CAPÍTULO 2 CONCEPTOS DE RIESGO First Draft.

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1 CAPÍTULO 2 CONCEPTOS DE RIESGO First Draft

2 Capítulo 2 Este capítulo se enfocará en el concepto básico de riesgo ambiental y evaluación de riesgo como se aplica a la manufactura y procesamiento de químicos y el impacto de la exposición a estos químicos en la salud humana o el ambiente.

3 Regulaciones y Leyes Ambientales
INTRODUCCIÓN A: Conceptos de Riesgo Evaluación de Riesgo Regulaciones y Leyes Ambientales Ética Narración : este capítulo sirve como introducción a los siguientes temas.

4 Riesgo = f (Peligro, Exposición)
Conceptos de Riesgo Riesgo = f (Peligro, Exposición) Riesgo : Probabilidad de un individuo de sufrir un efecto adverso por un evento. Peligro: Potencial de una sustancia o situación de causar daño o efectos adversos al ambiente y/o los humanos. Narración:Riesgo es una expresión de la probabilidad de que resulte un daño de un peligro particular. Es una función tanto del peligro como de la exposición. La relación entre peligro y riesgo debe ser tratada cautelosamente. Si todos los otros factores son iguales - especialmente las exposiciones y las personas sujetas a ellas, entonces el riesgo es proporcional al peligro. Sin embargo, todos los otros factores son solo raramente iguales. Exposición : Magnitud y longitud del tiempo en que un organismo es puesto bajo una restricción determinada (peligro).

5 Relación Riesgo-Peligro-Exposición-Vulnerabilidad
Narración: La cantidad total de riesgo puede ser disminuida reduciendo la dimensión de una o más de las tres variables contribuyentes - el peligro, los elementos expuestos y su vulnerabilidad. Esto puede ser ilustrado asumiendo que la 'dimensión' de cada una de las tres variables representa un lado del triángulo, con el riesgo representado por el área del triángulo. El triángulo más grande (amarillo) representa cada una de las variables como iguales, mientras que en el triangulo pequeño (sombreado verde) el riesgo total ha sido mitigado por la reducción en 50% de la exposición y vulnerabilidad. La reducción a cero de cualquiera de los tres factores eliminaría consecuentemente el riesgo. Fuente: PELIGRO Fuente:

6 Ejemplo I. Sustancias peligrosos y riesgo
El Dicromato de Potasio es un compuesto carcinógeno altamente tóxico. Es usado en algunas técnicas para analizar el aliento exhalado por contenido de alcohol. Sin embargo, para este propósito es sellado en un tubo, y no pasa al aire cuando el aire es pasado sobre este. Por lo tanto, aunque es una sustancia altamente peligrosa, si se usa como se describió, no presenta ningún riesgo para el sujeto. Narración : Este ejemplo ilustra como una sustancia puede ser peligrosa, pero tal vez no represente un riesgo si alguien es expuesto a ella. Fuente:

7 Ejemplo II. Sustancias no peligrosas y riesgo
El flúor no sería considerado una sustancia peligrosa. Sin embargo, las personas expuestas por un periodo de tiempo a polvo de flúor transportado por el aire y/o a polvo por contacto por la piel puede desarrollar dermatitis, conjuntivitis, rinitis e incluso asma. Narración : Este ejemplo demuestra como diferentes combinaciones de exposición y peligrosidad pueden resultar en varios niveles de riesgo. De esta manera, la exposición a largo plazo a un agente de baja peligrosidad puede resultar en un riesgo sustancial y la exposición baja a un agente altamente peligroso puede resultar en un riesgo bajo. Fuente:

8 Las vías de exposición incluyen:
Exposición Ocupacional (ocurre en el lugar de trabajo) Exposición del Consumidor (a los productos) Exposición Ambiental Directa (exposición al aire, suelo y agua) Indirecta (i.e. contaminación por la cadena alimenticia) Narración : Existen muchos tipos diferentes de vías de exposición a las sustancias. Estos diferentes tipos de exposición serán discutidos más adelante en el módulo.

9 Indirect Environmental Exposure
Vías Indirectas de Exposición Indirect Environmental Exposure Cultivos Leche Aire Suelo Agua Superficial Agua de subsuelo Agua potable Peces PERSONAS EXPOSICIÓN AMBIENTAL INDIRECTA Ganado Narración: Este diagrama demuestra algunas rutas potenciales de exposición al evaluar la exposición del público en general. Los humanos pueden estar expuestos indirectamente a sustancias químicas por el ambiente - por ingestión de alimentos, agua y por inhalación de aire. Fuente:

10 Tipos de Riesgo Riesgos Voluntarios Riesgos Involuntarios
Una consecuencia de acciones tomadas por necesidad o elección. (e.g., conducir un auto, andar en motocicleta, fumar cigarrillos) Riesgos Involuntarios Una consecuencia de acciones incontrolables efectuadas por otros (e.g., exposición a contaminantes del ambiente) Desastres Naturales Estos incluyen inundaciones, huracanes, terremotos y otros desastres que están más allá del control humano. Narración : Esta diapositiva describe los tres tipos principales de riesgo. Fuente:

11 Evaluación de Riesgo “La evaluación de riesgo debe estimar los impactos adversos a la salud o el ambiente y determinar si estos impactos representan una amenaza seria". National Research Council (USA). Meta: Comprender, cuantificar y comunicar temas de riesgo de manera tan comprensible como sea posible. Herramientas: Leyes y regulaciones concernientes a las sustancias Narración: Existen cuatro componentes principales de la evaluación de riesgo los cuales serán discutidos en las siguientes diapositivas.

12 Pasos de la Evaluación de Riesgo
Evaluación de Peligro (Identificación) Evaluación de Respuesta a la Dosis Evaluación de Exposición Caracterización de Riesgo *Manejo de Riesgo Narración : Los datos para cada uno de estos pasos pueden ser medidos, calculados, deducidos o estimados por modelos o encontrados en referencias de evaluaciones pasadas. Estos pasos serán discutidos en las siguientes diapositivas. *Normalmente no está incluido en la evaluación de riesgo. Fuente : Environmental Engineering and Science, Allen and Shonnard, pp.123

13 Evaluación de Peligro “Determinación del potencial y/o efectos adversos de un material determinado" Efectos adversos a la salud relacionados con la exposición a químicos: Cáncer Desgarre endocrino Toxicidad reproductiva Estimación de peligro: Relaciones de Actividad Estructural (SAR) Basada en laboratorios químicos específicos De bases de datos (referencias) Narración: La evaluación de peligro es usualmente determinada por un toxicólogo.

14 Peligros Toxicológicos
Las sustancias que poseen peligros toxicológicos pueden ser divididas en cuatro categorías: Peligro Clasificación de sustancias Carcinógenos; Mutagénicos; Tóxicos para reproducción. Sensibilizadores respiratorios. ESPECIAL ALTO Muy tóxicas; Tóxicas; Sensibilizadores de la piel; Corrosivos Narración: Los peligros pueden relacionarse a propiedades toxicológicas y/o propiedades fisicoquímicas. Los peligros toxicológicos están relacionados a los efectos en la salud, e incluyen absorción en el cuerpo, oncogenicidad, mutagenicidad y toxicidad aguda, crónica y subcrónica. Los peligros fisicoquímicos están relacionados principalmente al potencial de fuego y explosión. MEDIO Perjudicial Sustancias examinadas pero que no cumplen los criterios de otras categorías de peligro. BAJO

15 Evaluación de Carcinógenos
Carcinógenos Genotóxicos vs. No Genotóxicos Un Carcinógeno genotóxico "siempre" causa cáncer a pesar de la cantidad o concentración – una molécula puede alterar el ADN y causar mutación. Un carcinógeno no genotóxico tiene una cantidad límite "segura". Si la naturaleza (genotoxicidad) de la sustancia es desconocida, se asume que el carcinógeno es genotóxico. Narración: Evaluación de peligro: el cáncer puede ser causado por dos tipos diferentes de sustancias químicas: Los Carcinógenos genotóxicos no tienen cantidad límite bajo la cual NO causan cáncer. Solo estudios mecanísticos pueden distinguir si un carcinógeno es genotóxico o no. Los limites de las sustancias no genotóxicas determinados con el uso de evaluaciones de respuesta a la dósis dan valores bajo los cuales la exposición no resultará en cáncer.

16 Clasificación de Sustancias Carcinógenas
Grupo A : Carcinógenos para los humanos Grupo B1 : Probablemente carcinógenos para los humanos en base a evidencia humana limitada de carcinogenicidad Grupo B2 : Probablemente carcinógenos para los humanos en base a suficiente evidencia animal, pero inadecuada evidencia humana Grupo C : Posible carcinógeno para los humanos Grupo D : No clasificado para Carcinogenicidad humana Grupo E : Evidencia de no carcinogenicidad para los humanos Narración: La US EPA ha desarrollado directrices para la evaluación de peligro de químicos carcinógenos. La información para identificar a que grupo corresponden los químicos es obtenida por datos humanos, datos animales y datos de apoyo (bases de datos, investigación científica). Después la sustancia es clasificada, usualmente como parte de uno de los siguientes grupos. Estas son las DIRECTRICES de la US EPA para evaluación de peligro de químicos carcinógenos pero existen otros esquemas alternativos de clasificación para químicos tóxicos.

17 El Mercurio (Hg) es un ejemplo de un tóxico aéreo
Ejemplo de un Químico Carcinógeno El Mercurio (Hg) es un ejemplo de un tóxico aéreo Agudo (corto plazo) la exposición a altos niveles de mercurio en humanos resulta en daños al sistema nervioso central (CNS) que pueden resultar en, entre otros, temblores y cambios de humor. Crónico (largo plazo) la exposición a altos niveles de mercurio en humanos también afecta el CNS, con efectos como eretismo (incremento de la excitabilidad), irritabilidad, timidez excesiva y temblores. Narración: Los tóxicos aéreos son contaminantes del aire que son conocidos por tener efectos adversos en la salud humana como cáncer. El mercurio es un metal pesado considerado carcinógeno con diferentes efectos negativos en la salud, dependiendo de la duración de la exposición. Fuente:

18 Efectos no carcinogénicos (Tóxicos)
Se asume que tienen una dosis o límite de exposición Mediciones: Rf D (Dosis de Referencia) [=] mg contaminante/kg peso corporal/día Rf C (Concentración de Referencia) [=] mg/m3 Derivada de NOAEL (Non Observed Adverse Effect Level o Nivel de Efectos Adversos No Observados) y LOAEL (Lowest Observed Adverse Effect Level o Nivel mas bajo de efectos adversos observados) usando algunos factores de incertidumbre. Narración: Se asume que las sustancias definidas como no carcinógenos (pero si como tóxicos) tienen un límite de exposición y estos límites pueden ser calculados. Las dosis de referencia y las concentraciones son los valores límite de exposición más comúnmente encontrados. Estas medidas están usualmente basadas en el efecto sensitivo más conocido, en otras palabras, el efecto que ocurre en la dosis más baja. Los valores de RfD y RfC son derivados de valores límites de NOAEL y LOAEL usando factores de seguridad. NOAEL: es un nivel que debe ser considerado seguro y no requiere aplicación a un factor de seguridad para determinar un consumo seguro. LOAEL: es un nivel que NO debe ser considerado seguro para todos y puede requerir la aplicación de un factor de seguridad para calcular un consumo seguro.

19 Efectos No Carcinogénicos Como calcularlos...
Rf D = NOAEL FA FH FS FL FD Donde: FA es un factor de ajuste para extrapolar de poblaciones animales a humanas. FH es un factor de ajuste para diferencias en susceptibilidad humana. FS es un factor de ajuste usado cuando los datos son obtenidos de estudios subcrónicos. FL es un factor de ajuste aplicado cuando el LAEL es usado en lugar del NOAEL. FD es un factor de ajuste aplicado cuando el grupo de datos es dudoso o está incompleto. Narración : La dosis de referencia es el límite de exposición bajo el cual se cree que los mecanismos protectores cuidan a un organismo de los efectos adversos resultantes de la exposición por un periodo sustancial de tiempo. Estos son todos los factores que entran en juego cuando ésta es calculada.

20 Ejemplo: Cálculo de la Dosis de Referencia
Para el 4-Clorofenol, mg/kg-día es considerado un LOAEL, y 1.28 mg/kg-día es considerado un NOAEL. En ratas se evaluaron los efectos al hígado por la determinación de pesos de hígados. 1. Usando el NOAEL NOAEL 1.28 mg/kg-day Rf D = = = mg/kg-day FA FH FS 10 x 10 x 10 Narración: El menor de los dos valores será seleccionado como dosis de referencia para los humanos, por lo tanto, en este caso, la RfD es la obtenida usando el LOAEL, mg/kg-day. 2. Usando el LOAEL LOAEL 2.58 mg/kg-day Rf D = = = mg/kg-day FA FH FS FL 10 x 10 x 10 x 10 Fuente:

21 Evaluación de Peligro: Referencias Canadienses
WHMIS (Workplace Hazardous Materials Information System) CanOSH (Canada’s National Occupational Health and Safety) CCOHS (Canadian Centre for Occupational Health and Safety ) Narración : Estas referencias son solo unas cuantas que pueden ayudar en la evaluación de peligro. Esta diapositiva contiene referencias canadienses, y las siguientes diapositivas muestran referencias para Estados Unidos y México. MSDS (Material Safety Data Sheets)

22 Evaluación de Peligro: Referencias Americanas
NIOSH (National Institute for Occupational Safety and Health) ATSDR (American for Toxic Substances and Diesease Registery) IRIS (Integrated Risk Information System) National Library of Medicine Hazardous Substances Data Bank Toxnet

23 Evaluación de peligro: Referencias Mexicanas
Information about Health and Safety Laws Information about environmental laws and regulations

24 Evaluaciones de Respuesta a la Dosis
Caracterización de las relaciones entre las cantidades (dosis) y los efectos adversos resultantes (respuesta) de un material dado. Requiere curvas de respuesta a la dosis que demuestran los efectos de toxicidad crónica. Narración : Una vez identificado el peligro, es necesario cuantificarlo. También es necesario mantener en mente los efectos de la longitud y frecuencia de la exposición - es esta continua o intermitente. Las curvas de respuesta a la dosis son usadas para demostrar los efectos de toxicidad crónica. Muchos factores deben ser considerados al analizar las curvas de respuesta a la dosis como se verá en la siguiente diapositiva.

25 Curvas de Respuesta a la Dosis
En el eje X se encuentra la concentración En el eje Y se grafica la respuesta las curvas de respuesta a la dosis típicamente siguen esta forma Narración : La curva de respuesta a la dosis puede ser definida como una gráfica que demuestra la relación entre una dosis dada y la proporción de los individuos respondiendo o la severidad de una respuesta por un individuo dado. La curva entonces proporciona la probabilidad estimada de una ocurrencia contra una dosis.

26 Evaluaciones de Exposición
“La Determinación no solo del tamaño y naturaleza de la población afectada por una exposición potencial sino también el periodo de tiempo durante el cual han estado expuestos.” Normalmente la exposición evaluada será una exposición externa. Cuando la conclusión es que este nivel es "de preocupación", tal vez sea necesario determinar la exposición interna. Narración: Exposición externa; i.e. la cantidad ingerida, en contacto con la piel, inhalada o la concentración en la atmósfera. Exposición interna; i.e. la cantidad retenida en los tejidos del cuerpo, o su biodisponibilidad.

27 Caracterización de Riesgos
“Estimación de la magnitud de los efectos adversos en poblaciones determinadas al compilar todos los datos de los tres pasos previos.” Esta etapa involucra la cuantificación del riesgo que sigue a la consideración de las relaciones de exposición y de respuesta a la dosis (efecto).

28 Control del azúcar en la sangre
La función del sistema es regular un amplio rango de procesos biológicos, incluyendo: . Control del azúcar en la sangre Crecimiento y funcionamiento de los sistemas reproductores Regulación del Metabolismo. Desarrollo del Cerebro y del Sistema Nervioso Las interrupciones en el equilibrio hormonal en etapas críticas de la vida pueden tener efectos duraderos. Narración: En la última década, la comunidad científica se ha preocupado más por que los humanos experimentan problemas de salud y la vida salvaje es afectada de manera adversa por la exposición a los químicos que interaccionan con el sistema endocrino. Fuente:

29 Manejo de Riesgo “Identificar, evaluar, seleccionar e implementar acciones para reducir el riesgo a las poblaciones y al ambiente.” Este paso es un intento científico para identificar y estimar el verdadero riesgo, considerando: Peligro(s) Relación Dosis-Respuesta Caracterización de riesgos Entonces se proponen, seleccionan e implementan soluciones potenciales para minimizar el riesgo.

30 Regulaciones y Leyes Ambientales
¿Por qué se hacen estas leyes? - Para proteger la salud humana así como el ambiente al establecer límites de concentración y cantidad de diferentes químicos en las corrientes de desecho de manufactura. - Recientemente, se han establecido leyes y regulaciones para fomentar la prevención de la contaminación y la minimización de desechos en vez de controlar las sustancias reguladas.

31 Leyes y Regulaciones Ambientales
¿Dónde podemos encontrarlas? North American Commission for Environmental Cooperation México  Semarnat Canada  Canadian Environmental Protection Act  General Index to Laws USA  General Index to Laws

32 Ética ingenieril “En adición a las leyes y regulaciones bajo las que los ingenieros se deben regir, existen códigos de ética". Estos códigos de ética pueden encontrarse en: American Institute of Chemical Engineers (AIChE) Canadian Society for Chemical Engineers (CSChE) Instituto Mexicano de Ingenieros Quimico (IMIQ) The Online Ethics Center for Engineereing and Science