UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE … · Metodología de evaluación sensorial ... Anexo...

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA

CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA

DESODORIZACIÓN DE MINERAL TURPENTINE RECUPERADO, MEDIANTE

ADSORCIÓN CON CARBÓN ACTIVADO

TRABAJO DE GRADO PARA LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

QUÍMICO

AUTOR: CHRISTIAN ANDRÉS CÓRDOVA GUTIÉRREZ

TUTOR: ING. GHEM LEONEL CARVAJAL CHÁVEZ

QUITO

2015

iii

APROBACIÓN DEL TUTOR

En calidad de tutor del trabajo de grado titulado “DESODORIZACIÓN DE MINERAL

TURPENTINE RECUPERADO, MEDIANTE ADSORCIÓN CON CARBÓN

ACTIVADO”, me permito certificar que el mismo es original y ha sido desarrollado por el señor

CHRISTIAN ANDRÉS CÓRDOVA GUTIÉRREZ, bajo mi dirección y conforme con todas

las observaciones realizadas, considero que el trabajo está concluido y tiene mi aprobación.

En la ciudad de Quito, a los 21 días del mes de julio de 2015.

Ing. G. Carvajal C.

PROFESOR TUTOR

iv

AUTORIZACIÓN DE LA AUTORÍA INTELECTUAL

Yo, CHRISTIAN ANDRÉS CÓRDOVA GUTIÉRREZ en calidad de autor del trabajo de

grado realizado sobre “DESODORIZACIÓN DE MINERAL TURPENTINE

RECUPERADO, MEDIANTE ADSORCIÓN CON CARBÓN ACTIVADO”, por la presente

autorizo a la UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR, hacer uso de todos los contenidos

que me pertenecen o de parte de los que contiene esta obra, con fines estrictamente académicos o

de investigación.

Los derechos que como autor me corresponden, con excepción de la presente autorización,

seguirán vigentes a mi favor, de conformidad con lo establecido en los artículos 5, 6, 8, 19 y

demás pertinentes de la Ley de Propiedad Intelectual y su Reglamento.

En la ciudad de Quito, a los 21 días del mes de julio de 2015.

______________________

FIRMA

C.C. 172272278-0

[email protected]

v

A mi esposa Viviana,

a mis hijos,

a mis padres.

vi

AGRADECIMIENTOS

Deseo expresar mis agradecimientos a mis padres y a mi esposa, que sin su ayuda este trabajo no

hubiera sido posible, a mi profesor tutor Ghem Carvajal quien me brindó sus conocimientos y su

ayuda para poder elaborar este trabajo, y al ingeniero Washington Ruíz, quien me brindó su

apoyo.

También deseo agradecer a la empresa New Rolerd Plus y a sus representantes, los señores John

y Rubén Jaramillo, quienes propusieron el tema de investigación y facilitaron los materiales

necesarios, y al doctor Kléver Parreño, quien me ayudó a realizar las pruebas de GC-MS para este

trabajo.

vii

CONTENIDO

pág.

LISTA DE TABLAS ..................................................................................................................... x

LISTA DE FIGURAS ................................................................................................................. xii

LISTA DE GRÁFICOS ............................................................................................................. xiii

LISTA DE ANEXOS ................................................................................................................. xiv

RESUMEN .................................................................................................................................. xv

ABSTRACT ............................................................................................................................... xvi

INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................ 1

1. MARCO TEÓRICO .......................................................................................................... 3

1.1. Adsorción. ......................................................................................................................... 3

1.2. Mineral Turpentine. ........................................................................................................... 4

1.2.1. Aplicaciones. ................................................................................................................. 5

1.3. Tinta. ................................................................................................................................. 5

1.4. Carbón Activado. .............................................................................................................. 6

1.5. Olor. .................................................................................................................................. 8

1.5.1. Cuantificación del olor. ................................................................................................. 9

1.5.2. Especificidad química. ................................................................................................ 10

1.5.3. Seguridad y salud en el trabajo. .................................................................................. 10

1.6. Determinación cualitativa de los niveles de olor. ............................................................ 13

1.6.1. Panel. .......................................................................................................................... 13

1.6.2. Panel de olores. ........................................................................................................... 14

1.6.3. Metodología de evaluación sensorial.......................................................................... 14

1.6.4. Escala de valoración de olores. .................................................................................. 16

1.6.5. Herramientas estadísticas. .......................................................................................... 17

1.7. Espectrometría de masas (MS). ....................................................................................... 22

1.7.1. Espectrómetro de masas. ............................................................................................. 22

viii

2. PARTE EXPERIMENTAL ............................................................................................. 24

2.1. Esquema del desarrollo del trabajo. ................................................................................ 24

2.2. Desodorización del solvente. ........................................................................................... 24

2.2.1. Definición de variables. .............................................................................................. 24

2.2.2. Diseño experimental. ................................................................................................... 25

2.2.3. Materiales y equipos. .................................................................................................. 27

2.2.4. Sustancias y reactivos. ................................................................................................ 27

2.2.5. Procedimiento para tratar el solvente con carbón activado. ...................................... 27

2.2.6. Esquema del tratamiento con carbón activado. .......................................................... 28

2.3. Panel de olores. ............................................................................................................... 28

2.4. Pruebas de GC-MS. ......................................................................................................... 30

3. DATOS EXPERIMENTALES Y CÁLCULOS ............................................................. 31

3.1. Datos experimentales y cálculos previos. ........................................................................ 31

3.1.1. Cálculo de la cantidad de carbón activado necesaria para cada prueba. ................. 31

3.1.2. Solvente recuperado en cada prueba. ......................................................................... 31

3.1.3. Resultados del panel.................................................................................................... 40

3.2. Análisis de datos.............................................................................................................. 43

3.2.1. Intensidad de olor........................................................................................................ 43

3.2.2. Apreciación de olor. .................................................................................................... 50

3.2.3. Optimización. .............................................................................................................. 53

3.2.4. Análisis de aceptación. ................................................................................................ 56

3.3. Determinación de riesgo químico por inhalación. ........................................................... 61

3.3.1. Determinación del riesgo potencial. ........................................................................... 61

3.3.2. Determinación de la volatilidad. ................................................................................. 64

3.3.3. Determinación del procedimiento de trabajo. ............................................................ 65

3.3.4. Determinación de la protección colectiva................................................................... 66

3.3.5. Corrección en función de VLA (TLV).......................................................................... 66

3.3.6. Valoración de la escala de apreciación de olor para riesgo químico. ....................... 66

3.3.7. Calificación de la escala de apreciación de olor. ....................................................... 67

3.3.8. Puntuación del riesgo por inhalación. ........................................................................ 68

3.3.9. Caracterización del riesgo. ......................................................................................... 69

4. RESULTADOS ............................................................................................................... 70

4.1. Resultados del análisis del panel de olores. .................................................................... 70

4.1.1. Intensidad de olor........................................................................................................ 70

ix

4.1.2. Apreciación de olor. .................................................................................................... 74

4.2. Resultados de GC-MS. .................................................................................................... 76

4.3. Resultados riesgo químico por inhalación....................................................................... 82

5. DISCUSIÓN ................................................................................................................... 83

6. CONCLUSIONES .......................................................................................................... 87

7. RECOMENDACIONES ................................................................................................. 88

CITAS BIBLIOGRÁFICAS ....................................................................................................... 90

BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................................................... 92

ANEXOS..................................................................................................................................... 95

x

LISTA DE TABLAS

pág.

Tabla 1. Diferencias fundamentales entre la adsorción física y química. 3

Tabla 2. Composición de la tinta removida con el solvente. 6

Tabla 3. Comparativa de técnicas de medida / análisis de olores. 9

Tabla 4. Valores TLVs para el mineral turpentine. 11

Tabla 5. Modelo de ficha para test descriptivo. 15

Tabla 6. Modelo de ficha para test de ordenamiento. 16

Tabla 7. Orden de muestras e intensidad de olor. 17

Tabla 8. Escala de apreciación de olor. 17

Tabla 9. Ecuaciones aplicadas en ANOVA. 18

Tabla 10. Valoración de las variables del diseño experimental. 26

Tabla 11. Codificación de cada muestra. 26

Tabla 12. Distribución de muestras para cada panel. 29

Tabla 13. Cantidad de carbón activado para cada prueba. 31

Tabla 14. Solvente recuperado en cada prueba. 31

Tabla 15. Porcentaje de solvente recuperado en cada prueba. 32

Tabla 16. Coeficientes de correlación y determinación para los datos % recuperación

vs. relación carbón act./solvente. 36

Tabla 17. Coeficientes de correlación y determinación para los datos % recuperación

vs. tiempo de prueba. 39

Tabla 18. Calificación dada al orden de cada muestra ordenada por intensidad de olor. 40

Tabla 19. Calificación dada a las muestras por los panelistas – intensidad de olor. 40

Tabla 20. Calificación dada a las muestras por los panelistas – apreciación de olor. 42

Tabla 21. Cálculo de promedios del panel 1 – intensidad de olor. 44

Tabla 22. Cálculo de grados de libertad del panel 1 – intensidad de olor. 45

Tabla 23. Cálculo de DCM del panel 1 – intensidad de olor. 45

Tabla 24. Análisis de datos con el test de Friedman del panel 1 – intensidad de olor. 46

xi

Tabla 25. Promedio de puntajes de las muestras 592, 385 y 512, panel 1 – intensidad

de olor. 49

Tabla 26. Análisis de datos con el test de Tukey del panel 1 – apreciación de olor. 51

Tabla 27. Calificaciones dadas a la muestra 114 en apreciación de olor y determinación

de variables estadísticas. 57

Tabla 28. Clases de peligro en función de las frases R o H. 61

Tabla 29. Clases de cantidad en función de las cantidades por día. 62

Tabla 30. Clases de frecuencia de utilización. 62

Tabla 31. Determinación de las clases de exposición potencial. 63

Tabla 32. Clases de riesgo potencial. 63

Tabla 33. Puntuación para cada clase de riesgo potencial. 64

Tabla 34. Clase de volatilidad en función de la presión de vapor. 64

Tabla 35. Puntuación atribuida a cada clase de volatilidad o pulverulencia. 65

Tabla 36. Determinación de la clase de procedimiento y puntuación para cada clase. 65

Tabla 37. Determinación de las clases de protección colectiva y puntuación para

cada clase. 66

Tabla 38. Valoración a la escala de apreciación de olor. 67

Tabla 39. Calificaciones de los paneles para determinar riesgo por inhalación. 67

Tabla 40. Valor de EO para cada calificación. 67

Tabla 41. Puntuaciones para determinación de riesgo por inhalación. 68

Tabla 42. Caracterización de riesgo por inhalación. 69

Tabla 43. Resultados ANOVA – intensidad de olor. 70

Tabla 44. Resultados test de Friedman. 71

Tabla 45. Datos de las muestras obtenidos para optimización. 73

Tabla 46. Resultados optimización. 74

Tabla 47. Resultados ANOVA – apreciación de olor. 75

Tabla 48. Valores de DHS para cada panel. 75

Tabla 49. Componentes identificados por GC-MS. 77

Tabla 50. Resultados del análisis de riesgo químico. 82

xii

LISTA DE FIGURAS

pág.

Figura 1. Fórmula estructural de los constituyentes más comunes del mineral turpentine. 4

Figura 2. Representación esquemática de la estructura de un carbón activo. 7

Figura 3. Gránulo de carbón activo. 7

Figura 4. Estructura de un espectrómetro de masas. 23

Figura 5. Esquema del desarrollo del trabajo. 24

Figura 6. Diseño experimental de la desodorización. 25

Figura 7. Esquema del tratamiento con carbón activado. 28

Figura 8. Ingreso de datos al programa STATGRAPHICS Centurion XVI. 54

Figura 9. Maximización de la función de deseabilidad respecto de las variables respuesta

en el programa STATGRAPHICS Centurion XVI. 55

Figura 10. Valor de los factores y respuestas optimizadas en el programa

STATGRAPHICS Centurion XVI. 56

xiii

LISTA DE GRÁFICOS

pág.

Gráfico 1. % Recuperación vs. relación carbón act./solvente, tiempo de prueba 3 min. 32





Gráfico 6. % Recuperación vs. relación carbón act./solvente. 35

Gráfico 7. % Recuperación vs. tiempo de prueba, relación carbón activado/solvente 0,1. 36





Gráfico 12. % Recuperación vs. tiempo de prueba. 39

Gráfico 13. Superficie de respuesta estimada para la maximización de la función

de deseabilidad en el programa STATGRAPHICS Centurion XVI. 56

Gráfico 14. Cromatograma del solvente puro obtenido por GC-MS. 78

Gráfico 15. Cromatograma del solvente reciclado obtenido por GC-MS. 78

Gráfico 16. Cromatograma del solvente reciclado obtenido por GC-MS, identificación

del compuesto laurato de isopropilo. 79

Gráfico 17. Espectrograma de identificación del compuesto laurato de isopropilo. 79

Gráfico 18. Cromatograma del solvente reciclado obtenido por GC-MS, identificación del

compuesto miristato de octilo. 80

Gráfico 19. Espectrograma de identificación del compuesto miristato de octilo. 80

Gráfico 20. Cromatograma del solvente tratado (muestra 114) obtenido por GC-MS. 81

xiv

LISTA DE ANEXOS

pág.

Anexo A. Fotografías del desarrollo de las pruebas experimentales. 96

Anexo B. Fotografías del panel de olores. 99

Anexo C. Tablas con distribuciones estadísticas. 102

Anexo D. Modelo de ficha utilizada en los paneles de olores. 107

Anexo E. Norma NTP 937 – Agentes químicos: evaluación cualitativa y simplificada

del riesgo por inhalación (III). Método basado en el INRS. 112

xv

DESODORIZACIÓN DE MINERAL TURPENTINE RECUPERADO, MEDIANTE

ADSORCIÓN CON CARBÓN ACTIVADO.

RESUMEN

Se realizó la desodorización del solvente mineral turpentine, mediante adsorción con carbón

activado.

El solvente reciclado fue desodorizado aplicando un diseño experimental de dos factores; éstos

fueron la relación carbón activado/solvente: 0,1; 0,3; 0,5; 0,8 y 1,0 g/ml, y el tiempo de contacto

carbón activado/solvente: 3, 15, 45, 90 y 180 minutos. La reducción de olor fue calificada por

jueces sensoriales, y mediante un conjunto de herramientas estadísticas se obtuvo la mejor opción

de tratamiento, que correspondió a una relación de 1,0 g/ml y un tiempo de 87,79 minutos. La

desodorización también se verificó por GC-MS.

Para las muestras tratadas se aplicó una metodología cuali-cuantitativa para estimar el nivel de

riesgo químico, obteniéndose un nivel bajo de riesgo.

Según los resultados obtenidos, la desodorización se logró hasta una intensidad de olor de 2,48

en una escala categórica de 1 a 5, y una recuperación del solvente de 69,7 %.

PALABRAS CLAVES: / DESODORIZACIÓN/ MINERAL TURPENTINE/ ADSORCIÓN/

CARBÓN ACTIVADO/

xvi

MINERAL TURPENTINE DEODORIZING RECOVERED THROUGH ACTIVATED

CARBON ADSORPTION.

ABSTRACT

Deodorization mineral turpentine solvent was conducted by activate carbon adsorption.

The recycled solvent was deodorized using an experimental design of two factors; these were the

ratio between the activated-carbon/solvent: 0.1; 0.3; 0.5; 0.8; and 1.0 g/ml, and the contact time

ratio between the activated-carbon/solvent: 3, 15, 45, 90 and 180 minutes. The reduction of the

odor was checked by sensory judges, and through a set of statistical tools the best treatment option

was obtained, corresponding to a ratio of 1.0 g/ml and a time of 87.79 minutes. Deodorization

was also verified by GC-MS.

For the treated samples a qualitative and quantitative methodology was applied to estimate the

level of chemical risk, resulting in a low level risk.

According to the results, deodorization was achieved up to 2.48 odor intensity on a categorical

scale of 1 to 5, and a solvent recovery of 69.7 %.

KEYWORDS: / DEODORISATION / MINERAL TURPENTINE / ADSORPTION /

ACTIVATED CARBON /

1

INTRODUCCIÓN

El presente trabajo de grado trata sobre la aplicación de los fundamentos básicos de la teoría de

adsorción, con el objetivo principal de reducir la intensidad de olor de un solvente reciclado

utilizando carbón activado como material adsorbente.

El solvente reciclado es mineral turpentine previamente utilizado en la industria gráfica para

limpieza de tintas, que ha sido recuperado por destilación, y el cual, al ser comparado con el

solvente original posee un olor más intenso y penetrante.

Debido a la diferencia del olor presente en el solvente reciclado, éste es menos aceptado para su

uso, ya que causa inconformidades en los usuarios, y genera rechazo a su uso.

Al presentarse esta inconformidad se ve necesario el reducir la intensidad del olor del solvente

reciclado por lo menos hasta la intensidad del olor original y de ser posible reducirlo mucho más.

Para lograr esto se propuso efectuar la desodorización utilizando carbón activado, el cual posee

una gran capacidad de adsorción gracias a su estructura porosa muy desarrollada, en la cual se

puede alojar y retener los componentes que causan el olor del solvente.

Previo al arranque de las pruebas experimentales se planteó un diseño experimental de dos

factores con cinco niveles cada uno, teniendo como factores o variables de diseño a la relación

carbón activado/solvente y al tiempo de contacto entre el solvente y el carbón activado. Con el

fin de incrementar el contacto entre el solvente y el carbón activado, las muestras fueron agitadas

durante las pruebas. Adicional a esto se registró la cantidad de solvente que queda luego de cada

ensayo con el fin de hallar las mejores condiciones de desodorización con la mayor cantidad de

solvente recuperado.

Una vez concluidas las pruebas experimentales se obtuvieron 25 muestras de solvente tratado, las

cuales fueron calificadas de acuerdo a una escala de intensidad de olor desarrollada sobre la base

de consulta bibliográfica, a través de 46 jueces sin entrenamiento, todo esto en la conformación

de cinco paneles sensoriales.

2

Además se analizaron tres muestras (solvente puro, reciclado y tratado con carbón activado)

aplicando la técnica de GC-MS, para identificar los posibles componentes que causan el olor y

reconocer analíticamente la desodorización.

Durante el desarrollo de las pruebas y el análisis de resultados se comprobó que existen pérdidas

de solvente causadas por impregnación en el carbón activado y volatilización, que es necesario

controlar para mejorar la recuperación.

A través del análisis de GC-MS se pudo reconocer dos componentes que causaban el olor del

solvente y se comprobó la reducción de su concentración a través del tratamiento con carbón

activado.

Para complementar el desarrollo del trabajo se incluyó un análisis de riesgo químico para el

solvente reciclado aplicando una metodología de valoración cuali-cuantitativa para la

determinación de riesgo por inhalación. Esta metodología fue modificada para incorporar una

variable a la ecuación de valoración cualitativa de riesgo e incluir el efecto causado por el olor.

Los resultados experimentales muestran que la desodorización del solvente reciclado a través de

la metodología planteada en este trabajo se logró recuperando el 69,7 % de solvente y recibiendo

una opinión por parte de los panelistas de sentir una molestia leve al oler la muestra desodorizada.

3

1. MARCO TEÓRICO

1.1. Adsorción.

Es una operación de separación, la cual consiste en la retención selectiva de uno o más

componentes (adsorbatos) de un gas o un líquido en la superficie de un sólido poroso (adsorbente).

La definición que propone la “International Union of Pure and Applied Chemistry” (Sing, 1985)

es la siguiente: es el enriquecimiento, en uno o más componentes, de una superficie interfacial.

La adsorción es un fenómeno dinámico, de forma que las moléculas de adsorbato están

continuamente chocando con la superficie del sólido adsorbente, adsorbiéndose parte de ellas. A

su vez, continuamente se están desorbiendo las moléculas adsorbidas, por lo que, llega un

momento en que cuantitativamente el número de moléculas que se adsorben por unidad de tiempo

es igual al de las que se desorben, llegando, de esta forma, al estado de equilibrio dinámico. En

este equilibrio puede ocurrir que la concentración de adsorbato en la fase sólida sea mayor que en

la fase gaseosa o viceversa, esta propiedad se puede aprovechar para el uso de la adsorción como

técnica de separación y purificación.1

Tabla 1. Diferencias fundamentales entre la adsorción física y química.

Adsorción física Adsorción química

Fenómeno no específico. Fenómeno específico.

Monocapa o multicapa. Monocapa.

Bajo calor de adsorción (2 o 3 veces el calor

latente de vaporización).

Alto calor de adsorción. (Del orden del

calor de una reacción química).

Significativa a temperaturas relativamente

bajas.

Posible en un amplio intervalo de

temperaturas.

No activada. Activada.

Reversible. Irreversible.

No hay transferencia de e- pero puede

producirse la polarización del adsorbato.

Hay transferencia de e- con formación de

enlace entre el adsorbato y el adsorbente.

Fuente: PAU Gamarra, Javier. Equilibrio de adsorción de mezclas gaseosas en tamices moleculares.

Tesis doctoral. Ciencias Químicas. Universidad Complutense de Madrid. Madrid. España. 2005. p 7.

4

Atendiendo a la diferente naturaleza de las fuerzas de atracción adsorbato - adsorbente, puede

distinguirse dos tipos de adsorción: adsorción física (fisisorción) y adsorción química

(quimisorción). Las fuerzas intermoleculares que intervienen en la adsorción física son las fuerzas

de Van der Waals y fuerzas dipolo - dipolo. La adsorción química es un fenómeno más selectivo

y las fuerzas intermoleculares que intervienen son enlaces químicos. Las principales

características de la adsorción física y química, ya clásicas, se resumen en la Tabla 1 (Ruthven).

1.2. Mineral Turpentine.

Mineral turpentine es un disolvente de volatilidad moderada. Tiene un contenido aromático de

hasta 50 %, lo cual asegura muy buena capacidad disolvente para este tipo de producto.2

Este solvente tiene una fracción de ebullición en el intervalo de 125 °C a 240 °C, similar al

queroseno. Este corte se puede obtener directamente de la destilación del crudo como un producto

de destilación directa o mediante la división del corte queroseno. Se utiliza principalmente en la

industria de la pintura como un disolvente o diluyente y por lo tanto sus propiedades deseables

son guiadas por los requerimientos de esta industria.3

El aroma de este solvente es similar al queroseno, esto se debe a su constitución química, siendo

sus constituyentes más comunes xileno (a), butanol (b), tolueno (c), acetato de etilo (d) y metanol

(e).

a. b. c. d. e.

Fuente: EGE, Seyhan. Química orgánica: estructura y reactividad, tomo 2. Editorial Reverté S.A., España, 2000,

pp. 629-1105.

Figura 1. Fórmula estructural de los constituyentes más comunes del mineral

turpentine.

Estos componentes poseen una alta presión de vapor (aproximadamente 3,325 kPa a 20 °C) y por

consiguiente una alta volatilidad, lo que incrementa la probabilidad de ser detectados a través del

olfato.4

5

1.2.1. Aplicaciones. Es utilizado ampliamente por los pintores como un componente en

formulaciones con thinner para pintura y barniz. A menudo se utiliza en muchas operaciones

industriales como disolvente de limpieza a través del cual se elimina fácilmente aceites y grasas

de las superficies metálicas. 5

Este solvente tiene una amplia gama de otros usos, tanto domésticos como industriales. Entre ellas

se encuentran las siguientes:

- La fabricación de tinta.

- Limpieza de los hogares.

- Disolvente de caucho y agente de recuperación.

- Vehículo disolvente en la fabricación de zapatos y ceras para muebles.

- Eficaz como herbicida doméstico, capaz de eliminar casi todo el crecimiento no

deseado.

- Se usa en la síntesis de alcanfor y mentol.

1.3. Tinta.

Una tinta es una mezcla homogénea de materia colorante, resinas, disolventes y algunos aditivos

cuya finalidad es reproducir una imagen sobre un soporte mediante un proceso de impresión. La

composición en cantidad y variedad de los componentes será función del tipo de tinta y de las

propiedades que esta deba tener.6

La tinta que es removida con el solvente posee una composición específica y se la puede observar

en la tabla 2.

Los puntos de ebullición del aceite de parafina y la resina fenólica modificada no difieren del

rango de temperaturas de ebullición del mineral turpentine, lo que dificulta la separación entre los

componentes de la tinta y el solvente. Al realizar la destilación estos dos componentes bullen

junto con el solvente y pasan a ser parte de la fracción de destilado.

Además el aceite de parafina y la resina fenólica poseen gran afinidad química con el solvente,

por lo que generan una mezcla estable, convirtiéndose en los posibles causantes del mal olor.

6

Tabla 2. Composición de la tinta removida con el solvente.

Componentes No. CAS Composición, % *Punto de ebullición, °C

Pigmento: Negro

carbón 1333-88-4 15-25 N/A

Aceite de parafina 64742-46-7 0-10 205-400

Resina Fenólica

Modificada 9003-35-4 20-30 82-245

Aceite de Linaza 8001-26-1 30-45 287

Aditivos - 1-5 -

Fuente: TECHNICAL DATA SHEET. Materials safety data certificate, [en línea], 2012, [Fecha de consulta: 14 Marzo

2015]. Disponible en: <http://cleantalk.in/uploads_user/1000/821/611.pdf>.

*LOOKCHEM. Distillates (petroleum),hydrotreated middle, [en línea], [Fecha de consulta: 14 Marzo 2015]. Disponible

en: <http://www.lookchem.com/Distillates-petroleum-hydrotreated-middle/>.

1.4. Carbón Activado.

El carbón activado es un material poroso de carbón, que suele prepararse por carbonización y

activación de materiales de muy diverso origen, tales como carbones minerales, maderas, etc., y

que se caracteriza por sus propiedades adsorbentes y catalíticas.

Es ampliamente utilizado como adsorbente de gases, vapores y solutos en disolución. Muchas

aplicaciones del carbón activado, como en la descontaminación de gases y líquidos, se basan en

su gran capacidad de adsorción, la cual depende de sus propiedades texturales (superficie,

porosidad y distribución de porosidad) y de los grupos funcionales (complejos u óxidos)

superficiales.7

En general, un carbón activo está constituido por microcristales elementales en los que los planos

hexagonales no están bien orientados, sino desplazados unos respecto a otros y solapando entre

sí, por lo que presentan un elevado porcentaje de la estructura altamente desordenada. De hecho

se produce el plegamiento de láminas hexagonales dejando huecos de muy diferente tamaño

(generalmente menores de 2 nm) según se aprecia en la figura 2.

7

Fuente: MARTÍN, José Miguel. Adsorción física de

gases y vapores por carbones. Capítulo 1. Imprenta de

la Universidad de Alicante, Alicante, p 27.

Figura 2. Representación esquemática de la estructura de un carbón activo.

En el caso de carbones activos, el proceso de activación que implica la desaparición de carbono,

hace que se forme un gran número de poros, lo que lleva consigo que la superficie interna (debida

a las paredes de los poros) sea muy elevada en comparación con la superficie externa o

geométrica, como se observa en la figura 3.

Por otro lado, se puede definir, a nivel práctico, un carbón activo o activado como aquel material

de origen biológico que se prepara artificialmente mediante procesos específicos, con los que se

pretende dotarlo de una determinada estructura porosa. La característica más importante, como

ya se ha dicho, de estos materiales es su elevada capacidad adsorbente, basada esencialmente en

una estructura porosa muy desarrollada.

Fuente: MARTÍN, José Miguel. Adsorción física de gases

y vapores por carbones. Capítulo 1. Imprenta de la

Universidad de Alicante, Alicante, p 28.

Figura 3. Gránulo de carbón activo.

8

Las propiedades de cada carbón activo dependen en gran medida del material biológico de partida,

ya que éste determina de forma esencial las características estructurales del carbón resultante. Lo

que se hace en la preparación de carbones activos es abrir poros pero respetando la estructura

original del material de partida. La fabricación suele llevarse a cabo mediante los procesos

sucesivos de carbonización y activación de materiales de origen vegetal.

Mediante el proceso de carbonización se consigue obtener un carbón de baja superficie específica,

debido a que en este proceso lo que se hace es eliminar elementos como oxígeno e hidrógeno, por

descomposición del material de partida en atmósfera inerte (de nitrógeno, usualmente). Resultado

de ello es un material formado por uniones de microcristales grafíticos elementales, usualmente

taponados por alquitranes y residuos de carbonización, lo que disminuye notablemente la

capacidad adsorbente.

Si se desea mejorar la capacidad adsorbente de este carbón, habrá que acudir a algún método que

permita eliminar los alquitranes, mediante algún agente oxidante, proceso conocido como

activación. El agente activante suele ser, en general, vapor de agua o dióxido de carbono. En este

proceso se pueden considerar dos etapas diferenciadas: una primera, en la que se quema todo el

material desorganizado, y una segunda, en la que se abren los poros que inicialmente estaban

cerrados o bloqueados. Ahora ya resulta un nuevo material con una superficie elevada, debido a

la presencia de una porosidad muy desarrollada.

Sin embargo, también es posible preparar directamente un carbón activo de elevada superficie

mediante otro proceso, consistente en adicionar al material de partida un producto químico que

evite la formación de alquitranes, tal como cloruro de zinc, cloruro de aluminio o ácido fosfórico

por citar algunos de los productos más empleados. Dicho proceso se conoce como “activación

química”, frente al anteriormente descrito, conocido como “activación física”.8

1.5. Olor.

Olor es la sensación producida al estimular el sentido del olfato. El sentido del olfato se ubica en

el epitelio olfatorio de la nariz. Está constituido por células olfatorias ciliadas, las que constituyen

los receptores olfatorios. Es un órgano versátil, con gran poder de discriminación y sensibilidad,

capaz de distinguir unos 2000 a 4000 olores diferentes.9

9

1.5.1. Cuantificación del olor. Para la determinación del olor existen diversas técnicas tanto de

reconocimiento como de muestreo y cuantificación, en la tabla 3 se muestra un cuadro

comparativo de las técnicas de medida y análisis de olores.

El asunto es complicado a causa de la dificultad de evaluar objetivamente los olores, ya que la

percepción de éstos es diferente para cada persona tanto desde el punto de vista cualitativo como

cuantitativo. Por otra parte, los olores son causados por mezclas de sustancias que se encuentran

en proporciones muy pequeñas, de manera que su identificación resulta difícil y costosa.

A pesar de estas dificultades, algunos países como EE.UU., Reino Unido, Holanda, Alemania,

Francia y Dinamarca están elaborando normas para definir metodologías que permitan cuantificar

objetivamente los olores y relacionar sus emisiones con el grado de molestia que causan en el

entorno. La mayoría de estos países han adoptado los métodos denominados olfatométricos.

Tabla 3. Comparativa de técnicas de medida / análisis de olores.

Fuente: JORNADAS SOBRE CONTAMINACIÓN POR OLORES (1°, 2009, Sevilla, España).

Ventajas e inconvenientes de la olfatometría dinámica. SGS Tecnos S.A. Sevilla, 2009, p. 10.

Además, el Comité Europeo de Normalización (CEN) ha publicado el borrador de una norma

europea sobre medición de olores mediante métodos olfatométricos en fase de aprobación.

La norma adoptada actualmente para la determinación de los niveles de olor es la holandesa NVN

2820. La norma europea es la DRAFT prEN 13725, adaptación de la norma holandesa.10

Inspecciones de

campo

Análisis

específicos GC-MS

Olfatometría

dinámica

Nariz

electrónica

Aplicación Simplificación

activa inmisión

Muestreos en

emisión/inmisión

limitado

Emisión /

Inmisión Emisión

Emisión /

Inmisión

Análisis Presencia e

intensidad de olor

Limitado a

compuestos

específicos

Compuestos

Orgánicos

Representativo

de la molestia

Representativo

de la molestia

en función de

los sensores

Muestreo VDI 3940

Penacho/Mallado

Tubos

colorimétricos,

soportes

absorbentes, etc.

Diversos

(soportes,

gas, etc.)

Bolsas

(puntual/supf.)

Muestreo

directo

Límite de

detección Bajo ~0,1 ppm 1,5 ug/m3 < 30 OU/m3 N.A.

Incertidumbre Alta +/-5 –20 % +/-10 % +/-30 % ?

Interpretación

de resultados

Representatividad

limitada

Depende de la

técnica

A menudo

es pobre Buena Buena

10

La norma europea EN 13725 es específica para determinación de olores por olfatometría dinámica

utilizando olfatómetros y narices electrónicas, equipos que son costosos y no están disponibles en

el país. Esto se debe a que en Ecuador la legislación ambiental o de seguridad y salud en el trabajo,

no ha establecido referenciales para la emisión de olores y no se realizan estudios de olfatometría.

Por ello se toma como opción determinar la reducción del olor del solvente a través de un panel

de olores, y corroborarlo con un análisis cromatográfico con GC-MS.

1.5.2. Especificidad química. La mayoría de las sustancias olorosas son de naturaleza orgánica,

formadas por H, C, N, O y S; por ejemplo los hidrocarburos derivados del benceno y naftaleno,

siendo más intensos los de C8 al C22. Dentro de los compuestos inorgánicos, son odoríferos los

halógenos (Cl2, Br2, I2) y algunos derivados fosforados; también tienen olor los derivados de

arsénico, selenio, boro, antimonio y silicio.

En general, el olor característico de un compuesto químico que es específico para ese tipo de

compuesto, disminuye con el peso molecular en una serie homóloga. Esto no debe confundirse

con la intensidad del olor, la cual aumenta con el aumento del peso molecular.11

1.5.3. Seguridad y salud en el trabajo. La exposición prolongada de una persona ante un

solvente durante su jornada laboral puede degenerar en una enfermedad. El sistema más

vulnerable ante el uso de solventes es el respiratorio, debido a la fácil liberación de volátiles y su

posterior acumulación en espacios confinados, esto causa molestias, mareos, dolor de cabeza y

otros síntomas durante exposiciones a corto tiempo, y puede producirse una enfermedad durante

exposiciones prolongadas. El método más comúnmente utilizado para determinar los referentes

cuantitativos de exposición a determinada sustancia, es el de “valores límite umbral”.

1.5.3.1. TLVs (threshold limit values). Valores límite umbral por su traducción al español, se

refieren a concentraciones en el aire de sustancias químicas y representan condiciones bajo las

cuales se cree que casi todos los trabajadores pueden estar expuestos repetidamente, día tras día,

durante la vida laboral, sin efectos adversos para la salud. 12

Se especifican tres categorías de TLVs: promedio ponderado en el tiempo (TWA); límite de

exposición a corto plazo (STEL); y un techo (C). Para la mayoría de las sustancias, solo con un

STEL o un TWA es relevante. Para algunas sustancias (por ejemplo, gases irritantes), sólo el

11

TLV-C es aplicable. Si se exceden cualquiera de estos, se presumirá que existe riesgo potencial

de esa sustancia para existir. 13

Valor límite umbral - promedio ponderado en el tiempo (TLV-TWA): La concentración

TWA para una jornada de 8 horas convencional y una semana laboral de 40 horas, a la

cual se cree que casi todos los trabajadores pueden estar expuestos repetidamente, día tras

día, para una vida de trabajo sin efectos adversos.

Valor límite umbral - límite de exposición a corto plazo (TLV-STEL): Una exposición

de 15 minutos que no debe excederse en ningún momento durante la jornada de trabajo,

incluso si la TWA de 8 horas está dentro del TLV-TWA. El TLV-STEL es la

concentración a la que se cree que los trabajadores pueden estar expuestos continuamente

durante un corto período de tiempo sin sufrir 1) irritación, 2) el daño tisular crónico o

irreversible, 3) tasa de dosis de efectos tóxicos dependientes, o 4) narcosis de grado

suficiente para aumentar la probabilidad de lesión accidental, la pérdida de

autoprotección, o reducción sustancial de la eficiencia en el trabajo. El TLV-STEL no

protegerá necesariamente en contra de estos efectos si se supera el diario TLV-TWA. El

TLV-STEL generalmente complementa el TLV-TWA donde no se reconocen los efectos

agudos de una sustancia cuyos efectos tóxicos son fundamentalmente de carácter crónico;

sin embargo, el TLV-STEL puede ser un límite de exposición independiente.

Valor límite umbral - techo (TLV-C): Esta concentración no debe superarse en ningún

momento durante la exposición en el trabajo. Si no se puede realizar mediciones

instantáneas, el muestreo se debe llevar a cabo durante el período mínimo de tiempo

suficiente para detectar exposiciones en o por encima del valor límite.

El valor de TLVs para el mineral turpentine se muestra en la tabla 4.

Tabla 4. Valores TLVs para el mineral turpentine.

TLV, mg/m3

Sustancia TWA STEL C

Mineral Turpentine 480 --- ---

Fuente: UNIVAR. Material safety data sheet information-mineral turpentine [en

línea]. Australia. Agosto 2008 [Fecha de consulta: 26 Marzo 2015]. Disponible en:

<http://www.cleanway.com.au/downloads/Mineral%20Turpentine%20MSDS.pdf>.

12

1.5.3.2. Medidas de control.

a. Control de exposición: La concentración TWA de este producto es 480 mg/m3, máxima

concentración de exposición permisible en una jornada de ocho horas durante una semana

laboral de cinco días. La concentración de exposición a corto plazo (STEL) no está

especificado.

b. Controles de ingeniería: Ventilación. Se recomienda el uso de ventilación de escape

local para controlar las emisiones del proceso cerca de la fuente. Muestras de laboratorio

deben manipularse en una campana de humos. Proporcione ventilación mecánica de los

espacios confinados. 14

c. Equipo de protección personal:

Protección respiratoria: Si las concentraciones en el aire pueden acercarse o superar

los límites descritos en la norma de exposición, se recomienda utilizar una máscara

de media cara con filtro para proteger de la exposición excesiva por inhalación.

Protección de los ojos: Utilizar siempre gafas de seguridad o una careta de

protección al manipular este producto.

Protección de piel / cuerpo: Siempre use mangas largas, pantalones largos y calzado

de seguridad. Se recomienda el uso de guantes resistentes a productos químicos para

la manipulación este producto.

1.5.3.3. Análisis de riesgo químico. El solvente reciclado posee un olor más penetrante y

desagradable que el solvente original, lo que causa incomodidad en el ambiente de trabajo. Esto

puede causar malestar corporal a nivel del sistema respiratorio y desarrollar una posible

enfermedad laboral por las repetidas exposiciones al olor del solvente reciclado. A pesar de no

superar el valor de TLV referencial, el olor de una sustancia también puede influir en la salud de

los trabajadores.

Por ello en el desarrollo de este trabajo se incluyó una valoración cualitativa del riesgo, aplicando

la evaluación simplificada del riesgo por inhalación basada la norma NTP 937 del Instituto

Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo de España, la cual toma como referencia el método

13

de la INRS (Institut National de Recherche et de Securite - Instituto Nacional de Investigación y

Seguridad de Francia). La metodología completa se muestra en el anexo E.

Para poder utilizar el método planteado se va a realizar modificaciones y se va a incorporar una

variable adicional a la ecuación de puntuación de riesgo por inhalación; esta variable va a ser

cuantificada dentro del panel de olores.

La evaluación simplificada del riesgo por inhalación de agentes químicos que se propone se

realiza a partir de las siguientes variables:

Riesgo potencial.

Propiedades físico-químicas (la volatilidad).

Procedimiento de trabajo.

Medios de protección colectiva (ventilación).

Un factor de corrección (FCVLA), cuando el valor límite ambiental (VLA) del agente

químico sea muy pequeño, inferior a 0,1 mg/m3.

Para cada variable se establecen unas clases y una puntuación asociada a cada clase. La

puntuación del riesgo se hace a partir de la puntuación obtenida para estas cuatro variables y el

factor de corrección que sea aplicable. El desarrollo de este análisis se muestra en detalle en el

capítulo 3, numeral 3.3.

1.6. Determinación cualitativa de los niveles de olor.

1.6.1. Panel. Es el grupo de personas reunidas (aunque no al mismo tiempo) para proporcionar

una serie de medidas. Se habla también de panel en el caso de que se utilicen simples

consumidores inexpertos, pero cuando se trata de análisis de laboratorio las cosas son

sustancialmente distintas. El número de los componentes desciende y paralelamente debe

aumentar su preparación. De algunos centenares de personas que se utilizan en las pruebas sobre

los consumidores se desciende de 8-12 jueces, y en algún caso a 5, límite que casi nunca se ha de

traspasar. En la prueba con alta utilidad informativa, los jueces deben ser expertos de probada

fiabilidad: tienen sin duda los sentidos requeridos plenamente eficientes (vista, olfato, tacto y

gusto), conocen los productos que se analizan, saben utilizar las escalas de medida y tienen una

buena preparación en psicofisiología.15

14

1.6.2. Panel de olores. Es un panel conformado por un número determinado de jueces, capaces

de distinguir diferencias significativas entre dos olores a través de su olfato. Para este caso se

conformó un panel de 46 personas.

Como guía se utiliza la obra titulada “Evaluación Sensorial” del autor Emma Wittig de Penna, la

cual hace referencia al manual Sensory Testing Methods: Second Edition (1996) publicado por la

ASTM, donde se trata a fondo el cómo conformar un panel de olores entrenado y describe la

metodología a usar para el análisis de datos e interpretación de resultados.

1.6.3. Metodología de evaluación sensorial. A continuación se muestra la metodología

utilizada para la evaluación de las diferentes muestras a través del panel de olores.

1.6.3.1. Métodos para test de respuesta objetiva. En estos métodos el juez no considera su

preferencia personal, evalúa el producto según su conocimiento previo, utilizando su facultad de

discriminar al analizarlo. Entre los test de respuesta objetiva se tiene al test descriptivo:

Test Descriptivo: Por medio de este test es posible evaluar hasta 6 muestras diferentes.

Usa un panel que no necesariamente esté entrenado. Las muestras se valoran de acuerdo

a una escala de calidad, que va de "excelente" a "malo", y se pide al panelista que marque

en ella la calidad de las muestras que se le presentan para evaluar. En relación con el test

de ordenamiento, da más información porque califica la calidad. 16

La evaluación estadística se hace con base en juicios favorables para cada calificación

(cómputos).

En la tabla 5 se muestra un ejemplo de modelo de ficha aplicado en este tipo de test.

15

Tabla 5. Modelo de ficha para test descriptivo.

Modelo de ficha

Tipo: Valoración Nombre:

Test: Descriptivo Fecha:

Producto: Hora:

Por favor, califique la calidad de las muestras que se presentan de acuerdo a la escala de calidad

que se indica. Marque sólo una calificación por muestra.

Muestra No. Muestra No. Muestra No.

Excelente Excelente Excelente

Bueno Bueno Bueno

Regular Regular Regular

Malo Malo Malo

Fuente: WITTIG ROVIRA, Emma. Evaluación sensorial: Una metodología actual para tecnología de alimentos.

Facultad de Ciencias Básicas y Farmacéuticas de la Universidad de Chile, Chile, 2001, p. 43.

Este test se aplicó a la evaluación de apreciación de olor. El análisis de datos se va a realizar

aplicando un análisis de varianza de un solo factor (ANOVA), en conjunto con el test de Tukey.

1.6.3.2. Métodos para test de respuesta subjetiva. Estos test han sido diseñados para determinar

la posible aceptación o preferencia del consumidor. Algunos de estos métodos pueden ser

administrados en laboratorio con paneles que no requieren entrenamiento, a diferencia de los test

de respuesta objetiva que sí usan jueces entrenados. Otros se programan para un número ilimitado

de jueces, ya que interesa que estos jueces sean lo más representativos de la población

potencialmente consumidora del producto en estudio. Entre los test de respuesta subjetiva

tenemos al ranking u ordenamiento:

Test de ordenamiento o ranking. El objetivo de este tipo de test es seleccionar las

mejores muestras, en ningún caso da información analítica sobre ellas. Constituyen un

excelente pre-entrenamiento para panelistas que deberán entrenar posteriormente para

evaluación de calidad. Son muy útiles cuando se trata de comparar más de dos

tratamientos, ya que en estos casos no se pueden usar los test de diferencias. Los test de

ordenamiento permiten chequear si los panelistas tienen habilidad para reconocer

diferentes intensidades, sea de un mismo color, un mismo gusto, una gradiente de

consistencia o firmeza, etc. La tarea del juez consiste en ordenar una serie de muestras,

en orden ascendente de aceptabilidad, preferencia, o de algún determinado atributo (color,

16

volumen, textura, sabor, etc.) del producto. En cada sesión puede ordenarse un gran

número de muestras; pero se recomienda no más de 6 u 8 para no producir fatiga sensorial

ni perder la atención. 17

Para evaluar este método, se suman los resultados de todos los jueces y llevan a

promedios, éstos se comparan con los datos de las tablas respectivas, en que se indican

los valores necesarios para tener significancia estadística (Test de Friedman).

En la tabla 6 se muestra un ejemplo de modelo de ficha aplicado en este tipo de test.

Tabla 6. Modelo de ficha para test de ordenamiento.

Modelo de ficha

Tipo: Preferencia Nombre:

Método: Ordenamiento Fecha:

Producto: Hora:

Sírvase degustar las muestras que se presentan. Ordénelas según su preferencia, colocando en

el primer lugar la que más le agrade, y en el último lugar, la que menos le agrade.

Orden de preferencia Número de muestra

Primero

Segundo

Tercero

Cuarto

Quinto

Sexto

Comentarios:

Fuente: WITTIG ROVIRA, Emma. Evaluación sensorial: Una metodología actual para tecnología de alimentos.

Facultad de Ciencias Básicas y Farmacéuticas de la Universidad de Chile, Chile, 2001, p. 74.

Este test se aplicó a la evaluación de la intensidad de olor. El análisis de datos se va a realizar

aplicando un análisis de varianza de un solo factor, en conjunto con el test de Friedman.

1.6.4. Escala de valoración de olores.

1.6.4.1. Escala de intensidad de olor. La escala de intensidad de olor (ver tabla 7) se basó en el

modelo del test de ordenamiento, planteado en el capítulo 1, numeral 1.6.3.2.

17

Tabla 7. Orden de muestras e intensidad de olor.

Orden Intensidad de olor

Primero Menor intensidad percibida

Segundo

Tercero

Cuarto

Quinto Mayor intensidad percibida

1.6.4.2. Escala de apreciación de olor. La escala para determinar la apreciación de olor (ver tabla

8) se basó en el modelo del test descriptivo, planteado en el capítulo 1, numeral 1.6.3.1.

Tabla 8. Escala de apreciación de olor.

Apreciación de olor Puntuación

No se percibe olor o este no causa molestia. 1

Olor causa molestia ligera. 2

Olor causa molestia moderada. 3

Olor causa molestia intensa. 4

Olor penetrante, no es posible respirarlo. 5

1.6.5. Herramientas estadísticas.

1.6.5.1. Análisis de varianza - ANOVA. El análisis de la varianza permite contrastar la hipótesis

nula de que las medias de K poblaciones (K >2) son iguales, frente a la hipótesis alternativa de

que por lo menos una de las poblaciones difiere de las demás en cuanto a su valor esperado. Este

contraste es fundamental en el análisis de resultados experimentales, en los que interesa comparar

los resultados de K 'tratamientos' o 'factores' con respecto a la variable dependiente o de interés.

𝑯𝟎: 𝝁𝟏 = 𝝁𝟐 = ⋯ = 𝝁𝑲 = 𝝁

𝑯𝟏: ∃𝝁𝒋 ≠ 𝝁; 𝒋 = 𝟏, 𝟐, … , 𝑲

18

El ANOVA requiere el cumplimiento de los siguientes supuestos:

Las poblaciones son normales.

Las K muestras sobre las que se aplican los tratamientos son independientes.

Las poblaciones tienen todas igual varianza.

Las expresiones para el cálculo de los elementos que intervienen en el ANOVA se presentan en

la tabla 9.

Tabla 9. Ecuaciones aplicadas en ANOVA.

Origen de la

varianza

Grados de

libertad (𝜈)

Suma de diferencias

cuadráticas (SDC)

Diferencias cuadráticas

medias (DCM)

Entre grupos

(Between) 𝝂𝑩 = 𝑲 − 𝟏 𝑺𝑫𝑪𝑩 = ∑ 𝒏(𝑳�� − ��)𝟐

𝑲

𝒊=𝟏

𝑫𝑪𝑴𝑩 =𝑺𝑫𝑪𝑩

𝝂𝑩

Dentro de

grupos

(Within)

𝝂𝑾 = 𝒑 − 𝑲 𝑺𝑫𝑪𝒘 = ∑ ∑(𝑳𝒊𝒋 − 𝑳��)𝟐

𝒏

𝒋=𝟏

𝑲

𝒊=𝟏

𝑫𝑪𝑴𝑾 =𝑺𝑫𝑪𝑾

𝝂𝑾

Definición de variables: K es el número de tratamientos, n es el número de juicios, p es el número total de

repeticiones y L es el puntaje de cada tratamiento.

A continuación se muestra el procedimiento a seguir:

a. Análisis ENTRE GRUPOS:

Obtener el promedio del puntaje dado a cada tratamiento, después que han sido

ordenados.

Obtener el promedio de los promedios del puntaje de cada tratamiento.

Restar el valor del promedio del puntaje de cada tratamiento con el promedio de los

promedios del puntaje de cada tratamiento, elevar esto al cuadrado y multiplicar por

el número de juicios totales, sumar cada valor obtenido (a esto se le conoce como

suma de diferencias cuadráticas entre grupos).

Obtener el número de grados de libertad restando uno del número de tratamientos.

19

Dividir la suma de diferencias cuadráticas para el número de grados de libertad y se

obtiene la diferencia cuadrática media entre grupos.

b. Análisis DENTRO DE GRUPOS:

Obtener la suma de cuadrados de la resta entre el puntaje de cada tratamiento y su

respectivo promedio, sumar cada valor obtenido (a esto se le conoce como suma de

diferencias cuadráticas dentro de grupos).

Obtener el número de grados de libertad restando el número total de repeticiones (es

el producto entre el número de tratamientos y el número de juicios) y .el número de

tratamientos.

Dividir la suma de diferencias cuadráticas para el número de grados de libertad y se

obtiene la diferencia cuadrática media dentro de grupos.

c. Prueba de Fisher:

Para obtener el estadístico 𝐹𝑒𝑥𝑝 se divide la diferencia cuadrática media entre grupos con

la dentro de grupos.

𝑭𝒆𝒙𝒑 =𝑫𝑪𝑴𝑩

𝑫𝑪𝑴𝑾

(7)

Se busca 𝐹𝑡𝑎𝑏 en la tabla correspondiente (ver anexo C, tabla C.1) para un nivel de

significación elegido y los correspondientes grados de libertad.

Comparar 𝐹𝑒𝑥𝑝 con 𝐹𝑡𝑎𝑏 con el siguiente criterio:

Si 𝐹𝑒𝑥𝑝 ≤ 𝐹𝑡𝑎𝑏 → No hay diferencia significativa entre las muestras para un nivel de

significación dado.

Si 𝐹𝑒𝑥𝑝 > 𝐹𝑡𝑎𝑏 → Hay diferencia entre las muestras para un determinado nivel de

significación.

20

1.6.5.2. Test de Friedman. Esta prueba puede utilizarse en aquellas situaciones en las que se

seleccionan n grupos de K elementos de forma que los elementos de cada grupo sean lo más

parecidos posible entre sí, y a cada uno de los elementos del grupo se le aplica uno de entre K

''tratamientos'', o bien cuando a cada uno de los elementos de una muestra de tamaño n se le

aplican los K ''tratamientos''. 18

La hipótesis nula que se contrasta es que las respuestas asociadas a cada uno de los ''tratamientos''

tienen la misma distribución de probabilidad o distribuciones con la misma mediana, frente a la

hipótesis alternativa de que por lo menos la distribución de una de las respuestas difiere de las

demás. Para poder utilizar esta prueba las respuestas deben ser variables continuas y estar medidas

por lo menos en una escala ordinal.

A continuación se muestra el procedimiento a seguir:

a. Asignar puntuaciones a las muestras según el orden que se les haya dado.

b. Obtener la suma total de puntos para cada tratamiento, después que han sido

ordenados.

c. Calcular el valor de Chi cuadrado experimental, según la ecuación (2) :

𝝌𝟐𝒆𝒙𝒑 =

𝟏𝟐

𝒏𝑲(𝑲 + 𝟏)∑ 𝑹𝒊

𝟐 − 𝟑𝒏(𝑲 + 𝟏)

𝑲

𝒊=𝟏

(2)

Donde:

𝑛: 𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑗𝑢𝑖𝑐𝑖𝑜𝑠 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒𝑠.

𝐾: 𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑡𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠.

𝑅𝑖: 𝑆𝑢𝑚𝑎 𝑑𝑒 𝑝𝑢𝑛𝑡𝑜𝑠 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎.

d. Buscar 𝜒2𝑡𝑎𝑏 en la tabla correspondiente (ver anexo C, tabla C.2) para un nivel de

significación elegido y (K-1) grados de libertad.

e. Comparar 𝜒2𝑒𝑥𝑝 con 𝜒2

𝑡𝑎𝑏 con el siguiente criterio:

Si 𝜒2𝑒𝑥𝑝 ≤ 𝜒2

𝑡𝑎𝑏 → No hay diferencia significativa entre las muestras para un nivel

de significación dado.

21

Si 𝜒2𝑒𝑥𝑝 > 𝜒2

𝑡𝑎𝑏 → Hay diferencia entre las muestras para un determinado nivel de

significación.

f. Si no hay diferencia entre las muestras se concluye el análisis, de lo contrario es

necesario precisar cuáles son los tratamientos diferentes, para esto es necesario

determinar la diferencia mínima significativa (DMS). El valor de DMS se encuentra

tabulado en el anexo C, tabla C.3.

g. Se determina el valor modular de la diferencia de puntuación total de los tratamientos,

realizando todas las combinaciones posibles y se compara con el valor de DMS

siguiendo este criterio:

Si |𝑅𝑖1 − 𝑅𝑖2| > 𝐷𝑀𝑆 →Hay diferencia significativa para el valor de alfa elegido.

Si |𝑅𝑖1 − 𝑅𝑖2| ≤ 𝐷𝑀𝑆 →No hay diferencia significativa para el valor de alfa elegido.

1.6.5.3. Test de Tukey. Una vez reconocido si existe o no diferencias significativas en el conjunto

de datos a través de un análisis de varianza, para los datos con diferencias significativas se calcula

el valor de la diferencia honestamente significativa (DHS) con la ecuación (3). Los datos

necesarios para el cálculo se toman del análisis de varianza. 19

𝑫𝑯𝑺 = 𝒒𝜶,𝑲,𝝂𝑾√

𝑫𝑪𝑴𝑾

𝒏 (3)

Donde:

𝐷𝐻𝑆: 𝐷𝑖𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 ℎ𝑜𝑛𝑒𝑠𝑡𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑠𝑖𝑔𝑛𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎𝑡𝑖𝑣𝑎.

𝑞𝛼,𝐾,𝜈𝑊: 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑒𝑠𝑡𝑢𝑑𝑒𝑛𝑡𝑖𝑧𝑎𝑑𝑜 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑒𝑙 𝑡𝑒𝑠𝑡 𝑑𝑒 𝑇𝑢𝑟𝑘𝑒𝑦. (𝑟𝑒𝑣𝑖𝑠𝑎𝑟 𝑎𝑛𝑒𝑥𝑜 𝐶, 𝑡𝑎𝑏𝑙𝑎 𝐶. 4)

𝛼: 𝑁𝑖𝑣𝑒𝑙 𝑑𝑒 𝑠𝑖𝑔𝑛𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎, 5 %.

𝐾: 𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑡𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠.

𝜈𝑊: 𝐺𝑟𝑎𝑑𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑙𝑖𝑏𝑒𝑟𝑡𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑛𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑔𝑟𝑢𝑝𝑜𝑠.

𝐷𝐶𝑀𝑊: 𝐷𝑖𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑐𝑢𝑎𝑑𝑟á𝑡𝑖𝑐𝑎 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑛𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑔𝑟𝑢𝑝𝑜𝑠.

𝑛: 𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑗𝑢𝑖𝑐𝑖𝑜𝑠.

Posterior a esto se determina el valor modular de la diferencia del promedio aritmético de las

puntuaciones de los tratamientos, realizando todas las combinaciones posibles y se compara con

el valor de DMS siguiendo este criterio:

22

Si |𝑃1 − 𝑃2 | > 𝐷𝐻𝑆 →Hay diferencia significativa para el valor de alfa elegido.

Si |𝑃1 − 𝑃2 | ≤ 𝐷𝐻𝑆 →No hay diferencia significativa para el valor de alfa elegido.

1.7. Espectrometría de masas (MS).

La espectrometría de masas es una potente técnica analítica utilizada para la identificación y

cuantificación de compuestos y para elucidar la estructura química de algunas moléculas. La

detección de los compuestos por MS requiere cantidades de material tan bajas como unos 10–12

g. El conjunto de técnicas englobadas bajo el nombre de espectrometría de masas es uno de los

más versátiles e importantes instrumentos de análisis químico. Su versatilidad se debe en parte al

amplio abanico de posibilidades de cada una de las secciones que componen un espectrómetro de

masas.

1.7.1. Espectrómetro de masas. Un espectrómetro de masas es un instrumento que mide la masa

de iones. En realidad el instrumento no mide la masa sino la relación masa/carga (m/z). En muchos

casos los iones formados en espectrometría de masas tienen carga 1, por lo que m/z es

numéricamente igual a la masa molecular del ion formado, aunque no siempre es así. La figura 4

representa la estructura fundamental de un espectrómetro de masas.

La zona del aparato donde se introduce la muestra, se evapora, y las moléculas de analito se

ionizan y se aceleran se llama fuente de ionización. Los iones acelerados pasan desde la fuente de

ionización al analizador de masas, donde se separan los iones de distinta masa de modo que los

iones de diferente m/z llegan al detector de iones a diferentes tiempos. Los iones que llegan al

detector generan una corriente eléctrica que se amplifica en un multiplicador de electrones,

produciendo una señal de salida que es recogida por un sistema de recogida de datos. La

intensidad de la corriente recibida se representa frente a la relación m/z que la genera para producir

el espectro de masas. La vaporización de la muestra es un requisito esencial para la detección. La

fuente de ionización, el analizador y el detector suelen estar en vacío (presión entre 10-3 y 10-7

torricelli) para permitir que los iones formados se desplacen sin rozamiento con el aire.20

23

Fuente: SOGORB SÁNCHEZ, Miguel Ángel. Técnicas analíticas de contaminantes químicos: aplicaciones

toxicológicas, medioambientales y alimentarias. Ediciones Díaz de Santos, España, 2006. p 249.

Figura 4. Estructura de un espectrómetro de masas.

24

2. PARTE EXPERIMENTAL

2.1. Esquema del desarrollo del trabajo.

Figura 5. Esquema del desarrollo del trabajo.

2.2. Desodorización del solvente.

La desodorización se consigue a través del tratamiento con carbón activado.

2.2.1. Definición de variables.

Variables independientes (factores): Son el tiempo de prueba o tiempo de contacto entre

el solvente y el carbón activado, y a la relación carbón activado/solvente (masa/volumen)

Variables dependientes (respuestas): Son la intensidad del olor y el porcentaje de

recuperación de solvente luego del tratamiento.

Desodorización

Tratamiento con carbón activado.

Panel sensorial.

Análisis estadístico.

Inferencia de aceptación.

Análisis por GC-MS.

Determinación de riesgo químico.

25

2.2.2. Diseño experimental. Para realizar la desodorización se optó por realizar un diseño del

tipo 5x5 (5 diferentes tiempos en 5 diferentes relaciones carbón activado/solvente) sin considerar

el efecto de la presión atmosférica y la temperatura ambiental, que es posible que generen errores

de tipo aleatorio que en principio pueden suponerse que no afectan significativamente al

experimento.

Con el fin de mejorar el contacto entre el solvente y el carbón activado, las muestras fueron

agitadas durante las pruebas realizadas a 700 r.p.m. (diseño del equipo). La agitación fue

constante para todos los ensayos. Además, se registró la cantidad de solvente que queda luego de

cada ensayo con el fin de hallar las mejores condiciones de desodorización con la mayor cantidad

de solvente recuperado. Los diferentes tratamientos se realizan de forma aleatorizada, y no se

realizan réplicas.

Definición de variables: θi es el tiempo de contacto carbón activado/solvente o tiempo

de prueba, Rj es la relación carbón activado/solvente utilizado en cada prueba.

Figura 6. Diseño experimental de la desodorización.

En la tabla 10 se muestran las relaciones carbón activado/solvente y los diferentes tiempos de

prueba planteados para realizar la desodorización, estos valores son referidos a partir de los

artículos científicos: “Deodorization of kerosene using activated carbon as adsorbent” del autor

Opara C. C. de la Universidad de Port Harcourt, y “Capacidad adsortiva del carbón activado

preparado a partir del bagazo de la caña de azúcar para la adsorción de fenol, 2-clorofenol, 2-

nitrafenol y 2,4-dimetilfenol” del autor Contreras J. de la Universidad de Zulia.

REDUCCIÓN DEL OLOR

R1

θ1

θ2

θ3

θ4

θ5

R2

θ1

θ2

θ3

θ4

θ5

R3

θ1

θ2

θ3

θ4

θ5

R4

θ1

θ2

θ3

θ4

θ5

R5

θ1

θ2

θ3

θ4

θ5

26

Tabla 10. Valoración de las variables del diseño experimental.

Relación carbón

activado/solvente

(g/ml)

Tiempo de

prueba (min)

R1

0,1

R2

0,3

R3

0,5

R4

0,8

R5

1,0

θ1, 3 M11 M12 M13 M14 M15

θ2, 15 M21 M22 M23 M24 M25

θ3, 45 M31 M32 M33 M34 M35

θ4, 90 M41 M42 M43 M44 M45

θ5, 180 M51 M52 M53 M54 M55

Definición de variables: θi es el tiempo de contacto carbón activado/solvente o

tiempo de prueba, Rj es la relación carbón activado/solvente utilizado en cada

prueba, Mij es la muestra tratada con el correspondiente tiempo θi y relación Rj.

Con el fin de mejorar la recuperación de solvente, se realizó cada ensayo en tres etapas, agregando

1/3 de la cantidad de carbón activado al solvente y agitando durante 1/3 del tiempo de prueba en

cada etapa.

Para la codificación de cada muestra se colocaron números al azar desde 100 a 999, con lo que se

evitó que una codificación secuencial influya en la percepción de los panelistas durante el

ordenamiento de las muestras, en la tabla 11 se muestra la codificación de cada muestra.

Tabla 11. Codificación de cada muestra.

Relación carbón

activado/solvente

(g/ml)

Tiempo de

prueba (min)

0,1 0,3 0,5 0,8 1,0

3 592 298 574 385 512

15 247 178 620 401 661

45 847 720 731 528 136

90 555 844 517 110 114

180 509 385 310 593 139

27

2.2.3. Materiales y equipos.

Balanza electrónica, R= (0-500 g), A= ±0,1 g.

Vaso de precipitación, R= (50-250 ml), A= ±50 ml.

Pipetas, R= (0-50 ml), A= ±1 ml.

Probeta, R= (6-100 ml), A= ±1 ml.

Kitasato, R= (100-250 ml), A= ±50 ml.

Cronómetro, A= ±1 s.

Frascos ambar, V= 60 ml.

Sistema de filtración a vacío.

Agitador de pedestal, agitación de diseño 700 r.p.m.

Frasco cerrado modificado para agitación.

Tapón de corcho.

Embudo.

Abrazaderas.

Papel filtro.

2.2.4. Sustancias y reactivos.

Mineral turpentine reciclado, V= 4 l.

Carbón activado (tipo granulado, granulometría 8-30 Mesh, área superficial 1050 m2/g,

número de yodo 1020 mg/g).

Café liofilizado.

2.2.5. Procedimiento para tratar el solvente con carbón activado.

a. Medir 60 ml de solvente (mineral turpentine) reciclado y depositarlos en un recipiente

con tapa modificada.

b. Pesar la cantidad necesaria de carbón activado en la balanza y colocarla en el recipiente

con el solvente. (Los pesos de carbón activado se encuentran en el capítulo 3, numeral

3.1.1).

c. Colocar el recipiente tapado en el agitador, iniciar la primera etapa del ensayo

encendiendo el agitador, iniciar el conteo en el cronómetro a fin de verificar el

cumplimiento del tiempo impuesto.

28

d. Una vez cumplido con el tiempo de prueba, apagar el agitador y retirar el recipiente.

e. Filtrar el solvente tratado con ayuda de un sistema de filtración al vacío.

f. El solvente filtrado colocarlo en el recipiente y continuar con la segunda y tercera etapa

repitiendo los pasos b hasta e.

g. Una vez concluido, medir la cantidad de solvente recuperado y colocar la muestra en un

frasco ámbar, mantener en refrigeración para evitar pérdidas.

h. Etiquetar las muestras de forma adecuada para posteriormente utilizarlas en los diferentes

paneles.

2.2.6. Esquema del tratamiento con carbón activado. En la figura 7 se muestra un esquema del

procedimiento aplicado para el tratamiento del solvente con carbón activado.

Kitasato

Recipiente

Agitador

Carbón activado granulado

Mineral turpentine reciclado

Mineral turpentine tratado

Ventilador rotatorioMatraz de seguridad

Figura 7. Esquema del tratamiento con carbón activado.

2.3. Panel de olores.

Para realizar el panel de olores se seleccionó a 46 personas al azar, mayores de edad, sin

entrenamiento específico para formar parte de un panel de olores. Seis de estas personas tenían

experiencia previa con el uso de solventes obtenidos del petróleo, el resto de personas poseían

29

poca experiencia con el uso de los mismos, pero tienen conocimientos medios en ingeniería

química.

Para reducir los errores durante la medición debido al agotamiento del olfato de los panelistas fue

necesario hacer las pruebas de forma pausada, por lo que se conformaron 5 paneles, cada uno con

5 muestras, en intervalos de quince minutos por panel. Para reducir la saturación del olfato y

poder reactivar su sensibilidad se utilizó café liofilizado, el cual fue olfateado por los panelistas

antes de percibir el olor de cada muestra.

A continuación se muestra el orden en el que se realizaron los paneles y sus respectivas muestras:

Tabla 12. Distribución de muestras para cada panel.

NO. PANEL PANEL 1 PANEL 2 PANEL 3 PANEL 4 PANEL 5

CO

DIF

ICA

CIÓ

N 592 247 847 555 509

298 178 720 844 385

574 620 731 517 310

385 401 528 110 593

512 661 136 114 139

El método utilizado para la medición del olor fue el test de ordenamiento o ranking, el cual

consiste en dar un orden jerárquico a un conjunto de muestras basado en la intensidad de una

propiedad, para este caso el olor. La escala de intensidad de olor se muestra en el capítulo 1,

numeral 1.6.4.1.

Para riesgo químico se aplicó un test descriptivo, el cual permite dar una calificación a una

propiedad específica de la muestra analizada con ayuda de una escala, la cual se incorpora a la

encuesta. La escala de apreciación de olor se muestra en el capítulo 1, numeral 1.6.4.2.

El diseño de las fichas (ver anexo D) se realizó con el fin de cumplir con los modelos propuestos.

Para conocer más a fondo los modelos utilizados revisar el capítulo 1 numeral 1.6.3, y para

referencias de la metodología utilizada revisar el capítulo 1, numeral 1.6.2.

30

2.4. Pruebas de GC-MS.

Esta técnica analítica se realizó con el objetivo de determinar los posibles componentes que están

causando el olor en el solvente reciclado, y de ser posible comprobar la reducción de su

concentración.

Para esto se analizaron tres muestras, una muestra de solvente puro sin utilizar, otra de solvente

reciclado sin tratar, y la tercera de solvente tratado (específicamente la muestra que más se

aproxime a las características óptimas del tratamiento).

Los resultados de este análisis se presentan en el capítulo 4, numeral 4.2.

31

3. DATOS EXPERIMENTALES Y CÁLCULOS

3.1. Datos experimentales y cálculos previos.

3.1.1. Cálculo de la cantidad de carbón activado necesaria para cada prueba. El cálculo se

realizó con base en la relación carbón activado/solvente, fijando 60 ml de solvente como volumen

de prueba.

Tabla 13. Cantidad de carbón activado para cada prueba.

Relación carbón activado/solvente (g/ml) 0,1 0,3 0,5 0,8 1,0

Cantidad de carbón activado (g) 6 18 30 48 60

Revisar el diseño experimental en el capítulo 2, numeral 2.2.2.

3.1.2. Solvente recuperado en cada prueba. Se midió el volumen de solvente recuperado al

finalizar cada ensayo. Los resultados se muestran en la tabla 14.

Tabla 14. Solvente recuperado en cada prueba.

Relación carbón

activado/solvente

(g/ml)

Tiempo de prueba (min)

3 15 45 90 180

Solvente recuperado (ml)

0,1 47 51 48 50 50

0,3 50 48 51 50 48

0,5 47 46 46 46 45

0,8 42 44 43 43 45

1,0 40 39 42 42 42

Se calculó el porcentaje de solvente recuperado en relación con el volumen de prueba (60 ml de

solvente) y los resultados se muestran en la tabla 15.

32

Tabla 15. Porcentaje de solvente recuperado en cada prueba.

Relación carbón

activado/solvente

(g/ml)


3 15 45 90 180

Porcentaje de recuperación (%)

0,1 78,3 85,0 80,0 83,3 83,3

0,3 83,3 80,0 85,0 83,3 80,0

0,5 78,3 76,7 76,7 76,7 75,0

0,8 70,0 73,3 71,7 71,7 75,0

1,0 66,7 65,0 70,0 70,0 70,0

A continuación se presenta una secuencia de gráficos donde se puede apreciar el efecto de las

variables de diseño sobre la recuperación del solvente. Los datos son obtenidos de la tabla 15.

3.1.2.1. Análisis de datos – porcentaje de recuperación frente a la relación carbón

activado/solvente.

Gráfico 1. % Recuperación vs. relación carbón act./solvente, tiempo de prueba 3 min.

% Recuperación = -26,852(Relación)2 + 13,384*(Relación) + 78,793

R² = 0,9011

60,0

65,0

70,0

75,0

80,0

85,0

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1

% R

ecu

per

ació

n

Relación Carbón Activado/Solvente (g/ml)

Tiempo= 3min

Polinómica (Tiempo= 3min)

33



% Recuperación = -6,514*(Relación)2 -12,884*(Relación) + 85,55

R² = 0,9603

60,0

65,0

70,0

75,0

80,0

85,0

90,0

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1

% R

ecu

per

ació

n


Tiempo= 15min


% Recuperación = -11,796*(Relación)2 -1,6329*(Relación) + 82,243

R² = 0,7996

60,0

65,0

70,0

75,0

80,0

85,0

90,0

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1

% R

ecu

per

ació

n


Tiempo=45min

Polinómica (Tiempo=45min)

34



% Recuperación = 0,413*(Relación)2 -17,188*(Relación) + 86,117

R² = 0,9437

60,0

65,0

70,0

75,0

80,0

85,0

90,0

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1

% R

ecu

per

ació

n


Tiempo= 90min


% Recuperación = 5,1423*(Relación)2 - 19,178*(Relación) + 84,976

R² = 0,9229

60,0

65,0

70,0

75,0

80,0

85,0

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1

% R

ecu

per

ació

n


Tiempo= 180min

Polinómica (Tiempo=180min)

35

Gráfico 6. % Recuperación vs. relación carbón act./solvente.

Para reconocer el grado de relación existente entre los datos de porcentaje de recuperación frente

a los de relación carbón act./solvente, es necesario conocer el coeficiente de correlación (R) y

determinación (R2) de cada regresión, por ello en la tabla 16 se muestra estos valores. Debido a

que el coeficiente de correlación solo se lo puede interpretar en modelos lineales, los valores

presentados a continuación no se ajustan a los mismos modelos representados en los gráficos 1 al

6 (los gráficos presentan regresiones polinómicas de grado 2).

63,0

68,0

73,0

78,0

83,0

88,0

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1

% R

ecu

per

ació

n


Tiempo= 3min Tiempo= 15min

Tiempo=45min Tiempo= 90min

Tiempo= 180min Polinómica (Tiempo= 3min)

Polinómica (Tiempo= 15min) Polinómica (Tiempo=45min)

Polinómica (Tiempo= 90min) Polinómica (Tiempo= 180min)

36

Tabla 16. Coeficientes de correlación y determinación para los datos % recuperación vs.

relación carbón act./solvente.

No.

gráfico

Tiempo de

prueba (min)

Coeficiente de

correlación (R)

Coeficiente de

distribución (R2)

1 3 -0,88 0,77

2 15 -0,98 0,95

3 45 -0,88 0,77

4 90 -0,97 0,94

5 180 -0,96 0,91

3.1.2.2. Análisis de datos – porcentaje de recuperación frente al tiempo de prueba.

Gráfico 7. % Recuperación vs. tiempo de prueba, relación carbón activado/solvente 0,1.

% Recuperación = 0,0148*(Tiempo de prueba) + 81,016R² = 0,1497

78,0

79,0

80,0

81,0

82,0

83,0

84,0

85,0

86,0

0 50 100 150 200

% R

ecu

per

ació

n


Relación= 0,1g/ml

Lineal (Relación= 0,1g/ml)

37



% Recuperación = -0,0118*(Tiempo de prueba) + 83,116R² = 0,1423

78,0

79,0

80,0

81,0

82,0

83,0

84,0

85,0

86,0

0 50 100 150 200

% R

ecu

per

ació

n


Relación= 0,3g/ml


% Recuperación = -0,0143*(Tiempo de pureba) + 77,621R² = 0,7611

74,5

75,0

75,5

76,0

76,5

77,0

77,5

78,0

78,5

79,0

0 50 100 150 200

% R

ecu

per

ació

n


Relación= 0,5g/ml


38



% Recuperación = 0,0193*(Tiempo de prueba) + 71,045R² = 0,5328

69,0

70,0

71,0

72,0

73,0

74,0

75,0

76,0

0 50 100 150 200

% R

ecu

per

ació

n


Relación= 0,8g/ml


% Recuperación = 0,0228*(Tiempo de prueba) + 66,812R² = 0,48364,0

65,0

66,0

67,0

68,0

69,0

70,0

71,0

0 50 100 150 200

% R

ecu

per

ació

n


Relación= 1,0g/ml


39

Gráfico 12. % Recuperación vs. tiempo de prueba.

Para reconocer el grado de relación existente entre los datos de porcentaje de recuperación frente

a los de tiempo de prueba, es necesario conocer el coeficiente de correlación (R) y determinación

(R2) de cada regresión, por ello en la tabla 17 se muestra estos valores.

Tabla 17. Coeficientes de correlación y determinación para los datos % recuperación vs.

tiempo de prueba.

No.

gráfico

Relación carbón

activado/solvente (g/ml)

Coeficiente de

correlación (R)

Coeficiente de

distribución (R2)

7 0,1 0,39 0,15

8 0,3 -0,38 0,14

9 0,5 -0,87 0,76

10 0,8 0,73 0,53

11 1 0,69 0,48

60,0

65,0

70,0

75,0

80,0

85,0

90,0

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

% R

ecu

per

ació

n


Relación= 0,1g/ml

Relación= 0,3g/ml

Relación= 0,5g/ml

Relación= 0,8g/ml

Relación= 1,0g/ml






40

3.1.3. Resultados del panel. Una vez realizados los diferentes paneles se registraron las

calificaciones dadas por los panelistas, estos se muestran en las tablas 19 y 20. En el capítulo 1,

numeral 1.6.4, se detalla la valoración de las escalas correspondientes a los resultados expuestos

a continuación.

Para los datos de la tabla 19 (resultados intensidad de olor) se da una puntuación al orden de cada

muestra, esta puntuación se muestra en la tabla 18.

Tabla 18. Calificación dada al orden de cada muestra ordenada por intensidad de olor.

Orden Puntuación

Primero 1

Segundo 2

Tercero 3

Cuarto 4

Quinto 5

3.1.3.1. Resultados del panel de olores para la intensidad de olor.

Tabla 19. Calificación dada a las muestras por los panelistas – intensidad de olor.

Panel 1 Panel 2 Panel 3 Panel 4 Panel 5

Cód

igo

592

298

57

4

385

512

247

178

620

401

661

847

720

731

528

136

555

844

517

110

114

509

385

310

593

139

PA

NE

LIS

TA

S

1 2 4 5 1 3 2 4 5 3 1 3 5 4 1 2 5 3 4 1 2 1 5 3 2 4

2 5 2 4 3 1 1 4 3 2 5 3 2 5 4 1 5 4 1 2 3 1 2 4 3 5

3 1 5 3 2 4 2 3 4 5 1 2 4 5 1 3 5 4 1 3 2 5 3 1 4 2

4 5 3 4 1 2 3 5 4 2 1 2 4 3 5 1 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1

5 5 2 4 1 3 5 3 4 2 1 2 1 4 5 3 5 4 1 2 3 2 5 3 4 1

6 5 3 1 4 2 1 2 5 3 4 5 1 4 3 2 4 5 3 1 2 2 5 1 3 4

7 1 2 3 4 5 3 4 5 1 2 5 4 1 3 2 5 4 1 3 2 4 2 5 3 1

8 1 2 4 3 5 4 3 2 5 1 5 1 4 3 2 5 1 3 4 2 2 3 1 5 4

9 2 3 5 4 1 4 5 2 1 3 5 4 3 2 1 5 3 2 4 1 5 4 3 1 2

10 4 5 2 1 3 2 5 4 1 3 4 1 2 5 3 3 5 2 1 4 4 2 1 5 3

11 1 5 3 4 2 1 5 3 4 2 4 1 3 5 2 5 3 1 4 2 5 2 1 4 3

12 1 4 2 5 3 5 4 3 1 2 5 4 2 3 1 5 3 1 4 2 5 1 3 2 4

13 1 5 4 3 2 3 4 2 1 5 2 5 4 3 1 3 2 4 5 1 4 1 5 2 3

14 1 4 2 5 3 1 3 4 2 5 3 1 5 2 4 5 2 1 4 3 3 4 2 5 1

41

Continuación tabla 19.

15 5 1 3 4 2 3 4 5 2 1 1 4 2 5 3 1 5 2 4 3 5 2 4 3 1

16 5 1 2 4 3 3 5 4 1 2 2 5 1 3 4 4 3 2 5 1 5 4 2 3 1

17 5 1 3 2 4 5 4 3 1 2 3 5 2 4 1 4 3 2 5 1 2 5 4 1 3

18 1 3 4 5 2 3 1 4 2 5 1 2 3 5 4 4 5 3 1 2 1 3 2 5 4

19 1 2 5 3 4 3 2 1 5 4 4 5 3 2 1 2 4 3 5 1 1 5 4 2 3

20 2 5 4 3 1 4 5 3 1 2 2 5 1 4 3 4 5 1 3 2 1 4 2 5 3

21 2 3 5 1 4 1 2 3 5 4 1 5 4 2 3 2 3 1 5 4 1 2 5 4 3

22 4 2 5 3 1 5 3 4 2 1 4 2 1 5 3 4 3 5 1 2 1 3 5 2 4

23 4 2 5 1 3 2 1 3 4 5 5 3 1 4 2 4 1 2 3 5 5 4 1 2 3

24 2 1 4 5 3 5 3 4 2 1 4 5 2 3 1 5 3 2 1 4 1 3 2 4 5

25 2 3 5 1 4 4 2 5 3 1 3 5 1 2 4 4 5 3 2 1 5 3 1 2 4

26 1 3 2 4 5 4 5 2 3 1 2 5 3 1 4 2 4 5 1 3 1 2 4 3 5

27 1 5 2 4 3 5 4 2 3 1 1 4 2 5 3 5 3 4 2 1 3 2 5 1 4

28 2 4 5 3 1 4 3 5 2 1 4 5 1 2 3 4 5 2 1 3 4 1 2 5 3

29 3 1 2 5 4 2 5 3 1 4 5 3 4 2 1 4 1 2 5 3 2 1 3 5 4

30 1 5 3 4 2 3 2 4 5 1 2 4 1 5 3 3 4 5 2 1 5 1 3 4 2

31 4 2 5 1 3 5 3 4 1 2 4 5 2 3 1 5 2 3 4 1 2 5 4 3 1

32 2 3 5 4 1 4 3 1 2 5 1 5 2 3 4 5 2 1 4 3 2 5 3 4 1

33 4 2 5 3 1 5 4 2 1 3 1 4 5 2 3 3 5 4 1 2 1 3 4 2 5

34 1 3 2 5 4 1 2 5 3 4 2 5 4 1 3 5 2 3 4 1 1 5 3 4 2

35 2 3 4 1 5 4 5 3 1 2 2 5 4 1 3 5 1 3 4 2 3 1 4 5 2

36 4 1 5 2 3 2 5 1 3 4 1 3 4 5 2 2 3 5 4 1 4 1 5 3 2

37 2 4 5 3 1 3 4 2 1 5 3 5 4 1 2 2 3 1 4 5 3 2 5 1 4

38 4 2 5 1 3 5 1 4 2 3 5 2 1 3 4 5 3 4 2 1 2 4 5 1 3

39 2 5 3 1 4 5 1 4 2 3 3 5 2 1 4 2 1 4 3 5 3 5 4 2 1

40 2 1 4 5 3 3 4 5 1 2 2 5 4 1 3 5 4 3 1 2 5 2 1 4 3

41 5 3 4 2 1 4 3 5 2 1 2 4 5 3 1 4 1 2 5 3 2 4 3 5 1

42 3 5 4 2 1 1 5 3 4 2 3 2 4 1 5 5 1 3 2 4 1 5 3 2 4

43 2 5 4 1 3 2 1 4 3 5 5 2 4 3 1 3 5 4 2 1 2 3 4 5 1

44 4 2 5 3 1 4 1 5 2 3 2 4 5 1 3 4 5 3 1 2 5 2 3 4 1

45 1 4 5 3 2 5 4 3 1 2 3 5 4 1 2 4 1 3 5 2 5 3 2 4 1

46 4 5 3 2 1 3 4 5 2 1 4 5 3 1 2 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1

42

3.1.3.2. Resultados del panel de olores para la apreciación de olor.

Tabla 20. Calificación dada a las muestras por los panelistas – apreciación de olor.

Panel 1 Panel 2 Panel 3 Panel 4 Panel 5

Có

dig

o

59

2

29

8

57

4

38

5

51

2

24

7

17

8

62

0

40

1

66

1

84

7

72

0

73

1

52

8

13

6

55

5

84

4

51

7

11

0

11

4

50

9

38

5

31

0

59

3

13

9

PA

NE

LIS

TA

S

1 3 4 4 2 2 3 4 5 3 2 3 4 3 2 2 4 3 2 1 2 2 4 3 2 3

2 5 3 5 4 3 2 5 5 2 3 3 4 5 3 2 4 3 1 2 2 3 3 4 5 5

3 2 5 4 2 4 2 3 4 4 1 4 5 5 3 4 5 5 3 3 4 5 5 3 5 4

4 4 3 4 1 2 1 2 3 3 3 2 2 3 3 3 4 3 3 2 2 3 3 3 2 2

5 4 2 3 1 2 4 3 3 2 1 2 1 4 4 3 5 4 2 2 3 2 4 3 3 1

6 3 2 1 3 1 1 2 4 3 3 4 2 4 3 2 4 4 3 3 2 2 4 2 3 3

7 2 3 4 4 5 3 3 4 2 2 5 4 1 3 2 5 4 3 3 3 5 3 5 4 2

8 1 2 3 3 3 2 2 1 3 1 3 1 3 2 1 3 1 2 2 1 2 3 2 3 3

9 2 3 3 5 2 2 5 2 3 2 2 4 2 1 1 5 4 2 4 3 4 3 2 1 1

10 3 4 2 1 3 3 4 4 3 3 3 1 2 3 3 3 4 3 3 4 3 2 2 4 3

11 1 3 2 3 1 2 4 3 2 3 2 1 2 3 1 3 2 1 3 1 4 2 2 3 3

12 2 4 3 5 3 4 3 2 1 2 4 3 2 2 1 3 2 1 3 1 2 3 2 3 1

13 2 4 4 3 2 2 3 2 2 3 2 3 3 2 2 3 2 3 4 2 3 2 3 2 2

14 2 4 3 4 3 1 2 3 2 4 3 2 5 2 3 4 2 1 4 1 3 4 2 4 1

15 3 2 2 3 2 2 2 3 2 2 2 3 2 3 2 2 4 2 3 3 3 2 3 2 1

16 3 1 2 3 2 2 2 2 1 1 1 3 1 2 2 2 2 1 2 1 2 2 1 1 1

17 3 2 3 2 2 4 3 2 1 2 2 3 2 3 2 2 2 1 2 1 1 4 3 1 2

18 2 3 3 4 2 3 2 4 3 4 2 3 3 4 4 4 4 3 3 2 2 3 2 4 4

19 1 1 3 2 2 2 2 2 3 4 4 4 3 3 2 2 4 2 3 2 1 2 3 3 2

20 2 4 3 2 1 2 4 2 1 1 1 3 2 1 1 2 3 1 1 1 1 3 2 2 3

21 2 2 4 2 3 2 2 2 4 3 2 3 3 2 2 2 2 2 3 3 2 2 3 2 2

22 3 3 4 3 2 3 2 2 2 1 2 1 1 3 2 2 2 2 1 1 1 2 2 1 2

23 1 2 2 1 1 1 1 1 2 2 2 2 1 2 1 2 1 1 2 2 2 2 1 1 1

24 3 2 3 4 3 3 2 3 2 2 3 4 3 2 1 4 3 2 2 1 2 3 4 3 4

25 2 3 4 1 4 3 2 4 3 2 2 3 1 2 2 4 4 3 3 2 5 3 4 2 4

26 1 2 2 3 3 3 3 1 2 1 1 2 2 1 2 1 2 3 1 2 2 2 3 2 3

27 2 4 3 3 2 3 3 2 2 1 1 3 2 3 2 3 2 3 2 1 2 1 3 1 2

28 4 4 3 2 2 5 4 5 2 1 4 5 2 2 2 5 5 2 1 3 4 1 2 5 3

29 3 1 1 4 4 1 1 2 2 3 1 1 2 2 3 1 2 3 3 3 1 1 1 2 2

30 1 2 1 2 1 1 2 3 3 1 2 4 2 4 3 2 2 2 2 1 3 2 2 2 2

31 3 2 4 1 2 5 2 4 1 2 4 5 2 2 1 5 2 2 4 2 2 3 3 2 1

32 2 3 4 4 1 3 2 1 2 4 1 4 2 2 3 5 2 1 4 1 2 5 3 4 1

43


33 4 3 4 4 3 4 4 3 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2 2 2 3 4 3 4

34 2 2 2 3 2 2 3 3 3 3 3 4 3 2 3 4 3 4 4 3 3 4 3 4 3

35 3 4 4 3 4 1 2 2 1 1 3 3 3 2 3 4 3 3 4 2 4 3 4 4 4

36 2 2 3 1 4 2 3 3 3 3 3 3 3 4 4 3 3 3 4 4 4 3 5 3 3

37 2 2 3 2 1 2 2 1 1 4 1 4 4 1 1 1 1 1 2 2 1 1 2 1 2

38 4 3 4 3 3 3 2 3 2 3 3 4 4 3 3 4 3 3 2 2 2 3 5 3 3

39 2 4 3 2 3 4 2 3 2 3 2 4 1 1 3 1 1 2 2 4 1 3 2 1 1

40 1 1 2 2 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 2 2 1 1 1 2 1 1 1 1

41 2 3 4 3 2 4 3 4 2 2 2 3 4 3 2 4 2 2 4 3 2 3 2 4 1

42 2 3 2 2 1 1 3 2 2 2 2 2 3 1 3 3 1 2 2 1 2 3 3 2 3

43 3 4 3 2 3 2 2 4 3 5 4 3 3 3 2 2 3 2 2 2 3 3 3 3 3

44 2 1 3 2 1 3 1 2 1 1 1 2 3 1 2 3 3 3 2 2 2 1 2 2 1

45 1 4 5 3 2 5 4 2 1 3 3 5 4 2 1 4 1 3 5 2 5 3 2 4 1

46 2 3 2 2 4 2 4 1 1 2 4 5 2 2 3 3 5 4 2 1 4 4 3 2 2

A estos datos se realizó el tratamiento estadístico respectivo.

3.2. Análisis de datos.

3.2.1. Intensidad de olor. Para el análisis de datos del panel de intensidad de olor se aplicó un

análisis de varianza (ANOVA) conjunto con el Test de Friedman, el procedimiento de ambas

herramientas estadísticas se encuentra en el capítulo 1, numeral 1.6.5.

3.2.1.1. Aplicación de análisis de varianza (ANOVA) – intensidad de olor. A continuación se

aplica el procedimiento como ejemplo para los datos del panel 1 – intensidad de olor (ver tabla

19), debido a la complejidad de los cálculos solo se muestra los resultados sin ecuaciones.

Primero se obtiene los promedios de cada puntaje (ver tabla 21).

44

Tabla 21. Cálculo de promedios del panel 1 – intensidad de olor.

Panel 1

Código

Panelistas 592 298 574 385 512

1 2 4 5 1 3

2 5 2 4 3 1

3 1 5 3 2 4

4 5 3 4 1 2

5 5 2 4 1 3

6 5 3 1 4 2

7 1 2 3 4 5

8 1 2 4 3 5

9 2 3 5 4 1

10 4 5 2 1 3

11 1 5 3 4 2

12 1 4 2 5 3

13 1 5 4 3 2

14 1 4 2 5 3

15 5 1 3 4 2

16 5 1 2 4 3

17 5 1 3 2 4

18 1 3 4 5 2

19 1 2 5 3 4

20 2 5 4 3 1

21 2 3 5 1 4

22 4 2 5 3 1

23 4 2 5 1 3

24 2 1 4 5 3

25 2 3 5 1 4

26 1 3 2 4 5

27 1 5 2 4 3

28 2 4 5 3 1

29 3 1 2 5 4

30 1 5 3 4 2

31 4 2 5 1 3

32 2 3 5 4 1

33 4 2 5 3 1

34 1 3 2 5 4

35 2 3 4 1 5

36 4 1 5 2 3

37 2 4 5 3 1

38 4 2 5 1 3

39 2 5 3 1 4

45


40 2 1 4 5 3

41 5 3 4 2 1

42 3 5 4 2 1

43 2 5 4 1 3

44 4 2 5 3 1

45 1 4 5 3 2

46 4 5 3 2 1 ��

𝑳�� 2,7 3,1 3,8 2,9 2,7 3,0

Posterior a esto se determina el valor de los grados de libertad:

Tabla 22. Cálculo de grados de libertad del panel 1 – intensidad de olor.

Variables Valor

𝑲 5

𝒏 46

𝒑 = 𝑲 × 𝒏 230

𝝂𝑩 = 𝑲 − 𝟏 4

𝝂𝑾 = 𝒑 − 𝑲 225

Luego se calcula la diferencia cuadrática media entre grupos y dentro de grupos:

Tabla 23. Cálculo de DCM del panel 1 – intensidad de olor.

Entre grupos

𝒏(𝑳�� − ��)𝟐 𝑺𝑫𝑪𝑩 𝑫𝑪𝑴𝑩 =𝑺𝑫𝑪𝑩

𝝂𝑩

5,6 0,2 26,6 0,8 5,6 38,7 9,68

Dentro de grupos

∑(𝑳𝒊𝒋 − 𝑳��)𝟐

𝒏

𝒋=𝟏

𝑺𝑫𝑪𝒘 𝑫𝑪𝑴𝑾 =𝑺𝑫𝑪𝑾

𝝂𝑾

104,4 88,8 62,4 91,2 74,4 421,3 1,87

Ahora se calcula el valor del estadístico F con la ecuación (1):

𝑭𝒆𝒙𝒑 =𝑫𝑪𝑴𝑩

𝑫𝑪𝑴𝑾

𝐹𝑒𝑥𝑝 =9,68

1,87

46

𝐹𝑒𝑥𝑝 = 5,17

Se obtiene el valor del estadístico F de la tabla C.1 mostrada en el anexo C, con un grado

de significancia de α= 0,05 y los grados de libertad de la tabla 22.

Para un α= 0,05 y los grados de libertad correspondientes se obtiene un valor 𝐹𝑡𝑎𝑏 =

2,41.

Al comparar entre el estadístico F experimental con el tabulado se nota que el

experimental es mayor, por ende existen diferencias significativas entre los resultados

para un α= 0,05.

Los resultados de todos los paneles se muestran en el capítulo 4, numeral 4.1.1.

3.2.1.2. Aplicación de test de Friedman – intensidad de olor. A continuación se aplica el

procedimiento como ejemplo para los datos del panel 1 – intensidad de olor (ver tabla 19).

Los datos del panel 1 ya poseen una puntuación y se ha ordenado de forma adecuada,

por lo que se procede a realizar la suma de las puntuaciones por tratamiento o muestra.

Los resultados de esto se puede observar en la tabla 24.

Tabla 24. Análisis de datos con el test de Friedman del panel 1 – intensidad de olor.

Panel 1

Código

Panelistas 592 298 574 385 512

1 2 4 5 1 3

2 5 2 4 3 1

3 1 5 3 2 4

4 5 3 4 1 2

5 5 2 4 1 3

6 5 3 1 4 2

7 1 2 3 4 5

8 1 2 4 3 5

9 2 3 5 4 1

10 4 5 2 1 3

11 1 5 3 4 2

12 1 4 2 5 3

47


13 1 5 4 3 2

14 1 4 2 5 3

15 5 1 3 4 2

16 5 1 2 4 3

17 5 1 3 2 4

18 1 3 4 5 2

19 1 2 5 3 4

20 2 5 4 3 1

21 2 3 5 1 4

22 4 2 5 3 1

23 4 2 5 1 3

24 2 1 4 5 3

25 2 3 5 1 4

26 1 3 2 4 5

27 1 5 2 4 3

28 2 4 5 3 1

29 3 1 2 5 4

30 1 5 3 4 2

31 4 2 5 1 3

32 2 3 5 4 1

33 4 2 5 3 1

34 1 3 2 5 4

35 2 3 4 1 5

36 4 1 5 2 3

37 2 4 5 3 1

38 4 2 5 1 3

39 2 5 3 1 4

40 2 1 4 5 3

41 5 3 4 2 1

42 3 5 4 2 1

43 2 5 4 1 3

44 4 2 5 3 1

45 1 4 5 3 2

46 4 5 3 2 1

Ri (SUMA) 122 141 173 132 122

Ahora se calcula el valor de Chi cuadrado utilizando la ecuación (2):

𝝌𝟐𝒆𝒙𝒑 =

𝟏𝟐

𝒏𝑲(𝑲 + 𝟏)∑ 𝑹𝒊

𝟐

𝑲

𝒊=𝟏

− 𝟑𝒏(𝑲 + 𝟏)

48

𝑛 = 46

𝐾 = 5

∑ 𝑅𝑖2

𝐾

𝑖=1

= (1222 + 1412 + 1732 + 1322 + 1222) = 97002

𝜒2𝑒𝑥𝑝 = (

12

46 × 5(5 + 1)× 97002) − 3 × 46(5 + 1)

𝜒2𝑒𝑥𝑝 = 15,5

Se obtiene el valor de Chi cuadrado de la tabla C.2 mostrada en el anexo C, con un

grado de significancia de α= 0,05 y (K-1) grados de libertad.

Para un α= 0,05 y (5-1)= 4 grados de libertad se obtiene un valor 𝜒2𝑡𝑎𝑏 = 9,4877.

Al comparar entre el valor Chi cuadrado experimental con el tabulado se nota que el

experimental es mayor, por ende existen diferencias significativas entre los resultados

para un α= 0,05. Es necesario hacer una comparación entre el valor modular de la

diferencia de la suma de puntuación total de los tratamientos con el valor de DMS, el

cual se obtiene de la tabla C.3 (ver anexo C).

Para 5 muestras y 46 jueces se obtiene un valor DMS= 41.

Se obtiene el valor modular de todas las posibilidades y se compara cada una con el

valor de DMS.

|𝑅592 − 𝑅298| = |122 − 141| = 19

|𝑅592 − 𝑅574| = |122 − 173| = 51(*)

|𝑅592 − 𝑅385| = |122 − 132| = 10

|𝑅592 − 𝑅512| = |122 − 122| = 0

|𝑅298 − 𝑅574| = |141 − 173| = 32

|𝑅298 − 𝑅385| = |141 − 132| = 9

|𝑅298 − 𝑅512| = |141 − 122| = 19

|𝑅574 − 𝑅385| = |173 − 132| = 41(*)

|𝑅574 − 𝑅512| = |173 − 122| = 51(*)

49

|𝑅385 − 𝑅512| = |132 − 122| = 10

La muestra codificada con el número 574 posee mayor intensidad de olor que las

muestras 385, 592 y 512, ya que su valor es mayor a DMS (se incluye a la muestra

385 debido a que su valor es igual al DMS obtenido), el resto de muestras no

difieren significativamente en su olor todo esto para una significancia de α= 0,05.

Se puede notar que las muestras 592, 385 y 512 poseen la menor intensidad de olor en el

panel 1, pero al no haber diferencia significativa entre ellas se las selecciona a las tres

para realizar la optimización junto con los datos de recuperación de solvente (ver tabla

15).

Para ingresar los datos al programa de optimización se requiere obtener la media de las

puntuaciones de las tres muestras, los resultados se muestran en la tabla 25.

Tabla 25. Promedio de puntajes de las muestras 592, 385 y 512, panel 1 – intensidad de

olor.

Panel 1

Código

Panelistas 592 385 512

1 2 1 3

2 5 3 1

3 1 2 4

4 5 1 2

5 5 1 3

6 5 4 2

7 1 4 5

8 1 3 5

9 2 4 1

10 4 1 3

11 1 4 2

12 1 5 3

13 1 3 2

14 1 5 3

15 5 4 2

16 5 4 3

17 5 2 4

18 1 5 2

19 1 3 4

50


20 2 3 1

21 2 1 4

22 4 3 1

23 4 1 3

24 2 5 3

25 2 1 4

26 1 4 5

27 1 4 3

28 2 3 1

29 3 5 4

30 1 4 2

31 4 1 3

32 2 4 1

33 4 3 1

34 1 5 4

35 2 1 5

36 4 2 3

37 2 3 1

38 4 1 3

39 2 1 4

40 2 5 3

41 5 2 1

42 3 2 1

43 2 1 3

44 4 3 1

45 1 3 2

46 4 2 1

MEDIA 2,65 2,87 2,65

Los resultados de todos los paneles se muestran en el capítulo 4, numeral 4.1.1.

3.2.2. Apreciación de olor. Para el análisis de datos de apreciación de olor se aplicó un análisis

de varianza (ANOVA) y posteriormente el Test de Tukey para determinar la diferencia mínima

significativa o diferencia honestamente significativa.

El procedimiento utilizado para el análisis de datos de apreciación de olor por ANOVA es el

mismo que el utilizado en el análisis anterior (revisar capítulo 3, numeral 3.2.1.1), por ello solo

se presentan los resultados del análisis en el capítulo 4, numeral 4.1.2.

51

A los paneles que mostraron una diferencia significativa en sus puntajes se determinó la diferencia

que existen entre muestras aplicando el Test de Tukey (el procedimiento de esta herramienta se

muestra en el capítulo 1, numeral 1.6.5) y se seleccionó a la muestra que posea el mayor puntaje

promediado.

Para los paneles que no presentaron diferencia significativa se obtuvo el promedio de la media

aritmética de los puntajes de cada muestra, y se tomó este valor como representativo del panel.

3.2.2.1. Aplicación de test de Tukey – apreciación de olor. A continuación se aplica el

procedimiento como ejemplo para los datos del panel 1 – apreciación de olor (ver tabla 20), los

resultados obtenidos para todos los paneles se pueden apreciar en el capítulo 4, numeral 4.1.2.

Se obtiene la media aritmética de las puntuaciones dadas por cada panelista para cada

muestra. Los resultados de esto se pueden observar en la tabla 26.

Tabla 26. Análisis de datos con el test de Tukey del panel 1 – apreciación de olor.

Panel 1

Código

Panelistas 592 298 574 385 512

1 3 4 4 2 2

2 5 3 5 4 3

3 2 5 4 2 4

4 4 3 4 1 2

5 4 2 3 1 2

6 3 2 1 3 1

7 2 3 4 4 5

8 1 2 3 3 3

9 2 3 3 5 2

10 3 4 2 1 3

11 1 3 2 3 1

12 2 4 3 5 3

13 2 4 4 3 2

14 2 4 3 4 3

15 3 2 2 3 2

16 3 1 2 3 2

17 3 2 3 2 2

18 2 3 3 4 2

19 1 1 3 2 2

52

Continuación tabla 26

20 2 4 3 2 1

21 2 2 4 2 3

22 3 3 4 3 2

23 1 2 2 1 1

24 3 2 3 4 3

25 2 3 4 1 4

26 1 2 2 3 3

27 2 4 3 3 2

28 4 4 3 2 2

29 3 1 1 4 4

30 1 2 1 2 1

31 3 2 4 1 2

32 2 3 4 4 1

33 4 3 4 4 3

34 2 2 2 3 2

35 3 4 4 3 4

36 2 2 3 1 4

37 2 2 3 2 1

38 4 3 4 3 3

39 2 4 3 2 3

40 1 1 2 2 1

41 2 3 4 3 2

42 2 3 2 2 1

43 3 4 3 2 3

44 2 1 3 2 1

45 1 4 5 3 2

46 2 3 2 2 4

MEDIA 2,37 2,78 3,04 2,63 2,37

Ahora se calcula el valor de DHS utilizando la ecuación (3):

𝑫𝑯𝑺 = 𝒒𝜶,𝑲,𝝂𝑾√

𝑫𝑪𝑴𝑾

𝒏

𝐾 = 5

𝛼 = 0,05

𝜈𝑊 = 225

Para los valores previos se obtiene el valor q de la tabla C.4

mostrada en el anexo C:

𝑞 = 3,86

53

𝑛 = 46

𝐷𝐶𝑀𝑤 = 1,0484

𝐷𝐻𝑆 = 3,86√1,0484

46

𝐷𝐻𝑆 = 0,5827

Se obtiene el valor modular de todas las posibilidades y se compara cada una con el

valor de DHS.

|𝑃592 − 𝑃298

| = |2,3696 − 2,7826| = 0,4130

|𝑃592 − 𝑃574

| = |2,3696 − 3,0435| = 0,6739(*)

|𝑃592 − 𝑃385

| = |2,3696 − 2,6304| = 0,2609

|𝑃592 − 𝑃512

| = |2,3696 − 2,3696| = 0

|𝑃298 − 𝑃574

| = |2,7826 − 3,0435| = 0,2609

|𝑃298 − 𝑃385

| = |2,7826 − 2,6304| = 0,1522

|𝑃298 − 𝑃512

| = |2,7826 − 2,3696| = 0,4130

|𝑃574 − 𝑃385

| = |3,0435 − 2,6304| = 0,4130

|𝑃574 − 𝑃512

| = |3,0435 − 2,3696| = 0,6739(*)

|𝑃385 − 𝑃512

| = |2,6304 − 2,3696| = 0,2609

La muestra codificada con el número 574 posee mayor calificación y existe diferencia

significativa frente al resto de muestras. Por esto se toma a esta muestra como

representativa del panel 1 para apreciación de olor.

Los resultados del análisis para todos los paneles se muestran en el capítulo 4, numeral 4.1.2.

3.2.3. Optimización. Para la optimización se utilizó la herramienta informática

STATGRAPHICS Centurion XVI, la cual cuenta con una función de “Optimización de Respuesta

Múltiple”. Esta función le permite a un experimentador determinar las configuraciones más

adecuadas para los factores experimentales, con el fin de alcanzar las características deseadas para

más de una respuesta. Esto se logra construyendo una función de deseabilidad (función que

después es maximizada), basada en los valores experimentales de las variables de respuesta.

54

El procedimiento consta en ingresar los datos de los factores experimentales y las respuestas al

programa (ver figura 8). Como factores experimentales se tiene a la relación carbón

activado/solvente y al tiempo de prueba (ver diseño experimental en el capítulo 2, numeral 2.2.2),

y como variables de respuesta se tiene al porcentaje de recuperación y la calificación de cada

muestra en los paneles de reducción del olor. Se ingresó solo a las muestras que no posean

diferencias significativas en el análisis hecho a cada panel (ver tabla 45).

Figura 8. Ingreso de datos al programa STATGRAPHICS Centurion XVI.

Luego de ingresar los datos se tomó la opción “Analizar diseño de múltiples respuestas”

correspondiente a la función de optimización de múltiple respuesta. En esta función es necesario

especificar cual variable es factor y cual es respuesta, si el modelo responde a una maximización

o minimización de cada respuesta y el impacto estadístico que tendrá cada respuesta. Para la

variable OLOR se minimizó su respuesta y se dio un impacto de 4,0.

Para la variable RECUPERACIÓN se maximizó su respuesta y se dio un impacto de 1,5.

55

En la figura 9 y 10 se muestran los resultados finales obtenidos mediante el programa, y en el

gráfico 13 se muestra un diagrama de superficie de respuesta estimada, el cual muestra la

maximización de la función de deseabilidad en los puntos 90 minutos y 1,0 g/ml.

Los datos en recuadro entrecortado

y letra de color rojo son el resultado que maximiza la función de

deseabilidad.

Figura 9. Maximización de la función de deseabilidad respecto de las variables respuesta

en el programa STATGRAPHICS Centurion XVI.

56

Gráfico 13. Superficie de respuesta estimada para la maximización de la función de

deseabilidad en el programa STATGRAPHICS Centurion XVI.

Figura 10. Valor de los factores y respuestas optimizadas en el programa

STATGRAPHICS Centurion XVI.

3.2.4. Análisis de aceptación. Para verificar la aceptación de la desodorización del público, se

realizó un análisis estadístico a las calificaciones dadas por los panelistas a la muestra más cercana

a la obtenida como óptima a partir del análisis realizado con el programa STATGRAPHICS. La

muestra de análisis es la codificada con el número 114 y pertenece al panel 4 – apreciación de

olor.

Para realizar este análisis se aplicó dos contrastes de hipótesis, uno respecto a una media

poblacional y el otro referente a una proporción poblacional. A continuación se detallan los datos

de la muestra 114 con la determinación de algunas variables estadísticas que luego serán utilizadas

para el contraste de hipótesis.

Superficie de Respuesta Estimada

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Relación carbón act./solvente

030

6090

120150

180

Tiempo de prueba

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

De

se

ab

ilid

ad

57

Tabla 27. Calificaciones dadas a la muestra 114 en apreciación de olor y

determinación de variables estadísticas.

Panel 4

Código

Panelistas 114

1 2

2 2

3 4

4 2

5 3

6 2

7 3

8 1

9 3

10 4

11 1

12 1

13 2

14 1

15 3

16 1

17 1

18 2

19 2

20 1

21 3

22 1

23 2

24 1

25 2

26 2

27 1

28 3

29 3

30 1

31 2

32 1

33 2

34 3

35 2

36 4

37 2

38 2

58


39 4

40 2

41 3

42 4

43 1

44 2

45 2

46 1

Media 2,0435

Desviación estandar 0,9418

Conteo calificaciones igual a 1 15

Conteo calificaciones igual a 2 18

Proporción 0,7174

3.2.4.1. Determinación de la apreciación de olor media poblacional. Se va a comprobar que la

apreciación de olor media poblacional es menor o igual a 2 (revisar la escala de apreciación de

olor en la tabla 8), lo que implica que la calificación media que daría la población en general al

percibir el olor de la muestra es menor o igual a 2 con un nivel de significancia del 95 %.

Para esto se aplicó el siguiente contraste de hipótesis.

𝑯𝟎: 𝝁 ≤ 𝟐

𝑯𝟏: 𝝁 > 𝟐

Se va a comprobar que la calificación media poblacional es menor o igual a 2 (𝜇 ≤ 2) a partir del

estadístico Z de una distribución normal con la ecuación (4).

𝒁𝒆𝒙𝒑 =(�� − 𝝁)

𝑺

√𝒏

(4)

Donde:

𝑍𝑒𝑥𝑝: 𝐸𝑠𝑡𝑎𝑑í𝑠𝑡𝑖𝑐𝑜 𝑍 𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑢𝑛𝑎 𝑑𝑖𝑠𝑡𝑟𝑖𝑏𝑢𝑐𝑖ó𝑛 𝑛𝑜𝑟𝑚𝑎𝑙 𝑒𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑𝑎𝑟𝑖𝑧𝑎𝑑𝑎.

��: 𝑀𝑒𝑑𝑖𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑙𝑎𝑠 𝑐𝑎𝑙𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠.

𝜇: 𝑀𝑒𝑑𝑖𝑎 𝑝𝑜𝑏𝑙𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑙.

𝑆: 𝐷𝑒𝑠𝑣𝑖𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑒𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑𝑎𝑟 𝑑𝑒 𝑙𝑎𝑠 𝑐𝑎𝑙𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠.


59

La media y la desviación estándar de los datos de la muestra 114 son tomados de la tabla 27.

𝒁𝒆𝒙𝒑 =(�� − 𝝁)

𝑺

√𝒏

𝑍𝑒𝑥𝑝 =(2,0435 − 2)

0,9418

√46

𝑍𝑒𝑥𝑝 = 0,3131

El valor de 𝑍𝑡𝑎𝑏 se la obtiene de la tabla C.5 mostrada en el anexo C, con 𝛼 = 0,95.

𝑍𝑡𝑎𝑏,0,95 = 1,6449

Como el valor 𝑍𝑒𝑥𝑝 ≤ 𝑍𝑡𝑎𝑏 se acepta la hipótesis nula, a un nivel de significancia del 95

%.

Se acepta que la población en general daría una calificación menor o igual a 2 con un nivel de

significancia del 95 %.

3.2.4.2. Determinación de la aceptación poblacional. Se va a comprobar que la proporción

poblacional es mayor o igual a 0,8, lo que implica que el 80 % o más de la población en general

daría una calificación menor o igual a 2 y aceptaría que percibe una molestia leve o no siente olor

para esta muestra (revisar la escala de apreciación de olor en la tabla 8), con un nivel de

significancia del 95 %. Para esto se aplicó el siguiente contraste de hipótesis.

𝑯𝟎: 𝑷 ≥ 𝟎, 𝟖

𝑯𝟏: 𝑷 < 𝟎, 𝟖

Se va a comprobar que la proporción poblacional es mayor o igual a 0,8 (𝑃 ≥ 0,8) a partir del

estadístico Z de una distribución normal con la ecuación (5).

60

𝒁𝒆𝒙𝒑 =(𝒑 − 𝑷)

√𝑷 × (𝑷 − 𝟏)𝒏

(5)

Donde:

𝑍𝑒𝑥𝑝: 𝐸𝑠𝑡𝑎𝑑í𝑠𝑡𝑖𝑐𝑜 𝑍 𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑢𝑛𝑎 𝑑𝑖𝑠𝑡𝑟𝑖𝑏𝑢𝑐𝑖ó𝑛 𝑛𝑜𝑟𝑚𝑎𝑙 𝑒𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑𝑎𝑟𝑖𝑧𝑎𝑑𝑎.

𝑝: 𝑃𝑟𝑜𝑝𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑙𝑎𝑠 𝑐𝑎𝑙𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠.

𝑃: 𝑃𝑟𝑜𝑝𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 𝑝𝑜𝑏𝑙𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑙.


La proporción muestral de los datos de la muestra 114 son tomados de la tabla 27 (La proporción

poblacional se calculó sumando el conteo de las calificaciones igual a 1 y 2, esto se divide para

el número total de calificaciones).

𝒁𝒆𝒙𝒑 =(𝒑 − 𝑷)

√𝑷 × (𝑷 − 𝟏)𝒏

Condición: El tamaño de la muestra debe ser significativa. Se aplica las

siguientes condiciones:

𝒏 ∗ 𝑷 > 𝟓

46 ∗ 0,8 > 5

36,8 > 5

𝒏 ∗ (𝟏 − 𝑷) > 𝟓

46 ∗ (1 − 0,8) > 5

9,2 > 5

Al cumplir con estas condiciones se infiere a través de este procedimiento.

𝑍𝑒𝑥𝑝 =(0,7174 − 0,8)

√0,8 × (0,8 − 1)46

𝑍𝑒𝑥𝑝 = −1,4007

El valor de 𝑍𝑡𝑎𝑏 se la obtiene de la tabla C.5 mostrada en el anexo C, con 𝛼 = 0,95. Como

existe simetría en la curva de distribución, es posible cambiar de signo al valor para

obtener 𝑍𝑡𝑎𝑏 con 𝛼 = 0,05.

61

𝑍𝑡𝑎𝑏,0,95 = 1.6449

𝑍𝑡𝑎𝑏,0,05 = −1.6449

Como el valor 𝑍𝑒𝑥𝑝 ≥ 𝑍𝑡𝑎𝑏 se acepta la hipótesis nula, a un nivel de significancia del 95

%.

Se acepta que la proporción de la población en general que aceptaría la desodorización es mayor

o igual a 0,8 o 80 %, con un nivel de significancia del 95 %.

3.3. Determinación de riesgo químico por inhalación.

A continuación se aplica el método para determinar el riesgo por inhalación dictaminado en la

norma NTP 937 (revisar el capítulo 1, numeral 1.5.3.3).

3.3.1. Determinación del riesgo potencial. Para empezar se hace una evaluación a la variable

que la norma denomina clase de peligro, basándose en las frases R y H del solvente. Se sigue los

criterios de la tabla 1 de la norma NTP 937 anexa a este documento (ver anexo E). Para el caso

del mineral turpentine no se tiene las frases R y H, pero se puede evaluar con base en la

concentración VLA (TLV) la cual es 480 mg/m3 determinados como TWA (ver tabla 4). La clase

de peligro del mineral turpentine es 1 (ver tabla 28).

Tabla 28. Clases de peligro en función de las frases R o H.

Clase de

peligro Frase R Frase H VLA mg/m3

Materiales y

procesos

1

Tiene frases R, pero

no tiene ninguna de

las que aparecen a

continuación.

Tiene frases H, pero

no tiene ninguna de

las que aparecen a

continuación.

>100 N.A.

Fuente: INSTITUTO NACIONAL DE SEGURIDAD E HIGIENE EN EL TRABAJO. Agentes químicos:

evaluación cualitativa y simplificada del riesgo por inhalación (III). Método basado en el INRS. España, 2012, p 2.

62

Ahora se realiza la determinación de la clase de exposición potencial con base en las tablas 2, 3 y

4 de la norma. Para la clase de cantidad se seleccionó el valor de 3 al utilizarse aproximadamente

entre 10 a 100 litros de solvente al día (ver tabla 29).

Tabla 29. Clases de cantidad en función de las cantidades por día.

Clase de cantidad Cantidad/día

1 < 100 g ó ml

2 ≥ 100 g ó ml y < 10 kg ó l

3 ≥ 10 y < 100 kg ó l

4 ≥ 100 y < 1000 kg ó l

5 ≥ 1000 kg ó l

Fuente: INSTITUTO NACIONAL DE SEGURIDAD E

HIGIENE EN EL TRABAJO. Agentes químicos: evaluación

cualitativa y simplificada del riesgo por inhalación (III).

Método basado en el INRS. España, 2012, p 3.

Para la clase de frecuencia se seleccionó el valor de 2, al utilizar el solvente de forma intermitente

o de 2 a 8 horas por semana (ver tabla 30).

Tabla 30. Clases de frecuencia de utilización.

Utilización Ocasional Intermitente Frecuente Permanente

Día ≤ 30’ > 30 - ≤ 120’ > 2 - ≤ 6 h > 6 horas

Semana ≤ 2 h > 2-8 h 1-3 días > 3 días

Mes 1 día 2-6 días 7-15 días > 15 días

Año ≤ 15 días > 15 días - ≤ 2 meses > 2 - ≤ 5 meses > 5 meses

Clase → 1 2 3 4

0: El agente químico no se usa hace al menos un año.

El agente químico no se usa más.


evaluación cualitativa y simplificada del riesgo por inhalación (III). Método basado en el INRS. España, 2012,

p 3.

Para la clase de exposición potencial se obtuvo un valor de 3 al entrecruzar los valores anteriores

en la tabla de clases de exposición potencial (ver tabla 31).

63

Tabla 31. Determinación de las clases de exposición potencial.

Clase de

cantidad

5 0 4 5 5 5

4 0 3 4 4 4

3 0 3 3 3 3

2 0 2 2 2 2

1 0 1 1 1 1

0 1 2 3 4 Clase de

frecuencia





Para determinar la clase de riesgo potencial se utilizó la tabla 5 de la norma, se obtuvo un valor

de 1 (ver tabla 32).

Tabla 32. Clases de riesgo potencial.

Clase de

exposición

potencial

5 2 3 4 5 5

4 1 2 3 4 5

3 1 2 3 4 5

2 1 1 2 3 4

1 1 1 2 3 4

1 2 3 4 5 Clase de

peligro





64

Finalmente se puntuó al riesgo potencial utilizando la tabla 6 de la norma, dando un valor de 1

(ver tabla 33).

Tabla 33. Puntuación para cada clase de riesgo potencial.

Clase de riesgo

potencial

Puntuación de riesgo

potencial

5 10000

4 1000

3 100

2 10

1 1





3.3.2. Determinación de la volatilidad. Para determinar la volatilidad del solvente se aplicó la

tabla 8 de la norma, considerando la presión de vapor del solvente (3,325 kPa a 20°C). Se obtuvo

una clase de volatilidad de 2 (ver tabla 34).

Tabla 34. Clase de volatilidad en función de la presión de vapor.

Presión de vapor a la temperatura de trabajo Clase de volatilidad

Pv < 0,5 kPa 1

0,5 kPa ≤ Pv < 25 kPa 2

Pv ≥ 25 kPa 3

Fuente: INSTITUTO NACIONAL DE SEGURIDAD E HIGIENE EN EL TRABAJO.

Agentes químicos: evaluación cualitativa y simplificada del riesgo por inhalación (III).


Luego se determinó la puntuación de la volatilidad utilizando la tabla 10 de la norma, dando un

valor de 10 (ver tabla 35).

65

Tabla 35. Puntuación atribuida a cada clase de volatilidad o pulverulencia.

Clase de volatilidad o

pulverulencia

Puntuación de volatilidad o

pulverulencia

3 100

2 10

1 1

Fuente: INSTITUTO NACIONAL DE SEGURIDAD E HIGIENE EN

EL TRABAJO. Agentes químicos: evaluación cualitativa y simplifi-

cada del riesgo por inhalación (III). Método basado en el INRS. España,

2012, p 4.

3.3.3. Determinación del procedimiento de trabajo. Para esto se utilizó la figura 3 de la norma.

El proceso seleccionado es de tipo abierto, ya que el solvente es utilizado en limpieza de equipos

de impresión industrial. La puntuación obtenida fue de 0,5 (ver tabla 36).

Tabla 36. Determinación de la clase de procedimiento y puntuación para cada clase.

Abierto

Ejemplos:

Conductos del reactor, mezcladores

abiertos, pintura a brocha, a pincel,

puesto de acondicionamiento

(toneles, bidones....).

Manejo y vigilancia de máquinas de

impresión...

Clase 3

Puntuación de procedimiento

0,5

Fuente: INSTITUTO NACIONAL DE

SEGURIDAD E HIGIENE EN EL TRABAJO.

Agentes químicos: evaluación cualitativa y

simplificada del riesgo por inhalación (III).


66

3.3.4. Determinación de la protección colectiva. Se aplicó la figura 4 de la norma, para este

caso se seleccionó tres tipos de clases con el fin de cubrir todas las posibilidades en las que se

pueda trabajar con el solvente durante la limpieza de impresoras industriales, la clase 3 (trabajos

en intemperie, trabajador alejado de la fuente de emisión y ventilación mecánica general) con una

puntuación de 0,7; la clase 4 (ausencia de ventilación mecánica) con una puntuación de 1; y la

clase 5 (trabajo en espacio con aberturas limitadas de entrada y salida y ventilación natural

desfavorable) con una puntuación de 10 (ver tabla 37).

Tabla 37. Determinación de las clases de protección colectiva y puntuación para cada

clase.

Trabajo en espacio con aberturas limitadas de

entrada y salida y ventilación natural desfavorable

Ausencia de ventilación mecánica

Clase 5, puntuación= 10 Clase 4, puntuación= 1

Trabajos en intemperie

Trabajador alejado de la

fuente de emisión

Ventilación mecánica

general

Clase 3, puntuación= 0,7


evaluación cualitativa y simplificada del riesgo por inhalación (III). Método basado en el INRS. España,

2012, p 6.

3.3.5. Corrección en función de VLA (TLV). El valor de VLA (TLV) necesario para realizar

la corrección debe ser menor a 0,1 mg/m3, en el caso del solvente es de 480 mg/m3 determinados

como TWA, por ello no se realizó la corrección.

3.3.6. Valoración de la escala de apreciación de olor para riesgo químico. Para poder

modificar al modelo aplicado sin alterar los resultados finales, es necesario cambiar la puntuación

de cada una de las variables de la ecuación de riesgo por inhalación. Para esto se determinó por

iteración un factor, que al ser multiplicado en cada una de las puntuaciones, permite obtener los

mismos resultados para la puntuación final del riesgo.

67

El factor obtenido es de 0,935, valor que es incorporado en cada puntuación para el cálculo de

riesgo por inhalación.

La valoración de la variable EO propuesta para la escala de apreciación de olor es la siguiente:

Tabla 38. Valoración a la escala de apreciación de olor.

Escala de apreciación de olor Puntuación Valor de EO

No se percibe olor o este no causa molestia. 1 1,0

Olor causa molestia ligera. 2 1,1

Olor causa molestia moderada. 3 1,2

Olor causa molestia intensa. 4 1,3

Olor penetrante, no es posible respirarlo. 5 1,4

3.3.7. Calificación de la escala de apreciación de olor. En la tabla 39 se indica la calificación

obtenida de cada panel para la determinación de la puntuación de riesgo por inhalación.

Tabla 39. Calificaciones de los paneles para determinar riesgo por inhalación.

Panel Calificación

Panel 1 3

Panel 2 2

Panel 3 3

Panel 4 3

Panel 5 3

Como se puede observar la calificación de los paneles 1, 3, 4 y 5 es la misma por lo que solo se

realizó el cálculo para las dos calificaciones de la tabla 39, adicional se realizó el cálculo para la

calificación más alta propuesta en la valoración de olores (ver tabla 8).

Tabla 40. Valor de EO para cada calificación.

Calificación Valor de EO

2 1,1

3 1,2

5 1,4

68

3.3.8. Puntuación del riesgo por inhalación. La puntuación del riesgo por inhalación se la

calculó mediante la ecuación (6):

𝑷𝒊𝒏𝒉 = 𝑷𝒓𝒊𝒆𝒔𝒈𝒐 𝒑𝒐𝒕. × 𝑷𝒗𝒐𝒍𝒂𝒕𝒊𝒍𝒊𝒅𝒂𝒅 × 𝑷𝒑𝒓𝒐𝒄𝒆𝒅𝒊𝒎𝒊𝒆𝒏𝒕𝒐 × 𝑷𝒑𝒓𝒐𝒕𝒆𝒄𝒄𝒊ó𝒏 𝒄𝒐𝒍𝒆𝒄. × 𝑭𝑪𝑽𝑳𝑨 (6)

Pero se incorpora la variable EO (valor de la escala de olor) a la ecuación (6) y resulta la ecuación

(7):

𝑷𝒊𝒏𝒉 = 𝑷𝒓𝒊𝒆𝒔𝒈𝒐 𝒑𝒐𝒕. × 𝑷𝒗𝒐𝒍𝒂𝒕𝒊𝒍𝒊𝒅𝒂𝒅 × 𝑷𝒑𝒓𝒐𝒄𝒆𝒅𝒊𝒎𝒊𝒆𝒏𝒕𝒐 × 𝑷𝒑𝒓𝒐𝒕𝒆𝒄𝒄𝒊ó𝒏 𝒄𝒐𝒍𝒆𝒄. × 𝑭𝑪𝑽𝑳𝑨 × 𝑬𝑶 (7)

Donde:

𝑃𝑖𝑛ℎ: 𝑃𝑢𝑛𝑡𝑢𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑟𝑖𝑒𝑠𝑔𝑜 𝑝𝑜𝑟 𝑖𝑛ℎ𝑎𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛.

𝑃𝑟𝑖𝑒𝑠𝑔𝑜 𝑝𝑜𝑡.: 𝑃𝑢𝑛𝑡𝑢𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑟𝑖𝑒𝑠𝑔𝑜 𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎𝑙.

𝑃𝑣𝑜𝑙𝑎𝑡𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑: 𝑃𝑢𝑛𝑡𝑢𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑣𝑜𝑙𝑎𝑡𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑.

𝑃𝑝𝑟𝑜𝑡𝑒𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑐𝑜𝑙𝑒𝑐.: 𝑃𝑢𝑛𝑡𝑢𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑡𝑒𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑐𝑜𝑙𝑒𝑐𝑡𝑖𝑣𝑎.

𝑃𝑝𝑟𝑜𝑐𝑒𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜: 𝑃𝑢𝑛𝑡𝑢𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑐𝑒𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜.

𝐹𝐶𝑉𝐿𝐴: 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑝𝑜𝑟 𝑉𝐿𝐴.

𝐸𝑂: 𝑃𝑢𝑛𝑡𝑢𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑒𝑠𝑐𝑎𝑙𝑎 𝑑𝑒 𝑜𝑙𝑜𝑟.

A continuación se realiza el cálculo de la puntuación de riesgo químico para la escala de olor 1,1

con la ecuación (7), los datos necesarios para el cálculo se encuentran en la tabla 41.

Tabla 41. Puntuaciones para determinación de riesgo por inhalación.

Variable Valor Valor x 0,935

𝑷𝒓𝒊𝒆𝒔𝒈𝒐 𝒑𝒐𝒕. 1 0,935

𝑷𝒗𝒐𝒍𝒂𝒕𝒊𝒍𝒊𝒅𝒂𝒅 10 9,35

𝑷𝒑𝒓𝒐𝒄𝒆𝒅𝒊𝒎𝒊𝒆𝒏𝒕𝒐 0,5 0,4675

𝑷𝒑𝒓𝒐𝒕𝒆𝒄𝒄𝒊ó𝒏 𝒄𝒐𝒍𝒆𝒄.

0,7 0,6545

1 0,935

10 9,35

𝑭𝑪𝑽𝑳𝑨 1 0,935

𝑷𝒊𝒏𝒉 = 𝑷𝒓𝒊𝒆𝒔𝒈𝒐 𝒑𝒐𝒕. × 𝑷𝒗𝒐𝒍𝒂𝒕𝒊𝒍𝒊𝒅𝒂𝒅 × 𝑷𝒑𝒓𝒐𝒄𝒆𝒅𝒊𝒎𝒊𝒆𝒏𝒕𝒐 × 𝑷𝒑𝒓𝒐𝒕𝒆𝒄𝒄𝒊ó𝒏 𝒄𝒐𝒍𝒆𝒄. × 𝑭𝑪𝑽𝑳𝑨 × 𝑬𝑶

Para 𝑷𝒑𝒓𝒐𝒕𝒆𝒄𝒄𝒊ó𝒏 𝒄𝒐𝒍𝒆𝒄. = 𝟎, 𝟔𝟓𝟒𝟓:

𝑃𝑖𝑛ℎ = 0,935 × 9,35 × 0,4675 × 0,6545 × 0,935 × 1,1

69

𝑃𝑖𝑛ℎ = 3

Para 𝑷𝒑𝒓𝒐𝒕𝒆𝒄𝒄𝒊ó𝒏 𝒄𝒐𝒍𝒆𝒄. = 𝟎, 𝟗𝟑𝟓:

𝑃𝑖𝑛ℎ = 0,935 × 9,35 × 0,4675 × 0,935 × 0,935 × 1,1

𝑃𝑖𝑛ℎ = 4

Para 𝑷𝒑𝒓𝒐𝒕𝒆𝒄𝒄𝒊ó𝒏 𝒄𝒐𝒍𝒆𝒄. = 𝟗, 𝟑𝟓:

𝑃𝑖𝑛ℎ = 0,935 × 9,35 × 0,4675 × 9,35 × 0,935 × 1,1

𝑃𝑖𝑛ℎ = 39

3.3.9. Caracterización del riesgo. Se aplicó la tabla 12 de la norma, dependiendo de la

puntuación obtenida (ver tabla 42).

Tabla 42. Caracterización de riesgo por inhalación.

Puntuación de

riesgo por

inhalación

Prioridad

de acción Caracterización del riesgo

>1000 1 Riesgo probablemente muy elevado (medidas correctoras

inmediatas).

>100 y ≤1000 2 Riesgo moderado. Necesita probablemente medidas

correctoras y/o una evaluación más detallada (mediciones).

≤100 3 Riesgo a priori bajo (sin necesidad de modificaciones).

Fuente: INSTITUTO NACIONAL DE SEGURIDAD E HIGIENE EN EL TRABAJO. Agentes químicos: evaluación

cualitativa y simplificada del riesgo por inhalación (III). Método basado en el INRS. España, 2012, p 6.

Basándose en la tabla 42, se obtiene que el riesgo por inhalación para el solvente tratado es de

prioridad 3, con una caracterización de riesgo a priori bajo (sin necesidad de modificaciones), ya

que las puntuaciones obtenidas en el análisis son menores a 100 para el caso analizado. Esto

implica que las condiciones planteadas son las adecuadas para el uso del solvente y no es necesario

tomar medidas correctivas.

El resultado de los cálculos hechos a todas las puntuaciones se muestran en el capítulo 4, numeral

4.3.

70

4. RESULTADOS

4.1. Resultados del análisis del panel de olores.

4.1.1. Intensidad de olor.

4.1.1.1. Resultados ANOVA – intensidad de olor. En la tabla 43 se muestra el valor obtenido de

la prueba de Fisher para cada panel y si existe diferencias significativas entre las puntuaciones de

las muestras.

Tabla 43. Resultados ANOVA – intensidad de olor.

Ftab 2,4117

No. panel Fexp Criterio

Panel 1 5,1727 Existen diferencias significativas.




Panel 5 0,8966 No existen diferencias significativas.

4.1.1.2. Resultados test de Friedman – intensidad de olor. En la tabla 44 se muestra el valor

obtenido de Chi cuadrado para cada panel y si existe diferencias significativas entre las

puntuaciones de las muestras.

71

Tabla 44. Resultados test de Friedman.

χ2tab 9,4877

No. panel χ2exp Criterio






A continuación se muestra los resultados de la comparación entre el valor modular de todas las

posibilidades con el valor de DMS (DMS= 41) para los paneles 2, 3 y 4.

Panel 2:

|𝑅247 − 𝑅178| = |149 − 155| = 6

|𝑅247 − 𝑅620| = |149 − 161| = 12

|𝑅247 − 𝑅401| = |149 − 106| = 43(*)

|𝑅247 − 𝑅661| = |149 − 119| = 30

|𝑅178 − 𝑅620| = |155 − 161| = 6

|𝑅178 − 𝑅401| = |155 − 106| = 49(*)

|𝑅178 − 𝑅661| = |155 − 119| = 36

|𝑅620 − 𝑅401| = |161 − 106| = 55(*)

|𝑅620 − 𝑅661| = |161 − 119| = 42(*)

|𝑅401 − 𝑅661| = |106 − 119| = 13

La muestra codificada con el número 401 posee menor intensidad de olor que las muestras

620, 178 y 247, y la muestra 661 posee menor intensidad de olor que la muestra 620, ya

que su valor es mayor a DMS, el resto de muestras no difieren significativamente en su

olor todo esto para una significancia de α= 0,05.

Se puede notar que las muestras 661 y 401 poseen la menor intensidad de olor en el panel

2, pero al no haber diferencia significativa entre ellas se las selecciona a las dos para

realizar la optimización.

72

Panel 3:

|𝑅847 − 𝑅720| = |137 − 171| = 34

|𝑅847 − 𝑅731| = |137 − 138| = 1

|𝑅847 − 𝑅528| = |137 − 130| = 7

|𝑅847 − 𝑅136| = |137 − 114| = 23

|𝑅720 − 𝑅731| = |171 − 138| = 33

|𝑅720 − 𝑅528| = |171 − 130| = 41(*)

|𝑅720 − 𝑅136| = |171 − 114| = 57(*)

|𝑅731 − 𝑅528| = |138 − 130| = 8

|𝑅731 − 𝑅136| = |138 − 114| = 24

|𝑅528 − 𝑅136| = |130 − 114| = 16

La muestra codificada con el número 720 posee mayor intensidad de olor que las muestras

528 y 136, ya que su valor es mayor a DMS, el resto de muestras no difieren

significativamente en su olor todo esto para una significancia de α= 0,05.

Se puede notar que las muestras 731, 847, 528 y 136 poseen la menor intensidad de olor

en el panel 3, pero al no haber diferencia significativa entre ellas se las selecciona a las

cuatro para realizar la optimización.

Panel 4:

|𝑅555 − 𝑅844| = |185 − 147| = 38

|𝑅555 − 𝑅517| = |185 − 121| = 64(*)

|𝑅555 − 𝑅110| = |185 − 134| = 51(*)

|𝑅555 − 𝑅114| = |185 − 103| = 82(*)

|𝑅844 − 𝑅517| = |147 − 121| = 26

|𝑅844 − 𝑅110| = |147 − 134| = 13

|𝑅844 − 𝑅114| = |147 − 103| = 44(*)

|𝑅517 − 𝑅110| = |121 − 134| = 13

|𝑅517 − 𝑅114| = |121 − 103| = 18

|𝑅110 − 𝑅114| = |134 − 103| = 31

73

La muestra codificada con el número 555 posee mayor intensidad de olor que las muestras

110, 517 y 114, y la muestra 844 posee mayor intensidad de olor que la muestra 114, ya

que su valor es mayor a DMS, el resto de muestras no difieren significativamente en su

olor todo esto para una significancia de α= 0,05.

Se puede notar que las muestras 110, 517 y 114 poseen la menor intensidad de olor en el

panel 4, pero al no haber diferencia significativa entre ellas se las selecciona a las tres

para realizar la optimización.

Los resultados del panel 1 se encuentran en el capítulo 3, numeral 3.2.1.2 (tabla 25). El panel 5

no presenta diferencias significativas, por lo que se selecciona a las 5 muestras para realizar la

optimización.

En la tabla 45 se muestra la media de las puntuaciones de las muestras seleccionadas para la

optimización junto a su porcentaje de recuperación.

Tabla 45. Datos de las muestras obtenidos para optimización.

No.

panel

Código

muestra

Relación carbón

act./solvente (g/ml)

Tiempo de

prueba (min)

Media

calificación

%

Recuperación

Panel

1

592 0,1

3

2,65 78,33

385 0,8 2,87 70,00

512 1,0 2,65 66,67

Panel

2

401 0,8 15

2,30 73,33

661 1,0 2,59 65,00

Panel

3

847 0,1

45

2,98 80,00

731 0,5 3,00 76,67

528 0,8 2,83 71,67

136 1,0 2,48 70,00

Panel

4

517 0,5

90

2,63 76,67

110 0,8 2,91 71,67

114 1,0 2,24 70,00

Panel

5

509 0,1

180

2,98 83,33

385 0,3 3,09 80,00

310 0,5 3,07 75,00

593 0,8 3,20 75,00

139 1,0 2,67 70,00

74

4.1.1.3. Resultados optimización. En la tabla 46 se muestra el valor de los factores optimizados

(relación carbón activado/solvente y tiempo de prueba) y el porcentaje de recuperación junto con

el nivel de olor que se obtendrían al aplicar estos factores, todo esto con un nivel de significancia

del 5 %.

Tabla 46. Resultados optimización.

Factores optimizados Respuestas optimizadas

Relación carbón

activado/solvente

(g/ml)

Tiempo de prueba

(min)

*Intensidad de olor

(N.A.)

Porcentaje de

recuperación

(%)

1,0 87,79 2,48 69,7

*La calificación de intensidad de olor proviene de una escala de intensidad de 1 a 5, donde 1 es el nivel de

menor intensidad (ver tabla 7).

4.1.1.4. Resultados aceptación. En el capítulo 3, numeral 3.2.4, se pudo demostrar que existe una

aceptación del 71,7 % a la desodorización, dando un criterio por parte de los panelistas de no

percibir olor alguno o sentir una molestia ligera a la intensidad del olor.

A partir del análisis estadístico se pudo asegurar que la calificación promedio que aprecia la

población en general es menor o igual a 2 (la calificación corresponde a no percibir olor alguno o

percibir una ligera molestia) y que la aceptación de la población en general es mayor o igual a 80

% todo esto para un nivel de significancia del 5 %.

4.1.2. Apreciación de olor.

4.1.2.1. Resultados ANOVA – apreciación de olor. En la tabla 47 se muestra el valor obtenido

de la prueba de Fisher para cada panel y si existe diferencias significativas entre las puntuaciones

de las muestras.

75

Tabla 47. Resultados ANOVA – apreciación de olor.

Ftab 2,4118

No. panel Fexp Criterio






4.1.2.2. Resultados test de Tukey – apreciación de olor. En la tabla 48 se muestra los valores de

DHS obtenidos para los paneles que presentan diferencias significativas.

Tabla 48. Valores de DHS para cada panel.

No. panel DHS

Panel 1 0,5827

Panel 3 0,5875

Panel 4 0,5937

Ahora se obtiene el valor modular de todas las posibilidades para los paneles 3 y 4, y se compara

cada una con el valor de DHS, los resultados del panel 1 se encuentran en el capítulo 3, numeral

3.2.2.1.

Panel 3:

|𝑃847 − 𝑃720

| = |2,4783 − 3,0435| = 0,5652

|𝑃847 − 𝑃731

| = |2,4783 − 2,6304| = 0,1522

|𝑃847 − 𝑃528

| = |2,4783 − 2,3478| = 0,1304

|𝑃847 − 𝑃136

| = |2,4783 − 2,1957| = 0,2826

|𝑃720 − 𝑃731

| = |3,0435 − 2,6304| = 0,4130

|𝑃720 − 𝑃528

| = |3,0435 − 2,3478| = 0,6957(*)

|𝑃720 − 𝑃136

| = |3,0435 − 2,1957| = 0,8478(*)

|𝑃731 − 𝑃528

| = |2,6304 − 2,3478| = 0,2826

|𝑃731 − 𝑃136

| = |2,6304 − 2,1957| = 0,4348

76

|𝑃528 − 𝑃136

| = |2,3478 − 2,1957| = 0,1522




Panel 4:

|𝑃555 − 𝑃844

| = |3,1739 − 2,7174| = 0,4565

|𝑃555 − 𝑃517

| = |3,1739 − 2,2174| = 0,9565(*)

|𝑃555 − 𝑃110

| = |3,1739 − 2,5870| = 0,5870

|𝑃555 − 𝑃114

| = |3,1739 − 2,0435| = 1,1304(*)

|𝑃844 − 𝑃517

| = |2,7174 − 2,2174| = 0,5000

|𝑃844 − 𝑃110

| = |2,7174 − 2,5870| = 0,1304

|𝑃844 − 𝑃114

| = |2,7174 − 2,0435| = 0,6739(*)

|𝑃517 − 𝑃110

| = |2,2174 − 2,5870| = 0,3696

|𝑃517 − 𝑃114

| = |2,2174 − 2,0435| = 0,1739

|𝑃110 − 𝑃114

| = |2,5870 − 2,0435| = 0,5435




En el caso de los paneles 2 y 5 que no presentaron diferencias significativas se obtuvo el promedio

de la media de las calificaciones de las muestras. En la tabla 39 se encuentran las puntuaciones

seleccionadas para cada panel.

4.2. Resultados de GC-MS.

En la tabla 49 se muestran los componentes más representativos de las tres diferentes muestras

enviadas a análisis aplicando la técnica de espectrometría de masas con cromatografía de gases.

Los cromatogramas de las tres muestras se los puede revisar en los gráficos 14, 15 y 20.

77

Tabla 49. Componentes identificados por GC-MS.

Cadena

principal

Componentes del

solvente puro

Componentes del

solvente reciclado

Componentes de la

muestra 114

Pentano Pentano-3-metil - -

Hexano Hexano Hexano -

Hexano-3-etil-4-metil Hexano-3-metil -

Heptano Heptano - Heptano-2-metil

Ciclo pentano Ciclopentano-1,1,3-

trimetil - -

Ciclo hexano

- Ciclohexano-1-metil -

-

Ciclohexano-1,3-

dimetil -

Ciclohexano-1,1,3-

trimetil

Ciclohexano-1,1,3-

trimetil

Ciclohexano-1,1,3-

trimetil

Octano - Octano-2,6-dimetil Octano-3-metil

Nonano - Nonano Nonano-4-metil

Tiofeno Tiofeno-2-propil - -

Tiofeno-etil-dimetil - Tiofeno-etil-dimetil

Octadequeno - 1-octadequeno -

Octanol - 1-octanol-2-hexil -

Tetradecanol 1-tetradecanol - -

Decano - Decano-5-metil Decano-4-metil

Undecano Undecano Undecano -

Benceno

Benceno-1-etil-4-metil Benceno-1,2,3-trimetil

Benceno-1-etil-2-

metil

Benceno-4-etil-1,2-

dimetil

Benceno-2-etil-1,4-

dimetil

Benceno-1,3,5-

trimetil

Benceno-1-metil-2-(1-

metiletil)

Benceno-1-metil-2-(1-

metiletil)

Benceno-1,2,3,4-

tetrametil

Benceno-1,2,3,4-

tetrametil

Benceno-1,2,3,5-

tetrametil

Benceno-1-metil-2-

propil

- -

Benceno-1-metil-4-

(1-metilvinilo)

- -

Benceno-1,2,4,5-

tetrametil

Indeno - -

1H-Indeno-2,3-

dihidro,4,6-dimetil

Azuleno Azuleno Azuleno Azuleno

Naftaleno

Naftaleno-1-metil

Naftaleno-1,2,3,4-

tetrahidro

Naftaleno-1,2,3,4-

tetrahidro-5-metil

Naftaleno-2-metil Naftaleno-1-metil Naftaleno-1-metil

Naftaleno-2,6-dimetil Naftaleno-2-metil Naftaleno-2-metil

Naftaleno-1,5-dimetil - -

Ester de ácido

graso - Laurato de isopropilo

Laurato de

isopropilo

- Miristato de octilo -

78

Gráfico 14. Cromatograma del solvente puro obtenido por GC-MS.

Gráfico 15. Cromatograma del solvente reciclado obtenido por GC-MS.

79

En el gráfico 15 correspondiente al cromatograma del solvente reciclado se pudo aprecia que al

rededor del minuto 30 aparecen picos que en el cromatograma del solvente puro (ver gráfico 14)

no aparecen.

Al tiempo 35,996 minutos se reconoce un pico que por la relación carga/masa del compuesto ha sido identificado

como laurato de isopropilo.


compuesto laurato de isopropilo.

Gráfico 17. Espectrograma de identificación del compuesto laurato de isopropilo.

80

Al tiempo 46,726 minutos se reconoce un pico que por la relación carga/masa del compuesto ha sido identificado

como miristato de octilo.


compuesto miristato de octilo.

Gráfico 19. Espectrograma de identificación del compuesto miristato de octilo.

81

La identificación de estos compuestos confirma la existencia de componentes pertenecientes a la

tinta en el solvente recuperado por destilación.

Gráfico 20. Cromatograma del solvente tratado (muestra 114) obtenido por GC-MS.

82

En el grafico 20 se observa que los picos que representan a los componentes laurato de isopropilo

y miristato de octilo son más pequeños, por lo que se redujo su concentración luego del

tratamiento con carbón activado.

En este trabajo no se incluye todos los espectrogramas de reconocimiento de compuestos a través

del análisis GC-MS, debido a la extensión de la información.

4.3. Resultados riesgo químico por inhalación.

En la tabla 50 se muestra el resultado de la caracterización de riesgo por inhalación.

Tabla 50. Resultados del análisis de riesgo químico.

Escala

de olor

Puntuación protección

colectiva

Puntuación riesgo

por inhalación

Caracterización del

riesgo

1,1

0,7 2,8

PRIORIDAD 3.

Riesgo a priori bajo (sin

necesidad de

modificaciones).

1,0 3,9

10 39,3

1,2

0,7 3,0

1,0 4,3

10 42,9

1,4

0,7 3,5

1,0 5,0

10 50,0

83

5. DISCUSIÓN

La desodorización del solvente a través del tratamiento con carbón activado se cumplió

con la máxima relación masa/volumen propuesta en el diseño experimental - un gramo

de carbón activado por cada mililitro de solvente reciclado - y un tiempo de contacto

carbón activado/solvente de 87,79 minutos, estos valores fueron obtenidos a través de un

modelo de optimización aplicado a las muestras que no presentaron diferencias

significativas en las calificaciones dadas por los jueces sensoriales. En el modelo de

optimización se maximizó el porcentaje de recuperación de solvente y se minimizó la

calificación sensorial de intensidad de olor dada por los jueces sensoriales.

En el análisis estadístico realizado a las calificaciones de las muestras dadas por los jueces

sensoriales para determinar la intensidad de olor en los paneles 1, 2, 3 y 4, se reconoció

que existen diferencias significativas; a través de esto se pudo reconocer a las muestras

que poseían la mayor intensidad de olor. Para el caso del panel 5, se encontró que no

existen diferencias significativas, lo que da a conocer que la intensidad del olor entre

muestras es la misma para un nivel de significancia del 5 %. Esto se debe a que en el

panel 5 se encontraban las muestras con el tratamiento más riguroso, donde se aplicó el

mayor tiempo de contacto entre el solvente y el carbón activado, por ende las muestras

del panel 5 poseen una desodorización similar y no se reconoció diferencia entre muestras

al sobrepasa los límites de detección del olfato de los jueces sensoriales.

La selección de muestras para la optimización a través de la comparación de medias con

la diferencia mínima significativa es satisfactoria, ya que a través de este método se

discriminó a las muestras que poseían mayor intensidad de olor, y en su mayoría

concordaron ser las muestras tratadas con las menores cantidades de carbón activado.

Al representar los datos de recuperación en función de las variables de diseño (revisar

capítulo 3, numeral 3.1.2) se determinó que la correlación más cercana que define la

interacción es la inversa entre la cantidad de solvente recuperado y la cantidad de carbón

activado agregado en cada prueba; lo que se respalda en el valor de los coeficientes de

correlación obtenidos a partir de la regresión realizada a los datos de porcentaje de

84

recuperación en función de la relación carbón activado/solvente. Esto se debe a que el

carbón activado queda impregnado en solvente luego de la filtración, mientras más carbón

activado se agregue a la prueba, mayor será la pérdida de solvente. También se comprobó

que los datos se ajustan a un modelo de regresión polinómico de grado 2 con un

coeficiente de determinación superior a 0,9, a excepción de la regresión de los datos con

un tiempo de prueba de 45 minutos (gráfico 3).

Para los datos de porcentaje de recuperación en función del tiempo de prueba (revisar

capítulo 3, numeral 3.1.2) no se pudo obtener un modelo de regresión que pueda

representar la relación que existe entre estas dos variables para ninguno de los paneles.

Los coeficientes de correlación de cada regresión se obtuvieron a través de un ajuste con

un modelo lineal, con el fin de conocer la relación existente entre estas dos variables.

Desafortunadamente los coeficientes de correlación obtenidos no dan una relación

coherente entre los datos, y los coeficientes de determinación tienen valores entre 0,76 a

0,14 (ver tabla 17), lo que implica que este modelo no es la mejor opción. Posterior se

buscó modelos alternativos de regresión, pero estos tampoco resultaron buenas opciones.

Al ser evidente que existen pérdidas de solvente durante la realización de las pruebas

experimentales, el ajuste de datos debería presentar una correlación inversa en la mayoría

de los casos, donde se hubiera comprobado que, si se incrementa el tiempo de prueba la

recuperación de solvente sería menor. Al no presentar este comportamiento, lo más

probable es que existió alguna condición o evento desfavorable que influyó y alteró la

pérdida de solvente durante las pruebas experimentales. Una de estas condiciones fue la

temperatura ambiental, que influyó sobre la volatilidad del solvente; otras condiciones

fueron el tiempo de filtrado y la diferencia de presión generada por el sistema de

filtración, variables que incrementan la fuga de volátiles a través del flujo de aire

bombeado, todas estas condiciones no fueron controladas durante el desarrollo de las

pruebas.

En el caso de las pruebas realizadas por GC-MS (revisar capítulo 4, numeral 4.2), se

obtuvieron resultados satisfactorios, al comprobar que existía contaminación en la

muestra de solvente reciclado por la presencia de algunos componentes que pertenecen a

la tinta, además se comprobó que luego del tratamiento con carbón activado se redujo la

concentración de los contaminantes y por ende se redujo también la intensidad de olor.

En el cromatograma expuesto en el gráfico 15, se reconoce la presencia de compuestos

ajenos a la composición del solvente. Con ayuda de los cromatogramas y espectrogramas

de los gráficos 16, 17, 18 y 19, se pudo identificar a estos componentes: laurato de

85

isopropilo y miristato de octilo, presentes en el solvente reciclado. Esto confirma la

existencia de compuestos pertenecientes a la tinta luego de la destilación. También se

confirmó que el tratamiento dado a la muestra 114 es efectivo al reducir la concentración

de laurato de isopropilo y miristato de octilo del solvente reciclado, pues los picos

observados en el gráfico 20 son de menor tamaño que los picos expuestos en los gráficos

16 y 18; lo que indica que existe una menor concentración de estos compuestos.

Durante la desodorización también se redujo la concentración de algunos componentes

propios del solvente puro (pentano, hexano, ciclo pentano, octanol, tetradecanol), ya que

estos no fueron identificados en la prueba de GC-MS realizada a la muestra 114, esto

ocurrió debido a las pérdidas por volatilización o por la adsorción del carbón activado.

Estos componentes también se perdieron al realizar la recuperación por destilación, previa

a la desodorización. Esto ayudó a disminuir la intensidad del olor ya que la pérdida de

componentes volátiles volvió al solvente una mezcla menos olorosa.

A través de las calificaciones de la muestra 114, dadas por los jueces sensoriales en la

sección de apreciación de olor se aplicó un contraste de hipótesis para inferir la

calificación media que daría el público en general y su aceptación de la desodorización

(revisar capítulo 4, numeral 4.1.1.4) con un 5% de significancia. Los resultados muestran

que la calificación media poblacional es menor o igual a dos, lo que da un criterio de

percibir una ligera molestia o no percibir olor alguno; y la aceptación es mayor o igual al

80 %.

Para el análisis de riesgo químico se propuso realizar la determinación de riesgo por

inhalación para las condiciones de trabajo de limpieza de tinta de maquinaria y accesorios

de imprentas industriales. Estas condiciones son el considerar al sistema como abierto y

utilizar de 10 a 100 litros de solvente al día con una frecuencia de 2 a 8 horas a la semana.

Con estas condiciones, en general se obtuvo un nivel de riesgo por inhalación de solvente

a priori bajo; lo que implica que no es necesario aplicar medidas correctivas referentes al

uso del solvente.

El modelo de análisis también recomienda que al ser el nivel de riesgo bajo, la

probabilidad de que el solvente supere los valores límite umbral (TLVs) durante su uso

es baja, por lo que no es necesario determinar la concentración del solvente en el aire por

métodos cuantitativos.

86

El análisis de riesgo químico también se realizó suponiendo un escenario de trabajo en

espacios con aberturas limitadas y sin contar con ventilación natural o mecánica, esto con

el fin de conocer el nivel de riesgo que existe a estas condiciones desfavorables, la

puntuación de riesgo por inhalación obtenida se incrementó 10 veces a la puntuación para

trabajo en espacios con ventilación natural o mecánica, debido a esto se reconoce que la

ventilación en el espacio de trabajo es un factor de importancia.

A pesar de obtener un nivel de riesgo bajo, no está por demás seguir las recomendaciones

expuestas en “medidas de control” (ver capítulo 1, numeral 1.5.3.2) para el uso de mineral

turpentine.

87

6. CONCLUSIONES

La metodología propuesta cumple con la desodorización del solvente reciclado, con una

relación óptima de carbón activado/solvente de 1,0 g/ml y un tiempo de contacto carbón

activado/solvente óptimo de 87,79 minutos, obteniéndose una recuperación del 69,7 %

del solvente y un criterio de percibir una ligera molestia en la muestra tratada.

La volatilización y el solvente impregnado en el carbón activado son las principales

causas por las que se pierde solvente durante el tratamiento de desodorización.

El tratamiento con carbón activado en el solvente reciclado redujo la concentración de

dos componentes que causaban su olor y que son parte de la composición de la tinta,

estos componentes fueron identificados y analizados a través de las pruebas de GC-MS.

El tratamiento no solo redujo componentes ajenos al solvente, la reducción del olor en el

solvente tratado también se dio por la disminución de la concentración de algunos

componentes propios del solvente puro.

La aceptación del público en general es igual o superior al 80 % y que la calificación

media poblacional es menor o igual a 2, lo que da un criterio de percibir una ligera

molestia o no sentir olor alguno en la muestra tratada, todo esto fue inferido al 5 % de

significancia.

El nivel de riesgo químico por inhalación durante el uso del solvente tratado es bajo, por

lo que – de acuerdo con la metodología de valoración propuesta – no es necesario aplicar

medidas correctivas a las condiciones de uso planteadas, y se reconoció que es de vital

importancia el poseer ventilación natural o mecánica en el puesto de trabajo.

88

7. RECOMENDACIONES

Una meta a largo plazo de este trabajo es realizar un escalamiento para el diseño y

construcción de un sistema de desodorización de solvente reciclado con carbón activado.

Este sistema podría constar de un tanque con agitación en un sistema tipo batch. También

se podría hacer el diseño de un lecho empacado de carbón activado y utilizar recirculación

del solvente para la desodorización, o se podría diseñar un lecho fluidizado, donde el

solvente movería al carbón activado para incrementar el contacto interfacial.

En el desarrollo de este trabajo no se pudo establecer la relación que posee la recuperación

de solvente con el tiempo de prueba, por ello se recomienda realizar nuevamente el

estudio, con un tiempo de prueba que se encuentre entre 3 a 45 minutos (en este rango se

presenta la mayor dispersión de los datos), con un mayor número de niveles para este

factor, lo que ayudará a obtener una mejor correlación entre los datos. También hay que

incluir en el diseño experimental a tres factores adicionales, estos son la temperatura

ambiental, el tiempo de filtrado y la diferencia de presión del sistema de filtración, los

cuales deben ser controlados para mitigar su variación a lo largo de los ensayos.

Respecto de los paneles realizados, las calificaciones de los jueces están ligadas a un

margen de error debido no solo a la característica subjetiva intrínseca de este tipo de

paneles, sino también a la falta de experiencia de los jueces. Por ello para mejorar la

confianza de los resultados, es necesario incorporar al panel más personas que hayan

trabajado con el solvente y que puedan diferenciar con mayor certeza la reducción de la

intensidad de olor luego del tratamiento. De ser posible, también se podría verificar la

sensibilidad de cada juez a través de una prueba previa con muestras patrón, o trabajar

con jueces sensoriales experimentados.

Como un avance de este trabajo se podría realizar un estudio económico referido a la

desodorización con carbón activado de solventes recuperados, y determinar si es factible

aplicar este procedimiento.

89

Para el uso del solvente se recomienda utilizar ventilación mecánica o no trabajar en

espacios confinados y sin ventilación natural, también es necesario utilizar equipos de

protección personal (mascarilla, guantes, gafas de seguridad, etc.).

90

CITAS BIBLIOGRÁFICAS

1. PAU GAMARRA, Javier. Equilibrio de adsorción de mezclas gaseosas en tamices

moleculares. Tesis doctoral. Ciencias Químicas. Universidad Complutense de Madrid.

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alimentos. Facultad de Ciencias Básicas y Farmacéuticas de la Universidad de Chile, Chile, 2001.

134 p.

95

ANEXOS

96

Anexo A. Fotografías del desarrollo de las pruebas experimentales.

Figura A.1. Medición de mineral turpentine.

Figura A.2. Pesaje de carbón activado.

97

Figura A.3. Agitador de pedestal.

Figura A.4. Agitación de la muestra (mineral turpentine con carbón activado).

98

Figura A.5. Sistema de filtración.

Figura A.6. Filtración de la muestra.

99

Anexo B. Fotografías del panel de olores.

Figura B.1. Panel de olores 1.


100



101


Figura B.6. Distribución de panelistas.

102

Anexo C. Tablas con distribuciones estadísticas.

Tabla C.1. Valores F de la distribución de Fisher.

Fuente: Anónimo. Valores F de la distribución de Fisher [en línea]. 2011, [Fecha de consulta: 21 Mayo 2015].

Disponible en: <http://www.mat.uda.cl/hsalinas/cursos/2011/2do/tabla-fisher.pdf>.

103

Tabla C.2. Valores χ2 de la distribución Chi cuadrado.

Fuente: Anónimo. Valores χ2 de la distribución Chi cuadrado [en línea]. [Fecha de consulta: 25 Mayo 2015].

Disponible en: <http://labrad.fisica.edu.uy/docs/tabla_chi_cuadrado.pdf>.

104

Tabla C.3. Valores DMS para el test de Friedman.

Fuente: LIRIA, María. Guía para la Evaluación Sensorial de Alimentos. Lima,

Perú, 2007, p. 41.

105

Tabla C.4. Valores q para el test de Tukey.

Fuente: UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA. Valores q para el test de Tukey [en línea]. [Fecha de

consulta: 26 Mayo 2015]. Disponible en:

<http://www.docentes.unal.edu.co/jarueda/docs/Tablas%20(Duncan%20y%20Tukey).pdf>.

106

Tabla C.5. Valores Z para la distribución normal.

Fuente: Anónimo. Valores Z para la distribución normal [en línea]. [Fecha de consulta: 28 Mayo 2015]. Disponible

en: <http://olmo.pntic.mec.es/dmas0008/tablas.htm>.

107

Anexo D. Modelo de ficha utilizada en los paneles de olores.

Figura D.1. Ficha para panel de olores 1.

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109


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111


112

Anexo E. Norma NTP 937 – Agentes químicos: evaluación cualitativa y simplificada del

riesgo por inhalación (III). Método basado en el INRS.

Figura E.1. Página 1 de la norma NTP 937.

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