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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