REDUCCIÓN DE RIESGOS EN SALUD POR MANIPULACIÓN DE CLORO UTILIZANDO ENTRENAMIENTO BASADO EN LAS TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN Y LA COMUNICACIÓN Jovani Alberto Jiménez Builes jovani.jimenez@usbmed.edu.co María Isabel Martínez Monsalve mmartinm@eeppm.com Lennit Eliana López Carmona lenilope@diginet.com.co Grupo de Investigación, Innovación y Desarrollo en Informática Educativa GiidIE Universidad de San Buenaventura seccional Medellín En este artículo se exponen las características físicas y químicas del cloro, los riesgos asociados a su utilización en el proceso de potabilización de agua, para finalmente presentar un software de enseñanza / aprendizaje utilizando Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC) el cual permite el entrenamiento en el manejo seguro del cloro. Palabras Clave— Cloro, Riesgos en salud, Software educativo, Tecnologías de la Información y Comunicación, Tratamiento de aguas. 1. INTRODUCCIÓN El agua como recurso fundamental para todo ser vivo, requiere de un proceso que le proporcione las características necesarias para que al ser consumida por el hombre no le origine enfermedades o la muerte. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), el 80 % de las enfermedades infecciosas se transmiten mediante el agua, más de 3 millones de niños de menos de 5 años mueren cada año por causa de enteritis imputables a la no desinfección del agua (Organización de Usuarios y Trabajadores de la Química del Cloro, 2003). Un desinfectante ideal es aquel agente químico o físico que asegure una completa destrucción de los microorganismos, afectando lo menos posible el agua, los seres vivos que la consuman, los equipos que estarán en contacto con ella, el ambiente y además que su costo sea razonable. Existen varios sistemas de desinfección de agua como la luz ultravioleta, el cloro, el ozono, entre otros. A pesar de que todos producen el mismo efecto final, el cloro se constituye en el desinfectante ideal ya que cumple con ser económico, efectivo, fácil de dosificar y deja un efecto residual que garantiza que el agua conservará las propiedades necesarias para ser consumible. El cloro y sus derivados tienen una importante aplicación en el área de la desinfección. El uso del hipoclorito (blanqueador doméstico) garantiza una total protección contra virus, se utiliza habitualmente en la desinfección de material quirúrgico e instalaciones sanitarias y hospitalarias. En 1991 la supresión del uso del cloro en la potabilización del agua provocó una epidemia de cólera en Perú que produjo más de 3000 muertes (más de 19000 personas murieron por dicha causa en todo el mundo). Las epidemias surgidas en Ruanda como consecuencia de la guerra civil han sido controladas gracias al cloro y sus derivados. La epidemia de peste neumónica aparecida en la India en 1994 ha sido controlada mediante el antibiótico tetraciclina, en cuya obtención interviene el cloro. Sin embargo, el cloro es un producto corrosivo que atenta contra la salud, por lo que su manipulación requiere de una instrucción especial (Organización de Usuarios y Trabajadores de la Química del Cloro, 2003). Con el propósito de contribuir al entrenamiento de personal que utiliza el cloro en diferentes procesos de producción, se presentará un software educativo utilizando Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC) que conjuga la teoría con los medios de comunicación y los elementos multimedia, permitiendo ilustrar los procedimientos especiales que deben seguirse para corregir por ejemplo, una fuga. En las siguientes sesiones se tratará el tema de la desinfección de aguas, las propiedades físico-químicas del cloro, el software de entrenamiento y finalmente se presentan las conclusiones y el trabajo futuro. 2. DESINFECCIÓN DE AGUAS El agua de lagos, ríos y manantiales, es decir, en estado natural, se denomina agua cruda. Esta se caracteriza por ser turbia, tener color, olor, mal sabor, y presentar una multiplicidad de bacterias. Cuando no es naturalmente potable es necesario efectuar un tratamiento que puede ser físico, químico o microbiológico con el fin de ser apta para el consumo humano (Hidrocapital, 2003). El proceso de potabilización de agua consta de varios subprocesos que son en su orden: oxidación química y adsorción, coagulación, floculación, sedimentación, filtración y desinfección. PARÁMETRO OZONO RADIACIÓN UV CLORO Tipo de destrucción Química Física Química Efectividad desinfección Muy buena Excelente Muy buena Efectos residuales y tóxicos Algunos Ninguno Muchos Cambio químico en el agua Bajo nivel de olor y sabor Ninguno Deja olor y sabor Altos por el poder oxidante La exposición directa afecta la visión Muy altos por corrosión e intoxicación Tiempo de contacto Medio Muy corto Alto Requerimiento de área Medio Muy Bajo Alto Costos de capital Altos Bajos Medianos Costos de operación y mantenimiento Altos Bajos Medianos Riesgos para el personal Tabla 1. Comparativo entre sistemas de desinfección de aguas De los anteriores subprocesos el principal es el de la desinfección, el cual consiste en la eliminación de microorganismos no deseados en el agua. Los microorganismos más comunes son: bacterias, virus, hongos y algas. Estos microorganismos son capaces de sobrevivir en el agua por semanas, dependiendo de factores ambientales, morfológicos y fisiológicos como: temperatura, pH (potencial de hidrógeno), oxígeno disuelto, nutrientes existentes, competiciones con otros organismos, resistencia a influencias tóxicas y capacidad de formar esporas, entre otros (Barreiro, 2002). Los desinfectantes más utilizados son el ozono, la luz ultravioleta y el cloro. Éste último con un porcentaje de utilización superior a los otros gracias a aspectos como su efectividad y sus costos. La tabla 1 presenta una comparación entre los desinfectantes mencionados. 3. EL CLORO El cloro es un gas amarillo verdoso de olor penetrante e irritante, denso y venenoso que puede licuarse fácilmente a la presión de 6,8 atmósferas y a 20ºC. Es extremadamente oxidante y forma cloruros con la mayoría de los elementos. El agua de cloro puede disolver al oro y al platino que son metales resistentes a los agentes químicos (Junta de Andalucía, 2003). El cloro fue descubierto en su estado gaseoso por el químico sueco Carl Wilheml Scheeldeen en 1774, sin embargo, en 1910 se le identificó como un elemento químico por Sir Humphrey Davy y recibió la denominación de cloro. La palabra cloro proviene del nombre griego “Chloros” (verde pálido) a causa de su característico color. Durante largo tiempo el cloro permaneció como una curiosidad de laboratorio, dado que su fabricación resultaba sumamente difícil y, por otra parte, su transporte y su manipulación eran prácticamente imposibles. Algunas décadas después se descubrió su efecto desinfectante. Las primeras referencias al uso del cloro en la desinfección del agua datan de hace más de un siglo. Se utilizó durante un corto período de tiempo en Inglaterra, en el año 1854, combatiendo la epidemia del cólera, y fue utilizado de forma regular en Bélgica a partir de 1902. Paralelamente, en 1792 se descubrió el hipoclorito cálcico en la localidad de Javel, por lo que se le denominó “Eau de Javel” (Agua de Javel). Este producto fue el origen del hipoclorito sódico, que tenía las mismas propiedades antisépticas que su predecesor. Como antiséptico, el hipoclorito sódico fue utilizado por primera vez a gran escala en Inglaterra en 1897 para la desinfección de residuos tras una epidemia de fiebre tifoidea. A finales de siglo se empezó a utilizar también para desinfectar las manos de los médicos antes de las intervenciones quirúrgicas. A través del tiempo el cloro se ha acreditado como el más eficaz de los medios utilizados en la desinfección del agua, bien sea directamente o en forma de compuestos que lo contienen. El desarrollo experimentado durante los últimos cincuenta años en los métodos y equipos utilizados a este fin, ha facilitado su adopción con carácter general para el tratamiento de agua. En la actualidad, la utilización del cloro gaseoso es la forma más habitual, aunque requiere el empleo de materiales y equipos apropiados. 3.1 Propiedades físicas y químicas En la siguiente tabla se presentan las propiedades físicas y químicas del cloro: Símbolo Peso . Densidad Peso específico Volumen específico Calor específico Temperatura de licuación Temperatura de solidificación Calor latente de vaporización Temperatura crítica Presión crítica Atómico CI 35,457 Gas 2,49 (aire=1) 3,214 g/l (0° C, 1 at.) 0,311, l/Kg (° C, 1 at) 0,124 Kcal/Kg, ºC -34,1° C . . 114° C 78,6 Kg/cm2 Molecular Cl2 70,914 Líquido 1,47(agua=1) 1,4685 Kg/l (0° C, 1 at.) 0,6809 l/Kg. (°C, 1 at) 0,226 Kcal/Kg., °C (a -100° C) -120,0° C 64,6 Kca/Kg. . (a -30° C) Tabla 2. Propiedades físicas y químicas del cloro (Colegio de Pertos e Ingenieros Técnicos Industriales de Alicante, 2003) 3.2. Riesgos en su manejo El concepto de riesgo cero no existe, pues la propia condición de seres vivos implica estar sometidos a una determinada incertidumbre. Lo que si se puede afirmar es que la industria química en general y la de producción de cloro en particular, han dispuesto en sus instalaciones y procesos, modernos sistemas de control y protección que hacen que el riesgo asociado a estas actividades sea perfectamente compatible con el concepto que socialmente se tiene sobre seguridad (Clorosur, 2002). El cloro puede generar diferentes alteraciones en el organismo dependiendo del estado en el que se encuentre. - Estado gaseoso: En caso de ser inhalado produce irritación en los ojos, la nariz, la garganta y las vías respiratorias. En concentraciones y tiempos de exposición más altos puede desarrollarse un edema pulmonar o una neumonía química. - Estado líquido. Ocasiona quemaduras en la ropa o en la piel. 4. SOFTWARE DE ENTRENAMIENTO PARA EL MANEJO SEGURO DEL CLORO –SEMACLOLas primeras formas de educación se evidenciaron cuando el hombre en su deseo de explicar métodos para la realización de actividades o simplemente, para transmitir sus conocimientos se valió de los signos o de las palabras para dirigirse a personas o grupos de personas. De ahí surgió lo que conocemos como educación magistral, en la cual, la base de conocimientos reside en el instructor, quien a su vez determina la cantidad y calidad del aprendizaje. Consecuente con la aparición de los computadores se planteó la propuesta de aprovechar el potencial educativo de los mismos en los procesos de enseñanza, para que asiera mediante la utilización de aplicaciones interactivas basadas en la multimedia, el estudiante acceda de forma didáctica a la información propiciando una mejor asimilación de los conocimientos. En los años 60 y mayormente en los 70, educadores y científicos comenzaron a usar computadores para propósitos instruccionales en grandes dispositivos conocidos como “mainframe” y ocasionalmente en computadores de tamaño mediano. La computación educativa existía solo en las grandes universidades y era ampliamente restringido leer y escribir texto. Para desarrollar los materiales instruccionales era necesario aprender programación de computadores, usualmente en un lenguaje de bajo nivel inapropiado para su propósito (Mosquera, 2001). En las décadas de los 80 y 90 se han desarrollado a nivel nacional e internacional gran diversidad de software educativo utilizando las bondades de la multimedia. Figura 1. Ventana principal de SEMACLO La multimedia es integración del software con dos o más medios desde una perspectiva interactiva para transmitir un mensaje. Estos medios se clasifican de acuerdo a su función en: dispositivos de entrada, salida, proceso, almacenamiento y comunicaciones (Jiménez, 1997). SEMACLO, es un software educativo que conjuga los aspectos teóricos del manejo seguro del cloro con algunos medios de comunicación propios de las TIC y elementos multimedia permitiendo entrenar en los procedimientos especiales que deben ejecutarse con el cloro. La figura 1 presenta la estructura de la página principal del software. La aplicación esta conformada por una ventana principal, que contiene además de botones con diferentes opciones, un árbol de temas y un área de contenido en el que se visualiza la información de los temas. De acuerdo a las funciones y operaciones autorizadas para ejecutarse, SEMACLO clasifica a sus usuarios de acuerdo a su función en tres grupos: Figura 2. Modelo de caso de uso para el administrador 4.1 Usuarios - Usuario Administrador. Es el encargado del mantenimiento de la aplicación, que se traduce en agregar, modificar o eliminar registros de la base de datos que soporta el sistema y mantener funcionado los servicios de comunicación sincrónica/asincrónica. El diagrama de casos de uso representa la forma en como un actor opera con el sistema. La figura 2 describe el diagrama para el usuario Administrador de SEMACLO. - Usuario Jefe. Supervisan el manejo que los usuarios de más bajo nivel hacen del software, examina los resultados de las evaluaciones, consulta estadísticas y actualiza los datos de los usuarios. - Usuario Operario. Reúne las cualidades de un “alumnos” en la función del entrenamiento. Este usuario puede visualizar de los temas, utilizar los materiales multimedia, puede comunicarse con otros usuarios para compartir información utilizando los servicios de comunicación sincrónica/asincrónica (Ovalle, 2003). El software se encarga de evaluar y retroalimentar su desempeño. 4.2. Evaluación Figura 3. Pantalla de una evaluación SEMACLO cuenta con un módulo evaluativo de los contenidos temáticos, en el que además de confrontar al usuario con los conocimientos adquiridos, le permite al jefe cualificar el aprendizaje y la efectividad del software. La figura 3 ilustra una de las ventanas de una evaluación típica. 5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Teniendo en cuenta la importancia del manejo adecuado de sustancias químicas, en especial las utilizadas en el proceso de producción de agua, es necesario realizar simulaciones con el fin de tener la instrucción necesaria para la ejecución de procedimientos en caso de fugas de los productos, en especial el cloro puesto que en altas concentraciones es un producto letal para el ser humano. Los software educativos tipo multimedia con bondades comunicativas son una excelente opción para la capacitación y entrenamiento de personal en temas como los procedimientos establecidos por la empresa, gracias a que la posibilidad de visualizar su demostración varias veces, facilita su comprensión, asimilación; en caso de no entender alguna temática, se puede comunicar con los demás participantes con el propósito de aclarar la duda. El efecto y causa principal del software es la minimización de los riesgos inherentes al cloro, propiciando un ambiente de trabajo seguro que incrementará la calidad de vida de los empleados. SEMACLO es un software de entrenamiento en cualquier tipo de industria en la que se utilice el cloro, pues presenta en primeras instancia información de carácter general y posteriormente, se especializa en la producción de agua potable. A futuro, podría ubicarse en el contexto que se requiera realizando las respectivas modificaciones. En la actualidad se utiliza SEMACLO como una alternativa para resolver el problema de la capacitación y entrenamiento del personal adscrito al área de potabilización de aguas de Empresas Públicas de Medellín E.S.P REFERENCIAS Organización de Usuarios y Trabajadores de la Química del Cloro. Información sobre el Cloro. Disponible en http://www.amiclor.org/opciones/info_clor.shtml. Fecha de acceso: Noviembre de 2003. Operadora de Acueductos del Departamento Capital y Estados Miranda y Vargas. HIDROCAPITAL. Disponible en: http://www.hidrocapital.com.ve/educacion.htm. Fecha de acceso: Agosto de 2003. Barreiro, Eduardo; Ghislieri, Daniel. (2002). Eliminación de Microorganismos – Desinfección. Departamento de Tecnología y Servicios Industriales, Facultad de Ingeniería, Universidad de la República, Montevideo, Uruguay. Disponible en: http://www.juntadeandalucia.es/averroes/~jpccec/tablap/index.htmlJes03. Fecha de acceso: Octubre de 2003. Clorosur. El Cloro y la Seguridad. Disponible en: http://www.clorosur.com/espanhol/seguridad.html. Fecha de acceso: Noviembre de 2002. Colegio de Pertos e Ingenieros Técnicos Industriales de Alicante. Disponible en: http://www.copitial.org/solo_colegiados/leyes_reglas/rap/itc7- n10.htm. Fecha de acceso: Octubre de 2003. Mosquera, Maximiliano; Jaramillo, Juan. (2001). Manual del Sistema de Tutorial de la Simulación de los Procesos Fisiológicos del Corazón. Facultad de Ingenierías, Universidad de San Buenaventura seccional Medellín, Colombia. Jiménez B., Jovani; Vásquez R., Fabián. (1997). Hardware de los Computadores para Multimedia. Facultad de Ciencias de la Educación, Universidad de Medellín, Colombia. Ovalle C., Demetrio; Jiménez B., Jovani. (2003). Entorno Integrado de Aprendizaje basado en Sistemas Tutoriales Inteligentes & Ambientes Colaborativos. Segunda Conferencia Iberoamericana en Sistemas,Cibernética e Informática CISCI 2003, Florida, USA. ACERCA DE LOS AUTORES Jovani Alberto Jiménez Builes Director del Grupo GiidIE (Grupo de Investigación, Innovación y Desarrollo en Informática Educativa), Universidad de San Buenaventura seccional Medellín. Estudiante becado por COLCIENCIAS dentro de la convocatoria “Apoyo a la Comunidad Científica Nacional, a través de los Programas de Doctorados Nacionales, 2003.” para realizar estudios del Doctorado en Ingeniería área de Sistemas e Informática, Facultad de Minas, Universidad Nacional de Colombia sede Medellín. Magíster en Ingeniería de Sistemas, Facultad de Minas, Universidad Nacional de Colombia, sede Medellín. Licenciado en Docencia de Computadores, Facultad de Ciencias de la Educación, Universidad de Medellín. María Isabel Martínez Monsalve Ingeniera de Sistemas, Facultad de Ingenierías, Universidad de San Buenaventura seccional Medellín. Actualmente labora en el área de potabilización de aguas de Empresa Públicas de Medellín. Lennit Eliana López Carmona Ingeniera de Sistemas, Facultad de Ingenierías, Universidad de San Buenaventura seccional Medellín. Actualmente se desempeña como consultora independiente.