Prévention du risque dans le laboratoire. Installations, matériel du laboratoire et équipement
Risk prevention in the laboratory. Installations and laboratory equipment

Redactores:

M. G. Rosell Farrás
Ingeniero Técnico Químico

X. Guardino Solá
Dr. en Ciencias Químicas

E. Gadea Carrera
Licenciado en Ciencias Químicas

CENTRO NACIONAL DE CONDICIONES DE TRABAJO

Introducción

En el laboratorio, además de los riesgos intrínsecos de los productos químicos y de los generados por las operaciones que con ellos se realizan, deben considerarse también los que tienen su origen en las instalaciones, material de laboratorio y equipos existentes en el mismo.

El laboratorio dispone normalmente de una serie de instalaciones o servicios generales de gas, agua, aire comprimido, vacío, electricidad, etc. de los cuales el responsable del laboratorio debe tener constancia que cumplen las normativas de carácter estatal, autonómico o local que les afecten, que se hallen en buen estado y estén sometidas a un mantenimiento adecuado que garantice tanto el cumplimiento de la reglamentación comentada, como un riesgo nulo o escaso de provocar daños al personal que las utiliza en su trabajo en el laboratorio.

Iluminación y PVD

La iluminación del laboratorio debe ser acorde con la exigencia visual de ¡os trabajos que se realicen en él, que puede llegar a ser muy alta, lo que implica un nivel de iluminación mínimo de 1000 lux (RD 486/97 sobre puestos de trabajo), aunque se considera que un nivel de 500 lux basado en luminarias generales con iluminación de apoyo, es suficiente para una gran parte de las actividades.

El uso, cada vez más amplio, de pantallas de visualización de datos (PVD) en los laboratorios, también debe ser considerado al fijar las necesidades de iluminación. La reglamentación existente sobre el trabajo con PVD (RD 488/97) hace referencia a la necesaria coordinación entre su utilización, su ubicación y los requerimientos generales de iluminación y la ausencia de reflejos y deslumbramientos.

Ventilación

La ventilación general del laboratorio permite su acondicionamiento ambiental en cuanto a necesidades termohigrométricas y la dilución y evacuación de contaminantes. El adecuado acondicionamiento ambiental del laboratorio se consigue actuando sobre la temperatura, el índice de ventilación y la humedad del aire.

El control ambiental del laboratorio exige dos actuaciones bien diferenciadas: la retirada de contaminantes y la renovación del aire. Aunque la simple renovación del aire del ambiente permite hasta un cierto punto controlar el nivel de contaminación ambiental (disminución de olores y dilución de la concentración de contaminantes) es incapaz de eliminar eficazmente los contaminantes generados en el laboratorio.

Si el laboratorio comparte el sistema de ventilación con otras dependencias, a la propia dificultad de acondicionar adecuadamente el laboratorio por su probablemente elevada carga térmica, se añaden otros problemas como la propagación de un incendio y la dispersión de la contaminación residual del laboratorio hacia instalaciones anexas. Por todo ello es recomendable disponer de un sistema de ventilación independiente y exclusivo del laboratorio. 

La norma UNE 100-011-91 recomienda para los laboratorios un aporte de aire exterior de 10 L/s por persona ó 3 L/s.m², caudales que deben considerarse mínimos a efectos de ventilación y máximos a efectos de ahorro de energía y siempre que el aire alcance toda la zona ocupada. Debe tenerse en cuenta también que el caudal de aire exterior está a su vez determinado por el funcionamiento de las vitrinas del laboratorio, cuyo uso constituye el sistema más eficaz para eliminar la contaminación química y biológica generada por la actividad del laboratorio.

Todas las operaciones con riesgo en las que se manipulen productos peligrosos deben llevarse a cabo en vitrinas de laboratorio que, a su vez, deben ser adecuadas a los productos que se manipulen (ácidos, corrosivos, radiactivos, etc.) y a las operaciones a realizar (extracciones, baños, destilaciones, etc.). Su diseño, instalación y utilización debe ser tal que permita un control ambiental eficaz de la concentración de las sustancias que se estén manipulando. Requisitos para su correcta instalación, funcionamiento y uso se detallan en la norma BS 7258 Laboratory fume cupboards part 1, de 1994, y en los Cahiers de notes documentaires nº 160 Sorbonnes de laboratoire, de 1995.

Los riesgos asociados a la ventilación del laboratorio se pueden resumir en:

• Contaminación ambiental residual y olores.

• Elevadas concentraciones ambientales generadas por derrames, vertidos y fugas de gases.

• Productos peligrosos que pasen a la atmósfera cuando se manipulan y se realizan operaciones con ellos.

La prevención adecuada frente a estos riesgos es:

• Ventilación del laboratorio eficaz, independiente del resto de las dependencias.

• Mantenimiento del laboratorio en depresión respecto a las zonas colindantes.

• Circulación del aire del lugar menos contaminado al más contaminado.

• Extracción localizada mediante vitrinas de laboratorio.

• Ventilación de emergencia.

Material de vidrio

Es un elemento fundamental en el trabajo de laboratorio ya que presenta una serie de ventajas: transparencia, manejabilidad, facilidad de diseño y sencillez en la preparación de montajes, permitiendo, además, su moldeabilidad por calentamiento y la fabricación de piezas a medida.

Los riesgos asociados a la utilización del material de vidrio en el laboratorio son:

• Cortes o heridas producidos por rotura del material de vidrio debido a su fragilidad mecánica, térmica, cambios bruscos de temperatura o presión interna.

• Cortes o heridas como consecuencia del proceso de apertura de ampollas selladas, frascos con tapón esmerilado, llaves de paso, conectores etc., que se hayan obturado.

• Explosión, implosión e incendio por rotura del material de vidrio en operaciones realizadas a presión o al vacío.

Las medidas de prevención adecuadas frente a estos riesgos son:

• Examinar el estado de las piezas antes de utilizarlas y desechar las que presenten el más mínimo defecto.

• Desechar el material que haya sufrido un golpe de cierta consistencia, aunque no se observen grietas o fracturas.

• Efectuar los montajes para las diferentes operaciones (reflujos, destilaciones ambientales y al vacío, reacciones con adición y agitación, endo y exotérmicas, etc.) con especial cuidado, evitando que queden tensionados, empleando soportes y abrazaderas adecuados y fijando todas las piezas según la función a realizar.

• No calentar directamente el vidrio a la llama; interponer un material capaz de difundir el calor (p.e., una rejilla metálica).

• Introducir de forma progresiva y lentamente los balones de vidrio en los baños calientes.

• Utilizar aire comprimido a presiones bajas (0,1 bar) para secar los balones.

• Evitar que las piezas queden atascadas colocando una capa fina de grasa de silicona entre las superficies de vidrio y utilizando siempre que sea posible tapones de plástico.

• Para el desatascado de piezas deben utilizarse guantes espesos y protección facial o bien realizar la operación bajo campana con pantalla protectora. Si el recipiente a manipular contiene líquido, debe llevarse a cabo la apertura sobre un contenedor de material compatible, y si se trata de líquidos de punto de ebullición inferior a la temperatura ambiente, debe enfriarse el recipiente antes de realizar la operación.

Instalación eléctrica - Aparatos eléctricos

La instalación eléctrica del laboratorio debe estar diseñada en el proyecto de obra de acuerdo con el Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (REBT) y en función de sus líneas de trabajo, del tipo de instrumental utilizado y teniendo en cuenta las futuras necesidades del laboratorio. Este aspecto debe ser contemplado en todas las modificaciones que se realicen. Por otro lado, la incorporación de nuevo instrumental debe tener en cuenta sus requerimientos eléctricos.

Los conductores deben estar protegidos a lo largo de su recorrido y su sección debe ser suficiente para evitar caídas de tensión y calentamientos. Las tomas de corriente para usos generales deben estar en número suficiente y convenientemente distribuidas con el fin de evitar instalaciones provisionales.

En los locales o zonas donde se trabaje con líquidos inflamables la instalación eléctrica ha de ser de seguridad aumentada o antideflagrante y debe cumplir las normas específicas del REBT MIE-BTO26 sobre Prescripciones Particulares para las Instalaciones de Locales con Riesgo de Incendio y Explosión.

De entre los distintos aparatos que tienen conexión eléctrica, es recomendable disponer de líneas específicas para los equipos de alto consumo.

Los riesgos asociados a la utilización de instrumental eléctrico son:

• Electrocución por contacto directo o indirecto, generado por todo aparato que tenga conexión eléctrica.

• Inflamación o explosión de vapores inflamables por chispas o calentamiento del aparato eléctrico.

Los consejos para la prevención de estos riesgos son:

• Disponer de un cuadro general, preferiblemente en cada unidad de laboratorio, con diferenciales y automáticos.

• Disponer de interruptor diferencia¡ adecuado, toma de tierra eficaz e interruptor automático de tensión (magnetotérmico).

• Distribución con protección (automático omnipolar) en cabeza de derivación.

• Instalar la fuerza y la iluminación por separado, con interruptores.

• Emplear instalaciones entubadas, siendo las > 750 V, rígidas.

• Aplicación del código de colores y grosores.

• No emplear de modo permanente alargaderas y multiconectores (ladrones).

• Mantener las distancias al suelo según las características del local.

• Usar circuitos específicos para aparatos especiales.

• En áreas especiales (húmedas y laboratorios de prácticas) emplear bajo voltaje (24 V), estancos, tapas, etc. Emplear seguridad aumentada para el trabajo de manera permanente con inflamables.

• Efectuar el mantenimiento adecuado y realizar inspecciones y comprobaciones periódicas.

Frigoríficos

Deben emplearse frigoríficos de seguridad aumentada cuando se guarden en su interior sustancias que puedan presentar peligro de inflamación o explosión y antideflagrantes cuando el frigorífico esté, además, situado en un área con atmósfera inflamable. Aunque en general no es recomendable, sólo pueden utilizarse frigoríficos domésticos para guardar productos inertes.

Los frigoríficos presentan riesgos de incendio y explosión/deflagración, cuando se guardan en su interior productos que pueden desprender vapores inflamables si los frascos que los contienen no están bien cerrados (ocurre a menudo) o tiene lugar un fallo de corriente que pueda producir un recalentamiento de algún producto o propiciar la explosión de algún recipiente. Cualquier chispa del motor (no antiexplosivo) del frigorífico puede producir un incendio o explosión si hay vapores inflamables en el ambiente del laboratorio en que se halla ubicado.

Para la prevención de estos riesgos:

• Emplear frigoríficos de seguridad aumentada que no dispongan de instalación eléctrica interior y, preferiblemente, los especialmente preparados para guardar productos inflamables que estén homologados (EEX/d/2C/T6).

• No guardar recipientes abiertos o mal tapados en el frigorífico.

• Utilizar recipientes capaces de resistir la sobrepresión interna en caso de recalentamiento accidental.

• Controlar de modo permanente la temperatura interior del frigorífico.

Aparatos con llama

El trabajo con llama abierta genera riesgos de incendio y explosión por la presencia de gases comburentes o combustibles, o de productos inflamables en el ambiente próximo donde se utilizan.

Para la prevención de estos riesgos son acciones adecuadas:

• Suprimir la llama o la sustancia inflamable, aislándolas, o garantizar una ventilación suficiente para que no se alcance jamás el límite inferior de inflamabilidad.

• Calentar los líquidos inflamables mediante sistemas que trabajen a una temperatura inferior a la de autoignición (p.e., baño maría).

• Utilizar equipos con dispositivo de seguridad que permita interrumpir el suministro de gases en caso de anomalía.

• Mantenimiento adecuado de la instalación de gas.

Baños calientes y otros dispositivos de calefacción

Los principales riesgos que presentan son quemaduras térmicas, rotura de recipientes de vidrio ordinario con desprendimiento de vapores, vuelcos, vertidos, emisión incontrolada de humos en los baños de aceite y generación de calor y humedad ambiental en los baños de agua.

También es importante el riesgo de contacto eléctrico indirecto por envejecimiento del material.

Para prevenir estos riesgos las principales acciones a tomar son:

• No llenar completamente el baño hasta el borde.

• Asegurar su estabilidad con ayuda de soportes.

• No introducir recipientes de vidrio ordinario en el baño, utilizar vidrio tipo Pyrex.

• Disponer de un termostato de seguridad para limitar la temperatura.

• Utilizar dispositivos aislantes térmicos que no contengan amianto.

• Cuando su uso sea continuado, disponer de extracción localizada.

• Llevar a cabo un mantenimiento preventivo con revisiones periódicas, que deben aumentar de frecuencia con el uso y la antigüedad del dispositivo. Prestar especial atención a las conexiones eléctricas.

Baños fríos

Normalmente, los contactos puntuales y poco intensos con el líquido refrigerante no producen daños ya que la evaporación es instantánea, pero un contacto prolongado es peligroso. Los principales riesgos que presentan son: quemaduras por frío y desprendimiento de vapores. También hay que tener en cuenta que si se emplean para el control de reacciones exotérmicas, cualquier incidente que anule su función puede generar un incendio, una explosión o la emisión de sustancias tóxicas al ambiente.

Son normas generales para la prevención de estos riesgos:

• No introducir las manos sin guantes protectores en el baño frío.

• Manipular la nieve carbónica con la ayuda de pinzas y guantes térmicos.

• Introducir los recipientes en el baño frío lentamente con el fin de evitar una ebullición brusca del líquido refrigerante.

• Emplear los baños de acetona con nieve carbónica preferiblemente en la vitrina.

Refrigerantes

Los refrigerantes funcionan normalmente con circulación de agua corriente a través de conexiones mediante tubos flexibles, aunque en algunos casos se emplea un circuito cerrado, con enfriamiento del agua en un baño refrigerado.

Los riesgos más habituales en el uso de refrigerantes son: rotura interna con entrada de agua en el medio de reacción que puede provocar incendio, explosión o emisión de productos tóxicos, fuga de vapores por corte en el suministro de agua e inundación en el caso de desconexión del tubo.

Disponer de un sistema de seguridad que interrumpa el aporte de calor en caso de que se corte el suministro de agua, asegurarse de que los tubos están bien sujetos, y renovarlos periódicamente, son medidas eficaces para la prevención de los riesgos mencionados.

Estufas

Presentan riesgos de explosión, incendio e intoxicación si se desprenden vapores inflamables en la estufa, de sobrecalentamiento si se produce un fallo en el termostato y de contacto eléctrico indirecto.

El control del riesgo en la utilización de las estufas se basa en las siguientes recomendaciones:

• Si se utiliza una estufa para evaporar líquidos volátiles debe disponerse de un sistema de extracción y retención por filtrado o por condensación de los vapores producidos. Si los vapores que se desprenden son inflamables, es recomendable emplear estufas de seguridad aumentada o con instalación antideflagrante.

• Emplear estufas con sistemas de seguridad de control de temperaturas (doble termostato, por ejemplo).

• Efectuar un mantenimiento adecuado, comprobando además la ausencia de corrientes de fuga por envejecimiento del material y correcto estado de la toma de tierra.

Botellas e instalación de gases

En el laboratorio se suelen utilizar gases a presión suministrados a través de una instalación fija o directamente de la botella (bombona). En ambos casos hay que observar determinadas precauciones y disponer de un protocolo de utilización. Las posibles situaciones de fugas e incendios deben estar contempladas en el plan de emergencia del laboratorio. La utilización de botellas, aún disponiendo de instalación de gases fija, es relativamente corriente.

Son situaciones de riesgo características en el empleo de gases a presión, disueltos o licuados:

• Caída de la botella.

• Intoxicación en caso de fuga de un gas tóxico, irritante o corrosivo de una botella o de la instalación.

• Fuga de un gas explosivo.

• Fuga de un gas inerte.

• Incendio en la boca de una botella de un gas inflamable.

Control del riesgo:

• Mantener las botellas fijas sujetándolas con una cadena a un soporte sólido.

• Disponer de un plan de actuación para casos de fugas e incendio en la boca de la botella.

• Observar las precauciones adecuadas a las características del gas manipulado. 

Autoclave

Riesgo:

• Explosión del aparato con proyecciones violentas.

Control del riesgo:

• Asegurarse documentalmente (homologación, certificación) de que el autoclave resiste la presión a la que tiene que trabajar.

• Debe estar equipado con un manómetro.

• Los autoclaves que trabajan a presiones muy elevadas deben estar ubicados en locales preparados para el riesgo de explosión.

• El aumento de presión debe ser progresivo, así como la descompresión.

Centrífugas

Riesgos:

• Rotura del rotor.

• Heridas en caso de contacto con la parte giratoria.

• Explosión por una atmósfera inflamable.

• Formación de bioaerosoles.

Control del riesgo:

• Repartir la carga simétricamente.

• La centrífuga debe llevar un mecanismo de seguridad de tal manera que no pueda ponerse en marcha si la tapa no está bien cerrada e impidiendo su apertura sí el rotor está en movimiento.

• Disponer de un procedimiento de actuación para el caso de roturas y/o formación de bioaerosoles.

Pipetas

Riesgos:

• Contacto o ingestión de un líquido tóxico o corrosivo.

• Cortes por rotura.

Control del riesgo:

• Prohibir pipetear con la boca.

• Utilizar siempre guantes impermeables al producto manipulado.

• Utilizar bombas de aspiración manual de caucho o cremallera que se adapten bien a las pipetas a utilizar.

• Para algunas aplicaciones y reactivos es recomendable utilizar un dispensador automático de manera permanente.

Instrumental analítico

Cromatógrafo de gases

El cromatógrafo de gases suele trabajar a temperaturas elevadas, a veces cíclicamente, y puede producir un cierto nivel de contaminación ambiental cuando se trabaja con detectores no destructivos.

Riesgos:

• Disconfort por el calor desprendido por el aparato.

• Quemaduras térmicas al realizar algunas operaciones en el detector, la columna o el inyector.

• Contaminación ambiental.

• Pinchazos en la manipulación de jeringas.

• Fugas de gases inflamables, especialmente hidrógeno.

• Contactos eléctricos indirectos en aparatos antiguos.

Control del riesgo:

• Disponer de un sistema de ventilación adecuado para disipar el calor producido por los aparatos.

• Utilizar guantes resistentes al calor cuando se realicen manipulaciones en zonas calientes.

• Conectar la salida del divisor de flujo del inyector de capilares y de los detectores no destructivos al exterior.

• Adecuado mantenimiento preventivo.

La mayor parte de estas instrucciones son extensivas a los espectrómetros de masas, tanto si utilizan la cromatografía de gases como fase previa o no.

Cromatógrafo de líquidos de alta resolución (HPLC)

Riesgos:

• Vertidos y contactos dérmicos en la preparación del eluyente.

• Contaminación ambiental si se emplean eluyentes volátiles.

Control del riesgo:

• Manipular los eluyentes adecuadamente, empleando guantes si existe posibilidad de contacto dérmico en las operaciones de trasvase.

• Emplear material de vidrio resistente en el tratamiento previo del eluyente, especialmente en las operaciones al vacío.

Espectrofotómetro de absorción atómica

Riesgos:

• Quemaduras químicas en la manipulación de ácidos concentrados empleados en el tratamiento previo (digestión) de las muestras a analizar.

• Desprendimiento de vapores irritantes y corrosivos.

• Quemaduras térmicas con la llama, horno de grafito y zonas calientes en general.

• Fugas de gases: acetileno y otros.

• Posible formación de hidrógeno cuando se utiliza el sistema de generación de hidruros.

• Radiaciones UV.

Control del riesgo:

• Realizar las digestiones ácidas en vitrinas.

• Utilizar guantes, gafas y equipos de protección personal adecuados.

• Sistema de extracción sobre la llama o horno de grafito.

• Buena ventilación general cuando se trabaja con el generador de hidruros.

• Tomar las precauciones adecuadas para trabajar con acetileno.

• No mirar directamente a la llama ni a las fuentes de emisión (lámparas).

Espectrofotómetro UV-visible e infrarrojo, fluorímetro, balanza, pHmetro, polarógrafo y otros aparatos de electroanálisis, autoanalizadores, microscopios, agitadores, etc.

Los riesgos asociables a esta instrumentación son básicamente de contacto eléctrico, quemadura térmica si hay zonas calientes, formación de ozono cuando se utilizan lámparas o radiaciones a determinadas longitudes de onda, etc.

Los procedimientos para reducir los riesgos existentes en la instrumentación se basan de una manera general en:

• Instalación adecuada.

• Mantenimiento preventivo eficaz.

• Instrucciones de uso y procedimientos normalizados de trabajo con las adecuadas instrucciones de seguridad que contemplen la especificidad de cada técnica. Por ejemplo: en el caso de la electroforesis a alto voltaje debe prestarse especial atención al riesgo eléctrico, en la cromatografía de capa fina al riesgo de cortes con los bordes de las placas, al riesgo de golpes en los aparatos con partes móviles (tener especial cuidado con la robotización de los laboratorios de análisis clínicos), al de contacto con los reactivos (riesgo químico) empleados en los autoana ¡izado res y con las muestras (riesgo biológico), etc.

Instalaciones de rayos láser

Existen diferentes tipos de láseres debido a los amplios intervalos de longitud de onda, potencia y energía en los que se aplica este tipo de energía y a las características de emisión, ya sea continua o en impulsos. Según su nivel de peligrosidad se clasifican en cuatro clases (UNE-EN-60825:93). 

Los efectos directos más importantes son la lesión en el ojo, sobre la cornea, el cristalino o la retina, y quemaduras cutáneas. Otros riesgos a tener en cuenta son:

• Contaminación atmosférica producida por el material vaporizado por el láser.

• Radiación colateral producida por la radiación UV o la radiación Visible y de IR próximo asociadas a los sistemas de bombeo.

• Utilización de corriente de alta tensión (> 1 KV).

Para la prevención de los riesgos relacionados con las instalaciones que emplean láseres, además de señalizarse la zona, debe tenerse en cuenta que la norma UNE EN 60825:93, que establece la clasificación de los aparatos láser y determina las medidas de seguridad. La seguridad eléctrica de los láseres está recogida en la norma CEI 820.

Instalaciones de radiaciones ionizantes

El riesgo de exposición a radiaciones ionizantes en los laboratorios tiene su origen en el empleo de fuentes radiactivas (RIA) y generadores de radiaciones ionizantes (espectrometría de difracción y fluorescencia de rayos X), estando perfectamente reglamentada su utilización y protección frente a las mismas (D 2869/1972 y RD 53/1992). Todo laboratorio en que se utilizan o manipulan generadores de radiaciones ionizantes o fuentes radiactivas constituye una instalación radiactiva a no ser que las fuentes estén encapsuladas y los equipos homologados, como ocurre con los detectores ECD empleados en cromatografía de gases. Todo ello conlleva una autorización de puesta en marcha que implica el cumplimiento de ciertos requisitos y obligaciones, como las inspecciones periódicas, la existencia de supervisor y operadores de la instalación, diario de operaciones, etc. que, en si mismos, constituyen un plan de prevención. 

Los riesgos se pueden resumir en:

• Irradiación: No hay contacto directo con la fuente; puede ser interna o externa.

• Contaminación: Hay contacto directo con la fuente, la cual puede estar depositada sobre una superficie o bien dispersa en el ambiente; el riesgo puede ser por inhalación, ingestión o contacto con la piel.

El control del riesgo, en consecuencia, está en relación con el tipo de riesgo.

General de la instalación

• Señalización del área y control de acceso.

• Dosimetría individual y ambiental.

• Observancia de los límites anuales de dosis.

• Vigilancia médica.

• Existencia de un plan de emergencia y evacuación.

Irradiación

• Distancia a la fuente; la dosis disminuye con la distancia.

• Tiempo; a menor tiempo, menor exposición.

• Apantallamiento, estructural y en los equipos. Blindajes y empleo de equipos homologados.

Contaminación (fuentes no encapsuladas)

• Superficies de trabajo lisas por su fácil descontaminación.

• Trabajo sobre bandejas recubiertas de absorbente para evitar la dispersión del radionucleido.

• En el caso de productos volátiles, trabajo en vitrinas provistas de sistema de extracción con filtros eficaces que impidan el paso del radionucleido al ambiente.

• Utilización de equipos y prendas de protección adecuadas.

• No permanecer con ropa de calle en el área radiactiva.

• No comer, beber, fumar ni aplicarse cosméticos en el laboratorio.

• Disponer de un plan de gestión de residuos específico y diferenciado con contenedores especiales. Todo el material contaminado, ropa y equipos de protección debe considerarse como residuo radiactivo a no ser que se descontaminen.

• Considerar otros riesgos existentes en la zona en relación con los productos utilizados.