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Políticas de sustitución de agentes químicos en el
laboratorio.
24/2/2009 2
Marco universitario
•Laboratorios de prácticas
•Laboratorios de investigación
•Investigación de sustitutos
•Mantenimiento
•Limpieza
•Anatomía patológica
•DDD
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•EPI de protección respiratoria, dérmica u ocular
•Ropa de trabajo
•Fuentes lavaojos•Duchas descontaminadoras
Protección del
trabajador /estudiante
3º
•Buenas prácticas de trabajo
•Supervisión•Horarios reducidos
•Orden y limpieza•Segregación de departamentos sucios
•Ventilación por dilución
•Duchas de aire•Cortinas de aire•Cabinas para los trabajadores
•Proceso cerrado•Cabinas de guantes
•Aumento de la distancia
•Mantenimiento preventivo
•Extracción localizada
•Equipos con extracción local incorporada
•Sustitución parcial del agente
•Cambio de forma o estado físico
Reducción -Control del
riesgo2º
• Automatización•Sustitución del proceso
•Sustitución total del agente por otro menos peligroso
Eliminación del riesgo1º
Método de trabajoLocal de trabajo
Proceso / InstalaciónAgente químico
La medida preventiva se aplica alObjetivo dela medida preventiva
Nivel de prioridad
Política frente al riesgo químico
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Tipos de sustitución (AQP)
• Sustitución puntual• Sustitución compleja
(ayuda externa)- cambios de tecnología- modificaciones en el producto- incidencia sobre equipos, procesos e instalaciones- cambios en el tratamiento y gestión de residuos- incorporación de otros riesgos (necesariamente
menores)
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Sustituciones puntuales
• Limpieza de material
• Extracciones con disolventes orgánicos
• Mantenimiento de equipos
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¿ Por qué sustituir ?
• Exigencia legal• Necesidad técnica
– Imposibilidad de “control de la exposición”
• Otros: - “Mejora” (eco)toxicológica del proceso
- Presión social- Programa de Campus de Excelencia Internacional – Estrategia Universidad 2015
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24/2/2009 7
Ejemplos históricos
•sustitución de PCB en los transformadores eléctricos
•eliminación del benceno en los disolventes
•sustitución del amianto por otros tipos de materiales aislantes.
•pinturas sin metales tóxicos
•pegamentos sin disolventes orgánicos
•limpieza de piezas por medios mecánicos
•desengrase alcalino
Sustitución total de productos
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Exigencia Legal
• Legislación sobre seguridad y salud en el trabajo
Ley 31/1995RD 374/2001RD 665/1997
• Legislación medioambiental
• Limitaciones a la comercialización y uso
• Reglamento REACH
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a) Evitar los riesgosb) Evaluar los riesgos que no se puedan evitarc) Combatir los riesgos en su origend) Adaptar el trabajo a la personae) Tener en cuenta la evolución de la técnicaf) Sustituir lo peligroso por lo que entrañe poco o
ningún peligrog) Planificar la prevenciónh) Adoptar medidas que antepongan la protección
colectiva a la individuali) Dar las debidas instrucciones a los trabajadores
Ley de Prevención de Riesgos Laborales
Artículo 15: Principios de la acción preventiva
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“2. El empresario garantizará la eliminación o reducción al mínimo del riesgo que entrañe un agente químico peligroso para la salud y seguridad de los trabajadores. Para ello, el empresario deberá, preferentemente, evitar el uso de dicho agente sustituyéndolo por otro o por un proceso químico que, con arreglo a sus condiciones de uso, no sea peligroso o lo sea en menor grado.
Cuando la naturaleza de la actividad no permita la eliminación del riesgo por sustitución, el empresario garantizará la reducción al mínimo de dicho riesgo aplicando medidas de prevención y protección que sean coherentes con la evaluación del riesgo.”
Artículo 5 : Medidas específicas de prevención y protección
Real Decreto 374/2001 (agentes químicos)
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24/2/2009 11
Artículo 4: Sustitución de agentes cancerígenos o mutágenos
“En la medida que sea técnicamente posible, el empresario evitará la utilización en el trabajo de agentes cancerígenos o mutágenos, en particular mediante su sustitución por una sustancia, unpreparado o un procedimiento que, en condiciones normales de utilización, no sea peligroso o lo sea en menor grado para la salud o la seguridad de los trabajadores.”
Real Decreto 665/1997 (cancerígenos y mutágenos)
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“Para estos agentes [cancerígenos y mutágenos] la obligación de la sustitución se mantiene incluso si la alternativa (sustancia, preparado o procedimiento) es más costosa que el original”
“En la evaluación se comtemplará necesariamente esta solución”
“Si no se adopta, se deberá justificar la imposibilidad técnica de llevarla a cabo”
Guía Técnica Real Decreto 665/1997
7
REACH y el Principio de Sustitución
“Los solicitantes deberán demostrar que los riesgos asociados a su uso están adecuadamente controlados o que los beneficios socio-económicos de su uso pesan más que los riesgos y han de analizar si existe una alternativa adecuada de sustitución, de la sustancia o de tecnología.Si hay una alternativa, deben preparar un plan de sustitución; en caso contrario, deben informar de sus actividades de I+D si es apropiado. La Comisión puede enmendar o retirar cualquier autorización en revisión si están disponibles sustitutos adecuados”
24/2/2009 14
PROGRAMACIÓN de la
SUSTITUCIÓN
1. Búsqueda de alternativas
2. Estudio y valoración de los nuevos riesgos
3. Implementación y gestión de los cambios
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1. Búsqueda de sustitutos
•• Falta de productos alternativosFalta de productos alternativos
•• Esfuerzo en I+D+iEsfuerzo en I+D+i
-- existencia de patentesexistencia de patentes-- requerir más de un sustituto para requerir más de un sustituto para
cada producto, según los distintoscada producto, según los distintosusosusos
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Ayudas disponibles• Información de los proveedores• Información disponible en la Universidad• Información disponible en la bibliografía especializada• Bases de datos de propiedades físico-químicas• Acciones institucionales www.chemicalspolicy.org,
http://ec.europa.eu/environment/chemicals/pdf/substitution_chemicals.pdf
• Programas de “diseño” de disolventes (SUBTEC, PARIS, SAGE, CAGE,SUBFAC-index, ISSDS Integrated Solvent Substitution Data System)
• Experiencias prácticas:– Catsub, CEMA, Agencia Europea, – Gérin et al.– Filskov et al.– …
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Intergovernmental Forum on Chemical SafetyGlobal Partnerships for Chemical SafetyContributing to the 2020 Goal
Substitution and AlternativesSubstitution and Alternativeshttp://www.who.int/ifcs/documents/forums/forum6/abstract_subst_en.docSIN (Substitute It Now)Programhttp://www.sinlist.org/
Greenpeace. Safer Chemicals within REACHhttp://www.greenpeace.org.uk/MultimediaFiles/Live/FullReport/6031.pdf
Danish Minitsry of EnvironmentDanish action plan for promoting eco-efficient technology
TURI - Toxics Use Reduction Institutehttp://www.turi.org/
ISTAShttp://http://wwwwww..istasistas..netnet//ecoinformasecoinformas/web//web/indexindex..aspasp??idpaginaidpagina=550=550
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Programas de substitución específicos para los laboratorios
Harvard Universitywww.uos.harvard.edu/ehs
Stanforf University (USA)http://www.stanford.edu/dept/EHS/prod/enviro/lab_product_sub.html
Brook, B Chemical substitution in the undergraduate chemistry curriculumhttp://hdl.handle.net/1860/147
National Research CouncilPrudent Practices in the Laboratory: Handling and Disposal of Chemicals National Academies Press, 1995. ISBN 0309052297, 9780309052290
http://www.sciencesafetyconsulting.com/pdf/chemical_substitutions.pdf
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2. Comparación de los riesgos
• Información deficiente para algunas sustancias (EINECS)
• No desplazar riesgos entre bloques: seguridad, higiene y medioambiente.
• Información sobre los “nuevos” riesgos de la sustancia dentro de cada proceso específico (falta de información asociada al uso)
• Proceso de eliminación
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Ayudas disponibles
• Clasificación y Etiquetado (RISKQUIM 3.0)• Bases de datos de propiedades FQ y
toxicológicas
Método de las columnasMétodo de las columnas
Indicadores de riesgoIndicadores de riesgo
INSHTINSHT
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24/2/2009 27
24/2/2009 28
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Modelo de columnas (Alemania)
BGIA
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Comparación de riesgos en función de 5 categorías:
• Toxicidad aguda y toxicidad crónica
• Riesgo de incendio y explosión
• Exposición potencial a los peligros
• Riesgos asociados al proceso
• Riesgos para el medio ambiente
MODELO DE LAS COLUMNAS
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24/2/2009 31
INFORMACIÓN NECESARIA
FDS: Capítulos 3, 11, 12
Otra información de interés
Conocimiento del proceso
Tipo y condiciones del procesoRango de inflamabilidad y autoigniciónPresión de vapor FDS: Capítulo 9 Forma física de la sustancia
FDS: Capítulo 15 Frases RFDS: Capítulo 2ComposiciónFuenteInformación
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Equipo estancoEquipo cerrado
con extracción localizada en los puntos de emisión
Líquidos con una presión de vapor inferior a 2 hPa y agua
Sólidos no pulverulentos
Poco combustible (punto de inflamación superior a 100ºC)
Agentes químicos no peligrosos para la salud Despreciable
No peligroso para el medio ambiente
Líquidos con una presión de vapor entre 2 y 10 hPa
Combustible (punto de inflamación entre 55 y 100ºC)
Sustancia sin frases R sobre toxicidad crónica
Irritante (R36, R37, R38)Problemas dérmicos al trabajar en
ambientes húmedosDaño pulmonar por ingestión (R65)Daña la piel (R66)Somnolencia o vértigo (R67)
Bajo
R52, R53, sin símbolo N
Proceso cerrado pero con posibilidad de exposición al llenar, tomar muestras o limpiar
Líquidos con presión de vapor entre 10 y 50 hPa (excepto agua)
Inflamable (punto de inflamación 21-55ºC) (R10)
Toxico para la reproducción categoría 3 (R62, R63)
Preparado que contiene más del 5% (en el caso de gases, el 1%) de sustancias tóxicas para la reproducción de categoría 3
Nocivo (R20, R21, R22)Se acumula en la leche materna
(R64)Corrosivo (R34, pH ≥ 11,5, resp. ≤
2).Puede causar lesiones oculares
(R41)Asfixiantes simples
Medio
Líquidos con presión de vapor entre 50 y 250 hPa
Fácilmente inflamable (R11)
Produce gases extremadamente inflamables en contacto con agua (R15)
Comburente (R7, R8, R9)
R1, R4, R5, R6, R14, R16, R18, R19, R30, R44
Toxico para la reproducción categoría 1 o 2 (R60, R61)
Preparado que contiene sustancias tóxicas para la reproducción de categorías 1 o 2 en concentraciones superiores al 0,5% (en el caso de gases, 0,2%)
Carcinógeno de categoría 3 (R40)Mutágeno de categoría 3 (R68)Bioacumulable (R33)Preparado que contiene más del 1%
de sustancias tóxicas para la reproducción de categoría 3
Tóxico (R23, R24, R25) Muy corrosivo (R35)Puede producir gases tóxicos en
contacto con agua o ácidos (R29, R31)Sensibilizante de la piel (R43, vía
dérmica)Sensibilizante del tracto respiratorio
(R42) Preparado que contiene más de 1%
(en el caso de gases, 0,2%) de sensibilizantes dérmicos o respiratorios
Alto
Símbolo N y alguna entre R50, R51, R53, R54, R55, R56, R57, R58 o R59
Proceso abiertoPosibilidad de
contacto directo con la piel
Aplicación en un área muy grande
GasesLíquidos con presión
de vapor superior a 250 hPa
Sólidos que generan polvo
Aerosoles
Explosivo (R2, R3)Gas o líquido
extremadamente inflamables (R12)
Inflamable espontáneamente (R17)
Carcinógeno de categoría 1 o 2 (R45, R49)
Mutágeno de categoría 1 o 2 (R46)Preparado que contiene más del 0,1%
de sustancias cancerígenas o mutagénicas de las categorías 1 ó 2
Muy tóxico (R26, R27, R28)Puede producir gases muy tóxicos
en contacto con ácidos (R32)
Muy alto
Crónica (exposición repetida)Aguda (exposición única)
Peligros para el medio
ambiente2)
Peligros asociados al
procesoExposición potencialRiesgo de incendio y
explosión1)
ToxicidadNivel de
riesgo
MODELO DE COLUMNAS
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24/2/2009 33Agentes químicos no peligrosos para la salud Despre-
ciable
Sustancia sin frases R sobre toxicidad crónica Irritante (R36, R37, R38)Problemas dérmicos al trabajar en ambientes húmedosDaño pulmonar por ingestión (R65)Daña la piel (R66)Somnolencia o vértigo (R67)
Bajo
Toxico para la reproducción categoría 3 (R62, R63)Preparado que contiene más del 5% (en el caso de gases,
el 1%) de sustancias tóxicas para la reproducción de categoría 3
Nocivo (R20, R21, R22)Se acumula en la leche materna (R64)Corrosivo (R34, pH ≥ 11,5, resp. ≤ 2).Puede causar lesiones oculares (R41)Asfixiantes simples
Medio
Toxico para la reproducción categoría 1 o 2 (R60, R61)Preparado que contiene sustancias tóxicas para la
reproducción de categorías 1 o 2 en concentraciones superiores al 0,5% (en el caso de gases, 0,2%)Carcinógeno de categoría 3 (R40)Mutágeno de categoría 3 (R68)Bioacumulable (R33)Preparado que contiene más del 1% de sustancias
tóxicas para la reproducción de categoría 3
Tóxico (R23, R24, R25) Muy corrosivo (R35)Puede producir gases tóxicos en contacto con agua o ácidos (R29, R31)Sensibilizante de la piel (R43, vía dérmica)Sensibilizante del tracto respiratorio (R42) Preparado que contiene más de 1% (en el caso de gases, 0,2%) de sensibilizantes dérmicos o respiratorios
Alto
Carcinógeno de categoría 1 o 2 (R45, R49)Mutágeno de categoría 1 o 2 (R46)Preparado que contiene más del 0,1% de sustancias
cancerígenas o mutagénicas de las categorías 1 ó 2
Muy tóxico (R26, R27, R28)Puede producir gases muy tóxicos en contacto con ácidos (R32)
Muy alto
Crónica (exposición repetida)Aguda (exposición única)
ToxicidadNivel de riesgo
24/2/2009 34
Poco combustible (punto de inflamación superior a 100ºC)
Despreciable
Combustible (punto de inflamación entre 55 y 100ºC)
Bajo
Inflamable (punto de inflamación 21-55ºC) (R10)
Medio
Fácilmente inflamable (R11)Produce gases extremadamente inflamables en contacto con agua (R15)Comburente (R7, R8, R9)R1, R4, R5, R6, R14, R16, R18, R19, R30, R44
Alto
Explosivo (R2, R3)Gas o líquido extremadamente inflamables (R12) Inflamable espontáneamente (R17)
Muy alto
Riesgo de incendio y explosión1)Nivel de riesgo
1) Los polvos explosivos requieren un análisis exhaustivo, por lo que no se les asigna nivel de riesgo en esta metodología.
18
24/2/2009 35
Líquidos con una presión de vapor inferior a 2 hPa y aguaSólidos no pulverulentos
Líquidos con una presión de vapor entre 2 y 10 hPa
Líquidos con presión de vapor entre 10 y 50 hPa (excepto agua)
Líquidos con presión de vapor entre 50 y 250 hPa
GasesLíquidos con presión de vapor superior a 250 hPaSólidos que generan polvoAerosoles
Exposición potencial
Despre-ciable
Bajo
Medio
Alto
Muy alto
Nivel de riesgo
24/2/2009 36
Equipo estancoEquipo cerrado con extracción localizada en los puntos de emisión
Despreciable
Bajo
Proceso cerrado pero con posibilidad de exposición al llenar, tomar muestras o limpiar
Medio
Alto
Proceso abiertoPosibilidad de contacto directo con la pielAplicación en un área muy grande
Muy alto
Peligros asociados al procesoNivel de riesgo
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24/2/2009 37
Despreciable
No peligroso para el medio ambienteBajo
R52, R53, sin símbolo N Medio
Alto
Símbolo N y alguna entre R50, R51, R53, R54, R55, R56, R57, R58 o R59
Muy alto
Peligros para el medio ambiente2)Nivel de riesgo
2) En la versión original alemana esta columna contiene además de las frases R otro criterio de clasificación correspondiente a 4 clases de peligrosidad de las sustancias según el nivel de contaminación para las aguas. Fuera del ordenamiento jurídico alemán, en esta columna debe tomarse en consideración la legislación europea, que establece una lista de sustancias prioritarias (Directiva 2000/60/CE y Decisión 2455/2001/CE). Ver también los conceptos de MP y MB y de PBT del REACH
24/2/2009 38
Ejemplo de aplicación
• Uso de n-hexano (R 11-38-48/20-51/53-62-65-67)
• Las pruebas muestran la posibilidad de sustituir por:
- Tetracloruro de carbono (R 23/24/25-40-48/23-52/53-59)
- Ciclohexano (R 11-38-50/53-65-67)
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24/2/2009 39
Equipo estancoEquipo cerrado
con extracción localizada en los puntos de emisión
Líquidos con una presión de vapor inferior a 2 hPa y agua
Sólidos no pulverulentos
Poco combustible (punto de inflamación superior a 100ºC)
Agentes químicos no peligrosos para la salud Despreciable
No peligroso para el medio ambiente
Líquidos con una presión de vapor entre 2 y 10 hPa
Combustible (punto de inflamación entre 55 y 100ºC)
Sustancia sin frases R sobre toxicidad crónica
Irritante (R36, R37, R38)Problemas dérmicos al trabajar en
ambientes húmedosDaño pulmonar por ingestión (R65)Daña la piel (R66)Somnolencia o vértigo (R67)
Bajo
R52, R53, sin símbolo N
Proceso cerrado pero con posibilidad de exposición al llenar, tomar muestras o limpiar
Líquidos con presión de vapor entre 10 y 50 hPa (excepto agua)
Inflamable (punto de inflamación 21-55ºC) (R10)
Toxico para la reproducción categoría 3 (R62, R63)
Preparado que contiene más del 5% (en el caso de gases, el 1%) de sustancias tóxicas para la reproducción de categoría 3
Nocivo (R20, R21, R22)Se acumula en la leche materna
(R64)Corrosivo (R34, pH ≥ 11,5, resp. ≤
2).Puede causar lesiones oculares
(R41)Asfixiantes simples
Medio
Líquidos con presión de vapor entre 50 y 250 hPa
Fácilmente inflamable (R11)
Produce gases extremadamente inflamables en contacto con agua (R15)
Comburente (R7, R8, R9)
R1, R4, R5, R6, R14, R16, R18, R19, R30, R44
Toxico para la reproducción categoría 1 o 2 (R60, R61)
Preparado que contiene sustancias tóxicas para la reproducción de categorías 1 o 2 en concentraciones superiores al 0,5% (en el caso de gases, 0,2%)
Carcinógeno de categoría 3 (R40)Mutágeno de categoría 3 (R68)Bioacumulable (R33)Preparado que contiene más del 1%
de sustancias tóxicas para la reproducción de categoría 3
Tóxico (R23, R24, R25) Muy corrosivo (R35)Puede producir gases tóxicos en
contacto con agua o ácidos (R29, R31)
Sensibilizante de la piel (R43, vía dérmica)
Sensibilizante del tracto respiratorio (R42)
Preparado que contiene más de 1% (en el caso de gases, 0,2%) de sensibilizantes dérmicos o respiratorios
Alto
Símbolo N y alguna entre R50, R51, R53, R54, R55, R56, R57, R58 o R59
Proceso abiertoPosibilidad de
contacto directo con la piel
Aplicación en un área muy grande
GasesLíquidos con presión
de vapor superior a 250 hPa
Sólidos que generan polvo
Aerosoles
Explosivo (R2, R3)Gas o líquido
extremadamente inflamables (R12)
Inflamable espontáneamente (R17)
Carcinógeno de categoría 1 o 2 (R45, R49)
Mutágeno de categoría 1 o 2 (R46)Preparado que contiene más del
0,1% de sustancias cancerígenas o mutagénicas de las categorías 1 ó 2
Muy tóxico (R26, R27, R28)Puede producir gases muy tóxicos
en contacto con ácidos (R32)
Muy alto
Crónica (exposición repetida)Aguda (exposición única)
Peligros para el medio
ambiente2)
Peligros asociados al
procesoExposición potencialRiesgo de incendio y
explosión1)
ToxicidadNivel de
riesgo
CCl4Ciclohexano
n-hexanoEJEMPLO: EXTRACCIÓN ORGÁNICA
24/2/2009 40
3. Gestión de los cambios
• Adaptación al cambio de todas las partes implicadas
• Estudio coste-beneficio, con especial atención a los beneficios indirectos (beneficios para la Universidad: patentes, publicaciones científicas, proyectos)
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24/2/2009 41
EL PROBLEMA DE LAS IMPUREZAS(MINORITARIOS)
Atención a la sustitución por productos “más puros”
•Producto de partida (materia prima) del 88%•Detección en el mercado de un producto mucho más barato y de mayor pureza (96%)•Sustitución sin mayor análisis en el proceso de síntesis orgánica•Aparecen problemas de contaminación en el laboratorio: Irritación y dolor de cabeza
¿Qué ha ocurrido?
Las impurezas de la primera materia prima (12%) NO eran volátiles, mientras que las de la segunda (4%) SI eran volátiles
24/2/2009 42
EL PROBLEMA DE LA NO EXISTENCIA DE DATOS TOXICOLÓGICOS
Atención:
La ausencia de informaciones toxicológicas relevantes sobre un producto, no debe, en ningún caso, llevarnos a la conclusión de que es menos tóxico que el producto que estamos usando y del que existen abundantes datos toxicológicos o ecotoxicológicos preocupantes
Ejemplos
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24/2/2009 43
Utilizado actualmente Propuesta de sustitución
Formol (formaldehido) Peróxido de metiletilcetonaCancerígeno C3 Poca información toxicológicaVLA-EC 0,3 ppm VLA-ED 0,2 ppm
Riesgo de explosión
Glutaraldehido OPA (orto-ftalaldialdehido)Sensibilizante Muy poca información toxicológica*VLA-EC 50 ppb No tiene VLA
Posible sensibilizante (FDS)
* (solamente DL50 oral en ratas)
24/2/2009 44
Pv <0,01 kPa a 21ºC No COV
Punto de Ebullición entre 140 y 250ºC
Punto de Inflamación entre 120 y 205 ºC
Carbonatos cíclicos
23
24/2/2009 45
Dadas sus características:– Excelente solubilidad– Elevados puntos de inflamación y ebullición– Bajas velocidades de evaporación– Cero COV– Baja toxicidad y débil olor
Son alternativas a los disolventes:CloradosCetonasAromáticos
Pueden ser usados como disolventes “Seguros” y no perjudiciales para el medioambiente
Carbonatos cíclicos
Sin embargo…
24/2/2009 46
Difícilmente se puede hacer caso de las ofertas publicitarias existentes, ya que suelen llevarse a cabo de manera distorsionada: exagerando los problemas del producto a sustituir o minimizando los del posible sustituto, sin entrar normalmente a fondo en el problema.