UNIDAD I : FUNDAMENTOS DE HIGIENE INDUSTRIAL

Unidades de medida

Tabla de contenido Introducción .................................................................................................................................. 3 I.

UNIDADES Y CONVERSIONES ................................................................................................ 4

II.

Factores de conversión ......................................................................................................... 4 Procedimiento ........................................................................................................................... 4 Unidades de medidas usadas en D.S. 594 ................................................................................. 5 Concentraciones en el aire ........................................................................................................ 6

III.

Aplicaciones....................................................................................................................... 7

¿Cuál es la forma usual para convertir mg/m3 a ppm? ............................................................. 7 ¿Cómo se convierten mg/m3 a ppm a temperaturas y presiones diferentes? ......................... 7 Resumen........................................................................................................................................ 9

Introducción

La concentración de materia contaminante en el aire, agua y suelo de origen químico y susceptible de provocar un daño a la salud es extremadamente baja, esto quiere decir que debemos emplear unidades de medida capaces de ponderar esos bajos valores absolutos. Por otra parte, también es necesario emplear las unidades adecuadas para los agentes físicos. Por todo ello existe cierta terminología que se debe conocer. Los agentes biológicos presentes en muestras de orina y sangre, de igual forma, deben ser tratados en unidades adecuadas para su interpretación desde el punto de vista toxicológico.

I. UNIDADES Y CONVERSIONES

Por medio de las equivalencias podemos convertir unidades de un sistema a otro: Como se ve en la tabla de medidas siguiente: Tabla de equivalencias de peso, volumen, longitud, área y capacidad 1000 miligramos = 1 gramo 10 gramos = 1 decagramo 1000 gramos = 1 kilogramo 100 kilogramos = 1 quintal 1000 kilogramos = 1 tonelada 2.2046 libras = 1 kilogramo 0.4536 kilogramos = 1 libra 1000 milímetros cúbicos = 1 centímetro cúbico 1000 centímetros cúbicos = 1 decímetro cúbico 1000 decímetros cúbicos = 1 metro cúbico 1000 metros cúbicos = 1 decámetro cúbico 28.317 decímetros cúbicos = 1 pie cúbico 35.32 pies cúbicos = 1 metro cúbico

II. Factores de conversión Procedimiento

El factor de conversión es la expresión de una cantidad con sus respectivas unidades, que es usada para convertirla en su equivalente en otras unidades de medida establecidas en dicho factor. En cualquier equivalencia de unidades de medida se pueden obtener dos factores de conversión. El siguiente procedimiento es usado para la conversión de unidades: Cada una de las unidades que aparece en la cantidad física y que se desea convertir, deberá definirse en términos de esa unidad. Para cada operación, tómese un factor de conversión que cancele todas las unidades excepto las deseadas.

Ejemplos 1.- La distancia que hay entre una vivienda y una industria química es de 400 pies (ft), convierta esta cantidad a metros. 1 pie → 0.3048 m 400 pies → X X = 400 pie x 0.3048 m =121.92 m 1 pie 2.- Convierta una longitud de 1500 millas a kilómetros. 1 milla → 1609 m 1500 millas → X X = 1500 millas x 1609 m = 2412000 m 1 milla 3.- Convertir a cm la pantalla de un televisor de 50 pulgadas (inches). 1 pulg → 2.54 cm 50 pulg → X X = 50 pulg x 2.54 cm = 127 cm = 1.27 m 1 pulg 4.- Convertir la velocidad del viento de 120 km/h a millas/h. 120 km x 1 milla = 74.58 millas/h. 1 h 1.609 km 5.- Convertir una velocidad de 110 km/h a m/seg. 110 km x1000 m x 1 h =30.55 m/s. h 1 km 3600 seg. RECUERDE: El procedimiento es el mismo para cualquier conversión, usted debe manejar las tablas de conversión presentadas o consultar cualquier texto de Física o buscador de internet para obtener otras equivalencias.

Unidades de medidas usadas en D.S. 594 • • • • • • • • •

p.p.m. :Partes por millón expresadas volumétricamente y medidas a 25ºC y 760 mm de Hg. mg/m3 : Miligramos por metro cúbico. Expresa la concentración en formagravimétrica. m.p.p.c.f. : Millones de partículas por pie cúbico. p.p.c.c : Partículas por centímetro cúbico. dB : Decibelio (medida de nivel de presión acústica) Lux : Intensidad de iluminación recibida µm micra: millonésima parte del m. µg microgramo : millonésima parte del gramo µl microlitro : millonésima parte del litro

• • • • • •

Mg : miligramo M3 : metro cúbico 1 atm: Atmósfera = 760 mm. Hg p.p.c.c = 35.5 x m.p.p.c.f.p.p.m.= % x 104(% en volumen de un gas o vapor contaminante del aire) mg/m3= 0.52 x p.p.c.c. x d x D3(en sólidos, d=densidad y D=diámetro) TLV’s VALORES LÍMITES UMBRAL : Concentración en el aire, por debajo de la cual existe una razonable seguridad, de que un trabajador adulto y sano, puede ser expuesto día tras día sin efecto adverso. Existen tres valores: 1. TLV – TWA: Media ponderada en el tiempo, concentración media ponderada para una Jornada de ocho horas diarias. Exposición continua sin sufrir efectos adversos. 2. TLV – STEL: Límite de exposición para cortos periodos de tiempo. Exposición media ponderada durante 15 minutos que no debe excederse durante la jornada. Concentración a la que los trabajadores se pueden exponer durante un corto espacio de tiempo sin sufrir irritación. 3. TLV - CEILING (Techo): Exposición para cortos periodos de tiempo. Concentración que no se debe sobrepasar en ningún instante de la jornada Para su valoración se admiten muestras de hasta 15 minutos excepto para sustancias que puedan causar irritación inmediata.

Concentraciones en el aire Las concentraciones de metales y partículas del aire son expresadas, convencionalmente, en unidades de masa y las de los compuestos orgánicos e inorgánicos a menudo son expresadas en las siguientes unidades: 1 mg/m³ = 1,000 μg/m³ 1 μg/m³ = 1,000 ng/m³ 1 ng/m³ = 1,000 pg/m³ Algunas veces, las concentraciones de los compuestos orgánicos e inorgánicos son expresadas en unidades de volumen, que sin embargo raramente son utilizadas para expresar las cantidades de metales y/o partículas:       

1 ppm = 1,000 ppb 1 ppb = 1,000 ppt 1 mg/kg = 1 ppm 1 μg/g = 1 ppm 1 μg/kg = 1 ppb 1 ng/g = 1 ppb 1 ppm = 1,000 ppb

III. Aplicaciones ¿Cuál es la forma usual para convertir mg/m3 a ppm? El folleto de la ACGIH "Valores de Concentración Máxima Admisible en el aire ambiente (Threshold Limit Values (TLVs™) para sustancias Química y Agentes Físicos e Índices de Exposición Biológica (BEIs™)" utiliza las fórmulas: TLV en mg/m3= (gramo de peso molecular de sustancia) x (TLV en ppm) 24.45 TLV en ppm=

24.45 x (TLV en mg/m3)

(gramo de peso molecular de sustancia) Estas fórmulas se pueden usar cuando se toman las mediciones a 25°C y la presión del aire es de 760 torr (= 1 atmósfera o 760 mm Hg).

¿Qué es gramo de peso molecular? Gramo de peso molecular es el peso molecular (MW) expresado en gramos. Por ejemplo, el gramo de peso molecular para el tolueno es 92.13 g. puesto que el peso molecular es 92.13. Un gramo de peso molecular se conoce también como un gramo molar.

¿Cómo se convierten mg/m3 a ppm a temperaturas y presiones diferentes?

El número 24.45 en las ecuaciones anteriores es el volumen (litros) de un molar (gramo de peso molecular) de un gas o vapor cuando la presión es 1 atmósfera (760 torr o 760 mm Hg) y a 25°C. Para convertir mg/m3 a ppm en otras temperaturas y presiones, se debe calcular el volumen de 1 gramo de peso molecular de un contaminante transportado por aire (ej. 92.13 gramos de tolueno) usando la fórmula: V = (RT/ P). En donde R es la constante ideal de gas; T, la temperatura en kelvins (273.16 + T°C); y P, la presión en mm Hg. Esta información puede ser sustituida en las fórmulas para la conversión entre mg/m3 y ppm.

TLV en mg/m3= (P/RT) x MW x (TLV in ppm) = P x MW x (TLV en ppm) 62.4 x (273.2 + T°C) Y

TLV

en

ppm= 62.4 P x MW

x

(273.2

+

TX)

x

(TLV

en

mg/m3)

En donde el valor de R es 62.4 cuando la temperatura (T) está en kelvins, K (=273.16 + T°C), la presión está expresada en unidades de mm Hg y el volumen está en litros. Existen diferentes valores para la constante R de gas si la temperatura está expresada en grados Fahrenheit (°F) o si se usan otras unidades de presión (ej., atmósferas, kilopascales).

Para convertir una concentración expresada en unidades de ppb a una concentración expresada en unidades de μg/m³: multiplicar la concentración (en ppb) por el peso molecular del contaminante (en gramos/moles) y dividir por 24,45. Para convertir una concentración expresada en unidades de μg/m³ a una concentración expresada en unidades de ppb: multiplicar la concentración (en μg/m³) por 24,45 y dividir por el peso molecular (en gramos/moles) del contaminante. Concentraciones

Concentraciones en el agua 1 mg/L = 1,000 μg/L 1 μg/L = 1,000 ng/L 1 mg/L = 1 ppm 1 μg/L = 1 ppb 1 ng/L = 1 ppt 1 ppm = 1,000 ppb 1 ppb = 1,000 ppt Concentraciones en el suelo 1 mg/kg = 1,000 μg/kg 1 mg/kg = 1 μg/g

Resumen

En esta lección, hemos tratado las principales unidades de medida y los factores que permiten su conversión, puesto que en forma permanente deberán realizar cálculos con instrumentos de medición y compararlos con los límites permisibles para los agentes contaminantes presentes en los lugares de trabajo, de modo que sean capaces de realizar una correcta interpretación de las unidades de muestreo de los contaminantes en los ambientes laborales y la correcta conversión de cantidades y unidades de medida.