Patrones de enfermedades y lesiones

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Patrones de enfermedades y lesiones

Lunes, marzo de 28 2011 20: 24

Lesiones y Enfermedades no malignas

lesiones

Solo se dispone de estadísticas limitadas sobre las tasas de accidentes en general en esta industria. En comparación con otras industrias manufactureras, la tasa de accidentes de 1990 en Finlandia estuvo por debajo del promedio; en Canadá, las tasas de 1990 a 1994 fueron similares a otras industrias; en los Estados Unidos, la tasa de 1988 fue ligeramente superior a la media; en Suecia y Alemania, las tasas fueron 25% y 70% superiores al promedio (OIT 1992; Junta de Compensación de los Trabajadores de la Columbia Británica 1995).

Los factores de riesgo que se encuentran con más frecuencia para accidentes graves y fatales en la industria de la pulpa y el papel son el propio equipo de fabricación de papel y el tamaño y peso extremos de las balas y rollos de pulpa o papel. En un estudio del gobierno de los Estados Unidos de 1993 sobre fatalidades ocupacionales entre 1979 y 1984 en fábricas de pulpa, papel y cartón (Departamento de Comercio de los Estados Unidos, 1993), el 28% se debió a que los trabajadores quedaron atrapados en o entre rodillos o equipos giratorios ("puntos de presión" ) y
El 18% se debió a que los trabajadores fueron aplastados por objetos que caían o volcaban, especialmente rollos y pacas. Otras causas de múltiples muertes incluyeron electrocución, sulfuro de hidrógeno y otros gases tóxicos por inhalación, quemaduras térmicas/químicas masivas y un caso de agotamiento por calor. Se ha informado que el número de accidentes graves asociados con las máquinas de papel ha disminuido con la instalación de equipos más nuevos en algunos países. En el sector del converting, el trabajo repetitivo y monótono, y el uso de equipos mecanizados con mayores velocidades y fuerzas, se ha vuelto más común. Aunque no hay datos específicos del sector disponibles, se espera que este sector experimente mayores tasas de lesiones por sobreesfuerzo asociadas con el trabajo repetitivo.

Enfermedades no malignas

Los problemas de salud mejor documentados que enfrentan los trabajadores de las plantas de celulosa son los trastornos respiratorios agudos y crónicos (Torén, Hagberg y Westberg 1996). La exposición a concentraciones extremadamente altas de cloro, dióxido de cloro o dióxido de azufre puede ocurrir como resultado de una fuga u otra alteración del proceso. Los trabajadores expuestos pueden desarrollar lesiones pulmonares agudas inducidas por productos químicos con inflamación grave de las vías respiratorias y liberación de líquido en los espacios aéreos, lo que requiere hospitalización. La extensión del daño depende de la duración e intensidad de la exposición y del gas específico involucrado. Si el trabajador sobrevive al episodio agudo, puede ocurrir una recuperación completa. Sin embargo, en incidentes de exposición menos intensos (también por lo general como resultado de alteraciones del proceso o derrames), la exposición aguda al cloro o al dióxido de cloro puede desencadenar el desarrollo posterior de asma. Este asma inducida por irritantes se ha registrado en numerosos informes de casos y estudios epidemiológicos recientes, y la evidencia actual indica que puede persistir durante muchos años después del incidente de exposición. Los trabajadores expuestos de manera similar que no desarrollan asma pueden experimentar un aumento persistente de la irritación nasal, tos, sibilancias y reducción de las tasas de flujo de aire. Los trabajadores con mayor riesgo de sufrir estos incidentes de exposición son los trabajadores de mantenimiento, los trabajadores de plantas de blanqueo y los trabajadores de la construcción en las plantas de celulosa. Los altos niveles de exposición al dióxido de cloro también causan irritación en los ojos y la sensación de ver halos alrededor de las luces.

Algunos estudios de mortalidad han indicado un mayor riesgo de muerte por enfermedades respiratorias entre los trabajadores de las plantas de celulosa expuestos al dióxido de azufre y al polvo de papel (Jäppinen y Tola 1990; Torén, Järvholm y Morgan 1989). También se han informado síntomas respiratorios aumentados en trabajadores de plantas de sulfito que están crónicamente expuestos a niveles bajos de dióxido de azufre (Skalpe 1964), aunque normalmente no se informa una mayor obstrucción del flujo de aire entre las poblaciones de plantas de celulosa en general. Los síntomas de irritación respiratoria también son reportados por trabajadores expuestos a altas concentraciones de terpenos en el aire en los procesos de recuperación de trementina, a menudo presentes en las plantas de celulosa. También se ha informado que el polvo de papel blando está asociado con un aumento del asma y la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (Torén, Hagberg y Westberg 1996).

La exposición a microorganismos, especialmente alrededor de pilas de astillas y desechos de madera, descortezadoras y prensas de lodo, crea un mayor riesgo de respuestas de hipersensibilidad en los pulmones. La evidencia de esto parece estar limitada a informes de casos aislados de neumonitis por hipersensibilidad, que puede provocar cicatrices pulmonares crónicas. La bagazosis, o neumonitis por hipersensibilidad asociada con la exposición a microorganismos termofílicos y bagazo (un subproducto de la caña de azúcar), todavía se observa en las plantas que utilizan bagazo para fibra.

Otros peligros respiratorios que se encuentran comúnmente en la industria de la pulpa y el papel incluyen los humos de soldadura de acero inoxidable y el asbesto (consulte "Asbesto", "Níquel" y "Cromo" en otras partes de la Enciclopedia). Los trabajadores de mantenimiento son el grupo con mayor probabilidad de estar en riesgo por estas exposiciones.

Los compuestos de azufre reducido (incluidos el sulfuro de hidrógeno, los disulfuros de dimetilo y los mercaptanos) son potentes irritantes para los ojos y pueden causar dolores de cabeza y náuseas en algunos trabajadores. Estos compuestos tienen umbrales de olor muy bajos (rango de ppb) en personas que no han estado expuestas previamente; sin embargo, entre los trabajadores de larga data en la industria, los umbrales de olor son considerablemente más altos. Las concentraciones en el rango de 50 a 200 ppm producen fatiga olfativa y los sujetos ya no pueden detectar el olor distintivo a "huevos podridos". A concentraciones más altas, la exposición resultará en inconsciencia, parálisis respiratoria y muerte. Se han producido muertes asociadas con la exposición a compuestos reducidos de azufre en espacios confinados en plantas de celulosa.

Se ha informado que la mortalidad cardiovascular aumenta en los trabajadores de la pulpa y el papel, y algunas pruebas de exposición-respuesta sugieren un posible vínculo con la exposición a compuestos de azufre reducidos (Jäppinen 1987; Jäppinen y Tola 1990). Sin embargo, otras causas de este aumento de la mortalidad pueden incluir la exposición al ruido y el trabajo por turnos, los cuales se han asociado con un mayor riesgo de cardiopatía isquémica en otras industrias.

Los problemas de la piel que enfrentan los trabajadores de las fábricas de pulpa y papel incluyen quemaduras químicas y térmicas agudas y dermatitis de contacto (tanto irritante como alérgica). Los trabajadores de las plantas de pulpa en las plantas de proceso kraft experimentan con frecuencia quemaduras alcalinas en la piel como resultado del contacto con licores de pulpa calientes y lechadas de hidróxido de calcio del proceso de recuperación. La dermatitis de contacto se informa con mayor frecuencia entre los trabajadores de las fábricas de papel y de conversión, ya que muchos de los aditivos, agentes antiespumantes, biocidas, tintas y pegamentos utilizados en la fabricación de papel y productos de papel son irritantes primarios y sensibilizantes de la piel. La dermatitis puede ocurrir por la exposición a los productos químicos mismos o por la manipulación de papel o productos de papel recién tratados.

El ruido es un peligro significativo en toda la industria de la pulpa y el papel. El Departamento de Trabajo de EE. UU. estimó que se encontraron niveles de ruido superiores a 85 dBA en más del 75 % de las plantas de las industrias del papel y productos afines, en comparación con el 49 % de las plantas de fabricación en general, y que más del 40 % de los trabajadores estaban expuestos regularmente a niveles de ruido superiores a 85 dBA (Departamento de Comercio de EE.UU. 1983). Los niveles de ruido alrededor de las máquinas de papel, astilladoras y calderas de recuperación tienden a superar los 90 dBA. Las operaciones de conversión también tienden a generar altos niveles de ruido. La reducción de la exposición de los trabajadores alrededor de las máquinas de papel generalmente se intenta mediante el uso de salas de control cerradas. En la conversión, donde el operador suele estar junto a la máquina, rara vez se utiliza este tipo de medida de control. Sin embargo, donde las máquinas de conversión han sido encerradas, esto ha resultado en una menor exposición tanto al polvo como al ruido del papel.

Los trabajadores de las fábricas de papel que trabajan en áreas de máquinas de papel se encuentran con una exposición excesiva al calor, registrándose temperaturas de 60 °C, aunque no hay estudios disponibles sobre los efectos de la exposición al calor en esta población en la literatura científica publicada.

 

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Lunes, marzo de 28 2011 20: 25

Cáncer

Las exposiciones a numerosas sustancias designadas por la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC) como carcinógenos conocidos, probables y posibles pueden ocurrir en las operaciones de pulpa y papel. El asbesto, conocido por causar cáncer de pulmón y mesotelioma, se usa para aislar tuberías y calderas. El talco se usa mucho como aditivo para el papel y puede estar contaminado con asbesto. Otros aditivos del papel, incluidos los colorantes a base de bencidina, el formaldehído y la epiclorhidrina, se consideran carcinógenos humanos probables. Los compuestos de cromo hexavalente y níquel, generados en la soldadura de acero inoxidable, son carcinógenos pulmonares y nasales conocidos. El polvo de madera ha sido recientemente clasificado por IARC como carcinógeno conocido, basado principalmente en la evidencia de cáncer nasal entre los trabajadores expuestos al polvo de madera dura (IARC, 1995). Los gases de escape diesel, la hidracina, el estireno, los aceites minerales, los fenoles y dioxinas clorados y la radiación ionizante son otros carcinógenos probables o posibles que pueden estar presentes en las operaciones de la planta.

Se han realizado pocos estudios epidemiológicos específicos de las operaciones de pulpa y papel, y estos indican pocos resultados consistentes. Las clasificaciones de exposición en estos estudios a menudo han utilizado la amplia categoría industrial “pulpa y papel”, e incluso las clasificaciones más específicas agruparon a los trabajadores por tipos de pulpa o grandes áreas de procesamiento. Los tres estudios de cohortes en la literatura hasta la fecha involucraron a menos de 4,000 trabajadores cada uno. Actualmente se están realizando varios estudios de cohortes grandes, y la IARC está coordinando un estudio multicéntrico internacional que probablemente incluirá datos de más de 150,000 1980 trabajadores de la pulpa y el papel, lo que permitirá realizar análisis de exposición mucho más específicos. Este artículo revisará el conocimiento disponible de los estudios publicados hasta la fecha. Se puede obtener información más detallada de revisiones publicadas anteriormente por IARC (1987, 1995 y 1996) y por Torén, Persson y Wingren (1). Los resultados de las neoplasias malignas de pulmón, estómago y hematológicas se resumen en la tabla XNUMX.

Tabla 1. Resumen de estudios sobre cáncer de pulmón, cáncer de estómago, linfoma y leucemia en trabajadores de la pulpa y el papel

Proceso
descripción

Destino
de estudio

Tipo de
estudio

Pulmón
células cancerosas

Salud Intestinal
células cancerosas

Linfoma
NHL/HD
§

Leucemia

Sulfito

Finlandia

C

0.9

1.3

X / X

X

Sulfito

Estados Unidos de America

C

1.1

0.7

-

0.9

Sulfito

Estados Unidos de America

C

0.8

1.5

1.3 / X

0.7

Sulfito

Estados Unidos de America

PM

0.9

2.2*

2.7*/X

1.3

Sulfato

Finlandia

C

0.9

0.9

0/0

X

Sulfato

Estados Unidos de America

C

0.8

1.0

2.1/0

0.2

Sulfato

Estados Unidos de America

PM

1.1

1.9

1.1 / 4.1 *

1.7

Cloro

Finlandia

C

3.0*

-

-

-

Sulfito/papel

Suecia

CR

-

2.8*

-

-

polvo de papel

Ubicación: Canadá

CR

2.0*

-

-

-

Fábrica de papel

Finlandia

C

2.0*

1.7

X / X

-

Fábrica de papel

Suecia

C

0.7*

-

-

-

Fábrica de papel

Estados Unidos de America

C

0.8

2.0

-

2.4

Fábrica de papel

Suecia

CR

1.6

-

-

-

Fábrica de papel

Estados Unidos de America

PM

1.3

0.9

X / 1.4

1.4

Molino de tableros

Finlandia

C

2.2*

0.6

X / X

X

central eléctrica

Finlandia

C

0.5

2.1

-

-

Mantenimiento

Finlandia

C

1.3

0.3*

1.0 / X

1.5

Mantenimiento

Suecia

CR

2.1*

0.8

-

-

Pulpa y Papel

Estados Unidos de America

C

0.9

1.2

0.7 / X

1.8

Pulpa y Papel

Estados Unidos de America

C

0.8

1.2

1.7 / X

0.5

Pulpa y Papel

Suecia

CR

0.8

1.3

1.8

1.1

Pulpa y Papel

Suecia

CR

-

-

2.2/0

-

Pulpa y Papel

Suecia

CR

1.1

0.6

-

-

Pulpa y Papel

Estados Unidos de America

CR

1.2*

-

-

-

Pulpa y Papel

Estados Unidos de America

CR

1.1

-

-

-

Pulpa y Papel

Estados Unidos de America

CR

-

-

—/4.0

-

Pulpa y Papel

Ubicación: Canadá

PM

-

1.2

3.8*/—

-

Pulpa y Papel

Estados Unidos de America

PM

1.5*

0.5

4.4/4.5

2.3

Pulpa y Papel

Estados Unidos de America

PM

0.9

1.7*

1.6/1.0

1.1

Pulpa y Papel

Estados Unidos de America

PM

0.9

1.2

1.5 / 1.9 *

1.4

Pulpa y Papel

Estados Unidos de America

PM

-

1.7*

1.4

1.6*

C = estudio de cohortes, CR = estudio de caso-referente, PM = estudio de mortalidad proporcional.
* Estadísticamente significante. § = Cuando se informa por separado, LNH = linfoma no Hodgkin y HD = enfermedad de Hodgkin. X = 0 o 1 caso informado, no se calculó una estimación de riesgo, — = No se informaron datos.

Una estimación de riesgo superior a 1.0 significa que el riesgo aumenta, y una estimación de riesgo inferior a 1.0 indica una disminución del riesgo.

Fuente: Adaptado de Torén, Persson y Wingren 1996.

Cánceres del sistema respiratorio

Los trabajadores de mantenimiento en las fábricas de papel y pulpa experimentan un mayor riesgo de cáncer de pulmón y mesoteliomas malignos, probablemente debido a su exposición al asbesto. Un estudio sueco mostró un riesgo tres veces mayor de mesotelioma pleural entre los trabajadores de la pulpa y el papel (Malker et al. 1985). Cuando se analizó más a fondo la exposición, el 71 % de los casos había estado expuesto al amianto, y la mayoría había trabajado en el mantenimiento de plantas. También se han demostrado elevaciones en el riesgo de cáncer de pulmón entre los trabajadores de mantenimiento en las fábricas de pulpa y papel de Suecia y Finlandia (Torén, Sällsten y Järvholm 1991; Jäppinen et al. 1987).

En el mismo estudio finlandés, también se observó un riesgo dos veces mayor de cáncer de pulmón entre los trabajadores de las fábricas de papel y cartón. Los investigadores realizaron un estudio posterior restringido a los trabajadores de las plantas de celulosa expuestos a compuestos de cloro y encontraron un riesgo tres veces mayor de cáncer de pulmón.

Pocos otros estudios de trabajadores de la pulpa y el papel han mostrado mayores riesgos de cáncer de pulmón. Un estudio canadiense mostró un mayor riesgo entre las personas expuestas al polvo de papel (Siemiatycki et al. 1986), y estudios estadounidenses y suecos mostraron un mayor riesgo entre los trabajadores de las fábricas de papel (Milham y Demers 1984; Torén, Järvholm y Morgan 1989).

Cánceres gastrointestinales

Se ha indicado un mayor riesgo de cáncer de estómago en muchos estudios, pero los riesgos no están claramente asociados con ninguna área en particular; por lo tanto, se desconoce la exposición relevante. El estado socioeconómico y los hábitos dietéticos también son factores de riesgo para el cáncer de estómago y pueden ser factores de confusión; estos factores no se tuvieron en cuenta en ninguno de los estudios revisados.

La asociación entre el cáncer gástrico y el trabajo con pulpa y papel se observó por primera vez en un estudio estadounidense en la década de 1970 (Milham y Demers 1984). Se encontró que el riesgo era aún mayor, casi el doble, cuando los trabajadores de sulfito fueron examinados por separado. En un estudio posterior, también se descubrió que los trabajadores estadounidenses de sulfito y madera molida corren un mayor riesgo de cáncer de estómago (Robinson, Waxweiller y Fowler 1986). Un riesgo de la misma magnitud se encontró en un estudio sueco entre trabajadores de fábricas de pulpa y papel de un área donde solo se producía pulpa al sulfito (Wingren et al. 1991). Los trabajadores estadounidenses de plantas de papel, cartón y pulpa en New Hampshire y el estado de Washington registraron una mayor mortalidad por cáncer de estómago (Schwartz 1988; Milham 1976). Los sujetos probablemente eran una mezcla de sulfitos, sulfatos y trabajadores de fábricas de papel. En un estudio sueco, se encontró un aumento de tres veces en la mortalidad por cáncer de estómago en un grupo compuesto por trabajadores de fábricas de papel y sulfitos (Wingren, Kling y Axelson 1985). La mayoría de los estudios sobre pulpa y papel informaron excesos de cáncer de estómago, aunque algunos no.

Debido al pequeño número de casos, la mayoría de los estudios de otros cánceres gastrointestinales no son concluyentes. En un estudio finlandés (Jäppinen et al. 1987), así como entre los trabajadores de pulpa y papel de EE. UU. (Solet et al. 1989), se informó un mayor riesgo de cáncer de colon entre los trabajadores en el proceso de sulfato y en la producción de cartón. La incidencia de cáncer de las vías biliares en Suecia entre 1961 y 1979 se relacionó con datos ocupacionales del Censo Nacional de 1960 (Malker et al. 1986). Se identificó una mayor incidencia de cáncer de vesícula biliar entre los trabajadores masculinos de las fábricas de papel. Se han observado mayores riesgos de cáncer de páncreas en algunos estudios de trabajadores de fábricas de papel y trabajadores de sulfito (Milham y Demers 1984; Henneberger, Ferris y Monson 1989), así como en el amplio grupo de trabajadores de pulpa y papel (Pickle y Gottlieb 1980; Wingren et al. 1991). Estos hallazgos no han sido corroborados en otros estudios.

Neoplasias malignas hematológicas

El tema de los linfomas entre los trabajadores de las fábricas de pulpa y papel se abordó originalmente en un estudio estadounidense de la década de 1960, donde se encontró un riesgo cuatro veces mayor de enfermedad de Hodgkin entre los trabajadores de la pulpa y el papel (Milham y Hesser 1967). En un estudio posterior, se investigó la mortalidad entre los trabajadores de las fábricas de pulpa y papel en el estado de Washington entre 1950 y 1971 y se observó un riesgo doble de enfermedad de Hodgkin y mieloma múltiple (Milham 1976). Este estudio fue seguido por uno que analiza la mortalidad entre los miembros de sindicatos de pulpa y papel en los Estados Unidos y Canadá (Milham y Demers 1984). Mostró un riesgo casi tres veces mayor de linfosarcoma y sarcoma de células reticulares entre los trabajadores de sulfito, mientras que los trabajadores de sulfato tenían un riesgo cuatro veces mayor de enfermedad de Hodgkin. En un estudio de cohortes de EE. UU., se observó que los trabajadores del sulfato tenían un riesgo doble de linfosarcoma y reticulosarcoma (Robinson, Waxweiller y Fowler 1986).

En muchos de los estudios en los que fue posible investigar la aparición de linfomas malignos, se encontró un mayor riesgo (Wingren et al. 1991; Persson et al. 1993). Dado que el mayor riesgo ocurre tanto en los trabajadores de las plantas de sulfato como en las de sulfito, esto apunta hacia una fuente común de exposición. En los departamentos de clasificación y astillado, las exposiciones son bastante similares. La mano de obra está expuesta al polvo de madera, terpenos y otros compuestos extraíbles de la madera. Además, ambos procesos de despulpado blanquean con cloro, lo que tiene el potencial de crear subproductos orgánicos clorados, incluidas pequeñas cantidades de dioxinas.

En comparación con los linfomas, los estudios sobre leucemias muestran patrones menos consistentes y las estimaciones de riesgo son más bajas.

Otras malignidades

Entre los trabajadores de las fábricas de papel de EE. UU. con presunta exposición al formaldehído, se encontraron cuatro casos de cáncer del tracto urinario después de 30 años de latencia, aunque solo se esperaba uno (Robinson, Waxweiller y Fowler 1986). Todos estos individuos habían trabajado en las áreas de secado de papel de las fábricas de papel.

En un estudio de casos y controles de Massachusetts, los tumores del sistema nervioso central en la infancia se asociaron con una ocupación paterna no especificada como trabajador de una fábrica de papel y pulpa (Kwa y Fine 1980). Los autores consideraron su observación como un evento aleatorio. Sin embargo, en tres estudios posteriores también se encontraron mayores riesgos (Johnson et al. 1987; Nasca et al. 1988; Kuijten, Bunin y Nass 1992). En estudios de Suecia y Finlandia, se observaron dos o tres veces más riesgos de tumores cerebrales entre los trabajadores de las fábricas de pulpa y papel.

 

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Lunes, marzo de 28 2011 20: 27

Problemas ambientales y de salud pública

Debido a que la industria de la pulpa y el papel es un gran consumidor de recursos naturales (es decir, madera, agua y energía), puede contribuir de manera importante a los problemas de contaminación del agua, el aire y el suelo y ha sido objeto de un gran escrutinio en los últimos años. Esta preocupación parece estar justificada, considerando la cantidad de contaminantes del agua generados por tonelada de pulpa (p. ej., 55 kg de demanda biológica de oxígeno, 70 kg de sólidos en suspensión y hasta 8 kg de compuestos organoclorados) y la cantidad de pulpa producida a nivel mundial. sobre una base anual (aproximadamente 180 millones de toneladas en 1994). Además, solo alrededor del 35% del papel usado se recicla, y el papel de desecho es uno de los principales contribuyentes al total de desechos sólidos en todo el mundo (alrededor de 150 millones de 500 millones de toneladas anuales).

Históricamente, el control de la contaminación no se consideró en el diseño de las plantas de celulosa y papel. Muchos de los procesos utilizados en la industria se desarrollaron sin tener en cuenta la minimización del volumen de efluentes y la concentración de contaminantes. Desde la década de 1970, las tecnologías de reducción de la contaminación se han convertido en componentes integrales del diseño de plantas en Europa, América del Norte y otras partes del mundo. La Figura 1 ilustra las tendencias durante el período de 1980 a 1994 en las fábricas de pulpa y papel canadienses en respuesta a algunas de estas preocupaciones ambientales: mayor uso de productos de desecho de madera y papel reciclable como fuentes de fibra; y disminución de la demanda de oxígeno y compuestos orgánicos clorados en las aguas residuales.

Figura 1. Indicadores ambientales en fábricas de pulpa y papel canadienses, 1980 a 1994, que muestran el uso de desechos de madera y papel reciclable en la producción, y la demanda biológica de oxígeno (DBO) y compuestos organoclorados (AOX) en efluentes de aguas residuales.

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Este artículo analiza los principales problemas ambientales asociados con el proceso de pulpa y papel, identifica las fuentes de contaminación dentro del proceso y describe brevemente las tecnologías de control, incluido el tratamiento externo y las modificaciones en la planta. Los problemas derivados de los residuos de madera y los fungicidas antimanchas de albura se tratan con más detalle en el capítulo Tablas de madera.

Problemas de contaminación del aire

Las emisiones al aire de compuestos de azufre oxidado de las fábricas de pulpa y papel han causado daños a la vegetación, y las emisiones de compuestos de azufre reducido han generado quejas sobre olores a “huevo podrido”. Los estudios entre los residentes de las comunidades de las plantas de celulosa, en particular los niños, han mostrado efectos respiratorios relacionados con las emisiones de partículas, irritación de las membranas mucosas y dolor de cabeza que se cree que están relacionados con la reducción de los compuestos de azufre. De los procesos de pulpado, los que tienen el mayor potencial para causar problemas de contaminación del aire son los métodos químicos, en particular el pulpado kraft.

Los óxidos de azufre se emiten en las tasas más altas de las operaciones de sulfito, especialmente aquellas que usan bases de calcio o magnesio. Las principales fuentes incluyen soplados de digestores por lotes, evaporadores y preparación de licores, mientras que las operaciones de lavado, tamizado y recuperación contribuyen en cantidades menores. Los hornos de recuperación Kraft también son una fuente de dióxido de azufre, al igual que las calderas eléctricas que utilizan carbón o petróleo con alto contenido de azufre como combustible.

Los compuestos de azufre reducido, incluidos el sulfuro de hidrógeno, el metilmercaptano, el sulfuro de dimetilo y el disulfuro de dimetilo, se asocian casi exclusivamente con la fabricación de pasta kraft y dan a estas plantas su olor característico. Las principales fuentes incluyen el horno de recuperación, el soplado del digestor, las válvulas de alivio del digestor y las ventilaciones de lavado, aunque también pueden contribuir los evaporadores, los tanques de fundición, los apagadores, el horno de cal y las aguas residuales. Algunas operaciones de sulfito usan ambientes reductores en sus hornos de recuperación y pueden tener problemas asociados de olor a azufre reducido.

Los gases de azufre emitidos por la caldera de recuperación se controlan mejor reduciendo las emisiones en la fuente. Los controles incluyen oxidación del licor negro, reducción de la sulfuración del licor, calderas de recuperación de bajo olor y operación adecuada del horno de recuperación. Los gases de azufre del soplado del digestor, las válvulas de alivio del digestor y la evaporación del licor se pueden recolectar e incinerar, por ejemplo, en el horno de cal. Los gases de combustión pueden recogerse mediante depuradores.

Los óxidos de nitrógeno se producen como productos de la combustión a alta temperatura, y pueden surgir en cualquier planta con caldera de recuperación, caldera de potencia u horno de cal, dependiendo de las condiciones de operación. La formación de óxidos de nitrógeno se puede controlar regulando las temperaturas, las relaciones aire-combustible y el tiempo de residencia en la zona de combustión. Otros compuestos gaseosos son contribuyentes menores a la contaminación del aire de la planta (p. ej., monóxido de carbono de la combustión incompleta, cloroformo de las operaciones de blanqueo y compuestos orgánicos volátiles del alivio del digestor y la evaporación del licor).

Las partículas surgen principalmente de las operaciones de combustión, aunque los tanques de disolución de fundidos también pueden ser una fuente menor. Más del 50% de las partículas de la planta de celulosa son muy finas (menos de 1 μm de diámetro). Este material fino incluye sulfato de sodio (Na2SO4) y carbonato de sodio (Na2CO3) de hornos de recuperación, hornos de cal y tanques de disolución de fundición, y NaCl de subproductos de la quema de troncos que han sido almacenados en agua salada. Las emisiones de los hornos de cal incluyen una cantidad significativa de partículas gruesas debido al arrastre de sales de calcio y la sublimación de compuestos de sodio. Las partículas gruesas también pueden incluir cenizas volantes y productos de combustión orgánica, especialmente de calderas eléctricas. La reducción de las concentraciones de partículas se puede lograr pasando los gases de combustión a través de depuradores o precipitadores electrostáticos. Las innovaciones recientes en la tecnología de calderas eléctricas incluyen incineradores de lecho fluidizado que se queman a temperaturas muy altas, dan como resultado una conversión de energía más eficiente y permiten quemar desechos de madera menos uniformes.

Problemas de contaminación del agua

Las aguas residuales contaminadas de las fábricas de pulpa y papel pueden causar la muerte de organismos acuáticos, permitir la bioacumulación de compuestos tóxicos en los peces y afectar el sabor del agua potable río abajo. Los efluentes de aguas residuales de pulpa y papel se caracterizan en base a características físicas, químicas o biológicas, siendo las más importantes el contenido de sólidos, la demanda de oxígeno y la toxicidad.

El contenido de sólidos de las aguas residuales generalmente se clasifica en función de la fracción que está suspendida (frente a la disuelta), la fracción de sólidos suspendidos que se sedimentan y las fracciones de cualquiera de los dos que son volátiles. La fracción sedimentable es la más objetable porque puede formar un manto de lodo denso cerca del punto de descarga, que agota rápidamente el oxígeno disuelto en el agua receptora y permite la proliferación de bacterias anaerobias que generan metano y gases de azufre reducido. Aunque los sólidos no sedimentables generalmente se diluyen en el agua receptora y, por lo tanto, son menos preocupantes, pueden transportar compuestos orgánicos tóxicos a los organismos acuáticos. Los sólidos en suspensión que se descargan de las fábricas de pulpa y papel incluyen partículas de corteza, fibra de madera, arena, polvo de trituradoras mecánicas de pulpa, aditivos para la fabricación de papel, sedimentos de licor, subproductos de procesos de tratamiento de agua y células microbianas de operaciones de tratamiento secundario.

Los derivados de la madera disueltos en los licores de pulpa, incluidos los oligosacáridos, los azúcares simples, los derivados de la lignina de bajo peso molecular, el ácido acético y las fibras de celulosa solubilizadas, son los principales contribuyentes tanto a la demanda biológica de oxígeno (DBO) como a la demanda química de oxígeno (DQO). Los compuestos que son tóxicos para los organismos acuáticos incluyen compuestos orgánicos clorados (AOX; del blanqueo, especialmente pulpa kraft); ácidos resínicos; ácidos grasos insaturados; alcoholes diterpénicos (especialmente del descortezado y despulpado mecánico); juvabionas (especialmente de sulfito y pulpado mecánico); productos de degradación de la lignina (especialmente del pulpado al sulfito); orgánicos sintéticos, tales como limocidas, aceites y grasas; y productos químicos de proceso, aditivos para la fabricación de papel y metales oxidados. Los compuestos orgánicos clorados han sido motivo de especial preocupación porque son muy tóxicos para los organismos marinos y pueden bioacumularse. Este grupo de compuestos, incluido el policlorodibenzo-p-dioxinas, han sido el principal impulso para minimizar el uso de cloro en el blanqueo de pulpa.

La cantidad y las fuentes de sólidos en suspensión, la demanda de oxígeno y las descargas tóxicas dependen del proceso (tabla 1). Debido a la solubilización de los extractos de madera con poca o ninguna recuperación de ácidos resínicos y químicos, tanto la fabricación de pasta al sulfito como CTMP generan efluentes extremadamente tóxicos con una DBO alta. Históricamente, las fábricas de papel kraft usaban más cloro para el blanqueo y sus efluentes eran más tóxicos; sin embargo, los efluentes de los molinos kraft que han eliminado el Cl2 en el blanqueo y el uso de tratamientos secundarios presentan típicamente poca toxicidad aguda, si es que la hay, y la toxicidad subaguda se ha reducido considerablemente.

 

Tabla 1. Sólidos suspendidos totales y DBO asociados con el efluente sin tratar (crudo) de varios procesos de fabricación de pulpa

Proceso de pulpa

Sólidos totales en suspensión (kg/tonelada)

DBO (kg/tonelada)

madera triturada

50-70

10-20

TMP

45-50

25-50

CTMP

50-55

40-95

Kraft, sin blanquear

20-25

15-30

Kraft, blanqueado

70-85

20-50

Sulfito, bajo rendimiento

30-90

40-125

Sulfito, alto rendimiento

90-95

140-250

Desentintado, no tisú

175-180

10-80

Papel de desecho

110-115

5-15

 

Los sólidos en suspensión se han convertido en un problema menor porque la mayoría de los molinos utilizan clarificación primaria (p. ej., sedimentación por gravedad o flotación por aire disuelto), que elimina del 80 al 95% de los sólidos sedimentables. Se utilizan tecnologías de tratamiento secundario de aguas residuales, como lagunas aireadas, sistemas de lodos activados y filtración biológica, para reducir la DBO, la DQO y los compuestos orgánicos clorados en el efluente.

Las modificaciones del proceso en la planta para reducir los sólidos sedimentables, la DBO y la toxicidad incluyen el descortezado en seco y el transporte de troncos, cribado de astillas mejorado para permitir una cocción uniforme, deslignificación prolongada durante la reducción a pulpa, cambios en las operaciones de recuperación química de la digestión, tecnologías alternativas de blanqueo, lavado de pulpa de alta eficiencia, recuperación de fibra de aguas bravas y mejor contención de derrames. Sin embargo, las alteraciones del proceso (particularmente si resultan en el alcantarillado intencional de licores) y los cambios operativos (particularmente el uso de madera sin secar con un mayor porcentaje de extractivos) aún pueden causar avances periódicos de toxicidad.

Una estrategia de control de la contaminación relativamente reciente para eliminar por completo la contaminación del agua es el concepto de “planta cerrada”. Estos molinos son una alternativa atractiva en lugares que carecen de grandes fuentes de agua para actuar como flujos de suministro de proceso o de recepción de efluentes. Los sistemas cerrados se han implementado con éxito en las plantas de CTMP y de sulfito a base de sodio. Lo que distingue a los molinos cerrados es que el efluente líquido se evapora y el condensado se trata, se filtra y luego se reutiliza. Otras características de los molinos cerrados son las salas de malla cerradas, el lavado a contracorriente en la planta de blanqueo y los sistemas de control de sal. Aunque este enfoque es efectivo para minimizar la contaminación del agua, aún no está claro cómo se verá afectada la exposición de los trabajadores al concentrar todas las corrientes contaminantes dentro de la planta. La corrosión es un problema importante al que se enfrentan las fábricas que utilizan sistemas cerrados, y las concentraciones de bacterias y endotoxinas aumentan en el agua de proceso reciclada.

Manejo de sólidos

La composición de los sólidos (lodos) extraídos de los sistemas de tratamiento de efluentes líquidos varía según su origen. Los sólidos del tratamiento primario consisten principalmente en fibras de celulosa. El principal componente de los sólidos del tratamiento secundario son las células microbianas. Si la planta utiliza agentes blanqueadores clorados, los sólidos primarios y secundarios también pueden contener compuestos orgánicos clorados, una consideración importante para determinar la extensión del tratamiento requerido.

Antes de su eliminación, los lodos se espesan en unidades de sedimentación por gravedad y se deshidratan mecánicamente en centrífugas, filtros de vacío o prensas de banda o tornillo. Los lodos del tratamiento primario son relativamente fáciles de deshidratar. Los lodos secundarios contienen una gran cantidad de agua intracelular y existen en una matriz de limo; por lo tanto, requieren la adición de floculantes químicos. Una vez deshidratados lo suficiente, los lodos se eliminan en aplicaciones terrestres (p. ej., se esparcen en tierras cultivables o boscosas, se usan como abono o como acondicionador del suelo) o se incineran. Aunque la incineración es más costosa y puede contribuir a los problemas de contaminación del aire, puede ser ventajosa porque puede destruir o reducir los materiales tóxicos (p. ej., compuestos orgánicos clorados) que podrían crear serios problemas ambientales si se filtraran a las aguas subterráneas desde aplicaciones terrestres. .

Los desechos sólidos pueden generarse en otras operaciones de la planta. Las cenizas de las calderas eléctricas se pueden utilizar en lechos de carreteras, como material de construcción y como supresor de polvo. Los desechos de los hornos de cal se pueden utilizar para modificar la acidez del suelo y mejorar la química del suelo.

 

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