7/23/2019 Convenios Fraccin Respirable
1/8
FRACCIN RESPIRABLE DE
MATERIA PARTICULADA:
CONVENIOS Y EVALUACIN AMBIENTAL
22.
JULIN VELASCO ORTEGAJefe de Formacin y Asesoramiento Tcnico de APA.
CATALINA UBIEDO PREZTcnico Superior en Prevencin de Riesgos Laborales del Servicio de Prevencin Ajeno MRM sp.
BORJA VELASCO PREZTcnico Superior en Prevencin de Riesgos Laborales del Servicio de Prevencin Ajeno de FREMAP.
7/23/2019 Convenios Fraccin Respirable
2/8
1.- INTRODUCCIN
Uno de los estados fsicos ms
comunes de presentarse los con-
taminantes en los puestos de tra-
bajo es en forma de materia parti-
culada. Su presencia en la atms-
fera de trabajo tiene dos orgenes:
Una accin primaria, por la
que se proyectan porciones de
la sustancia o partculas al aire
de vecindad inmediata, desde
un estado de reposo.
Una accin secundaria, pro-
movida por las porciones o par-
tculas de mayor tamao, que
en su trayectoria originan turbu-
lencias y arrastran otras ms
pequeas.
Para que una partcula, cual-
quiera que sea su naturaleza,
forma o tamao, se mueva a tra-
vs de un fluido es necesario que
exista una diferencia de densidad
entre ambos (fluido y partcula),
as como la accin de una fuerza
externa que le imprima un movi-miento.
Cuando una partcula pequea
cae en el aire bajo la influencia de
la gravedad, se ve frenada pro-
gresivamente hasta que llega un
momento en que la aceleracin
puede considerarse nula. En
estas condiciones, la partcula
sedimenta con una velocidad
constante. En la figura 1 se mues-
tran las velocidades de sedimen-
tacin de partculas esfricas de
diferentes tamaos y densidades.
Las cifras recogidas en la figu-
ra 1 ponen de relieve que el tama-
o de la partcula desempea un
papel decisivo en la sedimenta-
cin. As, mientras las de dimetro
superior a 50 micras sedimentancon rapidez, las menores de 10
micras presentan una velocidad
de sedimentacin muy pequea,
pudiendo permanecer en suspen-
sin durante largo tiempo en la
atmsfera de trabajo o ser arras-
tradas por las corrientes de aire
hasta puntos distantes de su lugar
de origen. Son precisamente las
partculas menores de 10 micras
las que tienen una mayor impor-
tancia desde el punto de vista
fisiopatolgico, ya que la probabili-
23.
FRACCIN RESPIRABLE DE MATERIA PARTICULADA: CONVENIOS Y EVALUACIN AMBIENTAL
N D I C E
1.- Introduccin
2.- Comportamiento de las partculas en el tracto respiratorio
3.- Evolucin de los convenios propuestos para el muestreo de la
fraccin respirable de materia particulada
4.- Evaluacin ambiental de la fraccin respirable
4.1.- Aparatos selectores de la fraccin respirable
4.2.- Soportes de captacin y condiciones de muestreo
5.- Bibliografa
Figura 1.- Comparacin de velocidades de sedimentacin de partculas esfricas de distinto dimetro y densidad.
Son las partculas meno-res de 10 micras las quetienen una mayor impor-tancia desde el punto devista fisiopatolgico, yaque la probabilidad dealcanzar los alvolos pul-monares aumenta a medi-
da que disminuye su di-metro.
7/23/2019 Convenios Fraccin Respirable
3/8
dad de alcanzar los alvolos pul-
monares aumenta a medida que
disminuye su dimetro.
2.- COMPORTAMIENTO
DE LAS PARTCULAS
EN EL TRACTO
RESPIRATORIO
La proporcin de materia parti-
culada que es inhalada por el ser
humano depende de las propie-
dades de las partculas, de lavelocidad y direccin del movi-
miento del aire cercano al cuerpo,
de la cadencia respiratoria y de si
la respiracin es a travs de la
nariz o de la boca. Las partculas
que son inhaladas pueden ser
exhaladas o pueden depositarse
en alguna parte del tracto respira-
torio. Tanto el lugar de depsito
como la probabilidad de exhala-
cin dependen de diversos facto-res: propiedades de la partcula,
tracto respiratorio, etc.
El camino que han de recorrer
en el organismo las partculas de
polvo est constituido por nariz,
faringe, laringe, rbol trqueo-
bronquial y alvolos pulmonares
(Figura 2).
Nariz: constituye un filtro en
el cual el aire es calentado,humedecido y parcialmente
desprovisto de partculas. La
retencin tiene lugar por impac-
to con las paredes nasales y por
sedimentacin. Si las partculas
se han depositado en la zona
anterior, son eliminadas por
estornudos, y si se han deposi-
tado en la zona posterior ciliada
pueden ser extradas al exterior
o llevadas a la faringe.
Faringe y laringe: las part-culas retenidas en la cavidad
bucal, garganta, faringe y larin-
ge, pueden ser eliminadas al
escupir, o por va esofgica.
rbol trqueo-bronquial:en este tramo las partculas pue-
den ser retenidas por impacto
contra las paredes o simple-
mente por sedimentacin, debi-
do a la prdida de velocidad del
aire. Las partculas retenidas
pueden ser impulsadas hacia el
exterior por los cilios que posee
este aparato.
Regin alveolar: las partcu-las que han alcanzado esta
regin se depositan en las pare-
des, tanto por difusin como por
sedimentacin. El mecanismo
de expulsin es muy lento y
slo parcialmente conocido. La
mayor parte de dichas partcu-
las son retenidas en las paredes
alveolares.
Las partculas lquidas o los
componentes solubles de las par-
tculas slidas pueden ser absor-
bidos por los tejidos donde quiera
24.
JULIO - SEPTIEMBRE 2008 PREVENCIN N 185
Figura 2.- Sistema respiratorio.
La norma espaola, UNE-EN 481:1995, define losconvenios para el muestreode las fracciones en fun-cin del tamao de laspartculas, que han de serutilizados para evaluar losposibles efectos contra la
salud que resultan de lainhalacin del aerosol en ellugar de trabajo.
7/23/2019 Convenios Fraccin Respirable
4/8
que se depositen. Las partculas
pueden causar dao en el lugar
de depsito si son corrosivas,radioactivas, o capaces de iniciar
algn otro tipo de dao. Las part-
culas insolubles pueden ser trans-
portadas a otra parte del tracto
respiratorio o del cuerpo, donde
pueden ser absorbidas o causar
un efecto biolgico.
Hay grandes variaciones, de
una persona a otra, en la probabi-
lidad de inhalacin de las partcu-
las, depsito, reaccin frente aldepsito y aclaramiento. Sin
embargo, es posible definir con-
venios para el muestreo selectivo
del aerosol, por el tamao de las
partculas, cuando el propsito
del muestreo est relacionado
con la salud. Estos convenios son
relaciones entre el dimetro aero-
dinmico de las partculas y las
fracciones que han de ser recogi-
das o medidas, que son, aproxi-madamente, las fracciones que
penetran en condiciones medias
en las distintas regiones del tracto
respiratorio. La medicin efectua-
da de acuerdo con estos conve-
nios proporcionar probablemen-
te una mejor relacin entre la con-
centracin medida y el riesgo de
enfermedad.
3.- EVOLUCIN DE
LOS CONVENIOS
PROPUESTOS
PARA EL MUESTREO
DE LA FRACCIN
RESPIRABLE DE
MATERIA PARTICULADA
Han sido numerosas las inves-
tigaciones realizadas para deter-
minar, teniendo en cuenta los fac-
tores fisiolgicos implicados en larespiracin, el grado de deposi-
cin y aclaramiento en los distin-
tos tramos del aparato respirato-
rio.
Las experiencias humanas
han sido tan escasas que, si bien
han puesto de manifiesto las
grandes diferencias de comporta-
miento entre diferentes individuos
normales tanto en la deposicin
como en el aclaramiento de las
partculas, no ha podido llegarse
al establecimiento de unos datos
tipo aplicables a la generalidad de
los casos. La mayora de los estu-
dios han sido por tanto tericos,
bien por experiencias sobre
modelos artificiales, o basados en
experiencias animales.
Se expone a continuacin la
evolucin de los convenios ms
utilizados en Higiene Industrialpropuestos para el muestreo de la
fraccin respirable de materia
particulada.
En 1952, el British MedicalReaearch Council (BMRC) adop-t la definicin de polvo respirable
como aquella fraccin de partcu-
las slidas capaz de alcanzar los
alvolos pulmonares y, por tanto,
susceptibles de originar neumoco-
niosis.
Aos ms tarde, este criterio se
debati en la Conferencia Inter-nacional de Johannesburgo,definindose la fraccin respirable
en trminos de velocidad de cada
libre. Asimismo, se postul un
modelo para su determinacin en
la atmsfera de trabajo que incluye
el 50% de las partculas de 5 m,
el 98% de las de 1 m y excluye
todas aquellas cuyo dimetro es
superior a 7 m.
En 1961, la U.S. AtomicEnergy Commision de los la-mos (AEC) defini la fraccin res-pirable como la porcin de part-
culas que penetran en las partes
no ciliadas de los pulmones y
pueden causar neumoconiosis.
Este organismo tambin desarro-
ll su propio modelo, en el que seincluye el 50% de las partculas
de 3,5 m, el 100% de las de 2
m y se excluye la totalidad de las
que tienen un dimetro superior a
10 m.
Las diferencias que se obser-
van entre estos dos modelos obe-
decen bsicamente a razones de
definicin y diseo. As, mientras
el BMRC basa la seleccin en las
caractersticas de un elutriador
horizontal, la AEC utiliza un
cicln.
25.
FRACCIN RESPIRABLE DE MATERIA PARTICULADA: CONVENIOS Y EVALUACIN AMBIENTAL
Figura 3.- Modelos BMRC, AEC y ACGIH para la fraccin respirable.
7/23/2019 Convenios Fraccin Respirable
5/8
Por su parte, la AmericanConference of GovernmentalIndustrial Hygienists (ACGIH)defini en 1968 la fraccin respi-
rable de modo anlogo a la AEC,
con la nica salvedad de que para
el tamao de 2 m, el modelo
diseado por dicha institucin
establece una preseleccin del
90%.
En la figura 4 se muestran las
curvas correspondientes a estos
tres modelos. Los dimetros se-
alados se refieren a dimetros
equivalentes de las partculas,
entendiendo como tal el dimetro
de una partcula esfrica de den-
sidad la unidad, que tiene la
misma velocidad de cada libre en
el aire que las partculas conside-
radas.
Dadas las diferencias entre
unos modelos y otros, se propuso
una armonizacin internacional
con el objeto de unificar los crite-
rios para la definicin de las dis-
tintas fracciones de la materia
particulada (inhalable, torcica y
respirable). Por lo que respecta a
la fraccin respirable, la definicin
aceptada se apartaba en la
misma medida de las propuestas
por el BMRC y la ACGIH.
Una vez conseguida dicha uni-
ficacin de criterios, cada organis-
mo implicado procedi a su publi-
cacin de forma independiente. LaOrganizacin Internacional deNormalizacin (ISO) public lanorma ISO 7708:1995 y el ComitEuropeo de Normalizacin(CEN) public la norma EN481:1993, que constituye la basepara la elaboracin de la corres-
pondiente norma espaola UNE-EN 481:1995.
Asimismo, la ACGIH siguiendolos criterios propuestos por ISO
incorporaba las nuevas directricesen la Documentacin de los TLVsen la edicin de 1995.
La norma espaola, UNE-EN481:1995, define los conveniospara el muestreo de las fraccio-
nes en funcin del tamao de las
partculas, que han de ser utiliza-
dos para evaluar los posibles
26.
JULIO - SEPTIEMBRE 2008 PREVENCIN N 185
Figura 4.- Valores numricos de los convenios inhalable, torcico y respirable,expresados como porcentaje del aerosol total.
Es necesario que los ins-trumentos utilizados parael muestreo estn deacuerdo con el convenioapropiado a la regin deltracto respiratorio, dondeel depsito de la materiaparticulada a medir podrallegar a producir un efectobiolgico.
7/23/2019 Convenios Fraccin Respirable
6/8
efectos contra la salud que
resultan de la inhalacin del
aerosol en el lugar de traba-jo. Estos convenios se deri-
van de datos experimenta-
les para adultos sanos, defi-
nindose as los correspon-
dientes para las fracciones
inhalable, torcica y respira-
ble
Para los objetivos de
esta norma se aplican las
siguientes definiciones:
Fraccin inhalable: Lafraccin msica del aero-
sol total que se inhala a
travs de la nariz y la boca.
Fraccin torcica: La frac-cin msica de las partculas
inhaladas que penetran ms
all de la laringe.
Fraccin respirable: La frac-cin msica de las partculas
inhaladas que penetran en las
vas respiratorias no ciliadas.
Los convenios para el mues-
treo de las fracciones inhalable,
torcica y respirable son las espe-
cificaciones que deben alcanzar
los instrumentos de muestreo
cuando las fracciones de inters
son las mencionadas. En la figura
4 se indican los valores numri-cos de los tres convenios, como
porcentajes del aerosol total.
En la figura 5 se presentan las
curvas para los convenios inhala-
ble, torcico y respirable, repre-
sentando los porcentajes del
aerosol total bajo convenio frente
al dimetro aerodinmico de las
partculas.
Es necesario que los instru-
mentos utilizados para el mues-
treo estn de acuerdo con el con-
venio apropiado a la regin del
tracto respiratorio, donde el dep-
sito de la materia particulada a
medir podra llegar a producir un
efecto biolgico. Por ejemplo, se
debera seleccionar un equipo
que muestree segn el convenio
para la fraccin inhalable en el
caso de que el aerosol pudiera lle-
gar a producir un efecto biolgico
donde quiera que se deposite. Se
escogera un equipo que mues-
tree segn el convenio para la
fraccin torcica si la regin de
depsito fuese la de los bron-
quios, y segn el convenio para la
fraccin respirable si la regin
fuese la de los alvolos.
Pueden utilizarse instrumentosque recojan las fracciones indivi-
dualmente de acuerdo con los
convenios, o que recojan varias
fracciones simultneamente. Por
ejemplo, un instrumento podra
recoger partculas del aire de
acuerdo con el convenio para la
fraccin inhalable y, a continua-
cin, separarlas de acuerdo con
los convenios para las fracciones
torcica y respirable.
Una aplicacin de la norma
UNE-EN 481 es la comparacin
de la concentracin msica de las
fracciones del aerosol con los
valores lmite. Conviene destacar
respecto a las Directivas
Europeas relevantes, que est
permitido el uso de otros mtodos,
siempre que den lugar a conclu-
siones semejantes o de mayor
rigor. Un ejemplo importante es el
convenio para la fraccin respira-
ble en relacin al cumplimiento
con el valor lmite. Los equiposacordes con el convenio de
Johannesburgo darn, en la prc-
tica, igual o mayor concentracin
msica (hasta un 20% ms) que
los equipos acordes con el conve-
nio para la fraccin respirable
27.
FRACCIN RESPIRABLE DE MATERIA PARTICULADA: CONVENIOS Y EVALUACIN AMBIENTAL
Figura 5.- Convenios para las fracciones inhalable, torcica y respirable, segn normaUNE-EN 481:1995.
En el mercado existen diferentes tipos de ciclones: SKCaluminio, Higgins-Dewell, New IOSH, BGI, 10 mm Nylon, etc.
De todos ellos, el cicln de Higgins-Dewell es actualmenteel ms utilizado en Espaa para la seleccin y recogida dela fraccin respirable.
7/23/2019 Convenios Fraccin Respirable
7/8
dado en esta norma, y por lo tanto,
el uso de equipos que se ajusten
al convenio de Johannesburgoestar en conformidad con la
Directiva Europea.
Es muy importante decir que
los convenios son, necesariamen-
te, slo aproximaciones al com-
portamiento del tracto respirato-
rio. Cada convenio es una aproxi-
macin a la fraccin que llega a
una determinada regin del tracto
respiratorio, no a la fraccin que
all se deposita. En general, laspartculas deben depositarse para
producir un efecto biolgico.
Respecto a esto, los convenios
darn lugar a una sobreestima-
cin del efecto biolgico poten-
cial. El ejemplo ms importante es
el del convenio para la fraccin
respirable que sobreestima la
fraccin de partculas muy peque-
as que se depositan en las vas
respiratorias no ciliadas, ya queuna parte de estas partculas se
exhala sin ser depositada.
4.- EVALUACIN
AMBIENTAL DE LA
FRACCIN RESPIRABLE
4.1.- APARATOS SELECTORES
DE LA FRACCIN RESPIRABLE
Las investigaciones tecnolgi-
cas sobre diseo y construccin
de aparatos selectores de las dis-
tintas fracciones del polvo am-
biental, han experimentado un
gran avance en los ltimos aos.
Sin embargo, la prctica ha
demostrado que ciertos factores
pueden hacer que su rendimiento
de muestreo real difiera del calcu-
lado experimentalmente en ellaboratorio. Este hecho obliga a
tener un buen conocimiento de
las condiciones de utilizacin de
JULIO - SEPTIEMBRE 2008 PREVENCIN N 185
Figura 7.- Esquema de un cicln de Higgins-Dewell.
28.
Figura 6.- Esquema del funcionamiento de un cicln para fraccin respirable
7/23/2019 Convenios Fraccin Respirable
8/8
los aparatos que se vayan a
emplear al objeto de obtener la
mayor representatividad en latoma de muestra.
Por lo que respecta al mues-
treo de la fraccin respirable, los
aparatos ms utilizados en el
campo de la Higiene Industrial
responden al tipo de los ciclo-
nes.
Un cicln es un selector de
partculas cuyo fundamento se
basa en la deposicin selectivaque sufren las partculas ms
gruesas de un aerosol con res-
pecto a las ms finas, debido a la
mayor fuerza centrfuga que
stas adquieren al ser sometido
el aire en que se encuentran sus-
pendidas a un movimiento forza-
do de giro (figura 6).
En el mercado existen diferen-
tes tipos de ciclones: SKC alumi-
nio, Higgins-Dewell, New IOSH,
BGI, 10 mm Nylon, etc. De todos
ellos, el cicln de Higgins-Dewell
es actualmente el ms utilizado
en Espaa para la seleccin y
recogida de la fraccin respirable.
El citado cicln cumple las condi-
ciones de toma de muestras exigi-
das por la Instruccin Tcnica
Complementaria 2.0.02, relacio-
nada con la proteccin de los tra-
bajadores contra el polvo, en rela-cin con la silicosis, en las indus-
trias extractivas.
En la figura 7 aparece un
esquema de dicho cicln con sus
distintos componentes.
4.2.- SOPORTES DE CAPTACIN
Y CONDICIONES DE MUESTREO
Son varios los modelos de por-tafiltros que se comercializan
compatibles con el cicln de
Higgins-Dewell (Figura 8).
La eleccin del filtro para la
captacin de la fraccin respirable
depender del tipo de anlisis que
posteriormente se realice con la
muestra recogida. Habitualmente
el muestreo se lleva a cabo con
filtros de membrana de 37 mm de
dimetro de PVC o steres de
celulosa.
Por lo que respecta a los cau-
dales de aspiracin de las bom-
bas utilizadas durante el mues-
treo, en la figura 9 se indican los
valores recomendados por losfabricantes de tres ciclones para
que sus equipos cumplan las
especificaciones exigidas por los
dos convenios de mayor acepta-
cin:
Curva segn modelo acepta-
do por ACGIH, ISO y CEN, que
responde al convenio definido
en la Norma UNE-EN 481.
Curva segn modelo acepta-do en la Conferencia Interna-
cional de Johannesburgo, en
base al concepto de fraccin
respirable definido por el BMRC.
5.- BIBLIOGRAFA
1.- Laborda R., Velasco J.
Valoracin higinica de contami-
nantes qumicos en el medio labo-
ral. Asociacin para la Prevencin
de Accidentes (APA) 1996.
2.- Norma UNE-EN 481: 1995.
Atmsferas en los puestos de tra-
bajo. Definicin de las fracciones
por el tamao de las partculas
para la medicin de aerosoles.
3.- Ministerio de Industria Tu-
rismo y Comercio. ORDEN ITC/
2585/2007, de 30 de agosto, por
la que se aprueba la Instruccin
Tcnica Complementaria 2.0.02
(BOE, 7 setiembre 2007).
29.
FRACCIN RESPIRABLE DE MATERIA PARTICULADA: CONVENIOS Y EVALUACIN AMBIENTAL
Figura 9.- Caudales de aspiracin recomendados para distintos ciclones para elmuestreo de la fraccin inhalable.
Figura 8: Diferentes tipos deportafiltros.