Riesgos asociados al sulfuro de hidrógeno (H2S)
Riesgos
asociados al sulfuro de hidrógeno (H2S)
INTRODUCCIÓN
El sulfuro de hidrógeno es un gas incoloro, inflamable y extremadamente
peligroso con olor a "huevo podrido". Es inflamable y explosivo en aire
pudiendo provocarse la ignición por una descarga de electricidad estática. Está presente de forma natural en el
petróleo crudo y gas natural y también se produce en los procesos de refinación
de la industria petrolera, específicamente en el proceso de eliminación de
azufre conocido como hidrotratamiento catalítico.
En la siguiente imagen se puede observar los procesos de
hidrotratamiento en una refinería que generan sulfuro de hidrógeno
El
sulfuro de hidrógeno ocurre en forma natural y como producto de actividades
humanas. Se encuentra entre los gases de volcanes, manantiales de azufre,
emanaciones de grietas submarinas, pantanos y cuerpos de aguas estancadas. El
sulfuro de hidrógeno también está asociado con alcantarillas municipales, plantas
para el tratamiento de desagües, operaciones de manejo de cerdos y abonos y
operaciones relacionadas con pulpa de madera y papel. Las fuentes industriales
del sulfuro de hidrógeno incluyen a las refinerías de petróleo, plantas de gas
natural, plantas petroquímicas, plantas de hornos de coque, plantas que
procesan alimentos y curtidurías.
En
la boca y en el tracto gastrointestinal hay bacterias que producen sulfuro de
hidrógeno al degradar materiales que contienen proteínas de origen animal o
vegetal. El sulfuro de hidrógeno es uno de los componentes principales en el
ciclo natural del azufre. Se produce por la descomposición de la materia
orgánica bajo condiciones anaeróbicas.
ASPECTOS QUÍMICOS
La formación del sulfuro de hidrógeno en el crudo y derivados proviene
de la hidrogenación de mercaptanos, sulfuros, disulfuros y tiofenos como se
puede observar en la siguiente imagen.
Cuando el sulfuro de hidrógeno se disuelve en agua forma el ácido
sulfhídrico, un ácido débil tal como se puede observar en la siguiente ecuación:
Como ácido puede ser neutralizado por un álcali formando sulfuro. La reacción
es reversible, por lo tanto la acidificación de aguas sulfurosas genera sulfuro
de hidrógeno.
USOS DEL SULFURO DE HIDRÓGENO
El sulfuro de hidrógeno se utiliza en la purificación de
los ácidos clorhídrico y sulfúrico. También se usa en la marcha analítica de
cationes como precipitante de los sulfuros metálicos, como reactivo analítico y
como fuente de azufre e hidrógeno, así como en la fabricación del agua pesada.
ASPECTOS DE
SEGURIDAD. LÍMITES DE EXPOSICIÓN LABORAL
Es más pesado que el aire y puede acumularse en áreas bajas y cerradas,
pobremente ventiladas, como sótanos, bocas de registros, tanquillas para líneas
de alcantarillado eléctrico y telefónico. Generalmente se puede detectar el
olor a bajas concentraciones en el aire, entre 0.0005 y 0.3 partes por millón
(ppm) Sin embargo, en altas concentraciones, una persona puede perder la
capacidad para olerlo. Esto puede hacer al sulfuro de hidrógeno muy peligroso.
En la siguiente figura se muestran los límites de exposición laboral
para el sulfuro de hidrógeno.
EFECTOS POR EXPOSICIÓN
El hidrógeno de sulfuro (H2S) es un gas tóxico
y el peligro para la salud depende tanto de la duración de la exposición como
de la concentración. Este gas es irritante para los pulmones y en bajas
concentraciones irrita los ojos y en tracto respiratorio. La exposición puede
producir dolor de cabeza, fatiga, mareos, andar tambaleante y diarrea, seguido
algunas veces por bronquitis y bronconeumonía. Hay evidencias de síntomas
adversos a la salud elevados en comunidades expuestas durante largo tiempo a
niveles bajos de H2S en el medio ambiente, tales como en áreas
geotérmicas, y el desagradable olor de H2S puede ser molesto. Los
sujetos asmáticos no parecen responder tan prontamente a los niveles bajos de H2S
como lo hacen al SO2. El olfato pierde el rastro del H2S
cuando las concentraciones son inferiores al nivel de peligrosidad, de manera
que las personas pueden tener poca alerta de la presencia del gas en
concentraciones dañinas. Grandes concentraciones pueden provocar parálisis del
centro respiratorio, causando paro respiratorio, que puede conducir a la
muerte. Si no ocurre el deceso durante el tiempo de exposición, la recuperación
se produce sin complicaciones médicas posteriores, aunque los síntomas pueden
continuar durante varios meses. Los umbrales de concentración para
efectos a la salud se describen en la tabla siguiente.
ASPECTOS TOXICOLÓGICOS
El
sulfuro de hidrógeno se absorbe a través del tracto respiratorio, entrando en
circulación y disociándose parcialmente en grupo sulfhidrilo SH¯. Se distribuye
en el cerebro, hígado, riñones y páncreas e intestino delgado. Se metaboliza
por oxidación a tiosulfato o a sulfatos conjugados, cuyas solubilidades en agua
permiten su excreción por vía urinaria. La metilación constituye otra ruta
metabólica, también por formación de un compuesto conjugado más soluble. La
toxicidad del H2S se relaciona con el bloqueo de enzimas conteniendo
metales como la citocromo oxidasa, el eslabón final de la cadena de citocromos
que aseguran el transporte de electrones necesario para reducir el oxígeno
transportado por la hemoglobina. El bloqueo del hierro de la enzima afecta a la
respiración por tanto y a la producción de energía, de forma que los tejidos
más susceptibles son las membranas mucosas y los tejidos con alta demanda de
oxígeno como el tejido nervioso y el cardíaco. El olor a huevos podridos
aparece a muy bajas concentraciones (0,13 ppm; 0,18 mg/m3) y sin embargo
no sirve como señal de alarma, ya que al aumentar la concentración (100 ppm) la
fatiga olfatoria hace imposible oler el gas para los humanos. Debido a esto, el
sulfuro de hidrógeno es un gas muy peligroso y el trabajo en recintos
confinados, donde hay degradación de materia orgánica, (redes de
alcantarillado, torres de refrigeración) precisa de protección respiratoria
adecuada. Las exposiciones cortas pueden llevar a la aparición de daños
pulmonares y cambios en funciones neurocomportamentales. Se comprobó que en
exposiciones durante 30 minutos de 1 a 11,6 ppm (1,4-16 mg/m3) no se
observaron cambios significativos en la función respiratoria aunque se encontró
sensibilidad bronquial en trabajadores sanos de molinos de papel (concentración
diaria 14 mg/m3). Sin embargo, los sujetos asmáticos mostraron un
aumento de la resistencia al paso del aire después de estar expuestos a 2 ppm
(2,8 mg/m3).
- https://ocw.unican.es/pluginfile.php/681/course/section/681/bloque_III_parte_3.pdf
- http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/LEP%20_VALORES%20LIMITE/Doc_Toxicologica/Ficheros%202011/DLEP%2069%20Sulfuro%20de%20hidr%C3%B3geno.pdf
- https://www.ivhhn.org/es/guidelines/guia-sobre-gases-volcanicos/hidrogeno-de-sulfuro
- https://www.atsdr.cdc.gov/es/phs/es_phs114.html
- M.A. Fahim et al., Fundamentals of petroleum refining. Elsevier, 2010.
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