Evaluación de Riesgos Humanos

EVALUACIÓN DE LA EXPOSICIÓN
Exposición ocupacional | Exposición de los consumidores | Exposición indirecta

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Introducción

El objetivo de la evaluación es obtener un cálculo realista de la exposición total humana, expresada en función de la dosis por unidad de peso, por ejemplo, mg kg-1.

En principio, la exposición de una población humana se podría evaluar por datos representativos de monitoreo o mediante cálculos de modelos basados en información disponible sobre sustancias con usos análogos y patrones o propiedades de exposición.

Cuando las sustancias ya existentes se usan en procesos con un alto volumen de producción, se puede disponer de datos sobre medición de la exposición. Sin embargo, es importante evaluar:

La confiabilidad de los datos se determinará a partir de la eficacia de las técnicas, estrategias y normas de calidad usadas para el muestreo, análisis y protocolo. Es preferible contar con buenos datos de calidad, es decir, datos de exposición obtenidos al emplear una buena práctica de higiene ocupacional; pero en otros casos se pueden considerar adecuados los datos que no cumplen esta norma.

Con respecto a la representatividad de las mediciones, ¿proveen una visión general de las exposiciones en diferentes lugares? Esto requiere consideración del tipo de muestreo, el lugar, duración y frecuencia.

Sin embargo, al evaluar la exposición, es probable que no se disponga de datos representativos y confiables ni información detallada para aplicarlos en los cálculos.

Como regla general, en una evaluación de riesgos, los mejores y más confiables datos deben tener mayor peso. Sin embargo, y principalmente cuando los datos son de calidad insatisfactoria, muchas veces es útil llevar a cabo una evaluación con las "peores" suposiciones. Si esto indica un riesgo que no es significativo, se puede detener en esa etapa. De no ser el caso, se deberá perfeccionar aún más la evaluación.

Además, es probable que el grado de complejidad de una evaluación de la exposición dependa de la toxicidad del producto químico. Por lo tanto, una sustancia que muestra baja toxicidad puede requerir solo un cálculo cualitativo o como máximo un cálculo semi-cuantitativo de la exposición, pero este caso es menos probable cuando se sospecha que el compuesto puede ser de más alta toxicidad.

Tipos de exposición

La exposición de los seres humanos a sustancias químicas se puede dividir en tres tipos:

  • exposición en el lugar de trabajo (exposición ocupacional);
  • exposición del uso de productos de consumo (exposición de los consumidores);
  • exposición indirecta a través del ambiente.

La exposición indirecta a través del ambiente puede ser particularmente compleja (figura 4). Además de las exposiciones directas al aire, suelo y agua, pueden haber exposiciones indirectas a través de la contaminación de la cadena alimentaria.

En algunos casos, habrá contribuciones de los tres tipos de exposición al valor general de la exposición considerada en la caracterización de riesgos.

Los niveles de exposición de cada uno de estos grupos se deben basar en uno o en los dos siguientes aspectos:

  • datos de medición disponibles (de ser posible)
  • modelos.

Las predicciones de los niveles de exposición deben describir la peor situación razonable que cubra los patrones normales de uso y donde los consumidores o trabajadores pueden usar varios productos que contienen la misma sustancia; así como los estimados de uso extremo e inclusive el mal uso razonablemente previsible. Sin embargo, no debe cubrir las exposiciones como resultado de accidentes o abuso.

Para llevar a cabo la evaluación se debe dar preferencia a los datos más realistas disponibles.

Cuando, según el resultado de la evaluación, la exposición es "irrelevante", se debe justificar cuidadosamente esta evaluación, especialmente cuando se usa gran volumen de materiales en el lugar de trabajo.

Cuando se lleva a cabo una evaluación, se deben considerar las medidas de reducción o de control de riesgos en práctica.

Por lo general, la exposición evaluada es una exposición externa, es decir la cantidad ingerida, en contacto con la piel, inhalada, o la concentración en la atmósfera. Cuando se concluye que este nivel es "relevante", puede ser necesario determinar la exposición interna, es decir la cantidad que ingresa a los tejidos del cuerpo o su biodisponibilidad.

Modelos

Descripción general

En la evaluación de la exposición, un "modelo" es una expresión matemática que representa una simplificación de los elementos esenciales de los procesos de la exposición. Su función es proporcionar un medio de predecir la exposición humana u otras exposiciones cuando no se cuenta con un monitoreo completo u otros datos.

Un modelo puede variar de un tipo de cálculo muy simple hasta uno realizado con una computadora grande. En años recientes, los modelos de exposición basados en microcomputadoras se han hecho cada vez más populares.

Sin embargo, en cualquier modelo es esencial indicar claramente las suposiciones hechas y la lógica usada.

Un modelo de exposición debe representar la intensidad, vías y condiciones de la exposición, así como las poblaciones expuestas. Muchas veces éstos se desarrollan al generalizar una relación física obtenida en el laboratorio o empíricamente a partir de mediciones de campo. El anexo 7 contiene el ejemplo de un procedimiento sugerido para calcular las concentraciones en el aire de los líquidos volátiles en el lugar de trabajo. El anexo 8 presenta la aplicación de este procedimiento a una situación ocupacional en la que se produjo la contaminación de una habitación con vapor de mercurio luego de un derrame de mercurio metálico.

Dentro de la clasificación general de los modelos de exposición, la mejor categoría desarrollada es la de los modelos especializados que describen el transporte y transformación de contaminantes específicos liberados en el ambiente. Muchos de éstos se desarrollaron para aplicaciones específicas, como para calcular la exposición a radionucleidos en una planta de energía nuclear o a plaguicidas usados en la agricultura. Los modelos de contaminantes del aire, en particular, han logrado un grado de complejidad relativamente alto.

El modelo de exposición, como técnica, se puede usar específicamente cuando se introduce una nueva sustancia química en el mercado y se requiere una evaluación de la exposición humana. Se ha sugerido un enfoque para modelar el destino de las sustancias orgánicas en estas circunstancias basado en la fugacidad del compuesto15,16. Este concepto se puede usar para cuantificar el transporte y bioacumulación de las sustancias tóxicas en los diferentes compartimientos (aire, agua, sedimento, biota, etc.) del ambiente (véase la sección B).

Modelos de exposición-vía

Los modelos de exposición-vía son un subgrupo particular de modelos de exposición concebidos para responder la pregunta: ¿cuál es la exposición externa real de un individuo a una sustancia en el ambiente? Estos pueden usar datos obtenidos directamente o de modelos.

La absorción y la biodisponibilidad, que afectarán la exposición interna, se consideran en la etapa de la caracterización del riesgo.

Por lo general, estos modelos calculan la ingesta al multiplicar la concentración del contaminante en el medio por una tasa estimada de ingesta para ese medio multiplicada por la duración o tiempo en el que un individuo está expuesto. En el anexo 9 se discuten más detalles sobre este proceso.

Las tasas de consumo promedio generalmente se usan para calcular el consumo de alimentos de la población general, las cuales se obtienen al dividir la suma de la producción anual más las importaciones de determinados alimentos, entre la población. Para grupos especiales con grandes consumos de un producto específico, a menudo se usan encuestas especializadas. En los casos en los que no se dispone de conocimiento directo, puede ser necesario hacer suposiciones basadas en modelos humanos apropiados17,18.

Si un contaminante está presente en varios medios o si existen múltiples vías de exposición, cada una se debe modelar por separado. Por ejemplo, si una sustancia está presente en el agua, para obtener la dosis total de la exposición externa se tienen que considerar varias vías. Éstas incluyen: ingestión directa mediante el agua; absorción por la piel del agua durante el lavado o baño; inhalación durante la ducha o baño, etc.; la ingestión de plantas y animales expuestos al agua; y la absorción por la piel en contacto con el suelo expuesto al agua. En algunos casos, puede ser apropiado sumar todas las dosis, aunque los efectos tóxicos de muchas sustancias dependen de la vía de exposición -algunas formas de sílice cristalino son dañinas cuando se inhalan durante mucho tiempo, pero no parece ser el caso cuando son ingeridas.

Exposición ocupacional

Introducción

Las vías más comunes de exposición en el lugar de trabajo son la inhalación o la absorción a través de la piel intacta. La exposición dérmica también puede dar lugar a efectos locales, como la irritación o la dermatitis. Por lo general, la ingestión de las sustancias en sí, no representa un problema ya que en el ambiente de trabajo hay un control de la higiene.

En la evaluación de la exposición ocupacional es muy importante entender completamente los procesos y operaciones de las unidades en las que se produce la exposición y las actividades reales de trabajo que implican una exposición. Con base en estos conocimientos básicos, se deben responder las siguientes preguntas:

  • ¿Cuál es la población de individuos potencialmente expuesta?
  • ¿Cuál es la magnitud, frecuencia y duración de la inhalación y la exposición dérmica?
  • ¿Qué equipo de protección personal y métodos de control se usan para reducir o mitigar la exposición?
  • ¿Cuán eficaces son para reducir la exposición?

La evaluación general de cada tipo de exposición se debe repetir para todos los procesos de producción y usos del producto químico seleccionado y para conocer la frecuencia y duración de la exposición una vez indicado el "peor caso". Si faltan datos "reales" para la sustancia elegida, como una opción para el modelo se podrían sustituir los datos con otro producto químico que presente un patrón similar de exposición.

Los principales factores que afectan el potencial de exposición incluyen:

  • dimensión de la actividad
  • características físicas de la actividad
  • tiempo de exposición.

Dimensión de la actividad. Mientras mayor sea la cantidad de una sustancia incluida o su concentración en la solución, mayor será el potencial de exposición. El peligro potencial por exposición a 10 toneladas puede ser considerablemente mayor que a 10 mg.

Características físicas de la actividad. El tamaño de la partícula de un sólido y la volatilidad de un líquido también pueden afectar la exposición, así como la presencia de barreras a la exposición y el mantenimiento de la sustancia lejos del contacto humano. Los procedimientos que incluyen temperatura elevada, principalmente con sustancias que tienen presión de vapor significativa, pueden generar una mayor exposición por inhalación.

Tiempo de exposición. La duración y frecuencia de la exposición a una actividad también es un factor; mientras más largo sea el tiempo de exposición, mayor será el potencial de exposición.

Las dos principales fuentes de exposición ocupacional son la inhalación y la exposición dérmica y son afectadas por las características que se mencionan a continuación.

Exposición por inhalación

Los gases, humos y vapores se pueden absorber por la vía respiratoria. El grado de absorción dependerá de la concentración atmosférica de la sustancia y de su capacidad para cruzar las barreras de las células.

El comportamiento de las partículas sólidas depende del tamaño de las partículas. El polvo y fibras de partículas de tamaño < 0,1 µm se comportan igual que los vapores; cuando el tamaño de la partícula es > 10 µm ingresan al tracto respiratorio superior y pueden ser ingeridas. Las partículas de tamaño intermedio < 10 µm (conocidas como polvos PM10) pueden penetrar profundamente en los pulmones y alcanzar los alveolos. Éstos pueden permanecer allí durante largos períodos hasta por varios años, ya que las membranas alveolares no tienen cilios para expulsar las partículas de los pulmones hacia la faringe. Sin embargo, se debe observar que en estado húmedo (con excepción de la "bruma fotoquímica"), la exposición por inhalación es mínima; en comparación con la exposición potencial de un polvo seco.

Debido a la importancia de la exposición por inhalación en el lugar de trabajo, en varios países se han establecido valores límites de exposición en el lugar de trabajo. Por lo general, éstos se basan en los valores establecidos por la American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH) y normalmente se definen en función de una concentración máxima permisible para ocho horas - concentración media ponderada respecto al tiempo (TWA/Time-weighted average) de una sustancia en forma de gas, vapor o suspensión en el lugar de trabajo. El término exposición se refiere a la presencia de la sustancia en el aire dentro de la zona de respiración de un trabajador. Esta cifra es un límite superior y en la práctica normal las exposiciones reales se deben mantener en los límites más bajos posibles. En el caso de ciertos compuestos particularmente tóxicos, el límite se da como una concentración máxima permisible que nunca se debe exceder. En algunos países, esta última concentración se denomina valor o concentración "techo".

Un incremento en el área superficial de un líquido o sólido también puede aumentar la exposición. Estos procesos son la mezcla, agitación y derrame de líquidos o la mezcla de sólidos secos y polvo juntos.

Si el proceso se lleva a cabo en un área totalmente cerrada, la exposición de los trabajadores puede tornarse mínima pero en caso contrario, la exposición aumentará. Muchas veces, cuando el proceso es parcialmente cerrado se da una exposición intermedia.

Exposición dérmica

En el caso de líquidos que son peligrosos para la piel, mientras menos volátil sea el líquido mayor será su potencial de exposición. En condiciones normales un líquido sumamente volátil puede evaporarse en la piel antes de ser absorbido por esta en cantidades significativas. La exposición también se reducirá considerablemente si la actividad está contenida completamente o se separa de la piel mediante una barrera de protección, como es el uso de ropa protectora.

En el caso de los sólidos, mientras más finamente se dividan, mayor será su potencial de contaminar la piel y aumentar la exposición. Asimismo, esta exposición se puede reducir considerablemente mediante el uso de barreras apropiadas.

Bajo condiciones de exposición ocupacional, la evidencia indica que la cantidad de una sustancia química absorbida a través de la piel muchas veces puede representar una contribución sustancial a la dosis diaria. Además la amplia área superficial de la piel y su contacto directo con el ambiente favorecen esta situación. Esta exposición puede surgir del contacto diario normal o después de un derrame accidental.

Como vía de absorción, la piel es de particular importancia en el caso de los trabajadores agrícolas que emplean plaguicidas. La ropa que ha absorbido plaguicidas, el equipo de protección inadecuado y los métodos de pulverización inseguros han dado lugar a varios casos de intoxicación por absorción a través de la piel, en particular en zonas tropicales en donde si se dispone de ropa protectora, ésta tiende a ser descartada. Se debe recordar que cualquier contaminación proveniente del interior de la ropa protectora puede ser particularmente peligrosa.

Medición de la exposición

Exposición externa

En la mayoría de las situaciones no es posible hacer un monitoreo continuo de un peligro potencial. Por consiguiente, es necesario recurrir a la medición por muestreo para obtener una visión de la exposición en distintas áreas. Es necesario decidir qué es lo que se va a medir, dónde, por cuánto tiempo y con qué frecuencia.

Los regímenes de muestreo pueden ser de dos tipos:

El primero se centra en las fuentes de emisión de los contaminantes y el segundo, en el área de trabajo. La duración de cada muestreo debe ser lo suficientemente larga como para mitigar las fluctuaciones de corto plazo.

Monitoreo del aire en el lugar de trabajo

Esta técnica puede proporcionar información valiosa sobre el grado de exposición de los trabajadores a un peligro transmitido por el aire. Consiste en el análisis periódico o continuo de la atmósfera del lugar de trabajo y también se puede usar para medir los valores a los que el trabajador está expuesto en su zona de respiración, conforme se traslada de un lugar a otro dentro de ese espacio portando un dispositivo personal de muestreo.

Este dispositivo puede ser un filtro, principalmente cuando hay vapores químicos, o un tubo indicador que cambia de color cuando el vapor interactúa con su contenido, dando lugar a una medición semicuantitativa de la exposición. Desde luego, también se pueden usar dispositivos más sofisticados.

El nivel del contaminante encontrado en el filtro o lectura del tubo indicador se puede comparar con cualquiera de los valores límite y si las lecturas indican una exposición excesiva se deben tomar las medidas apropiadas.

Exposición cutánea

En la mayoría de los casos, la estimación de la exposición cutánea a sustancias químicas se debe obtener de modelos; aunque también se han usado métodos más directos, ninguno ha sido completamente satisfactorio.

Una técnica es el uso de algodones para frotar un área conocida de la superficie de la piel, seguido del análisis de la sustancia de interés. Sin embargo, existen incertidumbres en esta técnica que surgen por la rapidez de absorción de la sustancia en la piel y por la recuperación de la piel.

Los métodos de este tipo han sido útiles principalmente para sustancias químicas que se absorben lentamente a través de la piel, como los bifenilos policlorados, los hidrocarburos poliaromáticos y algunos plaguicidas.

La OMS20 ha desarrollado un protocolo estándar para la exposición a plaguicidas que incluye el uso de guardapolvos y guantes descartables y almohadillas de algodón colocados en la ropa y piel para analizar el plaguicida rociado. Una técnica alternativa es usar un trazador fluorescente agregado al plaguicida para detectar y analizar el grado de contaminación de la ropa y piel.

Por lo general, la exposición dérmica se evalúa como una tasa de dosis potencial predominantemente para manos y antebrazos. Éstos representan un área de aproximadamente 2 000 cm2. Las unidades comunes de exposición son mg cm-2 de piel por día.

Exposición interna - Marcadores biológicos

Para determinar la exposición interna de un ser humano a una sustancia química, se puede analizar los tejidos y líquidos del cuerpo. Éstos tienen por finalidad medir los niveles de la sustancia, sus metabolitos, enzimas y otras sustancias biológicas o respuestas afectadas por la sustancia. La determinación de estas sustancias -conocidas como marcadores biológicos- proporciona un índice de dosis interna de la sustancia y, por ende, de la exposición interna.

Formalmente, un marcador biológico se puede definir1 como un parámetro que se puede usar para identificar un efecto tóxico en un organismo individual y también en la extrapolación entre especies o como un indicador que señala un evento o condición en un sistema biológico o muestra y proporciona una medida de la exposición, efecto o sensibilidad.

El término se puede usar en un sentido muy amplio para incluir una gama de efectos biológicos que reflejan la interacción entre un peligro y la biología humana, por ejemplo, puede ser funcional y fisiológico, bioquímico en el nivel molecular o una interacción molecular. El anexo 10 trata más a fondo sobre los diferentes tipos de marcadores biológicos y presenta ejemplos.

Antes de usarlos en una evaluación de riesgos, es importante establecer la relación entre el marcador biológico, la exposición y el resultado en la salud, porque podría ser un proceso complicado.

A pesar de ser muchas veces menos convenientes que los métodos de la evaluación externa de la exposición, los marcadores biológicos ofrecen una evidencia directa de la exposición de los individuos a una sustancia específica, por ejemplo un solvente orgánico aspirado, el plomo en los huesos o la acumulación de hidrocarburos clorados en tejidos grasos. Las mediciones cuantitativas pueden permitir la determinación de la relación dosis-efecto, principalmente si las propiedades toxicocinéticas de la sustancia están bien establecidas.

La medición se puede usar para examinar y, cuando se repite por intervalos, para monitorear a un individuo o grupo.

En la evaluación de riesgos ocupacionales, los marcadores biológicos proporcionan un medio complementario para examinar la eficacia de las medidas de control que se están aplicando.

Los marcadores biológicos de la exposición o efecto (véase el anexo 10) se pueden usar para evaluar el cumplimiento de las recomendaciones para minimizar las exposiciones o para indicar la necesidad de medidas correctivas, por ejemplo, la reducción de la exposición al plomo en un contexto de salud pública.

Exposición de los consumidores

Un producto de consumo es aquel que el público general puede adquirir al por menor y puede incluir la sustancia misma, una mezcla de la sustancia o un artículo que la contiene. Por consiguiente, cualquier persona que adquiere el producto puede estar expuesta a un peligro asociado con la sustancia; un factor de complicación es la variabilidad en la edad, estado de salud o sexo del comprador.

En algunos casos, es posible usar una sustancia en la producción de una preparación o material, pero no estar presente en el producto final. Obviamente, no será necesario realizar una evaluación complementaria de la exposición de consumo a una sustancia a través de ese producto.

Como hemos visto anteriormente, la exposición ocupacional a una sustancia específica en condiciones normales incluiría solo la exposición por inhalación y la dérmica. En el caso de la exposición a sustancias contenidas en los productos de consumo, puede ser relevante la vía de ingestión.

A diferencia de la exposición ocupacional, el patrón de uso de un producto de consumo puede ser mucho más variable. Los dos factores relevantes son la frecuencia de uso y la cantidad usada en cada caso.

Al evaluar la exposición, será relevante discutir la exposición ocupacional. Si bien se prefieren los datos "reales", es probable que los métodos de "estimación" desempeñen un papel más importante aún -en la sección 3.4.1.3 y en el anexo 9 se hace referencia a los modelos matemáticos usados por la EPA para evaluar la exposición de los consumidores a los productos domésticos elaborados en los Estados Unidos. En la referencia22 se presenta una discusión más concisa sobre el enfoque para evaluar la exposición de los consumidores a partir de una variedad de vías y datos sobre patrones de consumo.

Exposición indirecta a través del ambiente

La tercera fuente posible de exposición de los seres humanos a sustancias químicas es indirectamente a través del ambiente -mediante la ingestión de alimentos y agua e inhalación de aire (fig. 4). Cuando hay contaminación del suelo por una determinada sustancia, el contacto dérmico con el suelo y su ingestión también se pueden considerar como fuentes de exposición.

Al determinar esta exposición indirecta, se sigue el siguiente procedimiento gradual:

  • evaluación de las concentraciones en los medios de ingreso (alimentos, agua, aire y suelo);
  • evaluación de la tasa de ingreso de cada medio;
  • determinación del ingreso de las concentraciones e ingreso en los medios (de ser necesario, mediante un factor de biodisponibilidad a través de la vía de ingreso).

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