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sábado, 6 de julio de 2013

Dilema ambiental, Lámparas de bajo consumo y mercurio


“Richard” Reinhard Klitzing, Técnico de Mantenimiento

Alarmantes artículos y noticias en los medios, comentarios de conocidos sobre el peligro del contenido de mercurio en los tubos fluorescentes, tubos fluorescentes compactos y “lámparas de bajo consumo” y que prefieren seguir usando las bombillas convencionales me hacen indagar un poco sobre el peligro real que supone.

Los tubos fluorescentes y sus versiones compactas contienen mercurio, elemento empleado para generar en descarga eléctrica ante todo luz ultravioleta que se transforma en luz blanca visible mediante material fluorescente y fosforescente. Los contenidos de Mercurio (Hg) están limitados por la legislación, dependiendo del tipo de lámpara y oscilan entre unos 1 y 15 mg, siendo limitados actualmente a 2,5 mg en lámparas compactas  de menos de 30W y a 5 mg en tubos lineales de uso común y doméstico. Las lámparas de mercurio a alta presión desaparecerán en 2015. Los datos exactos y su calendario se pueden consultar en Diario Oficial de la Unión Europea, L 251/28 (1)

La tendencia del contenido de mercurio va a la baja, llegando en algunos modelos a 1mg o menos conforme avanza el desarrollo tecnológico.
Para poder calcular el impacto real del mercurio contenido en estas lámparas y facilitar la comparación con la exposición diaria a este elemento necesitamos repasar algunos conceptos y datos relacionados con el:


Ciclo de mercurio

El mercurio existe en la naturaleza en una proporción estimada de unos 0,08 ppm del manto terrestre, unos 0,08 mg/kg, ante todo en forma de sulfuro de mercurio (HgS, Cinabrio). En ocasiones se da en forma nativa y raramente como óxido o asociado a otros metales como plata o cobre. Es un metal líquido a temperatura ambiente y presión normal (punto congelación -39ºC, ebullición 357ºC) con una presión de vapor relativamente alta evaporando lentamente a temperatura ambiente. Es altamente tóxico, tanto en forma metálica, como en sus compuestos orgánicos e inorgánicos. En forma metálica es absorbido por el organismo por inhalación, y en mucho menor medida por contacto y menos por ingestión. Su forma más peligrosa se presenta en compuestos orgánicos, siendo el metil-mercurio el más importante, que sí presentan muy alta toxicidad por la vía de ingestión.

El mercurio es liberado al aire y en consecuencia al agua de forma natural por actividad volcánica, por erosión de los suelos y por incendios forestales. Este mercurio, por condensación, precipitación y sedimentación vuelve a formar parte del manto para continuar con el ciclo.

Con ayuda de microorganismos y en presencia de agua, el mercurio se transforma en metil-mercurio (CH3Hg) que entra en la cadena trófica. Tiene la característica de acumularse en el organismo (bioacumulación) por tardar más tiempo en ser eliminado que de ser repuesto por alimentación y de aumentar su concentración a medida que avance la cadena trófica (biomagnificación). Este fenómeno se observa ante todo en peces cuyos representantes de la cabeza de la cadena trófica, muy voraces, tienen bastante altos índices de mercurio en su organismo, hasta más de 1 mg/kg (atún, pez espada, lucio, tiburones).

La emisión antropogénica de mercurio, en forma metálica, metil-mercurio y otros, se origina ante todo por anticuados métodos de extracción de metales nobles, incendios forestales para ganar terreno para cultivo y otros fines, emisiones de centrales térmicas de carbón, biomasa y fuel, incineración de residuos domésticos, industriales y otros y por la industria cloro-alcalina.

Es difícil establecer un porcentaje en la relación de la parte antropogénica y la no antropogénica de las emisiones al entorno, algunos expertos e instituciones la estiman en 40/60, otros en 60/40%. Sin duda el hombre contribuye en gran medida en estas emisiones. Según estimaciones de la UNEP, división de protección del Medio Ambiente de Naciones Unidas, somos responsables del aumento de mercurio en la capa superior (100m) de los océanos de un 100% en los últimos 100 años. Sin embargo, conociendo la elevada toxicidad del mercurio desde hace más de 100 años, los esfuerzos de evitar o reducir su vertido han ido en aumento desde hace tiempo. La Estrategia comunitaria sobre el mercurio (2) para reducir uso y emisiones de mercurio es un ejemplo, seguido del Reglamento (CE) nº 1102/2008(3) del Parlamento Europeo y del Consejo, de 22 de octubre de 2008, relativo a la prohibición de la exportación de mercurio metálico y ciertos compuestos y mezclas de mercurio y al almacenamiento seguro de mercurio metálico (4) y la prevista Diplomatic Conference for the Minamata Convention on Mercury (5) para octubre de este año, que pretende establecer un calendario para la progresiva reducción de extracción de mercurio y limitación de su uso para la obtención exclusivamente por reciclado en 15 años, son algunos ejemplos.


Emisiones de mercurio por centrales eléctricas (Térmicas de carbón)

Las centrales eléctricas térmicas suponen una de las o la más importante fuente de emisión de mercurio en muchos países. En el conjunto de Europa suponen el 53,6% con 16.278kg del total, en España 40,8% y 871kg y Alemania 69,6% y 4.908kg, datos de 2011 del European Pollutant Release and Transfer Register (6).

España, con una producción de energía eléctrica de 283 GWh (2012) y emisión de 871 kg de mercurio (incineración de residuos también genera electricidad) emite unos 0,003 mg de mercurio por kWh producido. En Alemania, con mayor dependencia del carbón en la producción energética, este valor se eleva a 0,008 mg/kWh Hg.

En EEUU, donde el 50% de la producción de energía eléctrica proviene de centrales de carbón, la emisión de Hg se sitúa en 0,0115 mg/kWh del total producido (7).

No hay que olvidar que también las centrales térmicas a base de incineración de residuos y de biomasa emiten Hg al Entorno, así como, en menor medida, las a base de fuel-oil.


Exposición al mercurio

Como hemos comentado en la introducción estamos expuestos al mercurio de forma natural, en la vida cotidiana normalmente a través de la alimentación al muy tóxico metil-mercurio y dimetil-mercurio y solo en menor grado al mercurio metálico por contaminación o accidente (rotura de termómetro por ejemplo), y cada vez menos a distintos compuestos por especialidades farmacéuticas ya prohibidas y sustituidas en la mayor parte del mundo.
En la vida laboral podemos estar expuestos a diferentes formas y compuestos en diversos procesos industriales, mineros etc.

En el apartado de la alimentación el pescado y los mariscos se llevan la casi exclusividad de la contaminación por Hg, siendo los peces más longevos y más depredadores los candidatos con mayor contenido. Atún, pez espada y tiburones pueden superar fácilmente los límites permitidos por las autoridades y organizaciones nacionales e internacionales responsables de su vigilancia para el comercio.

En el Reglamento 78/2005, la comunidad Europea fija los valores máximos permitidos de metil-mercurio en el pescado comercializado en 0,5 mg/kg, 1 mg/kg para especies determinadas, entre otros los antes mencionados (8).

La OMS y la mayor parte de las organizaciones nacionales e internacionales fijan la ISTP (Ingesta Semanal Tolerable Provisional) de metil-mercurio a 1,6ug = 0,0016 mg por kg de peso corporal, teniendo ya en cuenta la mayor vulnerabilidad de los niños y los fetos en el caso de mujeres embarazadas (9).

En el ámbito laboral los Valores Límites Ambientales (VLA) se fijan en la Unión Europea en 0,02 mg/m3 aire. Este valor es de larga exposición tomando como base la jornada laboral de 8h, 5 días semanales (10)


El mercurio en las lámparas

El mercurio contenido en una CFL (Compact Fluorescent Lamp) no se libera al entorno durante su funcionamiento, únicamente en caso de rotura. Hay que distinguir entre rotura en caliente (lámpara funcionando) y rotura en frío.

En el caso de rotura en caliente gran parte del mercurio contenido en ella está en estado gaseoso que se escaparía al entorno, pero al aumentar bruscamente la presión interior, recordemos que funcionan a presión inferior a la atmosférica, una parte se condensa quedando atrapado en forma de diminutas gotas en casquillo y polvos fluorescentes. La cantidad exacta es difícil de cuantificar.

La rotura que más habitualmente ocurre es en frío, ya sea durante el transporte, almacenamiento, reposición o caída accidental. En este caso la mayor parte del mercurio se halla en estado líquido en forma de diminutas gotas en el recubrimiento fluorescente y l casquillo o, en algunos modelos en determinados puntos o ampollas adosadas, “punto frío”, para facilitar el reciclado del mercurio después de acabar la vida útil de la lámpara.

Para los cálculos siguientes usaremos el modelo OSRAM DULUX PRO MINI TWIST 23 W/825 E27 (¡NO cobro comisión!... aún) del que disponemos de los datos técnicos (11).
Sustituye directamente una lámpara convencional incandescente de 100W, contiene 1,7 mg de mercurio y tiene una vida útil de 8.000h

La habitación donde se realiza la rotura del ejemplo tiene 4 x 4 m, 20 m2 y 2,5 m de altura, en total 50 m3. Suponemos una rotura en caliente, la más desfavorable, y nos ponemos en el peor caso, escape del 100% del mercurio. Con nuestro modelo de ejemplo estaríamos expuesto a una concentración de 1,7mg/50m3 = 0,034mg/m3, un 70% por encima del Valor Límite Ambiental (VLA). Pero esta exposición sería de corta duración, ya que la concentración bajaría en poco tiempo, cuestión de minutos, al ventilar la estancia, algo que se debe hacer siempre en caso de un accidente de esta índole, y, como hemos visto en el apartado anterior, los VLA se refieren a exposición continuada. Asimilar los 1,7mg por vía respiratoria en caso de no ventilar nos costaría más de 4 días a razón de 8 litros de aire por minuto, cálculo no del todo correcto ya que en cada ciclo de respiración disminuiría la concentración de Hg. En mucho menos tiempo seríamos capaces de jamar1,7 kg de filetes de atún y pez espada con algunos tacos de cazón adobado con el contenido de metil-mercurio al límite y nada excepcional. Por otro lado, el mercurio liberado no se mantendría en forma de vapor, sino precipitaría, para luego, al bajar la concentración, evaporarse lentamente.

El cálculo ha sido extremo, ya que no se liberaría la totalidad de Hg, quedando gran parte retenida en los restos de la lámpara en forma de líquido mucho menos nocivo.

En todo caso se debe ventilar la estancia y salir de ella durante unos minutos y al volver recoger con cuidado los restos de la lámpara accidentada depositándolos en un frasco con cierre hermético para su posterior depósito en un “Punto Limpio” o en la tienda de material eléctrico, nunca en la basura. En lo posible hay que evitar el uso de aspiradora sino ayudarse de trapo o papel humedecido para recoger los trocitos más pequeños.

En el siguiente cálculo veremos la emisión de mercurio en la producción de energía eléctrica evitada con el uso de la lámpara de bajo consumo en vez de la de incandescencia (España):

100W * 8.000h = 800kWh = 2,4mg Hg (incandescencia)
  23W * 8.000h = 184kWh = 0,55mg Hg (bajo consumo)

El resultado es una reducción de emisión de mercurio de 1,85mg, con un balance aún positivo de 0,15mg en caso de rotura y vertido al ambiente del contenido de la lámpara, algo que evitar a toda costa. El ejemplo está basado en España con una importante participación de energías renovables en la producción de energía eléctrica. En países con mayor dependencia del carbón en la generación de energía los resultados serían de 4,9mg o 3,2mg (en caso de rotura) en Alemania y 7,1mg o 5,4mg (caso de rotura) en EEUU.


Conclusiones

Según los cálculos realizados en el anterior apartado la alarma es infundada. Una intoxicación por rotura es altamente improbable, habría que calentar los restos de la lámpara para evaporar totalmente todo contenido en un recinto muy reducido para poder inhalar una cantidad que escasamente podría considerarse tóxica, en todo caso para el feto no nacido o niño en pleno desarrollo por su mayor vulnerabilidad ante este elemento. Las cantidades expelidos son en realidad muy inferiores, en caso de rotura en frío supuestamente por debajo del 10%, incluso en caso de rotura en caliente se supone menos del 60%.

Además sería una intoxicación puntual y reversible al tener el mercurio una permanencia media de 40 a 50 días en el organismo, la bioacumulación solo tiene lugar al ingerir o inhalar más mercurio que el cuerpo expele en el mismo tiempo. Reducir o prescindir del consumo de pescado y mariscos durante 4 a 6 semanas, ante todo de los pescados antes señalados, compensaría la supuesta intoxicación.

Tecnologías más recientes emplean amalgamas (aleación de mercurio con otros metales) en vez del elemento en estado líquido, lo que disminuye aún más la liberación de Hg en caso de accidente y facilita su recuperación en el proceso de reciclado.

El empleo de tubos fluorescentes compactos y lámparas de bajo consumo reduce, como hemos visto, la emisión de mercurio por la generación de energía eléctrica, algo que nos concierne a todos.

Hay que hacer especial hincapié en evitar romper estas lámparas, manejarlas con cuidado y NUNCA tirarlas a la basura sino llevarlas al “punto verde” o al vendedor/distribuidor quien se encarga y está obligado a recogerlas, almacenarlas y entregarlas a su proveedor/fabricante para someterlas al reciclado, así de evitar que niños los manipulen y alejarlos en caso de rotura.


No me atrevo a recomendar, por no disponer de documentación al respecto, de desconfiar de productos “baratos” adquiridos en bazares etc., sino confiar solo en los de las grandes marcas que publican sus datos técnicos y, supuestamente, fomentan y participan en investigación y desarrollo de mejoras tecnológicas, ambientales y sanitarias.

Con todo lo expuesto no quiero ni de lejos minimizar los peligros del “vil metal” mercurio, es un asunto muy serio en nuestro entorno, sino aclarar algunos mitos y malentendidos relacionados con él. Solo con la emisión no antropogénica, o sea natural, tenemos ya bastante.


Fuentes y referencias:













Con mi ayudante "Helferlein" no he podido contar en la elaboración de este artículo, ni en el recabado de datos y documentación por haberse escapado. Hoy me llegó una foto suya ¡Me va a oír en cuanto vuelva!

La reproducción y distribución de este artículo se permite, es más, se agradece, pero no para fines lucrativos, indicando siempre autor y fuente.