planificación de la prevención en un biofiltro

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PLANIFICACIÓN DE LA PREVENCIÓN EN UN BIOFILTRO
Iratxe Cano(1), Juan Carlos Rodríguez(1), Ana Uriarte(1), Ana Elias(1), Astrid
Barona(1).
(1) Departamento Ingeniería Química y del Medio Ambiente. Escuela Superior de
Ingeniería de Bilbao.
SUMMARY
In the present study we have developed a risk prevention plan for the biofiltration
research laboratory located in the Faculty of Engineering of Bilbao. The research
team has evaluated the existing risks in the biofitration laboratory. The gathered data
have been processed, and most of these risks were found to be trivial and bearable.
Finally, a control plan for each risk has been designed for their minimization.
RESUMEN
En el presente trabajo se ha realizado un plan de prevención de riesgos para un
laboratorio de investigación sobre biofiltración situado en la Escuela Superior de
Ingeniería de Bilbao. Para ello se ha realizado un diagnostico de la situación actual
valorándose por parte de todos los integrantes del grupo de trabajo los riesgos
existentes en el laboratorio de biofiltración. Los datos recogidos han sido tratados
por un técnico superior de riesgos laborales siendo estos en su mayor parte riesgos
triviales o tolerables. Finalmente se ha diseñado para cada uno de ellos un plan de
control que ayude a minimizarlos
1. INTRODUCCIÓN
Los biofiltros están considerados según la normativa IPPC de 2003 como una de las
mejores tecnologías fin de tubo disponible para el tratamiento de contaminantes.
Estos contaminantes gaseosos de tipo químico son tratados con una flora
microbiológica específica para cada tipo de contaminante.
A la hora de planificar el sistema de prevención del biofiltro se han de contemplar
tanto los riesgos que se generan hacia los operarios como los dirigidos hacia
terceras personas. De esta forma, existen dos tipos de configuración para los
biofiltros: abiertos a la atmósfera o cerrados (con salida localizada). Ambos sistemas
implican tres tipos de riesgos a prevenir: riesgo químico por fugas de contaminantes
o emisiones, biológico por colonización de microorganismos (más factible en
biofiltros abiertos) y físico por roturas en conductos, explosiones por oclusión de gas
(más factibles en biofiltros cerrados).
En el seguimiento diario, los riesgos físicos son más frecuentes en el biofiltro
cerrado, que es el sistema en el que nos centraremos en este artículo.
De forma diaria han de realizarse varias actuaciones de seguridad consiguiendo así
eliminar los posibles riesgos físicos y las posibles fugas (riesgos químicos) además
de verificar el buen funcionamiento de la planta.
Los sistemas higiénicos de seguridad y prevención hacia los trabajadores que se
consideran en el biofiltro son actuaciones sobre el medio utilizándose también
equipos de protección individual (EPIs) para mejorar la seguridad de los operadores
del biofiltro.
Las actuaciones hacia el medio ambiente residen en el propio sistema de
biofiltración que transforma los contaminantes en sustancias más inocuas. Aun así,
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se utilizan equipos y medidas de seguridad que actúan sobre la corriente
contaminada en caso que el biofiltro no consiga degradar los contaminantes.
2. DEFINICIÓN DE LOS OBJETIVOS
El presente plan de prevención de riesgos para las plantas piloto del laboratorio del
grupo de biofiltración de la Escuela Superior de Ingeniería de Bilbao va a intentar
evaluar los riesgos de un biofiltro cerrado como precedente para posteriores planes
de emergencia en otros biofiltros tanto a escala de laboratorio como a escala
industrial.
2.1. Objetivos generales
Este artículo busca determinar las acciones preventivas ha realizar durante el trabajo
en continuo con la planta piloto del grupo de biofiltración de la UPV. Debido al uso
de sustancias químicas tóxicas, inflamables y explosivas se quiere prevenir de forma
prioritaria los posibles riesgos que ellas conllevan. En segundo plano quedarían los
riesgos derivados de la seguridad del entorno y los equipos utilizados para su
funcionamiento (compresor,...etc) y medida (cromatógrafo,...etc).
2.2. Objetivos específicos
Los riesgos que se buscan corregir se encuentran principalmente asociados al área
preventiva de la higiene y la seguridad. En el caso de la higiene se determinaran los
posibles problemas (tanto a las trabajadoras como a terceros) debido al uso de
sustancias químicas orgánicas e inorgánicas determinadas como contaminantes en
la legislación (el sistema se ocupa de la depuración de gases contaminados), el uso
de concentraciones criticas de microorganismos y el material filtrante constituido por
residuos orgánicos (mataderos,…). En el caso de seguridad se verificaran los
sistemas de control existentes, en el caso que no existan se buscará implantar el
mejor sistema que elimine el riesgo, en caso de no ser posible se buscará su
minimización.
3. EVALUACIÓN DE RIESGOS
La evaluación de riesgos se realizará sobre un proceso caracterizado como mejor
tecnología disponible por el Breff sobre control y prevención integral de la polución.
En este sistema se prepara la corriente a tratar para conseguir optimizar las
condiciones que los microorganismos necesitan para degradar los contaminantes
(compuestos de azufre: CS2, H2S…., compuestos orgánicos volátiles “COVs”).
3.1. Diagnostico de la situación
El flujo de gas a tratar puede estar constituido por un solo contaminante o una
mezcla de corrientes de varios contaminantes. La corriente a tratar se constituye por
una tubería de aire impulsado por un compresor, y otra u otras en las que circula el
contaminante o mezclas de contaminantes. Los contaminantes provienen, o bien de
bombonas como el H2S o de procesos de borboteo de aire a través de cada uno de
los contaminantes líquidos. Las cantidades que se desean tratar de los gases de
bombona son determinadas por un controlador de flujo másico, el cual por medio de
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porcentajes de apertura deja pasar a la cámara de mezcla una cantidad que al
mezclarse con el aire proporciona concentraciones exactas de contaminante a tratar.
El CS2 y los COVs se añaden en forma gaseosa mediante borboteo de una cantidad
exacta de aire sobre ellos. De esta forma se consigue volatilizar una cantidad de
contaminante proporcional a la cantidad de aire que se deja pasar al borboteador.
R
E
A
C
T
O
R
Cámara
de mezcla
H2S
Humidificador
Cámara
carbón activo
C7H8
He
Aire
R
E
A
C
T
O
R
CS2
Humidificador
Tolueno
Tolueno
Desecador
Compresor
de aire
Cámara
de mezcla
R
E
A
C
T
O
R
Tolueno
H2
Cromatógrafo
Humidificador
Cámara
carbón activo
R
E
A
C
T
O
R
Cámara
carbón activo
Cámara
carbón activo
Figura 1: Diagrama de los sistemas del laboratorio de biofiltración.
En la planta la corriente de aire es recogida e impulsada por un compresor de 2,2
Kw de potencia. Para obtener una corriente de aire puro se hace pasar por tres
filtros situados en el compresor, uno de partículas, otro de agua, y el último de
aceite. El aire se ve impulsado hasta un rotámetro por medio del cual se determina
el flujo que se va a pasar a la planta (éste varía dependiendo del tiempo de
residencia que necesitemos para la degradación de cada contaminante). Después
se hace pasar por dos humidificadores en serie para saturar la corriente de
humedad. La corriente de aire pasa a una cámara de mezcla donde se combina con
el/los contaminante/s para acabar llegando al reactor o columna donde se encuentra
el material de relleno (compost) junto con la biomasa dedicada a degradarlos
obteniendo una corriente de aire limpio (compuestos menos nocivos: CO2, CO,.....).
Por razones de seguridad, a la salida de la columna de biofiltración se encuentra
instalada una cámara de carbón activo capaz de adsorber las cantidades que el
biorreactor no consigue degradar debido a la realización de trabajos a elevadas
concentraciones de contaminantes.
3.2. Asignación de recursos y tareas
Todos los componentes del organigrama del grupo de biofiltración poseen educación
sobre prevención de riesgos y cada uno de ellos está capacitado para determinar
posibles nuevos riesgos los cuales se comunicaran a la dirección. Aun así, los
becarios que trabajan en continuo con la planta junto con un encargado
prevencionista de riesgos laborales son los encargados de proponer nuevas
medidas preventivas que deberán ser aceptadas por la dirección.
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Director/a ejecutivo/a
Director/a productivo/a
Encargado/as de seguimiento de la Planta
Becario/as para seguimiento en continuo
Figura 2: Organigrama del grupo de trabajo
En el grupo de trabajo prevalece la seguridad e higiene de los trabajadores, por ello
se realizan inversiones económicas para minimizar riesgos buscando la seguridad
colectiva. Debido a la zona en la que se encuentra ubicada, en la Escuela de
Ingeniería, en el centro de Bilbao, se intentan utilizar medidas preventivas
avanzadas y de última generación.
Los equipos para minimizar los riesgos están conectados en continuo en la planta
piloto de biofiltración, además en caso de posibles fallos de estos, se usan otros
equipos de medida para determinación de concentración ambiental de cada
contaminante.
3.3. Análisis de riesgos
La planta de biofiltración se encuentra en un laboratorio especialmente ubicado para
ello, en él no existe señalización y tan solo existe una única entrada – salida.
La temperatura de la habitación se encuentra establecida mediante un ventilador –
calefactor en 23 ± 1 ºC con lo que no existiría estrés térmico.
Los equipos generadores de riesgo son un compresor y un cromatógrafo de gases:
El compresor posee declaración de conformidad CE del deposito de presión y esta
equipado con las medidas de seguridad pertinentes (las correas de distribución
están protegidas con rejilla de forma que no se pueda acceder). Su funcionamiento
es discontinuo (2.5 minutos de trabajo/15 minutos = 10 minutos de trabajo/hora) de
forma que el ruido que genera (valor máximo = 86.8 dBA) no llega a los límites
establecidos, los riesgos por descarga eléctrica se encuentran anulados mediante
toma de tierra y se encuentran señalizados en el equipo todos los riesgos a la vista
de los operarios. Las vibraciones que este equipo produce son mínimas estando
aislado del suelo mediante ruedas de goma. Su motor se calienta ligeramente
pudiendo producir quemaduras de bajo nivel por contacto.
El cromatógrafo de gases es un equipo de medida conectado a un ordenador en él,
los riegos eléctricos se eliminan mediante toma de tierra. El interior del equipo es un
horno que alcanza temperaturas de 260 ºC y aun estando aislado existe riesgo de
quemadura al tocar alguna zona de su superficie exterior. El equipo realiza
muestreos de 250 µL, el resto del gas muestreado en continuo es emitido en el
interior del laboratorio (caudales mínimos con riesgo pequeño).
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Clasificación de riesgos
Derivados del compresor
*Explosión del deposito
presurizado
*Quemaduras
*Exposición a ruido
*Exposición a vibraciones
*Atrapamientos
*Descargas eléctricas
Derivados del cromatógrafo
*Quemaduras
*Inhalación de contaminantes
*Descargas eléctricas
*Pinchazos con jeringuillas de
cromatografía
Derivados del resto de
equipos eléctricos
*Quemaduras
*Descargas eléctricas
Derivados de las sustancias
químicas
*Incendio y/o explosión
*Inhalaciones
*Absorción por la piel
*Contacto con la piel y/o los
ojos
Derivados de colonizaciones
de bacterias
*A los empleados
*A material de laboratorio
Derivados del material de la
planta y del laboratorio
*Borboteadores de vidrio
*Recipientes de plástico
*Cortes con material de vidrio
Derivados de Caídas a mismo
nivel
NIVEL
DE
RIESGO
Trivial Tolerable Moderado Importante Intolerable
La posibilidad de riesgo es trivial aun siendo algún
aspecto tolerable.
X
X
X
X
X
X
Riesgos triviales de fácil prevención.
X
X
X
X
Estos riesgos tienen un carácter trivial y poco
importante, simples mejoras.
X
X
El riesgo se caracteriza como moderado debido a
las sustancias contaminantes que son.
X
X
X
X
Riesgo tolerable, será necesario determinar la
protección.
X
X
Carácter tolerable del riesgo al que será necesario
planificar su control.
X
X
X
Riesgo tolerable, se necesitara realizar medidas de
control.
Tabla 1: Valoración de los riesgos del laboratorio de biofiltración.
Este equipo usa distintos gases (Aire, He, H2) para trabajar, éstos se almacenan en
dos armarios de seguridad situados en la calle. Junto con ellos se almacena tolueno
y hexano, contaminantes gaseosos usados en el laboratorio (el aire junto con
tolueno y el helio con el hidrógeno y hexano). En estos armarios no existe
señalización. El SH2, otro de los contaminantes utilizados, se encuentra aislado en
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una zona de seguridad. El CS2 junto con el tolueno líquido se encuentran en el
laboratorio almacenados junto con carbón activo granular, y el material soporte del
biofiltro esta ensacado en otra zona del laboratorio próxima al compresor (estos
compuestos sólidos generan partículas durante su manipulación). Los riesgos
derivados de estos compuestos químicos residen en incendios y/o explosiones,
inhalación del agente, absorción a través de la piel y contacto con la piel o los ojos
El resto de equipos de consumo eléctrico, reguladores de caudal másico,
solenoides, ventilador – calefactor y ordenadores están aislados mediante una toma
de tierra.
Los biofiltros están inoculados con microorganismos (Psedomonas pútidas con
plasmidotol, Thiobacillus,…) capaces de degradar los contaminantes anteriormente
citados, por esta razón, todo material en contacto con ellas es esterilizado aun no
estando consideradas como agentes biológicos en la guía técnica de agentes
biológicos.
El material utilizado en la planta es PVC, metacrilato y vidrio siendo este último el
que más riesgos puede generar por cortes. La planta posee borboteadores de cristal
con contaminantes que pueden explotar, el resto de PVC o metacrilato aguantan
mejor la presión siendo su riesgo mínimo.
Los becarios y encargados pasan como máximo en intervalos de tiempo la mitad de
su jornada en el laboratorio de biofiltración. Esto favorece la minimización de riesgos
ya que la exposición a ellos es menor. De estos, uno posee mayor sensibilidad a
riesgos biológicos por ser diabético tipo I, por lo demás no existen
hipersensibilidades.
3.4. Plan de control de riesgos
Una vez recogidas las valoraciones de los riesgos realizadas por los operarios y
encargados se ha determinado el nivel de riesgo de cada problema siendo la mayor
parte de ellos triviales o tolerables. El plan de control se ha decidido realizar
eliminando en primer lugar los riesgos más problemáticos acabando por los más
triviales.
Los riesgos más problemáticos son los derivados de las sustancias químicas
caracterizados como moderados. Para minimizarlos seria necesario instalar un
sistema de extracción y renovación en continuo del aire del laboratorio, y en cada
toma de muestras, medidas de control,… etc se utilizaran EPIs (mascaras con filtros
específicos, guantes y ropa de laboratorio). La utilización de disoluciones de
seguridad (disoluciones de retención de contaminante) para las corrientes de salida
del sistema cuando las concentraciones son elevadas y el biofiltro no puede
degradarlas completamente (aminas para los VOCs (tolueno, xileno), sulfato férrico
para H2S). Aun con todo se esta por debajo del VLA de cada uno de los
contaminantes obtenido de sus correspondientes fichas internacionales de seguridad
química.
El almacenamiento de las bombonas de gas se realiza, hidrogeno (explosivo) con
helio (inerte) y hexano (inflamable), y tolueno (inflamable) con aire. No es correcta la
mezcla de compuestos explosivos e inflamables por lo que el hexano debería
almacenarse en el armario del tolueno y el aire, así se corregiría el posible riesgo.
Los riesgos tolerables derivados de la colonización de bacterias hacia los empleados
se solventaran con la utilización de mascarillas, guantes y bata de laboratorio que
sirvan de barrera física. Los microorganismos utilizadas no se encuentran en la guía
técnica de agentes biológicos del INSHT con lo cual no están considerados con
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riesgo. Aun así, este material junto con el que este en contacto con las soluciones
bacteriológicas es autoclavado de forma rigurosa con un equipo de reciente compra.
Los riesgos triviales procedentes del material de laboratorio se minimizaran
utilizando guantes, y los riesgos tolerables procedentes de los componentes de la
planta piloto se solventaran cambiando los sistemas de vidrio por sistemas plásticos
capaces de resistir los contaminantes químicos como por ejemplo el teflón, el cual
resiste mejor la presión.
El control de los riesgos tolerables derivados de caídas a mismo nivel se controlarán
reordenando el laboratorio de forma que los caminos queden libres y sin obstáculos.
El ligero escalón de la entrada (2 cm) se puede eliminar haciendo una ligera
rampilla.
Para los riesgos triviales del resto de equipos, compresor, cromatógrafo, y resto de
equipos eléctricos no seria necesario ningún control específico. Aun así, si se
necesitaría una señalización localizada de todos los riesgos de forma que cualquier
persona nueva pueda darse cuenta de forma rápida de los riesgos que conlleva el
trabajo en el laboratorio. También se deberán señalizar los equipos de medida
contra incendios y la salida.
4. PROGRAMA DE SEGUIMIENTO
Sabiendo que de forma anual varia el personal que trabaja en el laboratorio de
biofiltración se deberá volver a realizar un nuevo plan preventivo o su modificación
tanto cada vez que varíe el personal como cada vez que se utilice una sustancia
química nueva para su depuración por biofiltración.
Además se deja en manos de la dirección obligar a los operarios a la utilización de
los equipos de protección individual además de la verificación del buen
funcionamiento de los equipos de protección colectiva, junto con su renovación y
actualización de forma que se busque la eliminación de los riesgos de dicho
laboratorio de biofiltración.
Todas las diferencias que cualquier miembro del grupo de trabajo pueda observar
con respecto a lo establecido en este plan se comunicarán a la dirección para que
mediante reunión con alguno de los delegados de prevención puedan determinarse
las acciones a seguir.
AGRADECIMIENTOS
Los autores quieren agradecer al Ministerio de Ciencia y Tecnología (MCYT
PPQ2002-01088 con la fundación FEDER) y a la Universidad del País Vasco (Beca
predoctoral de la UPV) por el soporte financiero para el proyecto.
BIBLIOGRAFÍA
Fichas internacionales de seguridad química (Hidrógeno (H2): Nº CAS 1333-74-0,
hexano: Nº CAS 110-54-3, Tolueno: Nº CAS 108-88-3, M – Xileno: Nº CAS 108-38-3,
O – Xileno: Nº CAS 95-47-6, P – Xileno: Nº CAS 106-42-3, CS2: Nº CAS 75-15-0,
H2S: Nº CAS: 7783-06-4).
F. Thalasso, C. Kennes. Review. Waste gas biotreatment technology. J. Chem.
Technol. Biotechnol. (72) 1998 pag.303-319.
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Guía técnica para la evaluación y prevención de los riesgos relacionados con la
exposición a agentes biológicos.
Guía técnica para la evaluación y prevención de los riesgos presentes en los lugares
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LEY 31/1995, de 8 de noviembre de prevención de riesgos laborales. BOE nº 269,
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Directiva IPPC (Integrated Pollution Prevention and control). Reference document on
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Y. Cohen. Biofiltration – the treatment of fluids by microorganisms immobilized into
the filter bedding material: a review. Bioresource Technology (77) 2001 pag.257-274.
CORRESPONDENCIA
Escuela Superior de Ingeniería
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