Los profesionales de la salud ocupacional generalmente se han basado en la siguiente jerarquía de técnicas de control para eliminar o minimizar las exposiciones de los trabajadores: sustitución, aislamiento, ventilación, prácticas de trabajo, ropa y equipo de protección personal. Por lo general, se aplica una combinación de dos o más de estas técnicas. Aunque este artículo se centra principalmente en la aplicación de técnicas de ventilación, los otros enfoques se analizan brevemente. No deben ignorarse cuando se intenta controlar la exposición a productos químicos mediante la ventilación.
El profesional de la salud ocupacional siempre debe pensar en el concepto de fuente-ruta-receptor. El enfoque principal debe estar en el control en la fuente con el control de la ruta como segundo enfoque. El control en el receptor debe considerarse la última opción. Ya sea durante las fases de puesta en marcha o diseño de un proceso o durante la evaluación de un proceso existente, el procedimiento para el control de la exposición a los contaminantes del aire debe comenzar en la fuente y progresar hasta el receptor. Es probable que sea necesario utilizar todas o la mayoría de estas estrategias de control.
Sustitución
El principio de sustitución es eliminar o reducir el peligro mediante la sustitución de materiales no tóxicos o menos tóxicos o el rediseño del proceso para eliminar el escape de contaminantes al lugar de trabajo. Idealmente, los productos químicos sustitutos no serían tóxicos o el rediseño del proceso eliminaría por completo la exposición. Sin embargo, dado que esto no siempre es posible, se intentan los controles posteriores en la jerarquía de controles anterior.
Tenga en cuenta que se debe tener mucho cuidado para asegurar que la sustitución no resulte en una condición más peligrosa. Si bien este enfoque se centra en el peligro de toxicidad, la reactividad inflamable y química de los sustitutos también debe tenerse en cuenta al evaluar este riesgo.
Aislamiento
El principio de aislamiento es eliminar o reducir el peligro separando el proceso que emite el contaminante del trabajador. Esto se logra encerrando completamente el proceso o ubicándolo a una distancia segura de las personas. Sin embargo, para lograr esto, el proceso puede necesitar ser operado y/o controlado remotamente. El aislamiento es particularmente útil para trabajos que requieren pocos trabajadores y cuando el control por otros métodos es difícil. Otro enfoque es realizar operaciones peligrosas fuera de los turnos donde menos trabajadores pueden estar expuestos. A veces, el uso de esta técnica no elimina la exposición, pero reduce la cantidad de personas expuestas.
Ventilación
Comúnmente se emplean dos tipos de ventilación por extracción para minimizar los niveles de exposición de contaminantes en el aire. La primera se denomina ventilación general o por dilución. El segundo se conoce como control de fuente o ventilación de escape local (LEV) y se analiza con más detalle más adelante en este artículo.
Estos dos tipos de ventilación por extracción no deben confundirse con la ventilación de confort, cuyo objetivo principal es proporcionar cantidades medidas de aire exterior para respirar y mantener la temperatura y la humedad de diseño. Varios tipos de ventilación se discuten en otra parte de este Enciclopedia.
Practicas de trabajo
El control de las prácticas laborales abarca los métodos que emplean los trabajadores para realizar las operaciones y la medida en que siguen los procedimientos correctos. Se dan ejemplos de este procedimiento de control a lo largo de este Enciclopedia dondequiera que se discutan procesos generales o específicos. Conceptos generales como educación y capacitación, principios de manejo y sistemas de apoyo social incluyen discusiones sobre la importancia de las prácticas laborales para controlar las exposiciones.
Equipo de protección personal
El equipo de protección personal (EPP) se considera la última línea de defensa para el control de la exposición de los trabajadores. Abarca el uso de protección respiratoria y ropa de protección. Se utiliza con frecuencia junto con otras prácticas de control, particularmente para minimizar los efectos de accidentes o escapes inesperados. Estos temas se tratan con más detalle en el capítulo Protección personal.
Ventilación de escape local
La forma más eficiente y rentable de control de contaminantes es LEV. Esto implica la captura del contaminante químico en su fuente de generación. Hay tres tipos de sistemas LEV:
- recintos
- campanas exteriores
- capotas de recepción.
Los recintos son el tipo preferible de campana. Los recintos están diseñados principalmente para contener los materiales generados dentro del recinto. Cuanto más completo sea el recinto, más completamente se contendrá el contaminante. Los recintos completos son aquellos que no tienen aberturas. Los ejemplos de recintos completos incluyen guanteras, gabinetes de limpieza con chorro abrasivo y gabinetes de almacenamiento de gases tóxicos (ver figura 1, figura 2 y figura 3). Los recintos parciales tienen uno o más lados abiertos pero la fuente aún está dentro del recinto. Ejemplos de recintos parciales son una cabina de pintura en aerosol (ver figura 4) y una campana de laboratorio. A menudo puede parecer que el diseño de recintos es más un arte que una ciencia. El principio básico es diseñar una campana con la menor apertura posible. El volumen de aire requerido generalmente se basa en el área de todas las aberturas y mantiene una velocidad de flujo de aire en la abertura de 0.25 a 1.0 m/s. La velocidad de control elegida dependerá de las características de la operación, incluyendo la temperatura y el grado en que se impulsa o genera el contaminante. Para recintos complejos, se debe tener extremo cuidado para asegurar que el flujo de escape se distribuya uniformemente por todo el recinto, particularmente si las aberturas están distribuidas. Muchos diseños de recintos se evalúan experimentalmente y, si se demuestra que son efectivos, se incluyen como placas de diseño en el manual de ventilación industrial de la Conferencia Estadounidense de Higienistas Industriales Gubernamentales (ACGIH 1992).
Figura 1. Gabinete completo: Guantera
Figura 2. Gabinete completo: Gabinete de almacenamiento de gases tóxicos
Figura 3. Recinto completo: Cabina de chorreado abrasivo
Figura 4. Cerramiento parcial: cabina de pintura en aerosol
Luis DiBernardinis
A menudo, el cierre total de la fuente no es posible o no es necesario. En estos casos, se puede utilizar otra forma de escape local, una campana exterior o de captura. Una campana exterior evita la liberación de materiales tóxicos en el lugar de trabajo al capturarlos o arrastrarlos en la fuente de generación o cerca de ella, generalmente una estación de trabajo o una operación de proceso. Generalmente se requiere un volumen de aire considerablemente menor que para el cerramiento parcial. Sin embargo, dado que el contaminante se genera fuera de la campana, debe diseñarse y usarse correctamente para que sea tan efectivo como un cerramiento parcial. El control más eficaz es un recinto completo.
Para que funcione de manera eficaz, la entrada de aire de una campana exterior debe tener un diseño geométrico apropiado y colocarse cerca del punto de liberación de sustancias químicas. La distancia dependerá del tamaño y la forma de la campana y de la velocidad del aire necesaria en la fuente de generación para capturar el contaminante y llevarlo a la campana. En general, cuanto más cerca de la fuente de generación, mejor. Las velocidades de ranura o cara de diseño están típicamente en el rango de 0.25 a 1.0 y 5.0 a 10.0 m/s, respectivamente. Existen muchas pautas de diseño para esta clase de campanas extractoras en el Capítulo 3 del manual de ACGIH (ACGIH 1992) o en Burgess, Ellenbecker y Treitman (1989). Dos tipos de capotas exteriores que encuentran una aplicación frecuente son las capotas de “dosel” y las capotas de “ranura”.
Las campanas de dosel se usan principalmente para capturar gases, vapores y aerosoles liberados en una dirección con una velocidad que puede usarse para ayudar a la captura. A veces se les llama campanas "receptoras". Este tipo de campana se utiliza generalmente cuando el proceso a controlar está a temperaturas elevadas, para aprovechar el tiro térmico ascendente, o las emisiones son dirigidas hacia arriba por el proceso. Los ejemplos de operaciones que pueden controlarse de esta manera incluyen hornos de secado, hornos de fusión y autoclaves. Muchos fabricantes de equipos recomiendan configuraciones de campanas de captura específicas que son adecuadas para sus unidades. Deben ser consultados para obtener asesoramiento. Las pautas de diseño también se proporcionan en el manual de ACGIH, Capítulo 3 (ACGIH 1992). Por ejemplo, para un autoclave u horno donde la distancia entre la campana y la fuente caliente no exceda aproximadamente el diámetro de la fuente o 1 m, lo que sea menor, la campana se puede considerar una campana de dosel bajo. Bajo tales condiciones, el diámetro o sección transversal de la columna de aire caliente será aproximadamente el mismo que el de la fuente. Por lo tanto, el diámetro o las dimensiones laterales de la campana solo necesitan ser 0.3 m más grandes que la fuente.
El caudal total para una campana circular de dosel bajo es
Qt= 4.7 (Df)2.33 (Dt)0.42
dónde:
Qt = flujo de aire total de la campana en pies cúbicos por minuto, ft3/ Min
Df = diámetro de la campana, pies
Dt = diferencia entre la temperatura de la fuente de la campana y la temperatura ambiente, °F.
Existen relaciones similares para capotas rectangulares y capotas de dosel alto. En la figura 5 se puede ver un ejemplo de capota.
Figura 5. Campana tipo dosel: escape del horno
Luis DiBernardinis
Las campanas de ranura se utilizan para el control de operaciones que no se pueden realizar dentro de una campana de contención o debajo de una campana de dosel. Las operaciones típicas incluyen llenado de barriles, galvanoplastia, soldadura y desengrasado. Los ejemplos se muestran en la figura 6 y la figura 7.
Figura 6. Campana exterior: Soldadura
Figura 7. Campana exterior: Llenado de barriles
Luis DiBernardinis
El flujo requerido se puede calcular a partir de una serie de ecuaciones determinadas empíricamente por el tamaño y la forma de la campana y la distancia de la campana a la fuente. Por ejemplo, para una campana de ranura con brida, el flujo está determinado por
Q = 0.0743LVX
dónde:
Q = flujo de aire total de la campana, m3/ Min
L = la longitud de la ranura, m
V = la velocidad necesaria en la fuente para capturarlo, m/min
X = distancia de la fuente a la ranura, m.
La velocidad necesaria en la fuente a veces se denomina "velocidad de captura" y suele estar entre 0.25 y 2.5 m/s. Las pautas para seleccionar una velocidad de captura adecuada se proporcionan en el manual de ACGIH. Para áreas con corrientes cruzadas excesivas o para materiales de alta toxicidad, se debe seleccionar el extremo superior del rango. Para partículas, serán necesarias velocidades de captura más altas.
Algunas campanas pueden ser una combinación de campanas envolventes, exteriores y receptoras. Por ejemplo, la cabina de pintura en aerosol que se muestra en la figura 4 es un recinto parcial que también es una cubierta receptora. Está diseñado para proporcionar una captura eficiente de partículas generadas al hacer uso del impulso de partículas creado por la muela abrasiva giratoria en la dirección de la campana.
Se debe tener cuidado al seleccionar y diseñar sistemas de escape locales. Las consideraciones deben incluir (1) la capacidad de encerrar la operación, (2) las características de la fuente (es decir, la fuente puntual frente a la fuente generalizada) y cómo se genera el contaminante, (3) la capacidad de los sistemas de ventilación existentes, (4) los requisitos de espacio y ( 5) toxicidad e inflamabilidad de los contaminantes.
Una vez que se instala la campana, se debe implementar un programa de monitoreo y mantenimiento de rutina para los sistemas para asegurar su efectividad en la prevención de la exposición de los trabajadores (OSHA 1993). El monitoreo de la campana química de laboratorio estándar se ha estandarizado desde la década de 1970. Sin embargo, no existe tal procedimiento estandarizado para otras formas de escape local; por lo tanto, el usuario debe diseñar su propio procedimiento. El más efectivo sería un monitor de flujo continuo. Esto podría ser tan simple como un manómetro magnético o de agua que mide la presión estática en la campana (ANSI/AIHA 1993). La presión estática requerida de la campana (cm de agua) se conocerá a partir de los cálculos de diseño, y se pueden realizar mediciones de flujo en el momento de la instalación para verificarlas. Ya sea que esté presente o no un monitor de flujo continuo, debe haber alguna evaluación periódica del desempeño de la campana. Esto se puede hacer con humo en la campana para visualizar la captura y midiendo el flujo total en el sistema y comparándolo con el flujo de diseño. Para recintos, suele ser ventajoso medir la velocidad frontal a través de las aberturas.
El personal también debe ser instruido en el uso correcto de este tipo de campanas, particularmente cuando el usuario puede cambiar fácilmente la distancia desde la fuente y la campana.
Si los sistemas de extracción locales se diseñan, instalan y utilizan correctamente, pueden ser un medio eficaz y económico de controlar las exposiciones tóxicas.