Guias Técnicas de Seguridad en Cursos de Laboratorio Químico

Transcripción

1 Guias Técnicas de Seguridad en Cursos de Laboratorio Químico Introducción Una meta importante en la educación química de los estudiantes de ciencias es que conozcan los riesgos y ganen experiencia mientras trabajan con sustancias peligrosas en los cursos de laboratorio químico. Los estudiantes deben tener la base necesaria para tomar sus propias decisiones sobre medidas de seguridad en cada nivel de su educación. La conciencia de los riesgos que resulta de esta aproximación es otro objetivo de estos cursos de laboratorio y tiene la misma importancia que el aprendizaje de relaciones científicas complejas y la adquisición de conocimientos sobre los últimos desarrollos técnicos. El propósito de la educación moderna debe ser, por tanto, aprender a manejar con seguridad los productos químicos en los cursos de laboratorio así como la circumspection para protegerse de los riesgos ellos mismos y las demás personas que se encuentren trabajando en el laboratorio. Más aún, es necesario comportarse de forma responsible con respecto al medio ambiete y al público siguiendo las guias e instrucciones recibidas. Para evitar la formación de resíduos en el laboratorio es util reducir los volúmenes de los lotes de trabajo. Pueden utilizarse síntesis en varios pasos, utilizando los productos como materiales de partida para otro experimento, ahorrando así suministros químicos. Existen muchas leyes, directivas, regulaciones y guías que regulan prácticamente todos los campos del manejo de sustancias peligrosas y equipos con seguridad. Pero también es necesario que se imparta una conciencia de la seguridad basada en fundamentos químicos para evitar los accidentes en los laboratorios. Las estadísticas anuales de accidentes indican que los accidentes ocurren en muy pocos casos por defectos en las instalaciones técnicas o en los equipos. En la mayoría de los casos (aproximadamente 80%) son consecuencia de fallos humanos, donde la falta de conocimiento de los riesgos de las sustancias peligrosas y el no entender las recciones que se llevan a cabo juegan un papel fundamental. Los accidentes ocurren a menudo como resultado del comportamiento habitual de los operarios después de mucho tiempo de llevar a cabo las mismas operaciones de métodos potencialmente peligrosos, olvidando, entonces, aplicar las medidas de seguridad necesarias. 1

2 Para conseguir los objetivos descritos más arriba es esencial formular instrucciones específicas de trabajo para cualquier curso de laboratorio. Pueden estar basados en instrucciones generales para los laboratorios. Las instrucciones de trabajo deben contener los aspectos específicos del curso de laboratorio en particular y proporcionar además las siguientes informaciones: Una lista de todos los productos químicos usados en el curso de laboratorio incluyendo sus frases R & S (excepto las sustancias que se vayan a analizar en cursos analíticos, ya que esto entraría en contradicción con los objetivos de la enseñanza) Manuales de manejo de todos los aparatos si no se proporcionan instrucciones verbales Instrucciones experimentales y de trabajo detalladas o citas bibliográficas Estas instrucciones de trabajo para el curso de laboratorio deben ser leidas por todos los estudiantes y firmar el enterado. Los estudiantes que comienzan sus estudios de química, farmacia y biología deben recibir una enseñanza previa sobre métodos de trabajo con seguridad antes de comenzar los cursos de laboratorio químico o de llevar a cabo experimentos especialmente críticos. Esto puede llevarse a cabo tanto en un pre-curso de introducción o incluso del propio curso de laboratorio. Como consecuencia de sus estudios los estudiantes deben ser informados al principio de cada curso si se van a utilizar sustancias peligrosas. Puede esperarse cierto conocimiento previo si los estudiantes están familiarizados con ello. Los principiantes deben obtener las informaciones necesarias sobre las instrucciones de trabajo a través del profesor responsable. Por razones de seguridad es necesario conocer el equipo de seguridad del que se dispone y donde se encuentra localizado en el laboratorio. Puntos importantes son: 1. Salidas de emergencia, escalera de incendios, y vías de escape en general 2. Sistemas de alarma, teléfono y demás equipos para llamadas de emergencia 3. Extintores, alarmas de incendios y mantas ignífugas 4. Máscaras respiratorias y otros equipos relacionados, ducha de seguridad y lavaojos 2

3 5. Botiquines de primeros auxilios, camillas, sala de primeros auxilios, y despacho del profesor (que debe ser avisado) Es dudoso que todos los estudiantes y personal del laboratorio sepan realmente en caso de emergencia Cuales de los productos químicos que maneja son explosivos, tóxicos o extremadamente inflamables Quien corta el gas, el agua, la electricidad y otras líneas de suministro y de que manera Que no se deben usar en caso de incendio ni los ascensores ni las campanas de gases Que los extintores se deben rellenar después de cada uso Que las balas de gases a presión deben protejerse contra posibles caidas Lo que significa el término autoprotección Qué medidas de emergencia deben tomarse en caso de accidente grave Donde pueden encontrarse las informaciones de seguridad si se necesitan Antes de comenzar experimentos peligrosos debe informarse también a los estudiantes que trabajen en las proximidades sobre los riesgos particulares y las medidas de seguridad. Esto debe tenerse en cuenta particularmente en los laboratorios químicos si hay varios estudiantes trabajando en la misma campana de extracción. Medidas Generales de protección de la salud personal Para asegurar la protección de la salud personal deben seguirse una serie de puntos o principios: Cuando se trabaja en un laboratorio debe llevarse un vestuario de trabajo adecuado. Para los experimentos normales de laboratorio es suficiente el uso de una bata de laboratorio con mangas largas fabricado con un material que no se derrita (preferentemente algodón o un tejido mezcla de poliester y algodón). La bata de laboratorio no debe usarse en otros lugares distintos del laboratorio, p.ej. en las aulas, biblioteca, cafeteria o comedor, etc., para evitar la contaminación con los productos químicos que puedan estar adheridos. 3

4 Deben usarse zapatos cerrados y resistentes. Deben llevarse gafas de seguridad con protectores laterales durante todo el tiempo que se permanezca en el laboratorio. Cuando se lleva a cabo un experimento los estudiantes no pueden salir del laboratorio si es preciso vigilar continuamente el mismo y no hay presente ninguna persona con experiencia que conozca el desarrollo del experimento y sea capaz de supervisarlo. En caso de experimentos peligrosos deben estar presentes al menos dos personas. En la zona de los laboratorios no se deben guardar ni consumir bebidas o alimentos debido al riesgo de contaminación. Debido al riesgo de confusión no se deben utilizar para guardar productos químicos recipientes inicialmente diseñados para guardar alimentos o bebidas, y vice versa (no deben guardarse comidas o bebidas en recipientes usados habitualmente para guardar productos químicos). No está permitido fumar en los laboratorios debido al riesgo de inhalar humos contaminados, como ocurre también con la comida, y debido al riesgo de ignición y explosión con productos químicos inflamables. Medidas de protección mientras se manejan sustancias y formulaciones peligrosas En principio, cuando se manejan sustancias y formulaciones peligrosas debe excluirse cualquier contaminación o puesta en peligro del hombre y del medio ambiente así como que surja cualquier situación de peligro. Para asegurar esto es necesario que todas las personas que manejan productos químicos tengan conocimientos suficientes de los siguientes puntos: Cómo se guardan adecuadamente los productos químicos? Qué recipientes son apropiados para guardar con seguridad los productos químicos? Bajo que condiciones se pueden almacenar productos químicos en campanas de gases y que medidas de seguridad se deben tomar? Cómo puede evitarse la confusión (a menudo peligrosa) de productos químicos? Cómo pueden transportarse los productos químicos sin riesgo de rotura de los recipientes y vertido de los productos? 4

5 Cómo puede evitarse la salpicadura o el contacto con la piel de los productos químicos cuando se sacan de sus recipientes? Qué medidas deben tomarse si hay vertidos de productos químicos o emisiones de cualquier tipo? Las reglamentaciones de largo alcance para el manejo de sustancias peligrosas se han incluido en Actas Químicas (p.ej. ChemG Alemán). Estas leyes deben proteger al hombre y al medio ambiente frente a los efectos peligrosos de los compuestos químicos y sus formulaciones, especialmente para identificar dichos efectos, prevenirlos y evitar su aparición. Las Actas Químicas deberán asegurar que todas las nuevas sustancias serán examinadas para conocer sus propiedades de peligrosidad antes de ser introducidas en el Mercado. Se tomarán las medidas de seguridad necesarias de acuerdo con los resultados del estudio, durante la producción y el manejo de dichas sustancias. Los resultados de los test serán la base para el etiquetado de las sustancias peligrosas, es decir, para la asignación de los símbolos de peligrosidad, proporconar pistas sobre riesgos especiales, y deducir las recomendaciones de seguridad. Almacenamiento de productos químicos Los productos químicos deben conservarse en el empaquetamiento original del suministrador, siempre que sea posible, ya que las etiquetas proporcionan información valiosa mediante los símbolos de peligrosidad y las frases R-S. Si se emplean otros recipientes deben etiquetarse de la misma forma. Para proteger las etiquetas de la influencia de los productos químicos y mantenerlas legibles, deben recubrirse con una hoja de plástico transparente. El sistema de escritura debe ser resistente a la luz y escrito con lápiz o tinta permanente. Todos los recipients para almacenar productos químicos deben estar fabricados con materiales adecuados. A menudo se emplean recipientes de plástico o de vidrio con este propósito. Para almacenar sustancias sensibles a la luz como el dietil eter que tiene tendencia a formar peróxidos peligrosos, deben emplearse frascos de vidrio oscuro. Si se emplean botellas de plástico, debe tenerse en cuenta que pueden cuartarse bajo la influencia de la luz solar y, por tanto, rmperse. Estas botellas deben comprobarse periódicamente y transferir los productos 5

6 químicos a otro recipiente, si es necesario. Debe prestarse una particular atención a la possible migración de disolventes orgánicos a través de las paredes de botellas de plástico. Debe evitarse el almacenamiento de productos químicos en cantidades superiors a las que se utilizan normalmente. Todos los compuestos almacenados en el laboratorio deben comprobarse a intervalos regulares, al menos una vez al año. Los compuestos químicos que pueden liberar gases tóxicos, corrosivos o inflammables, o polvo deben almacenarse únicamente en pequeñas cantidades en el interior de una campana de gases. Transporte y transvase de compuestos químicos a otros recipientes Durante el transporte de compuestos químicos debe prestarse atención para evitar la rotura de los recipients y el derrame de los compuestos. Los recipientes de vidrio grandes llenos son especialmente aptos para su rotura. Nunca deben transportarse sujetos por la boca, sino que debe hacerse llevándolos dentro de un cesto, un cubo, un bastidor o un carrito. La transferencia de productos químicos de un recipiente a otro siempre conlleva el riesgo de derrames y, por tanto, de contacto con la piel y contaminación de la ropa. Adicionalmente, pueden inhalarse gases o polvo. El ultimo también pueden arder si no se toman precauciones frente a cargas electrostáticas. A fín de reducer los riesgoa deben usarse siempre embudos adecuados para los líquidos o sólidos, incluso si el operario es lo suficientemente habilidoso como para manejar productos químicos sin elementos auxiliares. Durante el llenado con líquidos, particularmente con los tóxicos o corrosivos, deben emplearse con regularidad unos recipientes secundarios tipo bandeja. Lo mismo debe hacerse cuando se trasvasen sólidos o polvos, debe usarse p. ej. una hoja de papel como receptáculo. Bajo ninguna circunstancia está permitido pipetear líquidos por succión con la boca, ya que se han dado numerosos accidentes por esta causa, incluyendo envenenamientos y cauterizaciones. Este comportamiento debe seguirse también en caso de líquidos inocuos para evitar un hábito erróneo en el trabajo diario del laboratorio. Para pipetear líquidos se emplean los elementos de ayuda adecuados, como los aspirapipetas o chupetes.. 6

7 Aspectos importantes para llevar a cabo experimentos con seguridad Para reducer los riesgos, deben planearse los experimentos de laboratorio y llevarse a cabo cuidadosamente. Las instrucciones de trabajo son útiles para este propósito. Deben contener no sólo las especificaciones de la reacción sino también las etiquetas de los productos empleados. Otras informaciones importantes necesarias son los posibles riesgos para el hombre y el medio ambiente, las medidas de protección y las instrucciones sobre primeros auxilios en caso de emergencia, y las informaciones sobre las medidas de eliminación posibles de los resíduos. Antes de comenzar un experimento debe comprobarse si se dispone del tiempo necesario para completarlo. En caso contrario debe decidirse si el experimento puede interrumpirse con seguridad en algún punto sin desventajas significativas. Todos los productos químicos y el equipo necesario deben suministrarse desde el comienzo del experimento. Debe hacerse el esfuerzo de trabajar con los productos químicos dentro de una campana de gases. Deben llevarse a cabo en campana de gases los experimentos en los que se empleen compuestos tóxicos o corrosivos y/o puedan desprenderse gases, vapores o aerosoles en concentraciones peligrosas. Un ejemplo puede ser la evaporación o la emisión de humos, así como la calefacción en baños de aceite. Para asegurar el buen funcionamiento de la campana de gases, tanto las ventana frontal como las laterals deben estar cerradas mientras se lleva a cabo el experimento. La potencia maxima se consigue únicamente si no se perturba el flujo de aire. Esto se alcanza también con mayor facilidad si se quitan de la vitrina todos los frascos y recipientes que no sean necesarios. Las perturbaciones del flujo también pueden proceder de las Fuentes de calor. En particular las llamas abiertas como las de un mechero Bunsen tienen una influencia significativa en el comportamiento de las campanas y, por tanto, deberían evitarse. 7

8 Debido a que los productos químicos suelen ser peligrosos, no deben entrar en contacto con la piel durante su manejo. Las sustancias peligrosas deben manejarse únicamente en pequeñas cantidades, y utilizando guantes protectors adecuados. En un curso de laboratorio para estudiantes no deben emplearse sustancias carcinógenas, mutágenas o teratógenas. Estas sustancias deben sustituirse por otras menos peligrosas si se pueden alcanzar los objetivos de aprendizaje desde el punto de vista didáctico, metodológico, y científico. Solamente pueden hacerse excepciones a la obligación de sustituir si los experimentos en particular son de gran importancia para la práctica diaria de la materia. En los cursos de laboratorio básicos dentro de los estudios de grado, estos experimentos deben llevarse a cabo únicamente al final, cuando los estudiantes han desarrollado suficientes habilidades experimentales y están preparados adecuadamente. Durante la calefacción de los líquidos debe prestarse particular atención a la ebullición incontrolada y al desbordamiento del recipiente, empleando piedras para ebullición o un agitador magnético. Cuando se calientan líquidos en un tubo de ensayo deben agitarse continuamente para evitar el retraso en la ebullición, ya que en caso contrario se puede producir el desbordamiento de todo el contenido del tubo. Por razones de seguridad la boca del tubo nunca debe apuntar directamente a ninguna persona de las cercanías ni al propio trabajador. Si es necesario, los productos químicos proyectados deben eliminarse inmediatamente, p. ej., neutralizando los ácidos o bases en primer lugar y luego absorbiendo con un paño el líquido utilizando guantes protectores. Temas de seguridad en el empleo de equipos y aparatos durante los experimentos La mayor parte de los experimentos químicos se llevan a cabo en apartos de vidrio. El vidrio tiene muchas ventajas en los experimentos químicos. No solamente es no-reactivo, sino que permite la observación visual de la reacción en curso. Pero es fácilmente rompible y puede ocasionar accidentes. Los cortes e incisions debidos a vidrios rotos son una de las lesions más habituales en los laboratorios. La rotura de un montaje formado por piezas de vidrio puede 8

9 liberar sustancias peligrosas y puede ocasionar un incendio. El montaje de un aparato con piezas de vidrio debe, por tanto, llevarse a cabo siguiendo las instrucciones de seguridad. Debe evitarse el empleo de piezas no adecuadas, por ejemplo, diferentes tipos de vidrio, juntas esmeriladas que no casan, etc. Los montajes complejos de vidrio deben llevarse a cabo sin tensiones mecánicas que puedan ocasionar su rotura. Deben colocarse en un lugar seguro (preferiblemente en una campana de gases) y asegurase contra el vuelco. Los montajes de laboratorio suelen llevarse a cabo como sistemas abiertos a la atmósfera a fin de asegurar la compensación de presiones y evitar la explosión, exceptuando los reactores de autoclaves fabricados en acero o metales que no se corroen. En muchos casos se usan equipos eléctricos como materiales auxiliares, como agitador, calefactor, centrífuga, etc. Estos equipos deben estar en buenas condiciones técnicas y cumplir las especificaciones de seguridad para el trabajo con electricidad. Deben comprobarse a intervalos regulares por un técnico experto para reparar los cables, enchufes, contactos, etc. rotos, o quitarlos de la circulación si están destrozados. Esta inspección de seguridad es necesaria tanto para el equipo móvil como para el fijo. Los conductors y agitadores suelen moverse con motores eléctricos. No suelen ser anti-explosión. En experimentos en los que se emplean sustancias altamente inflammables como el hidrógeno gas o el sulfuro de hidrógeno, los motores eléctricos se reemplazan por turbinas de agua o motores de aire. Antes de comenzar un experimento debe comprobarse el funcionamiento de todos los elementos y aparatos auxiliares. Esto incluye, p.ej. las bombas de vacío, sistemas de refrigeración, agitadores, y otros aparatos eléctricos antes de introducir los productos químicos en el montaje! Calentamiento y enfriamiento Como Fuentes de calor pueden emplearse mecheros Bunsen, placas de calefacción eléctrica, mantas calefactores, y baños de calefacción. En el caso de sustancias altamente inflamables no deben usarse llamas abiertas. El uso de baños calefactores es un método seguro de trasferencia de calor. Permiten la trasferencia de calor con pequeñas diferencias de temperatura. Cuando se usan baños calefactores el recipiente debe llenarse sólo hasta cierta 9

10 altura, dado que los líquidos de transferencia de calor están sujetos a una dilatación cuando se calienta. Además, los líquidos del baño y las sustancias que se quieren calendar no deben reaccionar entre sí de forma peligrosa si el aparato se rompe durante el experimento. Esto quiere decir p. ej. que, en la práctica, no se puedan calendar sodio o potasio metálicos en suspensión empleando un baño de agua. Como regal principal, la fuente de calor debe colocarse de tal forma que pueda retirarse siempre con facilidad y sin alterar el montaje dela reacción. Un método adecuado es el empleo de gatos de laboratorio. Cuando se calientan montajes que contienen sustancias inflamables debe emplearse un refrigerante. Si estos refrigerantes trabajan con agua, los acoplamientos de ntrada y salida de la misma deben asegurarse con abrazaderas. Debe tenerse cuidado y sefgurarse de que la refrigeración se mantiene sin interrupción durante el transcurso del experimento para evitar accidentes peligrosos por incendio o incluso una explosión. En los experimentos en los que se emplean metales alcalinos o alcalino-térreos los refrigerantes de vidrio deben sustituirse por otros metálicos más estables. Como refrigerantes se emplean habitualmente en los laboratorios el hielo, las mezclas refrigerantes de hielo con sales (NaCl 21 C, CaCl 2 55 C), mezclas refrigerantes de hielo seco con disolventes ( 78 C), o nitrógeno líquido. Deben utilizarse en vasos Dewar para su aislamiento térmico. Los vasos Dewar tienen paredes finas en las que se ha hecho el vacío fabricadas con vidrio, que pueden implotar con facilidad. Los extremos superiores están en peligro particularmente. Por tanto, los vasos Dewar deben estar recubiertos con una carcasa de metal, plástico resistente, etc, y el operario debe usar guantes protectores. Los líquidos inflamables deben guardarse en neveras o congeladores únicamente si están fabricados a prueba de explosiones. Trabajo a presión reducida y a vacío A menudo cuando se trabaja en un laboratorio se aplica presión reducida o vacío, p. ej. en la destilación de compuestos que descomponen con facilidad o para secar productos en un 10

11 desecador. Durante la aplicación del vacío se genera una presión de aproximadamente 1 kg/cm 2 sobre la superficie del cristal debido a la presión atmosférica. Esta presión puede ocasionar una implosion si el vidrio del aparato no es adecuado para la aplicación del vacío o tienenalguna pequeña rotura en su (incluso la más invisible rotura). Debido a la implosión se esparcen pequeños fragmentos de vidrio que pueden herir gravemente a las personas cercanas (ojos, arterias)! Por tanto, es de urgente necesidad el empleo de mecanismos de protección frente a la implosión, p. ej., mampara protectora, jaula para el desecador, etc., particularmente en el caso de aparatos de vacío de gran volumen. Los recipientes de vidrio de base plana, como los matraces Erlenmeyer, nunca deben someterse a vacío, debido al peligro grave de implosión! Debe recordarse que el vacío generado por una trompa de agua o una bomba de diafragma no es menos peligrosos que el generado por una bomba de alto vacío. La tensión en la superficie del cristal es casi la misma en ambos casos. Incluso el vacío moderado que se aplica al filtrar precipitados con un embudo Büchnerproduce una presión de g/cm 2 en la superficie del cristal. La entrada repentina de aire en un aparato caliente en el que se ha hecho el vacío debe evitarse ya que las mezclas de aire-vapor que se producen en su interior pueden ocasionar una explosión. Trabajo a presión elevada Las reacciones a presión elevada (sobrepresión9 debe llevarse a cabo únicamente en recipients adecuados a prueba de presión. Estos recipientes para presión (p.ej., tubos de bombas, autoclaves) deben cumplir las normas de la Ordenanza sobre recipientes a presión (Druckbehaelterverordnung) en cuanto a su fabricación, montaje y operación, particularmente en los laboratorios a presión elevada. Los tubos sellados no deben retirarse de la cubierta metálica ni del orden cuando existe presión. 11

12 El trabajo con autoclaves se lleva a cabo en laboratorios especializados y deben inspecionarse regularmente para asegurarse de que funcionan adecuadamente. Los límites de presión y temperature dados por el fabricante nunca deben sobrepasarse. Secado de aparatos de laboratorio Las estufas de secado de los laboratorios químicos no suelen ser anti-explosión y no están conectadas a los sistemas de evacuación de aire. El material de laboratorio debe secarse en estas estufas únicamente después de haber sido lavados y aclarados concienzudamente con agua. Para secar piezas y productos químicos que pueden liberar gases o vapores inflammables y, por tanto, formar mezclas peligrosas o explosivas sólo deben usarse estufas a prueba de explosiones. 12