Gases de la Combustión

8/9/2019 Gases de la Combustin

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INSTITUTO SUPERIOR FEDERICO GROTE

Tcnico Superior en Higiene ySeguridad en el Trabajo"

Prevencin y Control de Incendios I

MODULO 19 GASES TXICOS EN LOS INCENDIOS


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Carrera: Tcnico Superior en Higiene y Seguridad en el Trabajo

Materia: Prevencin y Control de Incendios I

GASES TXICOS EN LOS INCENDIOS (Ed. 2.001) Autor: Ing. Nstor BOTTA

Mdulo 19 - Pag. Nro.2/22

INDICE

1) GASES DE LA COMBUSTIN1.1) Monxido de Carbono1.2) Cianuro de Hidrgeno1.3) Anhdrido Carbnico1.4) Acrolena1.5) Oxgeno Insuficiente1.6) Acido Clorhdrico1.7) Oxidos de nitrgeno1.8) Cloruro de Hidrgeno1.9) Atmsferas Txicas no Asociadas con Incendios1.10) Mezclas de gases procedentes del incendio1.11) Ensayos de toxicidad de productos de la combustin2) EVALUACIN DEL RIESGO DE TOXICIDAD2) CALOR3) HUMO VISIBLE4) DESARROLLO DE LOS RIESGOS DE TOXICIDAD


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Toda persona debe recordar que un incendio significa exponerse a una combinacin de agentesirritantes y txicos que no pueden ser identificados previamente con exactitud. De hecho, lacombinacin puede tener un efecto sinergtico en el cual el efecto combinado de dos a ms sustanciases ms txico o ms irritante que lo que sera el efecto total si cada uno fuera inhalado separadamente.

Los gases txicos inhalados pueden tener diversos efectos nocivos en el cuerpo humano. Algunosde los gases afectan directamente el tejido pulmonar y deterioran su funcin. Otros gases no tienendirectamente un efecto nocivo en los pulmones pero pasan hacia la corriente sangunea y otras partesdel cuerpo y daan la capacidad de los glbulos rojos de transportar el oxgeno.

En particular los gases txicos producidos en un incendio varan de acuerdo a cuatro factores:

Naturaleza del combustible Cantidad de calor liberado Temperatura de los gases generados Concentracin de oxgeno

Este mdulo trata de los gases de la combustin, el calor, el humo visible y los riesgos txicos.La exposicin a los productos de la combustin presenta mltiples riesgos para las personas.

Entre los ms importantes se encuentran los efectos del calor, visin limitada por la opacidad del humoo la irritacin de los ojos, narcosis debida a la inhalacin de asfixiantes e irritacin de las vasrespiratorias.

Estos efectos, a menudo simultneos en un incendio, originan incapacidad fsica, prdida decoordinacin motriz, visin reducida, desorientacin, falta de juicio y pnico. El consiguiente retraso oimposibilidad de escapar, provoca lesiones o muertes debidas a la inhalacin de gases txicos y a lasquemaduras sufridas. Los supervivientes de un incendio pueden sufrir posteriores complicacionespulmonares y lesiones originadas por quemaduras que les produzcan la muerte.

La valoracin de los efectos generales fisiolgicos y de comportamiento del ser humano

expuesto al fuego y a los productos de la combustin, es una tarea extraordinariamente difcil ycompleja. En dicha valoracin es fundamental el concepto de "dosis". Las respuestas fisiolgicas estnrelacionadas generalmente con la dosificacin, es decir, que la magnitud del efecto aumenta cuandoaumenta la dosis o carga acumulada en el cuerpo de un agente fisiolgicamente activo. Como no se puedemedir directamente la dosis real de productos txicos que se inhalan con el humo, se hace la hiptesisde que la dosis es funcin de la concentracin de humo (o agente txico) y el tiempo de exposicin. Estadosis es en realidad la expresin de la cantidad a la que est expuesto el sujeto. El trmino "dosis deexposicin" es probablemente ms exacto y se ha convertido en el trmino utilizado en la toxicologa dela combustin.

Las concentraciones de los agentes txicos gaseosos ms corrientes en un incendio, como elmonxido de carbono (C0) y el cianuro de hidrgeno (HCN), se expresan normalmente en partes por

milln (ppm) en volumen. Por tanto, la dosis de exposicin se puede definir como el producto de laconcentracin por el tiempo, o sea, ppm/min. En el caso de una concentracin variable de agentestxicos gaseosos, la dosis de exposicin es en realidad la integral de la zona limitada por una curva deconcentracin en funcin del tiempo.

Tambin se puede hablar de dosis de exposicin con relacin al humo. Como la concentracin dehumo no se puede cuantificar, se hace la aproximacin de que esa concentracin es proporcional a laprdida de masa durante un incendio. La integral de la zona limitada por una curva de prdida de masapor unidad de volumen en funcin del tiempo, resultara as una medida de la dosis de exposicin al humo,expresada en mg-min/L, lb-min/pie3, etc. La dosis de exposicin al humo en un momento dado se puede


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calcular a partir de los datos obtenidos en el laboratorio, con aparatos especiales e instrumentos quemiden cantidades producidas en incendios de ensayo; de datos procedentes de modelos matemticos eincluso de los estimados en incendios reales. En este ltimo caso, los modelos de circulacin del humo ylos clculos de concentraciones pueden permitir la estimacin de las dosis de exposicin al humo, incluso

en zonas alejadas del incendio. Un concepto importante es suponer que las "dosis de exposicin txicas"se pueden visualizar como entidades cuantificables que se generan en un incendio y son transportadas yadministradas a las personas expuestas.

En general, hay varios factores esenciales para el conocimiento completo de los efectos quetienen los productos de la combustin sobre la seguridad de las personas.

Evaluacin de exposicin intensa

La mayora de los datos toxicolgicos relevantes para las personas se emplean para evaluarexposiciones de larga duracin. En general, dichos datos no son vlidos para evaluar los penetrantesefectos que pueden producirse en una exposicin de corta duracin hasta las concentraciones

relativamente elevadas de productos de la combustin que pueden presentarse en un incendio.

Obtencin de datos toxicolgicos

La determinacin de dichos datos, mediante experimentaciones en condiciones controladas delaboratorio, normalmente no pueden obtenerse con personas dada la peligrosidad de los ensayos. Porello, generalmente se emplean roedores y, en algunos casos, simios.

Extrapolacin

Siempre que se definan las diferencias cualitativas y cuantitativas de los efectos toxicolgicos

entre los animales de laboratorio y las personas, pueden realizarse extrapolaciones razonablementefiables. Consiguientemente, la valoracin de la exposicin de las personas a los productos de lacombustin, genera con frecuencia especulaciones y diversidad de opiniones, incluso entre los expertos.

1) GASES DE LA COMBUSTIN

El humo se compone de partculas lquidas y slidas en suspensin y gases, que se emiten cuandoun material sufre pirolisis o combustin. Los efectos causados por los gases se han estudiado en mayorprofundidad que los debidos a la inhalacin de partculas y aerosoles.

Los gases txicos se suelen dividir en tres tipos: asfixiantes, que producen narcosis; irritantes,que generan complicaciones sensoriales y pulmonares y otros gases que exhiben caractersticas txicas

inusuales.En terminologa farmacolgica, un "narctico" es una droga que produce inconsciencia (narcosis)

con ausencia de dolor. En toxicologa de la combustin el trmino se refiere a compuestos asfixiantesque afectan al sistema nervioso central, provocando la prdida del conocimiento y finalmente la muerte.La gravedad de los efectos depende de la dosis recibida; es decir, de la concentracin y tiempo deexposicin; al aumentar la dosis aumenta la severidad. Aunque en la combustin se generan muchosasfixiantes, slo se han medido en suficiente concentracin, para causar efectos txicos agudos, elmonxido de carbono (C0) y el cianhdrico (HCN).


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Los efectos irritantes se clasifican en dos tipos: (1) irritacin sensorial (ojos, vas respiratorias,etc.), y (2) irritacin pulmonar. La mayora de los irritantes producen sntomas de ambos tipos.

La irritacin de los ojos es un efecto inmediato que slodepende de la concentracin y a vecesse subestima el perjuicio que supone para escapar. Las terminaciones nerviosas de la crnea se

estimulan causando dolor, movimiento reflejo de las pestaas y lgrimas. La irritacin agudatambinpuede provocar daos en los ojos. Cerrandolos ojos se alivian los efectos, pero se dificulta la huida.

Las significativas diferencias que existen en fisiologa respiratoria entre los roedoresexperimentales y las personas dificultan la comprensin del mecanismo por el cual los irritantes afectanal sistema respiratorio. La experimentacin con simios ha facilitado la extrapolacin de los efectossobre roedores a los esperados en seres humanos.

Los irritantes en suspensin en el aire penetran en las vas respiratorias superiores, estimulandolos receptores nerviosos y causando sensacin de ardor en la nariz, boca y garganta junto con secrecinde mucosidad. Los efectos sensoriales estn fundamentalmente relacionados con la concentracin deirritante y normalmente, cuando aumenta el tiempo de exposicin no se agravan.

En los primates, despus de los sntomas iniciales de irritacin sensorial, los gases inhalados

alcanzan rpidamente los pulmones. La irritacin pulmonar se manifiesta en tos, broncoconstriccin yresistencia al flujo pulmonar. La exposicin a altas concentraciones, usualmente entre 6 y 48 horas,provoca inflamacin y daos cutneos, edema pulmonar y finalmente la muerte. La propensin a lainfeccin por bacterias aumenta con las exposiciones a irritantes pulmonares. Al contrario que con lairritacin sensorial, los efectos dependen de la concentracin del irritante y la duracin de laexposicin.

1.1) Monxido de Carbono

La gran mayora de las muertes por incendios ocurren a causa del monxido de carbono (CO) msque por cualquier otro producto txico de combustin. Este gas incoloro e inodoro est presente en

cada incendio, y mientras ms deficiente es la ventilacin y ms incompleta es la combustin ms grandees la cantidad de monxido de carbono formado. Un mtodo emprico de determinacin, aunque sujeto amucha variacin, es que mientras ms oscuro es el humo ms alto son los niveles de monxido de carbonopresentes. El humo negro tiene un alto contenido de partculas de carbono y monxido de carbono acausa de la combustin incompleta.

Aunque el monxido de carbono (C0) no es el ms txico de los gases desprendidos en unincendio, s es uno de los ms abundantes y constituye la mayor amenaza en la mayora de los fuegos. Encondiciones de combustin controlada, el carbono de la mayora de los compuestos orgnicos puedeoxidarse totalmente si se suministra oxgeno suficiente. En las condiciones incontroladas de un fuegoaccidental, la disponibilidad de oxgeno no es siempre ptima y parte del carbono se transforma enmonxido por combustin incompleta. En un fuego confinado de rescoldos, la relacin de monxido de

carbono (C0) respecto al anhdrido carbnico (C02) es mayor que un fuego con llamas y bien ventilado.La toxicidad del CO se debe fundamentalmente a su afinidad con la hemoglobina de la sangre. La

hemoglobina de la sangre se combina con el oxgeno y lo lleva a una combinacin qumica denominadaoxihemoglobina. Las caractersticas ms significativas del monxido de carbono son que el mismo secombina tan fcilmente con la hemoglobina de la sangre que el oxgeno disponible es excluida. Lacombinacin de la oxihemoglobina se convierte en una combinacin ms fuerte llamadacarboxihemoglobina (COHb). En efecto, el monxido de carbono se combina con la hemoglobinaalrededor de 200 veces ms fcilmente que al oxgeno. El monxido de carbono acta sobre el cuerpo,pero desplaza el oxgeno de la sangre y conduce a una eventual hipoxia del cerebro y tejidos, seguida


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por la muerte si el proceso no es invertido. El contenido de CO en la sangre es fcil de medir y seexpresa como porcentaje de saturacin de carboxihemoglobina (COHb). Incluso la transformacinparcial de hemoglobina a COHb disminuye el suministro de oxgeno a los tejidos del cuerpo (hipoxia).

No existe una saturacin mnima en la sangre de COHb, por debajo de la cual pueda asegurarse

que una vctima falleci por otras causas. Los niveles de saturacin de COHb asociados con laincapacitacin y muerte varan enormemente segn las personas y depende de muchos factores. Enpersonas con deficiencias funcionales, incluso niveles muy bajos pueden ser peligrosos. Los nios,ancianos, invlidas, personas bajo los efectos del alcohol, drogas o medicamentos y enfermos cardiacos,son particularmente susceptibles. Los resultados de un estudio muestran que las personas por debajo de9 aos y por encima de los 60, representan el 66% de las vctimas mortales en incendios.

De los estudios realizados con ratas y simios y de los datos obtenidos en exposiciones depersonas, se infiere que saturaciones de COHb superiores al 30% son peligrosas para cualquier persona.Saturaciones por encima del 50% resultan letales para la mayora de los individuos. Los anlisisrealizados en vctimas causadas por calentadores de gas muestran una concentracin meda del 49,5%con una desviacin tpica del 14,0%. Algunas vctimas murieron a niveles del 35% y otras sobrevivieron

con saturaciones del 64%.Puede utilizarse una regla aproximada para definir las concentraciones de CO necesarias para

alcanzar niveles peligrosos de COHb. Cualquier exposicin en la que el producto de la concentracin(ppm) por el tiempo (minutos) exceda un valor de 35.000 ppm resulta peligrosa. Por tanto, unaexposicin de 10 minutos a una concentracin de 3.500 ppm de CO sera peligrosa y posiblementeincapacitara a mucha gente. Esta regla debe aplicarse con precaucin a altas concentraciones, puestoque, a medida que stas aumentan, las dosis toleradas son menores. No obstante, para la gama deconcentraciones de CO normalmente generada en incendio, su aplicacin es aceptable.

Numerosas investigaciones realizadas sobre vctimas mortales por exposicin a atmsferastxicas, demuestran que el CO era el componente principal. Aproximadamente en la mitad de los casosestudiados, los niveles de COHb en la sangre eran letales. En otro 30% de las vctimas, se determin

como causa de la muerte la combinacin de CO con enfermedades cardiacas y/o intoxicacin etlica. Lainformacin indica que en los fallecimientos registrados en incendios, donde el alcohol fue una de lascausas, el 88% de las vctimas tenan suficiente alcohol en la sangre como para ser clasificadoslegalmente como intoxicados.

Las concentraciones de monxido de carbono en el aire, superiores a 0,05%, pueden serpeligrosas. Cuando el nivel es mayor que el 1% no hay aviso sensorial a tiempo que permita escapar. Aniveles ms bajos hay dolor de cabeza y vrtigo antes de la inhabilitacin, de modo que es posible unaviso.

Los grandes consumidores de oxgeno como el corazn y el cerebro se lesionan con prontitud. Lacombinacin del monxido de carbono con la sangre ser mayor cuando la concentracin en el aire seamayor. La condicin fsica general de un individuo, edad, grado de actividad fsica y tiempo de

exposicin, afectan el nivel de carboxihemoglobina en la sangre.Una persona previamente expuesta a un alto nivel de monxido de carbono puede reaccionar ms

tarde en una atmsfera ms segura, A una persona as expuesta no se le debe permitir usar equipos deproteccin respiratoria o efectuar actividades de control de incendios hasta que el peligro de lareaccin txica haya pasado.

An con proteccin una condicin txica podra significar la prdida del conocimiento.La combinacin estable del monxido de carbono con la sangre es eliminada slo lentamente por

la respiracin normal. La aplicacin de oxgeno puro es el elemento ms importante dentro de la atencinen primeros auxilios. Despus de la convalecencia como consecuencia de una exposicin severa, en


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cualquier ocasin pueden aparecer ciertas seales de lesin del cerebro o nervios, dentro de un lapso deaproximadamente tres semanas. De nuevo, sta es una razn del por qu un bombero agotado, quien porlo dems se recupera rpidamente, no se le debe permitir que reingrese a una atmsfera humeante.

Efectos potenciales de la exposicin al monxido de carbono (CO)PPM TIEMPO EFECTOS Y SNTOMAS35 8 hs. Nivel permisible de exposicin

200 3 hs. Dolor de cabeza y leve malestar400 2 hs. Dolor de cabeza y malestar600 1 hs. Dolor de cabeza y malestar confusin,

1.000/2.000 2 hs. Dolor de cabeza y nauseas1.000/2.000 1/2 - 1 hs. Tendencia a la incoordinacin de movimientos1.000/2.000 30 min. Moderada palpitacin del corazn y somnolencia2.000/2.500 30 min. Inconsciencia

4.000 Menos de 1 Min. MuerteEstos valores son aproximados y varan de acuerdo al estado de salud y actividad fsica del trabajador.

1.2) Cianuro de Hidrgeno

El cianuro de hidrgeno (HCN) interfiere con la respiracin a nivel celular y de los tejidos. Elintercambio adecuado de oxgeno y bixido de carbono se ve limitado, as que el cianuro de hidrgeno esclasificado como asfixiante qumico. El gas inhibe las enzimas por medio de las cuales los tejidos tomany usan el oxgeno. El cianuro de hidrgeno puede ser absorbido tambin a travs de la piel.

El cianuro de hidrgeno es un producto txico que acta rpidamente. Es aproximadamente 20veces ms txico que el monxido de carbono. No se mezcla apreciablemente con la hemoglobina, pero

inhibe la absorcin de oxgeno por las clulas (hipoxia histotxica). No hay evidencia de que hayasinergia entre el cianuro de hidrgeno y el monxido de carbono, sino que estos gases txicos suelenactuar sumando sus efectos.

La exposicin a este gas incoloro que tiene un notable olor a almendra pudiera causar respiracinentrecortada, espasmos musculares e incremento en el ritmo cardaco, posiblemente hasta 100 latidospor minuto.

La asfixia con cianuro es uno de los asesinos ms veloces en un incendio. Segn la opinin deexpertos la muerte es rpida y sin dolor.

La informacin relativa a los sntomas que experimentan las personas a distintasconcentraciones de HCN es muy escasa. Como regla general se considera que 50 ppm pueden tolerarseentre 30 y 60 min sin dificultad, 100 ppm durante el mismo perodo es probable que sea fatal, al igual

que 135 ppm durante 30 min o 181 ppm durante 10 minutos. Puesto que la incapacidad fsicanormalmente se produce entre 1/3 y 1/2 de la dosis letal, se infiere que la incapacitacin se produceentre 2.500 ppm-min a una concentracin de 100 ppm y 750 ppm-min a 200 ppm. Utilizando unaaproximacin anloga a la empleada con el CO, si el producto de la concentracin (ppm) por el tiempo deexposicin (minutos) tiene un valor de alrededor de 1.500 ppm-min, probablemente resulte peligrosapara las personas. A medida que aumenta la concentracin, disminuye el valor de la dosis tolerada. Porello, la regla anterior debe aplicarse con precaucin en el caso de altas concentraciones. No obstante,para los valores normalmente generados en los incendios, es aceptable su aplicacin.


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El efecto del cianhdrico como causa de fallecimientos en incendios no es tan claro como el delCO. Son excepcionales los casos en los que se ha demostrado que el HCN ha sido el nico txicoprincipal. Siempre puede analizarse la sangre en el laboratorio pero el procedimiento es ms complejoque con el CO. Hay que tener cuidado al interpretar los anlisis debido a la inexactitud de los resultados

y a que el cianuro se encuentra normalmente presente con la sangre derivado de la destruccin de lostejidos corporales. Sin embargo, suele aceptarse que las concentraciones de cianuro en la sangresuperiores a 1 microgramo por mililitro son indicativas de posibles efectos txicos importantesoriginados por cianhdrico. Niveles superiores a 3,0 microgramos por mililitro son, en general, mortales.En una investigacin de un incendio, se encontr HCN en elevada concentracin en el 70% de lasvctimas, con niveles posiblemente txicos de cianuro en el 13% de los casos. Sin embargo, tambin sehan encontrado con frecuencia niveles importantes de cianuro en la sangre junto con altas saturacionesde carboxihemoglobina. Por tanto, la contribucin de cada uno de estos compuestos al fallecimiento nopudo fijarse con la debida seguridad.

Aunque no existe evidencia del efecto sinergtico entre HCN y el CO, la posible aditividad entrelos dos txicos permanece sin resolver. Algunos investigadores han obtenido pruebas de aparente

aditividad en las ratas. Sin embargo, otros toxiclogos defienden que ambos productos actan de formaindependiente, quizs con un ligero efecto aditivo.

El cianuro de hidrgeno (HCN) se produce por la combustin de materiales que contienennitrgeno. Estos materiales pueden ser naturales o sintticos, como la lana, seda, polmeros deacrilonitrilo, nylon, poliuretano y resinas de urea.

Entre los materiales que emiten cianuro de hidrgeno se incluyen el nylon, la lona, la espuma depoliuretano, el caucho y el papel. Raramente se encuentran atmsferas peligrosas en incendios detiendas de ropa o alfombras.

1.3) Anhdrido Carbnico

El dixido de carbono (CO2) debe ser tomado en cuenta debido a que es uno de los resultantesde la combustin completa de materiales carbonferos. El dixido de carbono es incoloro, inodoro y noinflamable. Los incendios que ardan libremente deben formar generalmente ms dixido de carbono quelos incendios que arden lentamente sin llama. Naturalmente su presencia en el aire y el intercambiodesde el torrente sanguneo hacia el interior de los pulmones estimula el centro respiratorio delcerebro. El aire normalmente contiene alrededor de 0,03% de dixido de carbono. A una concentracinde 5% en el aire, hay un notable incremento en la respiracin, acompaado de dolor de cabeza, vrtigo,transpiracin, excitacin mental. Las concentraciones de 10 a 12% causan la muerte casi a unos pocosminutos por parlisis del centro respiratorio cerebral. Desdichadamente, al incrementar la respiracinaumenta la inhalacin de otros gases txicos. A medida que el gas aumenta, la funcin respiratoriainicialmente estimulada disminuye antes que ocurra la parlisis total.

Los incendios producen generalmente anhdrido carbnico (CO2) en grandes cantidades. Aunqueno es especialmente txico en los niveles observados, concentraciones moderadas de C02 aumentan elritmo e intensidad de respiracin, incrementando el RMV. Esto contribuye al riesgo de las atmsferasque contienen gases de la combustin, porque se acelera la inhalacin de compuestos txicos eirritantes. Por cada 2% de C02 el ritmo de la respiracin se incremento en un 50%. Si se aspira un 4% deC02, se duplica aproximadamente el RMV, aunque los efectos difcilmente se notan. Desde el 4% al 10%de C02, el RMV puede llegar a ser de 8 a 10 veces el nivel de descanso inicial. A estos niveles seexperimentan sntomas de mareo, desfallecimiento y dolor de cabeza.


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1.4) Acrolena

La acrolena es un irritante sensorial y pulmonar, particularmente potente que se presenta enmuchos incendios. Se emite por los rescoldos de todos los materiales celulsicos y tambin en lapirolisis del polietileno. Resulta irritante en extremo, y en concentraciones muy bajas de unas cuantasppm produce irritacin de ojos y a veces incapacidad psquica. Sorprendentemente, en experienciasrealizadas con simios, concentraciones de hasta 2.780 ppm durante 5 minutos no llegaron a producirincapacidad fsica. Sin embargo, las complicaciones pulmonares causadas por concentraciones inclusoinferiores producan la muerte al cabo de unas horas.

1.5) Oxgeno Insuficiente

El aire contiene aproximadamente un 21% de oxgeno al nivel del mar. Los peligros con el oxgeno

se presentan cuando est en defecto o en exceso.

El oxgeno puede ser consumido por la combustin, oxidacin y otros procesos naturales oartificiales.

El oxgeno puede ser desplazado por otros gases o vapores. Las altas y bajas concentraciones de oxgeno pueden afectar las mediciones de inflamabilidad. La falta de oxgeno puede causar la muerte o daos cerebrales. La deficiencia de oxgeno inicialmente puede producir sensacin de felicidad o bienestar

(euforia) y la persona olvida que se encuentra en "PELIGRO"

Efectos potenciales de atmsferas con deficiencia de oxgenoContenido de oxgeno

(%) por volumenEfectos y sntomas a presin atmosfrica

19,5 % Nivel mnimo permisible de oxgeno15 - 19 % Decrece la habilidad para trabajar arduamente12 - 14 % La respiracin aumenta con el trabajo, se acelera el pulso y se afecta la

coordinacin, percepcin o juicio.10 - 12 % Incrementa la tasa de respiracin, juicio pobre y labios azules (cianosis)8 - 10 % Prdida mental, desmayo, prdida del conocimiento, rostro plido y labios

azules.6 - 8 % 8 minutos 100% fatal, 6 minutos 50% fatal, 4-5 minutos se recupera con

tratamiento.4 - 6 % Coma en 40 segundos, convulsiones, cesa la respiracin y sobreviene lamuerte.

Estos valores son aproximados y varan de acuerdo al estado de salud y actividad fsica del trabajador.

1.6) Acido Clorhdrico

Es un gas incoloro ms denso que el aire. Se forma en la combustin de materiales con contenidoen cloro, siendo el ms destacado el cloruro de polivinilo (PVC). Tambin constituye como el anterior un


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potente irritante sensorial y pulmonar. Bajas concentraciones de 75 ppm producen irritaciones agudasen ojos y vas respiratorias superiores. En concentracin de 17.000 ppm durante 5 minutos no provocaincapacidad fsica en primates no humano. Sin embargo, s ha causado muertes posteriores con dosis queno producan incapacitacin. No se han realizado anlisis comparables empleando humo del PVC y se

piensa que hay otros irritantes presentes en un fuego real de PVC. No se conocen suficientemente losfallos respiratorios y propensin a las infecciones causados por una exposicin al cido cianhdrico yhumo del PVC. Un estudio basado en monos expuestos a humo de PVC que contena 4.000 ppm de HCL, noindic, sin embargo, ningn efecto residual significativo en la funcin pulmonar durante la prueba, tresdas despus y tres meses despus de la exposicin.

Existe una gran controversia sobre qu concentraciones de HCL son peligrosas para los sereshumanos. Aunque se han realizado numerosos estudios sobre los efectos agudos del HCL con roedores,no est claro si los datos de mortandad de los roedores se pueden extrapolar directamente a los sereshumanos, dadas las diferencias anatmicas en el tracto respiratorio de los roedores y los primates. Loque resulta interesante es que las dosis de exposicin (concentracin x tiempo) de HCL que causanmortandad posterior en las ratas son del mismo orden que las que han causado mortandad en los monos,

aunque estos ltimos datos son muy limitados y la comparacin es ms bien subjetiva. La potencia txicaletal de HCL con las ratas es en realidad slo algo mayor que la del monxido de carbono. Laconsideracin de la dosis de exposicin al monxido de carbono que se considera peligrosa para los sereshumanos podra llevar a sospechar, basndose exclusivamente en el potencial txico, que la exposicinde las personas a concentraciones de HCL del orden de 700 ppm o ms durante 30 minutos, podra sermuy peligrosa. Lo prudente es considerar que el HCL es peligroso para las personas a concentracionesbastante por debajo de su potenciatxica letal.

1.7) Oxidos de nitrgeno

Hay dos xidos de nitrgeno peligrosos: el dixido de nitrgeno (NO2) y el xido ntrico (NO). El

dixido de nitrgeno es el ms significativo debido a que el xido ntrico se convierte fcilmente enbixido de nitrgeno con la sola presencia de oxgeno y humedad.

El dixido de nitrgeno (NO2) y el xido ntrico (NO) forma por lo general una mezcla que seconoce como NOx. Los xidos de nitrgeno proceden de la oxidacin de materiales que contienennitrgeno, siendo el HCN tambin unafuente de NOx a partir de su combustin a alta temperatura. Lafijacin del nitrgeno del aire es otra posibilidad.Estudios realizados con ratas expuestas a NO2 encombinaciones de pruebas de toxicidad de humo, indican que este gas tiene una potencia txica letalcomparable a la del HCN. La potencia letal del xido ntrico es slo la quinta parte de la del NO 2. Alcontrario de lo que sucede con el HCL, la toxicidad del NOx se debe fundamentalmente a suspropiedades como irritante pulmonar, habindose producido la mortandad de las ratas despus de laexposicin, generalmente al da siguiente.

Aunque un estudio da cuenta de que la produccin de NOx a partir de combustibles quecontienen nitrgeno, es mucho menor que la de HCN (y, por tanto, de menos importancia toxicolgica), laliteratura presenta datos contradictorios. Son necesarios nuevos estudios para poder determinar elpapel de los xidos de nitrgeno en la toxicologa de la combustin.

El dixido de nitrgeno es un irritante pulmonar que tiene un color castao rojizo. Cuando esinhalada en suficientes concentraciones causa edema pulmonar, el cual bloquea los procesos naturales derespiracin del cuerpo y conduce a la muerte por asfixia.


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Adicionalmente, todos los xidos de nitrgenos son solubles en agua y reaccionan con lapresencia del oxgeno para formar los cidos ntricos y nitrosos. Estos cidos son neutralizados por loslcalis en los tejidos del cuerpo y forman nitrito y nitratos.

Estas sustancias se adhieren qumicamente a la sangre y pueden conducir al colapso y coma. Los

nitritos y nitratos pueden causar tambin dilatacin arterial, variacin en la presin arterial, dolores decabeza y vrtigo. Los efectos de los nitritos y nitratos son secundarios a los efectos irritantes deldixido de nitrgeno pero pueden llegar a ser importantes en ciertas circunstancias y causarreacciones fsicas retardadas.

El dixido de nitrgeno es un gas que requiere sumo cuidado debido a que sus efectos irritantesen la nariz y garganta pueden ser tolerados an cuando sea inhalada una dosis letal. Por lo tanto, losefectos peligrosos de su accin como irritante pulmonar o reaccin qumica puede no ser aparentes sinohasta varias horas despus de haber estado expuesto.

1.8) Cloruro de Hidrgeno

El cloruro de hidrgeno (HCL) es incoloro pero fcilmente detectado por su olor penetrante y laintensa irritacin que produce en los ojos y las vas respiratorias.

El cloruro del hidrgeno causa inflamacin y obstruccin de las vas respiratorias superiores. Larespiracin se hace dificultosa y puede resultar en asfixia. Este gas est presente ms comnmente enincendios a causa del incremento de temperaturas en materiales plsticos tales como el cloruro depolivinilo (PVC).

Adems de la presencia generalmente de plsticos en los hogares, los bomberos pueden esperarencontrar plsticos que contienen cloruro en farmacias, jugueteras y tiendas de mercanca en general.La jornada de inspeccin minuciosa de comprobacin es especialmente peligrosa porque el equipoautnomo de proteccin respiratoria es a menudo removido encontrndose an los gases txicos enforma diluida en el rea. El concreto puede permanecer lo suficientemente caliente como para

descomponer los plsticos de los cables elctricos o de telfonos y despedir cloruro de hidrgeno.Los otros gases que se producen cuando esos plsticos son calentados son: el monxido de

carbono y el bixido de carbono. Un investigador que se dedic al estudio de como son afectados losbomberos expuestos al cloruro de hidrgeno, comenz su estudio despus de que un incendiorelativamente pequeo y humeante ocurrido en una oficina fotocopiadora, causara la muerte de unbombero y el envo al hospital de otros. Finalmente encontr que el cloruro de hidrgeno acta comoirritante de los msculos del corazn y caus la alteracin del ritmo cardaco.

1.9) Atmsferas Txicas no Asociadas con Incendios

En numerosas ocasiones es posible encontrar atmsferas en situaciones no relacionadas con

incendios. Muchos procesos industriales usan sustancias qumicas extremadamente peligrosas para laelaboracin de productos corrientes.

Por ejemplo, se pueden encontrar grandes cantidades de dixido de carbono almacenado en unestablecimiento donde se producen productos como alcohol metlico, etileno, hielo seco o bebidasgaseosas carbonatadas. As misma cualquier otra sustancia qumica especfica puede estar presente enotros productos comunes.

Muchos refrigerantes son txicos y cualquier descarga accidental puede causar una situacin endonde los bomberos pueden ser requeridos para las labores de salvamento. El amonaco y el dixido deazufre son dos refrigerantes peligrosos que irritan las vas respiratorias y los ojos. El dixido de azufre


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reacciona con la humedad de los pulmones para formar cido sulfrico. Otros gases tambin formancidos fuertes o lcalis en las superficies delicadas de los alveolos.

Las fugas del gas cloro pueden ser obviamente encontradas en plantas industriales o, no tanobvio, en piscinas. En ambos lugares es posible encontrar concentraciones que pueden resultar

incapacitantes. El cloro tambin es usado en la fabricacin de plsticos, espuma, caucho y tejidossintticos y comnmente se encuentra en plantas de tratamiento de agua potable y aguas negras.

Algunas veces el escape del gas no ocurre en las plantas industriales sino durante el transportedel producto qumico. Los descarrilamientos de trenes ocasionan daos en los recipientes, exponiendo alpblico a productos qumicos txicos y gases. Las grandes cantidades involucradas pueden recorrerlargas distancias.

Los rescates en alcantarillas, cuevas, fosos, tanques de reservas, vagones, silos, barriles,caeras, pozos y otros lugares confinados, requieren el uso de equipos de proteccin respiratoriaautnomas porque por lo general est presente algn tipo de gas txico o hay una deficiencia de oxgenoque establece como primera necesidad el salvamento. Algunos trabajadores tambin se han vistoafectados por gases nocivos durante la limpieza o reparaciones de tanques grandes. Desdichadamente,

el personal que intenta un salvamento sin el uso del equipo de proteccin es a menudo igualmenteafectado.

Adicionalmente tenemos que la atmsfera en muchas de estas reas es deficiente en oxgeno yno mantendr condiciones de vida aunque no est presente un gas txico.

Pequeas comunidades, incluso sin plantas de procesos qumicos o sin ninguna industriamanufacturera que use productos qumicos peligrosos, son susceptibles a situaciones de riesgos debidoa accidentes que involucren substancias qumicas nocivas transportadas en ferrocarril o camiones.

Muchos de esos productos qumicos son especialmente perjudiciales cuando son inhalados. Lanecesidad de usar aproximadamente los equipos autnomos de proteccin respiratoria es sumamenteimportante en estas situaciones, an sin existir una condicin de incendio.

1.9.1) Amonaco

El amonaco es en gas incoloro menos pesado que el aire y muy soluble en agua.La irritacin de las vas respiratorias superiores (sensacin de quemazn) y de los ojos es muy

intensa. Su olor se puede detectar a una concentracin inferior a los 25 ppm, inferior a la que produceirritacin de la garganta y de los ojos (140 ppm).Pueden ocurrir accidentes graves con edema pulmonar tras una exposicin masiva. Una exposicin de5.000 ppm es rpidamente fatal. La exposicin a 1.000 ppm durante 10 min. tambin puede ser motivode un final infausto. Los que sobreviven presentan secuelas pulmonares. La proyeccin de solucionesamoniacales concentradas sobre los ojos puede producir ceguera.

1.9.2) Acido Sulfurico

Lquido a temperatura ambiente que por accin del calor emite humos muy irritantes.Las partculas de cido sulfrico son muy higroscpicas; aumentan rpidamente de tamao en las

vas respiratorias y se depositan en las vas superiores.El cido sulfrico produce los mismos sntomas que el cido clorhdrico, principalmente irritacin

de las vas respiratorias superiores, de la piel, los ojos y erosin dental. Los asmticos son mssensibles. Una exposicin de corta duracin a una concentracin de 0,35 mg/m3 da lugar a alteracionesde la funcin ventilatoria en sujetos sanos.


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La capacidad de detectar la presencia de cido sulfrico en la atmsfera disminuyeprogresivamente en las personas expuestas de manera continua.

1.9.3) Soda Custica

Lquido incoloro a ligeramente coloreado e inodoro. El producto absorbe agua y dixido decarbono del aire. Puede reaccionar violentamente con agua, cidos y compuestos orgnicos. Puedegenerar hidrgeno cuando entra en contacto con metales como estao, aluminio, zinc y bronce. Elhidrgeno es inflamable y/o explosivo.

Debe prevenirse el contacto con los ojos y la piel. No aspire polvo o vapores. Evite elalmacenamiento cerca de cidos fuertes. La soda custica debe ser almacenada en reas limpias y secas.No se debe almacenar en tanques subterrneos.

En contacto con la vista puede causar irritacin severa con dao a la crnea y resultar en undeterioro permanente de la visin, causando hasta la ceguera. En contacto con la piel, brevesexposiciones pueden causar severas quemaduras en la piel. Es un producto clasificado como corrosivo. La

ingestin puede causar irritacin gastrointestinal y quemaduras severas de la boca y garganta. Lainhalacin de polvos y vaporizaciones del producto pueden causar irritaciones severas en la partesuperior del aparato respiratorio.

El agua es el nico mtodo aceptado para la remocin de la soda custica de los ojos o la piel. Sedispone de 10 segundos o menos para evitar serios daos permanentes. No inducir el vmito. Tomargrandes cantidades de agua o leche si es posible. En caso de inhalacin tomar aire fresco.

1.9.4) Fosgeno

El fosgeno (COCl2) es un gas incoloro, inspido, con un olor desagradable. Puede ser producidocuando los refrigerantes tales como el fren hacen contacto con la llama. Es un irritante fuerte de los

pulmones y su amplio efecto venenoso no es evidente sino varias horas despus de la exposicin. Eltpico olor a material de descomposicin del fosgeno es perceptible a 6 ppm an cuando cantidadesmenores pueden causar tos e irritacin en los ojos. Veinticinco ppm son mortales. Cuando el fosgenohace contacto con el agua se descompone en cido hidroclrico. Como los pulmones y los bronquios estnsiempre hmedos, el fosgeno forma cido hidroclrico en los pulmones cuando se inhala.

1.9.5) Otros productos txicos

El resto de los productos txicos que se generan en un incendio depende de muchas variables.Entre las principales:

1- Composicin qumica del material en combustin.2- Oxgeno disponible.3- Temperatura.

Se ha identificado la presencia en el humo de la combustin de anhdrido sulfuroso, amonaco,xidos de nitrgeno, bromuro de hidrgeno, fluoruro de hidrgeno, isocianatos, compuestos fosforososy una gran variedad de hidrocarburos voltiles. En general, los efectos producidos por una exposicinaguda a estos txicos no han sido analizados y cuantificados, para permitir una evaluacin de los riesgosque supone su presencia en atmsfera de fuegos. Sin embargo, se ha sugerido que una prdida de masa


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de los materiales durante la combustin de 10 gramos/m3 de volumen, es probable que suponga unaconcentracin de productos txicos altamente peligrosa.

1.10) Mezclas de gases procedentes del incendio

Aunque cada gas txico puede producir efectos fisiolgicos muy distintos a travs dediferentes mecanismos, cuando est mezclados cada uno de ellos puede producir determinadosresultados sobre la persona expuesta. No sera raro que, cuando existen gases mezclados en diversasproporciones, las propiedades txicas que producen la muerte o la incapacidad se sumaran. Esto ha sidodemostrado en diversos estudios con ratas y es un elemento clave para la evaluacin del riesgo detoxicidad.

Por ejemplo, est generalmente aceptado que el monxido de carbono y el cianuro de hidrgenosuman sus efectos cuando se expresan como dosis fraccionases. Es decir, se puede razonablementeafirmar que la fraccin de una dosis efectiva de CO aade sus efectos a la de otra dosis de HCN paracrear un mayor peligro.

En el caso de las mezclas de HCL y CO, estudios empricos de datos toxicolgicos handemostrado que las dosis de exposicin que llegan a producir la mortandad de las ratas, son tambinaditivas. Estos estudios suponen que el HCL puede ser mucho ms peligroso de lo que se crea cuandoest en presencia del CO o, a la inversa, la intoxicacin por CO puede ser mucho ms grave en presenciade un gas irritante. En la sangre de las ratas expuestas a HCL se pudo observar una rpida acidosisrespiratoria, aadida a la acidosis metablica producida por el CO, lo que hizo que los animalesresultaran gravemente perjudicados. Estos efectos pueden tener importancia en las personas, porejemplo en las expuestas a condiciones hipoxmicas prolongadas como consecuencia de una operacin derescate o escape. Tambin se ha llegado a sugerir que los efectos incapacitantes del monxido decarbono se pueden ver reforzados en los primates que estn expuestos simultneamente al HCL, cuyapresencia causa una disminucin de la presin parcial del oxgeno en la sangre arterial. Esto sucede

probablemente tambin con otros irritantes. A partir de los estudios con ratas se ha observado quetambin se produce una adicin de las dosis fraccionales efectivas de HCL y HCN. Especialmentesorprendente ha sido la incidencia de muertes despus de exposicin a concentraciones de txicos, cadauno de los cuales por separado no era de esperar que produjera la muerte. Generalmente, estas muertesse han producido varios das despus de la exposicin.

El dixido de carbono es muy poco potente toxicolgicamente y por s slo no se sueleconsiderar como factor importante dentro de la toxicologa de la combustin. Sin embargo, estimula larespiracin haciendo que aumente la COHB en la sangre por inhalacin del CO. El mismo punto desaturacin de COHB se alcanza en ausencia de CO. Sin embargo, se ha observado una mayor mortandad,sobre todo despus de la exposicin, con determinadas mezclas de CO y C02, quiz parecida a la que seobserva con las mezclas de CO y HCL. Este efecto se puede asociar a la agresin combinada de la

acidosis respiratoria causada por el C02 y la metablica causada por el CO, un estado del que losroedores han encontrado muchas dificultades para recuperarse despus de la exposicin. Pero todavano se ha establecido si estos efectos del C02 se producen o no en los primates.

1.11) Ensayos de toxicidad de productos de la combustin

Normalmente, los ensayos de toxicidad del humo producido por un material en combustin,comprenden mediciones en laboratorio del poder txico. Se determina la relacinconcentracin/respuesta, analizando el comportamiento de animales, generalmente roedores, expuestos


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durante un tiempo prefijado a diferentes concentraciones de una atmsfera de combustin. Para ello serealizan una serie de experimentos en los que la cantidad de producto consumido o la velocidad dedilucin de aire, se vara a fin de generar diferentes concentraciones. A medida que sta aumenta, elnmero de animales que experimenta incapacitacin o muerte se incremento. En toxicologa de

combustin tradicionalmente se expresa la concentracin como la masa del material de ensayo porunidad de volumen de la cmara donde se realiza (carga del material) o la prdida de masa de materialpor unidad de volumen de la cmara (concentracin del producto de la combustin). Si se representa elporcentaje de animales afectados, dentro de un tiempo determinado, en funcin del logaritmo de laconcentracin, se ajusta a una lnea recta. En este grfico, la concentracin que produce efectos en el50% de los animales dentro del tiempo especificado, se obtiene por mtodos estadsticos. Dichaconcentracin se expresa como EC50 y constituye una medida del poder txico del humo. EC50 es unparmetro general y se emplea para cualquier respuesta observada del animal. Cuando se produce lamuerte, se utiliza el trmino LC50 para definir la concentracin que produce efectos letales en el 50%de los animales. Anlogamente, el trmino IC50 designa la concentracin necesaria para incapacitar el50% de los animales.

Algunos mtodos de ensayo miden la rapidez con que acta la atmsfera de la combustin, msque su poder txico para provocar la muerte o la incapacitacin. En estos mtodos se registran lostiempos en los que los animales mueren o resultan incapacitados, cuando se les pone a una concentracinfija de una atmsfera txica.A partir de estos datos se determina el tiempo medio hasta la muerte o eltiempo hasta la incapacitacin, que define la toxicidad del humo. Si se mide el tiempo hasta el efectopara diferentes concentraciones se obtiene una funcin tiempo-concentracin.

2) EVALUACIN DEL RIESGO DE TOXICIDAD

Al reconocer que los datos de los ensayos de potencia txica de los humos en laboratorio no sonindicativos por s mismos del riesgo de toxicidad, en los ltimos aos se han hecho importantes

esfuerzos para desarrollar clculos de ingeniera que ofrezcan una mejor solucin al problema, Estosclculos van desde un sencillo "ndice de riesgo" a modelos ms sofisticados basados en la prdida demasa y en datos de la potencia txica o de la capacidad txica de los humos.

Por ejemplo, para disponer de un parmetro de riesgo de toxicidad que ofrezca al menos ciertaintegracin de los factores de toxicidad y combustibilidad, se ha propuesto un "Indice Rpido de Riesgode Toxicidad". Este ndice supone, para un material dado, la velocidad de prdida de masa por unidad desuperficie dividida por el producto del tiempo hasta la ignicin y el LC50, tal como se determina porcualquiera de los dems mtodos de prueba. No se pretende que el ndice de riesgo sustituya a unaevaluacin amplia del mismo, pero s refleja la dependencia del riesgo txico respecto al crecimiento delfuego. El mtodo ha sido criticado porque presenta una relacin arbitraria, demasiado simplista y quizpoco realista entre la velocidad de prdida de masa, el tiempo hasta la ignicin y la potencia txica.

Cada vez se est investigando ms el riesgo de toxicidad mediante modelos matemticos. Los msutilizados son los que emplean dosis de exposicin incrementales (Cxdt) de un gas txico, que se calculay se pone en relacin con una dosis Ct especfica para producir un efecto txico dado. As se calcula laDosis Fraccional Efectiva (DFE) para cada intervalo de tiempo. La suma continua o la integracin deestas dosis fraccionases da la dosis de exposicin acumulada de un gas txico.

Matemticamente, la DFE de un gas txico "i" se puede expresar como:


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( )=

t

i

idt

Ct

CDFE

0

donde: Ci: concentracin del componente txico "i"Cti: dosis de exposicin cientfica necesaria para producir el efecto txico deseado,generalmente la muerte.

Las concentraciones pueden venir dadas en unidades, en porcentajes o en ppm de gas txico o eng/m3 (peso por unidad de volumen) de humo producido a partir de la combustin de un material.

Como la dosis fraccional eficaz (DFE) de cada elemento txico tiene, en una primera aproximacin,un efecto acumulativo, la DFE total de un gas se puede representar por:

( )==

n

i

t

i

idt

Ct

CtotalDFE

1 0

donde la concentracin puede darse en porcentaje o ppm de gas txico o prdida de masa porunidad de volumen del humo procedente de los materiales. La mayora de los modelos toxicolgicosutilizan estos conceptos de una forma u otra. Los datos sobre concentracin de componentes txicosson tiles por estimar los valores de LC50 del humo producido por la combustin de un material y parapredecir el tiempo que van a tardar en darse condiciones peligrosas en un incendio, siempre que sedisponga de los datos adecuados. Los datos de concentracin en peso son tiles para predecir lascondiciones peligrosas en un incendio real si se conocen los valores de LC50 de cada uno de loscomponentes. Aunque estos valores no se conozcan, con frecuencia se pueden hacer hiptesis que

permitan llegar a datos tiles.Otra variedad de la DFE es el modelo de gas N. Este modelo se basa en estudios sobre la accin

letal que tienen en las ratas cuatro gases (CO, C02, HCN Y 02 en baja concentracin). Aunque estemodelo es en realidad otra forma del DFE, porque las concentraciones de gas se expresan en fraccionesde la concentracin letal, no permite incorporar concentraciones que varan con el tiempo. Se usa sobretodo para exposiciones durante 30 minutos a concentraciones constantes. Sin embargo, se puedenutilizar otros tiempos de exposicin. El mtodo es til sobre todo para pruebas de materiales omuestras de humo a pequea escala, tomadas de otras pruebas a gran escala para establecer hasta qupunto la mortandad en las ratas se puede explicar en trminos de los cuatro gases ms corrientes o sihay algn otro, agente que tenga importantes efectos txicos.

La siguiente ecuacin se ha establecido experimentalmente para predecir la muerte del 50% de

las ratas durante una exposicin de 30 minutos o un perodo de 24 horas despus de la exposicin a loscuatro gases:

( )( )

( ) ( )1

21

21

250

2

502

=

+

OLC

O

HCNLC

HCN

bCO

COm

Los parntesis indican la concentracin real de gases. El valor del LC50 del CO se basa enexposiciones a 30 minutos y a 6.600 ppm. El del HCL es de 160 ppm y muertes ocurridas durante los 30


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minutos de la exposicin o 110 ppm y muertes ocurridas durante la exposicin o en el perodo de 24horas subsiguiente. El porcentaje de 02 que caus la muerte del 50% de los animales en 30 minutos, esde 5,4. Los trminos m y b son la pendiente y el punto de interseccin de las curvas de CO y C0, lo queindica la mayor toxicidad del CO cuando el C02 aumenta hasta un 5%. Estos trminos son -18 y 122.000,

respectivamente, si la concentracin de C02 es del 5% o menos, y 23 y -39.000, respectivamente, si laconcentracin est por encima del 5%. El perodo de la prueba se limita a 24 horas. Una versin msreciente del modelo de gas N incluye otro trmino para incorporar la mortandad de las ratas despus dela exposicin, debida a los efectos irritantes del HCL sobre los pulmones.

Otro modelo, basado tambin en el concepto DFE, se aplica a las funciones reales de absorcinfisiolgica y a los efectos de los principales gases txicos de un incendio. Este modelo pretendepredecir el riesgo txico en trminos de la dosis de exposicin y el tiempo que tarda una persona hastaquedar incapacitada en un incendio, y para usarlo en los clculos de ingeniera del fuego sobre hiptesisde incendio, pruebas reales a gran escala y datos relativos a vctimas de incendios. Como todos losmodelos en los que intervienen distintos productos txicos, ste se basa en datos sobre laconcentracin y el tiempo promedio o calculado para los gases txicos ms importantes. Potencialmente

puede ser el ms sofisticado de los modelos, que hace uso de reacciones fisiolgicas conocidas de laspersonas ante el CO, C02, HCN, oxgeno viciado, y gases irritantes e incluso calor y oscurecimiento porel humo. Las ecuaciones de la DFE desarrolladas para este modelo se derivan sobre todo de datosexperimentales obtenidos con personas y primates.

Muchos de los conceptos bsicos del modelo toxicolgico que se acaba de describir se empleanen la prueba de habitabilidad (TENAB) del programa Hazard I desarrollado en el Centro para laInvestigacin del Fuego del NIST (Instituto Nacional de Normas y Tecnologa). El programa Hazard Iune el juicio de expertos y los clculos, para estimar las consecuencias de un incendio dado. El ncleo deeste modelo es una secuencia de programas de ordenador que calculan el desarrollo de condicionespeligrosas a lo largo del tiempo y el tiempo necesario para que los ocupantes de un edificio salgan enestas condiciones, y para estimar las prdidas resultantes de vidas humanas basadas en criterios de

habitabilidad y en el comportamiento supuesto de los ocupantes. Esta prueba de habitabilidad calcula elimpacto del fuego sobre los ocupantes, prediciendo si van a poder o no escapar. La toxicidad se evalade dos maneras: (1) utilizando un parmetro de concentracin por tiempo (Ct) para el humo, y (2)mediante un mtodo de la DFE consistente en la exposicin al HCN y al CO, as como en evaluar elimpacto de la exposicin simultnea al C02 y a una atmsfera de oxgeno enrarecido.

En general, la mejor de las estrategias existentes actualmente para evaluar los posibles riesgostxicos en el caso de un fuego en el que se incendien materiales y/o productos txicos, abarca lossiguientes elementos:

1- Identificar cada producto/uso del edifici/hiptesis de incendio.2- Usar datos sobre el comportamiento ante el fuego de otros materiales parecidos, obtenidos de

pruebas de laboratorio, para los clculos de ingeniera sobre diversas hiptesis de incendio con elfin de determinar la sensibilidad del riesgo de toxicidad a las potencias txicas calculadas. Estose hace utilizando en los clculos diversos valores arbitrarios de la potencia txica.

3- Si se demuestra que el riesgo previsible de toxicidad en un caso determinado es relativamenteinsensible a la potencia txica, no sera necesario establecer valores reales. Habra queconcentrarse en otros parmetros.

4- Si se deriva que el riesgo de toxicidad en una determinada hiptesis es importante respecto a lapotencia txica, habra que realizar entonces pruebas de toxicidad de los humos en el laboratorio


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para identificar sus principales efectos txicos y para establecer los valores reales de LC 50 quese podran utilizar en los clculos de ingeniera.

5- Determinar experimentalmente los datos de potencia txica de materiales y/o productosparecidos, que se utilizaran en los clculos de ingeniera de los riesgos para tipificar sus

caractersticas de seguridad en caso de incendio.

Como para evaluar los riesgos hay que hacer importantes juicios, los modelos a utilizar se debenelegir y realizar bajo la orientacin de profesionales expertos en las diversas tcnicas.

3) CALOR

La combustin de la mayora de los materiales es una reaccin exotrmica de oxidacin qumica.La energa generada se emite en forma de calor, por conveccin (gases calientes) y radiacin. Estaltima representa la energa liberada en las zonas visibles e infrarrojo del espectro, que se manifiestacomo llamas o luminosidad de un fuego.

El calor representa un peligro fsico para las personas. Si la energa calorfica total que incidesobre el cuerpo supera la capacidad de defensa del mismo, provoca desde lesiones leves hasta lamuerte. Las consecuencias de la exposicin al aire caliente se ven amplificadas si la atmsfera del fuegocontiene humedad. A mayor contenido, mejora la eficiencia de transmisin de calor y el cuerpo pierdefacultades para liberarse de la carga calorfica. El entorno del incendio puede contener humedad comoconsecuencia de las condiciones climatolgicas, de la propia combustin y de la aplicacin de agua para laextincin.

Si un exceso de calor alcanza rpidamente los pulmones, puede producir una drstica cada de lapresin sangunea, junto con el colapso de vasos sanguneos, que conduzcan a un fallo circulatorio.Asimismo, el calor intenso puede originar la acumulacin de fluido en los pulmones. Los ensayosrealizados por el National Research Council de Canad (NRCC) revelaron que 140C es la mxima

temperatura del aire respirado, que permite sobrevivir. Una temperatura de esta magnitud slo puedetolerarse durante un breve perodo de tiempo y en ningn caso con presencia de humedad. Serecomienda que los bomberos no penetren en ningn tipo de atmsfera hostil sin portar vestuario ymscaras protectoras.

En ensayos de incendios escolares realizados en Los Angeles en 1959 se fij una temperatura de65C a 1,5 m de altura como la mxima soportable para penetrar en un pasillo desde un aularelativamente fra. El valor elegido se basa en la presencia de aire seco y en una breve exposicin hastaalcanzar la salida.

Las quemaduras cutneas suelen clasificarse como de primer, segundo o tercer grado. Lasquemaduras de primer grado slo afectan a la piel y se caracterizan por un enrojecimiento anormal y, aveces, pequeas acumulaciones de fluido bajo la misma. Las de segundo grado penetran en la piel, a

mayor profundidad. La zona quemada aparece hmeda y rosada; surgen ampollas y normalmente seproduce considerable acumulacin de fluido subcutneo. Las de tercer grado son casi siempre secas,carbonizadas y de color blanco nacarado. Si un elevado porcentaje del tejido sufre quemaduras detercer grado, las consecuencias posteriores son gravsimas.

Segn estudios realizados, si la temperatura superficial de la piel alcanza un valor de 71C,mantenindose durante un minuto, se producirn quemaduras de segundo grado. A medida que aumentala temperatura de la piel, disminuye el tiempo necesario para producir quemaduras de segundo grado.Por ejemplo, a 82C bastan 30 segundos para producirlas y a 100C slo 15 segundos. Se ha sugeridocomo valor lmite del calor radiante 0,25 W/cm2.


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Para que aumente la temperatura superficial, la piel humana tiene que absorber calor suficientepara anular las defensas de que dispone el cuerpo para disipar el calor. El mecanismo de disipacin actamediante enfriamiento por evaporacin (transpiracin) y por circulacin de la sangre. La evaporacin dela humedad de la piel puede contrarrestar el efecto del calor sobre ella hasta 60C o ms, en aire seco.

Este valor es ms bajo en aire hmedo. El tiempo necesario para que aumente la temperatura de la pieldepende de la temperatura a que sta haya estado expuesta, la cual aumenta rpidamente en la mayorade los incendios. Con estas condiciones, la temperatura puede aumentar con mayor rapidez que larespuesta del mecanismo de defensa. Se desconoce la temperatura mnima que ocasiona esta situacin.El aire seco en calma, calentado por encima de 137 a 160C o el calor de irradiacin equivalente,producir un dolor intenso en la piel desprotegida. Los datos de tolerancia trmica de la piel de laspersonas en reposo sugieren un lmite de unos 121C, por encima del cual sufriran serios dolores. Laexposicin al calor de conveccin por debajo de esta temperatura puede producir hipertermia sin que seproduzcan quemaduras.

La exposicin a un exceso de calor puede originar la muerte por hipertermia sin producirquemaduras. La hipertemia acontece cuando el cuerpo absorbe calor con mayor rapidez que lo elimina

por evaporacin de la humedad superficial y por radiacin. Entonces se eleva la temperatura de todo elcuerpo, hasta un nivel bastante superior al normal originando lesiones y, posiblemente, la muerte.

4) HUMO VISIBLE

Adems de los gases de la combustin, el humo se compone de partculas finamente divididas ylquido atomizado, conocido como aerosol. Esta materia carbonosa se genera al arder en condiciones decombustin incompleta la mayor parte de los materiales. Dado que el tamao medio de las partculas yaerosoles es aproximadamente igual a la longitud de onda de la luz visible, se produce dispersin de laluz y se oscurece la visin a travs del humo. Los productos derivados del petrleo, especialmente loshidrocarburos aromticos, generan un humo negro con mucho holln. No obstante, no existe relacin

entre el color del humo y la toxicidad de los gases presentes.Dado que el humo oscurece el paso de la luz, dificulta la visibilidad de las salidas. La produccin

de cantidad de humo suficiente para dificultar la salida puede ser muy rpida y normalmente es elprimer riesgo que se presenta en un incendio. Segn demuestran casi todas las pruebas de incendiosescolares realizadas en Los Angeles, el humo en los pasillos, procedente de fuegos en stanos, alcanzniveles insoportables antes de que la temperatura fuese peligrosa. En los ensayos, el humo constituy elmayor riesgo, debido a la falta de visibilidad. Aunque frecuentemente el humo proporciona una rpidaalarma, hace cundir el pnico al impedir la visin y producir efectos irritantes.

Generalmente, el oscurecimiento por humo se expresa como densidad ptica por metro (DO/m) ocomo coeficiente de extincin K = DO/m x 2,3. Como lmites de habitabilidad para el coeficiente de

extincin se han sugerido desde 1,2 m hasta 0,15 m, siendo este ltimo valor adecuado para personaspoco familiarizadas con la ruta de evacuacin.Las partculas y los aerosoles aspirados pueden ser nocivos y la exposicin prolongada puede

afectar al sistema respiratorio. A veces las partculas son tan pequeas que penetran hasta lospulmones, dandolos. Estos efectos todava no se han analizado en profundidad para determinartotalmente sus consecuencias.

5) DESARROLLO DE LOS RIESGOS DE TOXICIDAD


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Los ensayos de fuego a escala real resultan tiles para establecer el futuro desarrollo deriesgos txicos. El Southwest Rescarch Institute realiz cuatro ensayos en los que se prendi fuego auna reproduccin de una habitacin de un hotel totalmente amueblada con un pasillo anexo y otrahabitacin distante (figura 1). Durante las pruebas la puerta al pasillo de la habitacin incendiada se

mantuvo completamente abierta. La puerta entre el pasillo y la habitacin apartada se abriaproximadamente 25 mm hasta tres minutos despus del incendio generalizado, en cuyo momento secerr para impedir la formacin de una excesiva concentracin de txicos.

La figura 2 muestra la secuencia de sucesos en la habitacin incendiada. El ensayo se inici conun fuego latente en la silla ms prxima al sof. Durante la fase de fuego sin llamas deaproximadamente 19 minutos, las condiciones alcanzadas no presentaban peligrosidad para la vida.Despus de la ignicin con llama de la silla, el fuego progres rpidamente hasta el incendio generalizadoa los ocho minutos, con los consiguientes riesgos por temperatura, monxido de carbono, cianhdrido yagotamiento de oxgeno en la habitacin de origen. Despus de generalizarse el incendio, sedeterminaron rpidamente las condiciones en la habitacin distante. La Figura 3 muestra que empezcon la falta de visibilidad debida al humo, seguida del incremento rpido de las concentraciones de gasestxicos. A los dos minutos las ratas estaban incapactadas, producindose su muerte por asfixia debidaal CO, aproximadamente once minutos despus del incendio generalizado. Es probable que en el caso depersonas hubiesen sufrido los mismos efectos causados por intoxicacin por CO en intervalos de tiempo

similares.


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Resulta significativo que el riesgo txico no acaeciese hasta que se desarroll un fuegogeneralizado en la habitacin incendiada. Posteriormente, la falta de visibilidad por humo y el resto delos riesgos txicos aumentaron rpidamente en la habitacin incendiada, el pasillo y la otra habitacin.Los detectores de humo empleados proporcionaron una respuesta adecuada (cinco minutos) antes de lapresencia de concentraciones txicas elevadas de productos de la combustin. Los tiempos de respuestade los rociadores demostraron que una instalacin adecuada que controle el incendio en su fase inicial,habra impedido la aparicin de cualquier amenaza txica significativa.

Los productos de la combustin producidos en un incendio siempre son txicos y muy peligrosospara la seguridad de la vida humana. Los clculos han demostrado que una exposicin al humo de lacombustin de slo 300 gramos de combustible en una habitacin de 3 x 4 x 2,5 m, durante 30 minutos,puede ser muy peligroso para una persona. Adems, se ha calculado que la combustin de slo 12 kilos dematerial, considerado como "tpico" en un ensayo de toxicidad de humos, pueden producir suficientehumo como para resultar peligroso en 20 habitaciones de esas dimensiones y slo 15 minutos deexposicin. El humo, incluso aunque sea de toxicidad "media", es muy txico.


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