Riesgos de reacciones químicas

PROYECTO FINAL

Sergio Enrique Campusano Garai

Química

IACC

02-04-2014

Índice

Contenido

Índice 2

Introducción 3

Instrucciones 4

Solución nº1 5

Riesgos de incendios y explosiones 5

Riesgos de reacciones químicas 10

Riego por inhalación de un agente toxico 15

Riegos por absorción a través de la piel 15

Riesgos para el medio ambiente 18

Solución nº2 20

Solución nº3 23

Introducción

Los productos químicos forman parte de la vida cotidiana. En el mundo hay de 5 a 7 millones de distintos productos químicos conocidos. Al año se producen al menos 400 millones de toneladas de productos químicos en el mundo, entre ellos, productos químicos para la agricultura, aditivos de los alimentos, medicinas, combustibles para la producción de energía, productos químicos de consumo, etc.

Las sustancias peligrosas por su naturaleza, producen o pueden producir daños momentáneos o permanentes a la salud humana, animal, vegetal. El riesgo químico es aquel riesgo susceptible de ser producido por una exposición no controlada a agentes químicos, la cual puede producir efectos agudos o crónicos y la aparición de enfermedades. Los productos químicos tóxicos también pueden provocar consecuencias locales y sistémicas según la naturaleza del producto y la vía de exposición.

Según de qué producto se trate, las consecuencias pueden ser graves problemas de salud en los trabajadores. Hoy en día, casi todos los trabajadores están expuestos a algún tipo de riesgo químico porque se utilizan productos químicos en casi todas las ramas de la industria: agricultura, minería, construcción, entre tantas otras áreas de trabajo. De hecho los riesgos químicos son los más graves.

Instrucciones

Basándose en lo visto en este curso y entendiendo que es una asignatura conducente a ampliar sus conocimientos en relación a los compuestos químicos y sus reacciones en el ámbito de la Seguridad Laboral, realice lo siguiente:

1.- Redacte un ensayo de al menos 10 paginas, en el que plantee las posibles situaciones de riesgo (describa al menos 4), tanto en empresas de producción como se servicios en que los contenidos revisados en la asignatura pudieran ser aplicados

2.- Describa dos ejemplos asociados a las situaciones de riesgo

3.- Incluya las reacciones químicas correspondientes a los ejemplos y/o situaciones planteadas

Solución nº1

1. En general, la evaluación del riesgo químico, en cualquiera de sus modalidades, se inicia identificando todos los agentes químicos que pueden estar presentes en el lugar de trabajo ya sea en el proceso laboral y las actividades relacionadas (mantenimiento, manutención, almacenamiento y reparación), ya sea en otro tipo de actividades no ligadas al proceso (limpieza, desinfección, transporte, obras y modificaciones). Estos agentes podrán estar presentes en las condiciones normales de trabajo o ser consecuencia de situaciones anómalas, tales como un fallo en el control de los procesos químicos, errores de manipulación o accidentes.

Riesgos de incendios y explosiones

Factores de Riesgos:

 Concentración ambiental elevada de sustancias que pueden inflamarse.

 Presencia de focos de ignición.

 Presencia simultánea de sustancias incompatibles.

La causa principal viene dada por la presencia de gran cantidad de productos químicos inflamables, comburentes y a veces explosivos.

El análisis de los fenómenos que se desarrollan en los incendios y/o explosiones en polvos combustibles permite establecer una cadena lógica aplicable al riesgo.

En resumen puede indicarse:

• Para que se inicie o desarrolle uno de tales fenómenos es necesaria la coexistencia en espacio y tiempo de varios FACTORES.

• La actualización del riesgo por CONJUNCION DE LOS FACTORES en espacio y tiempo con intensidad suficiente provocará el INICIO.

• Si el conato no es extinguido se producirá la PROPAGACION que inevitablemente provocará CONSECUENCIAS crecientes.

• Las medidas de PREVENCION actúan sobre la situación de riesgo limitando la probabilidad de inicio.

• Las medidas de PROTECCION tienden a limitar la propagación y por tanto las consecuencias.

• Las medidas de prevención y protección deben ser acordes con el riesgo por lo cual este debe ser EVALUADO.

RIESGO DE INCENDIO EN POLVOS COMBUSTIBLES

A pesar de que por sus desastrosas consecuencias. Las posibles explosiones en polvo deben ser analizadas con mucha meticulosidad, es mucho más frecuente que dichos polvos se inflamen en lecho, que de extenderse puede producir pérdidas económicas importantes.

Los polvos son almacenados en tolvas, silos, etc. lugares que generalmente están alejados de los puestos de trabajo por lo que se retrasa la detección, y la extensión del fuego, cuando es detectado dificulta su control. Además mientras se desarrolla el incendio existe latente el riesgo de que cualquier perturbación, genere una nube de polvo que, activada por el mismo incendio, produzca una explosión. Factores de incendio en polvos combustibles para que se produzca la ignición de un polvo combustible en lecho (incendio) es necesaria la confluencia de:

• Polvo que precisa de una determinada energía de activación.

• Concentración de oxigeno que permita la reacción.

• Foco de ignición que aporte la energía de activación necesaria.

• Concentración polvo-aire que permita la reacción.

ACTUACION SOBRE EL POLVO COMBUSTIBLE

La actuación sobre el combustible como medida de prevención se centra en dos grandes aspectos que se analizan a continuación:

Limitar la existencia de combustible lo cual puede conseguirse:

1. Programando limpieza periódica de puestos de trabajo como los materiales que se puedan ocupar ejemplo ciclones, conducciones, filtros. etc.

2. Diseñar correctamente las conducciones (aspiraciones. transporte. etc) o mantenimiento que evite fugas en conducciones.

3. Aspiración localizada en puntos donde se genere polvo.

4. Evitar la caída libre en el llenado de depósitos.

ACTUACION SOBRE LOS FOCOS DE IGNICION

Excepto para polvos pirofóricos tales como zirconio, uranio y algunos hidruros, nitruros y carburos, en los cuales es factible la auto-ignición, el resto de polvos precisan para su ignición, tanto en lecho como en nube.

Dicha energía debe ser aportada por los focos de ignición, siendo en principio peligrosos todos aquellos cuya temperatura sea superior a la temperatura de auto-inflamación del polvo y es además necesario que dicha temperatura se mantenga suficiente tiempo, para calentar una cantidad de polvo por encima de su temperatura de auto-inflamación, iniciándose la reacción en cadena.

Los focos pueden ser clasificados en:

 Focos de gran intensidad y corta duración (LLAMAS).

 Focos de gran intensidad y corta duración (CHISPAS).

 Focos de mediana intensidad y larga duración (SUPERFICIES CALIENTES)

 AUTOIGNICION.

La seguridad de cualquier planta, donde se manipulen o almacenen polvos explosivos, exige una eliminación exhaustiva de los focos de ignición y además completarla con las oportunas medidas de protección, por cuanto las medidas de prevención nunca eliminan el riesgo de inicio de una explosión al 100%. Se analizan a continuación los diferentes tipos de focos y su peligrosidad.

LLAMAS

Por su superficie, intensidad y duración, son los focos más peligrosos pudiendo activar tanto el polvo en lecho como en nube; deben por tanto eliminarse de las zonas donde se manipule el polvo. El control debe ser extendido desde la eliminación en tales zonas de hornos, hogares, calderas y otros dispositivos de fuego libre, hasta la posible creación de áreas de seguridad donde esté permitido fumar y utilizar útiles de ignición.

CHISPAS

Las chispas pueden ser provocadas por múltiples operaciones o causas destacando por su importancia las operaciones de soldadura, fricción, golpes mecánicos y chispas eléctricas.

Se caracterizan por su corta duración. Su superficie e intensidad dependen de su origen.

Trabajos en caliente

Las precauciones a tomar fundamentalmente pueden resumirse en:

No deben iniciarse trabajos de corte, soldadura y otras operaciones de mantenimiento en caliente sin parar la planta.

• La unidad en que deba realizarse el trabajo debe ser aislada y vaciarse eliminando, o si no es posible humedeciendo el polvo que pudiera existir en el fondo o paredes.

• Los combustibles próximos a la zona deben ser trasladados y si esto no es posible recubiertos con telas incombustibles.

• Persona competente deben comprobar previendo en proximidades y mientras se realiza la operación, medios de extinción adecuados y personal experto en su manejo.

• Especial cuidado en las medidas de seguridad adoptadas debe tenerse en trabajos en que se utilice oxígeno por cuanto la energía de ignición necesaria, es mucho más pequeña en el caso de atmósferas enriquecidas en oxígeno.

Chispas eléctricas

Las chispas eléctricas pueden ser originadas por electricidad estática y/o por componentes de la instalación eléctrica.

La energía eléctrica procedente de red o baterías puede producir chispas con energía suficiente para inflamar un polvo. Las chispas producidas en operaciones normales por interruptores, conmutadores, fusibles, etc. pueden inflamar una nube de polvo.

La producción de chispas provenientes de cargas electrostáticas deben ser limitadas o eliminadas. El proceso de manipulación y transporte del polvo genera una fricción entre las partículas de polvo y de estas con los recintos que generan cargas electrostáticas de signo positivo o negativo. Este hecho es inevitable y por tanto debe ser controlado.

El mayor riesgo proviene de la existencia de cuerpos aislados que no estén o no puedan estar conectados a tierra, los cuales pueden almacenar suficiente carga eléctrica para que en un momento determinado la energía liberada en una descarga electrostática supere a la energía mínima de inflamación del polvo. El riesgo queda muy limitado en el caso de que el elemento aislado no sea conductor.

En los Últimos años se están construyendo tolvas y silos de material plástico. El uso de poliéster reforzado con fibra de vidrio tiene un riesgo muy inferior al uso de otros plásticos como polietileno. Polipropileno y Policloruro de vinilo por su alta resistividad. La disminución del riesgo implica el uso de plásticos armados con armadura puesta a tierra o recubrimiento de baja resistividad.

Deben extremarse las precauciones en el transporte de polvo en alguna de las siguientes condiciones:

• En la manipulación a temperatura superior a la ambiental (disminuye la energía mínima de activación).

• En el transporte neumático (se favorece el roce y por tanto la acumulación de cargas).

• En la zona de alimentación a tolvas y silos.

AUTOIGNICION

Un polvo puede reaccionar química o biológicamente con la atmósfera circundante o ser inestable y descomponerse. Cualquiera de las reacciones, de ser exotérmica, provocará un aumento de temperatura local en caso de que el calor generado no sea evacuado.

Al ser la velocidad de las reacciones creciente con la temperatura dichas reacciones se autoaceleran, creciendo el calor generado que, de no ser evacuado incrementará la temperatura del polvo pudiendo alcanzarse la temperatura de autoinflamación con producción de brasas. Si en dichas condiciones se genera una nube de polvo puede provocarse, una explosión. La autoignición puede ser causada de una forma indirecta por la actividad biológica especialmente si el polvo está húmedo. La temperatura alcanzada por la acción biológica no superará normalmente los 80°C pues por encima de dicha temperatura los microorganismos que la causaban pierden actividad.

Dicho proceso sin embargo potencia extraordinariamente la posible oxidación del polvo. (la oxidación a temperatura ambiente es prácticamente despreciable). La acción oxidante reemplaza por tanto a la acción biológica y puede alcanzarse, por el calor generado la temperatura de autoinflamación del polvo.

Riesgos de reacciones químicas

Factores de Riesgos

 Mezcla manual de sustancias.

 Presencia no controlada de subproductos.

 Falta de procedimientos de trabajo adecuados en operaciones peligrosas (toma de muestras, carga de aditivos)

En las industrias de proceso, los reactivos químicos se convierten en otros productos de manera bien definida y controlada. El descontrol de las reacciones químicas ocurre bajo condiciones anormales, por ejemplo por un mal funcionamiento del sistema de refrigeración o por una carga incorrecta de reactivos. Temperatura, presión, catálisis y contaminantes tales como el agua, oxígeno del aire y lubricantes de equipos pueden modificar las condiciones bajo las cuales las reacciones tienen lugar.

Casi todas las reacciones químicas muestran un efecto térmico. Cuando se produce calor durante una reacción (exotérmica), puede tener lugar una situación peligrosa dependiendo de la velocidad de la reacción, la cantidad de calor generada, la capacidad del equipo para eliminar el calor y la posible generación de gases. Aunque la descomposición térmica (y descontrol) a menudo se identifica con la reactividad inherente de los productos químicos involucrados, no se debe olvidar que el peligro puede aumentar debido a otras reacciones inducidas e indeseadas. Estas reacciones inducidas pueden iniciarse por calor, contaminación o por medios mecánicos (por ejemplo: golpes, fricción, cargas electrostáticas, etc.).

Reacciones químicas fuera de control

Cuando hablamos de la pérdida de control de una reacción estamos refiriéndonos al desarrollo incontrolado de una o diversas reacciones exotérmicas. Una reacción química de naturaleza exotérmica es aquella que transcurre generando calor y, este desprendimiento de energía, puede incluso ocasionar sucesos catastróficos si se descontrola totalmente. Sin embargo, hay que hacer hincapié en que no sólo las reacciones fuertemente exotérmicas son potencialmente peligrosas.

También, las débilmente exotérmicas pueden originar un incremento de temperatura suficiente para permitir la aparición posterior de otra reacción fuertemente exotérmica; es decir, la aparición de una reacción secundaria no deseada, como por ejemplo una descomposición o polimerización.

TABLA DE SUSTANCIAS QUE PRESENTAN UNA ELEVADA INCOMPATIBILIDAD:

Oxidantes, con: Nitratos, halogenatos, óxidos, peróxidos, flúor.

Reductores, con: Materias inflamables, carburos, nitruros, hidruros, sulfuros, alquilmetales, aluminio, magnesio, y circonio en polvo.

Ácidos fuertes, con: Bases fuertes.

Ácido sulfúrico con: Azúcar, celulosa, ácido perclórico, permanganato potásico, cloratos, sulfocianuros.

PELIGROS ASOCIADOS A POLIMERIZACIÓN DE SUSTANCIAS:

Algunas sustancias pueden sufrir una polimerización, cuyos efectos pueden producir explosión o rotura de frascos y derrame de su contenido. Los factores más comúnmente asociados a la polimerización son:

 Calentamiento.

 Exposición a la luz.

 Presencia de impurezas.

 Golpes.

Típicas sustancias que pueden presentar este peligro: compuestos vinílicos, acrilatos, metacrilatos, compuestos diénicos, etc.

Diseño de un proceso químico seguro

El primer factor, la energía, está involucrado en la producción de cualquier producto químico. Un diseño seguro requerirá un conocimiento de la energía inherente (liberación exotérmica/absorción endotérmica) durante la reacción química. Esta información puede obtenerse de la literatura, de cálculos termoquímicos o del uso de equipos de prueba y procedimientos. La presión potencial que puede desarrollarse en el proceso es también una consideración de diseño muy importante.

El segundo factor es la velocidad de la reacción, la cual depende de la temperatura, la presión y las concentraciones. Se debe determinar la velocidad de la reacción durante la operación normal y anormal, incluyendo el peor de los casos posibles, con objeto de diseñar un proceso inherentemente seguro.

El diseño de la planta y del equipo son elementos del tercer ámbito. El calor generado por la reacción debe ser eliminado adecuadamente y debe controlarse la producción de gas. También, han de ser considerados los efectos y requerimientos del escalado (la relación entre la planta piloto y el equipo de planta).

Los tres ámbitos y sus correspondientes variables interactúan; por ejemplo, una gran cantidad de energía potencial puede ser eliminada durante una operación normal si la velocidad de liberación de energía es relativamente pequeña y está controlada por una capacidad refrigerante suficiente de la unidad de planta.

Durante el desarrollo y selección de la ruta de proceso final, es importante considerar rutas de proceso alternativas para conocer no sólo los peligros potenciales de la reacción principal sino, también, los de las reacciones secundarias no deseadas. Teniendo identificados los riesgos químicos de un proceso, habrá que decidir cómo diseñar y operar de modo seguro. Esto significa,

1. Caracterización de las condiciones de la reacción química y sus riesgos (química bien definida para cada etapa de proceso).

2. Definición de las condiciones de proceso y del diseño de planta (selección de la instalación, equipos y aparatos; tipo y características adecuadas de los materiales; preparación de manuales de operación, etc.).

3. Selección y especificación de las medidas de seguridad (medidas a tomar para limitar las condiciones del proceso; sistemas de seguridad).

4. Implantación y mantenimiento de las medidas de seguridad (cumplimiento de las normas; instrucciones para el control del proceso y para la actuación en condiciones normales)

En la mayoría de las situaciones es necesario suministrar medidas de seguridad adicional, que pueden ser de dos tipos: preventivas o de protección. Las medidas preventivas incluyen el diseño de los procesos de modo que no operen bajo condiciones que puedan permitir una reacción descontrolada. El diseño mecánico de la planta, su sistema de control y el modo en que el proceso opera pueden incluirse dentro de las medidas preventivas. Por otro lado, las medidas de protección reducen las consecuencias de una reacción descontrolada.

Resulta más efectivo prevenir una reacción fuera de control que tratar con las consecuencias, de modo que en el diseño se debería preferir las medidas preventivas sobre las de protección. Cualesquiera que sean las medidas de seguridad escogidas, es importante hacer que la planta sea segura bajo todo el rango de condiciones de operación y posibles desviaciones, y que permanezca efectiva después de cualquier modificación. Además, hay que considerar el tipo de proceso que se va a utilizar (continuo, semi-discontinuo o discontinuo).

Medidas preventivas

El uso de la prevención como fundamento de la seguridad requiere la identificación inicial de los riesgos del proceso y las condiciones bajo las cuales pueden aparecer. Esto permite la especificación de unas condiciones límite o un rango de condiciones, dentro del cual debería mantenerse el proceso para operar de modo seguro, y las medidas necesarias para asegurar que el proceso permanece dentro de este entorno. Esto debería conseguirse con el diseño del proceso y de la planta, pero también depende de los instrumentos, las desconexiones, alarmas y sistemas de control. Además, se requieren procedimientos de organización rigurosos, una estricta ejecución de las condiciones de operación y medidas de mantenimiento adecuadas.

Un entorno de proceso se define por varios parámetros los cuales se examinan a continuación:

Temperatura

Un aumento de la temperatura de proceso puede acelerar una reacción exotérmica o puede causar la descomposición térmica. Por ello, se tiene que definir la temperatura mínima a la cual empezará un descontrol exotérmico bajo las condiciones de la planta, y el margen de seguridad entre esta temperatura y la temperatura de operación normal. Por otro lado, una disminución de la temperatura puede provocar la acumulación de material no reaccionado. Para evitar esta acumulación de material, también deberán definirse las temperaturas mínimas y/o máximas a las cuales ocurre la reacción deseada.

A continuación alguna de las situaciones de riesgo con las que nos podemos encontrar durante un proceso, que ocasionan desviaciones de la temperatura y que, en consecuencia, habrá que evitar:

• Sistema de refrigeración mal diseñado

• Pérdida del suministro del refrigerante

• Pérdida de la capacidad refrigerante por obstrucciones o recubrimientos aislantes

• Ajuste incorrecto de la temperatura deseada

• Fallo del sistema de control de la temperatura

• Fallo de energía eléctrica

• Avería de la bomba de suministro del refrigerante

• Otros fallos mecánicos (por ejemplo, válvulas)

Adiciones

Puede ser peligroso añadir un reactivo erróneo, la cantidad equivocada de un reactivo correcto (demasiado o poco) o el producto químico correcto en el momento equivocado. Las consecuencias serán cambios en la velocidad de la reacción o la aparición de reacciones secundarias inesperadas.

Asegurar que los materiales son añadidos de modo correcto puede depender mucho del sistema de dosificación y, especialmente, del personal de operación en adiciones manuales, mucho más inseguras que las automatizadas. Es conveniente minimizar las adiciones manuales.

A menudo el proceso puede transcurrir de modo seguro controlando el almacenamiento de los productos químicos, lo cual significa que estén adecuadamente etiquetados y almacenados según sus propiedades fisicoquímicas, minimizando el inventario de productos químicos peligrosos. Cuando esto no es posible, o los materiales pueden estar contaminados (un contaminante puede ser cualquier sustancia química utilizada en la planta que no pertenezca al sistema de reacción; esto incluye al refrigerante, el oxígeno del aire, solvente, lubricante, óxido, etc.) o las consecuencias de un error pueden ser graves, es necesario analizar cada material antes de adicionarlo al reactor, o analizar la masa de reacción después de la adición para asegurar que se ha añadido la cantidad correcta.

Agitación

El control de la agitación es vital. Puede ocurrir que el diseño del agitador resulte inadecuado para el proceso o que tenga lugar un fallo del agitador, debido a una avería mecánica o causada por un fallo de la energía eléctrica. Una pérdida de la agitación tiene dos efectos inmediatos: una mezcla pobre de los reactivos y una mala transferencia de calor. Una mezcla pobre implica una acumulación de reactivos y, si la mezcla de reacción contiene más de una fase, puede separarse en capas, las cuales reaccionarán rápida y peligrosamente, particularmente si se restablece la agitación. El efecto de una mala transferencia de calor, que se simula fácilmente en un calorímetro de reacción, puede conducir a una reacción fuera de control debido al aumento de la temperatura, por una inadecuada refrigeración.

Deben tomarse medidas para detectar pérdidas de agitación, ya sea mediante medidas de la velocidad de giro o medidas del consumo de potencia. También, se han de desarrollar procedimientos de emergencia para fallos del sistema de agitación. Debería existir una interconexión de la válvula de cierre de reactivos con el agitador, con el fin de detener la adición de reactivos cuando ocurra un fallo en el mismo. Si el sistema de agitación es por aire, será imprescindible controlar el flujo de aire.

Riesgo por inhalación de un agente toxico

Factores de Riesgos

 Presencia en el ambiente de trabajo.

 Tiempo diario de exposición.

 Sistemas de ventilación general y local insuficientes.

 Procedimientos de trabajo inadecuado.

 Personas especialmente sensibles.

Riesgos por absorción a través de la piel

Factores de Riesgos

 Duración y frecuencia del contacto.

 Contacto simultáneo con varias sustancias.

 Personas especialmente sensibles.

 Cantidad o concentración del agente.

RIESGO TÓXICO

Cuando una sustancia química es peligrosa para la salud de las personas hablamos de riesgo tóxico. Este riesgo se puede llegar a materializar si la exposición al agente químico no está controlada.

El riesgo tóxico de un producto químico depende de dos factores: la toxicidad y de la dosis absorbida, donde influyen una serie de factores: composición, propiedades, concentración, duración de la exposición, vía de entrada al organismo y carga de trabajo.

Toxicidad: capacidad de una sustancia de producir daño.

Dosis: cantidad de producto absorbido por el organismo.

Por lo general, una sustancia muy tóxica producirá daños a muy baja dosis, mientras otras necesitan dosis mayores o una acumulación de pequeñas dosis repetidas para ser nocivas.

Vías de entrada de los tóxicos en el organismo

La absorción de una sustancia química por el organismo se efectúa principalmente a través de cuatro vías:

1. Inhalación: las vías respiratorias son las principales vías de penetración de las sustancias químicas. Desde los pulmones los agentes químicos pasan a la sangre, pudiendo afectar entonces a otros órganos como el cerebro, hígado, riñones, etc. o atravesar la placenta y producir malformaciones fetales.

2. Ingestión: el producto tóxico se introduce a través de la boca, por contaminación de alimentos o bebidas, o cuando tras haber manipulado un producto químico, se llevan las manos a la boca para fumar o simplemente como un gesto inconsciente.

3. Dérmica: algunas sustancias químicas, como las irritantes o las corrosivas, producen daño al poner en contacto con la piel, las mucosas o los ojos, o a través de pequeñas lesiones cutáneas.

4. Parenteral: se produce por penetración del contaminante por discontinuidades en la piel como cortes, pinchazos o la presencia de úlceras, llagas u otras heridas descubiertas.

Efectos de la toxicidad en el organismo

Los riesgos que se derivan del trabajo con productos químicos son sin duda de los más complejos de analizar dada su variedad de efectos nocivos sobre el organismo humano. Los efectos de las sustancias tóxicas sobre el organismo pueden ser de carácter:

• Corrosivos: destrucción de los tejidos sobre los que actúa la sustancia tóxica.

• Irritantes: irritación de la piel y las mucosas de la garganta, nariz, ojos, etc. en contacto con el tóxico.

• Neumoconióticos: alteraciones pulmonares por depósito de partículas sólidas en sus tejidos.

• Asfixiantes: disminuyen o hacen desaparecer el oxígeno del aire del ambiente que respiramos.

• Anestésicos y narcóticos: producen, de forma general o parcial, la pérdida de la sensibilidad por acción sobre los tejidos cerebrales.

• Sensibilizantes: efectos alérgicos ante la presencia de la sustancia tóxica, aunque sea en pequeñas cantidades.

• Cancerígenos, mutágenos y teratógenos: producen el cáncer, modificaciones hereditarias y malformaciones en la descendencia.

Por otro lado, los daños a la salud pueden ser transitorios o permanentes. Además se pueden manifestar en diferentes momentos tras la exposición, de manera que sean efectos:

 A corto plazo de tiempo, de forma casi inmediata, se denomina “toxicidad aguda”, por ejemplo la inhalación de cloro que provoca irritación respiratoria inmediata;

 A medio plazo, una vez que el tóxico se ha propagado a todo el cuerpo a través de la sangre, actuando como un veneno, por ejemplo el uso de disolventes en lugares mal ventilados puede provocar náuseas, vómitos, etc. y

 A largo plazo y tras exposiciones repetidas, es la llamada “toxicidad crónica”. Entre estos efectos, que se manifiestan tras un largo periodo de exposición a determinados productos químicos, encontramos el cáncer, las alteraciones genéticas y del sistema hormonal, las alteraciones del sistema nervioso y algunos tipos de sensibilización alérgica.

MEDIOS DE PROTECCIÓN

Sistemas de protección colectiva

Los posibles sistemas de protección colectiva frente al riesgo químico en los laboratorios son:

• Vitrinas de gases: es un sistema de cerramiento que preferiblemente contará con presión negativa. Se debe trabajar, siempre que sea posible y lógico, en las vitrinas. En particular cuando se manejen productos peligrosos (tóxicos, corrosivos, etc.) que sean volátiles o en cuya manipulación puedan ocasionarse salpicaduras, proyecciones o formación de aerosoles.

• Extractores: son sistemas de aspiración localizada, de manera que suprimen los humos, gases y vapores tóxicos en la propia fuente de emisión.

• Sistema de ventilación: los laboratorios deben contar con un sistema de ventilación que asegure la renovación de la atmósfera con aire fresco no contaminado.

• Duchas de seguridad y fuentes lavaojos: en aquellos laboratorios de química que lo requieran, para el lavado inmediato en caso de contacto accidental con sustancias peligrosas por salpicaduras nocivas, tóxicas o peligrosas.

Todas estas instalaciones se deben revisar periódicamente.

Protecciones individuales

Al realizar cualquier tipo de manipulación con sustancias químicas los usuarios del laboratorio deben utilizar los equipos de protección personal (EPIs) para evitar la penetración de las sustancias químicas en el organismo, ya sea por vía inhalatoria, dérmica, conjuntiva o parenteral. De esta forma se llevarán:

• Gafas de protección antisalpicaduras.

• Guantes adecuados.

• Mascarillas adecuadas.

• Delantal de manga larga.

Los son de uso personal e intransferible, a no ser que se puedan intercambiar las partes para garantizar la higiene de la persona usuaria.

Riesgos para el medio ambiente

Factores de Riesgos

 Envases de productos o residuos abiertos, rotos, mal etiquetados y/o no segregados adecuadamente.

 Riesgos químicos derivados de fallos en las instalaciones.

 Existencia de fugas, derrames o vertidos.

 Vertidos de sustancias o productos a vías de agua (alcantarillado, ríos, mar, suelo).

 Residuos no controlados.

 Emisiones al aire a través de chimeneas, sistemas de ventilación o fugitivas.

 Depósito de residuos en suelo, infiltraciones o vertidos.

Riesgos para el medio ambiente

En el contexto exclusivo de los productos químicos, las Directivas comunitarias sobre clasificación, envasado y etiquetado de sustancias y preparados peligrosos, ofrecen una definición general que sirve de referencia a todos los ámbitos, comercial con inclusión del tratamiento aparte de los medicamentos y productos fitosanitarios, industrial, laboral, medioambiental con la inclusión especial de los residuos y de la prevención de accidentes mayores, sanitaria y protección del usuario:

Se consideran sustancias o preparados PELIGROSOS PARA EL MEDIO AMBIENTE sien contacto con éste presentan o pueden presentar un peligro inmediato o futuro para uno o más componentes del medio ambiente.

Aunque la clasificación obedece al objetivo principal de alertar sobre los riesgos que pueden afectar a los ecosistemas, actualmente están mucho más desarrollados los ensayos ecotoxicológicos relativos a los ecosistemas acuáticos. Por esta razón, se clasifican en primer lugar en peligrosos para el medio ambiente acuático y en peligrosos para el medio ambiente no acuático.

Dentro de los PELIGROSOS PARA EL MEDIO AMBIENTE ACUATICO se distinguen:

Los MUY TOXICOS PARA LOS ORGANISMOS ACUATICOS Y QUE PUEDEN PROVOCAR A LARGO PLAZO EFECTOS NEGATIVOS EN EL MEDIO AMBIENTE ACUATICO si la sustancia no es fácilmente biodegradable (o cumple ciertas condiciones) y los ensayos de toxicidad aguda para peces en agua dulce, para Daphnia y para algas ofrecen unos resultados por debajo de ciertos determinados valores.

Los simplemente MUY TOXICOS PARA LOS ORGANISMOS ACUATICOS que arrojan los mismos resultados de los ensayos de toxicidad para peces en agua dulce que en el caso anterior, pero son fácilmente biodegradables (o no cumplen las condiciones a las que se refiere el caso anterior).

Los TOXICOS PARA LOS ORGANISMOS ACUATICOS QUE PUEDEN PROVOCAR ALARGO PLAZO EFECTOS NEGATIVOS EN EL MEDIO AMBIENTE ACUATICO, análogos al primer caso de sustancias no fácilmente biodegradables pero cuyos ensayos de ecotoxicidad arrojan resultados por encima de aquellos valores aunque por debajo de otros no tan alarmantes.

Los NOCIVOS PARA LOS ORGANISMOS ACUATICOS QUE PUEDEN PROVOCAR A LARGO PLAZO EFECTOS NEGATIVOS EN EL MEDIO AMBIENTE ACUATICO, análogos al último caso pero con resultados por encima de los anteriores aunque por debajo de unos máximos, por encima de los cuales se pueden considerar como no nocivos, salvo prueba en contrario de otros ensayos adicionales.

Los simplemente NOCIVOS PARA LOS ORGANISMOS ACUATICOS, cuando no cumplen con los criterios establecidos para clasificarlos en alguna de las anteriores categorías, pero que no obstante, pueden presentar un peligro para la estructura o el funcionamiento de los ecosistemas acuáticos, según los ensayos sobre su toxicidad.

Los que simplemente PUEDEN PROVOCAR A LARGO PLAZO EFECTOS NEGATIVOS EN EL MEDIO AMBIENTE ACUATICO, que no cumpliendo con los anteriores criterios, pueden presentar un peligro, retardado o a largo plazo, para la estructura o funcionamiento de los ecosistemas acuáticos, según las pruebas de que se disponga sobre su persistencia, potencial de acumulación y sobre su destino y comportamiento en el medio ambiente. Por ejemplo, las sustancias poco solubles en agua y que no sean fácilmente degradables y el logaritmo del coeficiente de reparto n-octanol/agua sea igual o mayor que 3,0, salvo que el FBC sea < 100.

Respecto al MEDIO AMBIENTE NO ACUATICO, se clasifican según las categorías siguientes, de acuerdo con las pruebas sobre su toxicidad, persistencia, potencial de acumulación y su destino y comportamiento en el medio ambiente o bien de acuerdo con sus propiedades y las evidencias disponibles:

• TOXICOS PARA LA FLORA

• TOXICOS PARA LA FAUNA

• TOXICOS PARA LOS ORGANISMOS DEL SUELO

• TOXICOS PARA LAS ABEJAS

• PUEDEN PROVOCAR A LARGO PLAZO EFECTOS NEGATIVOS EN EL MEDIO AMBIENTE

• PELIGROSOS PARA LA CAPA DE OZONO.

Solución nº2

1) Proceso de electro-obtención (EW)

La precipitación por reducción electrolítica -comúnmente conocida como electro-obtención o electro-depositación- es uno de los procedimientos actuales más sencillos para recuperar -en forma pura y selectiva- metales que se encuentren en solución.

La electro-obtención es particularmente interesante en el proceso de producción de cobre, ya que prácticamente todo el cobre de uso industrial a nivel mundial, requiere del grado de pureza establecido por los estándares del cobre electrolítico. Básicamente, este proceso consiste en recuperar el metal desde una solución de lixiviación debidamente acondicionada (solución electrolito), y depositarlo en un cátodo, utilizando un proceso de electrólisis.

Para ello se hace circular a través de la solución electrolito, una corriente eléctrica continúa de baja intensidad entre un ánodo (la solución misma) y un cátodo. De esta manera, los iones del metal de interés (cationes) son atraídos por el cátodo (polo de carga negativa) depositándose en él, y las impurezas quedan disueltas en el electrolito y también precipitan en residuos o barros anódicos.

La electro-obtención es un proceso de una gran importancia económica, ya que permite recuperar metales -como cobre, oro y plata- a partir de recursos lixiviables que de otra forma serían inviables.

Metal Electrolito Cátodo Comentario

Cromo Solución de sulfato Hastelloy

Cobalto Solución de sulfato Acero inoxidable Producido junto al cobre en Zaire.

Cobre Solución de sulfato Acero inoxidable Soluciones de lixiviación de alta ley o tras la extracción por solventes.

Una situación de riesgo se puede presentar al momento en que los operarios que deben entrar en este tipo de cámaras sin el cuidado de utilizar sus elementos de seguridad como las mascarillas y gafas para la protección del trabajador, produciéndose dentro de estas cámaras la posibilidad de intoxicación al aspirar esta neblina acida altamente toxico que contiene elevadas concentraciones de acidez provocando al igual irritación de ojos y piel.

2)Titulación REDOX: determinación de hierro en un mineral

En la parte de titulación se añade a la solución ácido fosfórico (H3PO4) y ácido sulfúrico (H2SO4). El H3PO4 causa un aumento en la capacidad reductora de la media reacción de oxidación de titulación (Fe2+/Fe3+) mientras que el H2SO4 aumenta la capacidad oxidante de la media reacción de reducción de titulación (Cr2O7(2-)/Cr3+).

Procedimiento

1) Pese en la balanza analítica 3 muestras del desconocido con masa de 0.3 - 0.4 gramos en tres matraces cónicos de 500 mL. De aquí en adelante TIENE que trabajar con una sola muestra a la vez.

2) La parte de disolución y reducción de la muestra TIENE que hacerlo en el extractor. Además tiene que tener todos los reactivos preparados y medidos con anticipación ya que el hierro se oxida fácilmente con el aire.

3) Añada a la muestra 25 mL de HCl 6 M asegurándose que todo el sólido es expuesto al ácido.

4) Caliente la muestra hasta hervir por ~ 30 segundos. No permita que se evapore el líquido completamente. Si se evapora puede añadir más HCl

6 M. Puede ser que observe partículas color gris, puede continuar con el análisis.

5) Añada gota a gota la solución de SnCl2 a la muestra caliente agitando continuamente para que todo el mineral se disuelva. Siga añadiendo gotas de SnCl2 hasta que la solución se torne verde muy tenue. Luego de lograr el cambio en color, añada una o dos gotas adicionales de SnCl2. Sí añade demasiado SnCl2 la solución se tornará turbia.

6) Enfríe la solución hasta temperatura de salón.

7) Tan pronto la muestra llegue a temperatura ambiente, añada 15 mL de la solución de HgCl2 al matraz. Agite continuamente la solución. En este momento debe observar la formación de un precipitado blanco y de poca cantidad. Si no observa precipitado blanco o el precipitado es color gris oscuro DESCARTE la muestra y comience con una muestra nueva.

8) Añada 75 mL de agua deionizada, 10 mL de H2SO4 concentrado, 15 mL de la solución de H3PO4 y 8 gotas del indicador ADAS al matraz.

9) Titule la muestra con el K2Cr2O7 hasta detectar el punto final mediante un cambio de color verde a violeta pasando por un verde grisáceo a mitad de titulación.

Una situación de riesgo se puede producir en el proceso de titulación en donde la falta de material de seguridad como los guantes, para que al agitar mientras el dicromato de potasio cae dentro del recipiente, en el caso de caer en las manos estas no se perjudiquen al contacto ya que el dicromato de potasio es tóxico. En contacto con la piel se produce sensibilización y se pueden provocar alergias. Al igual que los cromatos, los dicromatos son cancerígenos. En el cuerpo son confundidos por los canales iónicos con el sulfato y pueden llegar así hasta el núcleo de la célula. Allí son reducidos por la materia orgánica presente y el cromo (III) formado ataca a la molécula de ADN. 

Solución nº3

1)

2) En este experimento usted determinará la concentración de hierro en un sólido mineral por titulación redox basada en la ecuación

El punto final de la titulación estará dado por el uso de un indicador redox. El indicador es ácido

difenilaminosulfónico (ADAS) el cual nos brinda un cambio en color de verde a violeta.

Bibliografía

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