El problema de la sílice cristalina respirable: efectos para la salud de los trabajadores y cómo gestionarlo

La exposición en el entorno laboral a agentes como la sílice cristalina respirable (SCR), continúa representando un importante reto en el campo de la seguridad laboral, con el fin de garantizar una protección eficaz de la salud de los trabajadores. Así, millones de trabajadores de todo el mundo se exponen a diario a esta sustancia en distintos entornos laborales, tales como la minería, la industria del vidrio, la construcción, la siderurgia o, en el caso que nos ocupa, la industria cerámica. Considerando el impacto sobre la salud que provoca la exposición a la SCR, hemos considerado interesante elaborar este insight donde pretendemos ofrecer una revisión del tema que, sin resultar exhaustiva, pueda servir como orientación para abordar la prevención de los riesgos asociados a esta sustancia en el sector cerámico.

SCR y sus efectos para la salud

La sílice, de fórmula química SiO₂, es un compuesto natural cuya forma cristalina (es decir, el tipo de ordenamiento interno de sus átomos) más abundante es el cuarzo, aunque puede presentarse también en otras formas cristalinas, como la cristobalita o la tridimita. En función de su tamaño, las partículas de sílice cristalina pueden penetrar en nuestro sistema respiratorio por inhalación con mayor o menor facilidad, siendo las más pequeñas las más penetrantes. Por lo tanto, la fracción respirable está formada por partículas lo suficientemente finas como para permanecer en el aire durante mucho tiempo y penetrar en los alvéolos pulmonares, depositándose en ellos (Figura 1). En líneas generales y de forma simplificada, se considera que la fracción respirable de un polvo ambiental es aquella con un tamaño inferior a 4 µm, algo especialmente importante a la hora de escoger los equipos de medición adecuados.

Figura 1. Distintos grados de penetración de partículas de polvo según tamaño. Fuente: Fundación Laboral de la Construcción

A pesar de que los mecanismos naturales de defensa del cuerpo humano intentan eliminar el polvo respirable inhalado, tras exposiciones prolongadas en ambientes con una concentración elevada de SCR, estos pueden resultar insuficientes. Como consecuencia, se produce una acumulación de SCR en los alveolos, pudiendo causar la aparición de tres tipos distintos de silicosis, con efectos graves e irreversibles:

– Silicosis aguda. Puede desarrollarse en pocas semanas debido a una intensa exposición a altas concentraciones de SCR.

– Silicosis acelerada. También está relacionada con la exposición a altas concentraciones de SCR y tarda de 5 a 15 años en desarrollarse.

– Silicosis crónica. Es el tipo más común y avanza muy lentamente, de 10 a 30 años después de la primera exposición.

La silicosis es lo que se denomina una fibrosis nodular progresiva y consiste en una acumulación de fibras de reparación en aquellas zonas del pulmón donde se han depositado las partículas, haciendo que estas permanezcan rígidas durante el movimiento de la respiración, generando dificultades respiratorias. Con respecto a esto, numerosos estudios han evidenciado que aquellas personas que han desarrollado silicosis tienen un mayor riesgo de padecer cáncer de pulmón. De hecho, la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC) propuso en 1997 y ratificó en 2012 la SCR como carcinógeno del grupo 1: “cancerígeno para los humanos”. Esta clasificación significa que “existen pruebas suficientes en humanos de la carcinogenicidad de la sílice cristalina”.

Sin embargo, la inhalación de SCR está asociada también a otras enfermedades tales como la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), así como a un incremento en el riesgo de tuberculosis, enfermedad renal, enfermedades cardiovasculares e incluso enfermedades del sistema inmunitario como el lupus eritematoso sistémico.

Todo ello tiene una gran repercusión sobre las empresas ya que, cuando exista o pueda existir polvo respirable de sílice cristalina en el lugar de trabajo, se deberán adoptar las correspondientes medidas de protección de los trabajadores contra los riesgos relacionados con la exposición a agentes cancerígenos: limitar la cantidad de dicho agente en el lugar de trabajo, evitar o reducir al mínimo su formación, limitar trabajadores expuestos, implementar sistemas de evacuación en origen, limpieza, vigilancia de la salud específica, formación, lavado de ropa, etc.

¿Dónde se genera?

Las fuentes de exposición laboral a SCR son muy numerosas ya que forma parte de la composición de muchos minerales empleados en una gran variedad de actividades o sectores industriales, entre otros (NTP 890, INSHT):

• Áridos
• Industria cerámica.
• Industria de la fundición.
• Industria siderometalúrgica.
• Industria del vidrio.
• Industria de minerales industriales y minerales metálicos.
• Industria del cemento.
• Lana mineral.
• Industria de la piedra natural.
• Industria del mortero.
• Industria del hormigón prefabricado.

Figura 2. Generación de polvo durante distintas actividades: excavación de rocas, rectificado cerámico en seco y corte con disco. Fuentes: Sílice y Salud, Sigmadiamant, y Prevención integral, respectivamente.

Normativa de aplicación

En términos de prevención de riesgos laborales, la normativa de aplicación en el ámbito de la sílice cristalina se recoge en la Ley 31/1995 (Ley de Prevención de Riesgos Laborales o LPRL), junto con la siguientes disposiciones y normas complementarias (lista no exhaustiva):

• Directiva UE 2017/2398 (consideración 18). Dada la existencia de pruebas suficientes de que el polvo respirable de la sílice cristalina es cancerígeno, procede establecer, a partir de la información disponible, incluidos datos científicos y técnicos, un valor límite para el polvo respirable de la sílice cristalina.
• Real Decreto 257/2018, de 4 de mayo. Por primera vez, incluye el polvo de sílice libre como agente químico causante de cáncer de pulmón dentro del cuadro de enfermedades profesionales en su ANEXO I.
• Real Decreto 665/1997, de 12 de mayo. Se establecen las disposiciones mínimas aplicables a las actividades en las que los trabajadores estén o puedan estar expuestos a agentes cancerígenos o mutágenos como consecuencia de su trabajo, y los valores límite de exposición laboral.
• Real Decreto 1154/2020, de 22 de diciembre. En su anexo 3 incluye como agente cancerígeno el polvo respirable de sílice cristalina.

Gestión de los riesgos de exposición

Los principales tipos de acciones orientadas hacia eliminar o mitigar los riesgos laborales se establecen en un orden de precedencia conocido en higiene industrial como principio STOP.

• Sustitución. Esta opción, en el caso de uso de grandes cantidades de minerales que contienen cuarzo resulta, por lo general, inviable. En determinadas aplicaciones, su sustitución por otro material, aunque técnicamente posible, puede no ser económicamente viable, dado el bajo coste del cuarzo. En el caso de la industria cerámica, teniendo en cuenta las propiedades únicas que el cuarzo confiere al producto final, esta estrategia carece de viabilidad técnica. A este respecto, el uso de determinados aditivos, cuyas moléculas son capaces de anclarse en la superficie de las partículas de cuarzo (p. ej. nanoalúmina, lactato de aluminio u organosilanos), es capaz de inhibir la toxicidad de la SCR. Esta estrategia ha sido trasladada al proceso de fabricación cerámico con excelentes resultados en cuanto a la reducción de los niveles de toxicidad de la SCR, tal y como se ha demostrado en los proyectos SILICOAT (con la financiación de la Comisión Europea dentro del séptimo Programa Marco) y SILIFE (impulsado por el Programa LIFE de la Unión Europea).
• Soluciones Técnicas o de Ingeniería. Las medidas más utilizadas para la eliminación del polvo son ventilación general (natural y/o forzada) y extracción en los puntos en los que este se genera en mayor cantidad. Estos últimos suelen incluir los siguientes elementos: a) campanas de extracción a través de las cuales se extrae el polvo en las fuentes en las que se genera, b) sistemas de filtración del aire extraído para eliminar el polvo en suspensión, y c) gestión del polvo retenido por los filtros para su reciclaje, reutilización o eliminación controlada.
• Medidas Organizativas. Dentro de esta categoría encontramos: a) la reducción del número de trabajadores expuestos mediante una adecuada compartimentación de los puestos de trabajo, b) reducir el tiempo y la intensidad de exposición mediante la rotación en los puestos, y c) proporcionar la información y formación adecuada a los trabajadores. En este último caso, la clasificación y el etiquetado de los productos con sus correspondientes pictogramas (ver Figura 3) resulta fundamental. Hasta la fecha, según el Reglamento CLP CE Nº1272/2008, la sílice cristalina no tiene una clasificación ni un etiquetado armonizados. No obstante, la recomendada por IMA-Europe es la siguiente:

• • SCR ≥ 10%: STOT RE 1. Toxicidad específica en determinados órganos tras exposiciones repetidas. Categoría 1
  • 1% ≤ SCR < 10%: STOT RE 2. Toxicidad específica en determinados órganos tras exposiciones repetidas. Categoría 2

Figura 3. Pictograma de peligro GH608 según el CLP

• Medidas de Protección individual. El uso de los Equipos de Protección Individual (EPI) en el lugar de trabajo, está unido a la aplicación de dos reales decretos, transposiciones de sendas Directivas de la Unión Europea, el Real Decreto 773/1997 (Directiva 89/656/CEE) relativo al uso de los EPI y el Reglamento (UE) 2016/425 relativo a su comercialización. Concretamente, los equipos de protección respiratoria protegen el sistema respiratorio del usuario de la inhalación de atmósferas peligrosas ya sea por la presencia de sustancias peligrosas (partículas, gases o vapores y agentes biológicos) o por la deficiencia de oxígeno. En el caso de la SCR, los elementos más comunes son las máscaras auto filtrantes, fabricadas con un material que retiene el polvo, de modo que el aire que atraviesa la máscara y entra en el sistema respiratorio está prácticamente libre de partículas. Sin embargo, cuando la concentración de polvo es muy elevada, se recomienda utilizar equipos de respiración autónomos, que aíslan al usuario del aire del ambiente y le proporcionan aire limpio.

Con todo esto, las empresas deben realizar mediciones periódicas conforme establece la normativa, con el objeto de verificar los niveles de concentración en los distintos puestos de trabajo. En este sentido, se deben realizar muestreos personales de polvo respirable y, posteriormente caracterizar dicho polvo para cuantificar la SCR. El método más adecuado para cuantificar las distintas formas de SCR es el análisis de difracción de rayos X (DRX). Otros métodos como la espectrofotometría de infrarrojo (IR), aunque aceptados, pueden presentar limitaciones si hay presencia de otros polimorfos diferentes del cuarzo y/o de otros silicatos. Por otro lado, deberán realizarse reconocimientos médicos a los trabajadores, antes del inicio de la exposición, y a intervalos regulares en lo sucesivo, que tendrán carácter obligatorio para los mismos.

Paralelamente a la realización de muestreos personales, existen otras herramientas complementarias que pueden aportar información que permita implementar medidas preventivas y/o correctoras ad-hoc. Entre estas encontramos la identificación de hotspots mediante la realización de mapas de concentración ambiental (Figura 4), el estudio de la emisión generada durante la manipulación de materiales pulverulentos (poder de emisión de polvo según UNE – EN 15051:2014) y/o durante el procesado de baldosas cerámicas (emisiones asociadas al corte, rectificado, etc.), así como conocer, mediante aplicación de la norma UNE – EN 17289: 2021, el contenido de SCR en materiales pulverulentos a granel y de sílice cristalina en baldosas cerámicas.

Figura 4. Mapeo de concentración ambiental durante una operación de molienda (izqda.) y cuantificación de las emisiones asociadas al corte de baldosas cerámicas (dcha.) Fuente: ITC – AICE

Más información:

1. Apuntes técnicos de INVASSAT 19/1. La consideración del polvo sílice libre cristalina como agente cancerígeno
2. Guía de información práctica para procesos que generen polvo respirable de sílice cristalina
3. Sílice cristalina respirable- Medidas preventivas
4. Respirable crystalline silica safety manual
5. Feasibility of using organosilane dry-coated detoxified quartzes as raw material in different industrial sectors

José Planelles Aragó

Unidad de Inteligencia Competitiva del  ITC-AICE

Ana López Lilao

Área de Sostenibilidad del  ITC-AICE

Con la colaboración de:

Vicenta Sán Felix Forner 

Área de Sostenibilidad del  ITC-AICE

Irina Celades López 

Responsable del Área de Sostenibilidad del  ITC-AICE

Eliseo Monfort Gimeno

Catedrático de Ingeniería Química de la UJI

Agradecimientos:

“Factores clave para garantizar la sostenibilidad en entornos industriales (GAIA)” proyecto financiado por la Generalitat Valenciana, a través del IVACE.