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i 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

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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

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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.

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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.

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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.

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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.

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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

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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

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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.

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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

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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]

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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]

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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]

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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]

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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]

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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]

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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]

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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]

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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

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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

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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]

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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]

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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,

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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

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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]

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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

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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]

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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]

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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]

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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.

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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.

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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.

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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.

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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.

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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

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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

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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

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Figura 5: Distribución espacial de los puntos que fueron muestreados

Fuente: Google Maps

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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

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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.

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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:

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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

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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

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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

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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)

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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

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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

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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

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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

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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.

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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.

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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.

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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.

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55

[53] J. Saldarriaga, D. Hoyos y M. Correa, «Evaluación de procesos biológicos

unitarios en la remoción simultánea de nutrientes para minimizar la eutrofización,»

EIA, vol. I, nº 15, pp. 129-140, 2011.

[54] M. Arcos y G. Fernández, Procesos biologicos de tratamiento para la

estabilizacion de residuos liquidos toxicos, Coyoacan: Pedregal de Sto. Domingo,

1993.

[55] J. Peralta y L. Varea , Digestión aerobia, s.f..

[56] 330ohms, «¿Cómo funcionan los sensores de gas?,» 330ohms, 11 Julio 2016. [En

línea]. Available: http://blog.330ohms.com/2016/07/11/como-funcionan-los-

sensores-de-gas/.

[57] L. Olguín y H. Rodríguez , Cromatografía de gases, Ciudad de Mexico, 2004.

[58] Y. Arias, «¿Qué es un límite máximo permisible (lmp) y para qué sirve?,» tajo

abierto, 17 Septiembre 2010. [En línea]. Available:

http://tajoabierto.blogspot.com/2010/09/que-es-un-limite-maximo-permisible-

lmp.html.

[59] R. Arias, Valores Umbrales Limite (TLV's), Ciudad de Mexico, s.f..

[60] J. Bartual y X. Guardino, NTP 244: Criterios de valoración en Higiene Industrial,

España, 1990.

[61] P. Mazzeti, Valores Límite Permisibles de Agentes Químicos en el Ambiente de

Trabajo, Lima: KINKO'S IMPRESORES S.A.C., 2005.

[62] E. Lombardo y M. Ulla, «Combustión Catalítica de Gas Natural a Alta

Temperatura,» Docplayer, vol. I, nº 1, pp. 151-156, s.f..

[63] M. d. E. y. Minas, Reglamento de Seguridad y Salud Ocupacional en Minería,

Lima, 2016.

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ANEXOS

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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)

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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):

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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.

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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