PROCEEDINGS OF THE 2015 IEEE THIRTY FIFTH CENTRAL AMERICAN AND PANAMA CONVENTION (CONCAPAN XXXV)
978-1-4673-7872-7/15/$31.00 ©2015 IEEE
Abstract—This paper presents a computational Fuzzy Logic
Model for chemical hazards risk assessment by inhalation in
laboratories. Some influence factors on chemical risk are
deterministic but not completely measurable. As a result, this
research focusses on Fuzzy Logic, instead of a probabilistic
approach. Data for simulation is based on a hypothetical but
completely realistic laboratory. Dependency on time has been
identified as an important factor, describing events on the
laboratory installation. Exposure levels for individual factors,
labor hours and general health overcome current known
strategies used on risk assessment. These conditions are included
in the proposed model.
Index Terms—Chemical Risk, Computational Modeling,
Fuzzy Logic, Human Factors, Inhalation Risk, Risk analysis,
Risk Assessment, Time Dependency.
I. INTRODUCCIÓN
ste artículo propone la utilización de un enfoque
computacional basado en lógica difusa para el cálculo y
modelado del riesgo químico por inhalación (RQI) en un
ambiente de laboratorio en el que existe manipulación de
sustancias. Varias características del problema hacen de la
lógica difusa un enfoque más apropiado para la valoración del
RQI en contraste con los métodos clásicos de cálculo
determinístico [1]. El presente estudio es realizado como parte
de la tesis para optar por el grado de Maestría en Ciencias de
la Computación en el Instituto Tecnológico de Costa Rica.
La valoración del RQI es la identificación y cuantificación
del riesgo resultante de la exposición de determinado agente(s)
químico con cierto grado de peligrosidad a uno o varios
individuos. La peligrosidad es una característica propia de las
propiedades físico-químicas de la sustancia y la exposición es
una cuantificación de la cantidad, tiempo y concentración que
tiene una sustancia en condiciones cercanas a un individuo [2].
El método de valoración cualitativo está basado únicamente en
la conformidad de reglas de seguridad preestablecidas. La
técnica semicuantitativa persigue caracterizar la ocurrencia de
consecuencias indeseables (accidentes o sobreexposiciones) y
la probabilidad de éstas para obtener un índice numérico que
indique el grado de riesgo existente. Finalmente, el método
cuantitativo se refiere a una medición directa en el sitio bajo
análisis [3]. La técnica cuantitativa implica la utilización de
equipos y reactivos a un costo elevado, mientras que la técnica
Óscar M. Obando R., Maestría en Computación, Instituto Tecnológico de
Costa Rica, Apdo. 159-7050, Cartago, Costa Rica (e-mail:
ing.oscar.obando@gmail.com).
Cesar Garita, Maestría en Computación, Instituto Tecnológico de Costa
Rica, Apdo. 159-7050, Cartago, Costa Rica (e-mail: cesar@itcr.ac.cr).
cualitativa no representa de manera fidedigna muchos de los
factores incidentes en el riesgo bajo estudio. De esta manera,
el enfoque semi-cuantitativo es el método con mayor
posibilidad de impacto en los enfoques de gestión del RQI [4].
En este trabajo se propone la aplicación del modelo para
tomar en cuenta factores de naturaleza distinta, desde la
concentración estimada de partículas suspendidas en la
atmósfera del laboratorio, hasta la condición de salud de la
personas que son expuestas. El impacto de la metodología
propuesta busca sistematizar la estimación de RQI
permanente en la instalación, identificar de manera preventiva
los factores de mayor peso y permitir gestionar los recursos de
medidas de seguridad en los puntos de mayor prioridad.
En la sección de trabajos relacionados se hace una breve
revisión del estado actual del tema. En la sección de
conceptos, se definen los umbrales límite de exposición y la
lógica difusa. En la descripción general del enfoque, se explica
cuál fue el procedimiento seguido. En la sección de
metodología de desarrollo se expone un ejemplo de uso y el
detalle matemático del modelado utilizado. En la sección de
resultados se resumen los principales hallazgos del estudio.
Finalmente, se presentan los lineamientos para la continuación
del tema, en la sección de trabajo futuro y las conclusiones de
la investigación.
II. TRABAJOS RELACIONADOS
Algunos países como España, tienen un conjunto de
normas basadas en estudios científicos para la atención del
RQI. El Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el
Trabajo del Ministerio de Empleo (INSHT) tiene una
colección abundante de normas técnicas de protección [5], [6].
Los modelos modernos de evaluación de riesgo surgieron
en 1999 [7]. El referente es el emitido por el “Health and
Safety Executive” (HSE) del Reino Unido. El Departamento de
salud y Seguridad del Ministerio de Trabajo, Asuntos Sociales
y Empleo de Holanda desarrolló una herramienta
computacional para el análisis de riesgo de productos
químicos por inhalación [8].
En [3] se propone el uso de una matriz de riesgo difuso
para caracterizar un proceso que ha sido identificado en varias
dimensiones físicas. Un enfoque similar es propuesto en [9].
Varias características hacen de la lógica difusa un enfoque
recomendable para la valoración de riesgo en contraste con los
métodos clásicos de cálculo determinístico [1]. Este marco
puede ser aplicado en muchas áreas como en clasificación de
patrones [10]. La lógica difusa corresponde a una forma de
lidiar con problemas en los que la imprecisión es la ausencia
Towards a Fuzzy Logic Model for Chemical
Risk Assessment by Inhalation in Laboratories
Oscar M. Obando R. and Cesar Garita, Costa Rica Institute of Technology, Costa Rica
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