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Ventilacin Industrial

Fecha de Publicación: 11/5/2015

INTRODUCCION

Los infortunios laborales que se producen en la tarea diaria de los trabajadores es consecuencia, sin duda, del fracaso de las medidas de prevencin adoptadas, esto trae como consecuencia un aumento en los costos humanos y materiales.

Las tcnicas preventivas que debemos aplicar para proteger al trabajador deben ser llevadas a cabo por especialistas o expertos, esto nos garantizar condiciones aceptables en los ambientes laborales.

En muchas ocasiones encontramos condiciones de trabajo donde el aire se encuentra contaminado y el calor o el fro afectan notoriamente al trabajador, ya sea este industrial o en una simple oficina. All empieza esta materia a brindarnos la ayuda necesaria para actuar sobre las CyMAT. Nuestra tarea ser entonces preventiva y correctiva, pero tengamos siempre presente que la presencia del especialista es fundamental.

El objetivo es entonces, pararnos frente a una actividad laboral y poder observar las condiciones ambientales determinando la mayor cantidad de riesgos presentes relacionados a las condiciones ambientales del puesto de trabajo y obrar en consecuencia.

Sin duda que es sabido de la importancia de contar con aire limpio en el ambiente de trabajo. Los distintos procesos de elaboracin hoy en da, requieren de un creciente nmero de sustancias y preparados qumicos, algunos de ellos de elevada toxicidad. Su empleo genera la posibilidad que estn presentes en el lugar de trabajo en concentraciones tales que exceden los niveles de seguridad, ya sea en forma de nieblas, gases, vapores o partculas de distintas dimensiones. Los ambientes de trabajo incmodos e inseguros tambin se generan por una carga trmica elevada o muy baja.

La proteccin del trabajador la puedo lograr con un adecuado diseo y una eficaz ventilacin. Es fcil de observar que con esta actividad estoy dando al trabajador el confort necesario para la realizacin de la tarea, que sin duda ser reflejado en el rendimiento final.

Cada sustancia presente en aire est asociada a un riesgo potencial sobre el trabajador, que est establecido por su valor lmite o umbral. Diferentes son las denominaciones utilizadas por los pases para referirse a ellos como ser Concentracin Mxima Permisible (CMP), Valor Lmite, Valor Umbral, TLV, etc.

Para adoptar un criterio comn aqu utilizaremos el concepto de TLV establecido por la ACGIH (American Conference of Governmental Industrial Hygienists) de los EEUU ya que la consideramos como una referencia a nivel mundial en este aspecto. Este organismo en forma anual efecta correcciones a las tablas vigentes y generadas por nuevos conocimientos de toxicidad, con la finalidad de reducir cada ves ms las concentraciones adecuadas. Por qu esto debe ser as?. Muy sencillo. Porque las TLV estn hechas para ser usadas en la prctica de la higiene como gua o recomendacin en el control de los riesgos potenciales a la salud, NO SON UNA LINEA DEMARCATORIA ENTRE CONCENTRACIONES SEGURAS Y PELIGROSAS NI INDICES RELATIVOS DE TOXICIDAD. Este concepto tengmoslo presente a cada instante.


VENTILACION

En general podemos decir que se utilizan dos sistemas de ventilacin:

  1. Sistemas de impulsin: se impulsa aire al lugar de trabajo.
  2. Sistema de extraccin: eliminan contaminantes del lugar de trabajo mantenindolo limpio.

Se debe tener presente que un programa completo de ventilacin debe incluir a ambos sistemas. Adems que la cantidad de aire que se extrae de un local debe ser igual a la cantidad que se impulsa al mismo, de lo contrario se pueden generar situaciones de presin ms bajas o ms altas que la atmosfrica. Habr situaciones que yo deseo generar esta diferencia de presin, por ejemplo en un quirfano, donde es conveniente que exista presin positiva (mayor que la atmosfrica) para evitar el ingreso de agentes biolgicos al mismo.

Higiene Laboral

Otra forma habitual de clasificar la ventilacin es segn se realice por medios mecnicos o en forma natural.

En lo que respecta a la ventilacin mecnica (o forzada) el aire es extrado o inyectado en los locales de trabajo por medio de ventiladores, sopladores, etc (es decir, por medios mecnicos)

La ventilacin natural de locales se realiza por medio de una renovacin del aire que se produce por la circulacin a travs de aberturas, chimeneas, cerramientos, fisuras, etc.

El movimiento del aire se produce por diferencias trmicas y de presin de origen natural o propias del proceso que se est ejecutando.

Al momento de decidir el sistema de ventilacin a utilizar existen innumerables factores que se deben tener presente para su diseo. Por ejemplo, entre otros factores, nosotros podemos encontrar fuentes de generacin de calor o procesos fros, en un caso se puede aplicar una u otra, pero en los procesos fros de generacin de contaminantes es necesario utilizar un sistema de ventilacin mecnica.

A su vez la ventilacin natural puede ser general o localizada. Comnmente la natural localizada se emplea en procesos calientes a travs de campanas suspendidas o chimeneas.

La ventilacin mecnica general se realiza a travs de impulsores o extractores de aire con o sin conductos de aspiracin o de distribucin.

Cuando se utilizan los sistemas de extraccin general para control trmico, el aire debe ser el adecuado a la temperatura esperada y recirculado, mientras que si se realiza dilucin, la cantidad de aire que se utiliza para la mezcla debe ser tal que lleve la concentracin del contaminante a los valores permitidos.

El aire extrado es volcado a la atmsfera. Debemos considerar aqu dos aspectos: primero, estamos observando el ambiente y las condiciones del lugar de trabajo en esta materia de Ventilacin y segundo que estamos volcando al medioambiente contaminantes, es decir, que hacia fuera del local debemos considerar otra legislacin y son otros los cuidados que debemos tener, por ejemplo depurar el fluido para retener contaminante y llevarlo a los valores que la legislacin o cuota de contaminacin nos lo permiten. Funcionalmente no podemos separar uno u otro, se complementan y trabajan juntos, pero en nuestra materia actuamos sobre las CyMAT.

Como adelantamos, los sistemas de extraccin localizada se basan en la necesidad de capturar el contaminante sobre la fuente de generacin. Es ms eficaz y se emplean caudales ms reducidos, con ello los costos se reducen. Sin embargo siempre se debe buscar el equilibrio.

Los elementos bsicos que componen un sistema de extraccin localizada son:

Higiene Laboral

VENTILACION GENERAL

Consiste en la inyeccin o extraccin de aire de un local, zona o edificio. Su clasificacin puede ser:

  1. Ventilacin de regulacin trmica: se realiza el control de las condiciones de trabajo para ambientes clidos o fros, tendiente a la prevencin sobre la salud del operario y mantenimiento de equipos.
  2. Ventilacin por dilucin: se diluye el aire contaminado con la inyeccin de aire limpio con el objetivo de mantener los niveles que no afecten la salud (de acuerdo a normas), evitar incendios, explosiones, olores, etc.

Los aspectos o principios bsicos que Ud debe considerar para el control de sistemas de ventilacin por dilucin son los siguientes:

  • Considerar los TLV que establece anualmente la ACGIH o los establecidos en la legislacin de su pas, y determinar la cantidad de aire necesario para llevar la concentracin del contaminante a una dilucin adecuada. Existe un valor K de correccin que se evaluar ms adelante.
  • Los puntos de extraccin deben estar en lo posible prximo a la fuente de generacin.
  • Los puntos de extraccin e introduccin del aire deben estar ubicados de tal manera que el operario se encuentre entre la entrada del aire y la fuente de contaminacin (de frente a la fuente y de espalda a la entrada del aire). Esto permite alejar el contaminante del operario.
Higiene Laboral
  • El aire que ingresa debe tener una temperatura adecuada de acuerdo a la estacin presente. El balance de masa debe estar equilibrado, es decir que tanto aire debe ingresar como aire sali.
  • No debe ingresar al local el aire extrado. Para ello debe ser descargado lo ms alejado posible (darle altura), tener cuidado con la existencia de ventanas prximas, etc.
Ventilacin general (por dilucin) protegiendo la salud del operario

Emplear la ventilacin por el sistema de dilucin para proteger la salud del operario, debe hacer frente a las siguientes limitaciones:
  1. Generacin del contaminante: esta no debe ser muy elevada ya que ello implicara un caudal de aire elevado para lograr su dilucin.
  2. Las fuentes de contaminacin deben encontrarse alejadas de los trabajadores o que la difusin del contaminante sea lo suficientemente alta para lograr concentraciones bajas, logrando mantenerse de acuerdo a los TLV.
  3. La toxicidad del contaminante debe ser baja.
  4. Higiene Laboral

  5. El contaminante debe estar uniformemente distribuido.

En general se puede decir que ante la presencia de vapores orgnicos, este sistema encuentra su mejor aplicacin, especialmente para aquellos cuyo TLV supera las 100 ppm. De all la necesidad de contar con datos reales de generacin de contaminante.
Cuando se introduce aire al ambiente de trabajo, estamos suponiendo que el mismo se encuentra limpio. As podemos establecer que:

Acumulacin de Contaminante = Velocidad de Generacin - Velocidad de Eliminacin

Lo que se busca es el caudal de aire necesario para mantener los niveles de contaminante en la zona de seguridad. Pero si pensamos un poco no podemos decir que la mezcla es completa, sino que existen zonas de mayor y menor concentracin (un gradiente de menor a mayor desde donde ingresa el aire limpio), esto hace necesario la introduccin de un factor de seguridad, el factor K, y que corrige los TLV de cada sustancia.

Este factor K, que vara de 1 a 10 y es muy tenido en cuenta por los especialistas al disear el sistema, depende de lo siguiente:

  1. Distribucin del aire introducido y eficacia de la mezcla.
  2. Toxicidad del contaminante generado.
  3. Ubicacin del trabajador respecto de la fuente.
  4. Cantidad y ubicacin de las distintas fuentes en el sector de trabajo.
  5. Rendimiento de los equipos de ventilacin forzada.

Otro problema que se nos presenta cuando pretendemos determinar el caudal de aire limpio para mantener los niveles del contaminante por debajo del TLV, es el hecho de que prcticamente en casi todas las oportunidades encontramos mezcla de ellos y no un solo contaminante. Esto representa un problema, por qu?. Aqu se nos presenta el concepto de aditividad o no de los contaminantes entre s. Es decir, si son aditivos los efectos sobre la salud se pueden potenciar y debo considerar este detalle muy importante, ni no lo son debo considerar sus efectos individuales.

Las tcnicas del clculo de caudal vara segn se trate de contaminantes aditivos o no. En ausencia de informacin debo considerar el ms perjudicial, es decir, aditivos.


Ventilacin general (por dilucin) previniendo explosiones e incendios

Existen situaciones en las cuales la caracterstica de la sustancia qumica que se est utilizando presente propiedades tales como volatilidad, combustibilidad, etc, que lo hacen favorable a la ocurrencia de explosiones, incendios, etc. En general se trata de disolventes, muy utilizados en varias actividades laborales.

Lo que buscamos con la ventilacin general por dilucin es disminuir la concentracin de los vapores del contaminante de tal manera de llegar al 25 % del valor establecido como Lmite Inferior de Inflamabilidad (LII) determinado para cada sustancia y que lo podemos encontrar en abundante bibliografa como ser la publicacin Nro 86 de la National Board of Fire Underwriters. Es razonable el siguiente criterio: como los TVL son menores a los LII, si se encuentra personal presente cumpliendo con el primero ya soluciono el problema de incendios y explosiones, pero para locales cerrados o aislados, cumplir con los LII es fundamental y en general se aplicarn en esta situacin.

No solamente en locales debemos controlar los valores determinados del LII para las sustancias utilizadas o generadas en los distintos procesos, sino tambin en conductos de ventilacin, chimeneas, secaderos cerrados, etc. Estos son espacios en que el especialista debe cuidadosamente determinar, en funcin de las sustancias utilizadas y del o de los procesos empleados en las distintas actividades. No debemos descuidar este detalle fundamental, porque las consecuencias humanas y materiales que trae aparejado un incendio o una explosin pueden llegar a ser gravsimas.

Cuando se trabaja comparativamente entre TLV y LII debe considerarse que la primera se expresa en ppm (partes por milln) mientras que los segundos se expresan en porcentajes (partes por 100). Un ejemplo es el siguiente: el LII del Xileno es 1 % (seran 10000 ppm) mientras que el TLV de la misma sustancia es de 100 ppm.

Otro detalle importante a tener en cuenta es que el LII de mezclas de vapores en aire disminuye a temperaturas elevadas (a partir de los 120 C), por lo tanto se modifica dicho valor en el orden del 30 %.


Ventilacin general frente al riesgo trmico

Si nos encontramos en la situacin de que el riesgo trmico es importante en la actividad laboral, la ventilacin general por dilucin es una herramienta vlida para revertir esa situacin. Recordemos que riesgo trmico puede ser por excede de calor o fro, en ambas situaciones debemos actuar sobre las CyMAT. Buscamos primariamente lograr una situacin de confort en el puesto de trabajo, eliminando molestias y posibles riesgos a la salud.

Pensemos que cuando el operario se encuentra en una situacin donde el organismo pierde su capacidad de defensa frente a la carga trmica existente, se entra en riesgo del estrs trmico y con ello la ocurrencia del accidente, prdida de productividad y el riesgo de enfermedades profesionales agudas o crnicas.

Son muchas las variables que se deben analizar para lograr el diseo de un sistema de ventilacin (fuera del alcance de este curso) que es necesario contar con especialistas para ello. Se requiere entre otros puntos, efectuar un estudio fisiolgico para determinar el estrs trmico potencial del personal involucrado, caudal de aire, velocidad, humedad, temperatura y forma en que se har la distribucin en el sector a actuar.

Un estudio en profundidad para el diseo de un sistema de ventilacin de este tipo se lo hallar en el Nro 86-113 de la publicacin de la NIOSH titulado Criteria for Recommendad Standart, Occupational Exposure to Hot Environments.
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En un ambiente con elevada temperatura y humedad es posible la utilizacin de un sistema de ventilacin por extraccin, pero se requiere el ingreso de aire ms fro. En la medida de lo posible es conveniente la utilizacin de un sistema localizado para la extraccin, esto evitar la distribucin del calor por el sector de trabajo. Sera conveniente, complementado lo anterior, encerrar la fuente de calor. Si las fuentes de generacin de calor son muchas, se deber adoptar un sistema de ventilacin generalizada.
Recuerde que debo proteger al trabajador de la fuente trmica, y que la circulacin de aire en el local favorezca las corrientes de conveccin natural.


VENTILACION LOCALIZADA

Cuando se est frente a una sustancia qumica que representa un cierto riesgo por su grado de toxicidad, sin duda que un sistema de extraccin localizada es la mejor opcin porque capta el contaminante antes de que este invada el local de trabajo.

La captacin del contaminante se realiza esencialmente por medio de la campana que tiene la particular de lograr un flujo de aire hacia ella.

Tengamos en cuenta que los contaminantes pueden encontrarse en forma de gases, vapores, humos o partculas de polvo.

Dentro de los distintos sistemas de ventilacin localizada podemos encontrar:

  • Sistema de extraccin y tratamiento independiente en cada fuente.
  • Sistema de conductos de ramales mltiples de alta velocidad
  • Sistemas de baja velocidad
  • Con cmara de sedimentacin
  • Mediante el confinamiento de los equipos del proceso.

En el momento de captura del contaminante, la velocidad el aire que ingresa a la campana debe ser tal que venza el movimiento del aire contaminado (originado en la fuente) y adems las corrientes errticas (corrientes del aire que se encuentran en el local y producidas por movimientos de persona, vehculos, aberturas, etc).

Las configuraciones que pueden llegar a tener las campanas son muy variadas y se adaptan a cada diseo en particular. Sin embargo es posible llagar a clasificarlas en dos grandes grupos:

  • Cabinas
  • Campanas Exteriores

Existen algunos factores generales para la determinacin de la campana a generar:

  • Mecanismo de generacin del contaminante.
  • Posicin relativa entre trabajador y equipo.
  • Caractersticas fsicas del equipo y dimensiones del local.

Cabinas

Una cabina es paraleleppedo que tiene la particular de encerrar parcial o totalmente la fuente de emisin del contaminante.

La cabina para procesos confinados es aquella que cierra totalmente la fuente contaminante, en este caso la masa de aire que se requiere para el control es mnima.

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En cabinas de procesos confinados la velocidad del aire de ingreso es funcin del proceso y de la toxicidad del producto.

La cabina parcialmente cerrada se puede observar en laboratorios o en talleres de pintura.

En general se puede decir, que la cabina ser el tipo de campana a seleccionar, siempre que el proceso y disponibilidad de espacio lo permitan.


Campanas exteriores

Son aquellas campanas que controlan los procesos contaminantes pero fuera de los lmites fsicos de la fuente, es decir, no la encierran.

Dentro de los diferentes diseos que se pueden adoptar encontramos las campanas suspendidas (tipo Dosel) sobre fuentes en general calientes ya que el contaminante ascender por la densidad menor del aire. Tambin encontramos campanas de extraccin lateral, en general sobre tanques abiertos (cubas de inmersin e inclusive pueden ser de extraccin lateral contrapuestas (ambos lados de la fuente. Sin duda que el diseo a realizar por el especialista depender del grado de generacin de la fuente, caractersticas fsicas del contaminante en aire, su toxicidad, etc.

Un diseo que se suele utilizar en campanas exteriores son las de impulsin-extracin en donde un chorro de aire es inyectado a la fuente generadora pero en direccin a la campana de extraccin.

Algunos de los diseos expresados podemos observarlos en los siguientes grficos:

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Con respecto a los conductos, podemos decir que su funcin es la de transportar al aire contaminado desde la campana hasta la fuente de tratamiento (equipos de depuracin) y posteriormente volcar el fluido al medioambiente. No descuidemos que tambin los podemos utilizar para inyectar aire limpio dentro del local de trabajo (puede ser natural, de refrigeracin o de calefaccin)

Estos pueden ser de forma circular (los ms usados) y tambin de forma rectangular. La determinacin estar a cargo del diseador (especialista) del sistema de ventilacin. Los procesos de clculo varan si se trata de una u otra forma del conducto.


Equipos de tratamientos

Los equipos de tratamiento, generalmente llamados depuradores tienen por funcin eliminar el contaminante del aire o llevarlo a niveles aceptables de concentracin, en su ingreso al medioambiente.

El nmero de equipos existentes para la tarea es elevado y su seleccin depende de la eficacia buscada, las caracterstica fsicas del contaminante y la concentracin del mismo que se encuentra dentro del conducto de eliminacin.

Equipos para captacin de polvos:

  • Precipitadores electrostticos
  • Filtros de tela
  • Lavadores de gases (o depuradores hmedos)
  • Torres de lavado
  • Precipitador dinmico hmedo
  • Lavador hmedo de rendija
  • Venturi.
  • Separadores centrfugos:
  • Por va seca
  • Por va hmeda
  • Separadores por gravedad
  • Separadores inerciales
  • Precipitador dinmico
  • Cicln

Con respecto a la necesidad de eliminacin de nieblas, los equipos mencionados hasta ahora se pueden utilizar, ya que las caractersticas aerodinmicas de las nieblas se la puede comparar con las partculas slidas.

Una torre de relleno es una forma adecuada para lograr la separacin de gases vapores y nieblas.

Existen equipos especficamente diseados para la separacin de vapores o gases y se pueden clasificar segn su principio de funcionamiento:

  • Adsorcin
  • Absorcin
  • Oxidacin cataltica
  • Oxidacin trmica
  • Incineracin

  • ASPECTOS MEDICOS

Aparte de sus funciones benficas, los sistemas de ventilacin pueden servir de albergue a grmenes patgenos, dado que le crean un ambiente propicio para su crecimiento. Estos pueden provenir del agua de humidificacin, del aire externo o de los aerosoles producidos en el aire interior reciclado.-

Las alteraciones mdicas se presentan bajo dos formas:

-Reacciones alrgicas (asma, rinitis, etc.)
-Legionellosis
Tipo gripal, benigna
Tipo neumnica, ms grave, hasta mortal.

Se puede realizar prevencin al:

  • Evitar la reentrada de aerosoles producidos en las torres de refrigeracin
  • Mantener la presin dentro del edificio ligeramente elevada
  • Suministrar suficiente aire fresco
  • Colocar la cantidad y calidad de filtros adecuados. Cambiarlos peridicamente.
  • Evitar la acumulacin de agua mediante drenajes correctos
  • Preferir humidificadores de vapor seco
  • Mantener la HRA por debajo del 70%
  • Tener mantenimiento continuo

  • LEGISLACION VIGENTE
En lo que respecta a la Repblica Argentina, la Ley Nacional 19.587 de Higiene y Seguridad en el Trabajo del ao 1972, a travs de su Decreto Reglamentario N 351/79, en el Ttulo IV Captulo 11 Ventilacin establece escasos conceptos a tener en cuenta para mantener las condiciones ambientales del puesto de trabajo en forma tal que no perjudique la salud del trabajador. No refieren en ningn momento al Anexo III correspondiente al artculo N 61 de la Reglamentacin aprobada por Resolucin N 444 y que establece las CMP (Concentraciones Mximas Permisibles) en nuestro pas.


CONCLUSIONES

Habr descubierto ya para esta altura del desarrollo de la materia, que es de aplicacin especfica de especialistas preparados para ello. El diseo de sistemas de ventilacin requieren de un detalle minucioso y cuidado de innumerables aspectos, que en manos de inexpertos puede traer aparejado grandes erogaciones de dinero y consecuentemente la inexistencia de condiciones y medioambiente de trabajo adecuadas a las leyes y necesidades humanas.

Sepa usted que ha recibido una introduccin al tema y sabe que observar en los distintos puestos de trabajo y obrar en consecuencia. Recurra siempre al especialista, no trate por sus propios medios de disear sistemas, sea cuidadoso, su salud y la de sus empleados, si los tiene, corren serio peligro, ms an si el contaminante tiene toxicidad elevada.

Esta materia permite corregir condiciones y medioambientes laborales, pero sepa que lo que extrae lo est volcando al medioambiente, lmpielo y llvelo a los valores establecidos por legislaciones ambientales de sus pases. Recuerde: usted y su familia viven en ese medioambiente.