Buenos Aires, 10 de diciembre de 1998

Universidad de Buenos Aires
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Ciudad Universitaria-Capital Federal

Atención: Licenciada Laura C. Mier De Bolmann

Objeto del trabajo: análisis de situación del riesgo de contaminación del aire por agentes químicos, en ambientes laborales de los laboratorios ubicados entre el primero y el cuarto piso.

La tarea consistió en:

1) reconocimiento y función de los sistemas de ventilación afectados a las áreas de estudio.

2) relevamiento de unidades funcionales constatando:

• ubicación y destino,
• área y número de ocupantes,
• instalaciones de ventilación existentes. Evaluación de caudales de aire,

3) generación de planilla-encuesta relativa a ¡a problemática estudiada,

4) análisis de los datos surgidos,

5) criterios básicos a observar en ventilación localizada por cabinas y ventilación general de laboratorios químicos,

6) conclusiones.

Desarrollo

1) Reconocimiento y función de los sistemas de ventilación afectados a las áreas de estudio.

El criterio seleccionado para la ventilación de sectores del edificio, se basa en controlar las condiciones ambientales por sistemas mecánicos de extracción ó extracción - inyección de aire, quedando en un segundo plano la ventilación natural. Siguiendo este criterio se reconocieron los siguientes sistemas:

a) ventilación general por sectores.

Consistente en dos subcentrales por piso (excepto el segundo que no posee) desde donde se comandan cinco sistemas de extracción-ínyección de aire.

Cada conjunto es independiente del resto y alimenta a zonas definidas. Un ventilador centrífugo obliga al aire a ser aspirado y reinyectado con ingreso adicional de aire fresco. Dos de los ventiladores sirven a áreas internas de cada piso, llegando hasta los pasillos de entrada y oficinas de los laboratorios externos. Los otros tres sistemas alimentan a unidades externas.

Los sistemas parten desde un conducto troncal que se bifurca dando lugar a ramales primarios y secundarios, finalizando en bocas difusoras o extractoras.

Estos medios son la principal fuente de ventilación general existente, y en algunos casos para áreas internas, la única posible. Están proyectados para trabajar acondicionando los ambientes, calefacción en invierno ó refrigeración en verano, constatándose que sólo la primera es posible de ofrecer en la actualidad.

b) ventilación localizada

• cabinas de laboratorio.

Consistente en cabinas de laboratorio para ser utilizadas en el control de agentes químicos que pueden pasar al medio durante las prácticas de trabajo cotidianas. Estos medios están conectados a un ventilador centrífugo ubicado en el entretecho de cada piso, y a conductos de transporte que, se presuponen, descargan a nivel de terraza ó piso donde está instalada la cabina.

Se estima que algunos o todos los sistemas poseen un conducto de alivio para el ventilador, por donde ingresa el aire desde exterior, en mayor proporción cuanto más cerrada esté la puerta guillotina de la cabina. Esta boca da al exterior y está instalada a la altura del entretecho de cada laboratorio. Cuando la campana no funciona puede ingresar aire del exterior al laboratorio a través de la campana.

Se desconoce si existen interconexiones en conductos de descarga provenientes de distintas cabinas. Ningún sistema posee equipos de tratamiento de efluentes gaseosos.

• cabinas de flujo lamínar.

c) ventilación general del edificio.

Consistente en doce bocas de aspiración de aire ubicadas en el nivel superior del hueco central del edificio. El caudal es generado por ventiladores centrífugos instalados en la terraza.

Estos mecanismos producen una corriente de aire ascendente que se desplaza por el hueco central.

La depresión causada obliga al ingreso del aire mayoritariamente desde la puerta principal de entrada y, en menor magnitud, desde otras aberturas periféricas del inmueble, en función del tamaño y forma de las mismas, las características de los pasillos de conexión abiertos, la existencia de otro tipo de ventilación en funcionamiento simultáneo, y la velocidad y dirección del viento en el exterior, que puede acrecentar o aminorar la corriente final. La medición de la velocidad del aire en las bocas de toma da como resultado un caudal total de 510 m3/min.

d) ventilación general de

• baños,
• talleres,
• auditorio,
• cocina y
• subcentrales con sistemas de ventilación general.

2) Relevamiento de unidades funcionales.

Los datos obtenidos del relevamiento se volcaron en sendas planillas adjuntas:

1) ventilación localizada.

información suministrada

• piso, sector y número de puerta a pasillo de la unidad.
• campanas tipo cabinas de laboratorio:
  • caudal de aspiración ( m3/s),
  • apertura máxima de puerta guillotina (cm): que asegura una velocidad de control en el frente de 0,8-0,9 m/s
  • instalación proyecto original: reconoce si el sistema fue instalado en el montaje inicial del edificio,
  • descarga final del sistema: reconoce el destino final de los efluentes gaseosos . Opciones: a terraza / lateral,
  • campana flujo laminar: reconoce la existencia en el sector de estos elementos.

II) ventilación general.

= Forzada por bocas

Información suministrada:

• piso, sector y número de puerta a pasillo de la unidad,
• inyección de aire
  • número de bocas
  • cantidad que funciona
  • caudal total inyectado (m3/s)
• aspiración de aire
  • número de bocas
  • cantidad que funciona
  • caudal total aspirado (m3/s)
• número de ocupantes del sector,
• número de renovaciones por hora calculadas,
• sobrepresión / depresión
• condición de presión en que se encuentra la unidad

natural por aberturas: reconoce si la unidad es externa.

3) Planilla encuesta

Los relevamientos llevados a cabo involucraron una entrevista con el responsable de cada sector. Con los mismos, se generó un esquema de planilla - encuesta, que una vez aprobada por las autoridades de la Facultad, fue distribuida en las unidades especificadas por el CIIA.

Se remite esquema de planilla- encuesta acordada.

4) Análisis de los datos surgidos

En planilla titulada "resumen general de encuestas", se volcó la información obtenida de las planillas distribuidas en los sectores.

Este instrumento fue generado con el fin de identificar rápidamente en la problemática particular de cada área.

La información volcada es reflejo fiel de lo manifestado en la planilla - encuesta por cada sector, excepto en los siguientes puntos que fueron desarrollados a criterio del CIIA:

• sustancias químicas más relevantes que pueden pasar al aire
• sustancias que por la cantidad manipulada, frecuencia de uso, caracter de riesgo, posibilidad de transferencia al aire, se destacan respecto de la totalidad declarada.
• La necesidad de poseer una extracción localizada.

5) Criterios básicos a observar en ventilación localizada por cabinas y ventilación general de laboratorios químicos.

• La ventilación en un laboratorio químico debe ser capaz de controlar las emisiones de productos químicos y la exposición a los mismos, y proveer un ambiente acondicionado.
• Para el control de riesgos químicos, una cantidad específica de aire debe ser aspirada y suministrada.

Los sistemas de aspiración (localizada o general) capturan las emisiones de contaminantes, la contienen y la transportan fuera del área. La ventilación localizada por cabina debe poseer un conducto de descarga que asegure una eficaz dispersión de los productos en la atmósfera, y de ser necesario un sistema de tratamiento de efluentes gaseosos, para evitar el reingreso al edificio de los contaminantes emitidos.

Los sistemas de suministro de aire reemplazan el aire aspirado y mantienen una adecuada presión en el laboratorio. Además son los encargados de proveer una cantidad adecuada de aire exterior, asegurar una cantidad mínima de renovación por hora y controlar las emisiones fugitivas por dilución de los contaminantes en aire.

Ventilación general.

• El movimiento del aire a través un laboratorio debe ser proyectado y conducido desde entradas a salidas diseñadas a tal efecto.
• El flujo mínimo se calcula en base a 0,3 a 0,6 m3/min.m2 de área. Este coeficiente equivale en la mayoría de los casos a 7-15 renovaciones/hora del sector.

En las áreas donde existen campanas de aspiración que toman todo el aire desde el interior de la unidad, la ventilación general debe ser capaz de suministrar como mínimo este caudal, que suele ser superior al calculado por los coeficientes adoptados de caudal / unidad de área.

• Generalmente, el aire suministrado no debe ser recirculado a un sistema general de inyección / aspiración que alimenta a otras áreas.

De ser esto necesario, el aire reinyectado debe previamente tratarse para reducir su carga contaminante y deberá ser continuamente monitoreado.

Además, el sistema debe poseer una derivación directa al exterior para utilizar un caso de emergencia.

• Usualmente la ventilación de los laboratorios químicos se diseña para mantener el área bajo una pequeña depresión respecto a otros sectores sin riesgo (Ej.: oficinas, salas de conferencia, bibliotecas etc.).

A su vez, los laboratorios que manipulan sustancias químicas de alto riesgo se mantienen a mayor depresión que los que manipulan sustancias de riesgo moderado.

• En unidades donde se requieran "áreas ambientalmente limpias", la ventilación se diseña para proveer aire de las características necesarias, manteniendo todo el sector a sobrepresión.

• Criterios especiales deben estudiarse para ventilar sectores donde se emplean materiales radioactivos o se manipulan agentes microbiológicos de nivel de bioseguridad 2,3 ó 4.

• Los sistemas o medios montados y diseñados para generar una ventilación adecuada deben poseer un mantenimiento periódico y preventivo que asegure su funcionamiento bajo las condiciones de proyecto establecidas.

Ventilación localizada

a) Por cabinas de laboratorio

• Las cabinas deben:
  • ser apropiadas para el tipo de tareas desarrolladas,
  • construirse en materiales no inflamables y resistentes a los productos que operan,
  • poseer un diseño que asegure una distribución uniforme del caudal aspirado en todo el área de apertura de su puerta de acceso o guillotina,
  • estar ubicadas en posiciones de la unidad operativo de bajo tránsito de personas y alejadas, de ser posible, de aberturas que generan corrientes de aire en el ambiente.
• El sistema de aspiración y descarga debe:
  • asegurar un caudal mínimo que logre una velocidad de control en el frente de la cabina totalmente abierto de 0,4 m/s.
  Otras condiciones a cumplir son:
  • los conductos deben estar construidos con materiales resistentes a los productos que transportan, y deben poseer un diámetro interno que asegure una velocidad de flujo óptima, los ventiladores centrífugos de aspiración deben ubicarse en el exterior de los edificios, preferentemente en las terrazas, para lograr hasta ese nivel contar con un sistema de transporte de gases o partículas en depresión,
  • la descarga final -
    • se ubicará lejos de cualquier toma o entrada de aire.
    • superará en no menos de 3 m la altura final del edificio.
    • la velocidad de salida no será inferior a los 15 m/s.
  • deben evitarse las interconexiones entre sistemas, que dan lugar a tramos de transporte unificado de efluentes. De ser esto necesario, se debe estudiar la compatibilidad de las sustancias mezcladas y el funcionamiento final del conjunto.

b) Otras

Se requieren:

• para trabajar con sustancias radioactivas o altamente tóxicas: cabinas de manipulación con guantes.
• para la manipulación de material biológico: cabinas de bioseguridad y/o flujos laminares

6) Conclusiones

• Unidades analizadas: 271
  • cada unidad puede contener más de un laboratorio químico
• Porcentaje de unidades que presentaron la encuesta solicitada : 85
• Porcentaje de unidades que declara haber percibido algún tipo de molestia y/o afectaciones por emanaciones diversas: 60
• Tipo de contaminante más frecuentemente declarado asociado con las molestias y/o afectaciones: solventes orgánicos.
• Procedencia relacionada supuesta: desde rejilla de cloacas y pasillos.
• Cantidad total de cabinas tipo laboratorio relevadas: 136
  • Cumplen con el caudal óptimo: ninguna
• Vcontrol-frente = 0,4 m/s
• Area total 0,80 m x 1,70 m = 1,36 m2
• Caudal optimo - 0,55 m3/s
  • Cumplen con un requisito mínimo adoptado
  Requisito

• Vcontrol-frente = 0,8 - 0,9 m/s con apertura máxima de guillotina 15 cm
  • Diseño general: puede ser mejorado
  • Mantenimiento: deficiente
  • Ubicación en el sector: adecuada
  • Material de construcción: poco apropiado
• Número total de sistemas de extracción correspondientes a la totalidad de las cabinas: 136
• Se supone uno por captación

  No hay planos que demuestren interconexiones.

  • Con salida lateral: 29
  • Cantidad de ventiladores centrífugos asociados: 136
• Ubicación: no apropiada, porque están montados dentro de¡ edificio en el entretecho de cada piso.
• Capacidad: deficiente.
  • Sobreelevación de las descargas a nivel de terraza: nula
  • Mantenimiento general de los sistemas: deficiente
• Los sistemas que manejan ácido perclórico, no reúnen las condiciones especiales que lo habilitan para su funcionamiento. Estas son:
  • minimización el condensado de vapores,
  • diseño del sistema que facilite la limpieza y el drenaje de condensados
  • poseer los controles operativos fuera de la cabina,
  • la cabina y el ventilador deben estar construidos con materiales resistentes a los ácidos, y no atacables,
  • de ser necesario, poseer un depurador de alta eficiencia para retener el contaminante, lo más cerca posible a la cabina.
• Cabinas de manipulación con guantes: no detectadas
• Cabinas de flujo laminar: detectadas.
• Los sistemas de ventilación general instalados no cumplen las pautas básicas fundamentales para un funcionamiento aceptable. Se destacan principalmente:
  • el deterioro de los ventiladores centrífugos, la falta de mantenimiento general y de limpieza interior y periódica de los conductos.
  • la interconexión causada por el sistema entre sectores incompatibles, aspirando y reinyectando aire sin el tratamiento de los contaminantes transportados,
  • el desbalanceo generalizado de caudales de inyección de aire por sectores.

  Se aconseja no poner en marcha las partes activas del sistema, hasta una revisión general y replanteo de la situación actual.

• Se deben eliminar las interconexiones entre áreas causadas por:
  • discontinuidades en los techos y paredes por falta de revestimiento o cerramientos,
  • conductos de ventilación general, aunque el sistema no funcione
• Los laboratorios químicos de mayor riesgo deben lindar con el exterior. Las áreas interiores deben reservarse para tareas administrativas, áreas de descanso, bibliotecas, salas de conferencias, salas de instrumentos ó laboratorios químicos de bajo riesgo que, por la cantidad o calidad de las sustancias que se manipulan no puedan generar, ni siquiera por accidente, concentraciones de contaminantes por sobre limites admisibles

  El cumplimiento de esta pauta habilitaría el funcionamiento del mayor sistema de ventilación general que posee cada subcentral por piso, dado que administra áreas compatibles, sin la necesidad de contar con equipos adicionales de tratamiento del aire.

• Los laboratorios químicos externos deben mejorar su situación optando por
  • poseer una ventilación independiente y adecuada con el exterior, * dotar a los sistemas que administran estas áreas de los medios necesarios para asegurar una reinyeccíón de aire de características confiables,
  • recibir aire desde el exterior, inyectado desde los difusores de techo y transferido al exterior a través de aberturas, sistemas de extracción mecánica ó sistemas de ventilación localizada.
• Deben poseer ventilación localizada independiente al exterior
  • los drogueros generales, y
  • las salas de colecciones.

  Los medios deben estas proyectados para brindar no menos de 15 renovaciones por hora de aire, manteniendo el sector en depresión.

• Deben ser calificados en función de su nivel de riesgo, los laboratorios que manipulen material microbiológico y/o radioactiva.

  Las características de su ventilación general y su grado de aislación dependen de dicho nivel.

  • número de unidades que operan con virus o microorganismos: 43
  • número de unidades que operan con material radioactivos: 17

  Se deberán acondicionar los sifones ubicados con antelación a las rejillas de piso que vierten a las cloacas, para evitar el ingreso de contaminantes por este foco.

Ing, CARLOS R. RODRIGUEZ
AIRE Y AMBIENTE LABORAL
CENTRO DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE INGENIERIA AMBIENTAL