. De hecho, se ha dicho que el orden de importancia de las vias de entrada al cuerpo para las sustancias t6xicas es el exacto opuesto en el trabajo que en el hogar, como se ve en la figura 8.2. Las diversas vias de entrada de las sustancias toxicas tienen mas relaciones mutuas de 10 que cree la mayor parte de los trabajadores. Las sustancias toxicas inhaladas se acumulan en las membranas mucosas; H
H
I
I
I
I
C=C H (a)
CI
J~~~L
l
H (b)
CIJ n
Figura 8-1 Comparaci6n de la molecula del cloruro de vinilo con la del cloruro de polivinilo: (a) mon6mero de cloruro de vinilo; (b) polimero de cloruro de polivinilo.
Sustancias t6xicas
Vias de entrada Ingesti6n
Importancia En el hogar
En el trabajo
Contacto con la piel
Mayor importanCia~ Menor importancia~ De importancia De importancia moderada moderada
Inhalaci6n
Importancia menor
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Figura 8-2 Vias de entrada de sustancias t6xicas al organismo. Observe la secuencia inversa de importancia en el trabajo en comparaci6n con el hogar.
Mayor importancia
luego, el moco es expulsado con la tos y no es po sible evitar que cierta parte se trague. Las sustancias toxic as en contacto con la piel tambien suelen ser ingeridas, ya que se incrustan bajo las ufias y en las manos, que mas adelante tocan los alimentos. Los polvos toxicos del aire tambien se recogen en el cabello y luego se depositan en la almohada durante el suefio, con 10 que generan una entrada indirecta al cuerpo. Conociendo las vias de entrada de las sustancias toxicas es facil ver 10 importante de la higiene. Algunos de los principios de higiene que analizamos en el capitulo 7 adquieren mas importancia cuando se toman en cuenta las sustancias toxicas. El almacenarniento apropiado de la cornida y las instalaciones de duchas y lavabos son esenciales para el control de la cantidad de sustancias toxicas que pasan al organismo del trabajador.
Contaminantes del aire Lo que mas preocupa respecto a las sustancias toxicas es la contarninacion del aire, y asi es como debe ser (segun se muestra en la figura 8.2). Los contaminantes del aire adquieren muchas formas fisicas, y en ellenguaje diario la mayorfa de la gente las confunde. El gerente de seguridad e higiene debe saber curu es la diferencia, por ejemplo, entre vapores y humos. Aunque el aire esta formado esencialmente por gases, su contaminacion consiste en cualquiera de los tres estados de la materia: solidos, Ifquidos 0 gases. Los gases contaminan facilmente el aire porque esrn constituido precisamente por gases, que se mezelan con mas facilidad. El gas toxico mas familiar es el monoxido de carbono. Tambien son peligrosos en el entomo industrial el sulfuro de hidrogeno y el eloro. Ineluso gases "inofensivos" como el bioxido de carbono y el nitrogeno inerte se vuelven peligrosos si se dejan acumular en grandes cantidades, pues se convierten en asfixiantes al desplazar el oxfgeno. Los vapores son tambien gases, pero son Ifquidos 0 quizas hasta solidos que liberan pequefias cantidades de gases al aire circundante. Algunos de nuestros lfquidos industriales mas titiles, como la gasolina y los solventes, tienen una fuerte tendencia a liberar estos vapores. Los vahos se componen de diminutas gotas de lfquido, tan pequefias que quedan suspendidas en el aire durante largos periodos, como en las nubes. Ya que los Jfquidos son mas pesados que el aire, al cabo caen 0 se condensan en gotas mas grandes, que se precipitan en forma de lluvia. Sin embargo, mucho antes de que esto pase pueden ser inhalados por el trabajador. Cuando los vapores se condensan en nubes se generan vahos finos. Los vahos gruesos se producen en operaciones de salpicado 0 atornizado, como en los aceites de corte para maquinas herrarnientas 0 en el electrodeposito. En general, el rocio pesticida tambien es un yahoo Los polvos se reconocen como particulas solidas. Tecnicamente hablando, las part1culas de polvo tienen diametros de 0.1 a 25 rnicrometros. Todo mundo esta expuesto al polvo, y algunos son
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relativamente inofensivos. Los polvos peligrosos incluyen los de asbesto, plomo, carb6n, algod6n y los radiactivos. El polvo de sflice en operaciones de rectificado tambien se reconoce como un riesgo, aunque el polvo de tierra ordinario es sobre to do silice. Las particulas de polvo de asbesto tienen forma de fibras en vez de ser redondos, y esto contribuye a su peligrosidad. Los humos son tambien particulas s61idas, pero son demasiado finas para llamarselas polvos. Ahora bien, el tamafio de las partfculas de humo y de polvo se superpone, como se observa en la figura 8.3. En tanto que las partfculas de polvo se dividen por medios mecanicos, los humos se forman por resolidificaci6n de vapores de procesos muy calientes, como la soldadura. Las reacciones qufmicas tambien pueden producir humos, pero los gases y vapores que se generan en los procesos qufmicos no deben ser confundidos con humos. Los humos metaIicos son los mas peligrosos, especialmente los de los metales pesados. Las partlculas son una clasificaci6n general que incluye todas las formas de contaminantes del aire, tanto s61idas como liquidas (es decir, polvos, humos y vahos). Por 10 tanto, su tamafio varfa en gran medida; algunas son visibles a simple vista, pero la mayorfa no. La figura 8.4 muestra algunos ejemplo de tamafios de particulas, de las visibles diminutas, a las gran des moleculas submicrosc6picas. En este momenta sera evidente que la industria y tecnologfa no eliminan el riesgo de exposici6n a las sustancias t6xicas, sino que s610 la controlan para mantenerla dentro de lfmites aceptables. Es a la vez ingenuo e innecesario que el gerente de seguridad e higiene ado pte la estrategia de eliminar totalmente la exposici6n de los trabajadores a sustancias t6xicas. No hay ningun veneno conocido al cualel ser humano no pueda ser expuesto sin sufrir dafio de consideraci6n, siempre que la exposici6n sea 10 bastante pequefia y este distribuida en un tiempo 10 bastante prolongado para que el organismo 10 asimile 0 10 elimine. Por otrolado, hasta el mas debil de los venenos puede ser mortal si el trabajador esta expuesto constantemente a dosis masivas. Y tales dosis se encuentran en exposiciones industriales mas que en cualquier otro entomo.
Limites de los umbrales Dado que ningun veneno es mortal en dosis 10 bastante pequefias y que todos los venenos son letales en dosis grandes, no hay una lfnea clara que separe el entomo de trabajo dafiino del benigno. Con todo, ha de trazarse una lfnea para que sirva de base para las acciones de control de las sustancias t6xicas. En especial en relaci6n con los contaminantes transportados par el aire, es necesario identificar cierta concent.raci6n por debajo de la cual no hace falta preocuparse de exposiciones de los Micr6metros 0.Q1 0.1 I
I
5
25
I
I
~11~
'---1 I
Humo
I
.
I
4 X 10路' 4 X 10.6
0.0002 Pulgada
0.001
Figura 8-3 Comparaci6n de tamaiio de partfculas de polvo y humo (no a escala).
Sustancias t6xicas
,...---
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Aerosoles Impurezas normales en aire exterior tranquilo Niebla
r---
Neblina
Gotas de lIuvia
~ oIvo1y humo meta 1 Iurglcos J. polvo y humo de fundici6n 1 Polvo de fundici6n
Humos de cloruro de amqnio
I. Polvo de molino de harina 1 Humos de alcali Polvo de zinc pulverizado
Cal molida
1 1 'f I. 1 Mena, pulpa a flotacion de azufre
I
I
Vaho de acido ~ulfurico
J I
Humos de 6xido de zinc Virus de mosaico del tabaco
,
Paiva de cementa I Polvo de zinc pulverizado condensado
,
Carb6~
I Esporas de Polvo de insecticida plantas
Virus I necrosi Virus) del protefna tabaco ~ I
18
' actenas
If
Polen
Carb6n negro
I
1 Humo de tabaco
Estornudos I(
H2O- NH 3 Diametro de O2 de petr61eo H2(}(}{)O{) moleculas de gas N2C0 2 Humo del 6xldO d~ magnesi6
~um~
I(
)
I
I
Ceniza voladora
Resi1duoi de arena
I I )
1 Arena de fundici6n lavada
Humo ,de resina I
(esmaltes) Pigmentos (pianos)
R~cfO de lec~e s~ca
Yoduro de plata REG LAS CONVENCIONALES I(
Tamano
I
T_'~{
Nucleo de sal marina
)
Promedio de tamano pequeno
Jisible al ojo
r - - - - -
de referencla
-----, Valores dudosos
400 325200 1
- - - - - - - .. 0.0001 0.0005 0.001
Di~metro del cabello human?
wiucleo de comI buslion ..
I
I
10065 48 I
I
I
~5I 28I 110I
rueia de mallj 0.005 0.01
0.050.1
0.5
1
5
10
50 100
5001000
10,000
Tamaiio de partfculas (micr6metros)
Figura 8-4 Tamafio de contaminantes transportados por el aire. (Observe la esc ala logarftmica). (Fuente : Cortes fa de Mine Safety Appliances Company.)
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trabajadores. Asf, la expresi6n umbral limite (UL) ha cambiado hasta representar la concentraci6n maxima a la que el trabajador puede estar expuesto durante el dfa de labores sin dafios significativos. Por supuesto, el umbrallfmite varia segun la toxicidad del contaminante, y toda sustancia t6xica tiene su propio UL. Hasta ahora, hemos realizado nuestro anaIisis de los UL desde un punto de vista generico, y por 10 tanto toda sustancia t6xica tiene un UL incluso si nadie 10 conoce 0 si no sabe que alguna sustancia sea t6xica. Pero en el caso de las sustancias t6xicas conocidas, hay un UL enlistado, que es una cifra establecida por una comisi6n de la Reuni6n Estadounidense de Higienistas Industriales Gubernamentales (American Conference of Government Industrial Hygienists, ACGIH) y aparece en el "manual UL". Cuando utilicemos la abreviatura UL en lugar de las palabras umbral [{mite, nos referiremos 路 a la lista de la ACGIH. El que una comisi6n decida el UL de una sustancia no quiere decir que los patronos deben controlar los entornos de trabajo para cumplir con dicho nivel. Algunos UL estan basados en datos cientfficos s6lidos y son un criterio muy firme para actuar. Otros se fundan en datos bastante mas incompletos, y por 10 tanto se necesita un juicio profesional para determinar las acciones que con viene emprender para controlar el entorno de trabajo. Los mismos UL pueden variar de un ano al otro, conforme se dispone de mas informaci6n. Asf, en rigor, uno debe revisar la fecha de la lista cuando se cite un UL; por ejemplo, "el umbrallfmite, UL, de 1983, para el mon6xido de carbono era de ... " Incidentalmente, cuando los UL cambian, en general disminuyen pues se tiene nueva informaci6n sobre los riesgos .
Limites de exposicion permisibles En este libro nos concentramos en 10 que las dependencias oficiales requieren, no en la lista la ACGIH, pero en definitiva ambas instancias estan vinculadas. Al comienzo de las labores de la OSHA, cuando estaba permitido adoptar normas por consenso nacional, sin promulgaci6n formal, la oficina adopt6 cientos de UL, la mayoria de los cuales representaban niveles publicados en 1968 por la ACGIH. Dado que la lista publicada por la OSHA tenfa caracter reglamentario, se acudi6 a la expresi6n [{mite de exposicion permisible (LEP) para distinguir entre el nivel prescrito por la OSHA y el UL de la ACGIH. En su mayor parte, los LEP han permanecido estaticos, ya que la OSHA ha tenido dificultades para que el publico acepte niveles de control cada vez mas estrictos. Sin embargo, los umbrales Ifmites siguen cambiando, ya que la ACGIH modifica de continuo su lista, cada vez que el juicio profesional colectivo de la comisi6n decide que debe agregarse un nuevo UL 0 bien que alguno de los anteriores debe ajustarse, por 10 general en el sentido de una reducci6n. Con los afios, la dis pari dad entre los LEP de la OSHA y los UL de la ACGIH creci6 de tal manera que la primera emprendi6 un plan audaz para modificar todos los LEP de inmediato en una sola promulgaci6n, en vez de revisar penosamente cada uno, dando reglamentaciones para cada sustancia. Asf, en 1989, la OSHA afiadi6 164 nuevas sustancias ala lista de contaminantes del aire y al mismo tiempo redujo los LEP de 212 sustancias ya inscritas. La OSHA llev6 a cabo su trabajo con sumo cuidado porque detras de cada uno de los nuevos LEP, que habfa denominado [{mites finales, habfa [{mites transitorios de respaldo a los niveles LEP anteriores. Los Ifmites transitorios deb fan permanecer en vigor durante un lapso de implantaci6n especificado. Como medida de seguridad
Medidas de exposicion
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legal, la OSHA agrego una nota al pie que validaba los lfmites transitorios, en caso de que sus opositores entablaran demandas para eliminar las nuevas reglas. La estrategia parecfa funcionar, porque el movimiento fue tan completo y revolucionario que los oponentes no fueron capaces de manejar tantos cambios de una vez. Pero la victoria fue ilusoria, porque casi cuatro aDos despues, en 1992, la Corte de Apelaciones del Undecimo Circuito elimin6 la lista completa de modificaciones de LEP, en 10 que Labar (ref. 81) dijo que era "la peor derrota de la dependencia en sus 22 afios de historia". Se esperaba que la atonita OSHA impugnara la decision en la Suprema Corte de los Estados Unidos, pero en 1993 anuncio que el procurador general de aquel pais no intentaria apelar. Se insto a la OSHA a probarle al publico que cada nuevo LEP y cada ajuste de los anteriores estaba justificado. La OSHA no tuvo mas opcion que volver a su lista original de 264 LEP adoptados por consenso nacional en 1971. La tabla completa de LEP, vuelta en 1993 a sus niveles originales, se encuentra en los apendices AI, A2, Y A3, que corresponden a las designaciones Z.I, Z.2 Y Z.3 de la OSHA. La tabla del apendice Al es la principal y contiene la mayor parte de los LEP, anotados alfabeticamente de acuerdo con el nombre de la sustancia, con CAS Num. (resumenes sobre quimicos) como referencia. Es un error comun suponer que no hay riesgos si la sustancia no esta en la lista de la tabla principal, ya que algunas de las mas peligrosas y que aparecen con mas frecuencia en los medios industriales son las que se encuentran en la segunda tabla, la del apendice A2. Esta tabla proviene de una version publicada antes (y anterior a la OSHA) por el ANSI para ciertas sustancias. La tabla del apendice A3 es de polvos minerales, que se consideran por separado, debido a que se miden y se toman muestras de las particulas solidas con metodos diferentes a los gases, vahos y vapores toxicos.
MEDIDAS DE EXPOSICI6N Las tablas del apendice Al son largas y complicadas, y las muchas de las columnas especificadas para cada sustancia toxica merecen una explicacion. La razon de esta complicacion es que es dificil medir los niveles de contarninacion atmosferica en ellugar de trabajo. El problema es complicado debido a los diversos estados fisicos (particulas solidas, gotas lfquidas, vahos, moleculas gaseosas) en los que el contaminante puede presentarse en la atmosfera. Mas aun, los datos medicos que identifican un veneno pueden sefialar peligro en una sola exposicion de carta duraci6n 0 por el contrario efectos perniciosos por exposiciones prolongadas.
Promedios ponderados por tiempo La medida mas popular de exposicion a contaminantes en el aire es el promedio ponderado por tiempo (PPT). Se sobreentiende que los LEP son PPT, a menos que se especifique 10 contrario. El PPT es una concentraci6n ponderada promedio durante un turno de ocho horas. Dicho ca1culo reconoce que la concentracion de contarninantes en el aire cambia con el tiempo, y que a veces es perrnisible que la concentracion en un lugar de trabajo exceda el umbrallfrnite si en otros momentos del dia laboralla exposicion es bastante inferior, de forma que la exposicion promedio durante el turno sea menor al nivel especificado. Para calcular el PPT se utiliza la siguiente formula:
158
Capitulo 8
Salud y sustancias t6xicas
II
I,CiJ; E=-,-,-i=",-I _ _
8 E
don de
C T n
I
I
= =
CiJ; + C2~ + . .. + C"Tn 8
(8 .1 )
concentracion promedio equivalente ponderada por tiempo de ocho horas concentracion observada del contarninante en el tiempo i duracion del tiempo i tiempos estudiados
En el caso 8.2 se ilustrani este cmculo.
CASO 8.2
Calcule el PPT de tumo completo de ocho horas para las concentraciones siguientes.
Tiempo,
Concentraci6n observada, CI
1 2 3 4 5
2 4 7 5 3
Duraci6n del periodo, T; (hr)
CxT
1-1/2 2-112
10
1 2
I
,
3 7 10 3 5
Total
8
33 = I,C;1; i=l
Soluci6n:
E= 33 =4.125 8
EI ca1culo mostrado es bastante adecuado si solo hay una sustancia toxic a presente en la atmosfera industrial. Sin embargo, las mezc1as presentan un problema diffcil. Por ejemplo, suponga que la concentracion PPT atmosferica industrial del acido nftrico este apenas por debajo del LEP especificado de cinco rniligramos por metro cubico. Pero digamos ahora que esa misma atmosfera mostrara concentraciones PPT justo por debajo de los lfmites prescritos de un rniligramo por metro cubico de acido sulfUrico y 25 rniligramos por metro cubico de acido acetico at mismo tiempo. Consideradas por separado, ninguna de estas tres concentraciones de acido viola la norma, pero el sentido comun indica que las tres concentraciones, presentes al rnismo tiempo, son peligrosas. El efecto sinergetico de la combinacion de sustancias toxicas es un tema complicado. La mayor parte de la investigacion se ha concentrado en los efectos directos de las sustancias solas. Algunas me~c1as de contaminantes tenderfan a neutra:lizarse y ser beneficas. Por ejemplo, causticos mezc1ados con acidos pue-
Medidas de exposici6n
159
den producir sales benignas. Sin embargo, en el ejemplo anterior los tres acidos juntos tendran un efecto acumulado. En algunas mezc1as, este puede ser mucho peor que la suma de cada efecto por separado. La OSHA utiliza un procedimiento moderado que requiere que las combinaciones simples de sustancias t6xicas sean tomadas en cuenta, pero ignora por 10 general efectos sinergeticos complejos. EI metodo consiste en sumar la relaci6n de concentraciones de cada sustancia a su propio LEP. La suma resultante no debe exceder la unidad. La siguiente f6rmul a resume el ca1culo:
(8 .2)
donde
Em = relaci6n equivalente ca1culada para la mezc1a completa C.I
=
L. n
=
I
concentraci6n del contaminante i limite de exposici6n permisible (LEP) para el contaminante i cantidad de contaminantes presente en la atm6sfera
E m no debe ser mayor que 1. EI ca1culo se demuestra en el caso 8.3.
CASO 8.3
Un proceso industrial produce exposiciones de acuerdo con la siguiente tabla. Acido nftrico
Acido sulftirico
1 4 5
2
3
0.9 1
22
Contaminante, i Concentraci6n, Cj Limite, L j Solucion
3
Em =
L i= J
Cj Lj
Acido acetico
25
= ~ + 0.9 + 22 = 2.58 5
1
25
Dado que 2.58 > 1, la concentraci6n de la mezcla supera al LEP, aunque las cifras individuales no hayan sido superadas.
Nivel tope y LECD Casi todos los LEP en la lista de la tabla principal (apendice A.I) deben ser considerados PPT, pero en el caso de algunas sustancias la preocupaci6n tiene que ver con las exposiciones de corta duraci6n. Un valor "tope", a veces abreviado como To MTA por maximo tope aceptabLe, es un limite de exposici6n que no debe excederse nunca. Otra convenci6n pide especificar un LECD, L{mite de exposicion de carta duracion, que reconoce el peligro de exposiciones agudas pero permite excursiones breves por arriba de un nivel que serfa peligroso durante un tumo de ocho horas. El LECD establece una
160
Capitulo 8
Salud y sustancias t6xicas
concentraci6n maxima permitida para un periodo especifico, por 10 general de 15 minutos. Por ejemplo, la tabla A2 anota los siguientes LEP para tolueno: TOLUENO PPT MTA LECD
200 ppm 300 ppm ' 500 ppm durante 10 minutos
Observe que el LECD del tolueno es mucho mayor que el MTA Uno pensarfa que el LECD quedarfa en algun sitio entre el PPT y el MTA, pero las normas muestran constantemente LECD mayores que los MTA Esto indica que si la duraci6n de la exposici6n es menor a la duraci6n especificada por el LECD, no hay limite alguno para la concentraci6n permisible, 10 que parece una contradicci6n de la definici6n de MTA, pero en realidad no es posible medir la concentraci6n por tiempos tan cortos, excepto en "muestras de captura", un metodo de medici6nmuy poco confiable. De hecho, con los ultimos y mas avanzados instrumentos, incluso los LECD son diffciles de verificar, asf que a veces los ignoran tanto la industria como los inspectores.
Unidades Sin importar ellimite con el que se mide la exposici6n, el analista debe preocuparse de las unidades de medida. Para la mayor parte de las sustancias del apendice AI, la tabla anota en cada limite dos cifras, que en realidad son dos mediciones diferentes de un mismo limite, expresadas en unidades diferentes. Por 10 general, los gases se miden mejor segun el volumen, y por 10 tanto la primera columna, Hamada p/m (partes por miH6n), se utiliza para estas sustancias. Los liquidos y algunos s6lidos se miden mejor segun el peso, y entonces se prefiere la segunda columna, Hamada mg/m 3 (rniligramos de particulas por metro cubico). Si se conoce el peso molecular de la sustancia, se puede realizar la conversi6n con la siguiente f6rmula:
I pm
=
mg/m3 x 24.45 MW
donde MW es el peso molecular de las sustancias. Partes por mill6n se abrevia a veces como ppm, mas que como p/m.
Niveles de accion Otro nivel mas, el nivel de acci6n (NA), merece menci6n. Si se toman medidas de control s610 despues de que se superen los umbrales limites, puede ser muy tarde para impedir dalloS serios y quizas tambien para evitar una notificaci6n de parte de las autoridades. Los NA son algo asi como una medida para tapar el pozo antes que el nifio se ahogue, una estrategia que preve el problema antes de que se excedan los UL 0 cualquier otra medida. Se han definido los NA arbitrariamente en 112 LEP. Las grandes variaciones de las estadfsticas y los instrumentos impiden evaluaciones exactas. La dife-
Detecci6n de contaminantes
161
rencia entre NA y LEP da un margen de error para que la exposici6n del trabajador no sup ere al LEP, mediante la implantaci6n de controles antes que se a1cancen esos niveles.
PROYEaO DE TERMINACION DE NORMAS En las secciones precedentes hemos descrito el metodo de coerci6n y cump!imiento con las normas prescritas para cientos de sustancias t6xicas abarcadas por los LEP enlistados en forma tabular. Este es el metodo general de la OSHA para los contaminantes del aire y se ap!ica a una gran cantidad de sustancias presentes en el entomo de trabajo. Sin embargo, en el caso de unas cuantas sustancias, la OSHA emplea un metodo mas completo y publica normas detaHadas dedicadas al control de una sustancia peligrosa particular. Las normas de estas sustancias han sido formuladas como una serie, y todas fueron puestas en vigor varios afios despues de la promulgaci6n de la ley de la OSHA. Esto quiere decir que fueron sometidas al escrutinio publico y sobrevivieron a las controversias de facciones encontradas. Varias pasaron por una promulgaci6n tormentosa, que oblig6 a recurrir a procedimientos de promulgaci6n de "emergencia temporal" que trajeron demandas judiciales. Gran parte de la investigaci6n de respaldo para justificar estas normas independientes fue Hevada a cabo por el NIOSH. Se ha Hamado a este esfuerzo "proyecto de terminaci6n de normas" porque algunos han pronosticado que al cabo toda sustancia t6xica tendra su norma individual, en lugar de estar inc1uidas en la lista de umbrales lfrnites. En la tabla 8.1 aparece una !ista de normas terminada, junto con los LEP de cad a sustancia. Como se muestra, algunas de estas sustancias son muy peligrosas y no se especifica ningun LEP. En estos casos, la norma es muy con creta respecto a los procedimientos, los respiradores y oU'as medidas de protecci6n.
DETECCION DE CONTAMINANTES Es bueno tener una !ista de sustancias t6xicas con los niveles de exposici6n permisibles de cada una, pero se necesita mas para determinar si hay problemas. En efecto, la !ista anota demasiadas sustancias para tener cubiertas todas las posibilidades. Los gerentes de seguridad e higiene necesitan tener conocimientos de los procesos de su planta, de forma que sepan d6nde buscar 0 al menos a quien preguntar. El muestreo y la prueba del aire son la manera de determinar las concentraciones con tanta precisi6n como sea posible, pero antes de que se realice la prueba, es necesario estimar el monto posible de la contaminaci6n de acuerdo con otras pruebas. Una de las maneras mas comunes de detectar de forma preliminar un problema potencial es mediante el sentido del olfato. La gente piensa que puede oler un contaminante del aire, y usualmente percibe ya sea la sustancia t6xica 0 el olor de algun agente que suele acompafiarla. Pero no es suficiente el sentido del olfato para detectar algunos de los contaminantes mas peligrosos. El ejemplo mas notorio es el mon6xido de carbono, pero el bi6xido de carbono, el nitr6geno y el metana tambien son casi inodoros y son peligrosos porque desplazan el oxfgeno del aire. Algunos lectores pondran en duda la aseveraci6n de que el metano es inodoro, porque saben que es el ingrediente principal en el gas natural. Pero el olor del gas "natural" proviene de un agente de olor fuerte, introducido deliberadamente como precauci6n de seguridad, de forma que los usuarios detecten fugas mediante olfato. Inc1uso el sulfuro de hidr6geno, un gas que es peligroso y al mismo tiempo tie~e un fuerte olor a
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Capitulo 8
Salud y sustancias t6xicas
podrido, no se detecta en forma confiable con este metodo, pues su olor es tan fuerte que satura pronto el sistema olfativo; se bloquea en las vfctimas la sensacion olfativa y dejan de estar conscientes del grado de exposicion. Tabla 8.1
Normas de la OSHA para sustancias especfficas ("proyecto de terminaci6n de normas") LImite de exposici6n permisible
PPT 1910.1001 Asbesto 1910.1002 Partfculas vollitiles de brea de carb6n 1910.1003 13 Carcinogenos (4-Nitrobifenil, etcetera.) 1910.1004 a-Naftilamina 1910.1005 (Reservado) 1910.1006 Eter metil clorometilo 1910.1007 3,3-Diclorobencidina (y sus sales) 1910.1008 Eter bis-clorometilo 1910.1009 ~-Naftilamina 1910.1010 Bencidina 191O.10114-Aminodifenil 1910.10 12 Etileimina 19 10.1013 ~-Propiolactona 1910.10 14 2-Aceti1aminofluoruro 1910.10 15 4-Dimetilaminoazobenceno 1910.10 16 N-Nitrosodimetilamina 1910.1017 C1oruro de vinilo 1910.10 18 Arsenico inorganico 1910.1025 P1omo 1910.1027 Cadmio 1910.1028 Benceno 19 10.1029 Emisiones de homo de coca 1910.1043 Polvo de algodon 1910.1044 1.2-Dibromo-3-cloropropano 1910.1045 Acri1onitri1o 1910.1047 Oxido de etileno 1910.1048 Formaldehfdo 1910.1050 Metilenedianilina 1910.10511,3-Butadieno 1910. 1052 Cloruro de metileno
0.1 fibralcm 3 Techo: 1 fibralcm 3 (mayor a 51lm) (mayor a 51lm) 0.2Ilg/ m3 Extremadamente peligrosos. Refierase a la norma Carcinogeno, vease ( 1910.1003) Carcin6geno, vease (1910.1003) Carcin6geno, vease (1910.1003) Carcinogeno, vease (1910.1003) Carcinogeno, vease (1910.1003) Carcinogeno, vease (1910.1003) Carcin6geno, vease (1910.1003) Carcin6geno, vease ( 1910.1003) Carcinogeno, vease (1910.1003) Carcinogeno. vease (1910.1003) Carcinogeno. vease (1910.1003) Carcinogeno. vease ( 1910.1003) 1 ppm LECD: 5 ppm/IS min 101lg/m3 50!lg/m3 51lg/ m3 I ppm LECD: 5 ppm/IS min 150Ilg/m3 200- 750 llg/m 3, I ppb (partes por mil millones) 2 ppm Tope: 10 ppm/IS min I ppm Excursion: 5 ppm/IS min 1 ppm LECD: 2 ppm/IS min 10 ppb LECD: 100 ppb/15 min I ppm LECD: 5 ppm/IS min 25 ppm LECD: 125 ppm/IS min
, Dependiendo del proceso (vease la norma para detalles). FI/ellle: Normas de Seguridad y Salud de la OSHA (29 CFR 1910)
Otro metodo consiste en examinar la bibliograffa tecnica para determinar las sustancias que cada rama industrial puede liberar. La tabla 8.2 muestra cierta informacion a partir de bibliograffa del NIOSH concemiente a posibles contaminantes de diversas indus trias.
Detecci6n de contaminantes
Tabla 8.2
Operaciones y contaminantes del aire potencial mente peligrosos
Proceso Operaciones en caliente Soldadura Reacciones quimicas Soldadura Fundicion Moldeado Proceso
Contaminante
Ejemplos de contaminante
Gases (g) Particulas (p) (polvo, humos, vahos)
Cromatos (p) Zinc y compuestos (p) Manganeso y compuestos (p) Oxidos de metal (p) Monoxido de carbo no (g) Ejemplos de contaminante
Contaminante
Ozono (g) Oxido de cadmio (p) Fluoruros (p) Plomo (p) Cloruro de vinilo (g)
Combustion
Operaciones liquidas Pintura Desengrasado lnmersion Rociado Cepillado Recubrir Grabado Limpieza Limpieza en seco Limpieza con acido Electrodeposito Mezclado Galvanizado Reacciones quirnicas Operaciones solidas Vaciado Mezcla Separaciones Extraccion Triturado Transporte por banda Carga Empaque Rociado a presion Limpieza de piezas Aplicacion de pesticidas Desengrasado Chorro de arena Pintura
Operaciones de formado Cortado Amolado Limado Fresado Moldeado Corte a sierra Barrenado Fuente: NIOSH (ref. 106)
Vapores (v) Gases (g) Vahos (m)
Benceno (v) Tricloroetileno (v) Cloruro de metileno (v) 1,1,1-Tricloroetileno (v) Acido clorhidrico (m) Acido sulrurico (m) Cloruro de hidrogeno (g) Sales de cianuro (m) Acido cromico (m) Cianuro de hidrogeno (g) TDI, MDI (v) Sulfuro de hidrogeno (g) Bioxido de sulfuro (g) Tretracloruro de carbona (v)
Polvos
Cemento Cuarzo (silicio libre) Vidrio fibroso
Vapores (v) Polvos (d) Vahos (m)
Solventes organicos (v) Clordano (m) Paration (m) Tricloroetileno (v) 1,1,1-Tricloroetano (v) Cloruro de metileno (v) Cuarzo (silice libre, d)
Polvos
Asbesto Berilio Uranio Zinc Plomo
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164 Capitulo 8
Salud y sustancias t6xicas
Otro procedimiento consiste en analizar los procesos de la planta para deterrninar posibles fugas a la atmosfera. Dicho analisis puede ser bastante tecnico y requiere no solo saber de maquinas, bombas, valvulas, sumideros y depositos, sino tambien tener conocimiento de los materiales utilizados, cantidades, sus fases intermedias, volatilidad y otras caracterfsticas que influyen en la cantidad de contaminantes que quedan en suspension en el aire. Puede ser necesaria una grMica del proceso de flujo qufrnico cualitativo (vease tambien el capitulo 6) y quizas una del proceso cuantitativo para determinar si hay contaminantes potenciales del aire. EI gerente de seguridad e higiene no debe dudar en Hamar a un ingeniero qufmico en el analisis de una posible contarninaci6n del aire. Un analisis tecnico en esta fase evitara gran mimero de costosos y laboriosos experimentos de muestreo.
Estrategia de medici6n Una vez que se ha deterrninado que hay un riesgo de contarninaci6n del aire, se necesita un procedirniento para tomar muestras, medir el grado de exposicion de empleados e instituir controles. Para este proposito, el NIOSH recomienda una estrategia, que se muestra en forma de grMica de decision en la figura 8.5.
Instrumentos de medici6n La reglamentacion federal tanto de la OSHA como de la EPA sobre los niveles de exposicion perrnisible para los agentes t6xicos del aire ha estimulado a las industrias de la electr6nica e instrumenta- . ci6n a fabricar instrumentos nuevos y mas precisos para deterrninar concentraciones. EI interes en Hacer delerminaci6n escrila. i.,Puede exponerse cualquier empleado a concenlraciones
SI
Medir tos grados
tdentificar y
de exposici6n(es) de maximo
medir lodos los empleados que pueden aslar
:2!: NA
~ NA?
No
Si
Figura 8-5 Estrategia del NIOSH para la medici6n del grado de exposici6n. Para los requisitos detallados debe consultarse cada nOlma de salud de las sustancias. NA, nivel de acci6n; LEP, limite de exposici6n permisible.
Detecci6n de contaminantes
165
partes por mi1l6n ha cedido el paso a un escrutinio mas riguroso que detecte partes por mil millones. Estas exigencias estan poniendo a prueba la ffsica de los instrumentos, y los resultados son imprecisiones a gran escala. Con estas necesidades de alta tecnologfa en los dispositivos de medici6n atmosferica, uno pensaria que la vigil an cia de la contaminaci6n del aire sel'ia un nuevo campo. Ahora bien, ha habido otras formas, mas burdas, de vigilar el aire que respiramos. Se utilizaban animales para probar la presencia de gases t6xicos 0 deficiencias de oxigeno. A menu do se bajaba a las minas un canario 0 un rat6n en unajaula. Si el animal moria, era una alerta a los trabajadores sobre el riesgo. Para probar la falta de oxfgeno se utilizaba una lampara de seguridad de flama, cuya llama se apagaba si la proporci6n de oxfgeno en la atm6sfera era muy baja. Se suponfa que una llama que ardiera con mayor brillantez era indicaci6n de la presencia del gas metano. Estos metodos eran burdos, pero proporcionaban cierta indicaci6n esencial de grados agudos de exposici6n. Con el reconocimiento de los umbrales limites y el au men to en importancia de la exposici6n cr6nica, la prueba del canario 0 de la llama se volvi6 inadecuada. En efecto, cuando el canario mostrara sfntomas de cancer 0 tejido cicatricial en los pulmones, los trabajadores tambien habrfan side vfctimas. Aparte, la vida de los animales es demasiado corta para proyectar el efecto cr6nico al que los seres humanos pueden ser susceptibles. Hoy se cuenta con cuatro metodos basicos para medir la exposici6n a contaminantes en el aire: 1. 2. 3. 4.
Instrumentos de lectura directa Muestreo con tubos detectores Muestreo con analisis subsecuente de laboratorio Dosimetros
Para algunos problemas que ocurren a menudo, como deficiencia de oxfgeno y fugas de gas natural, se han inventado dispositivos capaces de medir y registrar concentraciones reales en una pantalla, como en las lecturas digitales. Dicho instrumento de lectura directa es a veces esencial para poder entrar a espacios confinados, cuando es necesario recabar una lectura inmediata que determine si la atm6sfera esta libre de exposici6n aguda y peligrosa. Tan convenientes son los instrumentos de lectura directa que sus fabricantes se esmeran en apremiar las fronteras de la fisica con el objeto diseiiar y patentar nuevos aparatos que midan concentraciones de tantas variedades de contaminantes en el aire como sea po sible. Menos preciso que los instrumentos de lectura directa, pero con todo util para una evaluaci6n inmediata de las concentraciones, es tomar una muestra de la atm6sfera en un "tubo detector", que contiene un producto qufrnico que reacciona, si 10 encuentra, con el contaminante. Avances recientes en la tecnologfa de tubos detectores han hecho posible medici ones directas de mas de 350 productos qufmicos suspendidos en el aire (ref. 22). El procedimiento es utilizar una bomba manual para tomar una muestra de aire de volumen conocido por medio de un tubo de vidrio que contiene un agente que cambia de color en presencia del contaminante objetivo. Estas determinaciones, tanto cualitativas como cuantitativas, son posibles ya que la longitud e intensidad de la banda de color estan relacionadas con la concentraci6n cuantitativa del contarninante. Algunas veces, estos tubos se utilizan para una rapida evaluaci6n de posibles problemas, con el muestreo y analisis de laboratorio que siguen a las mediciones cuantitativas exactas. La figura 8.6 ilustra un tubo detector de muestra, insertado en la bomba de fuelle manual para recolectar una muestra. Vease el caso 8.4.
166
Capitulo 8
Salud y sustancias t6xicas Figura 8-6
Tubo detector de contaminantes del aire insertado en una bomba de fuelle accionada manualmente. (Fuente: Cortes fa de National Draegerm Inc.)
CASO 8.4 PRUEBA DE TUBO DETECTOR
La figura 8.7 muestra el diagrama de un tuba detector utilizado para probar concentraciones atmosfericas de acetaldehido. Las siguientes especificaciones son aplicables a este tuba:
Intervalo de medici6n normal
100 a 1 000 ppm
Cantidad de ciclos de bombeo
20
Desviaci6n normal
Âą15 a 20%
Cambio de color
De naranja a verde pardusco
El problema estriba en determinar si el tuba detector sirve para probar el LEP
0
el NA del acetaldehido.
Soluci6n: El apendice A.I revela que el LEP del acetaldehido es de 200 ppm. Esta concentraci6n estii dentro del margen de sensibilidad del tuba del ejemplo. EI tubo es tambien capaz de detectar concentraciones de 100 ppm, que es el NA del acetaldehido. EI procedimiento consiste en romper los extremos del tuba y acoplarlo a una manguera flexible unida a una bomba. Se acciona la bomba durante 20 ciclos de bombeo. La profundidad de la penetraci6n de la banda verde pardusco en la regi6n calibrada color naranja del tubo mostrada en la figura 8.7 determina la concentraci6n aproximada en ppm. Por supuesto, el experimento tiene cierto margen de error, y a veces oU'as impurezas de hidrocarburos del petr61eo contamin an los resultados, pero la prueba es muy utilizada para evaluar areas problemiiticas sospechosas (ref.39).
Resumen
Figura 8-7 Inc.)
167
Tubo detector de acetaldehido. (Fuente: COitesla de National Draegerm
Capa indicadora naranja
Para contaminantes mas diffciles de detectar y concentraciones mas bajas no hay opciones; es menester utilizar dispositivos de muestreo y analisis de laboratorio. Cualquiera de estos dispositivos bombean una cantidad prescrita de aire a traves de un filtro 0 absorbente, que recolecta el contaminante 0 solo un volumen preciso de aire. El filtro, el absorbente 0 la muestra de aire se envfa entonces allaboratorio para su analisis. Los dosfmetros son los dispositivos mas convenientes de todos, especialmente para reunir datos de PPT. Un dosfmetro es un pequeno recolector usado sobre el cuel-po 0 la ropa del trabajador, que registra un grado de exposicion promedio ponderado en el tiempo durante un periodo especffico, por ejemplo un turno completo. Por des gracia, todavia no hay dosfmetros exactos para la mayor parte de las sustancias toxicas. La figura 8.8 muestra un dosimetro para vigilancia del aire.
RESUMEN La exposicion a las sustancias toxicas es el clasico problema de salud, pero la indole de las exposiciones en el trabajo es diferente de 10 que la mayoria de la gente considera venenos. Fuera del trabajo, se entiende que los venenos son pociones mortales que se ingieren. En el trabajo, los venenos pueden ser mortales, pero en general entran al cuerpo a traves de los pulmones, en concentraciones diminutas, y a veces pasan alios hasta aparecer los efectos. Una notable excepcion es la deficiencia de oxfgeno, que puede tener resultados rapidos y mortales. Las formas en que los venenos afectan al organismo se
168
Capitulo 8 Salud y sustancias t6xicas Figura 8-8 Dosimetro para recolectar datos de PPT automaticamente de manera acumulativa. (Fuente: Cortesia de Mine Safety Appliances Company.)
c1asifican aproximadamente en siete grupos: irritantes, venenos sistemicos, depresores, asfixiantes, carcin6genos, terat6genos y mutagenos. Cada uno de los siete puede ser ligero 0 mortal, dependiendo de la concentraci6n. Muchas sust~ncias entran en varios de los siete grupos. Un importante primer paso para tener control de los riesgos de salud es aprovechar los examenes preliminares de todo empleado nuevo, que determinan cualquier condici6n ya existente de salud, que puede agravarse por el grado de exposici6n en el trabajo. Los examenes tambien permiten una medici6n del deterioro de la salud del trabajador, si 10 hay, durante el empleo. La medici6n del deterioro de la salud del trabajador durante el empleo aporta informaci6n valiosa, pero es aun mas valiosa la medici6n de grados t6xicos de exposici6n antes que hagan dano. En este capitulo hemos explorado la ciencia y la instrumentaci6n para medir concentraciones diminutas de sustancias t6xicas en las atrn6sferas industriales. Tambien presentamos el sistema de normas que se aplican a estas concentraciones. Las normas mas importantes para contaminantes del aire son los limites de exposici6n permisibles (LEP). La mayor parte de los LEP son exposiciones promedios ponderadas por tiempos de ocho horas (PPT). Algunas sustancias t6xicas son tan peligrosas que requieren que se establezca una concentraci6n tope maxima (T). Los niveles de acci6n (NA) se derivan de los LEP e indican cuando los contarninantes en el aire a1canzan niveles que necesitan control, antes de que excedan limites. Se necesitan f6rmulas especiales para considerar los efectos de multiples contaminantes. Luego de nuestro estudio de las sustancias t6xicas, sus efectos en el organismo y los metodos y las normas para medir su concentraci6n en atm6sferas industriales, en el capitulo 9 veremos las formas para controlar el entorno industrial para minimizar los efectos de estas sustancias. Ademas, examinaremos los riesgos por ruido industrial y su control.
Ejercicios y preguntas de estudio
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EJERCICIOS Y PREGUNTAS DE ESTUDIO 8.1
l,Cua/ es la definicion de la palabra humos ?
8.2 l,Cuanto monoxido de carbo no se permite en el aire, dada una concentracion normal (0.033%) de bioxido de carbona (y ningun otTO contaminante)? 8.3
Muestras de aire indican que una atmosfera industrial contiene 0.001 por ciento de meti! estireno durante la mitad matutina del tumo y 0.015 por ciento durante la mitad vespertina. l,Cual es el PPT? Suponiendo que no hay otros contaminantes presentes, l.excede el grado de exposicion al LEP? l.Excede el NA?
8.4
Muestras de aire indican las siguientes concentraciones de contaminantes en un tumo de ocho horas (de 8:00 AM a 4:00 PM):
1. Tritluorbromometano: un decimo de uno por ciento de 11 :00 AM a 2:00 PM. 2. Propano: 0.05 por ciento todo el dfa 3. Fosgeno: una parte por millon a las 2:00 PM, con duracion de 15 minutos. (a) Suponiendo que no hay otros contaminantes presentes, l,cumple la atmosfera de todo el tumo las normas de la OSHA? (b) Para cumplir exactamente con las norm as de la OSHA, l, mas 0 menos que tanto tiempo sena permisible el grado de exposicion al fosgeno, siempre y cuando los demas contaminantes permanezcan como antes? 8.5 Dos tubos detectores de color para probar la concentracion atrnosferica de bioxido de nitrogeno tienen las siguientes especificaciones: Tubo A intervale de medicion normal: 5 a 25 ppm (con dos cic\os de bombeo) 0.5 a 10 ppm (con cinco cic\os de bombeo) Tubo B intervale de medicion normal 5 a 100 ppm (con cinco ciC\os de bombeo) 2 a 50 ppm (con 10 ciC\os de bombeo) l.Que tuba tiene mayor precision para la prueba? l,Que tuba serfa preferible para verificar concentraciones cercanas al LEP? l,Cmintos cic\os de bombeo deben utilizarse? l,Que tuba serfa preferible para verificar concentraciones cercanas al NA? l,Cuiintos cic\os de bombeo deben utilizarse? 8.6
Se sospecha que cierto proceso de soldadura por gas en un espacio confinado produce concentraciones peligrosas de monoxido de carbono, bioxido de carbono, partfculas de 6xido de hierro y humos de manganeso. EI muestreo atmosferico produce los siguientes datos de grados de exposicion :
mg/m3
ppm Tiempo
CO
CO 2
8:00 A.M.-l 0:00 A.M. 10:00 A.M.-12:00 mediodfa 12:00 mediodfa-l:00 P.M. 1:00 P.M.-4:00 P.M.
10 20 25 30
1000 1000 1000 1000
6xido de hierro
4 2
3
l,Representa el grado de exposicion combinada una violacion a la OSHA?
Manganeso
170
Capitulo 8 Salud y sustancias toxicas 8.7
Meneione por 10 menos cinco pneumoconiosis. (,CmHes son las mas peligrosas?
8.8
(,En que difieren las fibrosis de las demas pneumoconiosis?
8.9 Mencione las dos c1ases basicas de asfixiantes y de ejemplos de cada una. 8.11
Explique los siguientes terminos : (a) mutageno (b) carcin6geno (c) terat6geno
8.12
(,En que forma difiere la amenaza de los venenos en el hogar que en el trabajo?
8.13
(,Cmil es la diferencia entre humos y vapores?
8.14
Compare el tamafio de particulas de los siguientes: (a) humos de 6xido de zinc
(b) humo de tabaco (c) diiimetro del cabello humano
(d) bacterias
8.1S Explique los siguientes terminos: (a) UL (b) LEP (c) PPT
(d)MTA (e) LECD (f) NA
8.16
Mencione algunos metodos tradicionales de detectar la presencia de contaminantes peJigrosos en e l aire y explique sus ventajas y desventajas.
8.17
Refiera tres metodos basicos para medir los grados de exposici6n a los contaminantes del aire.
8.18
Suponga que un proceso industrial produce la siguiente concentraci6n de contaminantes en el aire, en los periodos que se indican:
Periodo
8:00 A.M.-IO:OO A.M. 10:00 A.M.-ll:OO A.M. 11 :00 A lvI .-I:OO P.M. J :00 P.M.-4:00 P.M.
Methanol (ppm)
6xido nftrico (ppm)
Bi6xido de azÂŁifre (ppm)
50 ISO
5
0
10
100 200
10
5
Consideradas en conjunto, (,excederian estas concentraciones los niveles de exposici6n permisibles?
8.19 En el ejercicio 8.18, suponga que en este proceso el solvente etanol podrfa servir para remplazar el metanol, pero a expensas de dupJicar la coneentraci6n de sol vente en la atm6sfera. (,Esto mejoraria 0 empeoraria las cosas? ExpUquelo. 8.20
Dos solventes, el benceno y el c1orobenceno, estan siendo considerados por los ingenieros de proceso para uso en una planta, en la eual usted es el responsable del departamento de seguridad e higiene. i.Que informaci6n puede proporcionar usted a los ingenieros de proceso en relaci6n con los riesgos comparativos de ambos solventes?
Ejercicios y preguntas de estudio
8.21
171
Un hombre y una mujer derraman una botella de ron de ISO grados en el pi so de la cocina de su pequeno departamento de una recamara. EI area total del departamento es de SSO metros cuadrados y la altura de los techos es de 2.S metros. Para cuando limpian el derrame, aproximadamente J 40 decfmetros cubicos de vapor de alcohol estan en el aire debido a la evaporaci6n. Como advierten el intenso olor a alcohol en el aire, abren las ventanas y, sintiendose mareados, se van a la cama y duermen toda la noche (ocho horas). La ventana abierta permite una diluci6n gradual del alcohol en el aire, y para la manana, su concentraci6n ha bajado a SOO partes por mi1l6n. Suponiendo una velocidad de declinaci6n con stante en el contenido de alcohol en el aire toda la noche, l,represent6 la concentraci6n de alcohol un riesgo? Si la exposici6n hubiera sido en el trabajo, l,se hubieran excedido los LEP?
8.22 En el ejercicio 8.21, la intenci6n original de la pareja habfa sido hacer un pastel al ron. Si hubieran continuado y hecho el pastel, suponga que el homo caliente habrfa causado que se liberaran otros 700 decfmetros cubicos de vapor de alcohol en el departamento. l,C6mo se compararfa esta concentraci6n con el LEP?
8.23 Se emplea un detector de gas de 1ectura directa para muestrear concentraciones de gas de bi6xido de azufre. EI tuba SH esta especificado para concentraciones en el intervalo de O.OS a 8.0 por ciento y el tuba SM para concentraciones entre 20 y 3 600 ppm. l,Cual es el mas sensible de los dos? 8.24 Los siguientes tubos detectores de gas sirven para lectura directa de concentraciones de un gas toxico, sulfuro de hidr6geno: Tubo
Concenlracion
4HT 4HH 4H
1-40% 0.1-4.0% 10-3200 ppm 12.5-500 ppm 1-240 ppm 0.25-60 ppm
4M 4L 4LL
l,Cual de estos tubos serfa satisfactorio para detectar la concentraci6n tope especificada por la OSHA para el sulfuro de hidr6geno? De los tubos satisfactorios, l,cual de ellos detecta el intervalo mas estrecho de concentraciones?
8.25 Un tuba detector esta destinado a probar concentraciones de isopropil acetato en el intervalo de O.OS a 0 .7S por ciento. l,Seria capaz de detectar concentraciones alrededor del LEP de la OSHA? l,Serfa un dispositivo satisfactorio para probar si se ha excedido el NA?
8.26 Se determina en un laboratorio que un a particula de carb6n tiene un diametro de 17 micr6metros. l,Cual es el diametro en centfmetros? Calcule tambien el diametro el pulgadas. l,C6mo esta clasificada esta partfcula, como polvo 0 humo?
8.27 Considere la siguiente concentraci6n de contaminantes en el aire observados juntos un mismo dfa: Contaminanle
Eter isopropil Elil benceno Clorobenceno Clorobromometano
PPT(ppm)
200 40 25 50
Consideradas por separado, l,alguna de estas concentraciones excede el LEP de la sustancia? l,El N A? Consideradas conjuntamente, l,excede el LEP la mezcla? l,EI NA?
172
Salud y sustancias toxicas
Capitulo 8 8.28
CasO de diseiio. Un ingeniero de procesos prop one un nuevo solvente, que reducini la cantidad requer1 da por el proceso y disminuira considerab1emente el vapor del sol vente liberado en el aire dentro de f! planta. EI nuevo solvente es el perc1oroetileno, y se espera que reduzca los vapores absorbidos por I 1 aire de la planta en 20 por ciento por volumen, comparado con el sol vente anterior (solvente Stoddard). ~ usted se Ie llama como profesional certificado en seguridad para evaluar el cambio propuesto en el roceso. LApoya usted este cambio? ExpJique su posici6n.
8.29
~aso: planta de fabricacion de rayon. Se toman mediciones y en la tabla 8.3 se muestran las concen-
faciones de contaminantes suspendidos en el aire. Determine cual de las sustancias esta en la lista de t f) OSHA con limites LEP y lleve a cabo los ca1culos para determinar si los grados de exposici6n ~ados, consideradas las sustancias por separado y juntas, exceden los LEP y los NA impuestos por esa
J-ependencla. Caso de diseiio. Los ingenieros de disefio de proceso en la planta de fabricaci6n de ray6n del ejercicio 8.30 !7 .29 sugieren que se introduzca un nuevo proceso que utilice como sol vente el formaldehido. Las -valuaciones preliminares indican que el nuevo proceso agregara una pequefia cantidad de vapor de ~orrnaldehido a la atm6sfera de la planta, quizas una parte por mi1l6n por volumen, ademas de los iveles actuales de los otros contaminantes en el aire, enlistados en la tabla 8.3. El ingeniero de la (11anta ha tenido el cuidado de invitar al gerente de seguridad e higiene al equipo de disefio, en busca de j1 tfO punto de vista. Realice los calculos y estime el impacto de la propuesta del nuevo proceso sobre la °eguridad y la salud de los trabajadores de la planta. LQue recomendaci6n Ie haria al equipo de diseno? ~
--------------~
--------------~~
Tabla 8.3
Niveles de exposici6n
Grados de exposicion matutina
Grados de exposicion vespertina
(4 hr)
(4 hr)
-----~~ 0.5 ppm (p/m) 1 ppm 'drido acetico 0.2 mg/m3 0.3 mg/m3 Anllt6xido de sodio Hid( . 3 ppm 4 ppm SulftJro de amo)lllo 5 ppm 8 ppm . Ifuro de ca CIO B1SLl 4 ppm 6 ppm . lfuro de carbono B1SLl di 0.7 mg/m3 0.8 mg/m3 SulflJro de s~. 0 0.3 mg/m3 0.5 mg/m3 fi to de so 10 Sul~--------------------------------------------------------------------Â -----~
EJERCICIOS 8.31
D~
INVESTIGACION
e1rnercurio y sus compuestos son materiales t6xicos tratados en este capitulo. En 1995, una descarga '(Idustrial de compuestos de mercurio en un rio en Rusia amenaz6 la salud de los habitantes del area y uS o en peJigro de dafios ambienta1es al oceano Artico. Investigue los detalles de este accidente y la )Ctens i6n de los dafios. LPor que el oceano Artico es mas vulnerable a los danos de estos accidentes eue oceanos mas templados? J
r 8.32
~110 de enero de 1997, la OSHA emiti6 una reglamentaci6n final sobre el c1oruro de metileno. Investfgu ela para deterrninar 10 siguiente:
Ejercicios de investigacion
173
(a) El numero de la norma (b) Fecha de su entrada en vigor (c) Fecha del fin de la fase de implantaci6n (de arranque) (d) El LEP PPT de ocho horas (e) EI LECD (f) EI tiempo que deben mantenerse registros del grade de exposici6n
8.33 Estudie el impacto de la norma del cloruro de metileno. i,Cm'intas vidas por ano se espera salvar, como resultado de la promulgaci6n de la norma? i,Cminto se reducinin los riesgos de cancer para trabajadores que utilizan este sol vente? i,En cminto disminuini el grado de exposici6n de los trabajadores? i,Cuantos trabajadores utilizan el cloruro de metileno?
8.34 En 1996, la OSHA redujo ellimite permisible de exposici6n (LEP) para ell,3-butadieno. i,Por cuanto se redujo el LEP? i,Cual es la estimaci6n del aumento de costa para la industria para cumplir con este requisito mas riguroso? i,Cuantos fallecimientos por cancer se espera evitar despues de 45 an os de trabajo?