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ANEXO INVESTIGACION DE CAMPO UNIDAD 1: INTRODUCCION A LA HIGIENE INDUSTRIAL Introducción a la Higiene Industrial
El trabajo es esencial para la vida, el desarrollo y la satisfacción personal. Por desgracia, actividades indispensables, como la producción de alimentos, la extracción de materias primas, la fabricación de bienes, la producción de energía y la prestación de servicios implican procesos, operaciones y materiales que, en mayor o menor medida, crean riesgos para la salud de los trabajadores, las comunidades vecinas y el medio ambiente en general. No obstante, la generación y la emisión de agentes nocivos en el medio ambiente de trabajo pueden prevenirse mediante intervenciones adecuadas para controlar los riesgos, que no sólo protegen la salud de los trabajadores, sino que reducen también los daños al medio ambiente que suelen ir asociados a la industrialización. Los objetivos de la higiene industrial son la protección y promoción de la salud de los trabajadores, la protección del medio ambiente y la contribución a un desarrollo seguro y sostenible. Sin embargo, las acciones preventivas deben iniciarse mucho antes, no sólo antes de que se manifieste cualquier daño para la salud, sino incluso antes de que se produzca la exposición. El medio ambiente de trabajo debe someterse a una vigilancia continua para que sea posible detectar, eliminar y controlar los agentes y factores peligrosos antes de que causen un efecto nocivo; ésta es la función de la Higiene Industrial. La higiene industrial ha sido definida "como la ciencia y el arte dedicado a la previsión, reconocimiento, evaluación y control de aquellos factores ambientales que surgen en o del lugar de trabajo, que pueden causar enfermedad, deterioro de la salud y del bienestar o incomodidad e ineficiencia marcada entre los trabajadores y los miembros de la comunidad". Los distintos riesgos que interaccionan sobre el hombre que trabaja no producen la misma respuesta biológica. Si deseáramos clasificar los riesgos o las acciones para neutralizarlos, podríamos hacerlo a través de las características de la respuesta biológica que producen en el hombre. Hay agresiones que producen una respuesta inmediata, como otras que producen respuestas biológicas mediatas o a largo plazo. Las primeras corresponden al campo de la seguridad, mientras que las últimas corresponden al campo de la higiene industrial. Esta diferenciación tiene más trascendencia teórica y pedagógica que real, ya que no concibe un higienista industrial que no domine la seguridad, como a la inversa no puede darse un hombre de seguridad que no domine la higiene industrial. La misión de ambas disciplinas es, en definitiva, cortar el ciclo "agresión - respuesta biológica". Clasificación de los factores ambientales o agresores
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A — Químicos Entendemos por agresor químico a toda sustancia natural o combinada, simple o compleja, orgánica o inorgánica que tenga efectos nocivos sobre el hombre. Ej.: polvos, nieblas, humos, gases, etc. B — Físicos Entendemos por agresor físico a todo fenómeno del mundo físico, es decir mensurable en forma directa, que tenga efectos varios sobre el hombre, bien sea solo o asociado con otros fenómenos. Ej.: ruidos, c. térmica, radiaciones, vibraciones, etc. C — Biológicos Entendemos por agresor biológico a todo organismo uni o multicelular, animal o vegetal, capaz de producir efectos nocivos sobre el hombre. Ej.: bacterias, virus, hongos, etc. D — Ergonómicos Incluyen herramientas o lugares de trabajo mal diseñados. Operaciones de levantamiento y alcance inadecuadas, condiciones visuales deficientes o movimientos repetidos en posiciones incómodas. Cuestionario: 1. ¿Qué es la Higiene Industrial? 2. ¿Cuál es la metodología de la Higiene Industrial y cómo se aplica en el caso de los contaminantes químicos? 3. ¿Qué establece la Ley para el control de los agresores químicos? 4. ¿En qué consiste evaluar los riesgos químicos? 5. ¿Cuáles son las diferencias en el control de Gases y Vapores, y Partículas y Fibras? 6. ¿En qué casos se aplican los valores de extralimitación?
UNIDAD 2: MEDICIÓN DE LOS CONTAMINANTES EQUIPOS DE MUESTREO DE CONTAMINANTES DE AIRE Los sistemas de detección y evaluación de contaminantes en ambientes de trabajo, se pueden subdividir en dos grupos: a) Muestreadores autoanalizadores de resultado inmediato. b) Equipos de captación de contaminantes para ser evaluados en laboratorios. Ambos sistemas presentan ventajas y desventajas que el higienista industrial debe evaluar en cada caso. Los de registro inmediato ofrecen justamente la ventaja de no requerir análisis posteriores, aunque se reconoce que ese grado de precisión y exactitud no es comparable con los métodos y equipamientos de que se pueden disponer en los laboratorios especializados. Esto permite calificarlos como métodos cualitativos, o en el mejor de los casos, semicuantitativos, útiles para determinaciones orientativas, o cuando no se dispone equipamiento adecuado de otro tipo.
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ANEXOS - 3/44 Desde el punto de vista de obtener precisión y reproductividad, los sistemas de captación y posterior análisis son recomendables pero sugieren un equipamiento mucho más específico y costoso, y un mayor grado de entrenamiento del personal afectado a la toma de muestras y evaluación posterior. MUESTREADORES ANALIZADORES INSTANTANEOS A los efectos de evaluar gases y vapores atmosféricos, se suelen utilizar tubos detectores de vidrio, en cuyo interior se encuentra una sustancia química reactiva para la sustancia que se pretende medir. En el momento de la determinación se rompen ambos extremos del tubo, y uno se conecta a un dispositivo de succión (manual o automático) que permite el pasaje durante tiempos determinados de cantidades medidas de aire. Generalmente la intensidad del color resultante, o la longitud de la mancha alcanzada, comparada con un patrón, permite verificar la concentración del contaminante en el aire. Para evaluar polvos, existen equipos automáticos que mediante lectura directa permiten verificar la concentración. Cada vez es mas frecuente la aparición en el mercado de tipos específicos de lectura directa, que permiten la registración permanente, y el monitoreo de ambientes de trabajo. EQUIPOS DE MUESTREO PARA EVALUACIONES EN LAB0RATORIO Los equipos de captación de muestreo se componen de: a) Un elemento de succión de aire. b) Un medidor de caudales. c) Un medio receptor del contaminante.
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ANEXOS - 4/44 a) Equipos de succión de aire Estos equipos tienen el dimensionamiento adecuado a cada situación. Los hay desde los que pueden captar varios cientos de litros de aire por hora (High Volume Sample), aptos para aquellos casos en que es necesario contar con abundante cantidad de muestra para el análisis, pasando por las bombas de succión de rango de 5 a 20 litros por minuto, que se emplean cuando las técnicas analíticas así lo recomiendan y llegando a las pequeñas bombas portátiles aptas para efectuar evaluaciones no sólo estáticas, sino para ser portadas por el operario en su lugar de trabajo. b) Medidores de caudales Conectados a los equipos de succión, debe existir en el tren de muestreo un dispositivo medidor de caudales (rotámetro, orificio calibrado, etc.). Dado que la precisión en la mención del caudal captado es un dato fundamental del resultado final, el medidor de campo deberá estar permanentemente calibrado mediante equipos patrones primarios (Ej.: espirómetros) o secundarios. c) Medios receptores de contaminantes Los medios receptores de contaminantes que se conectan a los elementos descriptos precedentemente son de diversos tipos, relacionados con el contaminante que se pretenda evaluar. Dichos medios de retención pueden clasificarse de la siguiente manera: 1. Portafiltros de distintos tamaños diseñados para contener filtros o membranas filtrantes. Estos son de diversos materiales, tales como: acetato de celulosa, nitrato de celulosa, P.V.C., fibra de vidrio, etc. Los tamaños de poro se eligen de acuerdo al contaminante a recoger, siendo los mas habituales 0,5 a 5 micrones. 2. Impactadores de vidrio de diversos tamaños, donde en un medio líquido adecuado burbujea y es retenido el contaminante, ya sea, si es gaseoso por disolución, y si es sólido por quedar suspendido o depositado en el frasco de vidrio para su posterior evaluación en laboratorio. 3. Tubos conteniendo un elemento absorbente. Especialmente indicado para retener gases y vapores, son generalmente de vidrio con carbón activado, silico u otra sustancia similar usada para captar el contaminante. Evaluación de riesgos ambientales por contaminación Los principios generales de la evaluación de riesgos por contaminación en ambientes industriales comprende el reconocimiento de los riesgos potenciales, la preparación de los estudios de campo, la ejecución de los mismos, las evaluaciones de laboratorio y la interpretación de los resultados. El desarrollo de la metodología requiere: a) El establecimiento claro y preciso de los objetivos. b) El conocimiento de la naturaleza de los agentes a verificar y la duración de la exposición humana a los contaminantes. c) Tener perfectamente establecidos los límites de confianza deseados y su asociación con la representatividad de los datos medidos. d) Definir la técnica de muestreo y análisis, utilizando los métodos analíticos más adecuados en cada caso.
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ANEXOS - 5/44 e) La duración del muestreo debe relacionarse con la naturaleza de la respuesta del contaminante. f)
La expresión final de los resultados debe incluir: a) concentración del contaminante b) tiempo de muestreo c) frecuencia de ocurrencia
Objetivo de la evaluación de riesgos ambientales Los fines perseguidos para las evaluaciones en áreas de un establecimiento Industrial o en toda una planta pueden obedecer a distintos motivos. Algunos de los objetivos pueden ser los siguientes: — Determinación de los niveles de exposición de los trabajadores a los riesgos físicos, químicos y/o biológicos, como acción sistemática integrante de un programa de Higiene Industrial. — Determinación de niveles de exposición de los trabajadores a riesgos ambientales, como resultado de demandas y/o inspecciones gubernamentales. — Determinar la efectividad de las medidas de corrección y/o control de riesgos adoptados, como parte del programa de Higiene Industrial. — Investigaciones epidemiológicas. Determinación de correlaciones entre concentración y tiempo de exposición y efectos biológicos asociados. — Otros. Cumplimiento de exigencias legales, etc. Una vez definido el objetivo de la evaluación ambiental los pasos siguientes a seguir son: 1. Reconocimiento de los riesgos 2. Procedimientos para preparación del estudio de campo 3. Ejecución del estudio de campo 4. Análisis de laboratorio 5. Interpretación de los resultados 1. RECONOCIMIENTO DE RIESGOS El primer paso en el reconocimiento de área con problemas en un ambiente industrial es familiarizarse con las operaciones particulares de la planta. Aquí el conocimiento del proceso y/o equipamiento resulta de vital importancia. El objeto del reconocimiento preliminar es definir la extensión del trabajo necesario para la evaluación y sirve para documentar adecuadamente las características ambientales de la planta en estudio. Es importante señalar que cuanto más profundo sea el reconocimiento preliminar de riesgos potenciales más acertada será la evaluación y se ahorrará esfuerzos durante el análisis y diagnóstico final. El reconocimiento debe tener en cuenta los siguientes elementos: 1º Estudio de los procesos industriales 2º Inventario de riesgos físicos y químicos 3º Actividades y tiempos de trabajo en el área en estudio Ing. Silvana Lazarte - 2015
ANEXOS - 6/44 4º Elementos de control Productos que se elaboran y materias primas que se usan El investigador debe familiarizarse con todos los procesos usados en la planta en estudio. Debe saber los productos químicos que se usan y las substancias producidas además de los productos intermedios si existen. Esta información puede ser obtenida mediante preguntas durante la tarea de estudio, por observación visual, y por el seguimiento de procesos y del flow sheels. Resulta de la mayor importancia, que una lista de todos los agentes químicos y productos usados sean obtenidos como referencia para la futura evaluación del ambiente. Fuentes de contaminación Muchas operaciones potenciales peligrosas pueden ser detectadas por simple observación visual. Las operaciones polvorientas pueden ser localizadas aunque no siempre significa que sean las más riesgosas. Las partículas de polvo no visibles a simple vista son las más peligrosas puesto que son las respirables. La presencia de muchos gases y vapores puede ser detectadas por el sentido del olfato. Sin embargo, para muchas sustancias el límite olfativo es en general mayor que el nivel seguro de exposición. Por ejemplo: si el olor de vapores de tetracloruros de carbono esta presente, aun en muy pequeñas cantidades, la concentración es en general excesiva para una exposición continuada. Una visita detallada de la fábrica permitirá verificar la información recogida y detectar algunos elementos prácticos de indudable valor en el muestreo e interpretación de los resultados. Los elementos básicos que componen un sistema para muestrear aire son: mecanismo de recolección, un dispositivo que indica el flujo de aire que pasa por el mecanismo de recolección y una bomba aspiradora. El instrumento que está en la parte superior es para muestrear gases o vapores y el de la parte inferior es para partículas. Ilust. 3. Sistema de muestreo gravimétrico que se para al polvo respirable del no respirable. Consiste en una bomba portátil dotada de un levigador (ciclón) y un filtro en el cual se recoge el polvo. El polvo no respirable se recoge en el ciclón y el respirable en el filtro. Las cápsulas filtrantes están encerradas en un “cassettes” pre-pesado.
El reconocimiento preliminar no estará completo a menos que se conozcan claramente las medidas de control, y se tenga una aproximación subjetiva de su efectividad durante el uso. Las medidas de control que deben observarse son: ventilación local exhaustiva, su diseño, técnicas de aislación, ventilación general, equipos de protección respiratoria y otras medidas particulares en cada caso. Ciertos hechos fácilmente comprobables, como por ejemplo verificación del polvo depositados en conductos y otros lugares, trato que el personal da a los equipos de protección, ventiladores parados, etc., pueden orientar sobre la efectividad de las medidas en vigencia.
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Los elementos básicos que componen un sistema para muestrear aire son: mecanismo de recolección, un dispositivo que indica el flujo de aire (caudalímetro) que pasa por el mecanismo de recolección y una bomba aspiradora. El instrumento que está en la parte superior es para muestrear gases o vapores y el de la parte inferior es para partículas. Ilust. 3. Sistema de muestreo gravimétrico que separa al polvo respirable del no respirable. Consiste en una bomba portátil dotada de un levigador (ciclón) y un filtro en el cual se recoge el polvo. El polvo no respirable se recoge en el ciclón y el respirable en el filtro. Las cápsulas filtrantes están encerradas en un "cassette" prepesado.
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ANEXOS - 8/44 2. PROCEDIMIENTO PARA LA PREPARACION DEL ESTUDIO DE CAMPO Selección de los Instrumentos de muestreo Los Instrumentos de toma de muestra, se pueden clasificar de la siguiente manera: a) Los que retienen el contaminante de un caudal conocido de aire. b) Los que colectan un volumen conocido de aire. c) Los de lectura directa. El esquema general de este tipo de determinaciones, se basa en el armado en el lugar de la toma, de un tren de muestreo compuesto básicamente por: •
Un elemento de succión.
•
Un elemento de regulación y medición de caudales.
•
Un elemento para retener gases y vapores. o
•
Un elemento para retener polvos (según sea el caso).
1. Elementos de succión: Son bombas aspirantes de distintas dimensiones, relacionadas con el tipo de determinación que se deba realizar. Las hay de rangos de caudal de 1 a 5 litros por minuto. Otras, muy usadas, que llegan hasta 20 litros por minuto, y otras de constitución robusta y capaces de captar algunos cientos de litros por minuto (tipo High Volume Sampler). Las de volúmenes de captación bajos y medios, son preferibles siempre que se trate de captar muestras representativas similares a la capacidad de respiración humana. Las de alto volumen son útiles siempre que sea necesario colectar una abundante cantidad de muestra a los fines químicoanalítico. 2. Elementos de regulación y medición de caudales: Calibración de equipos La expresión final de los resultados en Higiene Industrial, está siempre referida a una cantidad determinada de aire que circula a través de los medios filtrantes o de retención. De allí la fundamental importancia de una correcta medición de los caudales. Los medidores de volúmenes de aire, se subdividen en las siguientes clases: a) Equipos primarios: Son dispositivos de laboratorio que permiten medir directamente un volumen de gas. b) Equipos intermedios: Aunque no tienen las condiciones de los anteriores son suficientemente precisos. Una vez calibrados con los equipos primarios, se utilizan para calibrar los secundarios. c) Equipos secundarios: Son los que se usan en el terreno para medir caudales o volúmenes y que han sido calibrados por comparación con equipos primarios o intermedios. Dentro de los equipos señalados en a), se utiliza habitualmente el espirómetro, cuyo principio de funcionamiento es el desplazamiento de una masa conocida de aire, contenida en una campana cilíndrica, por efecto del aumento del empuje hidráulico o efecto de flotamiento que recibe la campana a medida que se sumerge. Como equipos intermedios los más utilizados son el medidor hidráulico de volúmenes de gases y el medidor de diafragma. Equipos secundarios: El más ampliamente usado actualmente es el rotámetro: esta constituido por un tubo tronco cónico, colocado verticalmente con el diámetro menor abajo. Dentro del tubo hay un flotante, que crea un anillo de área variable entre su propio diámetro exterior y la pared interior del tubo. El área disponible para el pasaje del fluido esta fijada por la altura del flotante en el tubo. El flujo es ascendente. Ing. Silvana Lazarte - 2015
ANEXOS - 9/44 También pueden usarse orificios, boquillas y medidores Venturi. En general, los trenes de calibración están constituidos por un elemento de succión conectado al equipo que no requiere medir, y este, al patrón elegido. 3. Elementos de captación de gases y vapores: Para la colección de muestras de gases y vapores, son aptos distintos tipos de instrumentos; entre ellos se pueden citar: a) Frascos lavadores: Recipientes de vidrio que contiene un medio líquido adecuado para la captación, y donde es conducido el aire que burbujea. El contaminante se disuelve o bien se combina con el medio, para poder luego ser evaluado químicamente. b) Impactadores: También son recipientes de vidrio de características similares, pero el extremo del tubo burbujeador generalmente es de vidrio poroso con el objeto de romper las burbujas de aire y aumentar la eficiencia de la colección. Existen impactadores grandes (de unos 250 cm3) o pequeños o “midget impingers” de unos 10 cm3. c) Tubos conteniendo medios sólidos: Se trata de tubos ya sea rectos o en forma de “U”, que contienen materiales tales como silica gel o carbón activado, que por absorción pueden retener los contaminantes. En el laboratorio se produce la deserción mediante empleo de calor, disolución en solventes adecuados o por arrastres con otros gases. 4. Elementos de captación de partículas: Dado que los límites permisibles para partículas se suelen expresar tanto en peso por unidad de volumen como en cantidad de las mismas, también por metro cúbico, existen medios de captación específicos para cada caso. Polvo por gravimetría: Se recurre al uso de portafiltros de distintos diámetros - según las necesidades -, sobre los que se colocan filtros. Estos pueden ser de: Papel de filtro de Watman Nº 41, filtros de fibra de vidrio o membranas filtrantes de acetato de celulosa, nitrato de celulosa, celulosa regenerada, poliamida o P.V.C. Estos últimos tipos, membranas, se han difundido en su empleo, en función de la gama de posibilidades que ofrecen ya que permiten elegir no solamente el material más apto sino también el tamaño de poro más adecuado al muestreo que se pretende realizar. Polvo por recuento: Las membranas descriptas precedentemente, también son aptas para efectuar recuentos, o sea identificar la cantidad de partículas presentes: para ello hay varios métodos de operar: a) Lavado de la membrana y recuento de partículas en la muestra. b) Disolución de la membrana. c) Mojado de la membrana con aceite de inmersión, lo que permite por índice de refracción lograr un efecto de transparencia, y recontar por técnicas microscópicas. También se utilizan impactadores similares a los descriptos precedentemente, para gases y vapores. 3. EJECUCION DEL ESTUDIO DE CAMPO El plan de muestreo La Legislación brinda una serie de parámetros que permiten comparar los valores encontrados con los límites máximos aceptados. Sin embargo esto no quiere decir que una o algunas determinaciones aisladas pueden dar un diagnostico genuino. Debemos distinguir entre la contaminación que se produce a nivel de la fuente, el grado de exposición a que están sometidos los operarios que realizan tareas con directa Ing. Silvana Lazarte - 2015
ANEXOS - 10/44 incidencia de dicha fuente, la influencia del contaminante en el o los ambientes generales, la interacción de dos o más contaminantes en los ambientes y finalmente (toma de contaminación general), la influencia en los ámbitos exteriores al establecimiento. De un buen plan de muestreo, que contemple las situaciones previstas, dependerá también la confiabilidad y representatividad de los resultados. El muestreo deberá por lo tanto definir: 3.1. Donde muestrear 3.2. A quien seguir en el muestreo 3.3. Magnitud de la muestra 3.4. Numero de muestras necesarias 3.5. Momento en el que debe tomarse la muestra 3.1. Donde muestrear La medición directa del riesgo físico, o la toma de muestra del contaminante, se realiza normalmente en las siguientes posiciones: a) A la altura de la zona de respiración del expuesto. b) En el ambiente general. c) En la fuente. La elección de la posición es función de la información que se quiere recoger y no son excluyentes sino complementarias. En general, el propósito del estudio, es determinar la magnitud de la exposición del o de los trabajadores potencialmente expuestos. Para esto, es necesario definir las distintas posiciones que, a través de su ciclo de trabajo, ocupa el trabajador y considerando los tiempos de permanencia en cada uno de ellos, ponderar las distintas exposiciones. 3.2. A quien seguir en el muestreo En general las muestras se toman considerando: a) Los trabajadores directamente expuestos por estar asignados a los procesos de riesgo. b) Los trabajadores que desarrollan tareas en zonas próximas a los de la fuente de riesgo, aun cuando no tengan relación de trabajo con ella. c) Los trabajadores, que realizan sus tareas alejados de la fuente, pero que se suponga puedan estar expuestos a algún riesgo. 3.3. Magnitud de la muestra La muestra debe ser lo suficientemente representativa de la situación, en tiempo y volúmenes de aire que se han de analizar. Al mismo tiempo se ha de colectar cantidad suficiente de contaminante y se deberá tener representatividad de los ciclos completos de cada operación. Se tendrán en cuenta: a) Sensibilidad del método de análisis. b) Valor de la concentración límite permisible. c) Concentración estimada del contaminante. El volumen necesario, puede variar desde algunos litros (para concentraciones altas) a varios metros cúbicos cuando se esperan bajas concentraciones. Considerando la sensibilidad del método analítico, el límite permisible y el caudal de capitación del instrumento en uso, se determinará al tiempo de muestreo.
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ANEXOS - 11/44 3.4. Número de muestras necesarias Depende fundamentalmente del propósito del trabajo. Cuando el objetivo es determinar la magnitud de la exposición promedio, de un trabajador que realiza una serie de diferentes tareas, será necesario tomar quizás varias decenas de muestras. Si bien no hay una definición específica sobre este capítulo, resulta interesante señalar la existencia de una Norma IRAM que permite orientar los trabajos según será el proyecto del estudio y el equipamiento disponible. En los casos en que se desee evaluar la efectividad de un sistema de control serán necesarias determinaciones con el sistema de control operando y con el mismo sin funcionar. 3.5. El momento en el que debe tomarse la muestra: Depende del tipo de información deseada. Así cuando una determinada operación se repite en dos o más turnos, las muestras deben tomarse en cada uno de ellos. ya que la concentración de una sustancia tóxica o la intensidad de la exposición al riesgo físico puede variar. Por otra parte, cuando los cambios estacionales introducen grandes variantes en lo que hace a temperatura, humedad, velocidad y dirección del viento, etc... que influyen en las condiciones del ambiente industrial, deberá realizarse muestreo en las distintas épocas del año, si se quiere tener un panorama total de la situación. 4. ANALISIS DE LABORATORIO Para la determinación de contaminantes se aplica una amplia variedad de técnicas de Laboratorio, desde los métodos gravimétricos que permiten determinar concentraciones de partículas por pesada, pasando por las técnicas microscópicas (determinación de partículas por recuento y medición de sus tamaños) y aprovechando el perfeccionamiento de precisos sistemas de análisis desarrollados en las últimas décadas, tales como la fotocolorimetría, la espectrofotometría de absorción atómica, la espectroscopia de absorción infrarroja, la cromatografía en fase gaseosa y líquida, la radioactividad, etc., sin descartar la amplia gama de medidores de lectura directa de cada vez mas uso. El uso de todas estas técnicas exige por supuesto una acabada especialización y un importante equipamiento de Laboratorio. 5. INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS El paso final en la evaluación de un ambiente de trabajo es la interpretación de los resultados. La experiencia y el sentido común deben ser usados como armas fundamentales. Antes de tomar una decisión de que un obrero en forma individual o un grupo de ellos está expuesto a un riesgo (o riesgos) perjudiciales para la salud se deben tener presente los siguientes elementos. a) Del contaminante: — Naturaleza química — Sus vías de ingreso al organismo — Condiciones de la generación y la emisión — El mecanismo de transporte prevalente — La distancia de la fuente a la que puede existir riesgo potencial de contaminación — Toxicidad del contaminante b) Del trabajador expuesto: — Sus tiempos de exposición — Sus posiciones de exposición — Asequibilidad del contaminante respecto de sus distintas vías de ingreso Ing. Silvana Lazarte - 2015
ANEXOS - 12/44 — Susceptibilidad de la persona expuesta. La magnitud y naturaleza de la exposición ha sido obtenida en el transcurso de la ejecución del muestreo y análisis del estudio ambiental. En esta situación el conocimiento de la duración de la exposición requiere información del trabajo que debería conocerse de la etapa de reconocimiento. Esta información está usualmente disponible en la oficina del personal de la planta o por el propio capataz del empleado. Este dato debe ser comprobado por el higienista industrial durante su estudio. Cuestionario: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Definir CMP, CMP-C, CMP-CPT y explicar para que se emplea cada una ¿Qué son los ciclones y cómo funcionan? ¿Qué son los filtros? ¿Cuáles son las etapas de un plan muestreo de sustancias químicas? ¿Por qué es importante el lugar en donde se toma la muestra? ¿Cuáles son los factores que influyen al decidir el momento en que se tomará la muestra? ¿Cuáles son los elementos a tener en cuenta para interpretar los resultados de un muestreo de sustancias químicas?
CALCULO DE PROMEDIOS PONDERADOS EN EL TIEMPO PARA CONTAMINANTES QUIMICOS Para determinar la exposición promedio ponderada en el tiempo de una persona a un contaminante contenido en el aire, debe obtenerse realizando mediciones de los diferentes valores de concentración a los que el trabajador está expuesto durante la jornada de trabajo, midiendo además el tiempo durante el cual el trabajador permanece expuesto a ese valor de concentración. En el ambiente típico de trabajo, el operario puede estar expuesto a diferentes concentraciones breves promedio durante su turno laboral. La exposición promedio ponderada en el tiempo (CPPT) ha surgido como método para calcular la exposición diaria o durante un turno completo, ponderando las diferentes concentraciones breves promedio según el tiempo de exposición. Esto equivale a integrar los valores de concentración según el tiempo total base de la CPPT. Puede determinarse por la fórmula siguiente: = Donde,
∗
+
∗
+ ⋯+
∗
CPPT = Concentración promedio ponderada el tiempo, generalmente en ppm o en mg/m3. C = Concentración del contaminante durante el crecimiento del tiempo es exposición. Ti = Tiempo, T1, T2, Tn…son los intervalos de tiempo de exposición bajo concentraciones promedio C1, C2,…Cn.
TTotal: Jornada Laboral o tiempo total de exposición, las normas vigentes se basan en una jornada laboral de 8 Hs. o:
∗ Donde,
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ANEXOS - 13/44 Ti =
Duración de la exposición a la concentración
Ci =
Concentración de un contaminante específico durante el período de los incrementos Ti
T total = Tiempo total del trabajo para una jornada laboral de 8 Hs. Ejemplo 1: Un trabajador sufre la siguiente exposición:
Mediciones
Concent. promedio du- Ci*Ti Tiempo de expo- rante la sición (Ti) exposición (Ci) en ppm
1
1 hora
350
1 h * 350 ppm = 350 h ppm
2
3 horas
200
3 h * 200 ppm = 600 h ppm
3
4 horas
150
4 h * 150 ppm = 600 h ppm ∗
Total T= 8 horas
= 1550 ℎ
Entonces la CPPT para las 8 Hs. de trabajo será: CPPT = (1 h) (350 ppm) + (3 hs.) (200 ppm) + (4 hs.) (150 ppm) = 1550 hs ppm =193,75 ppm 8 Hs
8 hs
Ejemplo 2: Un trabajador pasa las primeras cuatro horas de un tiempo de 8 Hs. en cercanías de una operación de calentamiento donde la concentración de monóxido de carbono medida en el aire es casi constante e igual a 50 ppm. Durante el resto del turno (4 Hs.) trabaja en una zona donde la exposición al monóxido de carbono es prácticamente cero. ¿Cuál es su exposición promedio ponderada en tiempo al monóxido de carbono? Solución: (4 hs) * (50 ppm) + (4 hs) * (0 ppm) =
200 hs ppm = 25 ppm
8 hs
8 hs
Ejemplo 3: Un operario que trabaja en un turno de 7 a 16 Hs. atendiendo una máquina automática de fabricar tornillos, ha estado expuesto a niveles promedio de nieblas de aceite según se indica a continuación:
Tiempo (Horas)
Nivel promedio (mg/m3)
7a8
0
8a9
1,0
9 a 10
1,5
10 a 11
1,5
de
nieblas
de
aceite
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ANEXOS - 14/44
11 a 12
2,0
12 a 13
0,0 (Almuerzo)
13 a 14
4,0
14 a 15
5,0
¿Cuál es la exposición promedio ponderada en el tiempo a las nieblas de aceite? Solución:
∗
Tiempo (Horas) x Concentración (mg/m3) (1)
*
(0)
=
0,0
(1)
*
(1)
=
1,0
(1)
*
(1,5)
=
1,5
(1)
*
(1,5)
=
1,5
(1)
*
(2)
=
2,0
(1)
*
(0,0)
=
0,0
(1)
*
(4,0)
=
4,0
(1)
*
(5,0)
=
5,0
Total = 19 h mg/m3
=
!" !# = , #% !" !#
Ejemplo 4: Un operario está expuesto a un nivel promedio de 100 ppm de monóxido de carbono durante 10 minutos cada hora, mientras se llevan a cabo tareas de manipuleo de materiales con un autoelevador en su proximidad. Durante el resto de cada hora y el período de almuerzo, el nivel de monóxido de carbono es prácticamente cero. El cálculo para determinar la exposición promedio ponderada en tiempo es: Solución:
Tiempo en minutos * Concentración en ppm Para cada hora:
(10 minutos) x (100 ppm)= 1000 minutos ppm
Para ese período de 8 Horas:
8 * (1000 min ppm)= 8000 min ppm
Tiempo total de trabajo por turno 8 Horas:
480 minutos
CPPT = 8000 min ppm = 16,67 ppm Ing. Silvana Lazarte - 2015
ANEXOS - 15/44 480 min. Ejemplo 5: Un trabajador fue expuesto al mismo material en distintos puestos de trabajo u operaciones durante el tiempo de 8 Horas y se tomaron varias muestras directas instantáneas durante cada operación, los resultados registrados fueron:
Operación
Duración
Muestra
Resultados (ppm) (para muestra de 5 minutos)
Fusión
8-11.30
A
120
B
150
C
170
D
190
E
210
F
70
G
90
H
110
I
120
Colada
12.30-16.30
cada
La exposición promedio ponderada en fusión es: C1 = 120 + 150 + 170 + 190 + 220 = 5
850 = 170 ppm 5
La exposición promedio ponderada en colada es: C2 = 70 + 90 + 110 + 120 = 390 = 97,5 ppm 4
4
Entonces la Concentración Promedio Ponderada en el Tiempo para el turno de 8 Horas (excluyendo los 60 minutos para almorzar, con valor nulo de concentración) es: CPPT = (170 ppm x 3,5 h) + (97,5 ppm x 4 h) = 115,88 ppm 8,5 h
Mezclas de sustancias En el caso de que en el microsistema laboral se hallen presentes dos o más sustancias, deben tenerse en cuenta sus efectos aditivos (según la Ley “actúan en el mismo grupo de órganos”) más que sus efectos propios individuales o aislados. Los efectos de los diferentes riesgos deben considerarse como activos, siempre que no exista información en sentido contrario.
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ANEXOS - 16/44 Para ello debe realizarse la suma de contaminantes mediante la siguiente expresión:
&' ('
+
&) ()
+ +
&* (*
1
50
20
50
Por lo tanto se ha superado la CMP. El valor límite de esta mezcla puede ahora calcularse como el cociente entre la concentración total de contaminante y el resultado de la suma de fracciones. CMPmezcla = 35 ppm = 25 ppm 1,4
2. Efectos independientes Ejemplo: El aire contiene 0,15 mg/m3 de plomo (CMP = 0,15 mg/m3) y 0,7 mg/m3 de ácido sulfúrico (CMP = 1 mg/m3). C1 = 0,15 mg/m3 = 1
Está en el límite
T1 = 0,15 mg/m3 C2 = 0,7 mg/m3 = 0,7 T2
1 mg/m3
Por lo tanto la CMP no ha sido superada.
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ANEXOS - 18/44 ANALISIS DE LABORATORIO — PRINCIPALES METODOS DE LA RECOLECCION DE MUESTRAS —
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ANEXOS - 19/44
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ANEXOS - 20/44 MANEJO DE BOMBA MANUAL CON TUBOS DE LECTURA DIRECTA Bomba Dräger Es un instrumento de lectura directa para medición de gases y vapores, compuesto por una bomba de fuelle de accionamiento manual que aspira 100 cm3 por cada carrera y un tubo de vidrio fundido por ambos lados que contiene material de soporte (Gel de Sílice), impregnado en un reactivo colorímetro que cambia de color progresivamente sobre una escala longitudinal y que permita la lectura instantánea de la concentración del agresor presente. El tiempo de vida útil del tubito es de dos (2) años ampliable si se guarda en la heladera. Para la medición se abren ambas puntas del tubo y se inserta en la bomba siguiendo la flecha (del tubito), luego se realizan las carreras previstas (indicada en el tubo) y se lee directamente la variación cromática sobre la escala. El valor numérico obtenido da la medida de la concentración del gas (en pp, o mg/m3). Cada tubo es indicado para cada gas o vapor, por lo tanto debe tenerse en cuenta que no haya interferencias de otros contaminantes. Precauciones para evitar errores: 1. Probar cada lote de tubos con una concentración conocida del contaminante que se va a medir. 2. Leer la longitud de la mancha en un lugar bien iluminado (luz natural o incandescente). 3. Leer la longitud máxima de la mancha si la misma no es nítida o pareja. 4. Respetar la fecha de vencimiento de los tubos. 5. Guardar los tubos de acuerdo con las recomendaciones del fabricante (heladera y alejados de luz solar directa). 6. Tener en cuenta la información del fabricante en cuanto a las sustancias que interfieren. 7. Usarlos a temperatura ambiente (los extremos producirán resultados falsos). 8. No intercambiar los tunos de distintos fabricantes. 9. Controlar regularmente el caudal de las bombas (el polvo y las pelusas tapan rápidamente los orificios). 10. Efectuar correctamente cada carrera hasta el tope. Limitaciones y ventajas Limitaciones — Variaciones de un tubo a otro. — Falta de uniformidad del material de soporte del reactivo químico (Gel de Sílice). — Indefinición de la zona manchada (lectura imprecisa). — Falta de estabilidad química (refrigerador). — Sensible a las temperaturas extremas. — No sirve para promedios ponderados en 8 Hs. Ventajas — Bajo costo inicial. — Simple operación.
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ANEXOS - 21/44 — Versátil para muchos contaminantes. — Utiles para casos de ingreso a tanques que miden picos de concentración y no se relaciona con las C.M.P. Tubos detectores para períodos prolongados Funcionan en una bomba operada a baterías con un caudal de 10-20 cm3/min. que permite hacer un dosaje ponderado durante un período de 8 horas.
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ANEXOS - 24/44 Bombas eléctricas En los sistemas de muestreo se emplean como elementos de succión muchos tipos de bombas, desde dispositivos muy pequeños que toman muestras a una velocidad de pocos milímetros por minuto hasta los de gran volumen que lo hacen de 2,4 a 3,5 m3/seg. Las bombas livianas operadas a baterías se emplean con los equipos de muestreo personal. (*) Pueden sujetarse al cinturón del usuario y tomar muestras de hasta 3 litros de aire por minuto a través de un dispositivo colector durante períodos de 8 horas. Los aparatos de muestreo para gran volumen están diseñados para tomar muestras de aire a velocidad de 2,4 a 3,5 m3/seg. que se recogen sobre filtros de papel para luego ser sometidos al análisis correspondiente. Las de volúmenes de captación bajos y medios son preferibles para captar muestras representativas similares a la capacidad de respiración humana. Las de alto volumen se utilizan para colectar abundantes cantidades de muestra para fines químico-analíticos.
Ilust. 2. Aquí se ve una bomba portátil "Monitaire" de la MSA, modificada, designada como modelo S, para tomar muestras de aire. También se ve su cargador. El "Monitaire" consiste en una bomba de diafragma accionada a motor eléctrico de CC con un rotámetro que indica el flujo de aire y una válvula para regularlo. El motor se acciona mediante una batería recargable de níquel-cadmio que puede durar un turno completo de trabajo de ocho horas.
(*) Las bombas pueden ser operadas con baterías o mediante corriente eléctrica de línea.
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ANEXOS - 25/44
Impactador - Conímetros Los conímetros son aparatos de utilizan las fuerzas de impacto para el muestreo instantáneo de partículas y recuento por método óptico. Consisten en una bomba de émbolo que obliga al aire aspirado con el material particulado a pasar por una estrecha hendidura a gran velocidad, lanzándolo contra una pared perpendicular a la corriente tratada con material adhesivo. La brusca variación de trayectoria del aire hace que las partículas se separen y choquen contra la superficie tratada con adhesivos quedando pegadas. En general son eficientes para retener partículas ,menores de 0,5 micrones de diámetro. Las partículas menores escapan a las leyes de la inercia acompañando al aire en sus cambios de dirección. Generalmente la superficie de impacto es una platina de vidrio que luego puede observarse en un microscopio. Algunos cunímetros incluyen el microscopio en el mismo aparato (conímetro de Zeiss, de Kutzé, etc.). Muestran pequeños volúmenes de aire prefijados.
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ANEXOS - 26/44 Impactador en cascada Con un principio de funcionamiento parecido a los conímetros, el aire es obligado a realizar cuatro impactos en condiciones de velocidad, distancia y ancho de ranura distintos y en forma secuencial. Esto permite ir separando en cada impacto distintos tamaños de partículas con lo cual, al terminar la muestra, ya ha quedado clasificado el material retenido. La retención comienza por las partículas más grandes y termina en las más finas, ya que se va variando el parámetro de impacto en cada etapa o “cascada”. Debe conectarse este equipo a un sistema de aspiración mecánico dotado de medidor de caudal de aire. MANEJO DE DETECTORES DE GASES COMBUSTIBLES Exposímetro Instrumento de lectura directa para detectar gases combustibles. Su funcionamiento se basa en un circuito eléctrico operado a batería, conocido como puente de Wheatstone,. el que se equilibra por medio de controles ubicados en el interior del instrumento. En una parte del puente (resistencia variable) el aire muestreado se hace pasar sobre un filamento calentado a alta temperatura. Si contiene gas o vapor combustible, el filamento caliente provoca su combustión y desprendimiento adicional del calor, lo que desequilibra el puente. Esta variación de la corriente se registra como “% del DEI” en el indicador del aparato. LEI (límite de explosividad interior):
volumen mínimo por ciento de una sustancia en el aire que puede ser inflamado.
LES (límite de explosividad superior): volumen máximo por ciento de una sustancia en el aire que puede ser inflamado. Interpretación de las lecturas
1. Debajo del LEI 2. En el ámbito explosivo. 3. Encima del LES (saturada) —aguja oscilante—. Precauciones para el manejo 1. Leer cuidadosamente las instrucciones del fabricante. 2. Calentar previamente el instrumento para que las baterías lleven a los filamentos a la temperatura necesaria. 3. Ajustar el cero haciendo pasar aire no contaminado o filtrado.
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ANEXOS - 27/44 4. Colocar la boquilla del tubo flexible en el punto que se quiere muestrear y aspirar por medio de la pera de goma (algunos aparatos tienen una pequeña bomba eléctrica incluida dentro del mismo). 5. Como en la mayoría de los lugares de trabajo la concentración de gas combustible fluctúa constantemente, es necesario observar con cuidado y hacer los razonamientos que conduzcan a las lecturas promedio o los períodos de máxima. 6. Lecturas en cero: el instrumento puede marcar cero por distintas razones, suponiendo que tiene baterías y que esté en buenas condiciones, la ausencia continua de respuesta puede significar tanto que no existe gas como que la concentración está por encima del LES (deficiencia de oxígeno). En éste último caso, la aguja oscilará hacia la zona roja (LEI) y volverá a cero cuando acercamos y alejamos la boquilla del punto de muestreo.
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UNIDAD 7:
MEDICION DE LAS CONDICIONES HIGROTERMICAS
MEDICION DE LAS CONDICIONES HIGROTERMICAS Efectos del calor sobre el hombre El trabajo físico intenso en ambientes muy calurosos se encuentra entre las condiciones potencialmente nocivas para el hombre que suelen presentarse con mayor frecuencia. Contrariamente a lo que ocurre con otros agentes ambientales, el calor no actúa en forma específica sobre algún tejido o función determinada, sino que en forma compleja sus variaciones afectan la fisiología total del organismo. El hombre es un ser homotermo, es decir que posee los mecanismos compensatorios adecuados para mantener una constancia relativa de la temperatura interna aún cuando varíen las condiciones climáticas exteriores. Los procesos físicos y químicos que constituyen la vida son muy susceptibles a las variaciones de temperatura. Pequeños cambios en la temperatura de los tejidos (del orden de 1°C tienden a producir desequilibrios funcionales; cambios mayores pueden alterar de tal modo procesos esenciales que la vida misma es puesta en peligro. La temperatura del cuerpo resulta del equilibrio dinámico entre su producción de calor y el intercambio calórico con el ambiente por intermedio de las distintas vías posibles. El mantenimiento de un adecuado balance térmico es una necesidad fisiológica para el bienestar y la salud. Carga térmica Dos son las fuentes de calor que constituyen la carga térmica a) El calor generado en los procesos metabólicos. b) El calor proveniente del ambiente, o calor térmico ambiental. Las reacciones metabólicas son esencialmente exotérmicas. La cantidad de calor producida varía con la actividad del individuo desde un mínimo de 70 Kcal/hora para una persona normal en reposo hasta 1.200 Kcal/hora para breves períodos de intenso esfuerzo. La producción diaria oscila entre 1.700 Kcal/hora y 5.000 Kcal/hora según la actividad física. El calor metabólico se estima mediante el uso de trajes de acuerdo con la actividad Cuadro II cap. 8, Dec. 351/79), o bien por calorimetría indirecta o respiratoria, que calcula el calor producido en función del oxígeno consumido en la respiración. La carga térmica ambiental condiciona el régimen de intercambio de calor entre el individuo y el ambiente y en consecuencia determina juntamente con el calor metabólico, la facultad o dificultad con que el cuerpo puede regular su temperatura. Cuando la temperatura del aire y las paredes circundantes del ambiente son inferiores a la de la piel, el cuerpo pierde calor por convección y radiación. En el caso opuesto se gana calor por la vía correspondiente. Cuando el calor pasa del ambiente al cuerpo por convección y radiación, la cantidad recibida más el calor metabólico deben ser eliminados por evaporación. Se considera que existe carga térmica toda vez que deben entrar en funcionamiento los mecanismos fisiológicos destinados a posibilitar la pérdida de calor. Ing. Silvana Lazarte - 2015
ANEXOS - 30/44 Al trabajar en un ambiente a elevada temperatura, para una cierta cantidad de energía requerida para efectuar el trabajo físico se requiere un esfuerzo fisiológico para mantener la temperatura del cuerpo tan próxima como sea posible a s nivel normal. Si el organismo fracasa en su esfuerzo, la temperatura del cuerpo sube y el equilibrio puede restablecerse a un nivel superior. El trabajo en estas condiciones se realiza con incomodidad y dificultad creciente. Condiciones higrotérmicas - Parámetros básicos Las condiciones higrotérmicas son las determinadas por la temperatura, humedad velocidad del aire y variación térmica. — Temperatura del aire: es la que se toma con un termómetro común. Si hay calor radiante debe usarse un termómetro especial que no reciba radiación y/o con aire circulado. — Humedad relativa: es la relación entre el peso del agua que contiene un Kg. de aire a una determinada presión y temperatura, y la que tendría en las mismas condiciones si estuviese saturado. Se expresa en porcentaje y debe estar siempre referida a las condiciones de medición (presión y temperatura). Para definir la humedad relativa se usa la medición de la temperatura con bulbo seco (TBS) y la medición de temperatura con bulbo húmedo (TBH). — Velocidad del aire: es aire interviene en los procesos de intercambio calórico por convección y en los procesos de evaporación. En consecuencia es necesario medir la velocidad con que se mueve dentro de los ambientes industriales. Los instrumentos que miden velocidades de aire se llaman genéricamente anemómetros. — Radiación térmica: es una forma de transmisión de energía calórica a distancia, que se transmite incluso en el vacío, que se puede reflejar y absorber dependiendo de la opacidad y el color del cuerpo que la recibe. El calor radiante se mide con el globotermómetro de Vernon. Cálculo del índice de esfuerzo calórico Para la evaluación de la exposición de los trabajadores sometidos a la carga térmica, la legislación vigente utiliza el denominado Indice de temperatura Globo Bulbo Húmedo (TGBH). La aplicación del mismo consta de dos pasos: a) Estimación del calor metabólico. Se realiza por medio de tablas según la posición de trabajo y el grado de actividad. Para ello se considera el calor metabólico (M) como la sumatoria del metabolismo basal (MB), y las adiciones derivadas de la posición (MI) y del tipo de trabajo (MII). M - MB + MI + MII En donde se considerará: MB (Metabolismo basal) = 70 W MI y MII, se extraen de las tareas indicadas en el Anexo II, cap. 8, Dec. 351/79. b) Cálculo del TGBH Se aplican las siguientes ecuaciones: Ing. Silvana Lazarte - 2015
ANEXOS - 31/44 •
Para lugares interiores o exteriores sin carga solar:
TGBH = 0,7 TBH + 0,3 TG •
Para lugares exteriores con carga solar:
TGBH = 0,7 TBH + 0,2 TG + 0,1 TBS Donde: TBH: Temperatura del bulbo húmedo natural. TBS: Temperatura del bulbo seco. TG: Temperatura del globotermómetro. Posición del cuerpo
MI (W)
Acostado o sentado
21
De pie
42
Caminando
140
Subiendo pendiente
210
2.3. Adición derivada del tipo de trabajo Tipo de trabajo
MII (W)
Trabajo manual ligero
28
Trabajo manual pesado
63
Trabajo con un brazo: ligero
70
Trabajo con un brazo: pesado
126
Trabajo con ambos brazos: ligero
105
Trabajo con ambos brazos: pesado
175
Trabajo con el cuerpo: ligero
210
Trabajo con el cuerpo: moderado
350
Trabajo con el cuerpo: pesado
490
Trabajo con el cuerpo: muy pesado
630
Coef. = 1,163 para pasar de K cal/h a Watt
Cálculo del índice de esfuerzo calórico Ejemplo de aplicación De acuerdo a lo enunciado, la legislación vigente adopta el índice de temperatura globo bulbo húmedo (TGBH) para evaluar la exposición a la carga térmica. Veamos la aplicación práctica: Ejemplo: Un operario trabaja en una fundición de aluminio, en la cual está expuesto a las siguientes condiciones higrotérmicas: Ing. Silvana Lazarte - 2015
ANEXOS - 32/44 TG = 35,0 °C TBH = 26,0 °C TBS = 28,0 °C Velocidad del aire = 0,005 m/minuto Determinar si el índice de TGBH está dentro de los límites permisibles para la carga térmica, considerando que la tarea consiste en tomar la cuchara con ambos brazos y caminar hasta los moldes a 1 metro del horno.
Solución Primero debemos estimar el calor metabólico: M = MB + MI + MII MB = 70 W MI:
adición derivada de la posición de trabajo Posición del cuerpo: caminando.
Según Tabla Anexo II Dec. 351/79: Caminando = 140 W MII:
Adición derivada del tipo de trabajo.
Tipo de trabajo: con ambos brazos, ligero Según Tabla Anexo II: Trabajo con ambos brazos, ligero = 105 W Entonces: M = 70 W + 140 W + 105 W = 315 W Calculamos ahora el índice de TGBH: Para interiores, la ecuación es: TGBH = 0,7 + tbh + 0,3 TG Reemplazando: TGBH = (0,7 x 22,0 °C) + (o,3 x 34,0 °C) = 15,4 °C + 10,2 °C = 25,6 °C Entrando ahora en la tabla correspondiente a los límites permisibles del Anexo II, vemos que para un trabajo de tipo moderado como es considerado (315 N), el límite permisible para trabajo continuo es de 26,7 °C, por lo tanto el índice de TGBH está dentro de los límites permisibles. LIMITES PERMISIBLES PARA LA CARGA TERMICA Valores dados en °C _ TGBH
Régimen de trabajo y Descanso
Tipo de trabajo Liviano
Moderado
Pesado
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ANEXOS - 33/44 (menos de 230 W) (230-400 W) (más de 400 W)
Trabajo continuo
30,0
26,7
25,0
75 % trabajo y 25 % descanso, 30,6 cada hora
28,0
25,9
50 % trabajo y 50 % descanso, 31,4 cada hora
29,4
27,9
25 % trabajo y 75 % descanso, 32,2 cada hora
31,1
30,0
Trabajo continuo: Ocho horas diarias (48 horas semanales). Si el lugar de descanso determina un índice menor a 24 °C (TGBH) el régimen de descanso puede reducirse en un 25 %.
UNIDAD 8:
CALCULO DE PROMEDIOS PONDERADOS PARA LA CARGA TERMICA
CALCULO DE PROMEDIOS PONDERADOS PARA LA CARGA TERMICA - REGIMENES DE TRABAJO/DESCANSO Cuando el trabajador está expuesto en forma continua al calor del ambiente, se considera a la exposición como una serie de promedios ponderados en tiempo por hora. Cuando la exposición es intermitente (interrumpida por lo menos cada 15 minutos por intervalos en áreas frescas), la ponderación en tiempo debe ser calculada para períodos de 2 horas. Para tareas donde la exposición al calor y el esfuerzo de trabajo son intermitentes, el promedio ponderado en tiempo debe ser derivado registrando el tiempo transcurrido en cada tarea y los transcurridos en zonas calientes y zonas frescas para su recuperación. El promedio ponderado en tiempo de 2 horas se calcula según la ecuación siguiente: TGBHpond = (TGBH1 x t1) + (TGBH2 x t2) + … + (TGBHn x tn) t1 + t2 + … + tn Donde TGBH1, TGBH2, TGBHn son valores de medición de TGBH para los distintos intervalos de trabajo y descanso durante el período total; t1, t2, tn corresponden a la duración en minutos de los respectivos intervalos. El promedio ponderado del índice metabólico (M) puede determinarse por la ecuación: Mpond = (M1 x t1) + (M2 x t2) + … + (Mn x tn) t1 + t2 + … + tn
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ANEXOS - 34/44 Donde M1, M2, Mn son índices metabólicos medidos o estimados para las distintas actividades que el trabajador desarrollo durante el tiempo total; t1, t2, tn son los tiempos transcurridos en minutos para el índice metabólico correspondiente determinado en un estudio temporal. Cuando la exposición a condiciones ambientales calientes es continua durante varias horas o toda la jornada de trabajo, los promedios ponderados en tiempo por hora t1 + t2 + tn = 60 minutos. Cuando la exposición es intermitente, estos pueden calcularse como promedios ponderados en tiempo para dos horas, t1 + t2 + … tn = 120 minutos. Todas las interrupciones incluyendo las pausas no programadas y las esperas administrativas u operacionales, deben ser contabilizadas como tiempo de descanso en los casos en que se deba permitir un descanso adicional debido a temperaturas elevadas del ambiente. Es una experiencia común que cuando se deja que los trabajadores establezcan la relación trabajo-descanso, éstos limitarán en forma espontánea su carga horaria de trabajo al 30-50 % de su capacidad de desempeño físico máximo, ya sea fijando una velocidad de trabajo apropiada o por intercalación de descansos no programados. En consecuencia, el promedio diario del índice metabólico de los trabajadores raramente sobrepasa las 330 Kcal/hora. Sin embargo, dentro de un turno de 8 horas debe haber períodos donde el promedio por hora del índice metabólico será más elevado.
Ejemplo Un operario trabaja en una sala de calderas en el turno de 6 a 14 hs., alternando tareas diferentes y descansos. Las mediciones realizadas en un período de 2 horas han determinado los siguientes valores:
Caract. trabajo MI (W)
MII (W)
Tiempo extra (minutos)
1
140
63
40
34,0
23,0
2
21
28
30
30,0
20,0
3
140
175
50
32,0
25,0
Med. Nº
TG (°C)
TBH (°C)
Calcular los índices metabólico y de TGBH. Solución 1. Metabolismo. Mpond = (M1 x t1) + (M2 x t2) + (M3 x t3)
(I)
t1 + t2 + t3 M = MB + MI + MII M1 = 70 W + 140 W + 63 W = 273 W Ing. Silvana Lazarte - 2015
ANEXOS - 35/44 M2 = 70 W + 21 W + 28 W = 119 W M3 = 70 W + 140 W + 175 W = 385 W Reemplazando en (I): Mpond = (273 x 40) + (119 x 30) + (385 x 50) 40 + 30 + 50
=
33.740 120
Mpond = 281 W
TGBHpond = (TGBH1 x t1) + (TGBH2 x t2) + (TGBH3 x t3) (II) t1 + t2 + t3 TGBH = 0,7 TBH + 0,3 TG. TGBH1 = (0,2 x 23,0 °C) + (0,3 x 34,0 °C) = 26,3 °C TGBH2 = (0,7 x 20,0 °C) + (0,3 x 30,0 °C) = 23,0 °C TGBH3 = (0,7 x 25,0 °C) + (0,3 x 32,0 °C) = 27,1 °C Reemplazando en (II): TGBHpond = (26,3 x 40) + (23,0 x 30) + (27,1 x 50) = 3.097 40 + 30 + 50
120
TGBHpond = 25,8 °C
Temperatura efectiva corregida Por ser utilizada por la autoridad de aplicación en determinados casos, analizaremos el llamado índice de temperatura efectiva (TE). Este método fue desarrollado originariamente para estudios de condiciones de bienestar térmico. Se trata de un índice que mide la sensación de calor o frío que experimentan un grupo de personas, como respuesta a diferentes condiciones de temperatura, humedad y movimiento del aire, estando las personas en proceso o en actividad liviana. El valor numérico de la temperatura efectiva corresponde a la temperatura de bulbo seco cuando la humedad relativa es 100 % y el aire está con una velocidad de 0,13 m/seg. Cualquier otra condición de temperatura, humedad y velocidad del aire que produzca la misma sensación de calor o frío que la que se siente a una temperatura de bulbo seco con aire saturado en movimiento lento, se dice que está a la misma temperatura efectiva. Se cuenta con dos escalas, una para personas con el torso desnudo (escala clásica) y otra para personas normalmente vestidas (escala normal).
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ANEXOS - 36/44 Para tomar en cuenta la influencia del calor radiante se reemplazó la temperatura de bulbo seco por la temperatura de globo. Desde entonces, ambas escalas se conocen como escalas de temperatura efectiva corregida (TEC). En realidad, no es un método adecuado para evaluar la carga térmica ya que no tiene en cuenta el grado de actividad corporal, dado que en la determinación de la “TE” no interviene el metabolismo. Para la determinación de la “TE” debe medirse primeramente: TG =
temp. de globo.
TBS = temp. de bulbo seco. TBH = temp. de bulbo húmedo. V=
velocidad del aire.
Luego se accede a los Homogramas correspondientes: 1. Se une con una recta el valor de “TBH” con el valor de “TBS” o “TG” si los mismos son iguales, o con el valor de “TG” si los mismos son distintos. 2. Donde la recta corte a la curva de “V”, se lee el valor de temperatura efectiva corregida.
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ANEXOS - 37/44
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ANEXOS - 38/44
UNIDAD 9: MANEJO DE INSTRUMENTAL RELACIONADO
MANEJO DEL GLOBOTERMOMETRO El termómetro de globo o globotermómetro de Vernon es un instrumento omnidireccional para medir el calor radiante. El calor radiante es una forma de energía electromagnética similar a la luz visible pero con una longitud de onda mayor. La radiación térmica es la transferencia de calor a través del espacio entre un objeto y otro por medio del movimiento de ondas electromagnéticas. El intercambio calórico por radiación se producirá entre la superficie del cuerpo y todas las superficies que lo rodean que se encuentren a temperaturas diferentes. El calor radiante proveniente de fuentes como metales calientes, llamas al descubierto y del sol ejerce poco efecto calórico sobre el aire que atraviesa, pero su energía es absorbida por cualquier objeto con que choque, calentando por lo tanto a personas, paredes o cualquier objeto sólido que se interponga en su camino. La intensidad de energía emitida por radiación por una superficie aumenta con la cuarta potencia de su temperatura absorbida. La intensidad está generalmente disminuida por debajo del mínimo teórico, sin embargo, por la naturaleza física de superficie se conoce el efecto relativo como emisividad. El índice de transferencia de calor depende de la temperatura y emisividades de las superficies involucradas y no de la temperatura del aire. La radiación puede contribuir en forma sustancial al “stress” calórico impuesto al trabajador. Los termómetros de globo se emplean para evaluar este factor. El termómetro de globo está constituido por una esfera hueca de cobre de 15 cm. de diámetro, pintada de negro mate y que posee un termómetro cuyo bulbo coincide con el centro de la esfera. Esta esfera se comporta como un cuerpo negro absorbiendo toda la radiación que incide sobre su superficie en todas direcciones. La temperatura obtenida (TG) depende de la transferencia de energía radiante entre el termómetro y las superficies que lo rodean, y del intercambio de calor por convección con el aire del ambiente que a su vez depende de la velocidad y temperatura del mismo. Por esta razón también se la llama esfera integradora de Vernon. El globotermómetro alcanza el equilibrio en aproximadamente 30 minutos, durante los cuales debe permanecer en la posición en la que se desea medir la temperatura radiante media. Para efectuar la medición, debe verificarse la lectura del mismo cada 5 minutos, leyendo su graduación a partir de los primeros 20 minutos hasta obtener una lectura constante.
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ANEXOS - 39/44 Manejo del psicrometro El psicrómetro es un instrumento utilizado para determinar la humedad del aire. Consiste en dos termómetros de mercurio dispuestos sobre una columna; el bulbo de uno de ellos está recubierto por una mecha de género, mientras que el bulbo del otro se mantiene descubierto. Para el uso, la mecha se humedece con agua destilada y se hace circular una corriente de aire hasta que las lecturas en los termómetros permanezcan estacionarias. Debido a la vaporización, el termómetro de bulbo húmedo indicará una temperatura “TBH” más baja que la del termómetro de bulbo seco “TBS” (que mide la temperatura del ambiente). La diferencia entre ambas se conoce como la depresión del bulbo húmedo. Existen algunos tipos característicos, como el psicrómetro de boleo, consistente en una columna que lleva montados los dos termómetros y está unido a una manivela, mediante la cual es posible imprimir al instrumento un rápido movimiento de rotación; el psicrómetro de ventilación forzada o aspiropsicrómetro, donde los termómetros permanecen en reposo y la ventilación de los bulbos se obtiene con la ayuda de un pequeño ventilador o de una perilla de goma. Para determinar la humedad relativa, se usa la medición de la temperatura de bulbo seco (TBS), la de bulbo húmedo (TBH) y un diagrama psicométrico que acompaña al instrumento.
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ANEXOS - 40/44 Manejo del catatermómetro El catatermómetro es un instrumento omnidireccional utilizado para la medición de la velocidad del aire. Su principio de funcionamiento consiste en medir el tiempo que tarda en enfriarse en líquido entre dos temperaturas fijas, contenido en el bulbo de un termómetro especial de vidrio. Consiste en un termómetro de alcohol con bulbo de 4 cm. de longitud y 1,8 cm. de diámetro, y en la columna tiene dos marcas para medir la velocidad de descenso o pérdida de calor. Hay tres rangos de medición, según la temperatura ambiente: Color rojo: de 38 °C a 35 °C Color azul: de 54,5 °C a 51,5 °C Color violeta: de 65,5 °C a 62,5 °C Todo catatermómetro lleva grabado el factor refrigerante (F) que representa la cantidad de calor, en milicalorías por cm2 de superficie de bulbo, que el termómetro ha perdido mientras la columna desciende entre las dos marcas. En la parte superior, el termómetro se ensancha formando una cámara que permite aumentar en 8 °C la máxima temperatura indicada en el instrumento. El catatermómetro es influido por el calor radiante, para disminuir su efecto, se fabrican unos especiales con el bulbo plateado. Los catatermómetro con rango de 65,5 °C a 62,5 °C deben tener siempre bulbos plateados. Los otros pueden o no tenerlos. Para efectuar determinaciones se sumerge el bulbo en agua caliente (nunca agua hirviendo) hasta que el alcohol alcance la cámara superior, se seca cuidadosamente el bulbo y se expone el termómetro al ambiente, suspendido en un pie. Se mide el tiempo en segundos que tarda el menisco del alcohol en recuperar la distancia que media entre las marcas superior e inferior. Es conveniente realizar dos o tres medidas y promediar el tiempo. Cada instrumento viene acompañado de un Nomograma para calcular la velocidad del aire en relación al tiempo de descenso del medido y a la temperatura del aire. Manejo de anemómetros y termoanemometros Los aparatos destinados a la medición de velocidades de aire se conocen con el nombre genérico de anemómetros. Veamos los distintos tipos: Anemómetro de molinete: Es un anemómetro mecánico del tipo direccional que proporciona un valor medio de la velocidad. Consiste en un molinete montado sobre un eje, sobre el cual la corriente de aire ejerce presión. Las revoluciones de la rueda se transmiten por un sistema de engranajes a un dispositivo registrador. Para bajas velocidades las pérdidas por fricción son importantes, de manera que la transmisión se dimensiona para compensar este efecto. Las correcciones a las medidas son, por esta razón, sustractivas para valores bajos de la velocidad y aditivas para valores altos. Por supuesto, la corrección es mínima para rangos medios. La mayoría de estos instrumentos no son sensibles para velocidades menores de 1 m/seg. Ing. Silvana Lazarte - 2015
ANEXOS - 41/44 Existen dos tipos de aparatos, uno con cronómetro incorporado y otro sin el. En este último caso, la medida no debe comprender nunca un período menor de 30 segundos, si se quiere disminuir los errores de cronometraje. El rango más común en estos instrumentos oscila entre 1 m/seg. a 25 m/seg. y su error varia entre el 3 al 5 % del valor leído. Velómetro: Instrumento direccional, mecánico, llamado también de reflexión pues mide la separación de su punto de equilibrio de una placa que gira dentro del conducto de medición. Es muy empleado en trabajos de campo por su tamaño pequeño, por su amplio rango de velocidades y por ser de lectura directa. Posee dos orificios laterales, correspondientes a la entrada y salida del aire, el fluido atraviesa un “túnel” ubicado en el interior del instrumento y choca contra una placa de aluminio, muy liviana y perfectamente balanceada que permite usar el aparato en cualquier posición. La placa oscila alrededor de un pivote e indica mediante una aguja solidaria la velocidad del aire sobre la escala. Para su uso el instrumento se coloca horizontal, se tapan los orificios de entrada y salida, y se ajusta la aguja a cero por medio de un tornillo colocado en el frente. Puede medirse la velocidad en: •
Espacios abiertos y en locales.
•
Salidas de conductos de aire.
•
Conductos.
Para el primer caso, espacios abiertos y locales, pueden distinguirse tres rangos de velocidades de aire: •
Bajas velocidades, entre 0 y 1,5 m/seg.
•
Velocidades entre 1,5 y 4 m/seg.
•
Velocidades entre 4 y 30 m/seg.
Para medir dentro de cada rango, salvo para el caso de bajas velocidades, debe roscarse un orificio en la boca de entrada del instrumento. Los orificios están calibrados y el número que los identifica indica a su vez la escala en la que debe ser leída la velocidad. El velómetro es sensible a partir de 0,25 m/seg., aproximadamente. Como es un instrumento direccional, el flanco de entrada, que es el izquierdo ubicándose frente al aparato, debe disponerse en línea con la corriente de aire en el instante de la determinación. Cuando se trabaja en ambientes con polvos, gases o vapores corrosivos, se emplean velómetros con filtro, el que se rosca en la entrada de aire y a continuación
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del mismo se coloca el orificio correspondiente. Es importante saber que si el instrumento no ha sido provisto con filtro, no puede luego incorporársele ninguno. El velómetro está normalizado para las siguientes condiciones del aire: — temperatura: 20 °C — humedad relativa: 50 % — presión atmosférica: 760 mm Hg. La densidad del aire resulta 1,2 Kg/m3. Cuando la temperatura del aire sobrepasa en mucho los 20 °C o cuando la altura llega a los 300 mts. sobre el nivel del mar, es necesario efectuar una corrección a la lectura. Termómetro anemómetro Instrumento omnidireccional ideado por C.P.Yaglou, consiste en dos termómetros de mercurio, uno de ellos con la bobina como elemento calefactor. Una corriente eléctrica, de intensidad conocida, circula por el arrollamiento elevando la temperatura del bulbo. En estas condiciones, el instrumento se expone a la corriente de aire, cuya velocidad se determina en función de la cantidad de calor suministrada a la bobina, o su equivalente en energía eléctrica, y la diferencia de temperaturas entre el termómetro calefaccionado (cuando ha alcanzado el equilibrio térmico) y el termómetro común (que indica la temperatura del aire). La fuente de energía, una batería con una tensión entre bobinas de 7 a 7,5 Volts, alimenta un circuito formado por un termostato, un voltímetro y la bobina que rodea el bulbo de uno de los dos termómetros del instrumento. La intensidad de corriente se regula con la resistencia variable “R”, de forma que la temperatura indicada por el termómetro se eleve de 6 °C a 20 °C por sobre la del ambiente. Por efectos de la circulación del aire, la columna del termómetro caliente comenzará a descender hasta llegar al equilibrio térmico, instante en que se registra la diferencia de temperatura entre los dos instrumentos y la tensión aplicada al calefactor, que se lee en el voltímetro. El tiempo para alcanzar el equilibrio térmico del termómetro caliente oscila entre 1/2 minuto a 1 1/2 minuto para altas velocidades del aire; para bajas velocidades, 0,5 m/seg. o menos llega a 5 minutos. Para el cálculo de la velocidad del aire el instrumento se provee con un gráfico logarítmico. Debe tenerse la precaución de no llevar la tensión a valores muy altos con el termómetro en aire quieto. El termómetro acrómetro puede medir velocidades del aire comprendidas entre 0,05 m/seg. y 30 m/seg. Ing. Silvana Lazarte - 2015
ANEXOS - 43/44 En determinaciones de laboratorio de precisión puede alcanzar un 2 % de la amplitud de la escala, usando voltímetro y termómetro de precisión. En tareas de campo, sin instrumentos precisos se llega al 4 % aproximadamente. No es prácticamente afectado por las variaciones de humedad y por las corrientes propias de convección, debido a que el bulbo es pequeño y de forma cilíndrica. Presenta inconvenientes ante variaciones importantes del calor radiante, es de respuesta lenta e indirecta, frágil por su principio de funcionamiento y no puede ser usado en atmósferas inflamables. No está calculado, por lo general, para condiciones del aire muy diferentes de las normales. Existen modelos para operar entre: •
30 °C a 65 °C
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-35 °C a 50 °C
•
10 °C a 95-150 °C
Anemómetro de hilo caliente Instrumento omnidireccional o direccional, según la salida que se utilice. Se fundamenta en la variación de la temperatura y de la resistencia eléctrica de un conductor expuesto a una corriente de aire. El elemento sensible es un hilo metálico, generalmente de platino o níquel que se calefacciona en forma regulada. Las corrientes de aire, al tomar calor del hilo, modifican su resistencia y por consiguiente se puede operar el instrumento de dos maneras: manteniendo constante la temperatura y como consecuencia la resistencia del hilo, de manera que la intensidad será función de la velocidad; o bien manteniendo constante la intensidad del hilo y por lo tanto su resistencia, siendo la resistencia función de la velocidad. Son instrumentos de lectura directa particularmente sensibles para bajas velocidades del aire. En general, el rango de medición se extiende desde 0,05 m/seg. hasta 40 m/seg. No deben emplearse en atmósferas inflamables. El elemento sensible debe preservarse del fuego y de la corrosión.
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Anemómetro de termocupla Instrumento omnidireccional o direccional según la sonda que se utilice. Funciona sobre la base del mismo principio del anemómetro de hilo caliente. Por un circuito calefactor circula una corriente de intensidad constante, al que se encuentra
unido la soldadura caliente de la termocupla. La temperatura de esta soldadura se eleva hasta 160 °C, aproximadamente, para el aire quieto. La tensión generada por la termocupla, es proporcional a la diferencia de temperatura entre las soldaduras caliente y fría. La corriente de aire tiende a disminuir la temperatura de la soldadura caliente y, por lo tanto, variará la f.e.m. en la termocupla. La variación de f.e.m. está relacionada con la velocidad del aire. La energía proviene de una batería de pilas. La sonda se construye de tal forma que hace mínima la cantidad de calor extraída de la soldadura caliente por otro medio que no sea la corriente de aire. La termocupla se asienta sobre un soporte aislado, de manera de reducir la transmisión del calor a lo largo del tubo de la sonda. La distancia entre las soldaduras es pequeña haciendo despreciable el error por gradiente de temperatura en la corriente de aire. Los rangos de velocidad varían de 0,05 m/seg. a 30 m/seg. Los buenos aparatos de este tipo miden con la aproximación de ± 0,01 m/seg.
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