I
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
DIRECCIÓN GENERAL DE POSGRADOS
MAESTRÍA EN SEGURIDAD Y PREVENCIÓN DE
RIESGOS DEL TRABAJO
TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL GRADO DE MAGISTER EN
SEGURIDAD Y PREVENCIÓN DE RIESGOS DEL TRABAJO
“ESTUDIO DE MICROCLIMA EN TRABAJADORES DEL ÁREA DE TANQUES DE LODO Y ZARANDAS DURANTE LA PERFORACIÓN DE
POZOS PETROLEROS.”
Autor
JUAN FERNANDO FONSECA BALSECA
Director
ING. FAUSTO RAMOS AGUIRRE M.SC MGH
II
© Universidad Tecnológica Equinoccial. 2014
III
CERTIFICACIÓN DE AUTORÍA DE TRABAJO
Yo, Juan Fernando Fonseca Balseca, declaro bajo juramento que el trabajo aquí descrito es de mi autoría, que no ha sido presentado para ningún grado o calificación profesional.
Además; y, que de acuerdo a la Ley de propiedad Intelectual, todos los derechos del presente Trabajo de Investigación pertenecen a la Universidad Tecnológica Equinoccial, por su Reglamento y por la normatividad institucional vigente.
Juan Fernando Fonseca Balseca
IV
APROBACIÓN DEL DIRECTOR
En mi calidad de Director de Trabajo de Grado presentado por el señor Juan Fernando Fonseca Balseca, previo a la obtención del Grado de MAGISTER EN SEGURIDAD Y PREVENCIÓN DE RIESGOS DEL TRABAJO, considero que el trabajo reúne los requisitos y disposiciones emitidas por la Universidad Tecnológica Equinoccial por medio de la Dirección General de Posgrados, para ser sometido a evaluación por parte del Tribunal Examinador que se designe.
En la ciudad de Quito DM, a los 15 días del mes de julio del 2014
V
DEDICATORIA
A mi familia, que con su apoyo y bendición me impulsaron a seguir adelante cumpliendo un sueño anhelado, gracias por creer y confiar en mí:
A mi esposa Mary, por su ejemplo, amor y paciencia.
A mi hija Paulita Valentina, por sus tiernas oraciones de todos los días.
VI
AGRADECIMIENTO
A Dios Todopoderoso por haberme dado la sabiduría y perseverancia para cumplir con una meta más en mi vida profesional.
A la Universidad Tecnológica Equinoccial por haberme brindado la apertura durante el desarrollo del trabajo de investigación.
A mi Director de tesis Ing. Fausto Ramos Aguirre M.SC MGH, por su profesional guía y sobre todo por su tiempo dedicado hasta la culminación del presente trabajo.
VII
INDICE
CERTIFICACIÓN DE AUTORÍA DE TRABAJO ... III
APROBACIÓN DEL DIRECTOR ... IV
DEDICATORIA ... V
AGRADECIMIENTO ... VI
RESUMEN ... 1
ABSTRACT ... 2
CAPITULO I ... 4
1.1 Introducción ... 4
1.1.1. Antecedentes de la Investigación ... 6
1.1.2. Formulación del Problema ... 6
1.1.3. Planteamiento del Problema ... 6
1.1.4. Justificación de la Investigación ... 8
1.1.5. Impacto de Estudio ... 9
1.1.6. Aporte ... 10
1.2. Objetivos de la Investigación ... 10
1.2.1. Objetivo General ... 10
1.2.2. Objetivos Específicos ... 11
1.3. Alcance de la Investigación ... 11
CAPITULO II ... 12
2. MARCO DE REFERENCIA ... 12
2.1. MICROCLIMA LABORAL ... 12
2.1.1. Ventilación, humedad, temperatura ... 12
2.1.2. Ventilación ... 12
2.1.3. Humedad ... 13
2.1.4. Temperatura ... 14
2.1.5. Calor ... 14
VIII
2.2.1. Ambiente Térmico ... 16
2.2.2. Caracterización del Ambiente de Trabajo ... 17
2.5. Índice WBGT (Wet Bulb Globe Temperature) o (TGBH) Español. . 19
2.5.1. Criterios de Evaluación ... 20
2.5.2. Determinación de la Producción de Calor Metabólico. ... 21
2.5.3. Indicadores Fisiológicos de la Tensión Calórica ... 22
2.5.4. Factores que influyen el estrés térmico ... 23
2.5.4.1. Sexo ... 23
2.5.4.2. Constitución corporal ... 24
2.5.4.4. Vestimenta ... 24
2.5.5. Regulación Térmica en Ambientes Calurosos ... 25
2.5.6. Efectos Sobre la Salud de la Exposición al Calor ... 26
2.7. Antecedentes de la Investigación ... 29
2.8. Análisis Estadístico ... 30
2.9. Marco Legal ... 30
2.9.1. Condiciones Generales Ambientales Según la Legislación Ecuatoriana. ... 32
CAPITULO III ... 34
3. ESTRATEGIA METODOLÓGICA ... 34
3.1. Descripción del sitio ... 34
3.1.1. Proceso de la Perforación de un Pozo Petrolero en Tierra (On Shore) 36 3.1.2. Características generales del sistema de circulación ... 37
3.1.3. Tanques de Lodo de Perforación ... 38
3.1.4. Bombas de Lodo. ... 39
3.1.5. Zarandas o Shakers ... 40
3.1.6. Fluidos de perforación ... 40
3.1.7. Funciones básicas del fluido de perforación ... 41
3.1.7.1. Enfriar y lubricar la broca de la sarta de perforación ... 41
3.1.7.2. Tipos de Fluidos de Perforación ... 41
3.2. Metodología ... 45
3.2.1. Diseño de la Investigación ... 45
3.3. Tipo de Investigación ... 46
IX
3.5. Población y Muestra ... 46
3.5.1. Población ... 46
3.5.2. Muestra ... 47
3.5.2.1. Trabajadores del Área de Tanques de Lodo y Zarandas ... 47
3.5.2.2. Edad de los Trabajadores del Sitio de Estudio ... 48
3.5.2.3. Tiempo de Trabajo del Personal del Área de Tanques de Lodo y Zarandas 48 3.5.2.4. Descripción de Actividades del Personal de Tanques de Lodo y Zarandas. 49 3.6. Operacionalización de Variables ... 51
3.7. Técnica e Instrumento de Recolección de Datos ... 51
3.8. Técnicas de Procesamiento y Análisis de Datos ... 55
3.9. Confiabilidad y Validez de los Instrumentos ... 55
3.9.1. Confiabilidad ... 55
3.9.2. Validez ... 59
3.10. Fuentes de Información ... 59
CAPITULO IV ... 60
4. RESULTADOS Y DISCUSIONES ... 60
4.1. Resultados ... 60
4.1.1. Estadística de Medición de Temperatura Ambiente, Humedad Relativa y Velocidad del Viento Punto A1 (Día y Noche) ... 61
4.1.2. Estadística de Medición de la Temperatura Ambiente en el punto B1. (Día/Noche) ... 64
4.2. Comparación de Medición Ambiental Punto B1 Vs Medición Ambiental en el Punto A1. ... 68
4.3. Mediciones Índice TGBH. ... 70
4.3.1. Recopilación de Datos del Índice TGBH Medido ... 74
4.3.2. Promedio del índice TGBH Día/Noche ... 76
4.4. Discusión ... 76
4.4.1. Matriz de Riesgos del Área de Tanques de Lodo y Zarandas. ... 76
4.4.2. Carga de Trabajo ... 78
4.4.3. Gestión del Riesgo ... 80
X
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ... 85
5.1. Conclusiones ... 85
5.2. Recomendaciones... 86
BIBLIOGRAFÍA ... 89
ANEXOS ... 92
ANEXO E. CERTIFICADO DE CALIBRACIÓN DEL EQUIPO QUESTEMPº 36 Y TERMOHIGRÓMETRO ... 100
ANEXO F. CERTIFICADO DE CALIBRACIÓN DEL ANEMÓMETRO KERSTEL... 101
ANEXO G. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES PROGRAMA DE PREVENCIÓN DE EXPOSICIÓN A MICROCLIMA Y ESTRÉS TÉRMICO EN TANQUES DE LODO Y ZARANDAS. ... 102
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1: Valores de la Resistencia en “clo” ... 25Tabla 2: Carga de Trabajo... 33
Tabla 3: Columna estratigráfica Regional de la Cuenca del Oriente ... 37
Tabla 4: Nº Población de trabajadores en una jornada de 12 horas durante la perforación de un pozo petrolero ... 46
Tabla 5: Nº de trabajadores dentro del área de tanques de lodo y zarandas por jornada de 12 horas: ... 48
Tabla 6: Edad de los trabajadores del área en estudio ... 48
Tabla 7: Tiempo de trabajo del personal expuesto en los tanques de lodo y zarandas... 49
XI Tabla 9: Medición de Temperatura Ambiente Pozo SHS 137D a 70 m. del punto de estudio. ... 61 Tabla 10: Medición de Temperatura Ambiente Tanques de Lodo y Zarandas . 64
ÍNDICE DE GRÁFICOS
Gráfico 1: Indicadores fisiológicos de la tensión calórica ... 23 Gráfico 2: Pirámide de Kelsen ... 32 Gráfico 3: Delimitación del Campo Shushufindi ... 35 Gráfico 4: Esquema general de un sistema de circulación en la perforación de un pozo petrolero ... 38 Gráfico 5: Tratamiento de Lodos Dentro y Fuera del Pozo ... 42 Gráfico 6: Mapa de Procesos del Sistema de Circulación de Fluidos de
1
RESUMEN
El presente trabajo se desarrolla en las instalaciones de un taladro de perforación de pozos petroleros en el área de tanques de lodo y zarandas en el oriente ecuatoriano, dentro del Bloque 53 del campo Shushufindi.
Consiste en determinar el microclima en el área de tanques de lodo y zarandas durante las operaciones de perforación de un pozo petrolero. Para alcanzar este objetivo se procede en primer lugar al levantamiento del mapa de procesos del ciclo de circulación de fluidos de perforación por el área de tanques de lodo y zarandas, para sí determinar al personal expuesto en el área de estudio mediante un muestreo de la población trabajadora en el lugar.
Ya obtenidos las variables preliminares, se procede a la recopilación de datos ambientales del Instituto Nacional de Meteorología e Hidrología (INAMHI) del anuario del 2013, cuyos datos obtenidos fueron Temperatura Ambiental, Humedad Relativa y Velocidad del Viento.
Con la información obtenida, se realiza un levantamiento de datos ambientales al momento de la perforación del pozo SHS 137 D dentro del campo Shushufindi, los datos se tomaron a un costado de la locación a 70 metros aproximadamente (Punto A1) y en el punto de estudio que son los tanques de lodo y zarandas (Punto B1). Los datos obtenidos fueron temperatura ambiental, humedad relativa y velocidad del viento.
2 Obtenidos los datos ya descritos, se procede a realizar comparaciones de los resultados de las mediciones ambientales más los resultados de la medición del índice TGBH, luego se aplica el cuadro de Carga de Trabajo del Decreto Ejecutivo 2393 para así poder determinar el tiempo recomendable de exposición y trabajo del personal que labora en esta área como son Ing. de lodos, obrero de patio y obrero de zaranda.
Finalmente, se levanta la matriz de riesgos del área de tanques de lodo y zarandas considerando los datos obtenidos del índice TGBH y ponderando de acuerdo al procedimiento del INSHT para la evaluación de riesgos.
ABSTRACT
This work was conducted at the premises of a drill for drilling oil wells in the area of mud tanks and shakers in eastern Ecuador, within Block 53 of Shushufindi field.
It was to determine the microclimate in the area of mud tanks and shakers during the drilling of an oil well. To achieve this goal we proceeded first to the lifting of the map cycle process fluid circulation drilling area mud tanks and screens to identify other personnel exposed in the study area by sampling the population working on site.
Already obtained preliminary variables, we proceed to the collection of environmental data from the National Institute of Meteorology and Hydrology (INAMHI) Yearbook 2013, whose data were obtained Environmental Temperature, relative humidity and wind speed.
3 Determining the results of room temperature, proceeds to WBGT index measurements (Temperature Wet Bulb Globe) is trying to do in the day and at night only during the drilling because that is when most drilling fluid (mud) flows through the study area and the fluid temperature causes more evaporation surface.
Returned data described above, we proceeded to make comparisons of the results of environmental measurements plus the results of measuring the WBGT index, then the box Workload Executive Order 2393 was applied in order to determine the recommended exposure time and work of the staff working in this area as are Mr. sludge, yard worker and laborer shaker.
4
CAPITULO I
1.1 Introducción
La producción de petróleo crudo figura en la Comisión Sectorial 4, rama de actividad 13 “Producción de petróleo crudo y gas natural, su procesamiento, envasado y comercialización” esto dentro de las veinte y dos (22) comisiones sectoriales elaborada en función de la Clasificación Industrial Internacional Uniforme – CIIU por el Ministerio de Relaciones Laborales (Ministerio de Relaciones Laborales, 2010)
La industria petrolera es una de las más avanzadas en cuanto a desarrollo científico y tecnológico por su propia naturaleza; en ella se manejan fluidos, equipos y maquinarias de alto valor y riesgo. El área de perforación de pozos petroleros es una actividad esencial para la producción y en ella intervienen diferentes disciplinas de la ingeniería para obtener un producto que es el petróleo en tierra. Todas las actividades conllevan a la exposición de factores de riesgo, entendiendo por riesgo laboral a todo aquel aspecto del trabajo que ostenta la potencialidad de causarle algún daño al trabajador.
Mediante el incremento de la producción petrolera, según reportes de la Agencia de Regulación y Control Hidrocarburifera del Ecuador (ARCH) hasta julio del 2014 la producción neta de petróleo del Ecuador alcanzaron los 561648 barriles. (Banco Central del Ecuador-Cifras del Sector Petrolero Ecuatoriano Nº 60*-2012) (Banco Central del Ecuador, 2012)
5 Uno de los procesos necesarios en la perforación de pozos es la inyección y recuperación de lodos y ripios que deben ser tratados en superficie para ser reutilizados. Los lodos de perforación contienen sustancias y aditivos químicos y se encuentran a temperaturas superiores a 150ºF (aproximadamente 66ºC). Esta alta temperatura, la presencia de aditivos químicos y el trabajo de maquinarias y equipos provocan un microambiente laboral que puede generar la exposición de los trabajadores a estrés térmico, ruido y contaminación química. La disposición de los equipos y el sitio de trabajo pueden determinar la exposición a factores de riesgos ergonómicos, mecánicos y biológicos que deben ser estudiados.
A pesar que existe normativa legal vigente en el país, la industria petrolera se apega cada vez más a normativas internacionales siguiendo y adaptando procedimientos de manera general para la perforación y extracción de petróleo crudo en el Ecuador, sin embargo hace necesario la realización de estudios más específicos en campo de los determinantes de riesgos a los que se encuentran expuestos los trabajadores de este sector productivo.
La normativa legal vigente en nuestro país es el Decreto Ejecutivo Nº 2393 (Presidencia de la República, 1998) hasta la resolución CD 390 del Instituto de Seguridad Social (IESS, 2011) donde establecen determinadas metodologías para evaluación de factores de riesgo de manera que deben ser sustentadas con estudios científico técnicos que cuantifiquen los riesgos en todos los procesos de producción.
6
1.1.1. Antecedentes de la Investigación
La empresa que realizó la perforación del pozo Shushufindi 137 dentro del bloque 53 en el campo Shushufindi, presta servicios de perforación de pozos petroleros desde el año 2009 en el Ecuador.
Actualmente, bajo la administración canadiense, la empresa continúa sus operaciones dentro del campo Shushufindi manteniendo un contrato estable de perforación de pozos petroleros verticales y horizontales los cuales van desde 21 hasta 50 días; su modalidad de trabajo es de 14 días de trabajo y 7 de descanso para las cuadrillas (3 cuadrillas) con un total aproximado de 83 personas en el taladro entre cuadrillas y personal staff. (Taladro, 2014)
La empresa prestadora de servicios de perforación de pozos petroleros se sujeta a políticas nacionales e internacionales en cuanto al tema de seguridad y salud ocupacional, sin embargo la falta de direccionamiento ha hecho que se cumpla únicamente lo que la legislación solicita, manteniéndose al margen de realizar estudios más puntuales donde es evidente la falta de investigación en los procesos que demanda la exposición del trabajador durante su jornada laboral, esto hace que se maneje de manera inadecuada el control e intervención ante los incidentes, accidentes y posibles enfermedades ocupacionales ocasionadas en el lugar de trabajo.
1.1.2. Formulación del Problema
¿Cuáles son los determinantes del microclima laboral a los que se encuentran expuestos los trabajadores en el área de tanques de lodo y zarandas en la etapa de perforación de pozos petroleros?
1.1.3. Planteamiento del Problema
7 ¿Cuáles son los determinantes de microclima predominantes en el área de tanques de lodo y zarandas?
¿Qué características presentan los factores de microclima predominantes en el área de tanques de lodo y zarandas de un taladro de perforación de pozos petroleros?
Hasta mayo del 2014 en el Ecuador se reportan 38 equipos de perforación (Drilling Rigs), distribuidos en los diferentes bloques productores de petróleo en la amazonia ecuatoriana según la página web de la Asociación de la Industria Hidrocarburífera del Ecuador (AIHE). Lo que se puede visualizar que por equipo de perforación en jornadas de 24 horas se tiene al menos a 12 personas expuestas en el área de estudio multiplicado por la cantidad de equipos de perforación en el Ecuador. (AIHE, 2014)
El presente trabajo se orienta al estudio de microclima en trabajadores del área de tanques de lodos y zarandas durante la perforación de un pozo petrolero en el oriente ecuatoriano y en el campo Shushufindi. El pozo será perforado por un taladro de perforación de pozos petroleros. La ubicación exacta del pozo en el cual se desarrolló la perforación y estudio es dentro del campo Shushufindi en el pozo Shushufindi 137 D.
El equipo de perforación en el cuál se desarrolla el estudio está conformado por una torre de 177.5 ft con una potencia de 2000 HP, 6 bombas de 800 HP dando un Galonaje por Minuto (GPM) de 1100 galones con 5 bombas y una de relevo, además cuenta con 12 tanques de lodo con una capacidad de 112 barriles cada uno, esto ya que es un equipo helitransportable. También cuenta con zarandas para la separación de sólidos y área de tolvas para la mezcla de químicos. Todo lo descrito está dentro del sistema de circulación del fluido al pozo desde el equipo de perforación. (Taladro, 2014)
8
1.1.4. Justificación de la Investigación
Según la Constitución Política del Ecuador – Mandato 8; articulo 326 literal 5 menciona que toda persona tendrá derecho a desarrollar sus labores en un ambiente adecuado y propicio, que garantice su salud, integridad, seguridad, higiene y bienestar.
De igual manera el Código del Trabajo del Ministerio de Trabajo y Empleo del Ecuador en el artículo 412 numeral 2 indica que “Se ejercerá control técnico de las condiciones de humedad y atmosféricas de las salas de trabajo.” (Ministerio de Trabajo y Empleo, 2005)
Además, actualmente es de cumplimiento obligatorio para todas las empresas nacionales la implementación del sistema de auditorías de riesgos del trabajo (SART) que toda organización pública o privada cumpla como requisito del Instituto Ecuatoriano de Seguridad Social (IESS), en su Seguro General de Riesgos del Trabajo (SGRT) quien es el encargado de garantizar a los afiliados y empleadores, seguridad y salud laboral mediante verificación y auditorías a las empresas respecto al cumplimiento de la normativa técnica legal de seguridad y salud en el trabajo.
Es menester destacar que la información obtenida en este trabajo es un antecedente valido para futuros relevamientos de otros grupos de trabajadores pertenecientes a condiciones ambientales térmicas no adecuadas.
La industria petrolera en el Ecuador divide su actividad en etapas o procesos haciendo que las diferentes etapas de exploración, perforación y producción se sub contrate, dedicándose así al cien por ciento de su capacidad productiva para lo que es la extracción de este recurso.
9 creando así la exposición a riesgos que difícilmente puede ser controlado por la empresa dueña de la perforación o equipo de perforación.
Este estudio se realizó debido a que no se tiene un estudio puntual sobre los riesgos en un área vulnerable como son los tanques de lodos y zarandas, los mismos que por la naturaleza durante las operaciones de perforación de pozos petroleros, hace necesario el uso de fluidos de perforación siendo estos de gran importancia para las operaciones pero al mismo tiempo conllevan a un riesgo importante para los trabajadores dentro de esta área, además el microclima laboral que se investigó en este estudio es un factor que hoy en día difícilmente se lo toma con importancia, esto por su complejidad del estudio y sobre todo por el desconocimiento dentro de las empresas prestadoras de servicios durante la perforación de pozos petroleros.
Es por eso que dentro de la empresa en estudio no existen reportes de medición y evaluación de microclima laboral para las condiciones de riesgo predominantes durante la perforación de pozos petroleros en el área de tanques de lodo y zarandas; y al no tener mediciones, el microclima laboral no está cuantificado dentro de la matriz de riesgos de la empresa en estudio no teniendo así ninguna gestión el respecto.
La metodología, conclusiones y recomendaciones podrían aplicarse a otras empresas que brindan este servicio en el oriente ecuatoriano por ejemplo a las empresas operadoras dedicadas a la exploración, perforación y producción de petróleo.
1.1.5. Impacto de Estudio
10 de riesgo que inciden en el microclima laboral dentro del área de tanques de lodos y zarandas.
Al mismo tiempo esto ayudará dentro de la gestión de factores de riesgo e impactos como es el microclima laboral en el área de tanques de lodo y zarandas de un taladro de perforación durante la perforación de un pozo, inclusive, dentro de los requisitos legales actuales en el país, se observa que dentro de la matriz de riesgos de la empresa en estudio no se ha evaluado el microclima laboral y estrés térmico que se genera en el área propuesta.
1.1.6. Aporte
Actualmente, el aporte principal es dar cumplimiento a la normativa legal vigente en el Ecuador, mediante esta investigación se presentan alternativas de gestión del riesgo identificado dentro del estudio.
Además, como otro aporte de la investigación es la obtención de datos de exposición acerca del microclima laboral en el área de tanques de lodo y zarandas de un taladro de perforación de pozos petroleros, de las causas y de los riesgos en el sitio de estudio. La gestión preventiva propuesta para el bienestar del trabajador y empleador, la implantación de técnicas y mejoras para una buena aclimatación en el área propuesta de estudio.
1.2. Objetivos de la Investigación
1.2.1. Objetivo General
11
1.2.2. Objetivos Específicos
Describir los procesos del área de tanques de lodos y zarandas durante la perforación de pozos petroleros.
Evaluar los factores que provocan sobrecarga térmica en el área de estudio.
Relacionar la sobrecarga térmica según el bienestar de los trabajadores y cómo influye.
Gestionar los determinantes de sobrecarga térmica identificados como significativos.
1.3. Alcance de la Investigación
El presente trabajo de investigación está dirigido a las áreas de manejo de lodos en taladros de perforación de pozos petroleros, y se enfoca al estudio previo de las instalaciones del área de tanques de lodo y zarandas donde se prepara y se tratan estos fluidos para posteriormente realizar la medición de factores de riesgo que inciden en el microclima laboral y a los que están expuestos los trabajadores de esta área.
12
CAPITULO II
2. MARCO DE REFERENCIA
2.1. MICROCLIMA LABORAL
En un ambiente confortable no se perciben fluctuaciones de temperatura, falta de aire o corrientes de aire. Los ambientes que más influyen en el confort ambiental son: la temperatura, la humedad y la ventilación, estos factores interactúan entre sí, por ejemplo; si hay mucha humedad pareciera que haga más calor de lo que indica la temperatura real o si hay movimiento del aire la temperatura parece menor. (Calera, 2002)
2.1.1. Ventilación, humedad, temperatura
La mayoría de los trabajos se ejecutan en áreas de trabajo cerrados o semicerrados. En ellos se generan unas condiciones climáticas que, aunque influidas por el clima externo, difieren normalmente de éste. Algunos trabajos tienen lugar a temperaturas extremas: hornos de fundición, cámaras frigoríficas, etc., pero la inmensa mayoría pueden y deben realizarse en un ambiente confortable.
2.1.2. Ventilación
La ventilación consiste en la introducción de aire fresco en un determinado espacio. Es un medio para el control del calor y de los contaminantes existentes en la atmósfera de los centros de trabajo.
13 La ventilación nunca debe crear corrientes de aire molestas. Así, por ejemplo, si se dispone de mucha ventilación localizada, se necesitará aportar aire suficiente al área de trabajo para evitar corrientes molestas que impidan el normal desarrollo de actividades.
2.1.3. Humedad
Es la cantidad de vapor de agua presente en el aire. A una temperatura dada el aire puede alcanzar un máximo nivel de humedad, es la humedad de saturación (cuando caen gotas de agua).(Calera, 2002)
La cantidad de humedad existente en relación con la humedad de saturación expresada en porcentaje es la humedad relativa y se calcula con la siguiente ecuación:
Dónde:
La humedad relativa recomendable para un sitio de trabajo está entre el 40% y el 50%. (Calera, 2002). Una humedad relativa alta (entre el 60-70%) con calor ambiental provoca sudoración, pero en este ambiente húmedo el sudor no puede evaporarse y aumenta la sensación de calor. Una humedad relativa menor del 30% produce:
Sequedad de la piel y dermatitis. Dolores de cabeza.
Escozor de ojos y sinusitis.
14
2.1.4. Temperatura
Es una magnitud física intensiva, que se refiere a la sensación de frio o calor que se refiere al tocar una sustancia: es una medida de la energía cinética promedio de los átomos y moléculas de una sustancia.(ASEPEYO, 2005)
A través de la evolución, el cuerpo humano ha desarrollado un sistema termorregulador capaz de contrarrestar, en cierta medida, los cambios exteriores de temperatura. El sistema termorregulador consta, de forma resumida, de dos elementos, siendo el primero de ellos el núcleo central, constituido por órganos vitales como el cerebro, el corazón, los pulmones y el sistema digestivo, mientras que el segundo elemento sería la parte exterior periférica determinada por músculos, una capa de grasa y la piel.
Para que todo funcione correctamente, la temperatura de la superficie mencionada no debe estar a más de 1ºC de diferencia con respecto a los 37 ºC del núcleo. La termorregulación humana existe para asegurar esto, suponiendo que no nos encontramos frente a temperaturas extremas. (ASEPEYO, 2005)
2.1.5. Calor
Es la energía cinética total de todos los átomos o moléculas de una sustancia, transfiere energía de una a otra parte del cuerpo, es una magnitud extensiva.
Los riesgos para la salud y seguridad de los trabajadores originados al trabajar en condiciones calurosas, se deben a que puede producirse una acumulación excesiva de calor en el cuerpo, independientemente de que su causa sean las condiciones ambientales, el trabajo físico realizado o el uso de equipos de protección individual.
15 pueden producir daños a la salud y, a partir de los 40,5 ºC, la muerte. (Pilar Armendáriz Pérez , 2008)
La cantidad de calor que tiene una sustancia sin cambiar de fase está definida por:
Algunos trabajadores están expuestos a muy altas temperaturas que constituyen una seria amenaza para su salud. Todos los trabajadores que, sin llegar a estos extremos, estén expuestos a temperaturas más elevadas que las adecuadas a las características de su trabajo, pueden tener que soportar desde simples molestias hasta pérdidas en su salud. (Araiza, 2013)
Nuestro organismo necesita mantener su temperatura interna dentro de un estrecho margen de oscilación, entre 36 y 37ºC, sin pérdida de bienestar.
La temperatura interna depende de dos factores: El calor que genera el propio organismo.
El intercambio de calor entre la superficie del cuerpo y el medio que la rodea.
16
2.1.6. Frio
En situaciones normales los riesgos debidos a la exposición a ambientes fríos pueden evitarse mediante una combinación de actividad metabólica, es decir, de generación de calor por el organismo, y de aislamiento para evitar la pérdida de calor.
La evaluación debe enfocarse desde el punto de vista de analizar la posibilidad de un enfriamiento general del cuerpo, y de analizar la posibilidad de que se produzcan efectos locales debidos al enfriamiento de zonas de la piel no protegidas o poco protegidas. (ESPRL, 2009)
2.2. Confort Térmico
En un ambiente confortable no se perciben fluctuaciones de temperatura, falta de aire o corrientes de aire. Los factores que más influyen en el confort ambiental son la temperatura, la humedad y la ventilación. Estos factores interactúan entre sí; por ejemplo, si hay mucha humedad parece que haga más calor de lo que indica la temperatura real, o si hay movimiento del aire, la temperatura parece menor. (Araiza, 2013)
2.2.1. Ambiente Térmico
17
2.2.2. Caracterización del Ambiente de Trabajo
Un estudio epidemiológico ocupacional depende en gran medida de la cantidad, especificidad y precisión de los datos de la exposición. Sin embargo, las mediciones de exposición de datos a menudo son limitadas o no existen debido a las limitaciones tecnológicas o de viabilidad. En cambio, los niveles de exposición por lo general tienen que ser inferidos indirectamente a partir de otros datos que vienen generalmente de la caracterización del ambiente de trabajo estimando el tipo de exposición de los trabajadores, la intensidad y duración.
Un primer paso necesario en la caracterización del medio ambiente es el de identificar los factores y las circunstancias de trabajo que pueda ser peligroso. Algunas condiciones, tales como el lugar de trabajo, la organización del trabajo en un determinado lugar, también puede tener consecuencias importantes para la salud y deben ser considerados en una evaluación de la exposición. Una clara comprensión de las vías de exposición será de gran utilidad en la determinación de las fuentes de datos de exposición que son necesarios para las evaluaciones válidas.
Después de decidir cuál de las exposiciones son de interés y las rutas de exposición más probable, el siguiente paso es hacer un inventario de los datos existentes y determinar qué datos son los más completos y útiles para el estudio epidemiológico. De esta manera, tenemos que identificar a los agentes que pueden ser evaluados cuantitativamente y los que deben ser evaluadas de forma cualitativa y, en última instancia se debe determinar la población o muestra que se puede incluir en el análisis de los efectos sobre la salud. (Checkoway, Pearce, & Kriebel, 2004)
2.3. Evaluación del Estrés Térmico por Calor
18 esta limitación se pone en práctica, en la mayoría de los casos, permitiendo que los trabajadores intercalen a su libre albedrío los periodos de actividad y de reposo, aunque usualmente los métodos de evaluación conducen a resultados bastante satisfactorios, lo cual implica un riesgo considerable de que en ciertas circunstancias (por ejemplo para terminar una tarea y evitar así un nuevo periodo de exposición) el trabajador prolongue su exposición hasta límites peligrosos. (Vilella, 1982)
Tradicionalmente, en el argot de la prevención de riesgos, se ha utilizado el término estrés térmico para referirse a las circunstancias que envuelven a las situaciones de trabajo muy calurosas, pero para evaluar los riesgos del calor debe distinguirse entre lo que constituye la causa y el efecto, entre el estrés térmico y la sobrecarga térmica.
El estrés térmico corresponde a la carga neta de calor a la que los trabajadores están expuestos y que resulta de la contribución combinada de las condiciones ambientales del lugar donde trabajan, la actividad física que realizan y las características de la ropa que llevan. La sobrecarga térmica es la respuesta fisiológica del cuerpo humano al estrés térmico y corresponde al coste que le supone al cuerpo humano el ajuste necesario para mantener la temperatura interna en el rango adecuado. (Martí & Mendaza, Estrés Térmico y Sobre Carga Térmica: Evaluación de los Riesgos (I), 2011)
2.4. Estrés Térmico por Frío
19 Cuando la potencia generada no puede disiparse en la cantidad necesaria, porque el ambiente es caluroso, la temperatura del cuerpo aumenta y se habla de riesgo de estrés térmico. Si por el contrario el flujo de calor cedido al ambiente es excesivo, la temperatura del cuerpo desciende y se dice que existe riesgo de estrés por frío. Se generan entonces una serie de mecanismos destinados a aumentar la generación interna de calor y disminuir su pérdida, entre ellos destaca el aumento involuntario de la actividad metabólica (tiritera) y la vasoconstricción. La tiritera implica la activación de los músculos con la correspondiente generación de energía acompañada de calor.
La vasoconstricción trata de disminuir el flujo de sangre a la superficie del cuerpo y dificultar así la disipación de calor al ambiente. Paradójicamente y debido a la vasoconstricción, los miembros más alejados del núcleo central del organismo ven disminuido el flujo de sangre y por lo tanto del calor que ésta transporta, por lo que su temperatura desciende y existe riesgo de congelación en manos, pies, etc. (Mendaza, Estrés por Frío: Evaluación de las Exposiciones, 1990)
2.5. Índice WBGT (Wet Bulb Globe Temperature) o (TGBH) Español.
Por sus siglas en inglés “Temperatura de Globo y Bulbo Húmedo”, se utiliza para determinar si existe o no riesgo de estrés térmico. El índice WBGT se calcula a partir de la combinación de dos parámetros ambientales: la temperatura de globo TG y la temperatura humedad natural THN. (Mendaza, Valoración del riesgo de estrés térmico: índice WBGT, 1993)
20 impliquen un cierto esfuerzo físico. (Mendaza, Valoración del riesgo de estrés térmico: índice WBGT, 1993)
El riesgo de estrés térmico, para una persona expuesta a un ambiente caluroso, depende de la producción de calor de su organismo como resultado de su actividad física y de las características del ambiente que le rodea, que condiciona el intercambio de calor entre el ambiente y su cuerpo. Cuando el calor generado por el organismo no puede ser emitido al ambiente, se acumula en el interior del cuerpo y la temperatura de éste tiende a aumentar, pudiendo producirse daños irreversibles. (Mendaza, Valoración del riesgo de estrés térmico: índice WBGT, 1993)
Desde esta parte se va a hacer referencia al término TGBH (Temperatura de Globo de Bulbo Húmedo) que dicta en la normativa nacional con la cual se desarrolla este estudio.
2.5.1. Criterios de Evaluación
El índice WBGT, recomendado por el National Institute for Ocupational Safety and Health (NIOSH) para los limites de alerta para el ambiente térmico. Para la aplicación de este método de evaluación debe conocerse ciertos parámetros como son:
Temperatura del aire seca (ta): Es la temperatura del aire medida con un termómetro en grados centígrados o Kelvin (ºK = ºC + 273)
Temperatura húmeda natural (thn): Es la temperatura indicada por un termómetro cuyo sensor está recubierto por una muselina de algodón humedecida y expuesto al movimiento del aire en el punto de medición.
21 Calor radiante: Es la carga térmica de la radiación solar que incide sobre el cuerpo humano. Se mide mediante el termómetro de globo que consiste en una esfera de cobre, hueca, de 15 cm. de diámetro y pintada de negro mate, en cuyo centro se inserta un termómetro. (Luna P. NTP 332, 2008)
Para la estimación de la carga térmica metabólica se puede realizar empleando la siguiente formula:
En lugares sin sol
En lugares con sol
2.5.2. Determinación de la Producción de Calor Metabólico.
El consumo metabólico, transformación de energía química en energía mecánica y térmica, mide el coste energético de la carga muscular y constituye un indicador cuantitativo de la actividad.
22 La norma ISO 8996:1990 indica los métodos para la determinación del consumo metabólico y puede utilizarse también para otras aplicaciones, por ejemplo la evaluación de las prácticas de trabajo, el coste energético de tareas específicas o actividades deportivas y el coste global de la actividad. (International Standarization Organization, 1990)
Así mismo, recordemos que el metabolismo es la suma de todas las reacciones químicas que se producen en el organismo gracias a la combustión de los alimentos con el oxígeno y que prácticamente toda esta energía metabólica se convierte en calor dentro del cuerpo.
Los valores del metabolismo basal en la mujer son aproximadamente de 40,6 W/m2 y en el hombre de 42,9 W/m2, y a partir de estos valores el metabolismo se puede incrementar, mediante la actividad física, hasta unas 20 veces. Ya hemos visto cómo esto revierte en una notable generación de calor que puede alcanzar valores de hasta 1500 W, que es generar 1500 joules por cada segundo de actividad. Para que se comprenda mejor esta cifra podemos pensar en el calor que genera una plancha eléctrica doméstica (1500 W - 2000 W). El exceso de calor del organismo debe irse disipando a un ritmo determinado por su generación, fundamentalmente mediante la radiación, la convección y la evaporación del sudor.
2.5.3. Indicadores Fisiológicos de la Tensión Calórica
Los indicadores fisiológicos de la tensión calórica generalmente más utilizados son:
La frecuencia cardíaca (FC); La temperatura interna (ti);
23
Gráfico 1: Indicadores Fisiológicos de la Tensión Calórica
2.5.4. Factores que influyen el estrés térmico
Según experiencias del estudio publicado en Ergonomía 2-Confort y Estrés térmico de Pedro R. Mondelo, 1999, indica que no resulta sencillo determinar los efectos de la exposición al calor o al frío, ya que algunos factores son difíciles de identificar y evaluar. Al efectuar experimentos con grupos de personas expuestas a condiciones de sobrecarga térmica, sucede que las reacciones resultan muy variadas y se producen algunas respuestas completamente diferentes. Esto puede ser, simplemente, consecuencia de las diferencias fisiológicas entre sujetos (aclimatación, edad, aptitud física, sexo, constitución corporal, etcétera). Pero también pueden intervenir otros factores personales más sutiles, como es el estado físico de las personas, que puede variar en unas horas por múltiples causas. (Mondelo, 1999)
2.5.4.1. Sexo
24 La menor capacidad cardiovascular de la mujer hace que se aclimate peor. Su temperatura de la piel, la capacidad evaporativa y su metabolismo son ligeramente inferiores de las de los hombres. (Mondelo, 1999)
2.5.4.2. Constitución corporal
Según estudios y de manera general, las personas corpulentas están en desventaja en ambientes cálidos pero en ventaja en los ambientes fríos, frente a las personas menos corpulentas. Esto se debe a que la producción de calor de un cuerpo es proporcional a su volumen (W/m3), mientras que la disipación
es proporcional a su superficie (W/m2), por lo que, a medida que aumenta el
tamaño corporal la relación superficie-volumen se hace cada vez menor, dado que la superficie crece con el cuadrado de sus medidas y el volumen crece al cubo. (Mondelo, 1999)
2.5.4.3. Edad
Con la edad los mecanismos termorreguladores del organismo se hacen menos eficientes. La frecuencia cardíaca máxima y la capacidad de trabajo físico disminuyen, y la producción de calor metabólico correspondiente a una determinada cantidad de trabajo aumenta poco o nada con la edad.
En ambientes muy calurosos, las personas de más edad tropiezan con más dificultades que las jóvenes para disipar la carga calorífica, al parecer debido a un retraso en la respuesta de sudoración, que se muestra lenta, y a una disminución de la capacidad de disipar calor, lo que da como resultado un almacenamiento superior de calor durante la actividad, y un aumento del tiempo necesario para la recuperación. (Mondelo, 1999)
2.5.4.4. Vestimenta
25 amortigua o incrementa (según el caso) los efectos del ambiente térmico sobre la persona. Sin embargo, en el caso del calor húmedo, como es el calor tropical, donde el aire tiene una importante carga de humedad que dificulta la evaporación, la ropa la frena aún más, al contrario del calor del desierto, donde es importante cubrirse lo más posible. En el trópico el vestido debe ser ligero o inexistente, tal como se estila. (Mondelo, 1999)
2.5.4.4.1. Influencia del Vestido
Las características térmicas del vestido se miden en una unidad denominada “clo” (clothing unit), que equivale a una resistencia térmica de 0,155m2
ºC/W. a modo de resumen se puede considerar los siguientes valores de la resistencia en clo:
Tabla 1: Valores de la Resistencia en “clo”
Vestimenta clo (clothing unit)
Desnudo 0 clo
Ligero 0.5 clo (vestido típico de verano)
Medio 1 clo (traje completo)
Pesado 1.5 clo (uniforme militar de invierno)
(ASEPEYO, 2005)
2.5.5. Regulación Térmica en Ambientes Calurosos
Sabiendo que el ser humano desprende calor al medio ambiente principalmente mediante una combinación de procesos secos (radiación y convección) y evaporación. Para facilitar este intercambio se activan y regulan los dos principales sistemas efectores: vasodilatación periférica y sudoración.
26 de que regrese a los tejidos corporales profundos (Transferencia externa de calor)
La cantidad de calor transferido del núcleo a la periferia depende del flujo sanguíneo periférico (FSP), el gradiente de temperatura entre el centro y la periferia y el calor específico de la sangre. En reposo y en un ambiente térmicamente neutro, la piel recibe aproximadamente entre 200 y 500 ml/min de flujo sanguíneo, lo que representa solo entre un 5 y un 10% de la sangre total bombeada por el corazón (gasto cardiaco).
2.5.6. Efectos Sobre la Salud de la Exposición al Calor
Además de los posibles efectos de la exposición al calor que se relatan a continuación, se debe tener en cuenta el incremento del nivel de estrés térmico como un factor que, junto con otros puede dar lugar a accidentes (p.e atrapamientos, golpes o caídas al mismo o distinto nivel derivadas de mareos o desvanecimientos, etc.). (Martí & Mendaza, Estrés Térmico y Sobre Carga Térmica: Evaluación de los Riesgos (I), 2011)
- Sincope por calor: La pérdida de conciencia o desmayo son signos de alarma de sobrecarga térmica. La permanencia de pie o inmóvil durante mucho tiempo en un ambiente caluroso con cambio rápido de postura puede producir una bajada de tensión con disminución de caudal sanguíneo que llega al cerebro. Normalmente se produce en trabajadores no aclimatados al principio de la exposición al calor. (Martí & Mendaza, Estrés Térmico y Sobre Carga Térmica: Evaluación de los Riesgos (I), 2011)
27 & Mendaza, Estrés Térmico y Sobre Carga Térmica: Evaluación de los Riesgos (I), 2011)
- Agotamiento por calor: Se produce principalmente cuando existe una gran deshidratación. Los síntomas incluyen la pérdida de capacidad de trabajo, disminución de las habilidades psicomotoras, nauseas, fatiga, etc. Si no es una situación muy grave, con la rehidratación y el reposo se produce la recuperación del individuo. (Martí & Mendaza, Estrés Térmico y Sobre Carga Térmica: Evaluación de los Riesgos (I), 2011)
- Golpe por calor: Se desarrolla cuando la termorregulación ha sido superada, y el cuerpo ha utilizado la mayoría de sus defensas para combatir la hipertermia (aumento de la temperatura interna por encima de la habitual). Se caracteriza por un incremento elevado de la temperatura interna por encima de 40,5 °C, y la piel caliente y seca debido a que no se produce sudoración. En este caso es necesaria la asistencia médica y hospitalización debido a que las consecuencias pueden mantenerse durante algunos días. (Martí & Mendaza, Estrés Térmico y Sobre Carga Térmica: Evaluación de los Riesgos (I), 2011)
2.6. Factor de Riesgo
Se considera factor de riesgo de un determinado tipo de daño aquella condición de trabajo, que, cuando está presente, incrementa la probabilidad de aparición de ese daño. Podría decirse que todo factor de riesgo denota la ausencia de una medida de control apropiada. Vistos desde la perspectiva del daño ya producido, los factores de riesgo aparecen como causas en la investigación del caso. (Consejería de Empleo, 2004)
2.6.1. Riesgo
28 causales que somos capaces de identificar y caracterizar. Tales condiciones, sea el daño del tipo que sea, son siempre de dos grandes clases: personales y ambientales.
Entre las primeras, podríamos citar, a título de ejemplo, las características y la condición física, el estado de salud, el nivel de atención, el grado de conocimiento y destreza, etc. Las ambientales abarcan el amplio campo de las condiciones de trabajo, tanto materiales como organizativas. (Consejería de Empleo, 2004)
Según las OHSAS 18001:2007 nos dice que “Es la combinación de la probabilidad de que ocurra un suceso o exposición peligrosa y la severidad del daño o deterioro de la salud que puede causar el suceso o exposición” (OHSAS 18001, 2007)
2.6.2. Peligro
Fuente situación o acto con potencial para causar daño humano o deterioro de la salud, o una combinación de estos. (OHSAS 18001, 2007)
2.6.3. Incidente
Cualquier suceso no esperado ni deseado que no dando lugar a pérdidas de salud o lesiones a las personas, pueda ocasionar daños a la propiedad, equipos, productos o al medio ambiente, perdidas de la producción o aumento de las responsabilidades legales. (Cortés Días, 2007)
2.6.4. Accidente
29 Según las OHSAS 18001:2017 dice que “Un accidente es un incidente que ha dado lugar a una lesión, enfermedad o fatalidad” (OHSAS 18001, 2007)
2.6.5. Accidente de Trabajo
Accidente de trabajo es todo suceso imprevisto y repentino que ocasione al afiliado lesión corporal o perturbación funcional, o la muerte inmediata o posterior, con ocasión o como consecuencia del trabajo que ejecuta por cuenta ajena. También se considera accidente de trabajo, el que sufriere el asegurado al trasladarse directamente desde su domicilio hacia el lugar de trabajo o viceversa. (IESS, 2011)
2.6.6. Condiciones Inseguras
Comprende el conjunto de circunstancias o condiciones materiales que pueden ser origen de accidente. (Cortés Días, 2007)
2.6.7. Actos Inseguros.
Conjunto de actuaciones humanas que pueden ser origen de accidente, se los denomina también actos peligrosos, prácticas inseguras o factor humano. (Cortés Días, 2007)
2.7. Antecedentes de la Investigación
La falta de estudios puntuales en los equipos de perforación y específicamente en el área destinada al estudio nace la idea de realizar la investigación en esta área específica por evidenciar la exposición de los trabajadores durante la perforación de pozos.
30 legislación ecuatoriana como es el SART (Sistema de Auditorías de Riesgos del Trabajo) y la Matriz de Riesgos del Ministerio de Relaciones Laborales.
Obtenidos los resultados de esta investigación, las recomendaciones van dentro de un plan de gestión para la minimización de los riesgos encontrados en las áreas de estudio.
2.8. Análisis Estadístico
El tratamiento estadístico de los accidentes constituye una técnica general analítica de gran rendimiento en seguridad al permitir el control sobre el número de accidentes, sus causas, gravedad, localización de puestos de trabajo con riesgo, zonas de cuerpo más expuestas y cuantas circunstancias puedan incidir en los accidentes. A lo largo de distintos periodos de tiempo esto posibilita conocer las situaciones sobre el grado de accidentalidad de un sector o rama de actividad, forma de producirse el accidente, zonas del cuerpo afectado, etc., a partir de los datos obtenidos, consecuencia de una clara y correcta clasificación, orientar a la actuación de las técnicas operativas de seguridad. (Cortez, 2007).
2.9. Marco Legal
Las investigaciones que se han podido revisar y que hacen referencia legal, se hacen en forma general, es decir realizando una descripción general del sector, en los cuales se encuentran:
Resolución C.D. Nº 390. Reglamento del Seguro General del Riesgos del Trabajo del Instituto Ecuatoriano de Seguridad Social-IESS, 2011-11-10.
31
Resolución C.D. Nº 333 Reglamento para el Sistema de Auditorías de Riesgos del Trabajo – SART. Dirección del Seguro General de Riesgos del Trabajo, 2010.
Evaluación de Riesgos Laborales – INSHT – España. RD/39 1997.
Valoración del Riesgo de Estrés Térmico: Índice WBGT – INSHT – España. NTP 322
“El orden jerárquico de aplicación de las normas será el siguiente: La Constitución; los tratados y convenios internacionales; las leyes orgánicas; las leyes ordinarias; las normas regionales y las ordenanzas distritales; los decretos y reglamentos; las ordenanzas; los acuerdos y las resoluciones; y los demás actos y decisiones de los poderes públicos.” (ASAMBLEA CONSTITUYENTE, 2008)(Ver gráfico 2).
En la Constitución Política del Ecuador 2008 (Asamblea Constituyente, 2008), los Art. 33, 326 y 369, como en los convenios internacionales y la legislación nacional (Decretos y Resoluciones), se hace referencia a que el estado garantizará el trabajo digno y el buen vivir de los trabajadores, es así, que a partir del 2010 con la publicación de la Resolución CD 333 SART (IESS, 2010), el sector productivo del país retoma el interés de velar por el bienestar de sus trabajadores, quizá más por imposición, que por responsabilidad social con sus trabajadores.
Esto a pesar que desde el año de 1986 ya existía legislación vigente en temas de Seguridad y salud en el Trabajo, esto hizo que en el país se incrementen los índices de siniestralidad que en muchos años ni siquiera se conozca de estos valores.
32 Actualmente, la normativa ecuatoriana mediante la aplicación de leyes, mandatos y decretos, hace que el control por entidades gubernamentales hacia la industria del sector privado, se pueda evidenciar la aplicación e implementación de sistemas de gestión en Seguridad y Salud Ocupacional, haciendo efecto en los resultados de la reducción de siniestralidad y accidentabilidad.
Gráfico 2: Pirámide de Kelsen
Fuente: (BURBANO, 2011)
2.9.1. Condiciones Generales Ambientales Según la Legislación
Ecuatoriana.
33 De la misma manera en el literal 5 indica que “Se fijan como límites normales de temperatura ºC de bulbo seco y húmedo aquellas que en el gráfico de confort térmico indiquen una sensación confortable; se deberá condicionar los locales de trabajo dentro de tales límites, siempre que el proceso de fabricación y demás condiciones lo permitan.” (Ministerio de Trabajo y Empleo, 1998)
En el Art. 54 Literal e) indica “Se regularán los períodos de actividad, de conformidad al (TGBH), Índice de Temperatura de Globo y Bulbo Húmedo, cargas de trabajo (liviana, moderada, pesada), conforme a la siguiente tabla:” (Ministerio de Trabajo y Empleo, 1998)
Tabla 2: Carga de Trabajo
34
CAPITULO III
3. ESTRATEGIA METODOLÓGICA
3.1. Descripción del sitio
El campo Shushufindi dentro del bloque 57, es el campo petrolero más grande que existe en el Ecuador. Es un campo viejo que sobrepasa los 40 años desde su descubrimiento por las empresas estadounidenses Texaco y Gulf. Según datos de Petroecuador, hasta el 2006, más o menos la cuarta parte de todo el petróleo producido del Oriente había salido del campo Shushufindi.
Ahora se puede usar el modelo de la producción anual de Shushufindi para estimar el total final que producirá el campo. Para esto se grafica la producción acumulada hasta la actualidad y luego se suma cada año la cantidad dada por el modelo de la ecuación exponencial. Este análisis demuestra que el total final de Shushufindi será aproximadamente 1.300 millones de barriles (1,3 Gb), como se muestra en el gráfico 3. La línea sólida representa los datos hasta el 2006, la línea punteada el modelo. Las unidades son en Gb. (Ecuador sin Petróleo, 2009)
35 El clima de la zona se clasifica, según el sistema de Koppen, como tropical lluvioso Tipo A, de selva tropical – Pluvial Subtipo Af. Según Holdridge pertenece al Piso Tropical (T) y la zona de vida bosque húmedo Tropical (Bh-T).
Climatológicamente la zona está influenciada por un régimen correspondiente al de la Llanura Amazónica, la distribución de precipitación a lo largo del año indica un comportamiento bimodal, con períodos de lluvias mayores en los meses de marzo a julio y septiembre a noviembre mientras que el período seco se presenta en los meses de agosto y diciembre. (CINGE Cia. Ltda., 2012)
Según el gráfico 4, el pozo perforado se ubica en las coordenadas UTM X= 316717.120 Y=9970059.00, el perfil del pozo es de tipo “J” que alcanzó una profundidad medida (MD) de 9733 ft y una profundidad vertical verdadera TVD de 10797 ft.
36
3.1.1. Proceso de la Perforación de un Pozo Petrolero en Tierra (On
Shore)
La única manera de saber realmente si hay petróleo en el sitio donde la investigación geológica propone, que se podría localizar un depósito de hidrocarburos, es mediante la perforación de un pozo. El costo para el despliegue de equipos y tecnología para la perforación de un pozo es muy alto. Si lo que se obtiene es un yacimiento pobre en hidrocarburos o vacío, en el peor de los casos, la inversión se transforma en pérdida. (Guevara, 2003) Es por ello que buscando evitar esos riesgos, las compañías petroleras incorporan tecnología de punta para conocer con exactitud, a partir de imágenes, la estructura del subsuelo de una zona de posible exploración. Así, con la información precisa esta industria cuenta con más elementos para decidir en qué lugares y con qué técnica se debe perforar, con el menor número de riesgos de pérdida y consiguiendo ahorros en recursos y tiempo.
En el Ecuador en la región de la Amazonía, la profundidad de un pozo puede estar entre 7.000 y 13.000 pies lineales, dependiendo de la región y de la profundidad a la cual se encuentre la estructura geológica o formación seleccionada con posibilidades de contener petróleo. De acuerdo con la profundidad proyectada del pozo, las formaciones que se van a atravesar y las condiciones propias del subsuelo, se selecciona el equipo de perforación más indicado. El tiempo de perforación de un pozo dependerá de la profundidad programada y las condiciones geológicas del subsuelo. (Guevara, 2003)
37
Tabla 3: Columna Estratigráfica Regional de la Cuenca del Oriente
(Consorcio Shushufindi, 2014)
3.1.2. Características generales del sistema de circulación
El sistema de circulación es el encargado en mover el fluido de perforación en un circuito cerrado de perforación, succionándolo en los tanques activos y enviándolo por medio de las líneas de descarga hacia la torre, pasando luego a través de las conexiones superficiales de la sarta de perforación, la broca y los espacios anulares hasta retornar nuevamente a los tanques activos, pasando por los equipos separadores de sólidos (zarandas). El sistema de circulación consta de lo siguiente: (Días & Nogales, 2013)
- Fluido de Perforación
38 - Línea de retorno
- Equipos separadores (zarandas)
En el grafico 5 se muestra los componentes de un sistema de circulación de manera general.
Gráfico 5: Esquema general de un sistema de circulación en la perforación de un pozo petrolero
(Días & Nogales, 2013)
3.1.3. Tanques de Lodo de Perforación
En el gráfico 6 se observan los tanques de lodo son compartimentos de elaboración y almacenamiento de lodos de perforación, en este sitio dependiendo el avance y requerimiento del pozo es donde se elabora el lodo o fluido de perforación para luego ser inyectado al pozo con la ayuda de las bombas de lodo.
39
Gráfico 6: Tanques de Lodo en un Taladro de Perforación de Pozos
3.1.4. Bombas de Lodo.
Las bombas de lodo en el gráfico 7, son las encargadas en la absorción del fluido de perforación de los tanques de lodo y al mismo tiempo el bombeo hacia el pozo, creando así los ciclos de circulación del fluido. El tiempo que se requiere para que la bomba mueva el fluido de perforación hacia el pozo y de regreso a la superficie se denomina ciclo. (Taladro, 2014)
40
3.1.5. Zarandas o Shakers
Las zarandas o shakers en el gráfico 8, son las primeras en recibir los lodos de perforación que pasan por la línea de flujo principal, al momento que el lodo ingresa en las zarandas, la función de estas es la separación por vibración de los cortes de perforación acarreados por los fluidos que salen del pozo, realizando el tratamiento que separa estos recortes de la formación y enviando a tanques receptores como residuos los cuáles no cumplirán otro ciclo de circulación por dentro del pozo. (Taladro, 2014)
Gráfico 8: Zarandas Durante la Salida del Fluido de Perforación
3.1.6. Fluidos de perforación
41 De acuerdo a la API el fluido de perforación se define como un fluido de circulación empleado en la perforación de pozos para realizar diversas funciones requeridas en las operaciones de perforación. (Lema, 2005)
3.1.7. Funciones básicas del fluido de perforación
Históricamente se han asignado muchos requerimientos al fluido de perforación, ante lo cual se puede deducir que la primera función del fluido de perforación fue la de remover los recortes del fondo del agujero cortados por la broca, pero hoy en día las diversas aplicaciones del fluido de perforación hace difícil asignarle una función específica. (MI-SWACO, 2001)
3.1.7.1. Enfriar y lubricar la broca de la sarta de perforación
Durante el proceso de la perforación se genera considerablemente calor y fricción debido al contacto de la barrena con la formación. El calor generado por la fricción continua es transmitido al fluido de perforación el cuál circula hasta la superficie. Además de enfriar, el fluido de perforación lubrica la columna de perforación, reduciendo a un más el calor producido por la fricción. (MI-SWACO, 2001)
3.1.7.2. Tipos de Fluidos de Perforación
- Base Agua: Consiste en una mezcla de sólidos, líquidos y químicos con agua siendo continuos.
- Algunos de los sólidos reaccionan con la fase agua y químicos disueltos, por lo tanto son llamados sólidos reactivos. la mayoría son arcillas hidratables.
42 - Los otros sólidos no reaccionan con el agua y químicos de manera
significativa, siendo llamados sólidos inertes.
- Base Aceite: Son similares en composición base agua, excepto en la fase continua es aceite en lugar de agua y gotas de agua están emulsificadas en la fase aceite.
- Todos los sólidos son considerados como inertes debido a que no reaccionan con el aceite.
- Evitan la corrosión de la broca y de la sarta de perforación. - Es de alto costo inicial y mantenimiento. (Arrieta, 2011)
Gráfico 9: Acción del lodo de perforación para lubricar y enfriar la broca (PDVSA, 2005)
3.1.7.3. Tipo de Fluido Requerido para la Perforación del Pozo
SHS 137D.
1ra Sección: temperatura de lodo 43ºC
43
(Consorcio Shushufindi, 2014)
2da Sección: temperatura de lodo 70ºC
El fluido de perforación a emplearse para esta sección es el Nativo Disperso basado a las siguientes propiedades, descritas a continuación:
(Consorcio Shushufindi, 2014)
Nota: Se recomienda el bombeo permanente de píldoras con THINSMART, SAPP para mantener limpio el ensamblaje de fondo y maximizar la tasa de penetración. Bombear píldoras de barrido cada 2 o 3 paradas perforadas con M-I GEL (de requerirse), GELEX, SUPER SWEEP. Se bombearán tren de píldoras antes de cada viaje, dispersa y barrido.
3ra Sección: temperatura de lodo 71ºC
44
(Consorcio Shushufindi, 2014)
4ta Sección: temperatura de lodo 59ºC
El fluido de perforación a emplearse para esta sección es el KLASTOP NT basado a las siguientes propiedades, descritas a continuación:
(Consorcio Shushufindi, 2014)
Nota: Desde el inicio del intervalo se adicionará Carbonato de Calcio de diferentes granulometría como material de puenteo y densificante con el fin de garantizar un sello adecuado frente a las arenas perforadas, minimizando el riesgo de pega diferencial.
45
Gráfico 10: Toma de la Temperatura del Lodo a la Salida del Flow Line.
3.2. Metodología
3.2.1. Diseño de la Investigación
La investigación realizada es un diseño descriptivo transversal no probabilístico, para caracterizar los determinantes de microclima laboral en los procesos de tratamiento de lodos durante la perforación de un pozo petrolero, con el fin de prevención de riesgos de accidentes o daños a los trabajadores desde el punto de vista laboral.
Para esto se procede con el levantamiento del mapa de procesos del sistema de circulación de los fluidos de perforación: (ver gráfico 11)
46
3.3. Tipo de Investigación
Es de tipo descriptivo transversal ya que permitió obtener una descripción exacta de sobrecarga térmica evaluando de forma concurrente la exposición a microambiente laboral en los trabajadores del área de tanques de lodo y zarandas.
3.4. Métodos de la Investigación
Métodos teóricos: Documental
Descriptivo transversal Analítico
Deductivo Métodos empíricos: Observación
Métodos estadísticos (Datos históricos de mediciones)
3.5. Población y Muestra
La población y muestra se determina en los trabajadores de un taladro de perforación de pozos petroleros, se determinó puntualmente al personal expuesto en el sitio de estudio.
3.5.1. Población
La población de trabajadores involucrados en las operaciones de perforación en una cuadrilla de 12 horas se describe en el cuadro siguiente:
Tabla 4: Población de trabajadores en una jornada de 12 horas durante la perforación de un pozo petrolero
CARGO NÚMERO
Supervisor 12 horas 1
Perforador 1
47
Continuación de la tabla 4
Cuñeros 3
Obreros de patio 3
Obrero de zaranda 1
Ing. de lodos (Lodero) 1
TOTAL 11
En la tabla 4 se detallan los cargos que ejercen una cuadrilla de trabajadores en una jornada de 12 horas de trabajo, se hace énfasis en la cantidad de obreros de patio, ya que del grupo de los tres obreros de patio, uno de ellos pasa en el área de tanques de lodo y zarandas a cargo del Ing. de lodos.
Como se ha indicado anteriormente, los trabajadores involucrados en el área de estudio están integrados por un Ing. de lodos, un obrero de zarandas y un obrero de patio, total tres personas.
Por consiguiente, en esta investigación no se aplicó criterios muestrales, a objeto de extraer una muestra reducida del universo, y extender la indagación a esta parte elegida de la población trabajadora en el área de estudio.
3.5.2. Muestra
3.5.2.1. Trabajadores del Área de Tanques de Lodo y Zarandas
48
Tabla 5: Nº de trabajadores dentro del área de tanques de lodo y zarandas por jornada de 12 horas:
CARGO NÚMERO
Ing. de Lodos 1
Obrero de Patio 1
Obrero de zaranda 1
TOTAL 3
3.5.2.2. Edad de los Trabajadores del Sitio de Estudio
Uno de los determinantes dentro del estudio de microclima laboral es la edad de los trabajadores en el sitio de estudio el cual se describe en el cuadro siguiente:
Tabla 6: Edad de los trabajadores del área en estudio
CARGO EDAD (años)
Ing. de Lodos 47
Obrero de Patio 22
Obrero de Zaranda 25
Actualmente, en la empresa en estudio en el perfil de los trabajadores no se enuncia la edad propicia de los trabajadores para postularse al cargo a desarrollarse en los puestos en estudio, este determinante se analiza en las recomendaciones del estudio.
3.5.2.3. Tiempo de Trabajo del Personal del Área de Tanques
de Lodo y Zarandas