Determinación de la Exposición a Benceno, Tolueno, Etilbenceno y Xilenos (BTEX) en Personal de Laboratorio

Miraz Novas, Carolina

Técnico de Higiene Industrial. Unidad Periférica de Prevención de Riesgos Laborales / Servicio de Medicina Preventiva / Complejo Hospitalario Universitario Juan Canalejo / As Xubias 84/ 15006 A Coruña, España+34 981 178 000 Ext. 295102 / carolina.miraz.novas@sergas.esRobla Santos, DianaTécnico de Ergonomía y Psicosociología aplicada. Unidad Periférica de Prevención de Riesgos Laborales /Servicio de Medicina Preventiva / Complejo Hospitalario Universitario Juan Canalejo / As Xubias 84/ 15006 A Coruña, España+34 981 178 000 Ext. 295102 / diana.robla.santos@sergas.es

ABSTRACT

En este artículo se presenta la evaluación de la exposición por vía inhalatoria a BTEX (Benceno, Tolueno, Etilbenceno y Xilenos) de un trabajador de laboratorio de Anatomía Patológica. Para la evaluación se siguen los requerimientos establecidos por la legislación (R.D. 374/2001), siguiendo los criterios del Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo en la Guía Técnica de desarrollo del citado R.D.

El método de toma de muestra y análisis utilizado es recomendado por el INSHT y recogido en la UNE 81-581-92.

Se presentan los resultados obtenidos y las medidas preventivas propuestas para eliminar o reducir los riesgos asociados.

Palabras clave

Higiene industrial, exposición laboral a agentes químicos peligrosos, BTEX, evaluación riesgo químico, personal de laboratorio.

INTRODUCCIÓN

Peligrosidad de los BTEX

Son sobradamente conocidos los efectos nocivos para la salud de la exposición a BTEX [1] (acrónimos de Benceno, Tolueno, Etilbenceno y Xilenos). Asma, vértigo, náuseas, pérdida de conocimiento son algunos de los síntomas que han sido asociados a la exposición a estos compuestos.

El interés por el estudio de la presencia en ambientes interiores de este tipo de compuestos ha aumentado en las últimas décadas [2], probablemente por la mayor conciencia de su peligrosidad y por el aumento del tiempo que las personas pasamos en ambientes interiores.

Los efectos mencionados anteriormente, entre otras características, hacen quedichos agentes sean englobados en la categoría de sustancias peligrosas según los criterios establecidos por el Reglamento sobre Notificación de Sustancias Nuevas y Clasificación, Envasado y Etiquetado de Sustancias Peligrosas [3] como compuestos nocivos, tóxicos o incluso cancerígenos, como es el caso de benceno.

En el ámbito laboral las concentraciones de BTEX en aire pueden verse incrementadas por la presencia de los mismos en el proceso productivo.

Si la necesidad del estudio de la presencia de BTEX resulta evidente ante lapeligrosidad de los compuestos, esta necesidad se ve reforzada y reflejada normativamente en el ámbito laboral por la exigencia establecida por la legislación vigente en Prevención de Riesgos Laborales y más concretamente por el Real Decreto (R.D.) 374/2001, sobre la protección de la salud y seguridad de los trabajadores contra los riesgos relacionados con los agentes químicos durante el trabajo, que establece en su artículo 3:

“El empresario deberá determinar, en primer lugar, si existen agentes químicos peligrosos en el lugar de trabajo. Si así fuera, se deberán evaluar los riesgos para la salud y seguridad de los trabajadores, originados por dichos agentes, de conformidad con el artículo 16 de la Ley de Prevención de Riesgos Laborales y la Sección 1.ª del Capítulo II del Reglamento de los Servicios de Prevención [...]”

Criterios de selección del método de toma de muestra y análisis

Para la elección del método analítico a utilizar, se ha seguido lo dispuesto en el Reglamento de los Servicios de Prevención [4], que en el artículo 5 establece que:

“Cuando la evaluación exija la realización de mediciones, análisis o ensayos y la normativa no indique o concrete los métodos que deben emplearse, o cuando los criterios de evaluación contemplados en dicha normativa deban ser interpretados o precisados a la luz de otros criterios de carácter técnico, se podrán utilizar, si existen, los métodos o criterios recogidos en: a) Normas UNE. b) Guías del Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo, del Instituto Nacional de Silicosis y protocolos y guías del Ministerio de Sanidad y Consumo, así como de Instituciones competentes de las Comunidades Autónomas. c) Normas internacionales. d) En ausencia de los anteriores, guías de otras entidades de reconocido prestigio en la materia u otros métodos o criterios profesionales descritos documentalmente que cumplan lo establecido en el primer párrafo del apartado 2 de este artículo y proporcionen un nivel de confianza equivalente.”

Siguiendo este criterio, se ha optado por la Norma Española UNE 81-581-92, “Calidad del aire. ATMÓSFERAS EN LOS PUESTOS DE TRABAJO. Determinación de hidrocarburos aromáticos (benceno, tolueno, etilbenceno, p-xileno, 1, 2, 4- trimetilbenceno) en aire. Método del carbón activo/desorción con disolvente/cromatografía de gases”, método que ha sido aceptado por el INSHT como aplicable para la evaluación de la exposición a agentes químicos en ambientes laborales, y recogido en su catálogo de Métodos de toma de muestras y análisis (MTA-

e) [5] con la referencia MTA/MA-030/A92.

MÉTODO DE TOMA DE MUESTRAS

El primer paso para la determinación de la cantidad de contaminantes presentes en una determinada atmósfera, es el muestreo, es decir, obtener una muestra representativa de los contaminantes de interés. Básicamente consiste en transferir los contaminantes presentes en el aire a un determinado soporte por medio de un equipo de captación adecuado.

El método de captación seleccionado en este estudio es un método de captación activa sobre un adsorbente sólido como es el carbón activo.

Material y equipos

Bombas de muestreo personal con adaptador para muestreo a bajo caudal, Universal De-Luxe, SKC (figura 1).

Calibrador en seco para bombas DryCal DC-Lite (figura 2).

Tubo de muestreo de vidrio con los dos extremos cerrados a la llama, de 7 cm de longitud, 6 mm de diámetro externo y 4 mm de diámetro interno ORBO-32 Small, SUPELCO (figura 3).

Método de toma de muestras

El primer paso a seguir para garantizar una muestra representativa es la calibración de la bomba de muestreo personal. Para ello, en primer lugar se prepara la bomba para muestrear a bajo caudal acoplándole un adaptador en el cual se coloca a su vez, un tubo de carbón activo. Una vez preparado así el equipo se acopla al calibrador, tal y como se muestra en la figura 4.

Montaje de calibración (figura 4).

Utilizando el modo automático de calibración, se realizan diez medidas consecutivas del caudal de absorción del montaje de muestreo (bomba y tubo ORBO). Se tomó como valor del caudal la media aritmética de los valores obtenidos.

Teniendo en cuenta que el caudal máximo permitido por el método de referencia es de 0.20 Lmin-1 y puesto que el tiempo de muestreo es de 15 min, por razones que se exponen más adelante, el caudal elegido es de 0.17 Lmin-1, próximo al caudal máximo con la intención de captar un volumen suficiente de aire en el tiempo de muestreo. Dicho volumen es de 2.55 L, alejado del volumen máximo de 5 L establecido por el método.

Cuando se realiza el muestreo, se rompen los dos extremos del tubo de carbón inmediatamente antes de su comienzo. Se conecta la bomba al tubo de carbón de forma que el flujo de aire recorra el tubo en el sentido indicado por la flecha que aparece impresa en cada tubo a tal fin. Han de evitarse conexiones de goma anteriores a la entrada de aire en el tubo, a fin de evitar posibles adsorciones de los contaminantes en la misma.

La bomba de muestreo se sujeta en el cinturón a cualquier otro lugar de la ropa del trabajador procurando evitar molestias e interferencias en el desarrollo normal del trabajo.

Al finalizar el muestreo se desconecta el tubo y se cierran ambos extremos con tapones de polietileno. Cada tubo es etiquetado convenientemente.

La eficacia del muestreo será del 100% mientras no se supere la capacidad deadsorción del carbón activo. Si esta capacidad se excede, tendrá lugar el paso de los analitos desde la sección frontal del tubo a la posterior. La capacidad de muestreo del carbón viene establecida por el volumen de ruptura.

Se entiende como volumen de ruptura, el volumen de aire contaminado que se puede pasar a través de la primera sección del tubo de muestreo antes de que la concentración del contaminante en el aire eluyente alcance el 5% de la concentración de entrada. El volumen máximo de muestra recomendado está definido de acuerdo con los volúmenes de ruptura indicados en la norma UNE 81-581-92 [6].

El caudal de toma de muestra se debe fijar en función del tiempo de muestreodisponible de forma que sea tomado el volumen óptimo de muestra.

Con cada lote de muestras obtenidas en las mismas condiciones, deben prepararse uno o dos blancos de muestra sometiendo a los tubos a las mismas manipulaciones que las muestras, excepto pasar aire a su través.

El transporte debe efectuarse en recipientes adecuados a fin de evitar roturas y pérdidas durante el mismo. Las muestras no se deben someter a temperaturas elevadas, para evitar la migración del analito a través del tubo. Así mismo se debe evitar el contacto con otros productos que puedan contener compuestos orgánicos volátiles.

Las muestras se almacenan a 4ºC y se analizan dentro de los catorce días siguientes a su captación.

ESTRATEGIA DE MUESTREO

La evaluación se realiza siguiendo las directrices del INSHT en la Guía técnica para la evaluación y prevención de los riesgos presentes en los lugares de trabajo relacionados con agentes químicos [7].

En primer lugar se debería determinar el número de trabajadores a muestrear por puesto de trabajo para obtener una medición representativa. En este caso ese cálculo se obvia por existir tan sólo un trabajador ocupando el puesto a evaluar.

Puesto que los agentes químicos que se evalúan tienen, VLA-ED, VLA-EC o ambos, se han tenido en cuenta las siguientes consideraciones.

Comparación con VLA-ED

La evaluación del riesgo por inhalación por comparación con el VLA-ED requiere obtener la concentración ponderada durante toda la jornada. Debido a condicionantes tecnológicos de los sistemas de medición los tiempos de cada muestra son muy inferiores a la duración de una jornada laboral. El número mínimo de muestras por jornada está asociado a la duración de las mediciones individuales. Se ha utilizado como criterio el propuesto por la UNE-EN 689 [8] válido para exposiciones uniformes y que se basa en obtener un número de mediciones que representen, al menos, el 25 % del tiempo de exposición. El número de mediciones se puede reducir aplicando criterios estadísticos de forma que los resultados ofrezcan fiabilidad suficiente.

En la tabla 1 se describe el tipo y número de mediciones realizadas según los criterios establecidos por la UNE-EN 689 y el método de medición y análisis a aplicar.

Tabla 1. Número y tipo de mediciones.

El modelo de muestreo aplicado, es el modelo de medición tipo E propuesto por el INSHT [7], basado en la toma de muestras de igual duración repartidas de forma aleatoria durante la jornada laboral. El tratamiento estadístico de los resultados obtenidos a partir de este tipo de muestreo permite estimar el valor más probable de la media del periodo de exposición, permitiendo establecer la peligrosidad del puesto de trabajo.

Comparación con VLA-EC

La evaluación del riesgo por inhalación por comparación con el VLA-EC, requiere obtener el valor de la concentración ponderada en los 15 minutos de exposición más elevada, para lo cual se realizó un estudio del proceso de trabajo, determinándose que los períodos de máxima exposición corresponden a la apertura de los recipientes de reactivos que contienen en su formulación los BTEX.

APLICACIÓN EN CAMPO

Introducción

Introducción

En este apartado se presenta la aplicación de los criterios presentados hasta el momento a la evaluación de la exposición por inhalación de agentes químicos de un trabajador cuya jornada laboral es de 7 h y se desarrolla en un lugar de trabajo en dónde no se esperan fluctuaciones significantes de la concentración de estos contaminantes en el tiempo debido a la actividad, al número de personas presentes en el lugar de trabajo, la ubicación de los equipos en la sala, etc.

Descripción de la zona de trabajo

El esquema de la figura 5 representa esquemáticamente el lugar de trabajo en el que se ha llevado a cabo el estudio de las concentraciones en ambiente de BTEX con objeto de determinar el riesgo para la salud del trabajador por inhalación de estos agentes. En dicho esquema aparece señalada en verde la zona de trabajo que ocupa el trabajador objeto de la evaluación durante la mayor parte de su jornada y en azul la localización de los equipos que utilizan mezcla de isómeros de xileno y/o el medio de montaje en cuya composición aparece el etilbenceno.

El lugar de trabajo tiene una superficie total aproximada de 36 m2.

Zona C Teñidor

Zona A

Montador 1                                                                                                                Zona B

Montador 2

Figura 5. Esquema del lugar de trabajo.

Toma de muestras

Las muestras fueron tomadas colocando la bomba de muestreo personal previamente calibrada al trabajador objeto de la evaluación.

Se colocó el equipo de muestreo con las precauciones comentadasanteriormente y teniendo cuidado de colocar verticalmente el tubo de carbón en la zona de respiración del trabajador [9]. Se conecta la bomba con un tubo de goma al dispositivo de regulación de bajo caudal en el que previamente se coloca un tubo de muestreo (figura 6). Dicho tubo se abre, rompiendo los extremos, cuando comienza la toma de muestras.

Figura 6. Toma de muestras

Se toman 6 muestras de 15 minutos repartidas de forma aleatoria durante una jornada laboral superando así el mínimo de cuatro muestras en 8 horas requerido. En la tabla 2 se detallan las tareas que se estaban realizando en cada momento en el que se realizó la toma de muestras.

Tabla 2. Toma de muestras.

Las muestras se toman a un Caudal 0.1707 Lmin-1; t = 15 min

Para realizar el estudio de la exposición por comparación con el VLA-EC, se realizó el estudio del proceso de trabajo con objeto de identificar los periodos de

potencial máxima exposición, identificándose la tarea de apertura de los recipientes de reactivos como el momento de mayor probabilidad de exposición por ser el único momento en que existe contacto directo entre los reactivos y el trabajador.

Asimismo se realiza un ensayo en blanco de muestra con la intención de identificar la posible difusión de los BTEX existentes en el aire a través del tubo sin haber pasado aire a su través.

TRATAMIENTO DE MUESTRAS

Una vez en el laboratorio las muestras son tratadas según lo establecido en el método de análisis de referencia obteniéndose las concentraciones de los distintos contaminantes presentes en las muestras a través de análisis cromatográfico.

4400000

350000300000250000

200000

15000010000050000 1. Benceno 3                                    2. Tolueno 3. Etilbenceno 4. m+p Xileno 5. o Xileno 50

0 4 8 12 16 20

Tiempo (min)

Figura 7, Cromatograma representativo de los obtenidos para las distintas muestras

COMPARACIÓN CON LOS VALORES LÍMITE AMBIENTALES

La evaluación del riesgo por comparación con el VLA-EC

Para realizar esta comparación se requiere obtener el valor de la concentración ponderada durante el periodo de 15 min de exposición más elevada. Puesto que todas las mediciones realizadas corresponden a periodos de 15 min se han comparado todas ellas con los VLA-EC de los distintos compuestos obteniéndose los resultados presentados la tabla 3.

Tabla 3. Comparación de las concentraciones (mg m-3) con los valores límite VLA-EC.

El requisito de evaluación por comparación con el VLA-EC establece que en ningún momento de la jornada laboral se pueden sobrepasar los valores límite.

En la jornada laboral objeto de evaluación existen 28 periodos de 15 min. Como la seguridad de haber muestreado el “peor” periodo de 15 min no es total, se ha de recurrir a la estadística y estimar la probabilidad de que se supere el valor de VLA-EC en alguno de los periodos no muestreados, según establece los criterios establecidos por el INSHT [7].

Los valores de probabilidad de superación del VLA-EC se presentan en las tablas siguientes. Obsérvese que no se adjuntan los valores obtenidos para benceno y tolueno por haberse encontrado en las muestras valores inferiores al límite de detección del método empleado.

Tabla 4. Probabilidad de superación de VLA-EC para el etilbenceno.

Tabla 5. Probabilidad de superación de VLA-EC para o-, m-, p- xileno.

Como se observa en ambos casos p’>0.9 o lo que es lo mismo, existe una probabilidad superior al 90% de que no se supere el valor VLA-EC en ninguno de los periodos no muestreados, por lo tanto se concluye que la exposición en todos los casos

es aceptable. En el caso del xileno se establece además la relación∑ Ei

VLAi no

encontrándose en ningún caso valores superiores a la unidad.

La evaluación del riesgo por comparación con el VLA-ED

La estrategia de medición utilizada (tipo E) exige un tratamiento estadístico de las concentraciones encontradas. El tratamiento estadístico de los resultados permite estimar el valor más probable de la concentración media del periodo de exposición, valor que se deberá comparar con los VLA-ED aplicables en cada caso.

Siguiendo el criterio de efectos aditivos, las concentraciones de xilenos han sido tratadas conjuntamente. Los datos obtenidos para los distintos compuestos se muestran en la tabla 6. Ha de tenerse en cuenta que todos los cálculos realizados se basan en exposiciones ponderadas a 8 horas, mientras que la jornada de trabajo objeto de estudio es de 7 horas, por lo que se debe corregir el valor de la concentración media con el factor T/8 (µt).

Tabla 6. Evaluación de la exposición por comparación con VLA-ED.

Ambos casos muestran intervalos de confianza muy amplios que podrían ser limitados aumentando el número de mediciones. En cualquier caso la evaluación por exposición a ambos compuestos muestra valores que se encuentran muy por debajo del valor límite establecido.

CONCLUSIONES

A la vista de las concentraciones de xilenos y etilbenceno encontradas en aire se identifica a los reactivos utilizados en los distintos procesos como fuente de contaminación del ambiente interior.

En lo referente a la exposición del trabajador se concluye:

• Que no existe aportación específica de Benceno y Tolueno asociada a la actividad laboral y que los niveles encontrados, inferiores al los LD no suponen un riesgo que se pueda asociar a la actividad laboral.
• Que existe un riesgo aceptable debido a la exposición a Etilbenceno, tanto en las exposiciones de corta duración (VLAEC), como en las de exposición diaria (VLAED).
• Que existe un riesgo aceptable debido a la exposición a los isómeros del Xileno, tanto en las exposiciones de corta duración (VLAEC), como en las de exposición diaria (VLAED).

Así mismo se tiene en cuenta que los BTEX se caracterizan por lo significativa que es la aportación por vía dérmica para la dosis absorbida por el trabajador, sea por la manipulación directa de los agentes o por la exposición a vapores de partes

desprotegidas de la piel, por lo tanto se recomienda la utilización de guantes de protección resistentes a los productos manipulados (figura 8).

Figura 8. Guantes de nitrilo. Cortesía de (Dräger).

Llegados a este punto cabe destacar lo complicado y costoso de la realización de mediciones ambientales de exposición a agentes químicos, siendo necesario realizar un importante esfuerzo tanto en dedicación de profesionales de alta cualificación como en recursos económicos directos (equipos, calibraciones fungibles, laboratorios de análisis, etc.).

Por lo tanto antes de realizar una evaluación de estas características es necesario asegurar la conveniencia de su realización, estudiando con anterioridad todos los aspectos que puedan darnos información sobre las condiciones de trabajo existentes y sobre los que se puede incidir antes de la medición: condiciones del lugar de trabajo, necesidad de extracciones y estado de las mismas, métodos de trabajo, hábitos de higiene, condiciones de orden y limpieza... no olvidando nunca que el fin último de la evaluación es la protección de la salud del trabajador y no la medición en sí misma, por engorrosa o complicada que esta sea.

REFERENCIAS

• 1. World Health Organization, (1989). Indoor air quality: organic pollutants. WHO, Regional Office for Europe EURO Reports and Studies, Nº 111. Copenhagen.
• 2. H. Guo, S.C. Lee, W.M. Li, J.J. Cao. (2003). Source characterization of BTEX in indoor microenvironments in Hong Kong. Atmospheric Environment. 37 7378.
• 3. R.D. 363/1995 de 10 de Marzo de 1995 por el que se regula la Notificación de Sustancias Nuevas y Clasificación, Envasado y Etiquetado de Sustancias Peligrosas. (B.O.E. 133 de 05061995).
• 4. R.D. 39/1997de 17 de enero, por el que se aprueba el Reglamento de los Servicios de Prevención. (B.O.E. 27 de 31011997).
• 5. Métodos       de       toma       de        muestras       y       análisis.        INSHT.

http://www.mtas.es/insht/mta/mta.htm. (Fecha de acceso 10-03-2006)

• 6. UNE   8158192.   Calidad   del   aire.  Atmósferas   en   los   puestos   de   trabajo. Determinación de hidrocarburos aromáticos (benceno, tolueno, etilbenceno, p xileno, 1,2,4 trimetilbenceno) en aire. Método del tubo de carbón activo/desorción con disolvente/cromatografía de gases.
• 7. Guía técnica para la evaluación y prevención de los riesgos presentes en los lugares de          trabajo relacionados con agentes químicos. INSHT. http://www.mtas.es/insht/practice/g_AQ.htm (Fecha de acceso: 12/03/2006)
• 8. UNEEN 689, “Atmósferas en el lugar de trabajo. Directrices para la evaluación de la exposición por inhalación a agentes químicos para la comparación con los valores límite y estrategia de muestreo”
• 9. UNEEN 1540. Atmósferas en el lugar de trabajo. Terminología
• 10. Límites  de  Exposición  Profesional  para  Agentes  Químicos  en  España.  2004.

http://www.mtas.es/insht/practice/vlas.htm. (Fecha de acceso: 12/05/2004).