Problemas de Prevención de Riesgos: Higiene Industrial y Análisis de Consecuencias

Problema 1.01. Exposición a 1,1-dicloroetano y mezclas de clorados

En una planta química de fabricación de derivados halogenados se opera habitualmente con 1,1-dicloroetano.

1. Problema 1.01. Exposición a 1,1-dicloroetano y mezclas de clorados

En una planta química de fabricación de derivados halogenados se opera habitualmente con 1,1-dicloroetano.

a.

Debido a sus funciones en el proceso productivo, determinados operarios se desplazan periódicamente por distintas áreas de la factoría. Los tiempos promedio de estancia y las concentraciones medias registradas en cada sección son los siguientes:

Tiempo de estancia $t$ (h)

2,5

4

2

1

Concentración $c$ (ppm)

75

90

125

110

Si el valor límite ambiental de exposición diaria (VLA-ED) del 1,1-dicloroetano está establecido en 100 ppm, determine justificadamente si la dosis recibida por estos operarios supera el límite a lo largo de una jornada laboral reglamentaria de 8 horas.

Sí

No

b.

En la misma instalación, otro grupo de trabajadores debe permanecer toda la jornada laboral en una sala de control en cuyo ambiente se ha verificado la presencia simultánea de 1,1-dicloroetano, 1,2-dicloroeteno y cloro gas. Las concentraciones ambientales medidas y los respectivos valores límite son:

Compuesto

Concentración medida (ppm)

VLA-ED (ppm)

1,1-dicloroetano

40

100

1,2-dicloroeteno

90

200

Cloro

0,2

0,5

Considerando efectos toxicológicos aditivos, ¿se produce una situación de sobreexposición laboral?

Sí

No

2. Problema 1.02. Exposición a mezclas de hidrocarburos alifáticos

En el ambiente de un taller se ha detectado la presencia simultánea de pentano, hexano y heptano. Las mediciones higiénicas de concentración y los tiempos medios de exposición durante la jornada laboral son los indicados a continuación:

Compuesto

Concentración (mg/m³)

VLA-ED (mg/m³)

Tiempo de exposición (h)

Pentano

500

1000

3

Hexano

35

50

3

Heptano

350

500

4

Sabiendo que el recinto de trabajo se encuentra a 25 °C y a presión atmosférica estándar, determine si los operarios superan la exposición global admisible.

Sí

No

3. Problema 1.03. Evaluación de mezclas de agentes tóxicos

En una nave industrial se identifica la presencia en el aire de tres sustancias químicas tóxicas (designadas como A, B y C). Los trabajadores de la instalación permanecen en el interior de dicha nave una media de 4 horas durante su jornada de trabajo de 8 horas, pasando las restantes 4 horas en un entorno limpio sin exposición. Los valores medidos y los límites reglamentarios son:

Compuesto

Concentración medida (mg/m³)

VLA-ED (mg/m³)

A

1100

540

B

2800

1500

C

1300

1000

Determine mediante los cálculos oportunos si el personal se encuentra sometido a sobreexposición tóxica.

Sí

No

Problema 1.04. Dosis diaria de exposición al ruido

Problema 1.01. Exposición a 1,1-dicloroetano y mezclas de clorados

En una planta química de fabricación de derivados halogenados se opera habitualmente con 1,1-dicloroetano.

Un operario recorre varios puestos de trabajo a lo largo de su turno diario de 8 horas, permaneciendo los tiempos indicados a los niveles de presión sonora especificados en la tabla:

Lugar · Tiempo de permanencia (minutos) · Intensidad de ruido (dB)

A · 18 · 100

B · 47 · 95

C · 7 · 110

D · 285 · 85

El tiempo restante hasta completar la jornada de 8 horas lo pasa en distintas áreas auxiliares con un nivel sonoro constante de 80 dB. La normativa de referencia establece los siguientes tiempos máximos admisibles según el nivel sonoro recibido:

Intensidad de ruido (dB) · 80 · 85 · 90 · 95 · 100 · 105 · 110 · 115

Duración máxima permitida (horas/día) · 16 · 8 · 4 · 2 · 1 · 0,5 · 0,25 · 0,125

Evalúe si dicho trabajador requiere obligatoriamente el uso de protectores auditivos individuales.

1.

2.

¿Requiere obligatoriamente el uso de protectores auditivos individuales?

A

Sí

B

No

Ejemplo FUGA. Probits de letalidad por emisión de cloro

En una instalación industrial ubicada sobre un terreno prácticamente llano con escasa arboleda tiene lugar una fuga accidental continua de cloro gas. A una distancia de 100 m del punto de emisión en la dirección del viento se registra una concentración de cloro de 11 ppm.

Para la intoxicación por cloro, la ecuación probit de letalidad viene definida por los coeficientes de la tabla:

Sustancia

$a$

$b$

$n$

Cloro

-17,1

1,69

2,75

Para la conversión entre la variable probit $Y$ y el porcentaje de respuesta, utilice la tabla de Finney:

a)

¿Qué porcentaje de la población expuesta fallecería por intoxicación si el tiempo de exposición se estima en 30 minutos?

%

b)

¿Qué porcentaje de víctimas mortales se registraría si la fuga fuera tres veces más intensa, alcanzando una concentración de 33 ppm durante el mismo periodo de 30 minutos?

%

6. Ejemplo TÉRMICA. Radiación por bola de fuego y quemaduras

Una cisterna de transporte de propano sufre un accidente que desencadena una explosión tipo BLEVE con la consiguiente formación de una bola de fuego. A 200 m de distancia respecto al centro de la cisterna, la radiación térmica incidente se estima en $17360\text{ W/m}^2$ durante un periodo de $11{,}15\text{ s}$.

Evalúe el porcentaje de personas situadas a esa distancia que podrían sufrir quemaduras de 1.º, 2.º y 3.º grado, empleando las relaciones probit:

Quemaduras de 1.º grado: $Y_1 = -39{,}83 + 3{,}0186\ln(I_r^{4/3} \cdot t)$

Quemaduras de 2.º grado: $Y_2 = -43{,}14 + 3{,}0186\ln(I_r^{4/3} \cdot t)$

Quemaduras de 3.º grado: $Y_3 = -36{,}38 + 2{,}5600\ln(I_r^{4/3} \cdot t)$

a)

%

b)

%

c)

%

7. Ejemplo EXPLOSIÓN. Onda de choque, rotura timpánica y hemorragia

Un reactor industrial diseñado para operar a una presión máxima admisible de 30 atm experimenta una pérdida de control operativo, alcanzando condiciones en las que la presión interior se eleva hasta las 40 atm. La envolvente del reactor no soporta el esfuerzo mecánico y estalla, generándose una explosión física con una sobrepresión pico de $45000\text{ N/m}^2$ a una distancia de 10 m.

a)

¿Qué porcentaje de las personas situadas a 10 m sufrirá rotura del tímpano como consecuencia directa de la onda aérea de presión? Considere la ecuación $Y = -15{,}6 + 1{,}93\ln P$ (con $P$ en $\text{N/m}^2$).

%

b)

Si el suceso generase en ese mismo punto una sobrepresión de $145000\text{ N/m}^2$, ¿qué porcentaje de personas podría fallecer debido a hemorragia pulmonar letal provocada por la onda de choque? Emplee $Y = -77{,}1 + 6{,}91\ln P$.

%

8. Problema 2.02. Radiación térmica de bola de fuego de butano

Una cisterna que transporta butano licuado a presión sufre una BLEVE catastrófica, generando una bola de fuego con una duración de $11{,}15\text{ s}$. La intensidad de radiación incidente calculada a 95 m del centro geométrico del suceso es de $17{,}45\text{ kW/m}^2$.

Evalúe el porcentaje de personas a esa distancia que pueden experimentar quemaduras de 1.º, 2.º y 3.º grado.

a)

%

b)

%

c)

%

Problema 2.03. Onda de sobrepresión y rotura de tímpano

Un recipiente a presión calibrado para un umbral límite de 30 atm experimenta una excursión incontrolada de presión que excede sus límites de diseño estructural, provocando la rotura violenta del equipo. La onda expansiva aérea resultante produce a 10 m una sobrepresión equivalente a media atmósfera.

¿Qué porcentaje de las personas presentes a esa distancia sufrirá la rotura del tímpano debida a la onda expansiva? Considere la ecuación probit para rotura timpánica $Y = -15{,}6 + 1{,}93 \ln P$ (con $P$ en $\text{N/m}^2$).

%

Problema 2.04. Estimación de sobrepresión a partir de tasa de afección

En una instalación industrial se produce la explosión de un reactor químico que operaba en fase gaseosa. Tras el siniestro se constata que el 61% de los operarios ubicados en un radio de 4 m sufrieron perforación de tímpanos.

Calcule cuál fue el valor de la sobrepresión de la onda de choque en ese punto (empleando $Y = -15{,}6 + 1{,}93 \ln P$).

Problema 2.05. Toxicidad por dispersión atmosférica de cloro

En una factoría química emplazada en un terreno llano y despejado ocurre una fuga continua en una conducción de cloro gas, en un día poco soleado y con viento suave. El punto de escape se localiza a cierta cota, de modo que a ras de suelo y a 100 m en la dirección predominante del viento la concentración registrada es de $0{,}0455\text{ g/m}^3$.

Si la temperatura ambiental es de 20 °C y el tiempo de exposición se estima en 30 minutos, ¿qué porcentaje de personas expuestas fallecería por intoxicación? (Considere que para el cloro a 20 °C rige la equivalencia $1\text{ ppm} \equiv 1{,}2\text{ mg/m}^3$, y la ecuación probit de letalidad por cloro es $Y = -17{,}1 + 1{,}69 \ln(c^{2{,}75} \cdot t)$, con $c$ en ppm y $t$ en min).

%

Problema 2.06. Letalidad por evaporación de derrame de tolueno

Como consecuencia de la rotura accidental de un tanque de almacenamiento se origina un derrame superficial de tolueno líquido. El día se presenta parcialmente nublado y con viento considerable. En un punto situado a 350 m a favor del viento, desviado 10 m lateralmente respecto a la directriz y a 1,6 m de altura sobre el suelo, se detecta una concentración de tolueno de $0{,}634\text{ g/m}^3$.

Si el tiempo de exposición se estima en 30 minutos a 20 °C (con un factor de conversión de $1{,}2\text{ mg/m}^3/\text{ppm}$), calcule el porcentaje de personas que fallecería por intoxicación con tolueno, sabiendo que su modelo probit es:

$$Y = -6{,}794 + 0{,}408 \ln(c^{2{,}5} \cdot t)$$

%