UNIDAD 2

unidad didáctica
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Agentes
químicos
contaminantes
Objetivos
Qué son los agentes químicos contaminantes.
Qué reactividad química tienen.
Cómo se pueden clasificar.
Qué riesgos de exposición hay.
Qué métodos de evaluación de riesgos se utilizan.
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Agentes químicos contaminantes
2.1 Definición
Se entiende por contaminante químico, toda porción de materia inerte (no viva), en
cualquiera de sus estados de agregación (sólido, líquido o gaseoso), cuya presencia en
la atmósfera de trabajo puede originar alteraciones en la salud de las personas
expuestas.
Una manipulación
característica a la que
se someten los productos
químicos en el laboratorio es
su transformación mediante
una reacción química que se
suele llevar a cabo sobre la
base del control de una serie
de parámetros que afectan
su desarrollo: concentración
de los reactivos, presión,
temperatura, disolventes,
catalizadores, etc. No hay
que olvidar, sin embargo,
que hay casos en los cuales
no se conocen los parámetros adecuados que deben
aplicarse o bien existe la
posibilidad de la aparición
de reacciones secundarias
no previstas. A continuación
se exponen resumidamente
las bases para el establecimiento de la reactividad de
un producto químico y del
desarrollo de una reacción.
El número de sustancias capaces de mostrar algún efecto tóxico es muy elevado, pues incluye la mayor parte de los compuestos conocidos. Lógicamente, el grupo de sustancias tóxicas con importancia industrial es más reducido pero en la actualidad ya son muy numerosos los compuestos que tienen asignado un límite máximo de concentración en ambientes
laborales.
2.2 Reactividad química básica
Hay muchos productos químicos que se utilizan actualmente en los procesos industriales.
La mayor parte de ellos no presentan ningún tipo de peligrosidad en las condiciones normales de utilización, no obstante existe un grupo importante de productos llamados peligrosos,
que bien debido a factores externos a los mismos por la inseguridad con que éstos se utilizan, ya sea por fallos de las instalaciones o equipos, de la organización o también por un
comportamiento humano inadecuado, pueden provocar incidentes que afectan potencialmente al hombre, al medio ambiente y a los equipos e instalaciones.
Se han de diferenciar dos conceptos:
Sustancias químicas: elementos químicos y sus compuestos en estado natural y elementos obtenidos mediante cualquier proceso de producción.
Preparados químicos: que son una mezcla o solución compuesta por dos o más sustancias diferentes.
Reacción química
Una reacción química es una rotura de enlaces entre átomos o iones, seguida de una reorganización de enlaces
diferentes que dan lugar a nuevas especies químicas.
En las condiciones propias en que se realiza la reacción, el
cambio de enlaces del sistema químico conduce siempre a
un sistema más estable. Una reacción no es posible si no va
acompañada de una variación de entalpía libre negativa,
lo que en principio permite estimar las características de la
reacción.
Factores fisicoquímicos que afectan
a las reacciones químicas
Enlaces químicos
La estabilidad de un compuesto químico en unas condiciones determinadas depende únicamente de la resistencia de los enlaces químicos entre los átomos o los iones de
los que está formado.
Fig. 2.1
Reactividad química.
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En el caso de la unión de átomos (enlace covalente),
ésta tiene lugar por intercambio o compartición de un par
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Tabla 2.1 Tabla periódica de los elementos.
de electrones (enlaces); si se trata de dos pares, el segundo será un enlace de tipo π. Las
moléculas con enlaces tipo π son más rígidas y más reactivas por ser éstos más frágiles
que los σ. Lo mismo ocurre con los triples enlaces (enlace σ). Si existen enlaces dobles
separados por enlaces simples se produce el fenómeno de resonancia, lo que hace
aumentar la estabilidad de la molécula. Es el caso del benceno y de los compuestos aromáticos en general.
Cuando se trata de una unión de iones (enlace iónico), cada ión está rodeado de otros
iones de signo contrario, formando un entorno que es rígido en los sólidos y móvil en los
líquidos y soluciones. Los átomos susceptibles de transformarse en iones dan lugar a
reacciones muchas veces violentas (sodio o flúor con agua), al igual que soluciones
acuosas de compuestos iónicos de cargas contrarias, como ácidos fuertes frente a bases
fuertes.
En el enlace covalente dos o más elementos comparten electrones ya que los átomos en el
compuesto tienen una tendencia similar hacia los electrones.
La mayoría de compuestos están formados por enlaces mixtos, siendo raras las uniones
puramente covalentes o puramente iónicas. El HF, por ejemplo, es iónico en un 60 %,
mientras que el HI lo es solamente en un 5 %. El porcentaje depende de las cargas de
los iones, del tamaño del catión y del del anión y, en consecuencia, de la polarización
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Ejemplo 1
Enlace covalente
Los átomos de hidrógeno tienen un electrón en su
capa de valencia (la más externa), esta capa es estable
si está completa, por tanto como es una capa formada
por un orbital tipo σ, que estaría completa con dos
electrones, estos dos átomos se unen de forma covalente para compartir sus electrones y tener mayor estabilidad. Como comparten un electrón se forma un
enlace tipo σ, o enlace simple (muy estable y difícil de
romper).
completo, por lo que compartirá sus 4 electrones de
valencia con otros átomos que le puedan aportar esos
4, para llegar así a conseguir tener 8 electrones (capa
llena 6+2=8 que es muy estable).
Fig. 2.3 Diagrama.
Fig. 2.2 Enlace covalente.
Para refrescar la memoria recordaremos que existen
cuatro tipos de orbitales: s, p, d y f en los cuales caben
2, 6, 10 y 14 electrones respectivamente. La capa de
valencia o capa más exterina la forman uno o más
orbitales (ver figura 2.3, estos orbitales se llenan en el
orden indicado por las
flechas), por ejemplo
en el caso del H, éste
sólo tiene un electrón,
entonces sólo se llena
la mitad del primer
orbital, el 1s, otro
ejemplo sería el carbono, que tiene un total
de 6 electrones y una
estructura electrónica:
1s2 2s2 2p2,
(2+2+2=6), la capa
de valencia corresponde a 2s 2p (tiene
cuatro electrones, los
dos de p más externos
que los dos de s), a p
le faltan cuatro electrones para estar
En enlace iónico
los electrones se
transfieren completamente
de un átomo a otro, dejándolos cargados positivamente si pierden y negativamente si ganan electrones, o
sea, se forman iones. Los
iones cargados de manera
opuesta se atraen por fuerzas electrostáticas formando
este tipo de enlace.
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Para ver un ejemplo en el que se compartan dos electrones y se forme un enlace tipo p, o doble que es lo
mismo, nos fijaremos en la molécula de etileno (C2H4).
Como se ha visto antes, el hidrógeno comparte su
electrón con otro hidrógeno o con cualquier otro
átomo dispuesto a compartir un electrón. En este caso
nos centramos en el carbono, este átomo tiene cuatro
electrones en su capa de valencia, como le faltan cuatro para llegar a tener su capa más externa completa
comparte dos con otro átomo de carbono y los otros
dos con dos hidrógenos (uno con
cada hidrógeno).
Al compartir dos
electrones con un
mismo átomo se
forma un enlace
doble. Por tanto, en
el caso del etileno
cada carbono comparte dos electrones
con dos hidrógenos
formando un enlace
simple y sus dos
electrones restantes
con otro carbono.
(ver figura 2.4)
Fig. 2.4
Enalce covalente 2.
de la molécula, lo que afectará a la reactividad de la misma. Si es un disolvente, afectará también a la reactividad de diferentes compuestos que se hallen en solución.
Otro aspecto para considerar es la longitud de los enlaces, que disminuye con el número de los mismos. La fragilidad aumenta con la longitud. Si tiene lugar una excitación
aumenta la longitud y la fragilidad. En la tabla 1 se dan las longitudes de algunos enlaces característicos.
Otra cuestión que cabe considerar en este aspecto es el tamaño del átomo que también
influye en la longitud del enlace y en consecuencia en su fragilidad. En los halógenos,
la solidez de sus enlaces con el carbono disminuye con el tamaño del átomo:
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Ejemplo 2
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Enlace iónico
Para ver un ejemplo de este tipo de enlace analizaremos la molécula del cloruro de sodio.
El sodio es un átomo que posee 11 electrones, uno de
los cuales se encuentra en su capa más externa, si
pierde este electrón conseguiría tener un capa completa, y sería más estable. Na (11) = 1s2 2s2 2p6 3s1 - 1
electrón = 1s2 2s2 2p6 (la capa 2 está completa cosa
que es muy estable).
El cloro por su parte tiene 17 electrones: Cl (17) 1s2
2s2 2p6 3s2 3p5 perder 7 electrones para quedarse
con la capa 2 llena no es factible; es mas sencillo ganar
1 y por lo menos tener p completo.
Conclusión: tenemos el Cloro que necesita un electrón
y al Sodio que "le sobra" uno, por lo que el cloro se
queda con el electrón del sodio y se forma así entre
ellos un enlace iónico.
Fig. 2.5 Enlace iónico.
C – F > C – Cl > C – Br > C – I
Tabla 2.2 - Longitudes de enlace
Tipo de enlace Longitud en Å
Tipo de enlace
Longitud en Å
H-H
0,7
O=O excitado
1,61
H-H excitado
1,06
O-O
1,32
F-F
1,28
C≡C
1,20
Cl-Cl
1,98
C=C
1,34
Br-Br
2,28
C-C
1,54
I-I
2,66
N≡N
1,10
O≡O
1,00
N=N
1,20
O=O
1,14
N-N
1,40
La rotura del enlace iónico tiene lugar de distintas maneras: por fusión, por disolución o
por reacción entre compuestos iónicos. Las dos últimas pueden dar lugar a reacciones
violentas, como la solubilización de hidróxido sódico en agua y la neutralización de un
ácido por una base. La rotura del enlace covalente puede ser heterolítica (el par de electrones va a parar a uno de los dos átomos por lo que se obtienen iones de signos opuestos muy reactivos) u homolítica (cada uno de los átomos recupera uno de los dos electrones del par), que originan dos radicales también muy reactivos. Tanto los iones como
los radicales formados reaccionan con las diferentes especies químicas presentes.
Energía de activación
Se llama energía de activación a la cantidad mínima de energía capaz de iniciar
una reacción. Sin esta energía la reacción no tiene lugar. La energía de activación es
débil para las reacciones de tipo iónico y mucho más elevada para las reacciones covalentes. Ello explica que la mayor parte de las reacciones iónicas transcurran a baja temperatura y a velocidad elevada.
La energía de activación es la energía
que necesita un sistema
para iniciar un determinado
proceso. La energía de activación suele utilizarse para
denominar la energía mínima necesaria para que se
produzca una reacción
química dada.
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Desarrollo de las reacciones químicas
Una reacción química tiene lugar a través de una serie de
etapas intermedias, con formación de especies químicas de
vida muy corta (10-10 segundos). Algunas de estas etapas
son reacciones de equilibrio que pueden frenar el desarrollo
de la reacción.
Los mecanismos de las reacciones suelen ser complicados. El
de las iónicas es una transferencia de electrones seguida de
la aparición de nuevos iones o de la formación de un compuesto insoluble. En el de las covalentes, intervienen productos intermedios muy inestables y reactivos, correspondiendo
el máximo de la energía de activación a la formación de asociaciones de moléculas en forma de complejos transitorios.
Un ejemplo de reacción aparentemente simple, que es muy
compleja, es la del oxígeno con el hidrógeno para formar
agua. Esta reacción implica muchas etapas con formación de
diferentes radicales.
Fig. 2.6
Los catalizadores,
los inhibidores y el
propio disolvente de la
reacción, como se comentará más adelante, se utilizan
para facilitar o controlar el
desarrollo de las reacciones
químicas.
Los catalizadores son compuestos que contienen átomos
con centros activos que participan en el ciclo de la reacción, aunque permanecen inalterados. Hacen más rápido el
desarrollo de la reacción química y disminuyen la energía
de activación. Aunque normalmente la presencia de un
catalizador en una reacción química corresponde a una acción voluntaria, hay muchos
casos descritos en los que han ocurrido reacciones violentas por la presencia de
pequeñas impurezas que han actuado como catalizador, o porque los propios productos de la reacción actúan como tales.
El inhibidor se añade a ciertos productos químicos o a la mezcla de ellos para evitar
que tenga lugar una reacción química o una aceleración de la misma. Es habitual la adición de un inhibidor a los compuestos autooxidables para impedir la reacción de descomposición.
Concentración de los reactivos
La velocidad de una reacción está también en función de las concentraciones o presiones parciales de los reactivos, que aumentan al hacerlo éstas.
Cuando se trata de reacciones entre gases se puede aumentar la seguridad del sistema
trabajando a presión atmosférica o, incluso, a vacío parcial, y también reduciendo la
presión parcial de los reactivos mediante la introducción de un gas inerte sin variar
la presión total.
En medio líquido es muy conocido el efecto de la concentración de los reactivos.
Reacciones entre ácido y base, o de ácidos frente a ciertos compuestos orgánicos, presentan una evolución totalmente ligada a la concentración de los reactivos. En medio
acuoso, el efecto de la dilución en la velocidad de reacción no presenta alteraciones significativas. En medio no acuoso, aparte del efecto de la dilución en la velocidad de reacción, hay que considerar también el producido por el cambio de disolvente. La velocidad de reacción de la trietilamina con el ioduro de etilo, por ejemplo, varía en la proporción 1/1000/50000 según se emplee como disolvente ciclohexano, benceno o nitrobenceno. Este aspecto debe ser tenido en consideración al cambiar el disolvente o al
cambiar uno de los reactivos para realizar una reacción equivalente (con los mismos
grupos químicos, por ejemplo). También existe la posibilidad de controlar la reacción
adicionando productos capaces de aumentar la viscosidad del medio, dificultando así
los intercambios moleculares.
En el caso de los reactivos sólidos se puede equiparar la concentración al estado de división de los mismos, que aumentan con éste su reactividad. Los catalizadores e, incluso,
los metales finamente divididos son capaces de generar reacciones especialmente violentas, incluyendo inflamaciones y explosiones. No hay que olvidar, por otra parte, que
polvos de sustancias orgánicas combustibles pueden formar mezclas peligrosas con el
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aire. La manipulación y almacenamiento de estas sustancias pulverulentas en atmósferas inertes y en suspensión en líquidos también inertes es la técnica habitual empleada
para prevenir reacciones inesperadas.
Temperatura
La temperatura desempeña un papel muy importante en la velocidad de las reacciones.
La constante de la velocidad de reacción sigue una ley exponencial:
k = A e-E/RT (ley de Arrhenius)
donde:
A: factor de potencia
E: energía de activación
R: constante de los gases perfectos
Aproximadamente, una elevación de temperatura de 10 °C aumenta la velocidad de
reacción en 2 o 3 veces.
Tanto en los laboratorios como en las plantas piloto, no debe olvidarse que las reacciones exotérmicas efectuadas bajo control, pero a temperaturas demasiado bajas, pueden
iniciarse de manera retardada y acelerarse peligrosamente. Es deseable que una reacción exotérmica libere rápidamente su energía térmica de manera que ésta pueda ser
absorbida inmediatamente por un dispositivo de refrigeración apropiado.
La energía electromagnética transporta
la radiación electromagnética (r.e.m.) la cual está formada por un campo eléctrico y un campo magnético
perpendiculares entre sí y
perpendiculares a la dirección de propagación de la
onda. Según las diferentes
longitudes de onda obtendremos una de las dos.
Energías electromagnéticas
También las energías electromagnéticas, en función
de su longitud de onda, pueden excitar los electrones
y modificar el estado de una molécula. Los rayos infrarrojos sólo se emplean normalmente como calefactores; la longitud de onda visible, ya suele ser más activa, mientras que la ultravioleta se emplea ya directamente como activador de reacciones siendo capaz de
roturas de enlaces y los rayos X y Y son aún mucho
más energéticos.
Golpes y rozaduras
Los golpes y rozaduras, finalmente, también provocan la compresión de los átomos y
aumentos de temperatura que pueden iniciar de forma violenta una reacción. En este
sentido, las sustancias cristalizadas son, en general, más sensibles que en solución.
Fig. 2.7
Energía electromagnética.
Energía liberada por las reacciones
La energía de enlace es la energía necesaria para romper un enlace químico entre dos
átomos, por lo que la consideración de las energías de enlace de un compuesto puede
dar una idea de la estabilidad.
Tabla 2.3 - Energía de algunos tipos de enlaces
Tipo de enlace
Energía
(kcal/mol)
Tipo de enlace
Energía
(kcal/mol)
C-F
C-Cl
C-Br
C-I
C=O
O=O
O-O
116
81
68
51
192
119
35
C-C
C=C
C≡C
N≡N
N=N
N-N
59
100
123
170
80
20
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En la tabla 2.3 se dan las energías de algunos enlaces característicos. Sin embargo,
debe tenerse en cuenta que la energía total de una molécula no es exactamente la suma
de las energías de todos los enlaces a causa de las interacciones atómicas debidas al
carácter parcialmente iónico de los enlaces.
La previsión de las reacciones químicas es una tarea difícil por la cantidad de parámetros
que se ponen en juego. El conocimiento previo de la reacción es el primer paso, aunque
muchas veces no sea posible por tratarse de una nueva síntesis. Aspectos complementarios
a las consideraciones de tipo fisicoquímico realizadas en el apartado anterior son el conocimiento del nivel de reactividad de los grupos químicos, el balance de oxígeno y el cálculo
termodinámico del nivel de riesgo.
Examen de los grupos químicos de las moléculas
Cuando se conoce la fórmula química de un compuesto, el examen de los grupos químicos que lo constituyen puede dar una idea bastante aproximada de su reactividad.
En la tabla 2.4 se citan grupos químicos de manifiesto carácter inestable.
Tabla 2.4 - Grupos químicos de carácter inestable
Ácido inorgánico peroxidado
Halogenoalquilmetales
Alquilmetales
Halogenoaminas
Arsina, borano, fosfina, silano
peroxidados
Hidroperóxidos, ácidos orgánicos
Azoduros, compuestos azido
Hidruros de alquilmetal
Compuestos acetilénicos
Hidruros metálicos
Compuestos azo
Hipohalogenito, halogenito, halogenato,
perhalogenato
Compuestos diazo
Nitraminas
Compuestos nitrados
Nitritos de alquilo o acilo
Compuestos nitrosados
Nitruros
Compuestos N-nitrados
Perácidos, persales, perésteres
Compuestos N-nitrosados
Peróxidos de diacilo
Compuestos polinitrados
Peróxidos de dialquilo
Diazirina
Peróxidos metálicos, sales de ácidos
orgánicos peroxidados
1,2-Epóxidos
Sales de diazonio
Fulminatos
Sales de perclorilo
Balance de oxígeno
Ciertas sustancias pueden sufrir una combustión completa o parcial incluso en ausencia
de aire, si su contenido en oxígeno es elevado. El carbono y el hidrógeno de la molécula se transforman en dióxido de carbono y agua. Si la molécula contiene además nitrógeno, éste se libera en forma de N2. Si contiene un halógeno, éste se libera en forma de
halogenuro de hidrógeno. Si se supone una molécula CxHyOzNpXq, el balance de oxígeno viene dado por:
B0 = z – 2x – 1/2(y – q)
Si B0 < 0, hay defecto de oxígeno y combustión incompleta; si B0 ≥ 0, la combustión
puede ser completa. El dinitrato de etilenglicol, por ejemplo, tiene un balance de oxígeno igual a 0, mientras que el de la trinitroglicerina es 0,5. El cálculo del balance de oxígeno permite, pues, conocer el comportamiento de un compuesto durante su combustión, en un incendio, por ejemplo. Una sustancia con un B0 nulo no podrá ser apagada
con dióxido de carbono. Sólo un extintor de agua será efectivo.
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Cálculo termodinámico del nivel de riesgo
Puede establecerse un nivel de riesgo relativo al carácter inestable de un producto o de
una reacción a partir de datos termodinámicos conocidos o medidos de los elementos,
grupos químicos o moléculas que constituyen el producto o los reactivos. La entalpía
libre de formación (δGf) se calcula mediante la fórmula:
δG f = δH f – T δS f
donde δSf es la entropía de formación y δHf es la entalpía de formación. Un valor muy
negativo de δGf revela un producto muy estable o una reacción muy exotérmica. En la
tabla 2.5 se dan algunos ejemplos.
Tabla 2.5 - Valores de δGf y reactividad
para algunas sustancias
Compuestos
δGf a 298 Kcal/mol
Reactividad
AgN3
+90
Compuesto muy explosivo
MgH
+34
Inflamación espontánea
NH2-NH2
+31
Compuesto muy reductor
CH4
-12
Hidrocarburo inflamable
HCOOH
-80
Producto de oxidación parcial
CO2
-94
Producto de oxidación total
MgO
-136
Óxido muy estable
Ag2SO4
-147
Compuesto muy estable
Otros parámetros termodinámicos para tener en cuenta son: la entalpía de descomposición (δHd), utilizable para los compuestos de los que se sospecha que pueden descomponerse espontáneamente bajo el efecto de un choque o del calor; la entalpía de combustión (δHc), que es interesante compararla con la anterior en el caso de las sustancias
explosivas, y el calor específico a presión constante (Cp), que se emplea para calcular las
entalpías o las entropías a diferentes temperaturas.
La diferencia negativa entre la entalpía libre de formación de dos sustancias (-δGf) mide
su afinidad química. Debe recordarse, sin embargo, que no existe relación entre la afinidad y la velocidad de reacción. Una reacción muy exotérmica (∆G << 0) puede ser
metaestable y en consecuencia no tener lugar si la energía de activación no se alcanza.
Ya se han comentado los factores capaces de aportar esta energía: elevación de la temperatura, de la presión o la concentración, choque, rozamiento, radiaciones electromagnéticas, acción de un catalizador o de un solvente.
Inestabilidad y reactividad de los productos químicos
A continuación se resumen diferentes aspectos relacionados con la inestabilidad y la reactividad de los productos químicos desde el punto de vista de su utilización y almacenamiento en
los laboratorios; se exponen ejemplos de cada uno de ellos y se efectúan unas recomendaciones generales, desde el punto de vista preventivo, para la preparación y el desarrollo en el
laboratorio de aquellas reacciones consideradas como peligrosas.
La reactividad de los productos químicos es un concepto relacionado tanto con sus
características intrínsecas de peligrosidad como con las de sus condiciones de manipulación.
En este sentido, se relacionan una serie de características de peligrosidad de los productos
químicos y se comentan desde el punto de vista de su manipulación y almacenamiento. La
reactividad se contempla desde las siguientes perspectivas:
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Compuestos que reaccionan violentamente con el agua.
Compuestos que reaccionan violentamente con el aire.
Incompatibilidad.
Reacciones peligrosas con los ácidos.
Formación de peróxidos.
Reacciones de polimerización.
Reacciones de descomposición.
Compuestos que reaccionan violentamente
con el agua
Debe procederse con especial cuidado con las sustancias que presentan reacciones violentas con el agua, tanto por aumento de temperatura como por desprendimiento de gases o vapores inflamables o tóxicos, ya que ello implica una manipulación, almacenamiento y eliminación diferenciada. Antes se han estudiado detalladamente este tipo
de reacciones peligrosas. Ejemplos de sustancias que reaccionan violentamente con el agua se dan en la tabla 2.6.
Fig. 2.8
Incendio como consecuencia
de una reacción violenta.
Tabla 2.6 - Compuestos que reaccionan fuertemente con el agua
Ácidos fuertes anhidros
Halogenuros de acilo
Halogenuros inorgánicos anhídridos
(excepto alcalinos)
Alquilmetales y metaloides
Hidróxidos alcalinos
Amiduros
Hidruros
Anhídridos
Imiduros
Carburos
Metales alcalinos
Flúor
Óxidos alcalinos
Fosfuros
Peróxidos inorgánicos
Halogenuros de ácido
Siliciuros
Compuestos que reaccionan violentamente con el aire
Se trata de sustancias cuyo mero contacto con el oxígeno del aire genera o puede generar al
cabo del tiempo su inflamación espontánea. En algunos casos puede influir también el nivel
de la humedad del aire. En la tabla 2.7 se dan algunos ejemplos.
Tabla 2.7 - Compuestos que reaccionan violentamente
con el aire o el oxígeno (inflamación espontánea)
Alquilmetales y metaloides
Metales carbonilados
Arsinas
Metales finamente divididos
Boranos
Nitruros alcalinos
Fosfinas
Silenos
Fósforo blanco
Siliciuros
Fosfuros
Hidruros
Incompatibilidad
Otro aspecto que cabe señalar es el de aquellas sustancias de elevada afinidad cuya mezcla
provoca reacciones violentas, tanto por calentamiento, como por emisión de gases inflamables
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o tóxicos. Este aspecto es especialmente importante considerarlo en su almacenamiento, que
se ha de realizar separadamente (ver NTP-432). En la tabla 10 se dan casos generales y en
la tabla 2.8 se presentan ejemplos específicos.
Tabla 2.8 - Grupos de sustancias incompatibles
Oxidantes con:
Materias inflamables, carburos, nitruros, hidruros, sulfuros,
alquilmetales, aluminio, magnesio y circonio en polvo
Reductores con:
Nitratos, halogenatos, óxidos, peróxidos, flúor
Ácidos fuertes con:
Bases fuertes
Ácido sulfúrico con:
Azúcar, celulosa, ácido perclórico, permanganato potásico,
cloratos, sulfocianuros
Tabla 2.9 - Relación de sustancias químicas
y sus correspondientes incompatibilidades
Sustancia química
Incompatibilidades
Acetileno
Cloro, bromo, cobre, flúor, plata y mercurio
Acetona
Ácido nítrico concentrado y mezclas con ácido sulfúrico
Ácido acético
Ácido crómico, ácido nítrico, compuestos hidroxilo, etilenglicol, ácido perclórico, peróxidos y permanganatos
Ácido cianhídrico
Ácido nítrico y álcalis
Ácido crómico y cromo
Ácido acético, naftaleno, alcanfor, glicerina, alcoholes y
líquidos inflamables en general
Ácido fluorhídrico
anhídrido
Amoníaco, acuoso o anhidro
Ácido nítrico
concentrado
Ácido acético, anilina, ácido crómico, ácido hidrociánico,
sulfuro de hidrógeno, líquidos y gases inflamables, cobre,
latón y algunos metales pesados
Ácido oxálico
Plata y mercurio
Ácido perclórico
Anhídrido acético, bismuto y sus aleaciones, alcohol,
papel, madera, grasas y aceites
Ácido sulfúrico
Clorato potásico, perclorato potásico, permanganato
potásico (compuestos similares de metales ligeros, como
sodio y litio)
Amoníaco anhidro
Mercurio (por ejemplo en manómetros), cloro, hipoclorito
cálcico, yodo, bromo, ácido fluorhídrico anhidro
Anilina
Ácido nítrico, peróxido de hidrógeno
Azidas
Ácidos
Bromo
Véase cloro
Carbón activado
Hipoclorito cálcico y todos los agentes oxidantes
Cianuros
Ácidos
Clorato potásico
Ácido sulfúrico y otros ácidos
Cloratos
Sales de amonio, ácidos, metales en polvo, azufre, materiales combustibles u orgánicos finamente divididos
Cloro
Amoníaco, acetileno, butadieno, butano, metano, propano y otros gases del petróleo, hidrógeno, carburo sódico, benceno, metales finamente divididos y aguarrás
Cobre
Acetileno y peróxido de hidrógeno
Dióxido de cloro
Amoníaco, metano, fósforo y sulfuro de hidrógeno
Fósforo (blanco)
Aire, oxígeno, álcalis y agentes reductores
Flúor
Todas las otras sustancias químicas
Hidrocarburos
Flúor, cloro, bromo, ácido crómico, peróxido sódico
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Agentes químicos contaminantes
Sustancia química
Incompatibilidades
Hidroperóxido
de cumeno
Ácidos orgánicos e inorgánicos
Hipocloritos
Ácidos, carbón activado
Líquidos inflamables
Nitrato amónico, ácido crómico, peróxido de hidrógeno,
ácido nítrico, peróxido sódico, halógenos
Materiales de arsénico
Algunos agentes reductores. Mercurio, acetileno, ácido fulmínico y amoníaco
Metales alcalinos
y alcalinotérreos
Agua, tetracloruro de carbono, hidrocarburos clorados,
dióxido de carbono y halógenos
Nitrato amónico
Ácidos, polvo de metales, líquidos inflamables, compuestos
de cloro, nitritos, azufre, materiales orgánicos combustibles
finamente divididos
Nitratos
Ácido sulfúrico. Nitrato amónico y otras sales de amonio
Nitrito sódico
Ácidos.Nitritos. Bases inorgánicas y aminas
Nitroparafinas
Agua
Óxido cálcico
Aceites, grasas e hidrógeno; líquidos, sólidos o gases
inflamables
Oxígeno
Ácido sulfúrico y otros ácidos. Ver también cloratos
Perclorato potásico
Glicerina, etilenglicol, benzaldehído, ácido sulfúrico
Permanganato
potásico
Cobre, cromo, hierro, la mayoría de los metales o sus sales,
alcoholes, acetona, materiales orgánicos, anilina, nitrometano y materiales combustibles
Peróxido de hidrógeno
Alcohol etílico y metílico, ácido acético glacial, anhidridoacético, benzaldehído, disulfuro de carbono, glicerina, etilenglicol, acetato de etilo y de metilo, furfural
Peróxido sódico
Ácidos orgánicos e inorgánicos
Peróxidos orgánicos
Acetileno, ácido oxálico, ácido tartárico, compuestos
amónicos, ácido fulmínico
Plata
Tetracloruro de carbono, dióxido de carbono y agua
Potasio
Agentes reductores
Seleniuros
Tetracloruro de carbono, dióxido de carbono, agua
Sodio
Ácido nítrico fumante y gases oxidantes
Sulfuro de hidrógeno
Ácidos
Sulfurosos
Agentes reductores
Teliuros
Sodio
Tetracloruro
Acetileno, amoníaco (acuoso o anhidro), hidrógeno
de carbono
Reacciones peligrosas con los ácidos
La adición de ácidos a efectos de reducir el pH de un medio o simplemente para limpieza,
debe realizarse conociendo previamente si existe incompatibilidad entre los componentes
del medio y el ácido adicionado. En la tabla 2.10 se relacionan una serie de ejemplos de
reacciones peligrosas de los ácidos.
Formación de peróxidos
Dentro del grupo de sustancias que pueden sufrir una evolución, es un ejemplo la formación
de peróxidos, que en ciertos casos pueden explosionar violentamente. Su presencia se puede
detectar de una manera muy sencilla mediante la aplicación del test de detección de peróxidos: a 10 ml de la muestra, añadir 1 ml de una solución acuosa al 10 % de KI recientemente preparada. Si aparece una coloración amarilla estable, debida a la liberación de yodo, se
puede dar por confirmada la presencia de peróxidos.
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La adición de algunas gotas de ácido favorece la reacción. En caso de resultado positivo, es
necesario eliminar los peróxidos columnando el producto a través de alúmina activada, tratándolo con solución acuosa ácida de sulfato ferroso o con hidruro de litio y aluminio. En la
tabla 2.11 se presenta una lista de grupos de sustancias que forman fácilmente peróxidos.
Aunque la mayoría suelen comercializarse con estabilizantes, debe tenerse en cuenta que si
han sido manipuladas (destilación, extracción) puede haberse eliminado el estabilizante.
Tabla 2.10 - Reacciones peligrosas de los ácidos
Reactivo
Reactivo
Sulfuros
Sulfuro de hidrógeno
Ácido clorhídrico
Hipocloritos
Se desprende
Cloro
Cianuros
Cianuro de hidrógeno
Reactivo
Reactivo
Se desprende
Ácido nítrico
Algunos metales
Dióxido de nitrógeno
Ácido fórmico
Monóxido de carbono
Ácido oxálico
Monóxido de carbono
Alcohol etílico
Etano
Ácido sulfúrico
Bromuro sódico
Cianuro sódico
Monóxido de carbono
Sulfocianuro sódico
Sulfuro de carbonilo
Bromo y dióxido de azufre
Yoduro de hidrógeno Sulfuro de hidrógeno
Algunos metales
Dióxido de azufre
Tabla 2.11 - Sustancias fácilmente peroxidables
Compuestos alílicos
Compuestos diénicos
Compuestos isopropílicos
Compuestos vinilacetilénicos
Compuestos vinílicos
Cumeno, estireno, tetrahidronaftalenos
Éteres
Haloalquenos
N-alquilamidas, ureas, lactamas
Reacciones de polimerización
Algunos monómeros pueden polimerizarse rápidamente provocando una explosión o rotura
de los frascos: acetato de vinilo, acroleína, acrilonitrilo, 1,3-butadieno, óxido de etileno, estireno, etc. La polimerización puede tener lugar por calentamiento, exposición a la luz, impurezas ácidas o metálicas, choques, etc. El almacenamiento de monómeros debe realizarse en
pequeñas cantidades, que contengan estabilizadores o inhibidores de polimerización y lejos
de productos susceptibles de liberar trazas de ácidos y bases.
Reacciones de descomposición
El almacenamiento prolongado de productos inestables entraña la posibilidad de su descomposición que, en ciertas circunstancias, como choque, calentamiento o desplazamiento
simple, puede generar una explosión. Los amiduros alcalinos y ciertas sales de diazonio se
pueden incluir dentro de este grupo de productos. El cloruro de aluminio, por otra parte, acumula el ácido formado por descomposición a causa de la humedad absorbida a lo largo del
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tiempo. Cuando se abre el recipiente, puede ocurrir la rotura del mismo y la proyección de
su contenido.
La apertura de un recipiente que ha permanecido largo tiempo cerrado sin usarse es una
operación que debe realizarse con precauciones, especialmente, la apertura de frascos
esmerilados cuyo tapón haya quedado trabado. Los productos líquidos inestables es recomendable guardarlos en ampollas selladas.
Medidas preventivas para llevar a cabo reacciones químicas peligrosas
Si la reacción que se va a llevar a cabo reviste características de peligrosidad, se trata de
una reacción no descrita previamente, existe la posibilidad de la aparición de reacciones
secundarias peligrosas o los parámetros para su control deben ser fijados de manera muy
precisa, debe procederse de manera cuidadosa con la preparación y desarrollo de la misma,
tomando las medidas preventivas adecuadas entre las que cabe citar:
No realizarla nunca sin autorización del responsable del laboratorio o del proyecto y sin recabar información al técnico de prevención del laboratorio sobre
las medidas preventivas que se deban aplicar.
Emplear las mínimas cantidades posibles de reactivos.
Los procedimientos a escala micro o semimicro están hoy en día disponibles y
la sensibilidad de los métodos analíticos de separación y confirmación suele ser
elevada.
Recoger toda la información disponible sobre la reactividad y características de
peligrosidad de los reactivos y productos esperados de la misma.
Disponer del material adecuado y suficiente para su realización, que cumpla los
requisitos técnicos necesarios.
Llevar a cabo la reacción en una vitrina o instalación específica adecuada a los
riesgos esperables de aquella.
Disponer de ropa de trabajo y equipos de protección personal adecuados al
riesgo y de los elementos de actuación suficientes (extintores adecuados, mantas ignífugas, neutralizadores, absorbentes, equipos de ventilación y respiración de emergencia, duchas y lavaojos) en relación a los posibles incidentes y
accidentes.
Avisar al resto del personal del laboratorio de la realización de la reacción y
organizar el trabajo de tal manera que el número de personas expuestas a los
riesgos ocasionados por el desarrollo de la reacción sea el mínimo posible.
2.3 Clasificación de los agentes
químicos contaminantes
Las sustancias toxicológicas pueden clasificarse de acuerdo con varios criterios:
Según su estructura química.
Según sus propiedades físicas.
2.3.1 Clasificación según su estructura
química
Uno de los criterios de clasificación es la estructura química responsable de la toxicidad, ya
que ésta no siempre es debida a la composición global, sino que frecuentemente está origi-
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nada por la presencia en la molécula de un elemento determinado o de un grupo funcional
característico. De este modo los tóxicos pueden clasificarse según elementos químicos, grupos funcionales o bien compuestos definidos, tal como se indica a continuación.
Elementos químicos: Compuestos de arsénico,
bario, berilio, cadmio, cobre, cromo, fósforo, manganeso, mercurio, níquel, plomo, etc.
Grupos funcionales: Compuestos por grupos aldehído, amida, amino, carboxilo, éster, éter, isocianato, nitrilo, nitro, etc.
Compuestos definidos: Ácido nítrico, cloroformo,
dióxido de azufre, fenol, fosgeno, monóxido de carbono, sílice, etc.
Consecuencia de este hecho es que al establecer niveles
de concentración admisibles, las cantidades correspondientes se suelen referir a la entidad responsable de la
acción nociva, sea elemento químico, grupo funcional o
compuesto definido. Por ejemplo concentración en
mg/m3 de benceno, grupo isocianato o plomo sin que importe, cuando no se especifica, la
composición complementaria del tóxico.
Fig. 2.9
Distintas estructuras química
hechas con modelos moleculares.
2.3.2 Clasificación según sus propiedades
físicas
Otro criterio de clasificación son las propiedades físicas, particularmente el estado físico en
condiciones normales, por su importancia sobre la vía y mecanismo de penetración del tóxico en el organismo.
Siguiendo este criterio los tóxicos pueden clasificarse en los dos grupos clásicos:
2.3.2.1
Formas moleculares
Penetran fácilmente en el cuerpo por inhalación y suelen
absorberse sin dificultad. Su penetración a través de la piel
o por ingestión no suele ser frecuente.
Gases: Sustancias dispersas en el aire, cuyo estado físico a 25 ºC y 760 mm Hg es el gaseoso. Como ejemplo
cabe citar el monóxido de carbono (CO), óxido de nitrógeno (NOx), anhídrido sulfuroso (SOx), cloro, etc.
Vapores: Desde el punto de vista termodinámico, gas y
vapor responden a un mismo concepto, si bien se entiende específicamente por vapor, la fase gaseosa de una
sustancia volátil, cuyo estado de agregación normal a
25 ºC y 760 mm Hg es generalmente líquido. Un ejemplo de esta forma de contaminación la constituyen los
vapores de los disolventes orgánicos utilizados en la
industria para limpieza y desengrase, así como para la
fabricación y aplicación de pinturas y productos afines.
2.3.2.2
Agregados moleculares
Esquema 2.2
Clasificación de la materia según
sus propiedades.
SÓLIDOS: Los cuales pueden ser:
Polvos. Se consideran como partículas sólidas en suspensión en el aire, las cuales proceden generalmente de una generación mecánica. Por ejemplo, las nubes de partículas
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que se producen en las canteras o en las plantas de áridos destinadas a la construcción.
El rango de tamaño oscila entre 0,1 y 25 µm. El polvo se dispersa en las corrientes de
aire y sedimenta por gravedad con rapidez cuando el tamaño de las partículas es suficiente (mayor de 10 µm).
Fibras. Según la Orden de 31 de octubre de 1984, por la que se aprueba el
Reglamento de Trabajo con Riesgo de Amianto (artículo 2-1), se consideran
como fibras aquellas “partículas de dicha materia en cualquiera de sus variedades, cuya longitud sea superior a 5 mm y su diámetro inferior a 3 mm y la
relación longitud diámetro superior a 3.” Según la American Society for
Testing Materials (ASTM) se considera como fibra toda partícula cuya sección
transversal es inferior a 0.05 mm2, su diámetro menor de 0,25 mm y su relación longitud diámetro superior a 10. Algunos ejemplos de sólidos existentes
en forma de fibras son: la fibra de vidrio, lana de roca y el amianto.
Fig. 2.10
Fibra.
Humo de combustión (smoke). Suspensión en el aire de partículas sólidas
originadas en procesos decombustión incompletas. Su tamaño medio es inferior a 0,1 µm. Por ejemplo, se consideran humos de combustión los desprendidos de los motores de explosión o los producidos cuando se incinera materia orgánica a temperaturas muy altas.
Humo metálico (fume). Suspensión en el aire de partículas sólidas metálicas y generadas en un proceso de condensación del estado gaseoso, partiendo de la sublimación
o volatilización de un metal, a menudo acompañado de reacciones de oxidación. Estas
partículas suelen flocular (unirse unas partículas a otras para formar agregados mayores). Su tamaño es similar a los de los humos de combustión y un ejemplo es el humo
de soldadura. Los sólidos en general pueden ser inhalados en forma de polvo o aerosol,
pero su penetración profunda en el aparato respiratorio sólo se produce cuando las partículas tienen un diámetro inferior a cinco micras. Su ingestión es muy infrecuente y la
acción a través de la piel es menos importante que la de los líquidos. En el caso de los
sólidos es particularmente importante la característica de su posible o imposible solubilización en los fluidos biológicos, ya que condiciona el tipo de efecto tóxico.
Tabla 2.12 Tamaños de partícula
Partícula
Tamaño
inferior
Tamaño
superior
Humos metálicos
0,001
Virus
0,003
0,06
Humo de tabaco
0,01
1
Niebla ácida
0,3
600
Carbón pulverizado
3
600
Polvo cemento
3
100
Pólenes
10
100
Arena fina
20
200
Pelo humano
30
200
100
LÍQUIDOS: Los cuales pueden ser:
Nieblas o brumas: se consideran las suspensiones en el aire de pequeñas gotitas líquidas, que se generan por condensación de un estado gaseoso o por atomización, ebullición, etc., de una sustancia en estado líquido. El rango de tamaños para estas gotitas
líquidas es muy amplio, desde 0,001 a 10 µm, éstas últimas son apreciables a simple
vista. Un ejemplo son las nubes de fumigación de los plaguicidas o nieblas de aceite
mineral desprendidas en algunas operaciones de mecanizado de materiales metálicos.
Pueden ser ingeridos accidentalmente pero, en la práctica, el mayor riesgo se produce
por inhalación de sus vapores, que se comportan como gases y también de sus aerosoles. El contacto con la piel puede producir su absorción o efectos locales que pueden llegar a ser muy importantes, principalmente en zonas delicadas como los ojos.
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Y Aerosoles: dispersiones de partículas sólidas o líquidas en la atmósfera de trabajo que
pueden estar producidas, por ejemplo, por pistolas de expulsión de pintura para aerografías.
2.4 Origen de los contaminantes
Esquema 2.2
Resumen.
Para conocer el origen del contaminante se requiere un conocimiento profundo de:
Y Las materias primas utilizadas en el proceso y sus correspondientes fichas de seguridad
suministradas por el fabricante.
Y Los productos intermedios del proceso: tales como catalizadores, subproductos de materias primas, etc.
Y Los productos finales obtenidos y sus correspondientes fichas de seguridad diseñadas
por la empresa.
Y Sustancias que pueden formarse.
Y Instalaciones existentes.
Y Productos de limpieza y desinfección, etc.
Pues el foco contaminante puede hallarse en cualquiera de los puntos anteriores.
2.5 Estudio y clasificación
de las sustancias peligrosas
Las sustancias y preparados químicos presentan diferentes tipos de peligrosidad que a continuación se definen, junto a los criterios básicos que permiten una clasificación orientativa.
Hay que tener en cuenta que una misma sustancia puede ofrecer diferentes tipos de peligrosidad, y las mezclas pueden incrementar la peligrosidad de sus componentes.
Y Inflamable: son las sustancias combustibles más peligrosas, puesto que arden con
extremada facilidad con un pequeño aporte inicial de calor, siendo la velocidad de propagación del frente de llama muy elevada y generando radiaciones caloríficas y sobrepresiones. Se trata de gases o líquidos que desprenden vapores, y que al mezclarse con
el aire pueden generar atmósferas inflamables. También pueden inflamarse las mezclas
de las partículas de líquidos o sólidos combustibles y aire. Cuando en un recinto cerrado se acumula una cantidad de vapor, gas o polvo combustible, que esté dentro de los
Fig. 2.11
Sustancia tóxica.
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límites de explosividad (coinciden sensiblemente con los límites de explosividad), es
decir, cuando su concentración en el aire está dentro de la franja de inflamabilidad, un
punto de ignición puede provocar una explosión.
Y Explosivo: hay dos tipos de explosión:
Fig. 2.12 y 2.13
Pictogramas de sustancia
fácilmente inflamble y
extremadamente inflamable.
Y
Deflagración
Y
Detonación.
En la deflagración se produce una inflamación que se origina en un punto y se
extiende con mucha rapidez a toda la masa de mezcla combustible comburente. La
propagación de la llama crea un frente de onda a gran velocidad que depende del
producto y con gran energía, capaz de destruir construcciones muy sólidas. Se produce también un potente efecto sonoro. La detonación es una inflamación de toda
una masa prácticamente a la vez. Por supuesto hay efecto sonoro, la velocidad del
frente de onda es mil veces superior a la de la deflagración y los efectos destructivos son también muy superiores. La mayor parte de vapores y gases combustibles
son capaces de deflagrar aunque en determinadas condiciones pueden tambien
detonar. Los tiempos de propagación del frente de onda de una deflagración y una
detonación se miden en milisegundos y en microsegundos respectivamente. Ambos
fenómenos son altamente destructivos, pero paradójicamente las detonaciones son
mas controlables que las deflagraciones, por esta razón se utilizan productos que
detonan para demoliciones controladas.
Parámetros fisico-q
químicos que determinan la facilidad
de una sustancia para arder
Y Punto de inflamación. Es la temperatura mínima en condiciones normales de presión, a la cual se desprende la suficiente cantidad de vapores para
que se produzca la inflamación mediante el aporte de una energía de activación externa. Esta concentración mínima de vapores o gases en el aire
capaz de inflamarse es el denominado límite inferior de inflamabilidad.
Entre el límite inferior y el límite superior se delimita el campo de concentraciones peligrosas. Por encima del límite superior de inflamabilidad no
puede producirse la inflamación por ser una atmósfera pobre en oxígeno.
Y Punto de ebullición: es la temperatura mínima a partir de la cual, un
líquido hierve transformándose en vapor (gas) .
Y La temperatura de autoignición es otro de los parámetros determinantes
de la peligrosidad de una sustancia, pues cuando es alcanzada por toda la
masa se produce irremisiblemente la inflamación sin ya necesidad de foco
de ignición.
Tabla 2.13 - Clasificación de las sustancias según su inflamabilidad
Fig. 2.14 y 2.15
Pictogramas para sustancia
comburente y explosiva.
Denominación
Criterio de clasificación
Extremadamente
Sustancias y preparados con punto de inflamación < 0 ºC y punto
de ebullición< 35 ºC
inflamable F+
Extremadamente
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Sustancias y preparados que se inflaman en contacto con el aire
a temperatura y presión normales
Sustancias y preparados sólidos que se inflaman espontáneamente en contacto con una fuente de ignición y siguen ardiendo
al retirarla
inflamable F
Sustancias y preparados líquidos cuyo p.i. < 21 ºC, que no sean
extremadamente inflamables
Inflamables
Sustancias y preparados líquidos cuyo punto de inflamación esté
entre 21 ºC y 55 ºC
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Tóxicas y nocivas: Son aquellas sustancias que pueden ocasionar una pérdida de salud
a toda persona que pueda verse expuesta a la acción contaminante de las mismas, y
siempre que dispongan de parámetros de referencia que determinen su toxicidad a través de cualquiera de las vías de entrada en el organismo. Los parámetros de referencia
para conocer la toxicidad de una sustancia son la dosis y concentración letal en ratas
que han sido extrapoladas a los seres humanos para determinar la toxicidad de una sustancia determinada.
Tabla 2.14 - Tabla con la clasificación de las sustancias tóxicas
Categoría
DL -50 oral
mg/kg
DL -50 cutánea
mg/kg
CL -50
inhalación mg/kg
< 25
< 50
< 0,50
Tóxicas
25 - 200
50 - 400
0,5 - 2
Nocivas
200 - 2000
400 - 2000
2 - 20
Muy tóxicas
DL -5
50: La dosis letal en ratas -50 por vía oral es la cantidad, que inyectada en una muestra de ratas, ocasiona la muerte del 50 % de dicha muestra. La dosis letal por vía cutánea
indica la toxicidad del producto cuando la vía de entrada es la epidermis.
CL -5
50: La concentración letal -50 es la concentración letal realizada en 4 horas de estudio, siendo la entrada del contaminante la vía respiratoria.
Tales parámetros son indicativos ante intoxicaciones accidentales. Las concentraciones máximas permisibles de sustancias tóxicas en aire establecidas en nuestra reglamentación, si
bien facilitan la evaluación de posibles riesgos de efectos crónicos en función del tiempo diario de exposición y son útiles para el control ambiental, no pueden usarse como frontera precisa entre concentraciones seguras y concentraciones peligrosas, y tampoco sirven para
determinar el grado de toxicidad de una sustancia.
Tabla 2.15 - Factores influyente en la respuesta
del organismo ante tóxicos
Características de
la sustancia
Propiedades fisico-químicas y forma de presentación (gas, líquido, tamaño de las partículas, etc.)
Potencialidad toxicológica
Condiciones materiales Concentración de la sustancia en el ambiente
de la exposición
Tiempo de exposición
Otros factores ambientales (temperatura, humedad, presencia de
otras sustancias, etc.)
Persona
Vías de entrada, distribucion y eliminación
Edad, sexo, peso, condiciones físicas, etc.
Fig. 2.16, 2.17, 2.18
Pictogramas para sustancia tóxica,
muy tóxica y nociva.
Corrosivas e irritantes: Las sustancias corrosivas son aquellas que por inhalación,
ingestión o vía dérmica pueden provocar la destrucción total o parcial de los tejidos que
toman contacto directo con ellas. Suelen ser ácidos o álcalis cuyo contacto dérmico incluso en tiempo muy corto provoca quemaduras químicas. Las sustancias irritantes son
aquellas que al penetrar en el organismo por inhalación, ingestión o vía dérmica puede
provocar la irritación o inflamación de los tejidos que toman contacto directo con ellas,
sin que sean consideradas tóxicas. Suelen ser ácidos o álcalis cuyo contacto dérmico
incluso en tiempo muy corto provoca quemaduras químicas. Existe también un amplio
grupo de corrosivos en estado sólido como determinados álcalis y sales alcalinas (hidróxido sódico, potásico, etc.) cuya acción nociva se genera a través de la absorción del
agua de la dermis, lo que permite su dilución y su acción destructora sobre los tejidos.
El carácter corrosivo de una sustancia dependerá del tipo de sustancia, de su estado y
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forma de presentación, y de su concentración. Un indicador de la acidez o de la alcalinidad de una sustancia es el pH. (pH < 7 ácido; pH > 7 álcali).
El carácter corrosivo de una sustancia dependerá del tipo de sustancia, de su estado y
forma de presentación, y de su concentración. Un indicador de la acidez o de la alcalinidad de una sustancia es el pH, que está en función de la concentración de iones hidronio (H3O)+.
Tabla 2.16 - Tabla de pH
Tipo de sustancia
pH
Ácida
pH < 7
Neutra
pH = 7
Alcalina
pH > 7
Sensibilizantes: son sustancias que por inhalación, ingestión o vía dérmica, tienen
capacidad de sensibilizar determinados tejidos u órganos y provocar reacciones alérgicas.
Fig. 2.19 y 2.20
Pictograma de sustancia irritante
y corrosiva.
Tabla 2.17 - Clasificación de las sustancias sensibilizantes
Sensibilizantes por inhalación Xn Provocan en el hombre una reacción de sensibilización
por inhalación con una frecuencia superior a lo normal
Sensibilizantes de la piel Xl
Provocan sensibilización en contacto con la piel a un
número significativo de personas
Carcinógenas: son aquellas que por inhalación, ingestión o vía dérmica, potencian el
desarrollo de cáncer.
Tabla 2.18 - Clasificación de las sustancias carcinogénicas
Denominación
Criterio de clasificación
Carcinogénica (I) T
Sustancias de las que se dispone de elementos suficientes para
confirmar que provocan cáncer en el ser humano
Carcinogénica (II) T
Sustancias de las que no se dispone de informacion suficiente para
suponer que provocan cáncer en el ser humano
Carcinogénica (III) Xn Sustancias de las que no se dispone de información suficiente,
pero que presentan signos preocupantes
Mutagénicas: son aquellas que por inhalación, ingestión o vía dérmica, pueden producir alteraciones en el material genético de las células, transmisible a la descendencia.
Estas mutaciones pueden afectar a los genes (mutación genética) o a los cromosomas
(mutación cromosómica).
Tabla 2.19 - Clasificación de las sustancias mutagénicas
Denominación
Criterio de clasificación
Mutagénica (I) T
Sustancias que se sabe que son mutagénicas para el ser humano
Mutagénica (II) T
Sustancias que pueden considerarse mutagénicas para el hombre
Mutagénica (III) Xn
Sustancias cuyos posibles efectos mutagénicos en el hombre son
preocupantes
Tóxicas para la reproducción: son aquellas que por inhalación, ingestión o vía dérmica, pueden producir lesiones en el feto.
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Tabla 2.20- Clasificación de las sustancias tóxicas
para la reproducción
Tóxicos para la reproducción (I) T
Sustancias de las que se sabe que perjudican la fertilidad o toxicidad en el desarrollo de los seres
humanos
Tóxicos para la reproducción (II) T
Sustancias que deben considerarse como perjudiciales para la fertilidad o tóxicas para el desarrollo
de los seres humanos
Tóxicos para la reproducción (III) Xn
Sustancias de las que no se dispone de información suficiente, pero que presentan signos preocupantes
Peligrosas para el medio ambiente: son aquellas que (eliminadas) vertidas de forma
incontrolada al medio ambiente natural, ya sea el acuático o el no acuático, pueden provocar su contaminación. Pueden ser tóxicas para la flora, la fauna, los organismos del
suelo, la capa de ozono, etc.
Otros tipos de peligrosidad: algunas sustancias químicas presentan debido a su reactividad química con otras sustancias una especial peligrosidad. Nos referimos a las
incompatibilidades químicas de sustancias que reaccionan violentamente con desprendimientos notorios de calor que pueden contribuir a provocar la inflamación o explosión
de los reactivos o de los productos de la reacción, o bien liberar sustancias muy tóxicas
al reaccionar.
Ejemplos de incompatibilidades por generación de sustancias tóxicas que se presentan frecuentemente (se liberan gases tóxicos):
Tabla 2.21 - Ejemplos de incompatibilidades por generación
de sustancias tóxicas que se presentan frecuentemente
(se liberan gases tóxicos):
Reacción química peligrosa
Gas tóxico liberado
Nitritos + Ácidos
Nitratos + Ácido sulfurico.
Ácido nítrico + cobre
y metales pesados
Humos nitrosos (bióxido
de nitrógeno)
Hipocloritos (lejía) + Ácidos
Cloro
Ácido hipocloroso
Cianuros + Ácidos
Ácido cianhidrico
Sulfuros + Ácidos
Ácido sulfhidrico
Fig. 2.21
Pictograma para sustancia
peligrosa para medio ambiente.
También cabe destacar que hay productos que pueden reaccionar violentamente con el agua
generando reacciones peligrosas.
En ese sentido hay que tener precauciones con sustancias tales como álcalis y alcalinotérreos (sodio, potasio, calcio), haluros y óxidos metálicos anhidros, óxidos de compuestos
halogenados no metálicos, etc.
actividades
1. ¿Qué factores influyen y cómo afectan a la reactividad de las sustancias químicas?
2. Clasifica las siguientes sustancias dentro de los grupos (una sustancia puede pertenecer a más de un
grupo): corrosivas, cancerígenas, inflamables y peligrosas para el medioambiente. Las sustancias son: ácido
sulfúrico, hidrógeno (licuado), sosa cáustica (o hidróxido
de sodio), óxido de etileno, tensioactivos, acetona,
amianto, dicromato de potasio, etanol, hidracina,
plomo.
3. Nombra distintas sustancias que se puedan encontrar en forma de: humo de combustión, neblina o
bruma y gas. Pon tres ejemplos de cada una.
4. Enumera cinco situaciones laborales en las que exista riesgo por exposición a sustancias químicas.
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2.6 Riesgo higiénico derivado
de la exposición a
contaminantes químicos
Podemos definir el riesgo higiénico como la probabilidad de sufrir alteraciones en la
salud por la acción de los contaminantes, también llamados factores de riesgo, durante la realización de un trabajo. Los factores de riesgo, en función de su naturaleza, se
dividen en: químicos, físicos y biológicos.
El control de la exposición de los trabajadores a contaminantes químicos está regulado en
España en el Real Decreto 374/2001 sobre protección de la seguridad y salud de los trabajadores contra los riesgos relacionados con los agentes químicos durante el trabajo.
La respuesta humana ante la exposición a contaminantes químicos viene condicionada tanto
por factores extrínsecos (provenientes del entorno y de las condiciones en que el contaminante se manifiesta), como por factores intrínsecos (particulares de la persona expuesta). El
riesgo higiénico que puede originar un contaminante químico depende, por tanto, de cinco
factores o elementos principales:
Y Exposición y dosis.
Y Naturaleza del contaminante.
Y Vías de entrada de contaminantes químicos.
Y Condiciones particulares del entorno de trabajo.
Y Susceptibilidad individual (estado fisiológico del trabajador expuesto o predisposición
individual a la enfermedad profesional).
2.6.1 Exposición y dosis
La presencia de un contaminante en el medio ambiente en el que se halla
un individuo, origina la exposición de éste al contaminante. La consecuencia de esta exposición (exposición externa) es, que cierta cantidad del
contaminante podrá alcanzar o incorporarse al organismo del individuo,
produciendo determinados efectos sobre el mismo. Un trabajador estará
expuesto a un determinado contaminante químico cuando de su manipulación o presencia pueda derivarse un efecto adverso para su salud a
corto, medio o largo plazo.
La exposición se encuentra asociada al riesgo higiénico o lo que es lo
mismo, con la probabilidad de sufrir un daño a causa de la absorción de
una sustancia química durante el trabajo, lo que en su momento se definió
como factor de riesgo. No obstante conviene distinguir entre dos clases de
contaminantes o factores de riesgos:
Fig. 2.22
Exposición y dosis.
Y Aquellos cuyos efectos sobre la salud están relacionados cuantitativamente con su presencia en el entorno de trabajo, de modo que el daño
producido sea tanto mayor cuanto más grande sea la cantidad de contaminante absorbido. Como por ejemplo los irritantes, asfixiantes, narcóticos, neumoconióticos, tóxicos o sistémicos.
Y Aquellos en los que no hay una clara relación cuantitativa entre la presencia del contaminante en el entorno laboral y los efectos que produce sobre la salud. Como por ejemplo los contaminantes mutagénicos, carcinogénicos, teratógenos y alergénicos.
La cantidad del contaminante que incorpore el individuo constituye la dosis absorbida o
dosis interna.
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La cantidad de tóxico que, como consecuencia de aquella dosis, alcanza un determinado
compartimento u órgano del cuerpo del individuo constituirá la dosis local recibida por el
mismo y será la causante de los efectos del tóxico en dicho punto.
El concepto de exposición, como magnitud, integra dos factores variables diferentes:
Concentración del contaminante en el ambiente de trabajo: se dice que la exposición es más o menos intensa según sea la magnitud de la concentración del contaminante.
Tiempo de exposición: es el tiempo real y efectivo durante el cual un contaminante
ejerce su acción agresiva sobre la persona que realiza el trabajo. No debe confundirse
con el tiempo de permanencia en el puesto, ya que este suele ser mayor que el de exposición a causa de la existencia de descansos y tiempos muertos durante el trabajo.
2.6.2 Naturaleza del contaminante
Se refiere al conjunto de características fisicoquímicas y tóxicas de los contaminantes químicos que son capaces de inducir efectos adversos sobre la salud de los trabajadores expuestos. Como se ha dicho anteriormente, la capacidad de producir efectos biológicos adversos,
características de los tóxicos, se manifiesta una vez que éstos alcanzan un punto del cuerpo
susceptible a su acción. Por tanto, la acción tóxica se producirá en algún momento durante
el transcurso de la presencia del tóxico en el organismo siguiendo las fases de distribución,
acumulación, biotransformación o metabolización y eliminación.
Distribución: cuando el tóxico ha pasado a la sangre, ésta lo difunde por todo el cuerpo. La incorporación a la sangre puede realizarse por simple difusión o mediante una
fijación a proteínas o células sanguíneas.
2
Dosis es la cantidad
de contaminante recibida en el organismo por el
total de vías de entrada al
mismo en un periodo determinado de tiempo.
Por tanto, concentración
ambiental no es lo mismo
que la dosis recibida aunque, desde luego, a mayor
concentración ambiental
mayor será la dosis con
igualdad en el resto de factores de exposición. Como
es sabido, en el valor de la
dosis influyen la concentración ambiental, el tiempo de
exposición, la vía de entrada
al organismo, pero también
otros factores como la velocidad de ventilación pulmonar y la retención en el tracto respiratorio, el coeficiente
de absorción cutáneo desde
la fase gaseosa y la absorción cutánea por contacto.
Acumulación: los productos tóxicos distribuidos por la sangre a todo el organismo pueden fijarse en aquellos órganos por los que tengan más afinidad.
Metabolismo: los compuestos químicos pueden ser alterados por su interacción con el
organismo. Esta acción metabólica tiende a transformar las moléculas del compuesto en
productos más solubles en agua y en el plasma sanguíneo para facilitar su eliminación.
Eliminación: los tóxicos absorbidos pueden ser eliminados del organismo por diversas
rutas en función de varios factores. Los productos volátiles son eliminados en parte por
vía respiratoria, en un proceso contrario al de su absorción. La mayoría de los compuestos se eliminan en gran proporción por la orina, ya sea inalterados o como productos de
su metabolización. Algunos tóxicos son eliminados por la bilis, en cuyo caso pueden ser
reabsorbidos por el intestino, prologándose así la intoxicación. El efecto adverso se concretará a nivel celular en forma de algún cambio biológico, que terminará por afectar al
órgano al que pertenecen las células. Se denomina concentración crítica para una célula aquella concentración local del tóxico a la cual se originan cambios funcionales
adversos, reversibles o irreversibles, en la propia célula. A su vez, la concentración crítica para un órgano es la concentración medida en el órgano a la que el tipo de célula
más sensible del mismo alcanza la concentración crítica. De este modo, se denomina
órgano crítico, al órgano particular que es el primero en alcanzar la concentración crítica del tóxico, bajo unas circunstancias específicas de exposición.
2.6.2.1
Efectos tóxicos de los contaminantes
A continuación se muestra una tabla con los efectos tóxicos de los contaminantes:
Tabla 2.22 - Efectos de los contaminantes químicos
Tipos de efectos
Neumoconiotos
Sílice, amianto, polvo de algodón
Tracto respiratorio
superior
Irritantes
Contaminante
Ácido sulfúrico, ácido clorhídrico,
ácido nitrico, hidróxido sodico, formaldehido
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Agentes químicos contaminantes
Asfixiantes
Tipos de efectos
Contaminante
Tracto respiratorio
superior y tejido pulmonar
ozono cloro, dióxido de nitrógeno,
fosgeno, sulfato de estilo
Simples
Dióxido de carbono, ácido cianhidrico,
plomo
Químicos
Anestésicos y
narcóticos
Tolueno, xilenos, acetona, etanol, propano, isobutanol, tricloroetileno, éter etílico
Sensibilizantes
Isociriatos, fibras vegetales, formaldehido,
polvo de madera, aminas aromáticas
Cancerígenos
Benceno, cloruro de vinilo, amianto, Bensidina y derivados, cadmio y compuestos,
berilio
Tóxicos
sistemáticos
Corrosivos
Sistema nervioso central
Alcohol metílico, mercurio, manganeso,
sulfuro de carbono
Riñón
Cadmio y compuestos, manganeso, sulfuro de carbono
Hígado
Cloroformo, nitrosaminas
Ácidos, álcalis
No obstante, estos calificativos pueden originar confusiones, dado que muchos tóxicos son
capaces de producir a la vez varios tipos de efectos.
2.6.2.2
El efecto producido
como consecuencia
de la exposición a un agente
tóxico no sólo depende de
la cantidad absorbida sino
también de la intensidad y
duración de la exposición.
Dualidad de los efectos
Existen también algunos conceptos que permiten establecer divisiones generales de los efectos tóxicos.
Así, pueden considerarse entre los efectos las siguientes dualidades:
Locales y generales: los primeros aparecen en el primer lugar de contacto del tóxico
con el cuerpo y los segundos se manifiestan en puntos apartados de dicho lugar.
Agudos y crónicos: responden a una distinción desde el punto de vista clínico según
la duración o evolución de las manifestaciones.
Reversibles e irreversibles: hace referencia a la posibilidad de recuperación del estado normal tras la remisión de los cambios biológicos producidos por el tóxico.
Acumulativos y no acumulativos: diferencia entre los tóxicos que actúan por acumulación en el organismo, al ser eliminados muy lentamente, y aquellos otros, cuya eliminación es suficientemente intensa.
Estocásticos (cuantales) y no estocásticos (graduados): en el primer grupo, la posibilidad de que se produzca el efecto aumenta con la dosis de tóxico recibida (cancerígenos). En el segundo, es la intensidad o gravedad del efecto la que depende de la dosis
(irritativos, sistemáticos).
Cuando un individuo sufre una exposición combinada, o sea, una exposición simultánea a
una mezcla de sustancias tóxicas, pueden presentarse diferentes tipos de efectos combinados.
2.6.3 Vías de entrada
de contaminantes químicos
Constituyen las vías de acceso y penetración de los contaminantes químicos en el organismo siendo las zonas del cuerpo que entran en contacto con los tóxicos del medio exterior contaminado.
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La absorción de un contaminante químico por el organismo supone su incorporación a la
corriente sanguínea después de franquear las diferentes barreras biológicas existentes (epidermis, paredes alveolares, mucosas gástrica y endotelial, tejido vascular, etc.), a las que se
accede a través de diferentes vías entre las que destacan las siguientes:
Vías de entrada
Vía respiratoria
- Respiramos aire, polvo, aerosoles, humo, etc.
Vía dérmica
- A través de la piel entra y se incorpora al riego sanguíneo
Vía digestiva
- A través de la boca, esófago, estómago e intestinos
Vía parental
- A través de llagas, heridas etc.
Vía respiratoria: Formada por nariz, boca, laringe, bronquios, bronquiolos y alvéolos
pulmonares. Esta es la vía de entrada de los contaminantes químicos más importante en
el ambiente laboral, ya que absolutamente cualquier sustancia presente en la atmósfera de trabajo es susceptible de ser inhalada (< 10 µm de diámetro), pero sólo las partículas que posean un tamaño adecuado podrán llegar a los alvéolos pulmonares.
También influye en la absorción, la solubilidad de las partículas inhaladas en los fluidos
y mucosidades que recubren las paredes del sistema respiratorio. Si el tóxico es un gas,
vapor o aerosol líquido liposoluble y de tamaño adecuado, atravesará la membrana
alvéolo-capilar por difusión. Si el tóxico es un sólido, las partículas menores de 5 µm
pueden alcanzar la región alveolar y provocar una acción agresiva local (neumoconiosis, fibrótica o no), o pasar al riego sanguíneo. Las partículas sólidas mayores de 5 µm
quedarán retenidas en la mucosa nasofaríngea, en la tráquea o en los alveolos pulmonares. La porción total de contaminante
absorbido por vía inhalatoria depende
de la concentración en la atmósfera de
trabajo, del tiempo de exposición y de
la ventilación pulmonar.
Vía dérmica: Incluye la piel y otras
partes del cuerpo humano expuestas a
la atmósfera ambiental (como los ojos).
Es la segunda vía de penetración en
importancia, en lo referente a los contaminantes químicos. La piel ofrece una
resistencia alta a la penetración, aunque existen algunos compuestos que
son capaces de atravesarla, bien asociándose con otras sustancias o bien
directamente alcanzando los capilares y
la corriente sanguínea. Para algunas sustancias, la piel es la vía principal de penetración. Existen algunas sustancias que pueden producir un daño, sin penetrar en la piel
(dermatitis de contacto o reacciones alérgicas). Los disolventes orgánicos como el tolueno y el n-butanol así como algunos compuestos inorgánicos como ciertos derivados de
cromo hexavalente pueden atravesar la barrera epidérmica y también producir daños
locales en la piel (dermatitis de contacto). La temperatura, sudoración, estado de la piel,
superficie expuesta y vestuario pueden influir en la absorción de sustancias a través de
la piel.
Fig. 2.23
Vias de entrada al organismo
Vía digestiva: Comprende el sistema formado por boca, estómago e intestinos. Esta vía
tiene poca importancia en el ámbito laboral, salvo en ambientes muy contaminados, en
casos accidentales o de falta de higiene personal. Hay que tener en cuenta que se pueden ingerir mucosidades procedentes de la vías respiratorias en las que hayan quedado retenidos tóxicos inhalados los cuales pueden ser absorbidos en la vía digestiva.
Vía parental: En este caso se produce la penetración directa del contaminante en el
organismo a través de una discontinuidad de la piel (herida o punción).
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2.6.4 Condiciones particulares
del entorno de trabajo
Se refiere a todos aquellos factores que condicionan la presencia del contaminante en el
entorno laboral. Como por ejemplo, los dispositivos generales de prevención para evitar la
propagación de contaminantes químicos (sistemas de ventilación, extracción, etc.).
2.6.5 Susceptibilidad individual, estado
fisiológico del trabajador expuesto
o predisposición individual
Se refiere a las características personales e intrínsecas del individuo, que pueden condicionar el grado de afectación producido por un contaminante químico (edad, sexo, estilos de
vida, estado previo de salud, hábitos alimenticios, higiene personal, etc.), así como la
influencia del entorno en que habita (proximidad de la vivienda al centro de trabajo, ubicación en áreas más o menos contaminadas, etc.).
2.7 Evaluación del riesgo
Como en todo problema higiénico la evaluación del riesgo es importantísima puesto que
del estudio que se efectúe se van a sacar las medidas de prevención. En el esquema 2.3
se puede ver el camino que se ha de seguir en una evaluación de riesgos por contaminantes químicos en el ambiente de trabajo.
2.7.1 Introducción
El control y protección de la exposición de los trabajadores a contaminantes químicos viene
regulado en el Real Decreto 374/2001 sobre protección de la seguridad y salud de los trabajadores contra los riesgos relacionados con los agentes químicos durante el trabajo. Este real
decreto señala en su artículo 3 la obligatoriedad de realizar evaluaciones de los riesgos para
la seguridad y salud de los trabajadores derivados de la exposición a contaminantes químicos.
2.7.2 Definiciones interesantes
1. Agente químico: todo elemento o compuesto químico, por sí solo o mezclado, tal como
se presenta en estado natural o es producido, utilizado o vertido, incluido el vertido
como residuo, en una actividad laboral, se haya elaborado o no de modo intencional y
se haya comercializado o no.
2. Exposición a un agente químico: presencia de un agente químico en el lugar de trabajo que implica el contacto de éste con el trabajador, normalmente por inhalación o por
vía dérmica.
3. Peligro: la capacidad intrínseca de un agente químico para causar daño.
4. Riesgo: la posibilidad de que un trabajador sufra un determinado daño derivado de la
Fig. 2.24
Pensando en la evaluación
de riesgos.
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exposición a agentes químicos. Para calificar un riesgo desde el punto de vista de su
gravedad, se valorarán conjuntamente la probabilidad de que se produzca el daño y la
severidad del mismo.
5. Agente químico peligroso: agente químico que puede representar un riesgo para la
seguridad y salud de los trabajadores debido a sus propiedades fisicoquímicas, quími-
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cas o toxicológicas y a la forma en que se utiliza o se halla presente en el lugar de trabajo. Se consideran incluidos en esta definición, en particular:
a) Los agentes químicos que cumplan los criterios para su clasificación como sustancias o preparados peligrosos establecidos, respectivamente, en la normativa sobre
notificación de sustancias nuevas y clasificación, y envasado y etiquetado de sustancias peligrosas y en la normativa sobre clasificación, envasado y etiquetado de
preparados peligrosos, con independencia de que el agente esté clasificado o no en
dichas normativas, con excepción de los agentes que únicamente cumplan los
requisitos para su clasificación como peligrosos para el medio ambiente.
2
Esquema 2.3
Evaluación del riesgo por
contaminantes químicos en el
ambiente de trabajo.
b) Los agentes químicos que dispongan de un valor límite ambiental de los indicados
en el apartado 4 del artículo 3 del presente real decreto.
6. Actividad con agentes químicos: todo trabajo en el que se utilicen agentes químicos,
o esté previsto utilizarlos, en cualquier proceso, incluidos la producción, la manipulación, el almacenamiento, el transporte o la evacuación y el tratamiento, o en el que se
produzcan como resultado de dicho trabajo.
7. Valores límite ambientales: valores límite de referencia para las concentraciones de
los agentes químicos en la zona de respiración de un trabajador. Se distinguen dos tipos
de valores límite ambientales:
a) Valor límite ambiental para la exposición diaria: valor límite de la concentración
media, medida o calculada de forma ponderada con respecto al tiempo para la jornada laboral real y referida a una jornada estándar de ocho horas diarias.
b) Valor límite ambiental para exposiciones de corta duración: valor límite de la concentración media, medida o calculada para cualquier periodo de quince minutos a
La base de la evaluación de los riesgos es
que se identifiquen los contaminantes y que se compare el valor de exposición con
los valores límite de referencia. Hay sustancias para las
cuales existen valores límite
en la normativa legal española en cuyo caso el valor
de la exposición deberá ser
inferior a dichos límites.
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lo largo de la jornada laboral, excepto para aquellos agentes químicos para los que se especifique un periodo de referencia inferior.
8. Valor límite biológico: el límite de la concentración, en el medio biológico adecuado, del agente químico o de uno de sus metabolitos o de otro
indicador biológico directa o indirectamente relacionado con los efectos
de la exposición del trabajador al agente en cuestión.
9. Vigilancia de la salud: el examen de cada trabajador para determinar
su estado de salud, en relación con la exposición a agentes químicos
específicos en el trabajo.
Fig. 2.25
Contaminación ambiental.
2.7.3 Factores para tener en cuenta
Para la evaluación del riesgo hay que tener en cuenta:
Sus propiedades peligrosas y cualquier otra información necesaria para la evaluación
de los riesgos, que deba facilitar el proveedor, o que pueda recabarse de éste o de cualquier otra fuente de información de fácil acceso. Esta información debe incluir la ficha
de datos de seguridad y, cuando proceda, la evaluación de los riesgos para los usuarios,
contempladas en la normativa sobre comercialización de agentes químicos peligrosos.
Los valores límite ambientales y biológicos.
Las cantidades utilizadas o almacenadas de los agentes químicos.
El tipo, nivel y duración de la exposición de los trabajadores a los agentes y cualquier
otro factor que condicione la magnitud de los riesgos derivados de dicha exposición, así
como las exposiciones accidentales.
Cualquier otra condición de trabajo que influya sobre otros riesgos relacionados con la
presencia de los agentes en el lugar de trabajo y, específicamente, con los peligros de
incendio o explosión.
El efecto de las medidas preventivas adoptadas o que deban adoptarse.
Las conclusiones de los resultados de la vigilancia de la salud de los trabajadores que,
en su caso, se haya realizado y los accidentes o incidentes causados o potenciados por
la presencia de los agentes en el lugar de trabajo.
Esquema 2.4
Factores que deben
tenerse en cuenta en la
evaluación de riesgos
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La evaluación del riesgo debe incluir todas aquellas actividades, tales como las de mantenimiento o reparación, cuya realización pueda suponer un riesgo para la seguridad y salud de
los trabajadores, por la posibilidad de que se produzcan exposiciones de importancia o por
otras razones, aunque se hayan tomado todas las medidas técnicas pertinentes.
La evaluación de los riesgos derivados de la exposición por inhalación a un agente químico
peligroso deberá incluir la medición de las concentraciones del agente en el aire, en la zona
de respiración del trabajador, y su posterior comparación con los valores umbrales de referencia que correspondan. El procedimiento de medición utilizado deberá adaptarse a la
naturaleza de dicho valor umbral.
2.7.4 Valores límite umbral
Se han elaborado varias listas de niveles de exposición laboral admisibles, que obedecen a
criterios y datos no siempre coincidentes. La lista de más amplia aceptación en los países
occidentales es la debida a la American Conference of Governmental Industrial Hygienists
(ACGIH) de EEUU y que se denomina Threshold Limits Values (TLV), o sea, valores límites
umbral. Otras listas importantes son los valores MAK (concentraciones máximas admisibles) de la República Federal Alemana, los valores MAC de Rusia y los valores límite de
Suecia.
Estos límites se desglosan en tres:
TLV-TTWA (ponderado en el tiempo y referido a una jornada de trabajo de ocho horas
diarias): Concentración media ponderada en el tiempo para una jornada normal de ocho
horas diarias y 40 semanales, a la que pueden estar expuestos repetidamente casi todos
los trabajadores, sin sufrir efectos adversos. Se hace equivaler la exposición total a lo
largo de una jornada con una media ponderada de concentración (concentración constante durante 8 h/día o 40 h/semana) para así comparar el dato resultante con una referencia estandarizada, la cual marca el nivel de concentración constante que podría
resultar perjudicial.
TLV-SSTEL (límite de corta duración): Concentración a la que pueden estar expuestos los
trabajadores durante un corto periodo de tiempo sin sufrir irritaciones, daños crónicos
en tejidos o narcosis. No es un límite de exposición independiente del TWA, sino complementario para los casos en los que se admite la existencia de efectos agudos de una
sustancia cuyos efectos tóxicos, son fundamentalmente, de carácter crónico. Se refiere a
exposiciones intensas en periodos de corta duración que no deben superar los 15 minutos (separados en una hora) ni repetirse más de cuatro veces al día.
TLV-C
C (límite techo instantáneo): Concentración límite que no se puede sobrepasar en
ningún momento de la exposición. Referencia para cortos periodos de exposición, difíciles de medir, excepto si se controlan los momentos de máxima concentración y se realizan en los mismos mediciones de 15 minutos de duración como máximo. Especialmente
importante para efectos agudos o irritaciones instantáneas, en los que se hacen más
recomendables métodos de detección instantánea en periodos cortos.
2.7.5 Valores límite ambientales
Desde 1999 el Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo viene editando y
actualizado anualmente el documento Límites de Exposición Profesional para Agentes
Químicos en España (Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo), el cual es
la referencia para comparar el nivel de riesgo que tiene un puesto de trabajo respecto a la
concentración media ponderada y referida a ocho horas de trabajo obtenida durante el
muestreo con estos valores límite ambientales.
El Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo define asimismo tres valores límite ambientales:
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VLA-E
ED: es el valor de referencia para la exposición diaria (ED), siendo esta ED la concentración media del agente químico en la zona de respiración del trabajador medida o
calculada de forma ponderada con respecto al tiempo para la jornada de trabajo real y
referida a una jornada estándar de 8 horas diarias.
VLA-E
EC: es el valor de referencia para la exposición de corta duración (EC), siendo esta
EC la concentración media del agente químico en la zona de respiración del trabajador
medida o calculada para cualquier periodo de 15 minutos a lo largo de la jornada laboral, excepto para aquellos agentes para los que se especifique un periodo de referencia
inferior en la lista de valores límite. Este VLA-EC no debe ser superado por ninguna EC
a lo largo de la jornada laboral. Para aquellos agentes químicos que tienen efectos agudos reconocidos pero cuyos principales efectos tóxicos son de naturaleza crónica, el VLAEC constituye un complemento del VLA-ED y, por tanto, la exposición a estos agentes
habrá de valorarse en relación con ambos límites. En cambio, a los agentes químicos de
efectos principalmente agudos como, por ejemplo, los gases irritantes o corrosivos, solamente se les asigna para su valoración el VLA-EC
LD: Límite de desviación. Pueden utilizarse para controlar las exposiciones por encima
del VLA-ED, dentro de una misma jornada de trabajo, de aquellos agentes químicos que
lo tienen asignado. No son nunca límites independientes, sino complementarios de los
VLA que se hayan establecido para el agente en cuestión, y tienen un fundamento estadístico. Para los agentes que tienen asignado un VLA-ED, pero no VLA-EC, se establece
el producto de 3 x VLA-ED como valor que no deberá superarse durante más de 30 minutos en total a lo largo de la jornada de trabajo, no debiéndose superar en ningún
momento el valor 5 x VLA-ED
Normalmente obtendremos estos valores umbral en:
mg/m3: es decir peso de la sustancia por cada m3 de aire
p.p.m. (partes por millón): mililitros de la sustancia en un m3 de aire.
Ambos datos mantienen una relación unívoca, de manera que si tenemos un valor umbral
en mg/m3 y lo queremos es finalmente tener esta referencia en mililitros de contaminante
entre m3 de aire o, dicho de otra manera, en partes de contaminante por millón (ppm), lo
que habrá que hacer es multiplicar la concentración de contaminante en mg/m3 por 24,45
y dividirlo entre el peso molecular en gramos de la sustancia muestreada.
Todos estos valores límite lo que nos definen son umbrales de concentración con riesgo
referidos principalmente a una jornada de exposición de ocho horas de trabajo. En el
caso de un trabajador expuesto durante T horas al día a una concentración C de un
determinado contaminante cuyo valor límite fuera VL, se podría calcular cuantitativamente el porcentaje de exposición máxima permisible a ese contaminante en que se
encuentra:
% EMP = C / VL x T / 8 x 100
2.7.6 Índices biológicos de exposición
Por otra parte, la American Conference of Governmental Industrial Hygienists establecía en
sus documentos anuales los llamados BEI (Índices Biológicos de Exposición), los cuales eran
una referencia de los límites de contenido de contaminante en el cuerpo que si se superaba
podía constituir una situación de peligro.
El Documento sobre límites de exposición profesional para agentes químicos en
España ha traspuesto a su vez estos valores y los ha denominado Indicadores Biológicos
(IB). Así, se entiende por indicador biológico un parámetro apropiado en un medio biológico del trabajador, que se mide en un momento determinado y está asociado indirectamen-
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te con la exposición global, es decir, por todas las vías de entrada, a
un agente químico.
Como medios biológicos se utilizan el aire exhalado, la orina, la sangre
y otros. Según cual sea el parámetro, el medio en que se mida y el
momento de la muestra, la medida puede indicar la intensidad de una
exposición promedio diaria o la cantidad total del agente acumulada
en el organismo, es decir, la carga corporal total.
Se consideran dos tipos de indicadores biológicos:
IB de dosis: es un parámetro que mide la concentración del agente químico o de alguno de sus metabolitos en un medio biológico
del trabajador expuesto.
IB de efecto: es un parámetro que puede identificar alteraciones
bioquímicas irreversibles, inducidas de modo característico por el
agente químico al que está expuesto el trabajador.
Fig. 2.26
Índices biológicos
de exposición.
2.7.7 Criterios de aditividad
En el caso de actividades que entrañen una exposición a varios agentes químicos peligrosos,
la evaluación deberá realizarse atendiendo al riesgo que presente la combinación de dichos
agentes. La acción simultánea de varios tóxicos puede, excepcionalmente, potenciar o inhibir los efectos que producirían actuando aisladamente. En los casos normales, unos efectos
resultan independientes y algunos otros aditivos.
La situación de aditividad es particularmente importante y se puede predecir cuando los efectos de los tóxicos participantes coincidan sobre un mismo órgano o mecanismo biológico.
En esos casos, el criterio para valorar una situación segura es comprobar si la suma de la
relación entre la concentración de cada contaminante existente entre su correspondiente
VLA-EC supera la unidad:
C1/VLA-ED1 + C2/VLA-ED2 + C3/VLA-ED3 + ... < 1
Si existe suficiente información para creer que los efectos son independientes, se excederá
el límite cuando un sólo sumando supere la unidad. En el caso de efectos potenciadores se
considerá, como mínimo, que los contaminantes tienen efectos aditivos, y se establecerá un
coeficiente de reducción para los valores límite.
Ejemplo 3
Aditividad de los TLV en atmósferas o ambientes:
La medición de un ambiente laboral ha dado como
resultado 400 ppm de acetona (TLV 500 ppm), 150
ppm de acetato de secbutilo (TLV 200 ppm) y 100
ppm de metiletilcetona (TLV 200 ppm). Calculamos:
Conviene destacar que aunque por separado ninguno
de los contaminantes sobrepasa su TLV correspondiente, el efecto aditivo de la mezcla nos permite afirmar
que existe riesgo higiénico.
400 / 500 + 150 / 200 + 100 / 200 = 0,80 + 0,75 +
0,5 = 2,05 > 1
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2.8 Fuentes de información sobre
materias peligrosas: hojas de
seguridad de los productos
Las fichas informativas de productos constituyen un sistema básico y complementario al etiquetado. Son fichas técnicas de información creadas por el fabricante de la materia prima
en las que se recogen los diferentes aspectos preventivos y/o de emergencia a tener en cuenta en la manipulación y almacenamiento de las mismas.
La ficha de datos de seguridad de un producto, a efectos de una utilización segura, debe ser
facilitada obligatoriamente por el fabricante o suministrador con la primera entrega de un
producto químico peligroso y se compone de 14 apartados que incluyen la información disponible de acuerdo con las directrices indicadas en la normativa.
En cumplimiento del artículo 18 de la Ley de prevención de riesgos laborales, el empresario
debe informar a los trabajadores de los riesgos derivados de la manipulación de productos
químicos y poner a su disposición la documentación informativa al respecto.
Contenido de una ficha de datos de seguridad. Información básica
que debe contener una ficha:
Datos de identificación de la sustancia.
Nombre y concentración.
Datos del suministrador y su localización.
Características fisico-químicas y parámetros de peligrosidad.
Riesgos específicos para la salud y el medio ambiente.
Medidas preventivas en el manejo y almacenamiento.
Seguridad personal.
Primeros auxilios y actuaciones en casos de emergencia.
Medios de lucha contra incendios.
Información toxicológica.
Información ecológica.
Consideraciones relativas a la eliminación.
Consideraciones relativas al transporte.
Informaciones reglamentarias.
Mediante el etiquetado y las fichas de seguridad, el fabricante informa de la peligrosidad de
los productos suministrados y de las precauciones básicas que deben seguirse.
Por otro lado deben mencionarse las fichas de emergencia destinadas a informar a los
transportistas y a los servicios públicos de las actuaciones ante un accidente generado en
el transporte de una sustancia peligrosa.
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Tabla 2.23 Ficha de datos de seguridad de la piridina
Tipos de
peligro /
exposición
Peligros / síntomas
agudos
Prevención
Primeros auxilios /
lucha contra incendios
Polvo, espuma resistente al alcohol, agua en grandes cantidades,
dióxido de carbono.
Incendio
Altamente inflamable.
Evitar las llamas, NO producir
chispas y NO fumar.
Explosion
Las mezclas vapor/aire son explosivas.
Sistema cerrado, ventilación,
equipo eléctrico y de alumbrado
a prueba de explosiones. NO utilizar aire comprimido para llenar,
vaciar o manipular.
Exposición
Inhalación
Tos, vértigo, dolor de cabeza,
náuseas, jadeo, pérdida del
conocimiento.
Ventilación, extracción localizada
o protección respiratoria.
Piel
°PUEDE ABSORBERSE!
Enrojecimiento (para mayor información, véase inhalación).
Traje de protección.
Ojos
Enrojecimiento, dolor.
Enjuagar con agua abundante durante varios minutos (quitar las lentes de
contacto si puede hacerse con facilidad) y proporcionar asistencia médica.
Dolor abdominal, diarrea, vómitos, debilidad (para mayor información, véase inhalación).
Enjuagar la boca, NO provocar el
vómito, dar a beber agua abundante y proporcionar asistencia médica.
Ingestión
En caso de incendio: mantener
fríos los bidones y demás instalaciones rociando con agua.
Aire limpio, reposo, respiración artificial si estuviera indicada y proporcionar asistencia médica.
Quitar ropas contaminadas, aclarar
la piel con agua abundante (ducharse) y proporcionar asistencia médica.
Derramas y fugas
Almacenamiento
Envasado y etiquetado
Recoger, en la medida de lo posible, el
líquido que se derrama y el ya derramado en recipientes herméticos, absorber
el líquido residual en arena o absorbente inerte y trasladarlo a un lugar seguro.
NO verterlo al alcantarillado (protección
personal adicional: equipo autónomo
de respiración).
A prueba de incendio. Separado de oxidantes fuertes, ácidos fuertes, alimentos y piensos. Mantener bien cerrado,
en lugar fresco y seco.
No transportar con alimentos y piensos.
símbolo F
símbolo Xn
R: 11-20/21/22
S: (2-)26-28
Clasificación de peligros NU: 3
riesgos subsidiarios NU: 6.1
Grupo de envasado NU: II
2.9 Normativa general para
contaminantes químicos
Y Convenio 42 de la OIT, relativo a la indemnización por enfermedades profesionales
(revisado en 1934).
Y Real Decreto 1995/1998, de 12 de mayo, por el que se aprueba el cuadro de enfermedades profesionales en el sistema de la Seguridad Social.
Y Real Decreto 2821/1981, de 27 de noviembre, por el que se modifica el párrafo cuarto, punto tercero, del apartado d) del Real Decreto 1995/1978, de 12 de mayo, que aprobó el cuadro de enfermedades profesionales en el sistema de la Seguridad Social.
* Consultar los primeros
auxilios en el CD.
Y Resolución de 30 de diciembre de 1993, de la Secretaría General para la Seguridad
Social, por la que se considera provisionalmente como enfermedad profesional la detec-
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tada en industrias del sector de aerografía textil de la Comunidad Autónoma Valenciana.
Las disposiciones de etiquetado están en un apartado distinto.
Directiva 2000/39/CE de la Comisión, de 8 de junio de 2000, por la que se establece
una primera lista de valores límite de exposición profesional indicativos en aplicación de
la Directiva 98/24/CE del Consejo relativa a la protección de la salud y la seguridad
de los trabajadores contra los riesgos relacionados con los agentes químicos durante el
trabajo (texto pertinente a efectos del EEE).
Real Decreto 374/2001, de 6 de abril sobre la protección de la salud y seguridad de
los trabajadores contra los riesgos relacionados con los agentes químicos durante el
trabajo.
2.9.1 Cloruro de vinilo
Orden de 9 de abril de 1986 por la que se aprueba el Reglamento para la prevención de riesgos y protección de la salud por la presencia de cloruro de vinilo monómero
en el ambiente de trabajo. BOE de 6 de mayo de 1986.
2.9.2 Cancerígenos
Real Decreto 665/1997, de 12 de mayo, sobre la protección de los trabajadores contra los riesgos relacionados con la exposición a agentes cancerígenos durante el trabajo.
Directiva 90/394/CEE, de 28 de junio, relativa a la protección de los trabajadores contra los riesgos relacionados con la exposición a agentes cancerígenos durante el trabajo (modificado por la Directiva 97/42/CE)
Real Decreto 1124/2000, de 16 de junio, por el que se modifica el Real Decreto
665/1997, de 12 de mayo, sobre la protección de los trabajadores contra los riesgos relacionados con la exposición a agentes cancerigenos durante el trabajo.
Directiva 97/42/CE del Consejo de 27 de junio de 1997 por la que se modifica por primera vez la Directiva 90/394/CEE relativa a la protección de los trabajadores contra los
riesgos relacionados con la exposición a agentes carcinógenos durante el trabajo (sexta
Directiva específica con arreglo al apartado 1 del artículo 16 de la Directiva 89/391/CEE).
Convenio 136 de la OIT, relativo a la protección contra los riesgos de intoxicación por
el benceno.
Directiva 88/364/CEE, de 9 de junio de 1989, recoge la protección de los trabajadores
mediante la prohibición, por sus riesgos cancerígenos, de determinados agentes específicos y/o determinadas actividades.
2.9.3 Amianto
Convenio 162 de la OIT, sobre utilización del asbesto en condiciones de seguridad.
Orden de 31 de octubre de 1984 por la que se aprueba el Reglamento sobre trabajos con riesgo de amianto.
Orden de 7 de enero de 1987 por la que se establecen normas complementarias del
Reglamento sobre trabajos con riesgo de amianto.
Resolución de 8 de septiembre de 1987, de la Dirección General de Trabajo, sobre
tramitación de solicitudes de homologación de laboratorios especializados en la determinación de fibras de amianto.
Orden de 22 de diciembre de 1987 por la que se aprueba el modelo de libro registro de datos correspondientes al Reglamento sobre trabajo con riesgo de amianto.
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Directiva 83/477/CEE del Consejo, de 19 de septiembre de 1983, sobre la protección
de los trabajadores contra los riesgos relacionados con la exposición al amianto durante el trabajo (segunda Directiva particular con arreglo al artículo 8 de la Directiva
80/1107/CEE).
Directiva 87/217/CEE del Consejo de 19 de marzo de 1987 sobre la prevención y la
reducción de la contaminación del medio ambiente producida por el amianto.
Resolución de 20 de febrero de 1989 de la Dirección General de Trabajo, por la que
se regula la remisión de fichas de seguimiento ambiental y médico para el control de
exposición al amianto.
Real Decreto 108/1991 de 1 de febrero de 1991 sobre prevención y reducción de
la contaminación del medio ambiente producida por el amianto.
Orden de 26 de julio de 1993, por la que se modifican los art. 2, 3. y 13 de la O.M.
31 octubre 1984, por la que se aprueba el Reglamento sobre trabajos con riesgo de
amianto, y el art. 2 de la O.M. 7 enero 1987, por la que se establecen normas complementarias del citado Reglamento, trasponiéndose a la legislación española la Directiva
del Consejo 91/382/CEE, de 25 junio.
Orden de 7 de diciembre de 2001, por la que se modifica el anexo I del Real Decreto
1406/1989, de 10 de noviembre, por el que se imponen limitaciones a la comercialización y al uso de ciertas sustancias y preparados peligrosos.
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autoevaluación
Test 2- Agentes químicos contaminantes
1. Se entiende por preparado químico:
A) Toda sustancia química.
B) Cualquier elemento químico obtenido mediante
cualquier proceso de producción.
C) Una mezcla o solución compuesta por dos o más
sustancias diferentes.
7. ¿Qué diferencia hay entre gas y vapor?
A) Si comprimimos el vapor, puede licuar mientras que
si comprimimos el gas sin tocar la temperatura no
licuará.
B) La presión y la temperatura de un gas están por
encima de un punto crítico y la del vapor no.
2. Indica cuáles de las siguientes afirmaciones son falsas
A) La materia en suspensión son sólidos o líquidos que
se mantienen en equilibrio en un fluido.
C) Un gas es un producto químico pero un vapor es un
producto físico.
D) Sólo c) es falsa
B) El humo y la niebla se diferencian en que el humo
esta formado por sólidos y la niebla por líquidos.
8. Si se provoca la inflamación de una nube de gas
C) Una partícula de más de 10 micras y menos de 100
inflamable tras una fuga producida en la brida de una
es materia sedimentable.
D) Nada es totalmente cierto.
tubería exterior, el fenómeno normalmente que se espera será:
A) Una detonación.
3. ¿Cuáles de los siguientes factores fisico-químicos no
B) Una explosión química.
afectan a las reacciones químicas?
C) Una deflagración.
A) Catalizadores, inhibidores, temperatura, tipo de
enlace.
B) Tiempo de reacción, velocidad de reacción, energía
eléctrica.
C) Concentración de reactivos, distancia de enlace,
golpes y rozaduras.
9. La temperatura de inflamación es un parámetro
determinante del peligro del incendio de:
A) Un gas.
B) Un líquido.
C) Un polvo comburente.
4. ¿Cómo puedo conocer el nivel de riesgo de una reac-
10. ¿Cómo se catalogaría un producto con un punto de
ción química?
inflamación P.I. de 23º?
A) Calculando el balance de oxígeno.
A) Inflamable.
B) Conociendo la tempertatura y la presión de la reac-
B) Muy inflamable.
ción.
C) Con el cálculo termodinámico.
C) Poco inflamable.
D) Combustible.
5. ¿Cuál de los siguientes reacciona violentamente con
11. Indica cuál de los siguientes parámetros permite
el agua?
determinar la toxicidad aguda vía oral de un producto
A) Ácidos débiles.
químico.
B) Metales alcalinos cómo el sodio (Na).
A) DL-50
C) Fosfinas.
B) TLV- STEL
C) LC-50
6.Indica cúal de las siguientes incompatibilidades no es
12. Las sustancias muy corrosivas son aquellas que pro-
cierta:
A) Glicoles con agua.
B) Cromo con alcohol.
A) Menos de 60 minutos.
C) Ácido sulfúrico con azúcar.
B) Menos de 3 minutos.
D) Cianuros con ácidos.
C) Menos de 30 segundos.
E) A) y C).
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vocan quemaduras por contacto dérmico en:
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Agentes químicos contaminantes
autoevaluación
13. Las sustancias carcinogénicas Xn son:
A) Sustancias de las que no se dispone de información
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B) Anestésicos y narcóticos.
C) Corrosivos.
suficiente, pero que presentan signos preocupantes.
B) Sustancias de las que no se dispone de información
suficiente para suponer que provocan cáncer en el
ser humano.
C) Sustancias de las que se dispone de información
17. Indica cuáles de las siguientes afirmaciones son
verdaderas:
A) STEL aplicado a un TLV significa que aquel TLV es el
mas importante
suficiente para suponer que provoca cáncer en el
B) Un TLV-C no debe rebasarse nunca
ser humano.
C) TWA son las siglas de una compañía aérea
D) Los valores MAC son límites de exposición estableci-
14. ¿Qué vía de entrada de contaminantes en el orga-
dos por el Sr. Mac Adams
nismo es la más grave?
A) Vía digestiva.
18. Indica cuáles de las siguientes afirmaciones son
B) Vía parental.
falsas:
C) Vía respiratoria y cutánea.
A) DMA es comparable al TLV-C.
B) CPP es comparable al TLV.
C) Los VLB se refieren a exposición a parásitos y micro-
15. De los tóxicos industriales siguientes, ¿cuál de ellos
actúa directamente en la sangre?
bios.
D) VLA -EC es comparable al TLV-STEL.
A) Los sistémicos, irritantes y neumoconióticos.
B) Asfixiantes químicos.
C) Asfixiantes simples.
16. ¿Qué tipo de efecto tiene el contaminante correspondiente a ácidos y álcalis?
A) Sensibilizante.
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