Factores de riesgo
físico/químico en el ambiente laboral
Exposición a polvo
Cuando se habla de
polvo, se suele hacer referencia a los sólidos que han sido originados por la
subdivisión mecánica de un material en partículas más pequeñas conservando su
composición química y siendo transportadas por el aire. También se pueden
definir como pequeñas partículas sólidas con un diámetro inferior a 75 μm
que se depositan por su propio peso pero que pueden permanecer en suspensión
durante algún tiempo
La exposición ocupacional a
partículas suspendidas en el aire es muy corriente y suele entrañar riesgos
para la salud humana. La impresión visual de estas partículas puede a menudo
ser engañosa; en efecto, las finas partículas causantes de muchas enfermedades
pulmonares profesionales son menos perceptibles que el polvo espeso, que puede
ser sólo una molestia. De igual manera, hay nubes de polvo con la misma
apariencia, que pueden tener distintos efectos en la salud según la toxicidad
de sus componentes.
El análisis cualitativo puede
revelar que las partículas de polvo aparentemente inertes pueden contener cantidades
mínimas de una sustancia tóxica. Además, algunas partículas en suspensión
consideradas como inertes o como simples “molestias” pueden llegar a tener
actividad química o biológica cuando permanecen durante muchos años en el
pulmón humano. Es por ello que la exposición laboral a polvo puede ser
considerada como la exposición a un factor de riesgo físico, cuando el material
es inerte, un factor de riesgo químico cuando es un producto químico en forma
de polvo o una combinación de ambas.
El comportamiento de las
partículas en el aire y en el cuerpo humano depende de las propiedades físicas
y químicas que éstas tengan. El tamaño, la densidad y la forma de las
partículas son de la máxima importancia como factores que influyen, no sólo en
la velocidad de sedimentación, y por consiguiente, en el tiempo de permanencia
en el aire, sino también su penetración y acumulación en el sistema
respiratorio. Los efectos nocivos de las partículas, cuando los hay, depende
también de la composición química y mineralógica, la solubilidad y la actividad
biológica de éstas.
En general, se considera el
tamaño de las partículas como la característica física más importante del
material en suspensión. El polvo se puede caracterizar mediante la
discriminación del tamaño de sus partículas que pueden depositarse a lo largo
del tracto respiratorio e incluso las más pequeñas en la zona alveolar. La
proporción real de polvo que una persona puede inhalar depende también de otros
factores como son la velocidad y dirección del aire próximo a la persona, la
cadencia respiratoria y de si la inhalación se realiza a través de la nariz o
de la boca.
1. Partículas y fibras
Es importante diferenciar entre partículas y fibras. Cuando hablamos
del tamaño de partículas nos referimos al diámetro aerodinámico, es decir el
diámetro de giro de la partícula. La diferencia entre partículas y fibras
estriba en la relación diámetro largo. En las fibras la relación diámetro largo
es menor a un 1/3 de la longitud.
En la siguiente figura se puede observar la diferencia entre fibras y
partículas
2. Clasificación de partículas según el tamaño.
Cuando se habla de
exposición a partículas de polvo se entiende que esas partículas tienen una
determinada distribución de tamaño. Las partículas de mayor tamaño (>30µ)
son retenidas en el tracto respiratorio superior. Durante
la respiración nasal, las partículas se depositan en la nariz mediante
filtración por los pelos nasales y por impactación donde el flujo de aire
cambia de dirección. Una vez depositadas, la retención es ayudada por el moco,
que recubre la nariz. La mayoría de las partículas queda retenida en la zona
naso-bucal o se depositan en la tráquea o los bronquios, donde son eliminadas
por expectoración La vía nasal es un filtro de partículas más eficiente que el
oral. Por lo tanto, las personas que respiran normalmente por la boca, es de
esperar que tengan más partículas que alcanzan el pulmón que los que respiran
completamente a través de la nariz.
Las partículas más finas (10µ<)
pueden penetrar al tracto respiratorio inferior pudiendo llegar a los alveolos
de dependiendo de su tamaño. Las partículas que
llegan a los alveolos se denominan fracción respirable. Partículas como la
sílice o el carbón, al acumularse en el tejido pulmonar, pueden dar lugar a la
formación de tejido fibroso reduciendo la capacidad de intercambio de gases y
provocando las denominadas neumoconiosis.
En la siguiente imagen se puede observar la capacidad de penetración de
las partículas en el tracto respiratorio de acuerdo a su tamaño.
3. Polvo total y respirable
Para el higienista ocupacional,
las partículas de mayor interés están limitadas a aquellas que tienen un
diámetro aerodinámico inferior a las 10 micras. La definición de polvo total o
partículas inhalables es aquella fracción retenida en un filtro de PVC de 5µ de diámetro de poro de acuerdo al método NIOSH 0500 y
las normas Covenin 2252 y 2253. La definición de polvo respirable o partículas
respirables es aquella fracción mayor de 5µ y menor de 10µ de acuerdo al
método NIOSH 0600 y las normas Covenin 2252 y 2253. Esta fracción se determina
por medio de la utilización de equipos (ciclones) que separan las partículas
totales de las partículas con un diámetro inferior a las 10 micras. Estos
equipos se utilizan para la determinación de polvos o partículas respirables.
En la siguiente imagen se puede
observar la comparación del tamaño de una partícula de polvo (2,5 y 10µ) con respecto al diámetro de un cabello
En la imagen siguiente se puede
apreciar la clasificación de polvo total y respirable.
La Unión Europea establece una
metodología (Convenio UNE
EN 481) que permite relacionar los diferentes
tamaños representados por los diámetros aerodinámicos con las fracciones o
porcentajes del aerosol total que han de ser recogidas y que son, en
definitiva, fracciones que penetran en condiciones medias en las distintas regiones
del tracto respiratorio. Permitiendo poder comparar la concentración másica de
las fracciones del aerosol con los Valores Límites Ambientales establecidos.
Para la determinación de
qué partículas conforman la fracción másica respirable, se aplica una función
de probabilidad definida en la norma EN481 con base al diámetro aerodinámico de
las partículas. Definiendo el diámetro aerodinámico de una partícula como el
diámetro una partícula esférica, de 1 g/cm3 de densidad, y que tiene la misma
velocidad terminal de sedimentación en el aire que la partícula de interés. La
fracción respirable (ER) corresponde a una distribución logarítmica normal
acumulativa con una mediana de 4,25 μm y una desviación típica geométrica de
1,5.
La clasificación que ofrece el Convenio UNE EN 481, divide
el polvo en tres fracciones que dependen del tamaño de partícula (propiedad
decisiva en la velocidad de sedimentación):
a) Fracción inhalable: Es la fracción másica del aerosol
total que se inhala a través de la nariz y la boca. En la definición de
fracción inhalable no considera los tamaños superiores a 100 µm ni las
velocidades de viento mayores a los 4 m/s. En estos casos se interrumpe
bruscamente y el convenio considera que puede subestimarse la fracción de
partículas más grandes que se inhalan.
b) Fracción torácica: Es la fracción másica que penetra
más allá de la laringe.
c) Fracción respirable: Es la fracción másica de las
partículas inhaladas que penetran las vías respiratorias no ciliadas.
El lugar de depósito es fundamental en el caso de las
partículas insolubles ya que determina donde se produce el efecto y la fracción
de interés. La composición del polvo puede variar según la tipología de las
partículas y los efectos en la salud pueden ser de distinta índole.
En la siguiente figura se puede observar la relación de
tamaño de las distintas fracciones.
4. Metodologías
para la determinación de polvo total y respirable
En líneas generales el método de evaluación de polvos totales consiste en
cuantificar el peso de partículas totales retenidas en un filtro de PVC (de 5
µm de diámetro de poro y 37 mm de diámetro) y determinar su concentración
(expresada en mg/m3 de aire aspirado). Para ello se pesa el filtro
antes y después de realizada la evaluación. La diferencia de peso obtenida,
dividida entre el volumen de aire aspirado, expresado en metros cúbicos, es la
concentración de polvos totales.
El método de evaluación de polvos respirables es similar al de polvos
totales con la excepción que se utiliza un equipo, denominado ciclón, que
permite separar las partículas mayores de 10 micras, permitiendo que en el
filtro se retengan solamente las partículas menores a 10 micras, denominada
fracción de polvos respirables.
Esto se expresa matemáticamente
de la siguiente forma:
Concentración de polvo (mg/m3) = mg de polvo total o respirable
/ m3 de aire aspirado
Es decir:
Concentración (mg/m3)
= Peso (mg) / Volumen (m3)
Para el ajuste y verificación del caudal de las bombas se puede utilizar
un calibrador digital de burbuja. La bomba de
aire a ser calibrada se conecta al calibrador y se hace pasar aire a través del
tubo de vidrio del calibrador donde una burbuja plana de jabón (película) se
interpone en el camino del flujo. El flujo de aire provoca que la película se
mueva hacia arriba de las marcas de volumen, el tiempo de movimiento de la
película es medido por el calibrador. El equipo calcula el flujo usando el
tiempo de viaje de la burbuja y el volumen del tubo.
5. Limitaciones de
las metodologías
Las limitaciones de las metodologías NIOSH 0500, las normas Covenin 2252/2253 y el Convenio
UNE EN 481 se encuentran en la capacidad de retención de partículas de acuerdo
al tipo de filtro que utilizan. El uso de un filtro de PVC de 5µ subestima la fracción de
polvo respirable menor de 5µ.
La metodología del Convenio UNE EN 481
establece el uso de filtros de fibra de vidrio de 1µ, por lo cual se sigue subestimando la fracción
menor a 1µ.
Sin embargo existen en el mercado equipos (impactadores de
cascada) que permiten determinar cuantitativamente las fracciones de 2,5, 1, 0,5
y 0,25 µ.
También existen equipos de medición basados en la dispersión
de un haz de luz. El equipo mide los efectos de difracción, dispersión y
reflexión causada por las partículas de polvo. Estos equipos permiten medir a
tiempo real las concentraciones de polvo de diferentes fracciones.
6. Efectos sobre la
salud
Según el tipo de partículas, los efectos sobre la salud
pueden ser más o menos graves. No obstante, no hay polvos inocuos; cualquier
exposición a polvo supone un riesgo. En general, el polvo provoca irritación de
las vías respiratorias y, tras exposiciones repetidas, puede dar lugar a bronquitis
crónica. Otros tipos de polvo provocan enfermedades específicas (amianto,
sílice, plomo). Hay tipos de polvo que, además, pueden ser explosivos en
ambientes confinados (carbón, caucho, aluminio).
Efectos respiratorios
· Neumoconiosis: silicosis, asbestosis,
neumoconiosis de los mineros del carbón, siderosis, aluminosis, beriliosis,
etc.
· Cáncer
pulmonar: polvo conteniendo arsénico,
cromatos, níquel,
amianto, partículas radiactivas, etc.
· Cáncer
nasal: polvo de madera en la fabricación
de muebles y polvo de cuero en industrias de calzado.
· Irritación
respiratoria: traqueítis,
bronquitis, neumonitis, enfisema y edema pulmonar.
· Alergia: asma profesional y alveolitis alérgica extrínseca (polvos vegetales y
ciertos metales).
· Bisinosis: enfermedad pulmonar por polvos de
algodón, lino o cáñamo.
· Infección
respiratoria: polvos conteniendo hongos, virus o bacterias
Efectos generales
·
Intoxicación:
el manganeso, plomo o cadmio pueden pasar a sangre una vez inhalados como
partículas.
Otros efectos
· Lesiones de piel: irritación cutánea y
dermatosis (berilio, arsénico, ácido crómico, plásticos, etc.).
· Conjuntivitis: contacto con ciertos polvos.
· Riesgo de explosión:
las materias orgánicas
y metales sólidos
pulverulentos, dispersados en el aire en forma de nube, pueden arder con
violencia explosiva. Tal es el caso de fábricas de harina, azúcar, piensos,
pulido de metales, etc.
En la siguiente figura se puede observar un resumen de los
efectos sobre la salud por la inhalación de polvo
7. Bibliografia
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