Compuestos Orgánicos Volátiles (COV), peligro respiratorio

(PL 72) SALUD AMBIENTAL. SAAMB-COVs.doc. Manuel Domene. Palabras: 3.333 

Los COV se evaporan fácilmente, contaminando la atmósfera, además de afectar a la salud de quienes los inhalan

COV, Compuesto Orgánico Volátil, es cualquier sustancia orgánica que contiene carbón y que se evapora a temperatura ambiente. Contribuyen de manera decisiva a la formación del ‘smog’ fotoquímico (neblina contaminante). Suelen tener olor, como la gasolina, el alcohol o los disolventes.

Algunos COV son muy tóxicos, como el benceno, el óxido de estireno, el percloroetileno o el tricloroetileno, que son cancerígenos, o el formaldehído y el estireno, que además son disruptores endocrinos. En la lista –interminable- no deben olvidarse disolventes como el tolueno, xileno y acetona, los CFC’s (gas de los sistemas de refrigeración), además de los humos de escape de los vehículos, especialmente los de motor diesel.

Los COV contaminan el aire y, cuando se mezclan con óxidos de nitrógeno, reaccionan generando ozono, cuya presencia en el aire respirable crea un efecto nocivo proporcional a la concentración. Los compuestos orgánicos volátiles se liberan con la ignición de materiales combustibles, madera, carbón o gas natural. También son liberados a la atmósfera por disolventes, pinturas, adhesivos, plásticos, aromatizantes y otros productos empleados en procesos industriales, creando vapores y gases nocivos para la salud.

Señas de identidad de los COV

Los efectos sobre la salud y el medio ambiente derivan del hecho que estas sustancias son volátiles, liposolubles, tóxicas e inflamables.

-Volatilidad. Es la capacidad de evaporarse rápidamente a la atmósfera, lo que determina tanto un alto grado de contaminación atmosférica como importantes riesgos para la salud. La vía de entrada más peligrosa al organismo es la inhalación.

-Capacidad liposoluble. Sus moléculas orgánicas son solubles en los lípidos (grasas), con las que tienen gran afinidad, acumulándose en los tejidos grasos de los seres vivos.

-Inflamabilidad. Se inflaman y arden con facilidad en contacto con el aire.

-Toxicidad. Ésta depende del compuesto y las condiciones de exposición. Las exposiciones cortas pueden originar reacciones alérgicas o mareos. Las exposiciones prolongadas se relacionan con cuadros de lesiones neurológicas y otros efectos como irritabilidad, falta de memoria, dificultad de concentración, etc.

·¿Dónde se encuentran los COV?

La fuente de estas sustancias puede ser indistintamente natural o artificial. Una fuente natural es el metano, gas de efecto invernadero que se crea por la descomposición de la materia orgánica. La generación artificial de los COV se da en actividades industriales como la fabricación y aplicación de pinturas, lacas y barnices, industria del calzado, siderúrgica (desengrasado de metales), los detergentes empleados en el lavado en seco, la evaporación de disolventes orgánicos, los vehículos con motor de explosión, el humo del tabaco, productos de limpieza del hogar e, incluso, de higiene personal, cosméticos, etc.

En cuanto a las actividades generadoras de COV, serán obviamente las relacionadas con las fuentes que acabamos de citar, e incluyen la industria siderúrgica, fabricación de plásticos y caucho, fabricación de calzado, pinturas, barnices y lacas, industria alimentaria, maderera, farmacéutica, cosmética, lavandería, etc.

En los centros de trabajo se pueden encontrar emisiones puntuales y difusas. Las primeras tienen una salida localizada a la atmósfera (chimenea, torre de humos), por lo que pueden ejercerse fáciles medidas de evaluación y control. Por su parte, las emisiones difusas no están localizadas (vapores ocasionados por fugas, derrames, manipulación inadecuada), lo que hace más difícil su control y evitar su transferencia al ambiente laboral, y a la atmósfera en definitiva.

Compuesto Orgánico Volátil es cualquier sustancia orgánica que contiene carbón y que se evapora a temperatura ambiente. Contribuyen de manera decisiva a la formación del ‘smog’ fotoquímico (neblina contaminante)

Agente agresor

Como se ha apuntado más arriba, los efectos de los COV sobre la salud humana tienen que ver con el tipo de sustancia, el tiempo-condiciones de exposición y otros factores individuales de la persona expuesta.

Los COV se acumulan en diversas partes del cuerpo humano. A corto plazo, pueden causar afecciones ‘menores’, como irritación de ojos, nariz y garganta, náuseas, mareos, dolor de cabeza, fatiga, reacciones alérgicas, molestias gástricas o intestinales, pigmentación de la piel, pérdida de concentración y trastornos de la memoria.

La combustión de materia libera COVs, que polucionan la atmósfera, contaminan
el aire respirable y perjudican la salud

La exposición prolongada en el tiempo puede originar daño en órganos internos, como el hígado o los riñones, llegando a afectar incluso al sistema nervioso central. La exposición a los COV –aunque sea difícil demostrar la relación directa causa-efecto en la mayoría de los casos- es la causante de enfermedades como el cáncer, que se ha convertido en una de las enfermedades profesionales de mayor frecuencia en el mundo.  Según datos de la Organización Internacional del Trabajo (OIT), el 9,6% de todas las muertes por esta patología son atribuibles al trabajo. En los 27 países de la UE, 95.581 muertes por cáncer en 2002 estuvieron relacionadas con el trabajo.

A la amenaza higiénica hay que añadir la medioambiental que, lógicamente, acaba repercutiendo también en la salud de las personas, porque no podemos vivir al abrigo de campanas de cristal. El principal inconveniente medioambiental de los COV es que, al mezclarse con otros contaminantes atmosféricos, como los óxidos de nitrógeno (NOX) y reaccionar con la luz solar, pueden formar ozono troposférico, que contribuye al problema del ‘smog’ fotoquímico. Este problema se agrava especialmente en verano, al coincidir el sol y las altas temperaturas.

La peligrosidad de los COV da origen a una triple clasificación:

-Compuestos extremadamente peligrosos para la salud: benceno, cloruro de vinilo, dicloroetano, azufre...

-Compuestos de clase A. Susceptibles de causar daños significativos al medio ambiente, como acetaldehido, anilina, tetracloruro de carbono, tricloroetano, tricloroetileno, triclorotolueno...

-Compuestos de clase B. Tienen menor impacto medioambiental: acetona, etanol y combustibles fósiles (tubos de escape de vehículos).

La vía de acceso 

El enemigo, normalmente en forma de vapor o aerosol, penetra en el organismo a través de las vías respiratorias, pudiendo incorporarse directamente su carga nociva al caudal sanguíneo, lo que hace que ésta sea la vía con mayor potencial lesivo para el individuo afectado. 
Las vías respiratorias superiores (nariz, boca, laringe y faringe) constituyen el punto de entrada más importante. Según el experto en PRL, Manuel Jesús Falagán, autor de Higiene Industrial Aplicada, “se trata de un ‘sistema rápido’ dado que hay una considerable superficie de absorción del tóxico: 80 m2 y una barrera frágil de 0,00001 mm de espesor, así como un sistema franco debido a su contacto directo con el sistema circulatorio (oxígeno celular)”. 
Falagán afirma que “cualquier sustancia suspendida en el ambiente puede ser inhalada, pero sólo las partículas que cuenten con un tamaño apropiado alcanzarán los alvéolos pulmonares (...) Los vapores, gases y aerosoles no rechazados por las defensas naturales del individuo podrán llegar a los alvéolos, lugar donde se produce el paso del oxígeno a la sangre, produciendo daños locales o atravesándolos para incorporarse a la sangre y, así, ser distribuidos por todo el cuerpo junto con el oxígeno”. 
Este autor también señala que “la porción total de contaminante absorbida por vía inhalatoria quedará supeditada a su concentración en la atmósfera de trabajo, al tiempo de exposición y a la ventilación pulmonar”. 
Una vez en los alvéolos pulmonares, los tóxicos pueden absorberse por diferente mecanismos (difusión pasiva, fagocitosis, o difusión linfática), siendo ésta última la más grave, ya que la toxina llega rápidamente a la sangre a través de la circulación, produciéndose una perniciosa y casi inmediata concentración hematológica que origina cuadros clínicos graves. 
Los disolventes también pueden absorberse por vía dérmica, que hará mucho más lenta la llegada de la carga nociva al torrente sanguíneo; y por vía digestiva, a través de la boca, por contacto con las manos, bebidas, alimentos y cigarrillos contaminados. 

Riesgos específicos de algunos COV (disolventes)

Los disolventes orgánicos se usan de forma general en diversas industrias. La mayoría de las veces, los trabajadores no se exponen a un único disolvente, sino a una mezcla y, en muchos casos, a otros compuestos. La intoxicaciones por disolventes y sus vapores se producen por la manipulación de dichas sustancias en el entorno laboral, donde son frecuentes las exposiciones prolongadas a concentraciones tóxicas. Auténtico problema de higiene laboral, no podemos hacer oídos sordos a los disolventes o, mejor dicho, teniendo en cuenta la vía de acceso al cuerpo humano, no podemos dejar indiferentes nuestras narices. Los disolventes no sólo afectan a la salud del trabajador expuesto, sino a su progenie a través de la reproducción sexual.

Aborto espontáneo	La exposición materna durante el embarazo aumenta el riesgo de aborto de dos a cuatro veces. Entre las sustancias susceptibles se encuentran el cloruro de metilo, tolueno, formaldehído, tricloro-etileno, percloro-etileno, tetracloro-etileno y xileno.
Malformaciones congénitas	Las mujeres expuestas a disolventes presentan un mayor riesgo de tener hijos con alteraciones en el sistema nervioso central, malformaciones cardíacas (tricloro-etileno), en el tracto urinario (tolueno) o en el paladar y en los labios (tricloro-etileno, tetracloruro de carbono, percloro-etileno).
Cáncer infantil	Los disolventes pueden aumentar el riesgo de cáncer neurológico y urinario, así como el de leucemia en hijos de padres expuestos. Son sustancias de riesgo las gasolinas, tricloro-etileno y metil-etil-cetona.

Efectos de los disolventes en la reproducción humana (fuente: ISTAS)

Hacemos referencia, a continuación, a uno de los ‘reyes’ de la toxicidad: 
·Tolueno o metilbenceno. Causa daños al hígado, riñones y el sistema nervioso central. El tolueno (C6 H5 CH3) es un líquido claro y volátil con olor aromático dulzón, poco soluble en agua y muy liposoluble. Es uno de los solventes de abuso más utilizados (‘esnifadores’ de colas). Se usa en la manufactura del benceno y productos tales como detergentes, adhesivos, explosivos, pegamentos, colas, lacas, etc. 
Se absorbe bien por vía inhalatoria y digestiva, sin embargo, la absorción es escasa a través de la piel intacta. Casi un 80% de la dosis absorbida se metaboliza en el hígado a través del sistema citocromo P450, y el 20% restante se elimina sin cambios por el pulmón. Produce su efecto tóxico sobre el SNC y sistema nervioso periférico, sobre el riñón y el corazón, pudiendo originar alteraciones electrolíticas y metabólicas. 
Durante la exposición aguda el tolueno es un irritante para ojos, pulmones, piel y otras áreas de contacto directo, produciendo eritema, dermatitis, parestesias de piel, conjuntivitis y queratitis. Asimismo, puede observarse midriasis y lagrimeo por la exposición a vapores de tolueno. Tras la inhalación a baja concentración, el efecto inicial que produce esta sustancia es la euforia con comportamiento alterado. En concentraciones más altas se ha descrito depresión del SNC, con cefalea, confusión, náusea, ataxia, nistagmus, convulsiones y coma, arritmias, muerte súbita, parada respiratoria y neumonitis química. 
Exposiciones reiteradas producen afectación del parénquima renal, con hematuria, proteinuria y piuria, acidosis metabólica y trastornos hidroelectrolíticos tales como hipopotasemia, hipocalcemia, hipofosfatemia e hipercloremia. 

La mala calidad del aire respirable debido a los COV, y su acumulación en la atmósfera, plantea serios problemas de salud, que afectan a la población más sensible (niños y ancianos)

Formaldehído (formol o formalina), un gas sofocante

Con la fórmula CH2 O, tanto el gas como la solución de formalina se caracterizan por su olor fuerte, irritante y sofocante. Además, se trata de un gas extremadamente inflamable. No obstante, es uno de los compuestos orgánicos básicos más importantes de la industria química. Sirve para la fabricación de diversos tipos de resinas, que, entre otras aplicaciones, se utilizan como adhesivos en la fabricación de tableros de virutas de madera aglomeradas y otros productos laminados de madera. Otras aplicaciones incluyen el tratamiento anti-arrugas de los tejidos, o la fabricación de barnices y espumas de aislamiento térmico para la construcción. 
Las soluciones acuosas del gas se utilizan como desinfectante, agente para el embalsamamiento y conservante de órganos y tejidos en los laboratorios de histo-patología, anatomía patológica, etc. También se emplea como conservante de productos cosméticos (jabones y champúes) y como biocida de líquidos susceptibles de sufrir contaminación microbiana, como los fluidos refrigerantes (“taladrinas”) utilizados en la mecanización de metales para la conservación del utillaje. 
Aunque no tiene un sustituto universal, puede sustituirse, en determinadas aplicaciones, por sustancias o procesos alternativos. 
-Efectos agudos para la salud. Es muy irritante de la piel, ojos y vías respiratorias. Trabajadores expuestos a 0,3 ppm de formaldehído presentan síntomas de irritación ocular y nasofaríngea, además de opresión torácica. Una concentración elevada puede producir edema pulmonar. Por tratarse de una sustancia sensibilizante (alérgeno), provoca dermatitis alérgicas y asma bronquial, cuyos episodios se repiten en las personas afectadas siempre que se produce la exposición (por tanto, es invalidante). 
-Efectos crónicos para la salud. La Agencia Internacional de Investigación del Cáncer (IARC) clasificó esta sustancia en 2004 como carcinógeno de la categoría 4. Su nocividad no derivaría de los efectos genotóxicos, sino de la correlación dosis-tiempo-respuesta, por lo que supuestamente no afectaría a la salud siempre y cuando se respeten los límites de exposición laboral (TLV) establecidos para esta sustancia. 

Tricloroetileno, de olor dulzón y ‘agradable’

El TCE, cuya fórmula es C2 HCl3, presenta el aspecto de un líquido incoloro, no inflamable y con un olor agradable, lo que constituye, obviamente, un riesgo añadido. Se ha utilizado en multitud de aplicaciones a lo largo del siglo pasado debido a las ventajas que ofrece por su gran poder disolvente de aceites, grasas, ceras y sustancias orgánicas en general. Hasta que se manifestaron sus efectos tóxicos a largo plazo fue, incluso, utilizado como anestésico general, como disolvente para la extracción de aceites comestibles, para descafeinar el café y como quitamanchas de uso doméstico. 
En la década de 1970 se prohibió su uso en alimentación y cosmética, aunque siguió usándose en aplicaciones como: desengrasante de metales en “fase vapor”, desengrasante en frío de piezas metálicas, limpieza “en seco” de tejidos, aerosoles de limpieza y desengrasado de equipos eléctricos, disolvente de adhesivos, cauchos y pinturas, o intermedio químico para la fabricación de freones. 
-Efectos agudos para la salud. Es un depresor del sistema nervioso central (efecto anestésico). Puede aumentar la respuesta del miocardio y ocasionar el fallecimiento por fibrilación ventricular. La exposición a esta sustancia, mientras se ingieren bebidas alcohólicas, puede provocar un cuadro de intolerancia al alcohol. Puede ocasionar dermatitis de contacto (alteración de la barrera dérmica), considerándose como excepcionales las efectos del TCE sobre hígado y riñones. 
-Efectos crónicos para la salud. La intoxicación crónica se manifiesta principalmente con alteración neurológica central y periférica. En el primer caso puede darse daño cerebral difuso (cefaleas, astenia, anorexia, vértigos, pérdida de memoria, depresión, trastornos emocionales y, en casos más graves, cuadros clínicos asimilables a la demencia). La afectación neurológica periférica suele presentarse como una poli-neuropatía de las extremidades inferiores. También puede ocasionar disfunciones hematológicas (trombocitemia, anemia, etc.). Está clasificado por el Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo (INSHT) en el grupo 1B como sustancia cancerígena (hígado y pulmón).

Micro-partículas de la combustión diesel

La OMS, ha clasificado las emisiones de los motores diesel como cancerígenas para los seres humanos. Por otra parte, los científicos disponen de suficientes evidencias para asegurar que la exposición está asociada con un incremento del riesgo de cáncer de pulmón (comunicado de la IARC tras una reunión de expertos internacionales celebrada en Lyon, Francia). Según las mismas conclusiones, existirían “pruebas limitadas” de que las emisiones de ese tipo de motores pueden también incrementar el riesgo de cáncer de vejiga. “Dado el impacto para la salud humana de las partículas de los motores diesel, la exposición a esta mezcla de productos químicos debería reducirse en el mundo entero”, alertan los expertos de  la Agencia IARC.

Las conclusiones se apoyan en muestras tomadas entre trabajadores con altos niveles de exposición, aunque los resultados de otros estudios similares sobre el conjunto de la población también confirman las sospechas de la toxicidad de las emisiones, y no hacen más que refrendar las sospechas (evidencias) existentes. “Por tanto, las acciones para reducir la exposición deben englobar tanto a los trabajadores como a la población general”, puntualizan los expertos.

Las emisiones nocivas provienen de los coches, que son los vehículos más numerosos, pero también son contaminantes otros motores, como los de los barcos y trenes diesel, añade la nota de la IARC. Los científicos ratifican además que las emisiones de los motores de gasolina también pueden resultar cancerígenas para los seres humanos, tal y como se había señalado en una evaluación previa en 1989.

En el manejo de COV, como gasolinas, naftas, disolventes, deben extremarse las medidas de protección personal y ambiental. (Foto gentileza de Showa Best Glove)

El problema de fondo es la calidad del aire respirable y la nocividad de las micro-partículas en suspensión, que son altamente respirables. España, junto a muchos otros países, incumple las normas de calidad del aire de la Directiva 2008/50/CE, cuyo objeto es reducir la contaminación, de manera que sean mínimos sus efectos nocivos en la salud humana y en el medio ambiente, así como mejorar la información a la población sobre los riesgos que entraña esta contaminación.

La citada Directiva europea introduce un límite aplicable a las concentraciones en suspensión de partículas de polvo fino (denominadas PM2,5). En la actualidad se reconoce que estas partículas, emitidas por una gama amplia de fuentes, tales como vehículos diesel, fábricas y calderas domésticas, son los contaminantes atmosféricos más peligrosos para la salud humana.

Bibliografía:
Guía práctica para la sustitución de agentes químicos. Foment, Prevención de Riesgos Laborales.
Higiene Industrial Aplicada. Manuel Jesús Falagán.
COV. Instituto Sindical de Trabajo, Ambiente y Salud (ISTAS).
“Por Experiencia”. ISTAS.

DESPIECE 1:

Smog fotoquímico

El ‘smog’ es una amalgama contaminante suspendida en el aire, una mezcla de humo y niebla, que se forma cuando se combinan ambos elementos. Los sistemas de calefacción antiguos, que quemaban carbón, generaban mucho humo, un problema al que no fueron ajenos los habitantes de la city londinense durante décadas.

Junto al smog clásico, existe una variante, denominada smog fotoquímico, que se forma cuando la energía de la luz solar (fotones) choca con moléculas de diferentes tipos de agentes contaminantes presentes en la atmósfera. Los fotones desencadenan una serie de reacciones químicas, pasando las moléculas de contaminación a convertirse en otros tipos de productos químicos nocivos. El pernicioso ‘cóctel’ químico resultante es lo que conocemos por smog fotoquímico.

Los productos químicos en suspensión responsables de esas atmósferas tóxicas son los óxidos de nitrógeno y, por supuesto, los  Compuestos Orgánicos Volátiles (COV, o VOC, por sus siglas en Inglés, de Volatile Organic Compounds).

Esta mezcla aérea nada saludable oscurece la atmósfera dejando un aire, teñido de color marrón rojizo, cargado de componentes dañinos para el sistema respiratorio. El problema, que es el denominador común a todas las grandes ciudades del mundo, se agrava en lugares de clima cálido, seco y soleado, especialmente si tienen muchos vehículos u otros efluentes de contaminación a la atmósfera. La polución del smog fotoquímico se intensifica al aumentar la intensidad y el tiempo de la radiación solar (el verano). Por otra parte, fenómenos climatológicos como las inversiones térmicas, suelen agravar este problema en determinadas épocas, ya que crean una ‘boina’ sobre las ciudades que dificulta la renovación del aire y la dispersión de los contaminantes.

DESPIECE 2:

Legislación en España

España tiene dos RD orientados a la prevención y la reducción de la contaminación atmosférica por COV.

El Real Decreto 117/2003 limita las emisiones de COV por el uso de disolventes en determinadas actividades. Dicho RD define el COV como “todo compuesto orgánico que tenga a 293,15 K una presión de vapor de 0,01 kPa o más, o que tenga una volatilidad equivalente en sus condiciones particulares de uso”.

El Real Decreto 227/2006 transpone la Directiva 2004/42/CE del Parlamento Europeo, y su objetivo es limitar el contenido de COV en pinturas, barnices y productos de renovación del acabado de vehículos.

En cuanto a las gasolinas, el RD 2102/1996 se refiere al control de emisiones de COV resultantes de almacenamiento y distribución de gasolinas desde las terminales a las estaciones de servicio. El RD 1437/2002 trata sobre la adecuación de las cisternas de gasolina.