Salud laboral: muestreo de polvo respirable

El presente estudio tiene por objeto comparar la metodología de muestreo NIOSH para hallar la concentración de polvo respirable en el puesto de trabajo (método 0600, Particulates not Otherwise Regulated, Respirable) con una variación de esta metodología.

Materiales y métodos

Se realizaron 17 mediciones en los mismos puntos en forma simultánea con ambas metodologías y se evaluaron los resultados. Se utilizaron bombas gravimétricas, filtros de PVC y cassettes, para mediciones de 12 horas (turno completo). Posteriormente, se calculó la concentración de polvo sobre la base del peso de los filtros y el volumen muestreado.

Resultados y conclusiones

Este estudio ha demostrado que no hay diferencia estadística entre las concentraciones obtenidas con ambos métodos métodos (p<0.05). Esto nos permite considerar la metodología NIOSH modificada con el empleo de un solo filtro como una buena alternativa que agilice el proceso de medición y ahorre recursos en la toma de muestras de polvo en turnos completos.

Introducción

En nuestro país, así como en muchos otros países en vías de desarrollo, existe buena intención para evaluar cada vez más los riesgos ocupacionales objetivamente. Los procedimientos que se usan no siempre son los más adecuados, y las metodologías de organismos externos son tan exigentes que son difíciles de cumplir en muchas ocasiones.

Es el caso de la medición de polvo respirable, una de las metodologías más reconocidas es la de NIOSH (método 0600, Particulates not Otherwise Regulated, Respirable) que exige tomar muestras para un turno de 12 horas con cuatro filtros (cada filtro solo puede soportar un volumen máximo de 400L a un flujo de 2.2l/minutos lo cual se logra en 181 minutos). Esto aún se hace más difícil cuando los puestos de trabajo son móviles y hay que ubicar al trabajador cuatro veces para cambiar el filtro.

La idea es investigar una opción con el empleo de un solo filtro que no perjudique la medición y que nos permita ahorrar recursos y tiempo. Es posible que las mejoras en la calidad y características de los filtros habiliten una mayor resistencia y funcionalidad en estas mediciones.

Población de estudio y muestra

Estos cálculos se han realizado en puntos de la planta concentradora. El rango de las concentraciones de polvo respirable, anteriormente evaluadas en los puntos de estudio, se encuentran entre 0.3 mg/m3 y 1 mg/m3.

La muestra ha sido seleccionada en las diferentes áreas de la planta concentradora, teniendo en cuenta principalmente las fuentes de emisión de polvo. Se ha considerado no menos del 50% del número de fuentes. En total se han medido 17 de 30 puntos.

Equipos usados

Los equipos utilizados para realizar las mediciones se describen a continuación:

•  Cinco bombas personales de muestreo marca SKC modelo 224 – PCXR8 con capacidad de programación y accesorios con calibración vigente.
•  Ciclón inercial Higgins – Dewells (HD).
•  Filtros de policloruro de vinilo de 37mm de diámetro y con porosidad de 5 um.
•  Protectores de filtro de celulosa.
•  Cassettes de tres cuerpos.
•  Pinzas.
•  Balanza analítica Marca Denver Instrument modelo, M-220 D, con sensibilidad de 0.0001g y calibración vigente.

Método de muestreo

El muestreo ha sido realizado siguiendo la metodología estandarizada (NIOSH) y su forma modificada. En ambos la altura para la toma de muestra fue de 1,5 m sobre el nivel del piso, realizándose las pruebas simultáneamente con ambas metodologías.

El período de medición ha sido durante 12 horas. Se dieron las instrucciones necesarias a los operadores para evitar el manipuleo con el propósito de no obtener mediciones fallidas. La modificación de la metodología NIOSH se ha realizado solo en la toma de muestra, sin variar el procedimiento de análisis.

El método 0600 de NIOSH consiste en tomar la muestra usando la bomba, el ciclón y el cassette con el filtro de PVC (tren de muestreo) a un flujo de 2,2 L/min. Según este método, un filtro puede soportar como máximo un volumen de 400 L, lo que nos daría un tiempo máximo de muestreo de 181,1 minutos. Es decir, aproximadamente cada 3 horas se tendría que realizar un cambio de filtro para cumplir con esta metodología totalizando 4 filtros para un turno de 12 horas.

El método recomienda su validez siempre y cuando los filtros no acumulen más de 2 mg. La propuesta de la modificación consiste en realizar el monitoreo al mismo flujo y con el mismo tren de muestreo aunque utilizando solo un filtro de PVC durante las 12 horas totalizando 1,584 litros de aire muestreado.

Se realizaron las mediciones utilizando simultáneamente las dos metodologías. Cuatro bombas personales de monitoreo fueron usadas para realizar la medición siguiendo la metodología NIOSH. La bomba de monitoreo personal restante se utilizó para realizar la metodología modificada NIOSH.

La facultad de programación de las bombas facilitó enormemente la realización del estudio. Entonces, se pudieron tomar tiempos exactos y disminuir errores. Los tiempos de monitoreo usando la metodología NIOSH para cada bomba fue de 180 minutos, usando cuatro bombas de muestreo junto a un total de 720 min de monitoreo total.

En la aplicación de la metodología modificada solo se requirió una bomba personal de muestreo con un solo filtro, siendo el tiempo de monitoreo continuo de 720 minutos. Las concentraciones se determinan con el cociente del peso de polvo encontrado en los filtros y el volumen de aire muestreado. Las unidades son en mg/m3.

Análisis estadístico

Para determinar la distribución normal de las variables se utilizó la prueba de Shapiro Wilk, la cual define una distribución no normal si la probabilidad es menor o igual a 0,05. Se usó el método de correlación lineal de Pearson donde se establece una correlación lineal perfecta cuando el coeficiente de Pearson (r) es igual a 1. Asimismo, se aplicó el modelo de regresión lineal para explicar la variabilidad de las variables.

Resultados

Los resultados de las concentraciones encontradas en los 17 puntos de medición con ambos métodos se muestran en la tabla 1.

Se demostró que las variables tienen distribución normal según la prueba de Shapiro Wilk (ver tabla 2).

Estos datos muestran una correlación lineal casi perfecta (ver figura 1) demostrada por un coeficiente de Pearson de r = 0,99.

La variabilidad de las variables es explicada en un 98% según la prueba de regresión lineal. La máxima diferencia encontrada es de 0,06mg/m3. Luego, graficamos la diferencia de las medidas. Lo ideal es que se acerque a cero.

Discusión

El estudio muestra una similitud entre los métodos NIOSH 0600 (con cuatro filtros) y el método modificado (con un filtro) para el muestreo de polvo respirable en las condiciones en que se realizó este estudio. Cabe resaltar que estos métodos son válidos siempre y cuando los filtros no acumulen pesos de polvo mayores a 2 mg. Esto debido a que cantidades mayores de polvo no podrían ser recolectadas y la medición subestimaría la concentración.

En el estudio el mayor peso de polvo acumulado en un filtro fue de 1,6 mg (filtro usado por 12 horas) y la máxima concentración hallada fue de 1,01 mg/m3. Es decir, para usar el método con un solo filtro la concentración de polvo respirable no debería ser mayor de 5mg/m3, lo cuál está muy por encima del límite máximo permisible (2,85 mg/m3 para 12 horas).

Se prefirió realizar el análisis con las concentraciones en vez de los pesos de los filtros, debido a que un factor importante que puede afectar la acumulación de polvo en el filtro es el flujo de aire, el cual puede tener pequeñas variaciones contempladas por el método (±5%).

El método modificado de NIOSH para medir polvo respirable en ambientes con concentraciones menores de 5 mg/m3, correlaciona linealmente de manera casi perfecta con el método NIOSH 0600. Las diferencias entre los dos métodos pueden ser de hasta 0,06 mg/m3, lo cual es aceptable para la utilidad de este tipo de evaluación.

El método modificado puede ser empleado en la mayoría de ambientes de minas a tajo abierto y probablemente en otras operaciones donde la concentración de polvo respirable sea previamente conocida, especialmente para el monitoreo. El método modificado de NIOSH bien aplicado puede permitir ahorrar recursos humanos y materiales, que pueden orientarse a la toma de mayor muestra o implementación de controles.

Referencias

•   NIOSH, Manual of Analytical Methods (NMAM), (Libro) Fourth Edition, Method 0600 «Particulates not Otherwise Regulated, Respirable», 1 – 6 (1998).
•  SKCInc., Instrucciones de Operación Bomba de Muestreo (Manual) Universal 224- PCXR8,1-24 (1993).

Artículo publicado en Seguridad Minera Nº59 Horacio Reeves Garay Jefe de Salud e Higiene Ocupacional, Compañía Minera Antamina, MEDSTAR SAC; Eric Cadenas Erazo Responsable del Servicio de Higiene Ocupacional, Compañía Minera Antamina, MEDSTAR SAC. Artículo técnico presentado en el II Seminario Internacional de Salud Ocupacional en Operaciones Mineras, organizado por el ISEM