Condiciones atmosféricas significativamente anormales   

Otra cuestión es que, hasta ahora, nadie ha definido cuáles son las condiciones “significativamente” anormales y cada uno ha de plantearse qué porcentaje  (5%, 10%, …), en términos de concentración o índice de exposición, de variación respecto a las condiciones normales está dispuesto a aceptar.

Probando con diferentes condiciones atmosféricas en las expresiones anteriores se pueden encontrar variaciones del 12 al 15% para condiciones atmosféricas no excesivamente extremas.

Materia particulada   

Respecto a la materia particulada, como las concentraciones sólo pueden expresarse como una relación masa/volumen, nunca volumen/volumen, no existe conversión de unidades y respecto a las variaciones atmosféricas significativas, tampoco existe ajuste posible, en lo que coinciden ambos criterios. En el referido epígrafe 5.1 del documento del INSHT, se puede leer lo siguiente:

“El valor límite para la materia particulada no fibrosa se expresa en mg/m³ o submúltiplos y el de fibras, en fibras/m³ o fibras/cm³, en ambos casos para las condiciones reales de temperatura y presión atmosférica del puesto de trabajo. Esto significa que las concentraciones medidas en estas unidades, en cualquiera de las condiciones de presión y temperatura, no requieren ninguna corrección para ser comparadas con los valores límite aplicables.”

Como ya se indicó anteriormente, al referirse el documento a condiciones reales de temperatura y presión atmosférica del puesto de trabajo debe entenderse que la concentración se obtiene a partir del volumen real muestreado en el puesto evaluado y, por consiguiente, o bien la bomba de muestreo se ha calibrado “in situ” o, si se ha hecho en otro lugar en que las condiciones TP sean diferentes a las del lugar de muestreo, se ha de corregir el caudal a dichas condiciones TP del lugar de muestreo.

Y el hecho de que las concentraciones medidas en mg/m³ o fibras/cm³no requieran ninguna corrección para ser comparadas con los valores límites aplicables implica que, siempre que se haya calibrado la bomba “in situ”, la exposición resultante se puede comparar directamente con el valor límite. Lo cual significa que las dosis, tanto la realmente inhalada como la dosis límite, no varían con las condiciones atmosféricas TP.

Para los valores límite que siguen el primer criterio, el razonamiento es exactamente igual que el que se indicado para los LEP, en lo que se refiere a materia particulada. Stephenson y Lillquist advierten en su trabajo de lo erróneo que sería, pensando como un físico, aplicar la ley de los gases al denominador de las unidades mg/m³ para corregir el volumen de aire muestreado a las condiciones TP, puesto que el numerador no varía, que resultaría en una errónea estimación de la dosis inhalada, en lugar de pensar como un toxicólogo que mantendría la dosis constante.

Por consiguiente, la regla que debemos de tener presente para evaluaciones de materia particulada es que:

“Tanto los LEP como los TLV de materia particulada, expresados en mg/m³ o en cualquier otra unidad adecuada, no admiten ajustes a condiciones de temperatura y presión diferentes a las condiciones “normales” de temperatura y presión”.

Aplicación de los LEP a condiciones inusuales   

Lo comentado hasta aquí se refiere a simples operaciones de conversión de unidades, respetando el enfoque que subyace en la definición de los valores límites, en este caso de los LEP, necesarias para poder comparar las exposiciones encontradas con los valores límite LEP, cuando existen diferencias importantes de las condiciones ambientales respecto a las condiciones TPN (20ºC y 101,3 kPa). Pero existen, otras circunstancias ampliamente tratadas por la bibliografía sobre las que también cabría hacer alguna advertencia.

En el documento del INSHT no se recoge nada relativo a la aplicación de los LEP a condiciones de trabajo, como condiciones atmosféricas extremas, elevadas cargas físicas de trabajo o jornadas prolongadas, inusuales. El mismo cuidado que se aconseja para convertir unidades o ajustar caudales de muestreo se debe de poner cuando se consultan criterios existentes sobre dichas condiciones inusuales, por los mismos motivos que ya se han expuesto.

Así, por ejemplo, en dicha bibliografía se puede leer que los valores límites se establecen para condiciones atmosféricas más o menos normales y lo que se pretende examinar aquí es cómo proceder cuando dichas variaciones son importantes. Por otro lado, raramente, la documentación de los valores límite recoge las condiciones de exposición correspondientes a los datos epidemiológicos recogidos en ella.

Condiciones de hiperventilación. En la fórmula (1) se considera que la ventilación pulmonar teórica de un trabajador promedio, realizando un trabajo que requiera un trabajo físico ligero, es de 10 m³ por jornada. Este valor hasta cierto punto se considera constante. Concretamente ACGIH, cuando trata la aplicación de los TLV a condiciones ambientales inusuales, entre las consideraciones que hace, en la guía de aplicación de los TLV, hace la siguiente advertencia:

“Se hacen una serie de suposiciones cuando se comparan los resultados de muestreos obtenidos en condiciones atmosféricas inusuales con los TLVs^®. Una de tales suposiciones es que el volumen de aire inspirado por trabajador durante la jornada no es muy diferente en condiciones de temperatura y presión moderadas en comparación con las condiciones TPN (Stephenson y Lillquist, 2001).”

Esta advertencia daría pié a pensar que para exposiciones a temperatura del ambiente de trabajo bien diferentes a las TPN, cabría introducir alguna corrección sobre el volumen de aire inspirado por un trabajador durante la jornada. Y, en general, se podría aplicar dicha corrección a cualquier condición de trabajo que causara hiperventilación. No solamente una temperatura ambiental elevada sino también un trabajo pesado que requiera una elevada carga física o trabajo en atmósferas pobres en oxígeno (< 16% o una presión parcial de óxigeno PO₂ < 122 mm Hg que equivale a una altitud de 2.100 m).

Se sabe que el ritmo respiratorio está directamente relacionado con el ritmo cardíaco. A temperaturas elevadas el corazón tiene que mover más sangre a la piel para enfriarla, mientras mantiene el flujo de sangre a los músculos que realizan el trabajo físico. La única forma de hacer ambas cosas al mismo tiempo es aumentar el flujo general de sangre lo que supone que el corazón tenga que batir más rápido. Esto puede significar un ritmo de 20 ó 40 latidos por minuto más de lo normal. El trabajador inhalará aire a un ritmo superior aunque el trabajo requiera un esfuerzo físico moderado.

Otra condición inusual, de hiperventilación, puede ser el esfuerzo físico requerido para realizar el trabajo. En general, se acepta que un trabajador promedio realizando un trabajo moderado, a una tasa de 20 litros por minuto, inhala 10 m³ durante la jornada de 8 horas. Por razón del esfuerzo físico, la supuesta tasa de 20 litros por minuto puede irse a valores 5 ó 10 veces mayores en trabajos que requieren mucho esfuerzo, como acarrear con una carretilla cargada, cavar con pico y pala o cortar leña.
Asimismo, la deficiencia de oxígeno, y más si se combina con trabajo en altitud que reduce la presión parcial del oxígeno, aumenta la tasa respiratoria y el ritmo cardíaco, de modo que los síntomas de fatiga aparecen más rápidamente que haciendo el mismo trabajo a nivel de mar donde PO₂ es 159 mm Hg.

Y se plantea si, en estos casos extremos, sería necesario realizar algún ajuste del valor límite. Este ajuste solamente estaría justificado para criterios de evaluación que manejen el concepto de dosis límite o admisible ya que no se nos pasa por alto que la dosis inhalada tiene por expresión:

Dosis inhalada [mg] = ED [mg/m³] x ventilación pulmonar real [m³]  (9)

Dosis que está limitada a:     Dosis aceptable [mg] =  VL [mg/m³] x 10 [m³]

Bajo el enfoque LEP, para gases y vapores, no cabe ninguna concesión a argumentos basados en las dosis inhaladas pero para materia particulada, la situación es distinta ya que, como se ha indicado, de la definición del referido documento del INSHT, podría pensarse que mantiene el enfoque de dosis límite y, en este caso, sí cabría hacer el ajuste del valor límite correspondiente.

En cualquier caso, antes de decidir hacer ningún ajuste por este motivo, debería tenerse en cuenta la documentación del valor límite. Si el valor límite (VL) está basado en efectos no respiratorios como, por ejemplo, la irritación de la piel o de los ojos, no sería necesario realizar ajuste del valor límite. Si el valor límite está basado en efectos respiratorios y en condiciones de exposición conocidas, debería determinarse la ventilación pulmonar correspondiente a dichas condiciones; si esto no fuera posible se utilizaría la ventilación pulmonar teórica (VPT) de 10 m³, y se realizaría el siguiente ajuste del valor límite (VL´):
                                                            VL´ = (VPT/VPR) x VL  (10)

Siendo VPR la ventilación pulmonar real [m³] en las condiciones de exposición evaluadas.

Jornadas inusuales. Respecto a otra condición inusual, las jornadas irregulares o prolongadas, el documento del INSHT tan solo hace referencia a la posibilidad de hacer valoraciones semanales en lugar de diarias. La propia definición de la exposición diaria, expresada en el epígrafe 4.5.1 del citado documento del INSHT, ya introduce una penalización para duraciones superiores a 8 horas. Esta definición evita la necesidad de realizar ajustes en el valor límite pero, en el fondo, la idea que traslada es que si se alarga la jornada se incrementa la exposición diaria proporcionalmente al tiempo de exposición, que tiene el mismo efecto que si se redujera en la misma proporción el valor límite, como corrigen NIOSH y OSHA, lo que resulta, en todo caso, mantener constante la dosis inhalada, a efectos de exposición diaria, o la dosis admisible, a efectos de corrección del valor límite.

Supongamos que un trabajador está expuesto a una concentración promedio de 10 mg/m³ de una sustancia que tiene un VL de 10 mg/m³ en jornadas de 10 y 12 horas.

La exposición diaria tendría un valor de: ED = C x T / 8 = 12,5 mg/m³ y 15 mg/m³ respectivamente, con índices de exposición de 1,25 y 1,5 respectivamente.

Para las exposiciones diarias de este ejemplo, se encuentra la equivalencia de las dosis inhaladas mediante la siguiente expresión, en la que la tasa respiratoria [L/min] que resulta para una ventilación teórica de 10 m³, exactamente, es de 28,33 L/min en la jornada de referencia de 8 horas.

Dosis inhalada [mg] = C [mg/m³] x (tasa respiratoria x Texp x 1 / 1000) [m³]

                                   = 10 x 28,33 x 600 = 12,5 x 28,33 x 480 x 1 / 1000 = 170 mg,

Se igualan las dosis para 8 y 10 horas. Y también para 8 y 12 horas:

Dosis inhalada [mg]   = 10 x 28,33 x 720 = 15 x 28,33 x 480 = 204 mg

La igualdad de las dosis inhaladas solamente es aplicable a jornadas que superan el período de referencia de 8 h, no a las inferiores.

Respecto a las correcciones introducidas por Brief y Scala y al método toxicocinético, tienen en cuenta otras consideraciones diferentes al principio de igualdad de dosis.

Como todo ello no afecta a la forma física del agente químico, es lo mismo para partículas que para gases y vapores.

Como reflexión final, el higienista industrial que quiera comprobar la conformidad de una exposición a agentes químicos con una norma debe encontrar en la reglamentación que desea aplicar lo que representa la norma, es decir, dosis o concentraciones. Estos dos enfoques que parecen idénticos, no lo son y conducen a diferentes e incluso contradictorias conclusiones sobre las exposiciones de los trabajadores, en función de las condiciones atmosféricas y de otras condiciones de exposición. El enfoque de concentración, en ppm, invariable con la altitud y la temperatura, primer criterio, como concepto físico es fácil de aceptar pero conduce a la paradoja toxicológica de aceptar diferentes dosis admisibles, para el mismo agente químico, en función de la localización y condiciones de trabajo y ambientales de los trabajadores. Por el contrario el enfoque de conservación de la dosis, segundo criterio, toxicológicamente se puede aceptar sin ningún reparo pero puede resultar difícil de entender puesto que parece desafiar un concepto físico, el de que las concentraciones de gases y vapores, en ppm, no cambian en función de la altura y temperatura. Este enfoque no viola este principio pero muestra que para exponer a un trabajador, que inspire un volumen de 10 m³ en 8 horas, a una misma dosis en diferentes condiciones, los valores límites, en ppm, deben ajustarse en función del volumen molar en las condiciones del lugar de muestreo.

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Influencia de la altitud y temperatura en las evaluaciones higiénicas (II)

Criterio primero   

Igualmente esencial resulta para manejar valores límites que respondan al primer criterio que la concentración del gas o vapor obtenida, expresada en ppm, se puede comparar directamente con el valor límite, en ppm, sean cuales sean las condiciones TP.

Y, como ejemplo, veamos lo que se indica en el epígrafe 5.1 del documento “Límites de exposición profesional para agentes químicos en España” del INSHT, que responden a dicho primer criterio:

“El valor límite para los gases y vapores se establece originalmente en ml/m³ (ppm), valor independiente de las variables de temperatura y presión atmosférica, pudiendo también expresarse en mg/m³ para una temperatura de 20ºC y una presión de 101,3 kPa, valor que depende de las citadas variables”.

A las condiciones atmosféricas de 20ºC y 101,3 kPa, las denominaremos condiciones normales TPN. Es decir, al contrario de lo que sucede con el criterio segundo, se mantiene la variabilidad de la concentración, expresada en mg/m³, con las condiciones atmosféricas y, consecuentemente de la dosis equivalente.

Es decir, los LEP para gases y vapores, siguen un criterio diferente al de los valores límites de ACGIH, OSHA o NIOSH. La consecuencia de esto es que en España, cuando la exposición a gases y vapores se produce en altura o a temperatura elevadas, al ajustar a las condiciones TPN, resultan concentraciones en mg/m³ y dosis mayores que cuando se realizan en lugares profundos y temperaturas bajas. Al contrario que con el enfoque de ACGIH, OSHA o NIOSH que mantienen constantes las dosis límites o aceptables para cualquier condición ambiental de temperatura y presión atmosférica. 

La consecuencia más importante que tiene el enfoque de concentración límite en ppm invariable con las condiciones atmosférícas es que, ante cambios significativos de las condiciones TP, cuando el resultado de la exposición se ha obtenido en mg/m³, es lo habitual ya que los laboratorios expresan los resultados en dicha unidad, es necesario realizar cambio de unidades o ajustes de las concentraciones o del valor límite.

Para la conversión de unidades, el citado documento del INSHT, indica que la conversión de ppm a mg/m³, o la correspondiente expresión para la conversión inversa, debe hacerse de la siguiente manera:

VL [mg/m³] = VL [ppm]  PM / 24,04   (7) ó

VL [ppm] = VL [mg/m³] 24,04 / PM    (8)

Donde 24,04 : volumen molar TPN [L/mol]

TPN : temperatura y presión atmosférica normal (20°C, 101,3 kPa)

PM : peso molecular [g/mol]

Según esto, para comparar la exposición obtenida en el lugar de muestreo, en mg/m³, con el valor límite LEP, en ppm, hay una serie de opciones válidas.

Para comprender mejor las operaciones de conversión utilizaremos el ejemplo de un muestreo de un trabajador expuesto a alcohol isoamílico (PM = 88,15), en una instalación industrial situada en la provincia de Soria (1.050 m de altitud) un día en que las condiciones atmosféricas fueron de 89,3 kPa y de 33ºC. La muestra recogida en el lugar de trabajo fue de 10 m³ (calibración “in situ”) y el análisis de la muestra indicó 3500 μg de alcohol isoamílico.

-          Opción A. Convertir la concentración obtenida en mg/m³ a concentración en ppm, a partir del volumen molar, en las condiciones TP de muestreo (VM_TP), mediante la ecuación de estado:            P_TPVM_TP = RT_TP  

En donde R = 8,314472 [L . kPa / K . mol]

VM_TP = RT_TP / P_TP = 8,314472 x 306 / 89,3 = 28,49 [L / mol]

Y luego ED_TP [ppm] = ED_TP [mg/ m³] VM_TP / PM 

ED_TP [mg/m³] = 3500 / 10 = 350 mg/m³

ED_TP [ppm] = ED_TP [mg/m³] VM_TP / PM = 350 x 28,49 / 88,15 = 113 [ppm]

Este ED_TP [ppm] ya se puede comparar con el valor límite en ppm, teniendo en cuenta que éste no varía con las condiciones atmosféricas. Es decir, con VLA-ED = 100 ppm (Índice de exposición = 1,13).

-          Opción B. Convertir el valor límite en ppm a valor límite en mg/m³ en condiciones TP mediante

VL_TP [mg/m³] = VL [ppm] PM / VM_TP

VL_TP [mg/m³] = VL [ppm] PM / VM_TP = 100 x 88,15 / 28,49 = 309 [mg/m³]

Y luego comparar la concentración obtenida en mg/m³, es decir 350 mg/m³, con este valor límite, VL_TP [mg/m³] (Índice de exposición = 1,13).

-          Opción C. Ajustar el volumen muestreado en condiciones TP (V_TP) a volumen en condiciones normales (V_TPN) mediante la ley de los gases ideales:

V_TPN = V_TP (P_TP.T_TPN / P_TPN.T_TP) 

V_TPN = V_TP (P_TP.T_TPN / P_TPN.T_TP) = 10 (89,3 x 293 / 101,3 x 306) = 8,44 L

Así se puede obtener la concentración en mg/m³ en condiciones TPN, dividiendo el resultado informado por el laboratorio [μg], ya que no varía con las condiciones atmosféricas, por este volumen. Es decir, ED_TPN = 3500 / 8,44 = 415 mg/m³. Este valor se comparará con el valor límite en [mg/m³] en condiciones normales (20ºC y 101,3 kPa), VLA-ED = 366 mg/m³ (Índice de exposición = 1,13).

Cualquiera de las tres opciones obtiene un índice de exposición idéntico y superior a la unidad.

Ahora bien, la opción que no es válida, salvo que el criterio de evaluación aplicado sea un TLV, es aplicar lo que se indica en la guía de aplicación de los TLV, pues se ha indicado que los TLV, en lo que respecta a gases y vapores, no mantienen el mismo enfoque. En el mismo ejemplo anterior se pueden apreciar las erróneas y contradictorias conclusiones a que nos puede llevar la inadecuada aplicación de las indicaciones que figuran en esa guía de TLV a un LEP. Siguiendo los pasos indicados en dicha guía:

1) “determina la concentración de la exposición, expresada en términos de masa por volumen, en el lugar de muestreo, utilizando el volumen de muestreo sin ajustar a las condiciones TPN”.

ED = 3500 / 10 = 350 [mg/m³]

2) “si fuera necesario, convierte el TLV® a mg/m3 (u otra unidad de masa por volumen) utilizando un volumen molar de 24,4 L/mol”. En caso de un LEP, de acuerdo con la expresión (2), el volumen molar es 24,04 [L/mol] .

VL [mg/m³] = VL [ppm]  PM / 24,04 = 100 x 88,15 / 24,04 = 366 [mg/m³]

3) “compara la concentración de la exposición con el TLV®, ambos en unidades de masa por volumen”. Es decir ED = 350 [mg/m³] con VLA-ED = 366 [mg/m³] (Índice de exposición = 0,96).

Se podría haber dado erróneamente por buena (I < 1) una situación que, como hemos visto anteriormente, no lo es (I > 1).

Resultado en ppm   

Una situación totalmente diferente se plantea cuando el resultado se obtiene en ppm, bajo este primer criterio. Se ha dicho que el laboratorio siempre entrega los resultados de los muestreos en μg, pero podrían haberse realizado mediciones de lectura directa de gases o vapores, por ejemplo, con tubitos colorimétricos, el resultado se habría obtenido en ppm. En este caso, en virtud del enfoque LEP, concentración independiente de las condiciones atmosféricas, se puede comparar directamente el resultado obtenido con el valor límite en ppm del gas o vapor medido.

En definitiva, la aparente dificultad que plantea la evaluación de gases y vapores en condiciones atmosféricas extremas o importantes a las “normales”, para las que se han establecido los valores límite, se resume en dos reglas muy sencillas:

“Los TLV de gases y vapores, expresados en mg/m³, no admiten ajustes a condiciones de temperatura y presión diferentes a las condiciones “normales” de 25ºC y 760 mm Hg”.

“Los LEP de gases y vapores, expresados en ppm, no admiten ajustes a condiciones de temperatura y presión diferentes a las condiciones “normales” de 20ºC y 101,3kPa”.  

                                                                                                                                       Continuará .........

Influencia de la altitud y temperatura en las evaluaciones higiénicas (I)

Hoy hablaremos sobre algo que si te lo cuentan no te lo vas a creer y si te lo explican es difícil de entender; acerca de la influencia de las condiciones ambientales, de temperatura y presión atmosférica o altitud, sobre las concentraciones ambientales de los agentes químicos. Más concretamente su influencia sobre las concentraciones ambientales de los agentes químicos en forma molecular, gases o vapores, expresadas en mg/m³.

A la hora de definir las condiciones de uso de los valores límites de los agentes en forma molecular, existen dos criterios diferentes: 1) el que mantiene que la concentración límite, expresada en ppm, no varía con los cambios de las condiciones ambientales, que llamaremos primero, y 2) el que sostiene que la dosis límite, expresada en mg, no varía con los cambios de dichas condiciones, que llamaremos segundo. Este último criterio es algo críptico ya que en las listas de valores límites (TLV, PEL o REL), el límite no se presenta en forma de dosis sino de concentración, es decir, igual que el primer criterio.

Es decir en las listas en lugar de figurar la dosis límite en mg, se supone siempre una ventilación pulmonar teórica de 10 m³, lo que se muestra es el valor límite (VL) equivalente en mg/m³, conforme a la expresión:

Dosis límite [mg] =  VL [mg/m³] x ventilación pulmonar teórica [m³] (1)

Como veremos más adelante los dos criterios son antagónicos. Aceptar que la concentración límite, expresada en ppm, no varía con los cambios de las condiciones ambientales supone rechazar que la dosis límite, expresada en mg, varía con los cambios de dichas condiciones. Recíprocamente aceptar el segundo criterio supone rechazar el primero.

A efectos prácticos, esto tiene dos importantes consecuencias, como casi todas las listas de valores límites (TLV de ACGIH de USA, MAK de AGS de Alemania, VEMP del IRSST de Canadá, OES del NOHSC de Australia o LEP del INSHT de España) dan reglas sobre los ajustes que deben hacerse a los valores límites en caso de que las condiciones de temperatura y presión (TP) sean significativamente diferentes a las condiciones de temperatura y presión “normales” (TPN), no deberían utilizarse las reglas que aplican a una lista para hacer ajustes en un valor límite de otra lista distinta, por ejemplo, no deben utilizarse reglas de ajuste de un LEP para ajustar un TLV a condiciones TP. Nos estamos refiriendo siempre a agentes químicos que se presentan en forma molecular, gas o vapor. Y, en consecuencia, cuando se utilizan valores límites, es importante saber a qué tipo de criterio corresponden dichos valores.

En la tabla 1, a modo de ejemplo, se muestran algunos de los valores límites más representativos. No se traen a colación por nada relacionado con el monóxido de carbono sino para mostrar su denominación y organismos que los publican. 

Otro aspecto importante es comprender el sentido que tiene uno u otro criterio. Mantener la dosis límite y en consecuencia, de acuerdo con la expresión (1), el valor límite, expresado en mg/m³, constante frente a los cambios de temperatura y presión, segundo criterio, significa que, por ejemplo, el valor límite para un gas o vapor determinado sería el mismo, misma dosis límite, para un minero que para un operario industrial de una instalación ubicada en un lugar a más de 1.000 m de altitud, cuando la física nos dice que a igualdad de temperatura, el volumen real de aire inspirado es sensiblemente mayor en el lugar alto y menor en el lugar profundo. Y similares variaciones se producen con los cambios significativos de temperatura. Esto puede ser aceptable desde un punto de vista toxicológico aunque choque con los conceptos físicos.

Para este mismo ejemplo, mantener el valor límite invariable, primer criterio, con los cambios de las condiciones de temperatura y altitud o presión atmosférica significa que aceptaríamos una dosis límite diferente para el minero, más baja, que para el operario industrial, más alta. La idea de mantener constante la concentración expresada en ppm nos convence desde un punto de vista físico porque al tratarse de una relación de dos volúmenes, volumen de gas o vapor entre volumen de aire, como los cambios afectan a los dos términos de la misma manera, la relación se mantiene constante pero no dejará de chocarnos desde un punto de vista toxicológico aceptar diferentes dosis límite según las circunstancias de exposición.

Obviamente, ambos criterios pueden llevar a conclusiones contrarias sobre el cumplimiento de un valor límite para una misma situación de exposición y, a título de ejemplo, el primer criterio, invariabilidad de las concentraciones expresadas en ppm, lo mantienen los LEP del INSHT de España, los VL de Bélgica, los VEMP del IRSST de Canadá o los ES del NOHSC de Australia y el segundo criterio, invariabilidad de la dosis, lo siguen los TLV de ACGIH, los PEL de OSHA EEUU o los REL de NIOSH.  

No es obvio ni sencillo averiguar a qué criterio pertenece una determinada lista de valores límite, toda vez que normalmente las listas no ofrecen unas indicaciones de uso suficientes sobre esta cuestión. Para fijar el segundo criterio nos ha sido de mucha utilidad el trabajo de Stephenson y Lillquist, “The effects of temperature and pressure on airborne exposureconcentrations when performing using ACGIH compliance evaluations using ACGIH TLVs and OSHA PELs”. Applied occupational and Environmental Hygiene. Volume 16(4) 482-486, 2001. Asimismo, para fijar el primer criterio, hemos encontrado muy esclarecedor el anexo A del trabajo de Yves Cloutier y Louis Lazure, “Mémentosur l’utilisation des pompes et des débitmètres”. Rapport 352. IRSST, 2003.

Criterio segundo   

Lo esencial para manejar valores límites que responden al segundo criterio es tener claro que la concentración del gas o vapor obtenida, expresada en mg/m³, siempre que la bomba de muestreo se haya calibrado “in situ”, se puede comparar directamente con el valor límite, en mg/m³, sean cuales sean las condiciones TP.

Como demostración de que esto es así, puesto que los TLVs siguen el segundo criterio, en el sitio de ACGIH bajo “TLV®/BEI® GUIDELINES -> TLV® Chemical Substances Introduction -> Application of TLVs® to Unusual Ambient Conditions” se indica:

 “Para gases y vapores, hay un número de opciones para comparar los resultados del muestreo con el TLV, y estos son discutidos con detalle por Stephenson y Lillquist (2001). Un método que es sencillo en su enfoque conceptual es 1) determina la concentración de la exposición, expresada en términos de masa por volumen, en el lugar de muestreo, utilizando el volumen de muestreo sin ajustar a las condiciones TPN, 2) si fuera necesario, convierte el TLV® a mg/m3 (u otra unidad de masa por volumen) utilizando un volumen molar de 24,4 L/mol, y 3) compara la concentración de la exposición con el TLV®, ambos en unidades de masa por volumen.”

Cuando se indica que el volumen de muestreo no debe ajustarse a las condiciones TPN, debe entenderse que la concentración se obtiene a partir del volumen real muestreado en el puesto evaluado y, por consiguiente, o bien la bomba de muestreo se ha calibrado “in situ” o, si se ha hecho en otro lugar en que las condiciones TP sean diferentes a las del lugar de muestreo, se ha de corregir el caudal a dichas condiciones TP del lugar de muestreo.

Para la conversión de unidades, la documentación de los TLV, indica que la conversión de ppm a mg/m³, o de mg/m³ a ppm, en condiciones TPN (25ºC y 760 mm Hg) debe hacerse de la siguiente manera:

TLV [mg/m³] = TLV [ppm]  PM / 24,45   (2) ó

TLV [ppm] = TLV [mg/m³] 24,45 / PM    (3)

En donde 24,45 es el volumen molar en condiciones TPN (en USA  25ºC y 760 mm Hg).

Resultado en ppm   

Sin embargo, bajo este segundo criterio, si la concentración o exposición diaria se ha obtenido en ppm, en condiciones TP significativamente diferentes a las condiciones normales, por ejemplo se ha medido con un instrumento de lectura directa o con tubitos colorimétricos, se debe hacer la siguiente conversión a mg/m³:

            ED_TP [mg/m³] = ED_TP [ppm] PM / VM_TP (4)

En donde        PM : peso molecular [g/mol]

VM _TP : volumen molar TP [L/mol]

Para obtener VM _TP, mediante la ecuación de estado:        P_TPVM_TP = RT_TP  (5)

En donde R = 62,36367 [L . mmHg / K . mol]

VM_TP = RT_TP / P_TP [L / mol]

En donde        P_TP : presión atmosférica en el lugar de muestreo (mm de Hg)

T_TP : temperatura en el lugar de muestreo (K)

Una vez que la concentración se encuentra en mg/m³, en virtud de la invariabilidad del valor límite (dosis límite) con las condiciones ambientales, ya se puede comparar el valor obtenido en (4) con el valor límite en mg/m³. Esto parece lo más sencillo, una alternativa sería ajustar el TLV de la lista en ppm, lo denominaremos aquí  TLV_TPN, a las condiciones TP  mediante la ley de los gases ideales:

TLV_TP [ppm] = TLV_TPN (P_TPN.T_TP / P_TP.T_TPN) [ppm]  (6)

Y ahora ya se puede comparar la concentración obtenida en ppm, ED_TP, con el TLV_TP en ppm. Es decir, en (4) simplemente se ha hecho una conversión de unidades en condiciones TP y en (6) un ajuste de TLV a condiciones TP, esta última alternativa evidencia la variabilidad de las concentraciones o TLV de gases y vapores, expresados en ppm, con los cambios de las condiciones atmosféricas. 

                                                                                                                                    Continuará ............