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Cómo mejorar la Calidad del Aire en un laboratorio de Química | Riesgos de Salud


En este articulo hablaremos de un tema crucial; cómo mejorar y controlar la calidad del aire en un laboratorio de química mitigando las fuentes más comunes de contaminación para evitar riesgos de salud.


Trabajar en un laboratorio donde se desarrollen análisis químicos siempre conlleva un riesgo asociado de exposición inadecuada a gases, vapores y/o material particulado tóxico que pueden estar presentes en el ambiente interior de trabajo.


Generalmente, estos son generados a través de ciertas fuentes que deben identificarse y controlarse para garantizar una calidad de aire al interior del laboratorio que no suponga un riesgo para sus cohabitantes.


En esta breve reseña identificaremos dichas fuentes de contaminación y presentaremos algunas estrategias para su control y mitigación efectiva, con el objetivo de mejorar la calidad del aire en un laboratorio de química, o de cualquier índole.


1. Uso de muestras y/o sustancias químicas tóxicas en el laboratorio



Es natural que el trabajo dentro de un laboratorio de química tenga necesariamente que involucrar el uso y manipulación de muestras y/o sustancias químicas como reactivos, ácidos y solventes que según su naturaleza pueden generar un impacto negativo en la calidad de aire interior y salud de las personas que los manipulen.


Para poder hacer un control de contaminación efectivo, lo primero que debemos tener en cuenta es conocer en detalle los peligros asociados a todas y cada una de las sustancias químicas que se van a utilizar en el laboratorio, realizando un análisis de riesgos derivados de su manipulación.


Se debe tener en cuenta especialmente los riesgos para la salud de los trabajadores por exposición a los gases, vapores y/o emisiones de particulados que se deriven de dichas sustancias.


También debemos considerar los riesgos de inflamabilidad que implica el uso o almacenamiento de ciertas sustancias químicas y finalmente los riegos por inestabilidad que estos puedan suponer.


Para lo anterior es recomendable estudiar las fichas de seguridad disponibles para cada sustancia química e identificar los niveles de riesgo en cada uno de los aspectos mencionados, los cuales, normalmente están identificados por la norma NFPA 704 a través de sus rombos de seguridad.



Una vez identificados los riesgos implícitos en el uso y manipulación de las sustancias químicas a utilizar en el laboratorio, se pueden definir estrategias adecuadas para el control y mitigación de contaminantes ya sean gases, vapores y/o material particulado con contenido toxico.


En algunos casos y según el nivel de riesgo, algunas sustancias pueden ser manipuladas en mesón abierto con algunas medidas simples de protección a través de EPP básicos (elementos de protección personal), pero en otros casos se tendrán que aplicar medidas de contención adicionales como extracciones de aire localizadas a través de dispositivos tipo campanas o snorkels que ayuden a eliminar la concentración de vapores y/o partículas con el fin de reducir la posibilidad de exposición del personal a estos agentes.


Para la manipulación aquellas sustancias cuyo riesgo esté catalogado en nivel 2, 3 y 4 según el rombo azul de la norma NFPA 704, recomendamos el uso de cabinas de extracción de gases y vapores, las cuales conforman la barrera de contención y protección para el personal más efectiva y segura dentro del laboratorio.



2. Almacenamiento de muestras y sustancias químicas tóxicas en el laboratorio



Es muy común encontrar laboratorios de química en los cuales se descuida o menosprecia el potencial contaminante derivado de un almacenamiento inadecuado de las muestras, reactivos, solventes, ácidos y/o cualquier otra sustancia química requerida para el trabajo en el laboratorio, y normalmente, el error más frecuente en los sitios de almacenamiento consiste en pensar que los recipientes o contenedores cerrados con su respectiva tapa es una medida suficiente para contener las emisiones contaminantes.


Especialmente las sustancias químicas líquidas, aún con su recipiente debidamente cerrado, siempre van a generar una evaporación residual continua que, con el paso de las horas, se va acumulando en el recinto impactando de manera importante la calidad de aire interior.


De igual forma, los recipientes de sustancias sólidas pueden generar desprendimiento de particulados tóxicos que hayan quedado adheridos a la parte externa de la tapa y recipiente durante el proceso de manipulación y de manera gradual se irá acumulando una concentración peligrosa en el recinto de almacenamiento con el paso del tiempo.


La acumulación gradual y constante de gases, vapores y material particulado incompatibles dentro del recinto de almacenamiento, que en la mayoría de los casos es un lugar confinado, puede generar una mezcla o coctel potencialmente peligroso e inestable que además de deteriorar la calidad de aire interior con los riesgos a la salud del personal que ello conlleva, podría generar una atmosfera explosiva o inflamable aumentando el riesgo al interior del laboratorio.


Como medida de mitigación a los problemas mencionados con el almacenamiento de sustancias químicas en el laboratorio, se recomienda siempre tener un espacio separado y claramente identificado.


La separación puede ser generada a través de un recinto aislado con paredes y puertas si el volumen de almacenamiento es considerable, o puede generarse a través de armarios de almacenamiento especializados, que cumplen con una serie de especificaciones técnicas que los hacen constructivamente seguros para tal fin y pueden estar instalados dentro del mismo laboratorio.



Los armarios se deben diferenciar entre aquellos destinados a almacenamiento de sustancias combustibles e inflamables de aquellos que no están destinados a almacenamiento de sustancias combustibles e inflamables, pues sus características constructivas y de resistencia al fuego son muy distintas entre si.


De cualquier forma, sea un cuarto separado con paredes y puertas o un armario de almacenamiento dentro del laboratorio, lo más importante para garantizar una adecuada mitigación de riesgos y control de contaminación en el lugar de almacenamiento, es que en ambos casos se garantice una adecuada tasa de ventilación, en la cual se genere un caudal de aire suficiente para generar no menos de 6 cambios de aire por hora en todo el recinto de almacenamiento.


Si se ha optado por armarios de almacenamiento de reactivos instalados dentro del laboratorio, es importante prever la conexión de dichos elementos a un sistema mecánico de extracción de aire o en su defecto utilizar armarios que incorporen su propio sistema de extracción y filtración de aire que, al recircular dentro del ambiente del laboratorio, garanticen la remoción de contaminantes de acuerdo a normas como la AFNOR NFX 15:211, previa realización de un análisis de riesgos con la que se defina el tipo de filtración de aire requerida según el caso.


Adicionalmente, los almacenamientos de sustancias químicas deben garantizar la contención de derrames accidentales y brindar la posibilidad de separar sustancias químicas incompatibles lo cual es posible mediante un correcto diseño del cuarto de almacenamiento o del uso de armarios de almacenamiento especiales en la cantidad adecuada como ya se ha mencionado anteriormente.



3. Pocetas para lavado de material contaminado en el laboratorio



En la mayoría de laboratorios de química se utilizan pocetas en los mesones en las cuales se ejecutan labores de lavado, desactivación y/o descontaminación de materiales y recipientes que se han utilizado en el desarrollo de los análisis.


Si bien, normalmente los residuos líquidos de muestras, solventes y demás sustancias toxicas se descartan en contenedores especiales y diferenciados para su disposición final, los recipientes y materiales utilizados deben ser lavados y descontaminados posterior al descarte del contenido principal debido a los residuos y trazas de contaminantes que quedan adheridos dentro de los mismos, especialmente cuando se trata de sustancias viscosas como sucede con frecuencia en laboratorios de análisis de crudos e hidrocarburos.


Esta labor de lavado, al prolongarse en el tiempo y con los altos volúmenes de trabajo de muchos laboratorios, puede generar una emisión de gases y vapores tóxicos que fácilmente exponen al operario a niveles de contaminación por encima de los limites ocupacionales admisibles, creando riesgos a su salud y causando un impacto negativo en la calidad de aire interior del laboratorio, convirtiéndose en una importante fuente de contaminación.


Por lo anterior, además de tener la precaución de utilizar los elementos de protección personal adecuados para la labor, es muy recomendable confinar las pocetas o áreas de lavado con campanas de extracción de aire que generen un arrastre efectivo de vapores tóxicos impidiendo la exposición del operario y evitando que estos vapores residuales tóxicos se acumulen en el interior del laboratorio.


En algunos casos, incluso es recomendable ejecutar estas labores de lavado dentro de cabinas de extracción de gases adecuadas especialmente para este fin.



4. Cabinas de extracción de gases mal diseñadas o mal instaladas en el laboratorio



Como ya lo hemos visto en los puntos anteriores, las cabinas de extracción de gases y vapores son una herramienta fundamental en la contención de contaminantes y protección del operario al interior de los laboratorios.


Dentro de estas cabinas se deben llevar a cabo los procesos de mayor peligrosidad de acuerdo al análisis de riesgos implícito en el uso de cada una de las distintas sustancias químicas a utilizar como se explicó en el punto 1, por lo cual es muy importante utilizar cabinas que hayan sido diseñadas y construidas de manera adecuada.


Es un error muy común en los laboratorios de química, pensar que las cabinas de extracción se suplen a través de la instalación de una caja metálica conectada a un ducto de aire, pues detrás de una cabina de extracción hay varios aspectos técnicos de diseño aerodinámico, estanqueidad, contención de vapores, resistencia química, seguridad humana y suministro de servicios (agua, gases, electricidad) que se deben suplir adecuadamente para garantizar que la cabina pueda cumplir su función principal que es proteger al usuario de los gases y vapores contaminantes que se generen en su interior.


Teniendo en cuenta lo anterior, es muy recomendable siempre utilizar cabinas de extracción de marcas certificadas en normas internacionales como la ASHRAE 110, ANSI AHIA Z 9.5 y/o EN 14175 con lo cual se garantizan todos los aspectos relevantes al diseño y construcción de estos importantes elementos.


Además de un buen diseño y una construcción certificada, es muy importante suministrar la cabina con el caudal de aire suficiente necesario para generar las barreras de contención con las velocidades mínimas requeridas por norma (usualmente alrededor de 0.5 m/s), lo cual se garantiza a través de una conexión a los sistemas mecánicos de ventilación del laboratorio teniendo cuidado de diseñar las descargas de aire contaminado a la atmósfera de manera adecuada para evitar riesgos de recirculación al interior del laboratorio, o de otras dependencias cercanas a través de ventanas o tomas de aire de sistemas de suministro cercanos.


Como aspecto relevante complementario para garantizar el buen desempeño de las cabinas de extracción al interior del laboratorio, especialmente cuando se utilizan cabinas con ducto, siempre se debe contar con un sistema mecánico de suministro de aire fresco capaz de hacer una reposición adecuada del aire extraído y consumido a través de las cabinas de extracción.


Por ultimo, otro aspecto importante a tener en cuenta para evitar que las cabinas de extracción se conviertan en fuentes de contaminación, consiste en una buena planificación del sitio en el que se van a ubicar dentro del laboratorio.


Al ser elementos que generan barreras de contención de contaminantes a través de flujos de aire, las cabinas de extracción deben estar ubicadas e instaladas correctamente para evitar que corrientes de aire externas provenientes de difusores de aire, aires acondicionados, ventanas, puertas o pasillos de circulación frecuente de personal, interfieran con los patrones de flujo de aire propios de la cabina, generando turbulencias que debiliten la barrera de aire frontal poniendo en riesgo la capacidad de contención de la cabina.


Normas como la NTP 646 deben ser tenidas en cuenta en el momento de planificar la ubicación más adecuada de la cabina en el laboratorio y se debe verificar su operación y desempeño mediante mediciones periódicas de velocidad de aire, pruebas de humo y pruebas de contención de gas trazador de manera que se pueda asegurar que la cabina esta cumpliendo su función de contener y evacuar contaminantes de forma adecuada en el sitio de instalación.



5. Manejo de residuos tóxicos en el laboratorio



Para finalizar el recuento de posibles fuentes de contaminación de aire al interior de un laboratorio de química, tenemos los puntos de captación de residuos potencialmente tóxicos.


Estos residuos son generados a partir de los sobrantes líquidos de muestras, reactivos, solventes y demás sustancias químicas toxicas que deben ser descartadas una vez finalizados los análisis o también a partir de residuos sólidos potencialmente contaminados como, por ejemplo, papel absorbente impregnado con sustancias toxicas como resultado de los distintos procesos ejecutados al interior del laboratorio.


Como primera medida se debe tener una separación y clasificación de los residuos ordinarios que no son potencialmente peligrosos de aquellos residuos que si tiene un potencial tóxico o pueden ser peligrosos.


Aquellos residuos con potencial toxico o peligroso (solidos o líquidos) deben tener un recinto de acopio principal alejado del laboratorio en un lugar con las condiciones adecuadas de ventilación y contención de derrames requeridos para mitigar los riesgos de su almacenamiento y serán estos los depósitos principales a donde se llevan y conservan los residuos generados a diario dentro del laboratorio, mientras se les dá una disposición final adecuada.


Aun así, es común ver que dentro del laboratorio se implementan puntos de captación de residuos tóxicos temporales cuyas condiciones se descuidan por considerar que no constituyen el lugar de acopio final, convirtiendo estos puntos de captación temporal en fuentes importantes de contaminación al interior del laboratorio.


Para mitigar los efectos contaminantes generados a partir de los puntos de captación temporal de residuos líquidos o solidos tóxicos al interior del laboratorio, es importante primero que todo garantizar la utilización de contenedores apropiados que eviten salpicaduras o derramas durante su transporte y que estén fabricados en materiales resistentes al contenido que van a almacenar.


Existen algunos gabinetes de seguridad especiales certificados en normas EN 14470 – 1 para descarte temporal de residuos al interior del laboratorio, que incorporan características especiales de resistencia al fuego, contención de derrames, alarmas de nivel de llenado y dispositivos especiales tipo embudo para descarte de líquidos.


De cualquier forma, y sea cual sea el tipo de contenedor seleccionado, es importante no olvidar que tener un contenedor con residuos líquidos tóxicos dentro del laboratorio, así esté cerrado, con el paso de las horas va a generar evaporaciones residuales que se acumulan dentro del laboratorio y aportan negativamente a la carga contaminante del aire interior.


Por este motivo se debe garantizar que dichos contendores temporales cuenten con cobertura de sistemas de extracción de aire localizados tipo campanas o snorkels, o preferiblemente estén instalados debajo de las zonas de trabajo de las cabinas de extracción teniendo cuidado de disponer el embudo de captación dentro del área de trabajo de la cabina.


Para los casos de laboratorios que cuenten con sistemas de descarte de residuos líquidos tóxicos centralizado a través de sistemas de tuberías que conducen los residuos a un tanque distante tipo slop o similar, es importante de la misma forma, disponer el embudo de descarte o captación de residuos en el laboratorio dentro del área de trabajo de una cabina de extracción.


Para finalizar, teniendo en cuenta las diversas fuentes posibles de contaminación de aire al interior de un laboratorio de química y aun conociendo las estrategias de mitigación que se pueden implementar, es muy importante siempre acudir a la asesoría de expertos en diseño de laboratorios, que de una manera integral, logren articular todas las herramientas disponibles en la actualidad para ejercer un control adecuado de contaminación que permita crear un laboratorio seguro y eficiente en el que la salud e integridad de las personas que allí laboran sea el principal de los objetivos.


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