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Evaluacin del riesgo ocupacional por exposicin crnica a emisiones fugitivas de gas natural en plantas de procesamiento
Occupational risk assessment for chronic exposure to fugitive natural gas emissions in processing plants
Avaliao do risco ocupacional para a exposio crnica a emisses fugitivas de gases naturais em plantas de processamento
Correspondencia: ljacomea@uteq.edu.ec
Ciencias Tcnicas y Aplicadas
Artculo de Investigacin
* Recibido: 25 de julio de 2025 *Aceptado: 20 de agosto de 2025 * Publicado: 12 de septiembre de 2025
I. Universidad Tcnica Estatal de Quevedo, Quevedo, Los Ros, Ecuador.
II. Universidad Tcnica Estatal de Quevedo, Quevedo, Los Ros, Ecuador.
III. Universidad Tcnica Estatal de Quevedo, Quevedo, Los Ros, Ecuador.
IV. Universidad Tcnica Estatal de Quevedo, Quevedo, Los Ros, Ecuador.
Resumen
Este artculo tiene como objetivo analizar y sintetizar la evidencia cientfica reciente sobre el riesgo ocupacional derivado de la exposicin crnica a emisiones fugitivas de gas natural en plantas de procesamiento. La revisin se fundamenta en la creciente preocupacin por los efectos adversos en la salud de los trabajadores expuestos a compuestos como metano, compuestos orgnicos voltiles (COV), tolueno, benceno, xileno y otros contaminantes liberados de forma no intencionada por sistemas de transporte, almacenamiento y compresin de gas natural. Para la elaboracin de este trabajo se llev a cabo una revisin de la literatura cientfica, empleando un enfoque sistemtico y descriptivo, cuyo proceso incluy la seleccin y anlisis de artculos de investigacin originales, revisiones sistemticas y documentos tcnicos publicados entre los aos 2019 y 2025. Las fuentes consultadas provienen exclusivamente de revistas cientficas reconocidas e indexadas en bases de datos internacionales como Scopus, Web of Science y ScienceDirect, lo que garantiza la calidad y actualidad de la informacin recopilada. Se aplicaron criterios de inclusin enfocados en estudios con datos cuantitativos sobre exposicin ocupacional y sus efectos en la salud, excluyendo literatura gris y publicaciones sin revisin por pares. Los resultados de la revisin evidencian que los trabajadores expuestos de manera crnica a emisiones fugitivas presentan un mayor riesgo de desarrollar enfermedades respiratorias, neurotxicas y carcinognicas, siendo el benceno uno de los contaminantes ms crticos. Se identificaron niveles de exposicin que superan los umbrales establecidos por organismos internacionales como NIOSH y ACGIH, especialmente en instalaciones sin protocolos estrictos de deteccin y reparacin de fugas. Tambin se destacan biomarcadores como el cido trans, trans-mucnico en orina, y el S-fenilmercapturico como indicadores efectivos de exposicin a hidrocarburos aromticos. Como conclusin general, se establece que la exposicin a emisiones fugitivas constituye un riesgo ocupacional relevante y subestimado, que requiere de vigilancia mdica sistemtica, tecnologas de monitoreo avanzadas, cumplimiento regulatorio riguroso y estrategias integradas de prevencin.
Palabras clave: Gas natural; emisiones fugitivas; exposicin ocupacional; salud laboral.
Abstract
This article aims to analyze and synthesize recent scientific evidence on the occupational risk derived from chronic exposure to fugitive natural gas emissions in processing plants. The review is based on the growing concern about the adverse health effects of workers exposed to compounds such as methane, volatile organic compounds (VOCs), toluene, benzene, xylene, and other pollutants unintentionally released by natural gas transportation, storage, and compression systems. For the preparation of this work, a review of the scientific literature was carried out using a systematic and descriptive approach. The process included the selection and analysis of original research articles, systematic reviews, and technical documents published between 2019 and 2025. The sources consulted come exclusively from recognized scientific journals indexed in international databases such as Scopus, Web of Science, and ScienceDirect, which guarantees the quality and timeliness of the information collected. Inclusion criteria focused on studies with quantitative data on occupational exposure and its health effects, excluding gray literature and non-peer-reviewed publications. The results of the review show that workers chronically exposed to fugitive emissions are at increased risk of developing respiratory, neurotoxic, and carcinogenic diseases, with benzene being one of the most critical pollutants. Exposure levels exceeding the thresholds established by international organizations such as NIOSH and ACGIH were identified, especially in facilities without strict leak detection and repair protocols. Biomarkers such as urinary trans, trans-muconic acid and S-phenylmercapturic acid were also highlighted as effective indicators of exposure to aromatic hydrocarbons. The overall conclusion is that exposure to fugitive emissions constitutes a significant and underestimated occupational risk, requiring systematic medical surveillance, advanced monitoring technologies, rigorous regulatory compliance, and integrated prevention strategies.
Keywords: Natural gas; fugitive emissions; occupational exposure; occupational health.
Resumo
Este artigo tem como objetivo analisar e sintetizar evidncias cientficas recentes sobre o risco ocupacional derivado da exposio crnica a emisses fugitivas de gs natural em instalaes de processamento. A reviso baseia-se na crescente preocupao com os efeitos adversos para a sade dos trabalhadores expostos a compostos como o metano, compostos orgnicos volteis (COV), tolueno, benzeno, xileno e outros poluentes libertados involuntariamente pelos sistemas de transporte, armazenamento e compresso de gs natural. Para a elaborao deste trabalho foi realizada uma reviso da literatura cientfica com recurso a uma abordagem sistemtica e descritiva. O processo incluiu a seleo e anlise de artigos de investigao originais, revises sistemticas e documentos tcnicos publicados entre 2019 e 2025. As fontes consultadas provm exclusivamente de revistas cientficas reconhecidas e indexadas em bases de dados internacionais como a Scopus, Web of Science e ScienceDirect, o que garante a qualidade e atualidade da informao recolhida. Os critrios de incluso centraram-se em estudos com dados quantitativos sobre a exposio ocupacional e os seus efeitos na sade, excluindo a literatura cinzenta e as publicaes no revistas por pares. Os resultados da reviso demonstram que os trabalhadores cronicamente expostos a emisses fugitivas apresentam um maior risco de desenvolver doenas respiratrias, neurotxicas e cancergenas, sendo o benzeno um dos poluentes mais crticos. Foram identificados nveis de exposio que excedem os limites estabelecidos por organizaes internacionais como o NIOSH e o ACGIH, especialmente em instalaes sem protocolos rigorosos de deteo e reparao de fugas. Biomarcadores como o cido trans, o cido trans-mucnico e o cido S-fenilmercaptrico urinrios foram tambm destacados como indicadores eficazes de exposio a hidrocarbonetos aromticos. A concluso geral que a exposio a emisses fugitivas constitui um risco ocupacional significativo e subestimado, exigindo vigilncia mdica sistemtica, tecnologias de monitorizao avanadas, conformidade regulamentar rigorosa e estratgias de preveno integradas.
Palavras-chave: Gs natural; emisses fugitivas; exposio ocupacional; sade ocupacional.
Introduccin
El gas natural es una mezcla compleja donde el metano representa el componente principal, al que se aaden COV tales como BTEX (benceno, tolueno, etilbenceno, xileno) y sulfuro de hidrgeno o compuestos odorantes como mercaptanos (Rowland et al., 2025). La exposicin crnica a emisiones fugitivas de gas natural (liberaciones no intencionadas o incontroladas de metano) en plantas de procesamiento representa un riesgo ocupacional emergente de gran relevancia para la salud de los trabajadores (Alhamdani et al., 2024).
Las emisiones, compuestas principalmente por metano, compuestos orgnicos voltiles (COV), mercaptanos y trazas de sulfuro de hidrgeno (Zahra et al., 2025), se producen a partir de fugas en vlvulas, sellos, juntas y sistemas de compresin, y pueden implicar acumulaciones txicas en espacios confinados o zonas adyacentes a los puntos de fuga (Sotoodeh, 2021); documentndose que estos componentes pueden generar irritaciones nasales y respiratorias, cefalea, mareo, y alteraciones neurolgicas en exposiciones recurrentes (Rashid & Hassan, 2024).
El riesgo ocupacional asociado a la exposicin crnica a emisiones fugitivas en plantas de procesamiento de gas natural ha adquirido creciente relevancia en la literatura cientfica reciente, debido a la evidencia acumulada sobre los efectos adversos en la salud de los trabajadores expuestos (Bhuyan et al., 2023). Los mecanismos de exposicin ocupacional ms relevantes incluyen la inhalacin de gases y vapores, el contacto drmico con condensados y la posible ingestin accidental de contaminantes presentes en el ambiente laboral (Morales et al., 2024). La inhalacin es el principal mecanismo, dada la naturaleza voltil de los compuestos liberados, aunque la exposicin drmica puede ser significativa en actividades de mantenimiento, limpieza y manipulacin de equipos contaminados (Holder et al., 2019). Estudios epidemiolgicos recientes han documentado que la exposicin crnica a bajas concentraciones de hidrocarburos voltiles y metano puede inducir efectos sistmicos y especficos, incluyendo alteraciones neurotxicas, hepatotxicas, nefrotxicas y riesgo incrementado de cncer, particularmente por la presencia de benceno y otros compuestos aromticos (Wami, 2025).
La naturaleza insidiosa de la exposicin crnica se ve agravada por la acumulacin progresiva de dosis subclnicas, que pueden superar la capacidad de detoxificacin del organismo y generar efectos a largo plazo difciles de diagnosticar en etapas tempranas (Kumar & Gupta, 2021). Adems, factores individuales como la gentica, hbitos de vida y uso inadecuado de equipos de proteccin personal (EPP) pueden modular la susceptibilidad y la gravedad de los efectos adversos (Dee et al., 2022). La literatura reciente destaca la importancia de la vigilancia mdica peridica y la implementacin de programas de prevencin y control, que incluyan capacitacin, monitoreo ambiental y biomarcadores de exposicin en trabajadores (Nakaji et al., 2024).
En el contexto latinoamericano y, particularmente, en Ecuador, la regulacin sobre exposicin ocupacional a emisiones de hidrocarburos en plantas de procesamiento ha avanzado en la ltima dcada, aunque persisten brechas en la aplicacin y actualizacin de los lmites de exposicin permisibles para compuestos especficos como el benceno, el tolueno y el metano (Gmez et al., 2025; Quintero et al., 2024). La normativa internacional, como las recomendaciones de la Occupational Safety and Health Administration (OSHA) y la American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH), establece lmites de exposicin ocupacional (TLV-TWA) para los principales componentes de las emisiones fugitivas, que sirven de referencia para la legislacin regional (William, 2021).
La literatura cientfica reciente recomienda que la implementacin de sistemas de deteccin continua de metano y NMVOC (Compuestos Orgnicos Voltiles No Metnicos) en reas crticas de plantas de procesamiento (Rangel et al., 2023), as como la utilizacin de biomarcadores especficos en muestras biolgicas de trabajadores, como el cido trans, trans-mucnico en orina para el benceno, y la medicin de hidrocarburos totales en sangre (Adly & Saleh, 2022). Estos enfoques permiten una evaluacin ms precisa de la exposicin real y la identificacin temprana de efectos adversos, facilitando la toma de decisiones preventivas y correctivas (Oliveira et al., 2021).
A pesar de los avances en la comprensin de los mecanismos de exposicin y los efectos en la salud, persisten desafos en la cuantificacin y control de las emisiones fugitivas, especialmente en pases en vas de desarrollo donde la infraestructura de monitoreo y la cultura de prevencin pueden ser insuficientes (Oyewunmi, 2021). La integracin de tecnologas de deteccin avanzada, la actualizacin de normativas y la formacin continua del personal son estrategias recomendadas para reducir el riesgo ocupacional y proteger la salud de los trabajadores en la industria del gas natural (Benson et al., 2021).
En sntesis, la exposicin crnica a emisiones fugitivas de gas natural en plantas de procesamiento representa un riesgo ocupacional significativo y multifactorial, que requiere una evaluacin integral basada en la caracterizacin de la composicin de las emisiones, la identificacin de los mecanismos de exposicin, la vigilancia de los efectos crnicos en la salud y el cumplimiento de un marco regulatorio robusto y contextualizado. El objetivo de este artculo es revisar y analizar crticamente la literatura cientfica reciente sobre el riesgo ocupacional por exposicin crnica a emisiones fugitivas de gas natural en plantas de procesamiento, con especial nfasis en los mecanismos de exposicin, los efectos crnicos en la salud y la relevancia del monitoreo ambiental y biolgico en la proteccin de los trabajadores. Esta revisin busca aportar una visin actualizada y fundamentada que oriente la gestin del riesgo y la formulacin de polticas preventivas en el sector energtico y de procesos industriales.
Metodologa
La presente revisin bibliogrfica se enmarca dentro de un enfoque sistemtico y descriptivo, orientado a identificar, analizar y sintetizar la evidencia cientfica reciente sobre la evaluacin del riesgo ocupacional por exposicin crnica a emisiones fugitivas de gas natural en plantas de procesamiento. Este tipo de revisin permite integrar resultados de estudios epidemiolgicos, normativos y tcnicos, proporcionando una visin comprensiva y actualizada de los riesgos y estrategias de gestin en el sector industrial.
Para garantizar la calidad y pertinencia de la informacin, se definieron criterios de inclusin y exclusin rigurosos, siguiendo recomendaciones metodolgicas internacionales. Para la seleccin de la literatura, se consideraron investigaciones originales, revisiones sistemticas, as como documentos tcnicos y normativos publicados entre los aos 2019 y 2025 en revistas cientficas reconocidas e indexadas en bases de datos como Scopus, Web of Science y ScienceDirect. Se dio preferencia a trabajos redactados en espaol e ingls que abordaran temas relacionados con la salud ocupacional, la toxicologa industrial, la gestin de riesgos y las emisiones fugitivas en el sector del gas natural. Quedaron fuera del anlisis los estudios realizados en modelos animales, la literatura gris, las cartas al editor, los resmenes sin acceso al texto completo y las publicaciones anteriores a 2019, salvo aquellas que fueran fundamentales por su relevancia normativa o conceptual.
Se emplearon combinaciones de palabras clave y operadores booleanos, adaptados a cada base de datos. Entre los trminos utilizados destacan: fugitive emissions, natural gas, occupational exposure, chronic exposure, risk assessment, processing plants, health effects, biomonitoring, Latin America, junto con sus equivalentes en espaol. Se aplicaron filtros por fecha de publicacin (2019-2024), tipo de documento (artculo cientfico, revisin, informe tcnico) y rea temtica (salud ocupacional, toxicologa, ingeniera de procesos). La estrategia de bsqueda se ajust iterativamente para maximizar la sensibilidad y especificidad, permitiendo identificar estudios relevantes y actuales. Este enfoque metodolgico asegura la validez, actualidad y relevancia de la revisin, permitiendo fundamentar slidamente el anlisis del riesgo ocupacional por exposicin crnica a emisiones fugitivas de gas natural en plantas de procesamiento.
Resultados
La revisin de la literatura cientfica publicada entre 2019 y 2024 evidencia que la exposicin ocupacional crnica a emisiones fugitivas de gas natural en plantas de procesamiento constituye un riesgo relevante y multifactorial para la salud de los trabajadores. Los estudios revisados abordan tanto los efectos agudos y crnicos en la salud como la eficacia de las estrategias de monitoreo y control implementadas en diferentes contextos industriales y geogrficos.
El anlisis comparativo de los estudios revisados revela coincidencias en la identificacin de los principales gases de inters (CH₄, COV, H₂S, CO, NOₓ) y en la asociacin entre exposicin crnica y efectos adversos en la salud respiratoria y sistmica. Sin embargo, existen discrepancias en los valores umbral de exposicin y en la magnitud de los riesgos reportados, atribuibles a diferencias metodolgicas, geogrficas y en la implementacin de programas de control y monitoreo. Por ejemplo, estudios realizados en terminales de combustible en Amrica Latina han identificado niveles promedio de benceno en el aire que superan las 25,33 partes por milln, as como concentraciones de xileno de 7,33 ppm (Dongo & Malca, 2022), estos compuestos, presentes en la composicin del gas natural, exceden los valores lmite establecidos por la American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH). Mientras que en instalaciones con programas robustos de deteccin y reparacin de fugas (LDAR), los niveles de exposicin se mantienen por debajo de los valores umbral internacionales, como lo demostraron Villalobos et al. (2024) en una planta qumica donde los compuestos orgnicos voltiles (COV) no superaron el umbral de las normas con valores promedios de 1 ppm.
En una investigacin realizada por Wollin et al. (2020) en instalaciones de flow-back de gas natural no convencional, se identificaron concentraciones de benceno en el aire respirado por los trabajadores que, en determinados casos, excedieron el valor lmite recomendado por el NIOSH (0,1 ppm), alcanzando valores entre 0,11 y 0,17 ppm. Asimismo, el anlisis de biomarcadores urinarios, especficamente el S-fenilmercaptrico, mostr niveles considerablemente ms altos en los empleados expuestos (6,5 μg/g de creatinina) en comparacin con el grupo control (3,1 μg/g de creatinina), lo que evidenci una correlacin moderada entre la exposicin ambiental y la carga biolgica del contaminante.
Tambin se han documentado fugas significativas en infraestructura de compresin y transporte, Nordgaard et al. (2022) reportaron plumas de metano superiores a 4000 ppm en fugas desde instalaciones de almacenamiento y compresin. Esta alta concentracin de metano puede llevar tambin a la presencia de benzol y trazas de HAP (BTEX, formaldehdo) en aire ambiente.
A continuacin, se presenta una tabla resumen comparativa de los principales estudios revisados:
Tabla 1. Resumen comparativo de estudios recientes
|
Autor / Ao |
Gases evaluados |
Resultados cuantitativos |
Principales hallazgos en salud ocupacional |
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Dongo & Malca, 2022 |
Benceno y xileno |
25,33 ppm de benceno y xileno con 7,33 ppm |
Potencial carcingeno. |
|
Villalobos et al. (2024) |
Compuestos orgnicos voltiles (COV) |
1 ppm de promedio |
Posible exposicin a 4 compuestos. Implica modificar condiciones de trabajo. |
|
Wollin et al. (2020) |
Benceno del gas natural |
0,11 a 0,17 ppm |
Biomarcadores en la orina elevados |
|
Nordgaard et al. (2022) |
Gas metano |
Superior a 4000 ppm |
Presencia de benzol y BTX (benceno, tolueno y xileno). |
Discusin
Las emisiones fugitivas en plantas de procesamiento de gas natural se originan principalmente por fugas en tuberas, vlvulas, bridas, conexiones y equipos de almacenamiento (Hadi et al., 2025), liberando a la atmsfera metano (CH₄), compuestos orgnicos voltiles (COV), hidrocarburos aromticos como benceno, tolueno y xileno, adems de gases inorgnicos como monxido de carbono (CO), dixido de carbono (CO₂), xidos de nitrgeno (NOₓ) y sulfuro de hidrgeno (H₂S) (Rowland et al., 2025).
Desde el punto de vista de la salud ocupacional, la evidencia reciente indica que la exposicin prolongada a estos contaminantes se asocia con un aumento en la prevalencia de enfermedades respiratorias crnicas, como asma, bronquitis y enfermedad pulmonar obstructiva crnica, as como con efectos cardiovasculares y riesgos carcinognicos, especialmente por la presencia de benceno y otros hidrocarburos aromticos (Kumar et al, 2023). Adems, se han reportado sntomas agudos como cefalea, mareos, nuseas y alteraciones neurolgicas en trabajadores expuestos a concentraciones elevadas de H₂S y CO (Badaeva et al., 2025). Un aspecto crtico es que, aunque el metano en s no es txico a bajas concentraciones, su capacidad para desplazar el oxgeno en ambientes cerrados puede generar atmsferas deficientes en oxgeno, con riesgo de asfixia y accidentes fatales (Haghverdi et al., 2025).
La literatura enfatiza mucho el riesgo por exposicin de BTX (benceno, tolueno y xileno) presentes en la composicin del gas natural, debido a que producen alteraciones en el sistema nervioso central, irritacin en el tracto respiratorio, sobre todo el benceno es clasificado como posible carcingeno en humanos (Muda et al., 2024). El uso correcto de equipos de proteccin personal como de un adecuado seguimiento peridico de los biomarcadores en los trabajadores son los mejores mecanismos para mitigar riesgos ocupacionales en la salud (Taheri et al., 2024).
En cuanto a las estrategias de monitoreo y control, la literatura reciente enfatiza la importancia de los sistemas continuos de deteccin de gases y la implementacin de programas estructurados de mantenimiento preventivo y correctivo (Longo et al., 2021). El uso de tecnologas de deteccin avanzada, como sensores infrarrojos y cromatografa de gases porttil, ha demostrado ser eficaz para la identificacin temprana de fugas y la reduccin de la exposicin ocupacional (Duan et al, 2024). No obstante, la eficacia de estas medidas depende en gran medida de la capacitacin del personal, la actualizacin de los protocolos de seguridad y la rigurosidad en la aplicacin de normas internacionales y locales (Spandonidis et al., 2022).
Conclusiones
La evidencia cientfica revisada entre 2019 y 2025 confirma que la exposicin crnica a emisiones fugitivas de gas natural en plantas de procesamiento representa un riesgo significativo para la salud ocupacional. Esta exposicin est asociada a la presencia de contaminantes como metano, compuestos orgnicos voltiles (COV), sulfuro de hidrgeno y gases aromticos del tipo BTX, que han sido relacionados con efectos agudos. Los mecanismos principales de exposicin identificados incluyen la inhalacin de vapores en zonas de trabajo sin ventilacin adecuada, y el contacto drmico durante tareas de mantenimiento o manipulacin de equipos contaminados.
En cuanto a las estrategias de monitoreo, se destaca la efectividad de herramientas como sensores infrarrojos, cromatografa porttil y el uso de biomarcadores urinarios y sanguneos, que permiten una evaluacin ms precisa y temprana de la exposicin. No obstante, su eficacia depende de la capacitacin tcnica del personal, la cultura preventiva de la organizacin y la rigurosidad del cumplimiento normativo. En pases como Ecuador, donde la normativa en seguridad industrial ha avanzado, an persisten desafos en su aplicacin prctica, especialmente en cuanto a actualizaciones de lmites permisibles y fiscalizacin en campo.
Con base en lo anterior, se recomienda que futuras investigaciones profundicen en el uso combinado de tecnologas de deteccin y biomonitoreo para establecer perfiles de riesgo por funcin laboral. Asimismo, es necesario actualizar y regionalizar los marcos regulatorios, considerando las caractersticas operativas de cada industria. Se sugiere la implementacin de programas integrales que incluyan formacin continua en higiene industrial, inversin en tecnologas de monitoreo en tiempo real, y vigilancia mdica peridica como componentes esenciales para reducir la carga de enfermedad asociada a este tipo de exposicin ocupacional. Esta revisin contribuye a fundamentar la necesidad de una respuesta institucional robusta, alineada con principios de salud preventiva, sostenibilidad y justicia laboral.
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