¿Cómo se extraen eficazmente los COV de los disolventes?

Los compuestos orgánicos volátiles (COV) engloban miles de sustancias químicas contenidas en los productos, accesorios y equipos presentes en los puestos de trabajo de una planta industrial. Entre los productos utilizados o fabricados por la industria, los disolventes en particular emiten vapores y aerosoles compuestos de COV.

Puros, o incluidos en la formulación de productos, estos disolventes se utilizan en diversos procesos industriales y en operaciones de mantenimiento, limpieza y conservación. Impregnan los residuos resultantes y contaminan los accesorios y equipos utilizados.

De hecho, cualquier uso de disolventes contamina el aire ambiente mediante la emisión de COV. Los disolventes generan frecuentemente efectos tóxicos y se inflaman fácilmente. Por consiguiente, esto conlleva riesgos tanto para la salud y seguridad de los trabajadores como para el medio ambiente, con consecuencias económicas y jurídicas asociadas.

Para prevenir estos riesgos, la normativa exige valores límite de concentración de COV en el aire. Para cumplir con esta obligación, una de las soluciones consiste en la aspiración eficaz de la atmósfera contaminada por vapores de disolventes y su posterior tratamiento mediante un equipo de filtración especializado.

Categorías de disolventes

Se distingue entre :

• Disolventes orgánicos que emiten compuestos orgánicos volátiles.
• Las soluciones acuosas ácidas o básicas. Emiten vapores ácidos o básicos y COV (ácidos orgánicos).
• Productos detergentes que emiten vapores ácidos o básicos, y COV si contienen agentes solubilizantes (alcoholes, éteres de glicol, etc.), perfumes, colorantes, etc.
• Soluciones microbiológicas acuosas que emiten aerosoles biológicos

Los riesgos de los disolventes y su impacto

Los disolventes presentan riesgos para la salud humana, riesgos de incendio y explosión (riesgo ATEX), riesgos para el medio ambiente.

Riesgos para la salud asociados a los disolventes y sus vapores

Cuando los seres humanos entran en contacto con disolventes y sus vapores, se exponen a :

• riesgos tóxicos (sobre todo disolventes orgánicos),
• Riesgos de corrosividad (soluciones acuosas ácidas y básicas),
• riesgos biológicos (soluciones acuosas microbiológicas).

Los alcances se realizan mediante :

• pulmonar (penetración por inhalación de vapores o aerosoles),
• dérmica (contacto con disolvente),
• digestivo (comida o bebida contaminada por disolventes a través de las manos, por ejemplo).

Posteriormente, otros órganos pueden verse afectados: corazón, cerebro, hígado, riñón… Los efectos pueden dar lugar tanto a síntomas leves y reversibles (dolor de cabeza, náuseas, irritación…) como a síntomas o enfermedades graves (pérdida de consciencia, cirrosis, cáncer, mutación celular, problemas reproductivos…).

El grado de efecto depende de

• la toxicidad de las sustancias químicas del disolvente,
• la vía de penetración en el cuerpo humano,
• la dosis recibida por el trabajador en cada exposición,
• la frecuencia de exposición al disolvente,
• el esfuerzo físico realizado por el trabajador en el momento de laexposición por inhalación, su reacción biológica a la exposición ligada a su constitución genética, el estado de salud del trabajador expuesto, su entorno y su estilo de vida…

La mayoría de las intoxicaciones se producen por inhalación de vapores o aerosoles de disolventes. Una temperatura elevada del disolvente o del local, una superficie de evaporación del disolvente importante y una corriente de aire favorecen la penetración por vía pulmonar.

Riesgo para la seguridad que plantean los disolventes y sus vapores.

La mayoría de los disolventes orgánicos son inflamables. Aunque no sean directamente explosivos, sus condiciones de uso pueden crear una atmósfera explosiva (ATEX). El riesgo de seguridad depende de las características fisicoquímicas de cada disolvente: punto de inflamación, temperatura de autoignición, rango de explosividad, densidad de vapor; y de las fuentes de ignición de los vapores del disolvente: llama, superficie caliente, electricidad estática… Los incendios y explosiones producen efectos físicos y químicos sobre los trabajadores y residentes, los edificios, el entorno natural de un sitio industrial y sus alrededores.

Riesgo medioambiental por disolventes y vapores.

La emisión de vapores de disolventes y el vertido de disolventes líquidos generan contaminación directa del aire, agua y suelo. Pero también contaminación indirecta de estos 3 compartimentos ecológicos a través de

• lluvia atmosférica,
• evaporación de los disolventes absorbidos en el suelo y el agua,
• la descomposición de los disolventes en sustancias más peligrosas
• la absorción de disolventes por los organismos vivos y su bioacumulación.

La contaminación por disolventes afecta directamente a los humanos, la fauna y la flora. Los vertidos de un sitio industrial tienen como consecuencia indirecta la presencia de disolventes en el agua de consumo, los vegetales y los peces.

¿Qué normativas afectan al uso de disolventes?

Código Laboral francés para prevenir los riesgos laborales relacionados con los disolventes

El uso de disolventes afecta a numerosos aspectos del Código del Trabajo, especialmente los artículos relacionados con la salud y seguridad en el trabajo. El Código del Trabajo aborda las obligaciones del empleador relativas

• captar las emisiones del lugar de trabajo, en particular los vapores y aerosoles
• a la prevención de riesgos de incendio y explosión (riesgo ATEX) durante el uso de disolventes,
• la conformidad de los equipos en el lugar de trabajo que utilicen o procesen disolventes o sus vapores,
• prevenir los riesgos químicos, CMR y biológicos que plantean los compuestos químicos de los disolventes…

Código de medio ambiente para los efectos de las emisiones de COV de los disolventes

El Código del Medio Ambiente trata sobre la prevención de la contaminación por vertidos habituales (difusos y canalizados) o accidentales de disolventes en el medio ambiente. Establece los valores límite de emisión (VLE) al medio ambiente para cada COV procedente de disolventes. Si el consumo de disolventes supera cierto umbral, determinado según la actividad, la empresa debe seguir la normativa de Instalaciones Clasificadas para la Protección del Medio Ambiente (ICPE). El Código del Medio Ambiente también regula el tratamiento de residuos relacionados con el uso de disolventes.

El Código de Salud Pública para los efectos de las emisiones de disolventes en el público en general

El Código de Salud Pública se ocupa de las repercusiones para la salud del uso y las emisiones de disolventes en el público en general, sobre todo durante las actividades no clasificadas como ICPE, en el agua potable, en las aguas residuales, etc.

El Código de la Seguridad Social para las enfermedades profesionales relacionadas con el uso de disolventes

El Código de la Seguridad Social concierne al uso de disolventes que pueden causar enfermedades profesionales y las cotizaciones resultantes. Define las obligaciones de información del empleador frente a los diversos organismos de seguridad social (seguro de enfermedad, caja de jubilación…)

Normativa ADR para la logística de disolventes en polígonos industriales

El Acuerdo Europeo sobre Transporte Internacional de Mercancías Peligrosas por Carretera (ADR) tiene en cuenta los disolventes en más de un aspecto: la compatibilidad de los envases de disolventes para el transporte (de la lata a la cisterna), y las condiciones específicas de manipulación de disolventes durante la descarga y la carga en polígonos industriales.

Las diferentes técnicas de extracción de vapores de disolventes o aerosoles.

La reducción de la exposición por inhalación de las personas presentes en el sitio industrial requiere la captación de COV y aerosoles de disolvente para sanear el aire ambiente. Se priorizará la captación en origen para reducir al máximo las emanaciones de disolvente por puesto de trabajo. Y se captarán los COV residuales mediante una aspiración general de la atmósfera del local, a la que se asociará una ventilación de compensación.

Criterios para elegir una técnica de captación de humos de disolventes

La elección de la técnica de captura depende de :

• limitaciones del proceso,
• de la tarea del operador,
• la superficie y la velocidad de evaporación del COV, y la densidad del COV emitido en relación con el aire.

Para capturar eficazmente los humos, apunta a :

• la proximidad máxima del aparato a la fuente de emisión,
• encapsulamiento total de la zona de emisión y distribución uniforme del flujo de aspiración,
• una velocidad de aspiración que permita arrastrar al flujo de aire tanto los COV como los aerosoles que producen.

La ubicación del sensor y la consideración del movimiento natural de los humos (en función de la densidad del vapor):

• impedir que la zona de inhalación del operario cruce la zona de emisión del disolvente,
• evitar molestias por corrientes de aire, incomodidad térmica y superación de los niveles de ruido reglamentarios.

El tamaño del dispositivo de grabación se ajustará a las limitaciones espaciales:

• del puesto de trabajo,
• actividad,
• operaciones de mantenimiento.

Para las emanaciones que presenten un riesgo ATEX, eldispositivo de recogida cumplirá los criterios de zonificación ATEX.

¿Qué sistema de extracción local debo elegir para los COV emitidos por los disolventes?

Los fabricantes disponen de varios sistemas de extracción localizada. El análisis de las necesidades de aspiración y los criterios de selección mencionados anteriormente guiarán su decisión.

Brazos de aspiración giratorios y articulados o brazos de laboratorio para vapores disolventes

Elegidos por su flexibilidad de posicionamiento en el espacio, responden al problema de captación de COV poco tóxicos, durante trabajos bajo restricción espacial, y poco o medianamente emisivos en COV. Pretenden obtener:

• Posicionamiento optimizado del flujo de aspiración en un volumen limitado tanto por el puesto de trabajo como por la huella de las instalaciones vecinas.
• Máxima proximidad del sensor a la fuente de emisión para una zona de recogida óptima.
• Una adaptabilidad a la progresión del trabajo en piezas de cierta envergadura o al cambio de posición del trabajador durante la operación. Sin embargo, los brazos de aspiración corresponden a trabajos que no requieren cambios demasiado frecuentes de la boca de aspiración.

La flexibilidad de posicionamiento de los brazos de aspiración permite tener en cuenta fácilmente la densidad del vapor emitido. Para ello, se posicionará el flujo de aspiración según el comportamiento de dispersión o concentración del COV en la atmósfera ambiente.

Los brazos de aspiración y brazos de laboratorio presentan la ventaja de molestar menos al operador. Sin embargo, son más sensibles a las turbulencias del aire relacionadas con corrientes de aire en el espacio de trabajo o movimientos cercanos al brazo de aspiración. El caudal de aspiración

Campanas móviles de extracción de COV industriales

Cuanto más COV emita la operación, más importante debe ser la boca de aspiración. Adaptándose al brazo de aspiración articulado orientable, una campana de captación rectangular ofrece una superficie de aspiración importante. Así responde a una emisión más importante de COV, en condiciones de restricciones espaciales relativas a la operación y su entorno. La campana de captación induce un flujo de aspiración más amplio, acercándose lo más posible a la fuente de emisión de COV. Permite una superficie de emisión de COV más importante que anteriormente.

Capó de aspiración para encerrar la zona de emisión de COV

Las campanas de aspiración y captación de COV se utilizan en configuraciones de instalación estática del puesto de trabajo, o en una máquina industrial. Se disponen de manera que encierren la fuente de COV y eviten cualquier dispersión fuera del dispositivo de aspiración. Según el contexto de la operación, la campana puede disponer o no de una apertura. El dimensionamiento de la apertura influye en la velocidad de aspiración del flujo de aire cargado de COV.

Revestimientos de aspiración para crear un flujo laminar que capte los COV

Un panel aspirante de COV presenta una pared vertical que sirve como boca de aspiración. Se coloca detrás o al lado de la fuente de COV. Una escala de ranuras de aspiración horizontales dimensionadas a la longitud del espacio de trabajo cubre la altura de la pared vertical. El panel aspirante tiene como objetivo crear una barrera física entre el operador y la zona de emisión de COV. Para ello, aspira horizontalmente todo el volumen de trabajo. De hecho, la aspiración se distribuye uniformemente en toda la pared vertical, tanto en altura como en longitud.

El flujo de aire homogéneo se aleja del operador en dirección a la pared aspirante, situándose la fuente de emisión de COV en el recorrido del flujo. El panel aspirante permite aspirar zonas operativas de mayor longitud que las mesas aspirantes. Es adecuado para operaciones con objetos voluminosos, o si las operaciones implican desplazamientos verticales u horizontales de la fuente de emisión (por ejemplo: varios puntos de operación en un objeto voluminoso). Capta bien los COV cuya densidad se aproxima a la del aire. En efecto, estos COV se mezclan fácilmente con el aire difundiéndose en las tres dimensiones del volumen de trabajo. Al desplazar todo el volumen atmosférico de trabajo en un flujo laminar, el panel aspirante contrarresta el comportamiento de este tipo de COV.

Mesa de aspiración para captar COV semivolátiles

Una mesa aspirante se presenta como una superficie de trabajo que, según el objeto de la tarea, comprende ya sea en la parte posterior una ranura de aspiración horizontal, o ranuras de aspiración que estrían longitudinalmente la superficie de la mesa. El objetivo aquí es producir un flujo de aspiración distribuido uniformemente sobre toda la superficie de trabajo. También se trata de generar un flujo descendente que dirija los COV hacia la superficie de trabajo. El flujo cargado de COV se dirige luego hacia un sistema de filtración centralizado o localizado. En este último caso, la mesa aspirante es móvil y generalmente puede liberar el aire filtrado en el taller.

Las mesas aspirantes son adecuadas para trabajos que requieren una superficie de trabajo limitada. Su uso depende, por tanto, de la dimensión de los elementos a trabajar y del espacio necesario para los gestos operacionales. Corresponden a operaciones que requieren cambios frecuentes de la posición espacial de la fuente de emisión (por ejemplo, manipulación de pequeños objetos emisores). Además, al estar colocadas bajo la fuente de emisión, son adecuadas para la captación de COV más pesados que el aire (COV semivolátiles).

Campana de extracción modular para COV muy volátiles

Dispositivo de aspiración de las emanaciones de disolventes, colocado sobre el puesto de trabajo, la campana sirve principalmente para captar COV altamente volátiles o emitidos por un proceso que genera una corriente de aire caliente hacia arriba. El flujo de aire, moviéndose de arriba abajo, no debe atravesar la zona de inhalación del operador. Este dispositivo de captación se utiliza como complemento de otras captaciones, o si las otras captaciones localizadas no pueden aplicarse en la situación de trabajo. La campana de aspiración presenta una sensibilidad a las corrientes de aire que el equipamiento de láminas verticales flexibles puede compensar. Así se mejora el rendimiento de aspiración. Si la aspiración concierne a COV CMR (Cancerígenos, Mutágenos, Reprotóxicos) u otros productos tóxicos, el empleador deberá elegir otro modo de aspiración.

Anillo de Pouyes o dispositivo anular para captar COV durante operaciones con aberturas circulares.

Los líquidos emisores de COV, como los disolventes, sufren transferencias y manipulaciones que acentúan la emisión de COV. Muchas operaciones se realizan en el marco de una apertura circular. Por ejemplo: trasiego, llenado, toma de muestras, mezcla en cubas, bidones, reactores… Estas operaciones que aumentan la emisión de COV también pueden generar un riesgo de ATEX. Se trata de rodear lo más cerca posible la fuente de emisión que representa la superficie de apertura en forma de disco.

En consecuencia, el dispositivo de captación anular se compone de una ranura de aspiración periférica. Extrae los COV en toda la superficie de apertura. Un carenado en semicírculo, o más, abierto del lado donde el trabajador opera para facilitar la operación, evita dispersar los vapores en el local. La velocidad de aspiración garantiza que los COV no alcancen la zona de inhalación del operador.

Dispositivos de aspiración integrados en las tapas para los vapores de disolvente.

Se utilizan para las cubas de inmersión, las fuentes de desengrase dotadas de superficies emisoras de COV importantes. Este dispositivo sirve también para los contenedores o papeleras de residuos emisores de COV y olores.

Una apertura en la tapa permite el paso del aire de aspiración y mantiene una depresión interna durante el cierre. Al abrir la tapa, el caudal de aspiración aumenta para mantener la eficacia de la captación de las emanaciones.

Conclusión

Los COV emitidos por los disolventes inducen riesgos para la salud y la seguridad de los empleados, riesgos para el medio ambiente. La multiplicidad de los contextos de emisiones y la diversidad de los efectos generan una reglamentación establecida por varios códigos jurídicos. Obligan al empleador a implementar medios de prevención colectivos, entre ellos la aspiración del aire contaminado por los COV emanados de los disolventes. Existe una gama de técnicas de aspiración. Las características y el contexto de emisión de los COV guiarán la elección del material. Los consejos de un experto en el campo facilitarán la toma de decisión.