Los valores del LIE y LSE
generalmente se indican en porcentajes de volumen tomados a
aproximadamente 20 ºC y 1 atm. Para cualquier tipo de gas, 1% en volumen
representa 10.000 ppm (partes por millón).
Se puede concluir que los gases o
vapores combustibles sólo queman cuando su porcentaje de volumen está
entre los límites (inferior y superior) de explosión, que es la mezcla
"ideal" para la combustión.
Si se hace un esquema, se tiene:
Límites de explosión de gases o vapores combustibles
| |
0% |
...................... |
LIE |
.................. |
LSE |
............. |
100% |
|
Concentración
(% en volumen) |
MEZCLA POBRE |
MEZCLA IDEAL |
MEZCLA RICA |
| |
no hay
combustión |
puede haber
combustión |
no hay
combustión |
Como se mencionó anteriormente,los valores LIE y LSE varían de un producto a otro, el siguiente cuadro incluye algunos ejemplos:
Ejemplos de LIE y LSE para algunos productos (%)
|
PRODUCTO |
LIE |
LSE |
|
Acetileno |
2,5% |
80% |
|
Benceno |
1,3% |
79% |
|
Etanol |
3,3% |
19% |
Actualmente, existen equipos
capaces de medir el porcentaje de volumen de un gas o vapor combustible en
el aire. Estos instrumentos se conocen como "explosímetros".
Los explosímetros son equipos
compuestos fundamentalmente por sensores, resistores y circuitos
transistorizados. Su principio de funcionamiento se basa en el "Puente de
Wheatstone".
Cuando la mezcla de gas
combustible/aire penetra en el sensor del aparato, entra en contacto con
un resistor calentado y provoca su combustión inmediatamente. El calor
generado en esta quema modifica el valor del resistor y desequilibra el
Puente de Wheatstone. Un circuito electrónico se encarga de mostrar una
deflexión en el puntero de medición proporcional al calor generado por la
quema.
Estos equipos son blindados y,
por lo tanto, a prueba de explosiones, lo que significa que tanto la
combustión que se produce en su interior, como cualquier cortocircuito
eventual en sus partes electrónicas no provocan explosiones, incluso
cuando se excede el LIE del gas.
En las operaciones de emergencia
en donde existen gases o vapores combustibles que exigen el uso del
explosímetro, es importante que el operador tome algunas precauciones
básicas para su uso adecuado, como:
Calibrar el aparato siempre en un área no contaminada por el gas.
Realizar mediciones frecuentes en diversos
puntos de la región afectada y considerar las propiedades del gas y
factores como la localización y dirección del viento, entre
otros.
En lugares donde existen grandes cantidades
de gas combustible, es conveniente calibrar el equipo después de cada
medición para evitar su saturación, la que no siempre puede ser
percibida por el operador.
Además del punto de ignición y
del límite de inflamabilidad, se debe considerar la presencia de posibles
fuentes de ignición.
En la mayoría de las situaciones
de emergencia se encuentran diversos tipos de fuentes que pueden provocar
la ignición de sustancias inflamables. Entre ellas se destacan:
llamas vivas;
superficies calientes;
automóviles;
cigarrillos;
chispas por fricción;
electricidad estática.
Se debe dar atención especial a
la electricidad estática ya que es una fuente de ignición de difícil
percepción. En realidad, se trata de la acumulación de cargas
electrostáticas que, por ejemplo, adquiere un camión-tanque durante el
transporte.
Si por algún motivo el producto
inflamable que se está transportando (líquido o gas), se debe transferir a
otro vehículo o recipiente, será necesario que éstos estén interconectados
a fin de evitar una diferencia de potencial, lo que podría generar una
chispa eléctrica y presentar una situación de alto potencial de riesgo.
Cabe recordar que, al igual que
los equipos de medición, todos los demás, como linternas y bombas, deben
ser muy seguros.
Por cuestiones de seguridad,
muchas veces no es recomendable la contención de un producto inflamable
cerca del lugar de la fuga a fin de evitar altas concentraciones de
vapores en lugares con mucho tránsito de personas o
equipos.
Clase 4 – Sólidos
Inflamables
Estos sólidos incluyen todas las
sustancias que se pueden inflamar en presencia de una fuente de ignición,
en contacto con el aire o con el agua y que no están clasificadas como
explosivos.
Según el estado físico de los
productos de esta clase, el área afectada por un accidente generalmente es
bastante restringida, ya que la movilidad en el medio es muy pequeña
comparada con la de los gases o líquidos, lo que facilita las operaciones
de control de la emergencia.
Son sólidos inflamables cuando
están expuestos al calor, choque, fricción o llamas vivas. La facilidad de
combustión será mayor mientras más "finamente" esté dividido el
material.
Los conceptos del punto de
ignición y límites de inflamabilidad presentados en el capítulo anterior,
también son aplicables a los productos de esta clase. Como ejemplos de
estos productos podemos citar el nitrato de urea y el azufre.
Existen también los productos
sólidos que se pueden inflamar en contacto con el aire, incluso sin la
presencia de una fuente de ignición. Debido a esta característica, la
mayoría de estos productos son transportados en recipientes con atmósferas
inertes o sumergidos en kerosene o agua.
Cuando se produce un accidente
con estos productos, la pérdida de la fase líquida podría propiciar el
contacto de los mismos con el aire, por lo que se deberá detener la fuga
inmediatamente.
Otra medida que se puede adoptar
en caso de accidente es arrojar agua sobre el producto para mantenerlo
constantemente húmedo, siempre y cuando éste sea compatible con el agua
para evitar su ignición espontánea.
El fósforo blanco o amarillo y el
sulfuro de sodio son ejemplos de productos que combustionan
espontáneamente en contacto con el aire.
Otras sustancias sólidas pueden,
al interactuar con el agua, inflamarse espontáneamente o producir gases
inflamables en cantidades peligrosas.
El sodio metálico, por ejemplo,
reacciona de manera enérgica en contacto con el agua y libera el gas
hidrógeno que es altamente inflamable. Otro ejemplo es el carburo de
calcio que al interactuar con el agua libera acetileno.
Por lo general, los productos de
esta clase, y principalmente los de las subclases 4.2 y 4.3, liberan gases
tóxicos o irritantes cuando entran en combustión.
Según lo expuesto y, en relación
con la naturaleza de los eventos, las medidas preventivas son muy
importantes ya que las reacciones que estos productos provocan, se
producen de manera rápida y prácticamente incontrolable.
Clase 5 – Oxidantes y Peróxidos Orgánicos
Un oxidante es un material que
libera oxígeno rápidamente para soportar la combustión de los materiales
orgánicos. Otra definición semejante afirma que el oxidante es un material
que genera oxígeno a temperatura ambiente o con un ligero
calentamiento.
Como se puede observar, ambas
definiciones coinciden en que el oxígeno siempre es liberado por un agente
oxidante.
Debido a la facilidad de
liberación del oxígeno, estas sustancias son relativamente inestables y
reaccionan químicamente con una gran variedad de productos.
A pesar de que la gran mayoría de
las sustancias oxidantes no son inflamables, el simple contacto de éstas
con productos combustibles puede generar un incendio, incluso sin la
presencia de fuentes de ignición.
Otro aspecto que se debe
considerar es la gran reactividad de los oxidantes con compuestos
orgánicos. Por lo general, estas reacciones son enérgicas y liberan
grandes cantidades de calor que pueden conllevar al fuego o explosión. Los
oxidantes, inclusive en fracciones pequeñas, pueden causar la ignición de
algunos materiales como el azufre, la terebintina, el carbón vegetal,
etc.
Cuando la concentración de
oxígeno se incrementa, también aumenta no sólo la tasa de combustión de un
producto, sino que disminuye la cantidad necesaria para la quema o LIE,
límite inferior de explosión, lo que puede dar lugar a la ignición
espontánea del producto.
Cuando se calientan algunos
productos de esa subclase, como por ejemplo los nitratos y percloratos,
entre otros, liberan gases tóxicos que se disuelven en la mucosa del
tracto respiratorio y producen líquidos corrosivos.
Como ejemplo de producto
oxidante, se puede citar el peróxido de hidrógeno, comercialmente conocido
como agua oxigenada. Este producto es un poderoso agente oxidante y, en
altas concentraciones, reacciona con la mayoría de los metales, como el
Cu, Co, Mg, Fe, Pb entre otros, lo que causará su descomposición con
riesgo de incendio/explosión.
Aun sin la presencia de una
fuente de ignición, las soluciones de peróxido de hidrógeno - en
concentraciones mayores a 50% de peso (200 volúmenes) y en contacto con
materiales combustibles - pueden causar la ignición de estos
productos.
Los peróxidos orgánicos son
agentes de alto poder oxidante, dado que la mayoría son irritantes para
los ojos, piel, mucosas y garganta.
Los productos de esa subclase
presentan una estructura – O – O – y se pueden considerar derivados del
peróxido de hidrógeno (H2 O2), donde uno o ambos
átomos de hidrógeno fueron sustituidos por radicales orgánicos.
De esta manera, los peróxidos
orgánicos, al igual que los oxidantes, son térmicamente inestables y
pueden sufrir una descomposición exotérmica y auto-acelerable y crear un
riesgo de explosión. Estos productos también son sensibles al choque y
fricción.
En los Estados Unidos, antes de
aceptar un peróxido orgánico para la carga (en camión o en tren), el DOT –
Departamento de Transporte, exige una serie de pruebas de sensibilidad, es
decir, de punto de ignición, tasa de quema, descomposición térmica, prueba
de impacto, entre otros. El DOT autoriza su carga únicamente después de
estas pruebas y de la dilución del producto.
Si algunos productos están
expuestos al hidrógeno o a oxidantes durante el almacenamiento, podrán
formar peróxidos y habrá más probabilidad de ello si están en estado
líquido.
Debido al riesgo de formación de
peróxidos, para algunos compuestos se sugiere un periodo máximo de
almacenamiento de tres meses, como por ejemplo, éter isopropílico, divinil
acetileno, cloruro de vinilideno, potasio metálico y amida de sodio, entre
otros.
Para otros productos se sugiere
un periodo máximo de almacenamiento de 12 meses, como por ejemplo: éter
etílico, tetrahidrofurano, dioxano, acetal, metilisobutilcetona, éter
dimetílico de etilenglicol, éteres vinílicos, diciclopentadieno,
metilacetileno, cumeno, tetrahidronaftaleno, ciclohexeno,
metilciclopentano.
Otros compuestos corren el riesgo
de formar peróxidos en caso de polimerización. El periodo de
almacenamiento máximo sugerido para estos productos es de 12 meses. Entre
éstos figuran el estireno, butadieno, tetrafluoretileno, vinil acetileno,
acetato de vinilo, cloruro de vinilo, vinilpiridina y
clorobutadieno.
Por consiguiente, cuando algunos
productos están almacenados en estado líquido, su potencial para la
formación de peróxidos aumenta, principalmente el butadieno,
clorobutadieno y tetrafluoretileno, por lo que para estos casos se puede
considerar un periodo máximo de almacenamiento de tres meses.
En caso de sospecha de formación
de peróxido, se deberán adoptar los siguientes procedimientos
básicos:
Aísle el área.
Inspeccione visualmente los recipientes.
No intente moverlos.
Verifique si hay corrosión, moho u ondulaciones en el embalaje o en la tapa. De ser así, es un indicador de la existencia de peróxidos.
Verifique si hay formación de cristales blancos o polvo.
Si el sello de la tapa está roto, considere el material potencialmente explosivo.
Si hay sospecha de formación de peróxidos, no abra el embalaje, devuélvalo al fabricante.
Si tuviera que abrir el embalaje, gire la tapa lentamente en el sentido contrario a las agujas del reloj para tratar de minimizar la fricción.
Si hay resistencia al tratar de abrir la tapa, deténgase. Es un indicador de que el material es explosivo.
El cuadro 5 muestra la distancia
y los daños provocados por peróxidos, según el volumen
existente.
Daños provocados por explosiones de peróxidos
|
VOLUMEN
(Litro)
|
DISTANCIA PARA
DAÑOS (M)
|
|
Algunas
ventanas
rotas
|
La mayoría de
las ventanas rotas
|
Estructuras
seriamente
dañadas
|
Daños
letales
para el hombre
|
|
0,5
|
75
|
11
|
5
|
3
|
|
1
|
96
|
14
|
6
|
4
|
|
3,6
|
150
|
21
|
9
|
6
|
|
18
|
250
|
37
|
15
|
10
|
|
200
|
-
|
82
|
33
|
21
|
|
1.800
|
-
|
175
|
71
|
45
|
|
9.900
|
-
|
300
|
120
|
76
|
Cuando sea necesario contener o
absorber productos oxidantes o peróxidos orgánicos, se deberá considerar
que la mayoría de éstos podrá interactuar con la materia orgánica y que,
por lo tanto, en las acciones de contención/absorción no se podrá usar
tierra, aserrín ni otro material incompatible. En esos casos se recomienda
usar materiales inertes y humedecidos, por ejemplo, arena.
Muchos de los productos
clasificados aquí necesitan equipos "específicos"
para las operaciones de transbordo. Esto se debe a la alta
inestabilidad química de ciertas sustancias de esa clase.
Uno de los métodos más utilizados
y eficientes para la reducción de los riesgos que presentan los productos
de la clase 5 es la dilución en agua, siempre y cuando el producto sea
compatible con ésta. La finalidad de la dilución es reducir el poder
oxidante y su inestabilidad. Por lo tanto, debido a la solubilidad de
algunos de estos productos, el agua de dilución se deberá almacenar para
evitar la contaminación.
En caso de fuego, el agua es el
agente más eficiente de extinción ya que aparta el calor del material en
cuestión.
La espuma y el CO2 no
serán eficaces porque actúan con base en el principio de la exclusión del
oxígeno atmosférico y esto no es necesario en un incendio causado por
sustancias oxidantes.
Clase 6 – Sustancias Tóxicas
Son sustancias que al ser
ingeridas, inhaladas o entrar en contacto con la piel, incluso en pequeñas
cantidades, pueden provocar la muerte o daños a la salud humana.
Las vías por las que los
productos químicos pueden entrar en contacto con el organismo son
tres:
inhalación;
absorción cutánea;
ingestión.
La inhalación es la vía de
entrada más rápida. La gran superficie de los alvéolos pulmonares, que
representan de 80 a 90 m2 en un hombre adulto, facilita la
absorción de gases y vapores, que pueden pasar a la corriente sanguínea y
ser distribuidos a otras regiones del organismo.
En relación con la absorción
cutánea, las sustancias tóxicas pueden actuar de dos formas. Primero, como
tóxico localizado, cuando el producto que entra en contacto con la piel
actúa en su superficie y causa una irritación primaria y localizada.
Segundo, como tóxico generalizado, cuando la sustancia tóxica actúa con
las proteínas de la piel o incluso penetra a través de ella, llega a la
sangre y se dispersa por el organismo, con el riesgo de llegar a varios
órganos.
Si bien la piel y la grasa actúan
como una barrera protectora del cuerpo, algunas sustancias como el ácido
cianhídrico, el mercurio y algunos plaguicidas tienen la capacidad de
penetrar a través de la piel.
En cuanto a la ingestión, ésta se
considera una vía secundaria de ingreso ya que el hecho sólo ocurrirá
accidentalmente.
Los efectos generados por el
contacto con sustancias tóxicas están relacionados con su grado de
toxicidad y el tiempo de exposición o dosis.
Debido al alto riesgo que
implican los productos de esta clase, durante las operaciones de atención
de emergencias se requiere equipos de protección respiratoria.
Entre estos equipos están las
máscaras faciales con filtros químicos y el equipo autónomo de respiración
de aire comprimido.
Es necesario tener siempre
presente que los filtros químicos sólo retienen los contaminantes
atmosféricos sin proveer oxígeno y que, según las concentraciones, se
pueden saturar rápidamente. Antes de elegir el tipo adecuado de filtro, se
debe identificar el producto presente en la atmósfera.
El equipo autónomo de respiración
de aire comprimido se deberá utilizar en ambientes confinados, cuando el
producto empleado no se encuentre en la atmósfera en altas
concentraciones.
Por lo general, la existencia de
un producto en un ambiente se asocia con la presencia de un olor. Sin
embargo, como se mencionó anteriormente, no siempre sucede esto. Algunas
sustancias son inodoras, mientras que otras tienen la capacidad de inhibir
el sentido olfativo y conllevar al individuo a situaciones de
riesgo.
El gas sulfhídrico, por ejemplo,
presenta un olor característico en bajas concentraciones, pero en altas
concentraciones puede inhibir la capacidad olfativa.
De esta manera, es fundamental
que en las operaciones de emergencia por productos de esta naturaleza, se
realicen monitoreos constantes de la concentración de los productos en la
atmósfera.
Los resultados obtenidos en estos
monitoreos se podrán comparar con valores de referencia conocidos, como el
LT –límite de tolerancia–, que es la concentración a la que un trabajador
se puede exponer durante ocho horas diarias o 48 horas semanales sin
sufrir efectos adversos para su salud, y el IDLH: valor inmediatamente
peligroso para la vida al que una persona se puede exponer durante 30
minutos sin daños para su salud.
En vista del alto grado de
toxicidad de los productos de la clase 6, es necesario recordar que la
operación de contención de éstos es muy importante ya que normalmente son
muy tóxicos para la vida acuática y representan un alto potencial de
riesgo de contaminación en los cuerpos de agua. Por consiguiente, se debe
prestar atención especial a los cuerpos de agua usados para la recreación,
irrigación, alimentación de animales y abastecimiento
público.
Clase 7 - Sustancias Radiactivas (no son
tratadas en este documento)
Clase 8 – Corrosivos
Son sustancias que presentan una
severa tasa de corrosión al acero. Evidentemente, estos materiales también
son capaces de provocar daños a los tejidos humanos. Básicamente, existen
dos grupos principales con esas propiedades y se conocen como ácidos y
bases.
Los ácidos son sustancias que, en
contacto con el agua, liberan iones H+ y provocan alteraciones
de pH en el intervalo de 0 (cero) a 7 (siete). Las bases son sustancias
que, en contacto con el agua, liberan iones OH- y provocan
alteraciones de pH en el intervalo de 7 (siete) a 14 (catorce).
Algunos ejemplos de este tipo de
productos son el ácido sulfúrico, ácido clorhídrico, ácido nítrico,
hidróxido de sodio e hidróxido de potasio, entre otros.
Muchos de los productos
pertenecientes a esta clase reaccionan con la mayoría de los metales y
como generan hidrógeno (gas inflamable), dan lugar a un riesgo
adicional.
Algunos productos presentan como
riesgo secundario un alto poder oxidante, mientras que otros pueden
reaccionar enérgicamente con el agua o con otros materiales, por ejemplo,
los compuestos orgánicos. El contacto de esos productos con la piel y ojos
puede causar severas quemaduras, por lo que se deben emplear equipos de
protección individual compatibles con tal producto. Para la manipulación
de corrosivos, generalmente se recomienda usar ropas de PVC.
El monitoreo ambiental durante
las operaciones con estos materiales se puede realizar a través de
diversos parámetros, según el producto usado, entre los cuales cabe
destacar las mediciones de pH y la conductividad.
En los accidentes con ácidos o
bases que llegan a cuerpos de agua, se podrá producir una mayor o menor
variación del pH natural, según diversos factores, como por ejemplo la
concentración y cantidad del producto vertido, además de las
características del cuerpo de agua afectado.
Uno de los métodos que se puede
aplicar para reducir los riesgos es la neutralización del producto
derramado. Esta técnica consiste en agregar un producto químico, de manera
que se logre un pH próximo al natural.
Para la neutralización de
sustancias ácidas generalmente se emplea el carbonato sódico y la cal
hidratada, ambas con característica alcalina. El uso de cal viva no es
recomendable debido a que su reacción con los ácidos es extremadamente
enérgica.
Antes de llevar a cabo la
neutralización, se deberá recolectar la mayor cantidad posible del
producto derramado a fin de evitar el consumo excesivo del producto
neutralizante y la generación de una gran cantidad de residuos.
Se deberá realizar la remoción
total y disposición adecuada de los residuos provenientes de la
neutralización.
Al final de este capítulo se
presenta el cuadro 6 sobre neutralización de productos químicos, donde se
relaciona la cantidad de agentes neutralizantes necesarios para los
productos más comunes de esta clase.
Como se mencionó anteriormente,
la neutralización es sólo una de las posibles técnicas para reducir los
riesgos en los accidentes con sustancias corrosivas. También se deberán
considerar otras técnicas como la absorción, remoción y dilución, según el
caso.
Para elegir el método más
adecuado se deben considerar los aspectos de seguridad y protección
ambiental.
Si se opta por la neutralización
del producto, se debe considerar que ésta consiste básicamente en la
disposición de otro producto químico en el ambiente contaminado y que, por
lo tanto, podrá haber reacciones químicas paralelas a la necesaria para la
neutralización.
También se debe evaluar la
característica del cuerpo de agua, que algunas veces conlleva a su
monitoreo a fin de lograr una dilución natural del producto. Estos casos
normalmente se producen en aguas corrientes en las que el control de la
situación es más difícil debido a la movilidad del producto en el
medio.
Cuando hay descontrol durante la
neutralización, podrá haber una inversión brusca en la escala del pH, lo
que producirá efectos mucho más dañinos para los ecosistemas que
resistieron a la primera variación del pH. Por lo general, en los cuerpos
de agua donde hay vida, no es recomendable la disposición de productos
químicos sin la supervisión de especialistas.
Durante las reacciones de
neutralización, mientras más concentrado esté el producto derramado, mayor
será la liberación de energía en forma de calor, además de la posibilidad
de que el agua salpique, por lo que se debe reforzar la necesidad del uso
de ropas adecuadas de protección.
La técnica de dilución solamente
se deberá usar cuando la contención del producto derramado sea imposible y
si tiene un volumen bastante reducido debido a que el volumen de agua
necesario para obtener concentraciones seguras con este método siempre
será muy grande, en el orden de 1.000 a 10.000 veces el volumen del
producto vertido.
Cabe resaltar que si el volumen
de agua agregado al producto no es suficiente para diluirlo en niveles
seguros, la situación se agravará debido al aumento del volumen de la
mezcla.
Como se ha podido observar en lo
expuesto anteriormente, la absorción y la recolección son las técnicas más
recomendadas comparadas con la neutralización y la dilución.
Con el cuadro 6, use una cantidad
K.Q del neutralizante elegido para neutralizar una cantidad Q de un
producto.
Ejemplo: para neutralizar 1.000
kg de ácido sulfúrico 98%, use 1.000 x 1,60 = 1.600 kg de soda
50%.
Neutralización de productos químicos
|
NEUTRALIZANTE
(FACTOR
K)
|
HCl
30%
|
HCl
33%
|
HCl
36%
|
H2SO4
70%
|
H2SO4
98%
|
Cal hidratada
100%
Ca (OH)2
|
Carbonato
de sodio
(soda ASH)
|
NaOH
50%
|
NaOH
98%
|
Sulfito
de sodio 100% Na2SO3
|
|
PRODUCTO
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
| Ácido
clorhídrico 30% |
N
|
N
|
N
|
N
|
N
|
0,31
|
0,44
|
0,66
|
0,33
|
N
|
| Ácido
clorhídrico 33% |
N
|
N
|
N
|
N
|
N
|
0,36
|
0,50
|
0,73
|
0,36
|
N
|
| Ácido
clorhídrico 36% |
N
|
N
|
N
|
N
|
N
|
0,40
|
0,55
|
0,80
|
0,40
|
N
|
| Ácido
nítrico 98% |
N
|
N
|
N
|
N
|
N
|
0,60
|
0,80
|
1,25
|
0,65
|
N
|
| Ácido
sulfúrico 70% |
N
|
N
|
N
|
N
|
N
|
0,42
|
0,76
|
1,44
|
0,57
|
N
|
| Ácido
sulfúrico 98% |
N
|
N
|
N
|
N
|
N
|
0,80
|
1,10
|
1,60
|
0,80
|
N
|
| Cloro
100% |
N
|
N
|
N
|
N
|
N
|
1,10
|
1,50
|
1,80
|
0,90
|
N
|
| Hipoclorito
de sodio 12% |
N
|
N
|
N
|
N
|
N
|
N
|
N
|
N
|
N
|
0,28
|
| Soda
cáustica 50% |
1,51
|
1,39
|
1,27
|
0,89
|
0,63
|
N
|
N
|
N
|
N
|
N
|
| Soda
cáustica 98% |
3,03
|
2,77
|
2,50
|
1,75
|
1,25
|
N
|
N
|
N
|
N
|
N
|
Clase 9 – Sustancias Peligrosas
diversas
Esta clase agrupa a los productos
que presentan riesgos diferentes de las demás clases.