convenios fracciòn respirable

7/23/2019 Convenios Fraccin Respirable

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FRACCIN RESPIRABLE DE

MATERIA PARTICULADA:

CONVENIOS Y EVALUACIN AMBIENTAL

22.

JULIN VELASCO ORTEGAJefe de Formacin y Asesoramiento Tcnico de APA.

CATALINA UBIEDO PREZTcnico Superior en Prevencin de Riesgos Laborales del Servicio de Prevencin Ajeno MRM sp.

BORJA VELASCO PREZTcnico Superior en Prevencin de Riesgos Laborales del Servicio de Prevencin Ajeno de FREMAP.


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1.- INTRODUCCIN

Uno de los estados fsicos ms

comunes de presentarse los con-

taminantes en los puestos de tra-

bajo es en forma de materia parti-

culada. Su presencia en la atms-

fera de trabajo tiene dos orgenes:

Una accin primaria, por la

que se proyectan porciones de

la sustancia o partculas al aire

de vecindad inmediata, desde

un estado de reposo.

Una accin secundaria, pro-

movida por las porciones o par-

tculas de mayor tamao, que

en su trayectoria originan turbu-

lencias y arrastran otras ms

pequeas.

Para que una partcula, cual-

quiera que sea su naturaleza,

forma o tamao, se mueva a tra-

vs de un fluido es necesario que

exista una diferencia de densidad

entre ambos (fluido y partcula),

as como la accin de una fuerza

externa que le imprima un movi-miento.

Cuando una partcula pequea

cae en el aire bajo la influencia de

la gravedad, se ve frenada pro-

gresivamente hasta que llega un

momento en que la aceleracin

puede considerarse nula. En

estas condiciones, la partcula

sedimenta con una velocidad

constante. En la figura 1 se mues-

tran las velocidades de sedimen-

tacin de partculas esfricas de

diferentes tamaos y densidades.

Las cifras recogidas en la figu-

ra 1 ponen de relieve que el tama-

o de la partcula desempea un

papel decisivo en la sedimenta-

cin. As, mientras las de dimetro

superior a 50 micras sedimentancon rapidez, las menores de 10

micras presentan una velocidad

de sedimentacin muy pequea,

pudiendo permanecer en suspen-

sin durante largo tiempo en la

atmsfera de trabajo o ser arras-

tradas por las corrientes de aire

hasta puntos distantes de su lugar

de origen. Son precisamente las

partculas menores de 10 micras

las que tienen una mayor impor-

tancia desde el punto de vista

fisiopatolgico, ya que la probabili-

23.

FRACCIN RESPIRABLE DE MATERIA PARTICULADA: CONVENIOS Y EVALUACIN AMBIENTAL

N D I C E

1.- Introduccin

2.- Comportamiento de las partculas en el tracto respiratorio

3.- Evolucin de los convenios propuestos para el muestreo de la

fraccin respirable de materia particulada

4.- Evaluacin ambiental de la fraccin respirable

4.1.- Aparatos selectores de la fraccin respirable

4.2.- Soportes de captacin y condiciones de muestreo

5.- Bibliografa

Figura 1.- Comparacin de velocidades de sedimentacin de partculas esfricas de distinto dimetro y densidad.

Son las partculas meno-res de 10 micras las quetienen una mayor impor-tancia desde el punto devista fisiopatolgico, yaque la probabilidad dealcanzar los alvolos pul-monares aumenta a medi-

da que disminuye su di-metro.


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dad de alcanzar los alvolos pul-

monares aumenta a medida que

disminuye su dimetro.

2.- COMPORTAMIENTO

DE LAS PARTCULAS

EN EL TRACTO

RESPIRATORIO

La proporcin de materia parti-

culada que es inhalada por el ser

humano depende de las propie-

dades de las partculas, de lavelocidad y direccin del movi-

miento del aire cercano al cuerpo,

de la cadencia respiratoria y de si

la respiracin es a travs de la

nariz o de la boca. Las partculas

que son inhaladas pueden ser

exhaladas o pueden depositarse

en alguna parte del tracto respira-

torio. Tanto el lugar de depsito

como la probabilidad de exhala-

cin dependen de diversos facto-res: propiedades de la partcula,

tracto respiratorio, etc.

El camino que han de recorrer

en el organismo las partculas de

polvo est constituido por nariz,

faringe, laringe, rbol trqueo-

bronquial y alvolos pulmonares

(Figura 2).

Nariz: constituye un filtro en

el cual el aire es calentado,humedecido y parcialmente

desprovisto de partculas. La

retencin tiene lugar por impac-

to con las paredes nasales y por

sedimentacin. Si las partculas

se han depositado en la zona

anterior, son eliminadas por

estornudos, y si se han deposi-

tado en la zona posterior ciliada

pueden ser extradas al exterior

o llevadas a la faringe.

Faringe y laringe: las part-culas retenidas en la cavidad

bucal, garganta, faringe y larin-

ge, pueden ser eliminadas al

escupir, o por va esofgica.

rbol trqueo-bronquial:en este tramo las partculas pue-

den ser retenidas por impacto

contra las paredes o simple-

mente por sedimentacin, debi-

do a la prdida de velocidad del

aire. Las partculas retenidas

pueden ser impulsadas hacia el

exterior por los cilios que posee

este aparato.

Regin alveolar: las partcu-las que han alcanzado esta

regin se depositan en las pare-

des, tanto por difusin como por

sedimentacin. El mecanismo

de expulsin es muy lento y

slo parcialmente conocido. La

mayor parte de dichas partcu-

las son retenidas en las paredes

alveolares.

Las partculas lquidas o los

componentes solubles de las par-

tculas slidas pueden ser absor-

bidos por los tejidos donde quiera

24.

JULIO - SEPTIEMBRE 2008 PREVENCIN N 185

Figura 2.- Sistema respiratorio.

La norma espaola, UNE-EN 481:1995, define losconvenios para el muestreode las fracciones en fun-cin del tamao de laspartculas, que han de serutilizados para evaluar losposibles efectos contra la

salud que resultan de lainhalacin del aerosol en ellugar de trabajo.


4/8

que se depositen. Las partculas

pueden causar dao en el lugar

de depsito si son corrosivas,radioactivas, o capaces de iniciar

algn otro tipo de dao. Las part-

culas insolubles pueden ser trans-

portadas a otra parte del tracto

respiratorio o del cuerpo, donde

pueden ser absorbidas o causar

un efecto biolgico.

Hay grandes variaciones, de

una persona a otra, en la probabi-

lidad de inhalacin de las partcu-

las, depsito, reaccin frente aldepsito y aclaramiento. Sin

embargo, es posible definir con-

venios para el muestreo selectivo

del aerosol, por el tamao de las

partculas, cuando el propsito

del muestreo est relacionado

con la salud. Estos convenios son

relaciones entre el dimetro aero-

dinmico de las partculas y las

fracciones que han de ser recogi-

das o medidas, que son, aproxi-madamente, las fracciones que

penetran en condiciones medias

en las distintas regiones del tracto

respiratorio. La medicin efectua-

da de acuerdo con estos conve-

nios proporcionar probablemen-

te una mejor relacin entre la con-

centracin medida y el riesgo de

enfermedad.

3.- EVOLUCIN DE

LOS CONVENIOS

PROPUESTOS

PARA EL MUESTREO

DE LA FRACCIN

RESPIRABLE DE

MATERIA PARTICULADA

Han sido numerosas las inves-

tigaciones realizadas para deter-

minar, teniendo en cuenta los fac-

tores fisiolgicos implicados en larespiracin, el grado de deposi-

cin y aclaramiento en los distin-

tos tramos del aparato respirato-

rio.

Las experiencias humanas

han sido tan escasas que, si bien

han puesto de manifiesto las

grandes diferencias de comporta-

miento entre diferentes individuos

normales tanto en la deposicin

como en el aclaramiento de las

partculas, no ha podido llegarse

al establecimiento de unos datos

tipo aplicables a la generalidad de

los casos. La mayora de los estu-

dios han sido por tanto tericos,

bien por experiencias sobre

modelos artificiales, o basados en

experiencias animales.

Se expone a continuacin la

evolucin de los convenios ms

utilizados en Higiene Industrialpropuestos para el muestreo de la

fraccin respirable de materia

particulada.

En 1952, el British MedicalReaearch Council (BMRC) adop-t la definicin de polvo respirable

como aquella fraccin de partcu-

las slidas capaz de alcanzar los

alvolos pulmonares y, por tanto,

susceptibles de originar neumoco-

niosis.

Aos ms tarde, este criterio se

debati en la Conferencia Inter-nacional de Johannesburgo,definindose la fraccin respirable

en trminos de velocidad de cada

libre. Asimismo, se postul un

modelo para su determinacin en

la atmsfera de trabajo que incluye

el 50% de las partculas de 5 m,

el 98% de las de 1 m y excluye

todas aquellas cuyo dimetro es

superior a 7 m.

En 1961, la U.S. AtomicEnergy Commision de los la-mos (AEC) defini la fraccin res-pirable como la porcin de part-

culas que penetran en las partes

no ciliadas de los pulmones y

pueden causar neumoconiosis.

Este organismo tambin desarro-

ll su propio modelo, en el que seincluye el 50% de las partculas

de 3,5 m, el 100% de las de 2

m y se excluye la totalidad de las

que tienen un dimetro superior a

10 m.

Las diferencias que se obser-

van entre estos dos modelos obe-

decen bsicamente a razones de

definicin y diseo. As, mientras

el BMRC basa la seleccin en las

caractersticas de un elutriador

horizontal, la AEC utiliza un

cicln.

25.


Figura 3.- Modelos BMRC, AEC y ACGIH para la fraccin respirable.


5/8

Por su parte, la AmericanConference of GovernmentalIndustrial Hygienists (ACGIH)defini en 1968 la fraccin respi-

rable de modo anlogo a la AEC,

con la nica salvedad de que para

el tamao de 2 m, el modelo

diseado por dicha institucin

establece una preseleccin del

90%.

En la figura 4 se muestran las

curvas correspondientes a estos

tres modelos. Los dimetros se-

alados se refieren a dimetros

equivalentes de las partculas,

entendiendo como tal el dimetro

de una partcula esfrica de den-

sidad la unidad, que tiene la

misma velocidad de cada libre en

el aire que las partculas conside-

radas.

Dadas las diferencias entre

unos modelos y otros, se propuso

una armonizacin internacional

con el objeto de unificar los crite-

rios para la definicin de las dis-

tintas fracciones de la materia

particulada (inhalable, torcica y

respirable). Por lo que respecta a

la fraccin respirable, la definicin

aceptada se apartaba en la

misma medida de las propuestas

por el BMRC y la ACGIH.

Una vez conseguida dicha uni-

ficacin de criterios, cada organis-

mo implicado procedi a su publi-

cacin de forma independiente. LaOrganizacin Internacional deNormalizacin (ISO) public lanorma ISO 7708:1995 y el ComitEuropeo de Normalizacin(CEN) public la norma EN481:1993, que constituye la basepara la elaboracin de la corres-

pondiente norma espaola UNE-EN 481:1995.

Asimismo, la ACGIH siguiendolos criterios propuestos por ISO

incorporaba las nuevas directricesen la Documentacin de los TLVsen la edicin de 1995.

La norma espaola, UNE-EN481:1995, define los conveniospara el muestreo de las fraccio-

nes en funcin del tamao de las

partculas, que han de ser utiliza-

dos para evaluar los posibles

26.


Figura 4.- Valores numricos de los convenios inhalable, torcico y respirable,expresados como porcentaje del aerosol total.

Es necesario que los ins-trumentos utilizados parael muestreo estn deacuerdo con el convenioapropiado a la regin deltracto respiratorio, dondeel depsito de la materiaparticulada a medir podrallegar a producir un efectobiolgico.


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efectos contra la salud que

resultan de la inhalacin del

aerosol en el lugar de traba-jo. Estos convenios se deri-

van de datos experimenta-

les para adultos sanos, defi-

nindose as los correspon-

dientes para las fracciones

inhalable, torcica y respira-

ble

Para los objetivos de

esta norma se aplican las

siguientes definiciones:

Fraccin inhalable: Lafraccin msica del aero-

sol total que se inhala a

travs de la nariz y la boca.

Fraccin torcica: La frac-cin msica de las partculas

inhaladas que penetran ms

all de la laringe.

Fraccin respirable: La frac-cin msica de las partculas

inhaladas que penetran en las

vas respiratorias no ciliadas.

Los convenios para el mues-

treo de las fracciones inhalable,

torcica y respirable son las espe-

cificaciones que deben alcanzar

los instrumentos de muestreo

cuando las fracciones de inters

son las mencionadas. En la figura

4 se indican los valores numri-cos de los tres convenios, como

porcentajes del aerosol total.

En la figura 5 se presentan las

curvas para los convenios inhala-

ble, torcico y respirable, repre-

sentando los porcentajes del

aerosol total bajo convenio frente

al dimetro aerodinmico de las

partculas.

Es necesario que los instru-

mentos utilizados para el mues-

treo estn de acuerdo con el con-

venio apropiado a la regin del

tracto respiratorio, donde el dep-

sito de la materia particulada a

medir podra llegar a producir un

efecto biolgico. Por ejemplo, se

debera seleccionar un equipo

que muestree segn el convenio

para la fraccin inhalable en el

caso de que el aerosol pudiera lle-

gar a producir un efecto biolgico

donde quiera que se deposite. Se

escogera un equipo que mues-

tree segn el convenio para la

fraccin torcica si la regin de

depsito fuese la de los bron-

quios, y segn el convenio para la

fraccin respirable si la regin

fuese la de los alvolos.

Pueden utilizarse instrumentosque recojan las fracciones indivi-

dualmente de acuerdo con los

convenios, o que recojan varias

fracciones simultneamente. Por

ejemplo, un instrumento podra

recoger partculas del aire de

acuerdo con el convenio para la

fraccin inhalable y, a continua-

cin, separarlas de acuerdo con

los convenios para las fracciones

torcica y respirable.

Una aplicacin de la norma

UNE-EN 481 es la comparacin

de la concentracin msica de las

fracciones del aerosol con los

valores lmite. Conviene destacar

respecto a las Directivas

Europeas relevantes, que est

permitido el uso de otros mtodos,

siempre que den lugar a conclu-

siones semejantes o de mayor

rigor. Un ejemplo importante es el

convenio para la fraccin respira-

ble en relacin al cumplimiento

con el valor lmite. Los equiposacordes con el convenio de

Johannesburgo darn, en la prc-

tica, igual o mayor concentracin

msica (hasta un 20% ms) que

los equipos acordes con el conve-

nio para la fraccin respirable

27.


Figura 5.- Convenios para las fracciones inhalable, torcica y respirable, segn normaUNE-EN 481:1995.

En el mercado existen diferentes tipos de ciclones: SKCaluminio, Higgins-Dewell, New IOSH, BGI, 10 mm Nylon, etc.

De todos ellos, el cicln de Higgins-Dewell es actualmenteel ms utilizado en Espaa para la seleccin y recogida dela fraccin respirable.


7/8

dado en esta norma, y por lo tanto,

el uso de equipos que se ajusten

al convenio de Johannesburgoestar en conformidad con la

Directiva Europea.

Es muy importante decir que

los convenios son, necesariamen-

te, slo aproximaciones al com-

portamiento del tracto respirato-

rio. Cada convenio es una aproxi-

macin a la fraccin que llega a

una determinada regin del tracto

respiratorio, no a la fraccin que

all se deposita. En general, laspartculas deben depositarse para

producir un efecto biolgico.

Respecto a esto, los convenios

darn lugar a una sobreestima-

cin del efecto biolgico poten-

cial. El ejemplo ms importante es

el del convenio para la fraccin

respirable que sobreestima la

fraccin de partculas muy peque-

as que se depositan en las vas

respiratorias no ciliadas, ya queuna parte de estas partculas se

exhala sin ser depositada.

4.- EVALUACIN

AMBIENTAL DE LA

FRACCIN RESPIRABLE

4.1.- APARATOS SELECTORES

DE LA FRACCIN RESPIRABLE

Las investigaciones tecnolgi-

cas sobre diseo y construccin

de aparatos selectores de las dis-

tintas fracciones del polvo am-

biental, han experimentado un

gran avance en los ltimos aos.

Sin embargo, la prctica ha

demostrado que ciertos factores

pueden hacer que su rendimiento

de muestreo real difiera del calcu-

lado experimentalmente en ellaboratorio. Este hecho obliga a

tener un buen conocimiento de

las condiciones de utilizacin de


Figura 7.- Esquema de un cicln de Higgins-Dewell.

28.

Figura 6.- Esquema del funcionamiento de un cicln para fraccin respirable


8/8

los aparatos que se vayan a

emplear al objeto de obtener la

mayor representatividad en latoma de muestra.

Por lo que respecta al mues-

treo de la fraccin respirable, los

aparatos ms utilizados en el

campo de la Higiene Industrial

responden al tipo de los ciclo-

nes.

Un cicln es un selector de

partculas cuyo fundamento se

basa en la deposicin selectivaque sufren las partculas ms

gruesas de un aerosol con res-

pecto a las ms finas, debido a la

mayor fuerza centrfuga que

stas adquieren al ser sometido

el aire en que se encuentran sus-

pendidas a un movimiento forza-

do de giro (figura 6).

En el mercado existen diferen-

tes tipos de ciclones: SKC alumi-

nio, Higgins-Dewell, New IOSH,

BGI, 10 mm Nylon, etc. De todos

ellos, el cicln de Higgins-Dewell

es actualmente el ms utilizado

en Espaa para la seleccin y

recogida de la fraccin respirable.

El citado cicln cumple las condi-

ciones de toma de muestras exigi-

das por la Instruccin Tcnica

Complementaria 2.0.02, relacio-

nada con la proteccin de los tra-

bajadores contra el polvo, en rela-cin con la silicosis, en las indus-

trias extractivas.

En la figura 7 aparece un

esquema de dicho cicln con sus

distintos componentes.

4.2.- SOPORTES DE CAPTACIN

Y CONDICIONES DE MUESTREO

Son varios los modelos de por-tafiltros que se comercializan

compatibles con el cicln de

Higgins-Dewell (Figura 8).

La eleccin del filtro para la

captacin de la fraccin respirable

depender del tipo de anlisis que

posteriormente se realice con la

muestra recogida. Habitualmente

el muestreo se lleva a cabo con

filtros de membrana de 37 mm de

dimetro de PVC o steres de

celulosa.

Por lo que respecta a los cau-

dales de aspiracin de las bom-

bas utilizadas durante el mues-

treo, en la figura 9 se indican los

valores recomendados por losfabricantes de tres ciclones para

que sus equipos cumplan las

especificaciones exigidas por los

dos convenios de mayor acepta-

cin:

Curva segn modelo acepta-

do por ACGIH, ISO y CEN, que

responde al convenio definido

en la Norma UNE-EN 481.

Curva segn modelo acepta-do en la Conferencia Interna-

cional de Johannesburgo, en

base al concepto de fraccin

respirable definido por el BMRC.

5.- BIBLIOGRAFA

1.- Laborda R., Velasco J.

Valoracin higinica de contami-

nantes qumicos en el medio labo-

ral. Asociacin para la Prevencin

de Accidentes (APA) 1996.

2.- Norma UNE-EN 481: 1995.

Atmsferas en los puestos de tra-

bajo. Definicin de las fracciones

por el tamao de las partculas

para la medicin de aerosoles.

3.- Ministerio de Industria Tu-

rismo y Comercio. ORDEN ITC/

2585/2007, de 30 de agosto, por

la que se aprueba la Instruccin

Tcnica Complementaria 2.0.02

(BOE, 7 setiembre 2007).

29.


Figura 9.- Caudales de aspiracin recomendados para distintos ciclones para elmuestreo de la fraccin inhalable.

Figura 8: Diferentes tipos deportafiltros.

convenios fracciòn respirable

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