riesgo y control por gas metano en mantenimiento para...
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Facultad de Ingeniería
Trabajo de Investigación
“Propuesta para Reducción del Nivel de
Riesgo y Control por Gas Metano en
Mantenimiento para Redes de
Alcantarillado en Distrito de Paucarpata”
Autor: José Jeremmy Mendoza Apaza - 1422009
Para obtener el Grado de Bachiller en:
Ingeniero de Seguridad Industrial y Minera
Arequipa, Marzo de 2019
ii
RESUMEN
Actualmente se ha visto distintos casos de concentración de metano en distintos rubros y
se saben cuáles son las consecuencias a su exposición directa, de acuerdo a ello que
realizar nuestra investigación, para analizar la concentración de gas metano en las redes
de alcantarillado en la empresa de servicio.
La presente tesis está dirigida a contribuir con la prevención de enfermedades
ocupacionales, que puede producirse por la concentración de gas metano en el proceso
de mantenimiento de redes de alcantarillado, esta evaluación se realizara mediante un
detector de gases, que nos permite evaluar la concentración de gas metano así
completar aspectos importantes de prevención y proponiendo una cultura de Seguridad y
Salud en el Trabajo, en la empresa de servicios. [1] La concentración de metano, se
produce como resultado de un proceso de descomposición anaeróbica que puede darse
en las redes de alcantarillado ya que son lugares de accesos y salidas restringidas. [2]
En tal sentido se propone implementar medidas de control, de carácter inédito, para los
programas de Seguridad y Salud en el Trabajo, siguiendo algunos lineamientos del
proceso de mantenimiento de redes de alcantarillado.
iii
DEDICATORIA
A mi Dios, quien supo guiarme por el buen camino,
darme fuerzas para seguir adelante y no desmayar
ante las adversidades. A mis padres por brindarme
su amor, sus consejos, sus valores y apoyo
incondicional.
iv
AGRADECIMIENTO
A Dios por guiar cada uno de mis pasos hacia el logro esperado.
A mis padres por la vida, su amor, comprensión y sabias enseñanzas.
A la UTP por todas las facilidades en mi proceso de aprendizaje.
A mis profesores por compartir sus conocimientos y a mis amigos por estar
siempre presentes.
A mi Asesor por guiarme para lograr la culminación satisfactoria del presente
trabajo de investigación.
v
ÍNDICE
RESUMEN .............................................................................................................. ii
DEDICATORIA ...................................................................................................... iiiii
AGRADECIMIENTO .............................................................................................. iiv
CAPÍTULO 1
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1. Descripción del Problema ................................................................................. 1
1.2. Objetivos ........................................................................................................... 2
1.2.1. Objetivo General .................................................................................... 2
1.2.2. Objetivos Específicos ............................................................................ 2
1.3. Pregunta de investigación ................................................................................. 3
1.3.1. Pregunta principal de investigación ....................................................... 3
1.4. Justificación del Problema ................................................................................ 3
1.4.1. Justificación Teórica .............................................................................. 3
1.4.2. Justificación Ambiental .......................................................................... 3
1.5. Estado del arte .................................................................................................. 4
CAPÍTULO 2
MARCO TEÓRICO
2.1. Conceptos Generales ....................................................................................... 9
2.1.1. Redes de alcantarillado ......................................................................... 9
2.1.1.1. Definición: ................................................................................. 9
2.1.1.2. Tipos de alcantarillado ............................................................ 10
2.1.1.3. Drenaje Vial ............................................................................ 12
2.1.1.4. Operación del sistema de alcantarillado ................................. 12
2.1.1.5. Mantenimiento del sistema de alcantarillado .......................... 13
2.1.2. Seguridad Industrial ............................................................................. 14
vi
2.1.2.1. Definición ................................................................................ 14
2.1.2.2. Importancia de la Seguridad Industrial ................................... 14
2.1.2.3. Marco Legal ............................................................................ 15
2.1.3. Riesgos Químicos ............................................................................... 16
2.1.3.1. Definición de riesgos químicos ............................................... 16
2.1.3.2. Clasificación del factor de riesgo químico ............................... 16
2.1.3.3. Según el estado físico............................................................. 16
2.1.3.4. Según la forma como se presenta la materia en el medio que
habitamos ............................................................................... 17
2.1.3.5. Según la manera como éstas afectan al organismo ............... 17
2.1.3.6. Exposición a sustancias tóxicas ............................................. 17
2.1.4. Metano ................................................................................................ 18
2.1.4.1. Definición ................................................................................ 18
2.1.4.2. Fuentes del Metano ................................................................ 19
2.1.4.3. Procesos Biológicos ............................................................... 20
2.1.4.4. Sensores ................................................................................. 21
2.1.4.5. Cromatografia de Gases ......................................................... 23
2.1.5. Límites Máximos Permisibles (TLV) .................................................... 24
2.1.5.1. Definición ................................................................................ 24
2.1.5.2. Tipos de Límites Máximos Permisibles (TLV) ......................... 25
CAPÍTULO 3
INDICADORES DE LOGRO DE LOS OBJETIVOS
3.1. Hipótesis y variables ....................................................................................... 26
3.2. Operacionalización de Variables ..................................................................... 27
3.3. Metodología y Método .................................................................................... 28
3.3.1. Método, técnicas y herramientas ......................................................... 28
3.3.1.1. Método .................................................................................... 28
3.3.1.2. Técnica ................................................................................... 29
3.3.1.3. Observación de Campo .......................................................... 29
3.3.1.4. Análisis Documental ............................................................... 29
3.3.1.5. Herramienta ............................................................................ 30
3.3.2. Evaluación de datos ............................................................................ 30
3.3.2.1. Equipos y Materiales............................................................... 30
vii
3.3.3. Recolección de datos .......................................................................... 32
3.3.4. Planificación de muestreo ................................................................... 33
3.3.5. Recursos y materiales necesarios ....................................................... 35
CAPÍTULO 4
RESULTADOS
4.1. Levantamiento de la información del trabajo de investigación ........................ 36
4.2. Procesamiento y sistematización de la información ........................................ 36
4.2.1. Concentración ponderada a la jornada de trabajo (8 horas) ............... 36
4.2.2. Índice de Exposición (dosis) ................................................................ 37
4.3. Análisis de datos ............................................................................................. 39
4.3.1. Evaluación detallada ........................................................................... 39
4.3.2. Concentración ponderada a la jornada de trabajo (8 horas) ............... 40
4.3.3. Índice de Exposición (dosis) ................................................................ 43
4.3.4. Intervalo de Confianza ......................................................................... 44
4.4. Informe del trabajo de investigación ............................................................... 45
4.4.1. Resultados .......................................................................................... 45
4.4.2. Proposición de Medidas de Prevención y Control de Riesgo Químico
para Metano ........................................................................................ 46
4.4.2.1. Sobre el medio de propagación .............................................. 46
4.4.2.2. Sobre el foco de contaminación .............................................. 47
4.4.2.3. Sobre el Trabajador ................................................................ 47
CONCLUSIONES .................................................................................................. 48
RECOMENDACIONES ....................................................................................... 499
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................... 500
ANEXOS ............................................................................................................. 566
viii
Lista de Tablas
Tabla 1: Composición media del aire limpio y seco de gases (no se incluye el
vapor de agua, cuya proporción es muy variable) ................................. 19
Tabla 2: Matriz de operacionalización de variables. ............................................. 27
Tabla 3: Ficha de observación para redes de alcantarillado ................................ 32
Tabla 4: Programación diaria ............................................................................... 33
Tabla 5: Recursos y Materiales ............................................................................ 35
Tabla 6: Nivel de riesgo de acuerdo al índice de exposición ................................ 38
Tabla 7: Valores de metano durante la primera muestra – Manco Cápac ........... 39
Tabla 8: Valores de metano durante la segunda muestra – Ciudad Blanca ......... 39
Tabla 9: Valores de metano durante la tercera muestra – Parque Industrial
APIMA ................................................................................................... 40
Tabla 10: Valores de metano durante la cuarta muestra – Industrial EL CAYRO 40
Tabla 11: Valores de metano durante la quinta muestra – Guardia Civil ............. 40
Tabla 12: Valores de concentración ponderada para jornada de trabajo de
metano .................................................................................................. 41
Tabla 13: Valores de concentración ponderada e índice de riesgo para metano . 44
Tabla 14: Valor del índice de riesgo para metano ................................................ 44
Tabla 15: Valores de índice de confianza para metano ....................................... 44
ix
Lista de Figuras
Figura 1. Sistema de drenaje vial. ........................................................................ 12
Figura 2. Sensor Catalítico ................................................................................... 22
Figura 3: Columna cromatográfica de Tswett. Y = Amarillo, G = Verde ............... 24
Figura 4: Distrito de Paucarpata ........................................................................... 31
Figura 5: Distribución espacial de los puntos que fueron muestreados ............... 34
Figura 6: Comparación de concentración de metano entre los puntos de
medición. ............................................................................................... 41
Figura 7: Comparación entre el LMP de metano y la concentración
ponderada a la jornada de trabajo. ........................................................ 42
Figura 8: Comparación entre puntos críticos ........................................................ 43
Figura 9: Índice de riesgo e intervalo de confianza de gas metano ...................... 45
1
CAPÍTULO 1
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1. Descripción del Problema
Actualmente en el nivel internacional no existe una técnica moderna para la
inspección y mantenimiento de los sistemas de alcantarillado, son personas quienes
realizan este mantenimiento poniendo en riesgo su integridad física, todo esto debido
a los gases tóxicos y accidentes laborales presentes en el ambiente de trabajo. En el
proceso de mantenimiento de redes de alcantarillado se presentan peligros
considerables, como son los accidentes de trabajo y la concentración de gas metano
por los accesos y salidas limitadas del sistema de alcantarillado, por tanto, dificulta el
proceso normal de mantenimiento, en el caso del metano los factores que lo
identifican: gas asfixiante en altas cantidades e inflamable. Nos encontramos ante un
peligro inminente que trae consigo una serie de impactos, mayormente negativos.
En los últimos años en la ciudad de Arequipa se viene dando un problema frecuente
para el proceso de mantenimiento de redes de alcantarillado en diferentes distritos
de la ciudad, ya que se han registrado enfermedades ocupacionales por la
concentración de gas metano, especialmente se identificaron dos trabajadores que
2
realizaban mantenimiento y que estas terminaron gaseadas a causa de gas metano,
donde el primer síntoma que ellos manifestaron fue de asfixia. Sin embargo, no se
está dando la debida importancia con los parámetros y estándares que obliga la Ley
N° 29783 Ley de Seguridad y Salud en el Trabajo. Estas enfermedades
ocupacionales obtenidas durante el trabajo han sucedido por la falta de medidas de
control o supervisión de trabajo, como también por la inexistencia de Procedimientos
Escritos de Trabajo Seguro (PETS).
El proceso de mantenimiento que realiza el personal se estaba dando de forma
convencional sin las medidas de seguridad correspondientes, sin embargo, con la
tesis a desarrollar se analizará, evaluará y propondrá medidas de control, para así
cumplir con lo que obliga la Ley N° 29783 Ley de Seguridad y Salud en el Trabajo.
1.2. Objetivos
1.2.1. Objetivo General
Evaluar y proponer la reducción del nivel de riesgo de gas metano en el
mantenimiento para redes de alcantarillado en el distrito de Paucarpata por
medio de la cromatografía de gases y su elaboración de medidas correctivas y
preventivas.
1.2.2. Objetivos Específicos
Identificar las áreas críticas para realizar el mantenimiento de redes de
alcantarillado.
Analizar las mediciones obtenidas en las áreas críticas para su evaluación
y de esta forma indicar su nivel de riesgo.
Proponer medidas correctivas y preventivas en los lugares donde se
identificó un nivel de riesgo alto o medio con la finalidad de reducir el
riesgo.
3
1.3. Pregunta de investigación
1.3.1. Pregunta principal de investigación
¿En qué medida se puede reducir el nivel de riesgo de gas metano en el
mantenimiento para redes de alcantarillado en el distrito de Paucarpata?
1.4. Justificación del Problema
1.4.1. Justificación Teórica
El sector de servicio, que brindan mantenimiento de redes de alcantarillado en
Arequipa es limitado ya que contamos solo con una empresa. Esta empresa
por lo general siempre es juzgada por la mala calidad de operación que realiza,
así como también por no cumplir con medidas de seguridad al desarrollar sus
actividades de mantenimiento de redes de alcantarillado. Para ello se está
planteando una propuesta para la reducción del índice de accidentabilidad en el
mantenimiento de redes de alcantarillado, para luego dar las respectivas
medidas de seguridad evitando accidentes laborales.
1.4.2. Justificación Ambiental
Actualmente a nivel mundial la contaminación generada por la emisión de
gases está trayendo consigo varias consecuencias, y no solo a seres humanos
y al medio ambiente, sino también a los distintos ecosistemas y organismos
que habitan en ella. Cuando hablamos de contaminación ambiental estamos
hablando de aquellos agentes que pueden ser físicos, químicos o biológicos y
que en cantidades o concentraciones pueden resultar ser nocivos para la
seguridad y salud de la población y de todos los seres vivos que habitan en
ella. [3]
En el presente trabajo se pretende evaluar la concentración de gas metano en
las redes de alcantarillado durante el proceso de mantenimiento, dando así
4
posteriormente un análisis general de los daños que este gas causa al medio
donde se labora.
1.5. Estado del arte
En este artículo dos de los objetivos principales fueron estimar y evaluar las
emisiones de metano (CH4) y que estas eran derivadas de los Desechos
Sólidos Municipales (DSM), alrededor del 10 por ciento se liberaba metano a la
atmósfera y la fuente principal eran los Sitios de Disposición de Desechos
Sólidos (SDDS). El modelo utilizado fue: Datos de actividad, así como,
parámetros de emisión para la utilización de determinación de metano (CH4)
derivadas de los Sitios de Disposición de Desechos Sólidos. [4]
En un estudio en Australia se propuso un modelo teórico empíricamente
ajustado a distintos parámetros de la geometría tubular (tales como son:
relación superficie/volumen) y el tiempo de retención hidráulica (HRT), Se
demostró en este estudio que a mayor relación de superficie/volumen y/o
mayor retención hidráulica (HRT) Las concentraciones de metano disuelto son
mayores. Este modelo simple de detección de metano colabora en que las
autoridades del agua puedan estimar las concentraciones de metano en
diferentes sistemas de alcantarillado. [5]
En el año 2010 se publica un artículo relevante para las investigaciones futuras
sobre metano, da a explicar los orígenes de metano y la concentración que
este alcanzo en las burbujas de gas pantano, y que las concentraciones en la
atmosfera se mantuvieron en alrededor de 750 partes por billón (ppb). Fue así
entonces que casi un siglo después otro científico demostró su poder de gas de
efecto invernadero. [6]
En el año 2012 se publica un artículo en el que especifica las tecnologías
disponibles para la purificación de biogás y que este mismo es usado en la
5
generación de energía eléctrica, tales como, los métodos de purificación por
absorción que se llevan a cabo sobre un material sólido fijo, para este método
se utiliza carbón activado. Se tiene también el método de filtración por
membrana que su objetivo es “filtrar” el biogás. Así como estos se tienen
muchos más. [7]
En este trabajo se realizó la primera cuantificación de H2S + CH4 en colectores
de del área mediterránea, el objetivo principal fue la minimización de ambos
compuestos en estos sistemas. Se planteó que los resultados esperados
servirían para diseñar estrategias para la optimización para aguas residuales.
[8]
Este modelo fue elaborado principalmente por encuestas desarrolladas en
campo de alcantarillas de flujo por gravedad en el centro de Tailandia y este
mismo esta validado por estudios que anteriormente se hizo en Australia,
Queensland y en la zona de Costa de Oro. El ámbito de aplicación de este
modelo es para mejorar la construcción y mantenimiento de sistemas de
alcantarillado de flujo por gravedad, esto para reducir la concentración de
gases de efecto invernadero gases de efecto invernadero, como es, la
concentración de metano. [9]
El Dr. Jorge Pérez plantea metodologías para medir el balance de gases de
efecto invernadero, siendo el metano uno de ellos y siendo principalmente mi
interés de estudio. Para el metano se aplican conceptos de flujos y reservorios,
este gas es considerado para el Dr. Como un biogénico traza y a pesar de su
baja concentración, tiene mucha importancia porque se acción como gas de
efecto invernadero es alta. [10]
El siguiente articulo brinda información sobre los distintos métodos de
cuantificación, recuperación y de una manera valorizar estas emisiones.
6
También relata la identificación de distintas fuentes de emisión de metano en el
sector de petróleo y gas. [11]
En el estudio sobre detección de metano que se desarrolló en Ecuador nos
presenta el diseño e implementación de un robot hexápodo que posee 18
grados de libertad, este tiene diferentes sensores que van desde la detección
de objetos que impidan el libre movimiento del robot hexápodo hasta la
detección del nivel de metano en los diferentes tipos de ambientes donde se
encuentre este gas. [12]
En este otro artículo se implementó un sistema de gestión para la prevención
de accidentes laborales, basadas en la normativa legal de Ecuador y normas
internacionales reconocidas, a fin de mejorar su sistema de gestión. Los
resultados obtenidos fueron el logro e implementación de un sistema de
gestión, fijando plazos establecidos por la organización y cumplimiento todas
las metas, como también, las capacitaciones al personal. En general este
artículo servirá de ayuda para la implementación de medidas de prevención y
corrección para el presente trabajo. [13]
En este otro artículo se emplea la técnica biodigestora, y así contribuir a la
generación de energía eléctrica. Existe también otra alternativa y se consigue a
través de la incineración de potencial energético en los desechos orgánicos.
[14]
Este documento describe el desarrollo de las actividades propuestas para
maximizar la utilidad y cobertura de una red de alcantarillado, o en otras
palabras, una mayor calidad de agua para toda la sociedad, con sistemas
elaborados que facilitan su operación y menos costo. [15]
Para tener un avance de estadísticas recientes de metano (CH4) a través de
investigaciones de gases de efecto invernadero (GEI) se tiene el siguiente
7
artículo que explica el mejoramiento de las actividades agrícolas y el uso de la
tierra para un buen control de mitigación de estos gases de efecto invernadero
(GEI) incluido el metano. [16]
En el presente artículo se describe, y presentan los resultados de los datos
experimentales de un método para medir la cantidad total de biogás generado,
y estimar el porcentaje de metano producidos en la digestión anaerobia,
diferente a la medición con cromatógrafo. [17]
El presente artículo muestra la construcción de un sistema completo para la
puesta en marcha y evaluación de sensores semiconductores, utilizando
equipo y materiales de bajo costo, con el fin de promover el uso de este tipo de
tecnología en el salón clase. [18]
Para el conocimiento general al respecto de metano, sus derivados, su grado
de inflamabilidad, etc. tenemos este otro artículo, que su objetivo principal es
de contribuir al conocimiento de las emisiones de metano, también de las
concentraciones atmosféricas, se utilizó la metodología de recipientes de acero
y restrictores de ingreso de aire. [19]
En este otro artículo se propone como solución utilizar sensores
semiconductores de óxido de metales, los cuales se pueden implementar para
un sistema de monitoreo en línea. Estos sensores reaccionan ante la presencia
de gases en el ambiente reduciendo su resistencia eléctrica mediante un
material semiconductor a base de óxido de estaño (SnO2), el cual al entrar en
contacto con el gas metano y dióxido de carbono modifica sus propiedades
conductivas, es decir la resistencia sensitiva se reduce, por consiguiente
aumenta el voltaje de respuesta, se obtuvo resultados esperados al determinar
la concentración de metano. [20]
8
Este artículo será de mucha ayuda para el presente trabajo, pues, proponen
medidas preventivas y correctivas para la exposición a tolueno y hexano, dos
componentes que resultan perjudiciales para la salud humana en altas
concentraciones. Con medidas de bajo costo y fácil implementación se logra
prevenir la exposición a estos dos componentes, en este trabajo se plantearon
la meta de lograr al máximo la disminución de estos dos componentes en el
área de tapicería de una fábrica ecuatoriana. [21]
El objetivo del artículo presente es proponer ajustes para las emisiones de CH4
de los sistemas de tratamiento aeróbico, se planteó dos instalaciones de
tratamiento de lodo activado y se determinó que los cambios propuestos son
compatibles con la evaluación in situ de las emisiones fugitivas de CH4. [22]
En el presente artículo desarrollado en la ciudad de Lima nos presenta la
propuesta de un programa de mantenimiento para el mantenimiento de
buzones de alcantarilla, donde nos especifica la distancia de profundidad, así
como, el mantenimiento preventivo al realizar en estos sistemas de
alcantarillado sanitario y pluvial. [1]
9
CAPÍTULO 2
MARCO TEÓRICO
2.1. Conceptos Generales
2.1.1. Redes de alcantarillado
2.1.1.1. Definición:
Las redes de alcantarillado forman parte de la gestión de aguas
residuales urbanas y aguas pluviales, su función principal es
transportar las aguas residuales y/o aguas pluviales al medio receptor
o a una planta de tratamiento. [8]
El alcantarillado consiste es un sistema de estructuras/conductos
enterrados a los que tienen por nombre alcantarillas, y que por estas
circulan aguas residuales o también aguas pluviales para una
disposición final. [23]
10
2.1.1.2. Tipos de alcantarillado
Los tipos de alcantarillado que evacúan las aguas residuales
domésticas y aguas de lluvias son: [24]
A. Sistemas Convencionales
Son generalmente construidas en el centro de calles, avenidas en
pendiente, también son conocidos por ser el método más popular
de recolección y transporte de aguas residuales o aguas pluviales.
[25]
a. Alcantarillado Combinado:
Sistema compuesto para la recolección y transporte de aguas
residuales y aguas pluviales. [26]
b. Alcantarillado Separado:
Se realiza de manera opuesta al alcantarillado combinado y es
un sistema independiente, tanto para aguas residuales y aguas
de lluvia. [24]
B. Sistemas No Convencionales
Son sistemas de costo relativamente más bajo que los sistemas
convencionales, ya que se utiliza tecnología en la operación y
mantenimiento, se dividen en: [24]
a. Alcantarillados simplificados:
El costo de construcción es relativamente bajo por la
excavación no muy profunda para los colectores. Están
formadas por un sistema de tuberías y colectores para la
recolección y transporte de los desagües. [25]
11
b. Alcantarillados condominiales:
Las aguas residuales son captadas de viviendas no mayor a
una (1) Ha y posteriormente trasladadas a la red pública
municipal o plantas de tratamiento. [24] Un conjunto de lotes es
un solo cliente, esto permite que los efluentes se dirijan a la red
principal. [27]
c. Alcantarillado sin arrastre de sólidos:
Son tuberías pequeñas de plástico las cuales colectan las
aguas residuales o efluentes de la vivienda para su tratamiento
posterior. [28]
Estos sistemas son de mayor control en aguas residuales. Las
aguas residuales son descargadas en un tanque interceptor,
donde los sólidos se retienen y degradan. [24]
C. Sistemas In Situ
Sistemas de costo muy bajo, son sistemas donde la disposición de
aguas residuales se realizan in situ, tales como: Tanques sépticos,
letrinas. Son apropiadas en áreas donde la población es escasa.
[24]
D. Sistemas de Alcantarillado Pluvial
Es aquel que mediante un sistema de canaletas de evacuación
transporta las aguas provenientes de lluvias, dichas aguas son
recolectadas de las vías públicas y de conexiones domiciliarias para
luego ser trasladadas a una red de tuberías que tienen su sistema
de drenaje donde finalmente llegan a un cauce de ríos o mares. [1]
12
2.1.1.3. Drenaje Vial
A. Definición
Son elementos de estructuras que permiten evacuar el agua a
través de escorrentía y precipitación. Pueden ser de control y
protección. [29]
Figura 1. Sistema de drenaje vial
Fuente: Luis Bañon Bláquez.
B. Drenaje Longitudinal
Es la transcurrencia de aguas por una pendiente, o por una vía,
pero que de tal manera no afecte la estructura de la vía ni tampoco
su libre tránsito. [30]
2.1.1.4. Operación del sistema de alcantarillado
A. Definición
Se define como operación de un sistema de alcantarillado al
conjunto de actividades que tiene como objetivo el recibir y evacuar
las aguas residuales, esto sin poner en riesgo la salud de las
personas de la localidad, así como el personal que labora dentro de
estas. [31]
13
B. Tipos de Operación:
Los diferentes tipos de operaciones son: [32]
Estado general de las instalaciones.
Ocurrencias de obstrucciones y rupturas.
Ocurrencias de conexiones clandestinas.
2.1.1.5. Mantenimiento del sistema de alcantarillado
A. Definición:
Es el conjunto de actividades que se realiza a un sistema para
prevenir posibles imperfecciones o daños al mismo y así lograr el
buen funcionamiento del sistema. [33]
B. Tipos de mantenimiento de un sistema:
Los tipos de mantenimiento son:
Consiste en un conjunto de acciones con el objetivo de no cesar la
operación, como tampoco la eficiencia operativa, con este tipo de
mantenimiento se evitará fallos en el sistema, y por ende continuas
reparaciones. [34]
Se debe realizar una inspección y limpieza planificada
especialmente a los componentes de sistema de alcantarillado. [31]
a. Mantenimiento Correctivo
Es el conjunto de trabajos para corregir algún problema que se
haya presentado. [35]
También se define como el conjunto de actividades cuando el
sistema de red/estructuras ha fallado en su totalidad. [26]
14
b. Mantenimiento de renovación
Este mantenimiento consiste en desarmar los equipos y
cambiar piezas que resulten indispensables para el buen
funcionamiento, para considerar que se encuentran en un
estado de equipos nuevos. [31]
2.1.2. Seguridad Industrial
2.1.2.1. Definición
La organización dentro del ámbito de la seguridad tiene como primer
objetivo salvaguardar la integridad física de las personas y la salud de
estas mismas, esto lo logra a través de estándares ya establecidos y
también a través de una cultura de mejora continua en la misma
organización. [36]
2.1.2.2. Importancia de la Seguridad Industrial
En el devenir de la historia es difícil precisar el momento en que la
seguridad industrial se convirtió en una especialidad. La seguridad
industrial ha abarcado relación en otras profesiones y disciplinas,
como, la medicina, derecho, las matemáticas, la psicología, la
sociología que son directamente evidentes y necesarias. En este caso
en la actualidad se estaría hablando que la seguridad industrial ya no
formaría parte de una especialidad, si no también, como una
profesión, como las anteriores mencionadas, por el ámbito que se
estaría creando y a su vez la importancia que este está generando.
[37]
15
2.1.2.3. Marco Legal
A. Legislación Nacional
a. Ley 29783 Ley de Seguridad y Salud en el Trabajo
El objeto de la ley 29783 La Ley de Seguridad y Salud en el
trabajo tiene como objetivo promover una cultura de seguridad
en el ámbito del trabajo. Para ello, toda la organización, desde
el estado hasta la participación de los trabajadores, deben de
sentir compromiso, difundir y cumplir la normativa sobre la
materia. [38]
b. D.S. 055 Reglamento de la Ley 29783
Tiene como objetivo promover una cultura de prevención, a
toda persona bajo formalidad formativa, también incluye a
aquella que sin prestar servicios se encuentre en el lugar de
trabajo. [39]
B. Legislación Internacional
a. Manual ACGIH (Manual de Ventilación Industrial)
El Manual de Ventilación Industrial más conocido por sus siglas
en inglés ACGIH, es un manual creado en Centroamérica
Estados Unidos que recoge la experiencia de más de 40 años
en Estados Unidos sobre el diseño y verificación de sistemas
de ventilación. [40]
Este manual contiene 10 capítulos divididos respectivamente
en secciones, pues fue creado para presentar información
16
exacta y confiable con respecto al tema que constituye su
objetivo. [40]
2.1.3. Riesgos Químicos
2.1.3.1. Definición de riesgos químicos
Toda sustancia orgánica o inorgánica que puede ser natural o sintética
y que en cantidades proporcionadas tienen la probabilidad de causar
un efecto en las personas causándoles lesiones a su salud. [41]
2.1.3.2. Clasificación del factor de riesgo químico
La clasificación del factor de riesgo químico se pueden clasificar en:
[42]
Según el estado físico;
Según la forma como se presenta la materia en el medio que
habitamos;
Según la manera como éstas afectan el organismo humano
2.1.3.3. Según el estado físico
Gases y Vapores: No se separan al mezclarse con el aire, los
gases son aquellos que normalmente sin variar la temperatura y
presión se encuentran en estado gaseoso, los vapores provienen
de una fuente que en condiciones anteriores era líquidas. [42]
Sustancias Líquidas: Muchos productos desprenden vapores
inhalables que también resultan ser altamente tóxicos. [43]
Sustancias Sólidas: Aquellas que pueden causar envenenamiento
químico, algunos pueden causar envenenamiento si se está en
contacto con la piel o al momento de ingerir un alimento. Pueden
17
ser inflamables y explosivos, como también corrosivos para la piel.
[43]
2.1.3.4. Según la forma como se presenta la materia en el medio que
habitamos
Aerosoles: Dispersión de partículas en un medio gaseoso. [41]
Humos: A causa de una combustión incompleta donde las
partículas se encuentran suspendidas en el aire. [44]
Fibras: Partículas cuya longitud es el triple de su ancho. [41]
También se define como la desintegración de materiales orgánicos
e inorgánicos. [44]
2.1.3.5. Según la manera como éstas afectan al organismo
Vía Respiratoria: Las sustancias toxicas que se encuentran en
forma de gas, vapor, humo, polvo pueden pasar a los pulmones por
medio de la respiración. [45]
Vía Dérmica: Es toda la superficie que rodea al cuerpo humano, es
absorbida a través de los poros, dependiendo de las condiciones
en que se encuentre la persona. [42]
Vía Parenteral: El toxico que penetra por esta vía logra pasar a la
sangre sin dificultades. [46]
2.1.3.6. Exposición a sustancias tóxicas
Se dice que cuando una persona entra en contacto con la sustancia se
dice que está expuesta. [45]
La exposición puede ser única, como también darse en determinadas
oportunidades. [45]
18
A. Exposición aguda:
Cuando una dosis alta entra al organismo en un corto periodo de
tiempo. [42] Se da en una exposición aguda al tóxico y una rápida
absorción del organismo. [46]No siempre se manifiesta
inmediatamente después de la exposición que pueden ser minutos
u horas. [47]
B. Exposición Crónica:
Más frecuente en el ámbito laboral [46] Se da cuando se aplica
pequeñas dosis repetidas que durante un largo tiempo son
absorbidas. [42]
2.1.4. Metano
2.1.4.1. Definición
Es un gas que no tiene olor, no tiene color y no se puede diluir en
agua. Su fórmula química es CH4. Es un gas muy inflamable. Es
también uno de aquellos gases de efecto invernadero potencialmente
de impacto negativo. [48]
Este gas es presenciado es muchos lugares como vertederos, minas
de carbón abandonadas, etc. Es producido por descomposición
anaeróbica, o sea sin la presencia de oxigeno e la materia orgánica.
[48]
19
Tabla 1: Composición media del aire limpio y seco de gases (no se incluye el vapor de agua, cuya proporción es muy variable)
COMPONENTE PORCENTAJE EN VOLUMEN
Nitrógeno (N2) Oxígeno (O2) Dióxido de carbono (CO2) Helio (He) Metano (CH4) Hidrógeno (H2) Monóxido de Carbono (CO) Dióxido de Azufre (SO2) Sulfuro de Hidrógeno (SH2)
78.085 20.946 0.0314
0.000524 0.00015 0.00005 0.00001
0.00000002 0.00000002
Fuente: Análisis de la calidad del aire atmosférico
2.1.4.2. Fuentes del Metano
El metano tiene diferentes fuentes, entre ellas tenemos:
A. Sistemas de Petróleo y Gas
Que son emitidas en procesos de industrias de petróleo y de gas
natural, pueden darse e operaciones normales o mantenimientos
planificados. [49]
B. Vertederos
Conlleva la recolección y combustión o uso de los gases de
vertederos. Las tecnologías de utilización de gases de vertederos
se concentran en la generación de electricidad y el uso directo de
gas. La generación de electricidad conlleva la transferencia de
metano recolectado por tuberías hacia motores de pistones o
turbinas de combustión en los que puede convertirse en energía.
[50]
C. Fuentes Biogénicas
Están relacionadas con la descomposición de la materia orgánica
en condiciones donde no es necesario el oxígeno (humedales,
20
fermentación entérica, cultivos de arroz, rellenos sanitarios y
termitas). [51]
D. Minas de Carbón
Todo el proceso de extracción, procesamiento, almacenamiento y
transporte de carbón son causas de liberación de gas metano,
también son causas directas las minas abandonadas de carbón,
tanto subterráneas como en la superficie. [49]
2.1.4.3. Procesos Biológicos
A. Definición
Es el proceso de obtención de energía o traspaso de energía,
donde interactúan los organismos heterótrofos. Desde el hombre
hasta los organismos unicelulares transforman la materia orgánica
en biomasa celular, es allí donde liberan energía. [52]
Por otro lado es el tratamiento de aguas residuales, tiempos atrás el
tema se dirigió a la eliminación de materia orgánica, recientemente
este tema ha entrado en debate y principalmente es discutido por
los impactos negativos que este trae consigo. [53]
B. Clasificación de los Procesos Aerobios
Estos procesos biológicos se clasifican en dos:
a. Aerobios:
Es la ruptura de la estructura molecular, una vez que los
microorganismos con ayuda de suficiente oxígeno disuelto en
21
el agua han alcanzado su desarrollo y su reproducción para
obtener productos tan simples como CO2, agua, sulfatos,
nitritos. [54]
Es cuando interactúan microorganismos en su mayoría
protozoos y bacterias en presencia de oxígeno disuelto sobre la
materia orgánica, convirtiendo en un producto final. [55]
b. Anaerobios:
Son contrariamente al proceso aerobio, estos procesos ocurren
en ausencia de oxígeno, requieren oxigeno molecular para
iniciar una biodegradación de residuos orgánicos. Resultados
de este proceso son ácido sulfhídrico, amonio y metano. [54]
2.1.4.4. Sensores
A. Definición
Existen una gran parte de sensores que tienen diferente
funcionamiento, existen dos grupos de sensores de gas: el primero
lo conforman aquellos que están directamente en contacto con el
gas, por el medio de absorción o reacciones químicas; el segundo
por emisiones infrarrojas o ultrasónicas. [56]
Sensores catalíticos. A estos sensores también suelen
llamarlos pellistores -palabra formada por la combinación de las
palabras en inglés pellet y resistor-. Su funcionamiento es por la
oxidación del gas vía catalítica. Dado que estos son los sensores
de gas más asequibles para el público en general, se ahondará
un poco más en su configuración y en su funcionamiento. [56]
22
Figura 2. Sensor Catalítico
Fuente: ¿Cómo funcionan los sensores de gas?
Estos sensores están compuestos por dos bobinas de platino,
ambas encapsuladas en un material cerámico de alúmina. Uno de
estos encapsulados está cubierto de un material catalizador
(normalmente de paladio) que causa y acelera la oxidación del
elemento (esta parte es conocida como elemento detector) mientras
que el otro encapsulado no tiene ese material para la oxidación del
gas (esta parte se conoce como elemento de referencia), por lo que
es inerte. [56]
El principio de operación de este sensor consiste en la oxidación
del gas en la superficie del elemento catalítico por medio de calor
generado a partir de una corriente eléctrica que circula por la
bobina. La corriente pasa por la espira hasta alcanzar una
temperatura entre los 450°C y los 550°C, permitiendo la oxidación
del gas. Cuando este gas ha sido oxidado (se ha quemado),
provoca un incremento superior de temperatura en la bobina tratada
y no en la otra, ocasionando un desajuste en el circuito mediante la
variación de la resistencia eléctrica, ya que el incremento de la
23
temperatura en el elemento detector provoca un aumento en su
resistencia eléctrica mientras que en el elemento de referencia su
resistencia eléctrica permanecerá sin cambios. [56]
2.1.4.5. Cromatografia de Gases
A. Definición
La cromatografía es utilizada para separar dos componentes entre
dos fases, entre las partes están una estacionaria y otra que está
en constante movimiento. Esta puede ser analítica, para
conocimiento de los químicos presentes, y también preparativa para
purificar químicos. [57]
Fue el botánico ruso Mikhail Tswett en 1906 quien elaboró la
primera técnica, donde a grandes rasgos separó los pigmentos de
una hoja con ayuda de una alúmina. La clave de éxito de Tswett fue
la aplicación de la mezcla en una zona estrecha para una posterior
aplicación del solvente fresco. [57]
24
Figura 3: Columna cromatográfica de Tswett. Y = Amarillo, G = Verde
Fuente: Cromatografía de gases, L. Olguín & H. Rodríguez
2.1.5. Límites Máximos Permisibles (TLV)
2.1.5.1. Definición
Se refiere a la medida de concentración de parámetros físicos,
químicos y biológicos que caracterizan a una emisión, que al
sobrepasar puede causar graves daños a la salud, a la calidad de vida
del humano y al ambiente.
Estos estándares son brindados por el Ministerio del Ambiente y otros
organismos involucrados, así mismo, las sanciones y supervisión son
establecidos por dicho organismos. [58]
25
2.1.5.2. Tipos de Límites Máximos Permisibles (TLV)
A. TLV – TWA
Es la concentración media ponderada a la que los trabajadores
pueden estar expuestos 8 horas laborales y una semana laboral de
40 horas por semana. Este tipo de límite máximo permisible no
tiene efectos adversos durante el tiempo especificado
anteriormente. [59]
B. TLV - STEL
Se especifica como la media ponderada para 15 minutos, no debe
de sobrepasar en ningún momento el tiempo establecido en una
jornada de trabajo. [60]
C. TLV – Ceiling
Es la concentración que no se podrá sobrepasar en ningún
momento durante el desarrollo del trabajo, se entiende que al
realizar la medición no se pueda hacer instantáneamente, se podrá
dar un lapso de 15 minutos, excepto aquellas que causen irritación
inmediata. [61]
26
CAPÍTULO 3
INDICADORES DE LOGRO DE LOS OBJETIVOS
3.1. Hipótesis y variables
En esta investigación se está aplicando el diseño descriptivo, se formularon hipótesis
estadísticas, teniendo en cuenta al inicio de que el diseño del sistema y su
funcionamiento, están descritos en los casos 1 y 2.
Caso 1:
Ho: La metodología aplicada para el proceso de mantenimiento no favorece al
desarrollo normal de las actividades por parte del personal.
H1: La metodología aplicada para el proceso de mantenimiento si favorece al
desarrollo normal de las actividades por parte del personal.
Caso 2:
Ho: Puede mejorar el funcionamiento de las actividades.
H1: No puede mejorar el funcionamiento de las actividades.
27
3.2. Operacionalización de Variables
Variable dependiente: Índices de Asfixia
Variable independiente: La concentración de gas metano / cromatografía de gases
Tabla 2: Matriz de operacionalización de variables.
VARIABLE DIMENSIONES INDICADORES SUB
INDICADORES UNIDAD DE
MEDIDA
Dependiente Índices de Asfixia
Concentración de metano.
Personal expuesto a accidentes de trabajo.
Personal capacitado.
N° de personas Implementación de EPP’s.
Incidentes registrados.
Dificultad del desarrollo de las actividades.
Aplicación con los permisos de trabajo.
N° Documentos no
implementados
No tener una programación de trabajo.
No cumplir con la Ley 29783.
La exposición del personal a la
concentración de metano.
Peligro latente para el personal.
Monitoreo constante del trabajo.
N° personal capacitado en mantenimiento
Personal capacitado.
Dificultad del área de trabajo.
Supervisión constante.
No contar con los permisos escritos de
trabajo.
Implementación de permisos.
N° personal capacitado en
llenado de documentos
Independiente La concentración de
gas metano / Cromatografía de
gases
Estrategias para la medición de
metano.
El desarrollo del trabajo en campo.
Plan de acción.
Determinación en partículas por
millón (ppm)
Desarrollo óptimo.
La concentración de metano.
Alta concentración.
Uso de material.
Estrategias para analizar la
concentración de metano.
De acuerdo a manual ACGIH
Se aprobara el trabajo.
Determinación en partículas por
millón (ppm)
Control óptimo.
Difusión del cálculo.
Comparar con los parámetros según
norma.
Aprobación del método.
Aplicación del método.
28
3.3. Metodología y Método
En este capítulo de se presentará la metodología utilizada para la detección de
concentración de gas metano en las redes de alcantarillado y el nivel de riesgo. Así
se detallará el armado del procedimiento utilizado para la recolección de muestras, la
puesta de campo, el modo de recolección y el método que se empleará para la
determinación de la concentración de metano en las muestras obtenidas.
3.3.1. Método, técnicas y herramientas
3.3.1.1. Método
Para el presente trabajo el método que fue escogido como el más
apropiado para la “Propuesta para Reducción del Nivel de Riesgo en
Mantenimiento para Redes de Alcantarillado en Distrito de
Paucarpata” es el Método de Análisis Cromatográfico de gases.
Para este método MACG es necesario identificar los puntos de
medición en el espacio geográfico del área crítica, y según el trabajo
se utilizó un histórico en temporada de lluvias de buzones que han
colapsado y esta información fue relevante para utilizar el método.
El método MACG consiste en la lectura de un gas presente en un
determinado lugar donde exista concentración de gases. La lectura es
con ayuda del instrumento Detector multigases 4–gases ALTAIR® 4
que tiene el principio de operación de catalizar el gas en su interior y
brindar una lectura rápida que serán parte importante de la evaluación.
Según los puntos determinados se establece las fórmulas que serán
aplicadas para la evaluación del nivel de riesgo, que según el manual
ACGIH son considerados nivel bajo, nivel medio, nivel alto y nivel muy
alto.
29
Es necesario tomar muestras del gas a medir (en este caso gas
metano) y medir el porcentaje de concentración de metano, todo ello
con la unidad de medida que es partículas por millón (ppm).
Parte muy importante del método es el análisis de los resultados,
donde se determina cuán importante es el nivel de riesgo hallado.
3.3.1.2. Técnica
La técnica a utilizar es; La observación de campo y el análisis
documental que estos a su vez en grupo proporcionan información
para el diagnóstico de la situación actual.
3.3.1.3. Observación de Campo
Para el propio desarrollo del presente trabajo se utiliza la
observación directa en el punto de medición, esto además ayuda
en la identificación de peligros, y así, de una manera reducir el
índice de accidentabilidad.
3.3.1.4. Análisis Documental
Esta técnica ayudará a la recuperación de información para
después analizarla y así tener un segundo documento de
información más específica y de importancia para el presente
trabajo.
La documentación será brindada por la empresa que se encuentre
en este rubro.
30
3.3.1.5. Herramienta
La herramienta o el instrumento a utilizar es Detector multigases 4–
gases ALTAIR® 4 que monitorea los gases en el aire ambiente y en la
zona de trabajo.
3.3.2. Evaluación de datos
3.3.2.1. Equipos y Materiales
A. Equipos
01 Detector multigases 4–gases ALTAIR® 4
01 Laptop LENOVO Intel Core I5
01 Calculadora científica CASIO fx-991ES PLUS
B. Materiales
Barreta, pala y herramientas para levantar las tapas, para la
medición en tuberías.
Cuerdas, linternas, escaleras simples
Equipo de seguridad que incluya detector de gases y mascarillas
de seguridad.
C. Descripción del lugar
El distrito de Paucarpata se encuentra en la provincia de Arequipa,
región de Arequipa. “Andén Florido” es el nombre traducido de dos
palabras quechuas que caracterizan a este distrito, se denomina así
por los andenes que dejo la época prehispánica.
31
D. Ubicación
País : Perú
Departamento : Arequipa
Provincia : Arequipa
Coordenadas : 16°24′28″S 71°39′47″O
Superficie : 31.07 km²
Altitud : 2 410 m s. n. m.
E. Clima
Temperatura Anual : 13,1ºC, Mínima (invierno): 2,4ºC y
Máxima (verano): 23,4ºC
Precipitaciones : En verano.
Humedad : Carencia de humedad por falta de
vegetación.
Vientos : En el día en sentido noreste, a una
velocidad de 13 km/h.
Figura 4: Distrito de Paucarpata
Fuente: Google Maps
32
3.3.3. Recolección de datos
Se empleará la ficha que se muestra a continuación.
Tabla 3 Ficha de observación para redes de alcantarillado
FICHA DE OBSERVACIÓN PARA REDES DE ALCANTARILLADO
Lugar: Fecha: Observador:
Hora:
Lugar crítico: Datos Parámetro Observaciones
Manco Capac
Urb. Ciudad Blanca
Parque Industrial APIMA
Industrial EL CAYRO
Guardia Civil
33
Para la recolección de datos se empleará el siguiente formato:
Tabla 4 Programación diaria
3.3.4. Planificación de muestreo
La planificación se realizar de la siguiente manera, se llevará a cabo el
muestreo durante un promedio de 1 mes, se realizarán tres (3) mediciones en
cinco (5) lugares distintos.
DEPARTAMENTO DE MANTENIMIENTO
Programación Diaria
MIERCOLES 24 DE OCTUBRE DEL 2018 TURNO DIA DE 7:00 am. A 15:45 pm.
UNIDAD
PERSONAL DE TRABAJO
ZONA DE TRABAJO % DE
CONCENTRACIÓN
M e
dic
ion
es
B - 1
Manco Capac
Manco Capac
Manco Capac
B - 2
Urb. Ciudad Blanca
Urb. Ciudad Blanca
Urb. Ciudad Blanca
B - 3
Parque Industrial APIMA
Parque Industrial APIMA
Parque Industrial APIMA
B - 4
Industrial EL CAYRO
Industrial EL CAYRO
Industrial EL CAYRO
B - 5
Guardia Civil
Guardia Civil
Guardia Civil
OBSERVACIONES
INASISTENCIA
VºBº
MONITOR
34
Figura 5: Distribución espacial de los puntos que fueron muestreados
Fuente: Google Maps
35
3.3.5. Recursos y materiales necesarios
A continuación, se presenta una lista de recursos y materiales que serán
necesarios para la ejecución de este trabajo.
Tabla 5 Recursos y Materiales
N° DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD
1 EQUIPOS DE SEGURIDAD PERSONAL
Calzado de seguridad Guantes de Cuero corto Casco Anteojos de Seguridad Protector auricular Mascarillas para polvo con filtro N 95 Chaleco verde perico fosforescente
UND UND UND UND UND UND UND
01 01 01 01 01 01 01
2 EQUIPOS DE PROTECCION COLECTIVA
Cintas de Señalización Cachacos Letrero de señal preventiva Conos de señalización
UND UND UND UND
01 01 01 01
3 HERRAMIENTAS MANUALES
Barreta Palas Alicate Universal Comba de 1.5 Kg. Wincha
UND UND UND UND UND
01 01 01 01 01
4 EQUIPOS
Detector multigases 4–gases ALTAIR® 4 UND 01
5 UTENSILIOS
Cuerdas Linternas Escaleras
UND UND UND
01 01 01
Fuente: Elaboración propia
36
CAPÍTULO 4
RESULTADOS
4.1. Levantamiento de la información del trabajo de investigación
Para el levantamiento de información del presente trabajo se utilizará la siguiente
ficha (ver Anexo 1) y posteriormente el formato (ver Anexo 2).
4.2. Procesamiento y sistematización de la información
4.2.1. Concentración ponderada a la jornada de trabajo (8 horas)
Según la norma NTP 553 se puede muestrear durante las 8 horas que dura la
jornada laboral, en otros casos puede ser inferior a esta.
Es real que la concentración de gases en el ambiente puede variar
aleatoriamente durante el transcurso de la jornada de trabajo o de esta a otra.
Se presenta a continuación la ecuación para obtener la concentración de una
jornada.
37
Donde:
Ci: Valor de la concentración media
Ti: Tiempo que duró la respectiva medición
C8: Concentración hallada ponderada en toda la jornada de trabajo (8horas)
4.2.2. Índice de Exposición (dosis)
Se analizará el elemento químico con la siguiente fórmula, para así detallar el
índice de exposición:
Donde:
Ci : Concentración hallada ponderada en la jornada de trabajo
(8horas) del agente químico.
TLV – TWAi : Valor umbral del agente químico
I : Índice de exposición
Si el índice de exposición es mayor a la unidad se deberán tomar medidas
correctivas lo más pronto posible. Si al contrario el índice de exposición es
menor a la unidad estamos frente a un índice de exposición aceptable. Si los
valores obtenidos se acercan a la unidad se deberá tomar acciones para la
disminución de la concentración del personal.
Si el valor de exposición fuera mayor a 1 el riesgo no es aceptable, por lo tanto,
se realiza otra ecuación donde se incluye el coeficiente de variación, donde a
su vez se muestran los valores aproximados:
38
Dónde:
I : Valor del índice de exposición
CVt : Coeficiente de variación
Imax : Índice de exposición máximo
Imín : Índice de exposición mínimo
La finalidad de estos cálculos es identificar el nivel de riesgo para así tomar las
respectivas medidas preventivas y correctivas. El siguiente cuadro está basado
en el manual ACGIH (Manual de Ventilación Industrial). También se obtendrá el
índice de exposición (dosis) en base al siguiente cuadro:
Tabla 6: Nivel de riesgo de acuerdo al índice de exposición
Índice de exposición (dosis) Riesgo Observaciones
I < 0,5 Riesgo Bajo -------------
0,5 ≤ I ≤ 1 Riesgo Medio Acción correctiva
1 ≤ I ≤ 2 Riesgo Alto Medida de Control
I > 2 Riesgo Crítico Medida de Control
Fuente: CENELEC, 1995
39
Determinando todo lo que se evaluará, a continuación, se mostrará las
concentraciones obtenidas:
4.3. Análisis de datos
4.3.1. Evaluación detallada
En la medición de la concentración de gas metano en los lugares de medición
se obtuvieron los siguientes datos, cabe detallar que las características de los
buzones muestreados se encuentran en el Anexo 1, donde se identifican los
peligros y se evalúan los riesgos presentes en cada punto de muestreo.
Tabla 7: Valores de metano durante la primera muestra – Manco Cápac
Datos del equipo Detector multigases 4–gases
ALTAIR® 4
Área Crítica Manco Capac
Altura de buzón de alcantarilla (m) 2.30
Temperatura Inicial del muestreo (°C) 20.35
Temperatura Final del muestreo (°C) 20.53
Metano en el aire muestreado (mg/mᵌ) / (ppm) 494.06/755
Fuente: Elaboración propia
Tabla 8: Valores de metano durante la segunda muestra – Ciudad Blanca
Datos del equipo Detector multigases 4–gases
ALTAIR® 4
Área Crítica Ciudad Blanca
Altura de buzón de alcantarilla (m) 1.74
Temperatura Inicial del muestreo (°C) 21.44
Temperatura Final del muestreo (°C) 21.50
Metano en el aire muestreado (mg/mᵌ) /(ppm) 412.27/630
Fuente: Elaboración propia
40
Tabla 9: Valores de metano durante la tercera muestra – Parque Industrial APIMA
Datos del equipo Detector multigases 4–gases
ALTAIR® 4
Área Crítica Parque Industrial APIMA
Altura de buzón de alcantarilla (m) 2.56
Temperatura Inicial del muestreo (°C) 20.70
Temperatura Final del muestreo (°C) 20.86
Metano en el aire muestreado (mg/mᵌ)/(ppm) 530.06/810
Fuente: Elaboración propia
Tabla 10: Valores de metano durante la cuarta muestra – Industrial EL CAYRO
Datos del equipo Detector multigases 4–gases
ALTAIR® 4
Área Crítica Industrial EL CAYRO
Altura de buzón de alcantarilla (m) 2.05
Temperatura Inicial del muestreo (°C) 20.43
Temperatura Final del muestreo (°C) 20.53
Metano en el aire muestreado (mg/mᵌ)/(ppm) 403.76/617
Fuente: Elaboración propia
Tabla 11: Valores de metano durante la quinta muestra – Guardia Civil
Datos del equipo Detector multigases 4–gases
ALTAIR® 4
Área Crítica Guardia Civil
Altura de buzón de alcantarilla (m) 2.45
Temperatura Inicial del muestreo (°C) 21.00
Temperatura Final del muestreo (°C) 21.05
Metano en el aire muestreado (mg/mᵌ)/(ppm) 510.43/780
Fuente: Elaboración propia
4.3.2. Concentración ponderada a la jornada de trabajo (8 horas)
Para la evaluación se considera el tiempo total que tardó la medición, dando
como resultado un tiempo de t = 75 min = 1.25 h
41
Tabla 12: Valores de concentración ponderada para jornada de trabajo de metano
METANO
Ci (ppm) 755 630 810 617 780
Ti (h) 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25
C8 (ppm) 718.4
Fuente: Elaboración propia
Se muestra que la concentración promedio en un período de 8 horas es igual a
718.4 ppm de concentración de metano, todo ello con un período de duración
de la medición de 1.25 horas.
A continuación, se muestra la comparación de las mediciones de concentración
de metano realizadas entre los diferentes puntos de medición:
Figura 6: Comparación de concentración de metano entre los puntos de medición.
Fuente: Elaboración propia
El punto de medición Parque Industrial APIMA es el que en comparación con
los demás puntos resulta con un mayor resultado de 810 ppm, seguido del
punto de medición Guardia Civil con un resultado de 780 ppm. El punto de
755630
810
617
780
0100200300400500600700800900
1000
Manco Cápac Urb. CiudadBlanca
ParqueIndustrialAPIMA
Industrial ELCAYRO
Guardia Civil
LM
P D
E M
ET
AN
O (
10
00
PP
M)
PUNTOS DE MEDICIÓN
Valores de muestras de metano (ppm)
Concentración de metano (ppm)
42
medición Industrial EL CAYRO es el que entre todos tiene una menor
concentración de metano con un resultado de 617 ppm.
Figura 7: Comparación entre el LMP de metano y la concentración ponderada a la jornada de trabajo.
Fuente: Elaboración propia
La concentración ponderada como se muestra en la figura 5 es de 457.4 ppm,
por lo que se afirma que no sobrepasa el Límite Máximo Permisible (LMP) y
presenta un nivel de riesgo bajo, sin embargo, el peligro sigue presente por lo
que se recomienda implementar medidas de control para minimizar más aún el
riesgo.
1000
784.4
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
TLV - TWA C8
LM
P D
E M
ET
AN
O P
AR
A J
OR
NA
DA
DE
8
HO
RA
S (
10
00
PP
M)
Concentración ponderada a la jornada de trabajo
43
Figura 8: Comparación entre puntos críticos
Fuente: Elaboración propia
El resultado obtenido con un mayor porcentaje, y que se podría decir, con un
nivel de riesgo más elevado en comparación con los demás puntos críticos lo
tiene el “Parque Industrial APIMA” con un valor de 81% en base al límite
máximo permisible de 8 horas laborables, más aún, el nivel de riesgo sigue
catalogado como nivel de riesgo medio.
Mostrando la otra cara, o sea, con un porcentaje de 61.7 % igualmente con
nivel de riesgo medio lo tiene el punto Industrial “EL CAYRO”.
4.3.3. Índice de Exposición (dosis)
Para el cálculo de índice de exposición se tomará en cuenta el manual ACGIH
indicando la media ponderada en el tiempo de 8 horas laborales para el gas
metano que es 1000 ppm.
75.50%
63%
81%
61.70%
78%
Comparación entre puntos críticos
Manco Cápac Urb Ciudad Blanca
Parque Industrial APIMA Industrial EL CAYRO
Guardia Civil
44
Tabla 13: Valores de concentración ponderada e índice de riesgo para metano
METANO I
C8 (ppm) TLV - TWA
718.4 1000 ppm 0.71
Fuente: Elaboración propia
De acuerdo al manual ACGIH, el índice de exposición obtenido es un valor de
0.71 < 1; por lo que se sobreentiende que el personal de mantenimiento se
encuentra expuesto al gas metano en bajas concentraciones.
Tabla 14: Valor del índice de riesgo para metano
I ≤ 1 Nivel de Riesgo
0.71
Existe en bajas concentraciones
sobreexposición al gas metano
MEDIO
Fuente: Elaboración propia
4.3.4. Intervalo de Confianza
Se calculó el intervalo de confianza de los resultados de la medición de gas
metano, obteniendo y analizando los resultados.
Tabla 15: Valores de índice de confianza para metano
METANO
C8 TLV - TWA Imax Índice Imin
718.4 1000 ppm 0.87 0.71 0.55
Fuente: Elaboración propia
45
4.4. Informe del trabajo de investigación
4.4.1. Resultados
Los resultados obtenidos se muestran en el siguiente cuadro:
Figura 9: Índice de riesgo e intervalo de confianza de gas metano
Fuente: Elaboración propia
Se puede observar en la tabla17 junto con la figura 9 que la concentración de
gas metano en el área expuesta no supera la unidad, por lo que, el nivel de
riesgo es “medio”, según el Manual de Ventilación Industrial ACGIH.
Teniendo los resultados, se puede verificar que la concentración de gas
metano en ningún momento supera la media ponderada en el tiempo (TLV). Así
tenemos que el nivel de riesgo de gas metano es 0.71 y que este valor es
menor a la unidad por lo que el nivel de riesgo de gas metano en los sistemas
de alcantarilla del distrito de Paucarpata es catalogado como riesgo “Medio”.
0.87
0.71
0.55
0.05
0.2
0.35
0.5
0.65
0.8
0.95
Imáx Índice Imín
NIV
EL
DE
RIE
SG
O =
1
Índice, Imáx, Imin (C8 / TLV - TWA) Metano
46
4.4.2. Proposición de Medidas de Prevención y Control de Riesgo Químico para
Metano
Habiendo concluido el análisis de la concentración de metano y determinando
el nivel de riesgo que es “Medio” según los índices de media ponderada en el
tiempo, se observa que el daño al trabajador es bajo, no obstante, para reducir
más aún a un nivel de riesgo “Bajo” o eliminar el riesgo de acuerdo a la
normativa vigente se evalúa factores encontrados que puedan poner en riesgo
la vida y salud de los trabajadores desempeñando esta labor. Por lo que son
necesarias estas medidas que se mencionan a continuación:
4.4.2.1. Sobre el medio de propagación
Teniendo en cuenta que el nivel de riesgo es Medio y que las
concentraciones de gas metano en el lugar no son muy altos, además,
que el lugar está catalogado como un espacio confinado por el difícil
acceso y salida del lugar, abunda la falta de ventilación natural por las
mismas condiciones. Dicho lo anterior se sugiere que se implemente
un sistema de ventilación general, ya sea natural, o sea, desde el
exterior al interior de las redes, o también mecánica, a través de
motores que proporcionen ventilación adecuada al interior. Este
método se recomienda cuando las concentraciones de metano son
muy bajas. Los detalles para abordar este método serían:
Estudiar y evaluar las formas de extracción y aproximadamente un
costo estimado.
Evitar que los trabajadores se encuentren entre el sistema de
extracción y el foco de contaminación.
47
4.4.2.2. Sobre el foco de contaminación
Se propone que antes de realizar la medición de agentes
contaminantes como el metano, realizar la apertura de tapas de
buzones y dejar ventilar por un período de 15-20 minutos.
Otra solución sería implementar un mantenimiento automatizado, con
esto se aísla al trabajador de exponerse al foco de contaminación y
minimiza los costos, así como, el daño a las personas.
4.4.2.3. Sobre el Trabajador
Esta medida resulta eficaz, teniendo en cuenta que el trabajador
labora con una cultura de seguridad, entre aspectos importantes
tenemos dos:
La clave en una buena cultura de seguridad y sobre todo la
prevención de accidentes e incidentes recae en el trabajador,
pues es el directo responsable de la vida y salud de sus
compañeros como la de él, la clave consiste en educar para que
estos desarrollen sus tareas con seguridad.
Otro aspecto importante es la higiene personal para evitar
enfermedades ocupacionales, como son el lavado de manos
después de manipular componentes químicos, especialmente en
el receso alimenticio, así como también en el cambio de
vestimenta luego de haber culminado sus labores.
48
CONCLUSIONES
Se logró identificar los puntos donde se realizó las mediciones de concentraciones de
metano, logrando tener cinco (5) lugares propuestos realizando 3 mediciones a lo
largo de un día, esto en base a un histórico que posee el distrito de Paucarpata.
Durante el análisis de los resultados se logró obtener datos reales de la concentración
de metano mediante ecuaciones, determinando que la concentración de metano en los
puntos determinados fue de 718.4 ppm frente a un TLV – TWA de 1000 ppm, por lo
que las magnitudes no fueron mayores a los límites máximos permisibles. Dando
también como resultado un nivel de riesgo “Medio”.
Dado que el nivel de riesgo es “Medio” se propone medidas correctivas y preventivas
para minimizar más aún los riesgos que están presentes durante el mantenimiento, y
así llegar a un nivel de riesgo “Bajo”, es por ello que se destacó implementar un
sistema de ventilación, como también, un mantenimiento automatizado en las redes de
alcantarillado para evitar la exposición del trabajador a este y otros agentes
contaminantes.
El nivel de riesgo en el mantenimiento para redes de alcantarillado en el distrito de
Paucarpata está en el “Nivel Medio”, es decir, posee en un riesgo moderado, que aun
así perjudica en poca parte la salud e integridad del trabajador, por ende, se elaboró
las medidas preventivas y correctivas para reducir más aún el nivel de riesgo presente.
49
RECOMENDACIONES
Se recomienda para un mejor análisis y lograr mejores resultados para el
entendimiento de futuros trabajos de investigación incrementar los puntos de
medición, y así contribuir con una mejora en el proceso de mantenimiento de las
redes de alcantarillado.
Contar con sistemas de medición de metano automatizados para evitar la
medición in situ de la concentración de gases altamente asfixiantes e inflamables.
50
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Lima, 2016.
56
ANEXOS
57
ANEXO 1: FICHA DEL TRABAJO DE INVESTIGACIÓN
FACULTAD: Ingeniería
CARRERA: Ingeniería de Seguridad Industrial y Minera
1. Título del Trabajo de Investigación propuesto
“Propuesta para Reducción del Nivel de Riesgo y Control por Gas Metano en
Mantenimiento para Redes de Alcantarillado en Distrito de Paucarpata”
2. Indica la o las competencias del modelo del egresado que serán desarrolladas
fundamentalmente con este Trabajo de Investigación:
Higiene ocupacional: Planifica, implementa, evalúa y mejora la gestión de seguridad y
salud ocupacional, interpretando y cumpliendo la legislación en las diferentes
organizaciones del rubro industrial.
3. Número de alumnos a participar en este trabajo. (máximo 2)
Número de alumnos: 1
4. Indica si el trabajo tiene perspectivas de continuidad, después de obtenerse el
Grado Académico de Bachiller, para seguirlo desarrollando para la titulación
por la modalidad de Tesis o no.
Sí, está planificado la continuación del trabajo de investigación para el desarrollo de la
titulación por modalidad de tesis.
5. Enuncia 4 o 5 palabras claves que le permitan realizar la búsqueda de
información para el Trabajo en Revistas Indizadas en WOS, SCOPUS, EBSCO,
SciELO, etc., desde el comienzo del curso y obtener así información de otras
fuentes especializadas.
Ejemplo:
Palabras Claves REPOSITORIO 1 REPOSITORIO 2 REPOSITORIO 3
1. Concentración metano
SciElO Dialnet Conicet
2. Alcantarillado SciELO Cepal Dialnet
3. Nivel de riesgo en gases
SciELO Redaly RENATI
4. Metano en alcantarilla
SciELO Dialnet Unirioja
6. Como futuro asesor de investigación para titulación colocar:
(Indique sus datos personales)
a. Nombre: Ing. Gerardo Leoncio Sotelo bueno
b. Código docente: c16291
c. Correo institucional: [email protected]
d. Teléfono: ---
7. Especifica si el Trabajo de Investigación:
(Marca con un círculo la que corresponde, puede ser más de una)
58
a. Contribuye a un trabajo de investigación de una Maestría o un doctorado de
algún profesor de la UTP.
b. Está dirigido a resolver algún problema o necesidad propia de la
organización.
c. Forma parte de un contrato de servicio a terceros.
d. Corresponde a otro tipo de necesidad o causa (explicar el detalle):
Actualmente se ha visto distintos casos de concentración de metano en distintos
rubros y se saben cuáles son las consecuencias a su exposición directa, de acuerdo a
ello que realizar nuestra investigación, para analizar la concentración de gas metano
en las redes de alcantarillado en la empresa de servicio.
8. Explica de forma clara y comprensible los objetivos o propósitos del trabajo de
investigación.
El presente trabajo de investigación busca evaluar y proponer la reducción del nivel
de riesgo de gas metano en el mantenimiento para redes de alcantarillado en el
distrito de Paucarpata por medio de la cromatografía de gases y su elaboración de
medidas correctivas y preventivas.
9. Brinde una primera estructuración de las acciones específicas que debe realizar
el alumno para que le permita iniciar organizadamente su trabajo
Primeramente, la obtención de información de calidad que ayudará con los
conocimientos teóricos para después realizar una recolección de datos de campo y
posteriormente una evaluación del nivel de riesgo de gas metano presente.
10. Incorpora todas las observaciones y recomendaciones que consideres de
utilidad para el alumno y a los profesores del curso con el fin de que desarrollen
con éxito todas las actividades
La posibilidad de tomar más muestras en distintos lugares del distrito para una mejor
interpretación de resultados.
11. Fecha y docente que propone la tarea de investigación
Fecha de elaboración de ficha (día/mes/año): 15 de Mayo de 2018
Docente que propone la tarea de investigación: Ing. Grace Acevedo Obando
12. Esta Ficha de Tarea de Investigación ha sido aprobada como Tarea de
Investigación para el Grado de Bachiller en esta carrera por:
(Sólo para ser llenada por la Facultad)
Nombre:
Código:
Cargo:
Fecha de aprobación de ficha (día/mes/año):
59
ANEXO 2: FICHA DE OBSERVACIÓN PARA REDES DE
ALCANTARILLADO
Lugar: Distrito de Paucarpata, Arequipa - Arequipa
Fecha: 13 de noviembre, 2018
Observador: José Jeremmy Mendoza Apaza
Hora: 07:00 am
Lugar crítico: Ubicación Características Observaciones / Riesgos al
realizar la medición
Manco Cápac
Se encuentra entre los cruces
de la calle Micaela Bastidas y la calle
Ricardo Palma.
Se determinó que el pavimento es de
hormigón poroso por lo que las lluvias
continúan su rumbo. Es plana y con poca
circulación de vehículos.
Riesgos biológicos (residuos peligrosos y no peligrosos
cerca al área crítica)
Urb. Ciudad Blanca
Se encuentra en la Av. Túpac Amaru y la calle Mártires
de Chicago.
Se determinó que el pavimento es de
hormigón poroso por lo que las lluvias
continúan su rumbo. Es plana y con poca
circulación de vehículos.
Posible caída profunda por características del pavimento
de la zona.
Parque Industrial APIMA
Se encuentra exactamente en la Av. Argentina con la calle Morales.
El pavimento de esta zona tiene un material rígido de concreto por lo que su dureza es relativamente alta,
mucha circulación de vehículos y personas.
Es principal riesgo es atropellamiento por vehículos
en movimiento.
Industrial EL CAYRO
Se encuentra ubicado en la Av. Jesús con la Av. Industrial Cairo
Esta zona es muy transitable por
personas y vehículos de gran dimensión,
las tapas de los buzones se
encuentran con desgaste.
Es principal riesgo es atropellamiento por vehículos
en movimiento.
Guardia Civil
Se encuentra en la Av. Guarda Civil
con la calle Guillermo Alcántara.
El pavimento tuvo como inauguración hace pocos meses, es de material tipo
adoquinado. Demasiada
circulación de vehículos de todo
tipo.
Riesgo de atropellamiento al realizar la medición.
60
ANEXO 3: PROGRAMACIÓN PARA LA MEDICIÓN DE
CONCENTRACIÓN DE METANO
DEPARTAMENTO DE MANTENIMIENTO
Programación Diaria
MARTES 13 DE NOVIEMBRE DEL 2018 TURNO DIA DE 8:00 am. A 5:00 pm.
UNIDAD
PERSONAL DE TRABAJO
ZONA DE TRABAJO % DE
CONCENTRACIÓN
M e
dic
ion
es
B - 1 Jeremmy Mendoza
Manco Capac
755 ppm Manco Capac
Manco Capac
B - 2
Jeremmy Mendoza
Urb. Ciudad Blanca
630 ppm Urb. Ciudad Blanca
Urb. Ciudad Blanca
B - 3
Jeremmy Mendoza
Parque Industrial APIMA
810 ppm Parque Industrial APIMA
Parque Industrial APIMA
B - 4
Jeremmy Mendoza
Industrial EL CAYRO
617 ppm Industrial EL CAYRO
Industrial EL CAYRO
B - 5 Jeremmy Mendoza
Guardia Civil
780 ppm Guardia Civil
Guardia Civil
OBSERVACIONES
INASISTENCIA
VºBº
MONITOR