Breakdown curve for the removal of 2,4-toluene diisocyanate by adsorption using activated carbon in occupational areas
DOI:
https://doi.org/10.4321/s0465-546x2025000100004Keywords:
diisocyanate; activated carbon; occupational toxicologyAbstract
Introduction: The use of diisocyanates in different formulations is posing a challenge in terms of occupational risk prevention due to the new European Directives. In general, these directives require a reduction of the environmental limit values for occupational exposure as well as specific training for the workers who handle them. 2,4-toluene diisocyanate (TDI) is widely used in different industrial sectors, mainly in the production of polyurethanes as well as in the production of sanitary and textile materials.
Method: The adsorption removal process of TDI has been carried out in a laboratory-scale simulated forced draught working hood with various types of activated carbon beds treating the extracted stream. The inlet and outlet concentrations were determined to obtain the breakthrough curve and its variables for subsequent industrial scale-up. The measurement was carried out using colourimetric tubes with high reproducibility on an industrial scale.
Results: Obtaining the breakthrough curves and their variables (breakthrough and saturation times, length of the matter transfer zone and linear flow velocity) allows design for industrial scale-up and actual installation as a starting point. The elimination of TDI is feasible with industrially accessible activated carbons.
Conclusions: In general, it has been determined that the working times allow operating with the same fixed bed during the working day without stops, adapting the ventilation flows to the environmental legislation on diisocyanate emissions.
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References
Uscategui Y. Poliuretanos sintetizados a partir de aceite de higuerilla y diisocianatos candidatos en aplicaciones biomédicas como materiales para suturas no absorbibles [tesis doctoral]. Chía (Colombia): Universidad de La Sabana; 2019.
Saavedra R, González C, Pérez J, et al. Diisocianatos en el ámbito laboral (I): Conceptos generales. Efectos sobre la salud. 2024.
de la Fuente AES, Alba L, Brown A, Fernández M, Bordado JM, de la Hoz Y, et al. Bronchial provocation tests its diagnostic utility and in the recognition of bronchial asthma by toluene diisocyanate/Pruebas de provocación bronquial su utilidad diagnóstica y en la dictaminación de asma bronquial por diisocianato de tolueno. Red de Investigación en Salud en el Trabajo. 2024;3(5):11-15.
Comisión Europea. Reglamento (UE) 2020/1149 de la Comisión de 3 de agosto de 2020 que modifica, por lo que respecta a los diisocianatos, el anexo XVII del Reglamento (CE) 1907/2006 del Parlamento Europeo y del Consejo, relativo al registro, la evaluación, la autorización y la restricción de las sustancias y mezclas químicas (REACH). Diario Oficial de la Unión Europea; 2020.
Instituto Nacional de Seguridad y Salud en el Trabajo. Límites de exposición profesional para agentes químicos 2024. Instituto Nacional de Seguridad y Salud en el Trabajo; 2024.
Domínguez J, Pérez S, García E, et al. Asma inducido por isocianatos. Arch Bronconeumol. 1988;24(6):245-249.
Bagni Sánchez M, Pérez R, González E, et al. Caracterización de poliuretanos obtenidos a partir de polioles “verdes”. En: V Congreso Latinoamericano de Ingeniería y Ciencias Aplicadas; 2018; San Rafael, Argentina. p. 172.
Gregorí BS, Alba L, Brown A, Fernández M, Bordado JM, de la Hoz Y, et al. Los poliuretanos biodegradables. Estudio bibliográfico de su síntesis y aplicaciones. ICIDCA. Sobre los Derivados de la Caña de Azúcar. 2007;41(2):3-9.
Cruz MDC, Roblero YR, Gordillo RM, Hidalgo MCL, González JHC. Evaluación de la relación molar poliol/diisocianato en las propiedades fisicoquímicas de biopoliuretano producido a partir de grasa avícola. Espacio I+D, Innovación más desarrollo. 2024;13(35).
Ley 31/1995, de 8 de noviembre, de Prevención de Riesgos Laborales. Boletín Oficial del Estado; 1995.
Real Decreto 39/1997, de 17 de enero, por el que se aprueba el Reglamento de los Servicios de Prevención. Boletín Oficial del Estado; 1997.
Instituto Nacional de Seguridad y Salud en el Trabajo. NTP 741: Ventilación general por dilución. Instituto Nacional de Seguridad y Salud en el Trabajo; [fecha de acceso: 28 marzo 2025].
Real Decreto 374/2001, de 6 de abril, sobre la protección de la salud y seguridad de los trabajadores contra los riesgos relacionados con los agentes químicos durante el trabajo. Boletín Oficial del Estado; 2001.
Directiva 2010/75/UE del Parlamento Europeo y del Consejo de 24 de noviembre de 2010 sobre las emisiones industriales (prevención y control integrados de la contaminación). Diario Oficial de la Unión Europea; 2010.
Real Decreto 815/2013, de 18 de octubre, por el que se aprueba el Reglamento de emisiones industriales y de desarrollo de la Ley 16/2002, de 1 de julio, de prevención y control integrados de la contaminación. Boletín Oficial del Estado; 2013.
Determinación de isocianatos orgánicos 2,6 y 2,4-toluen-diisocianato, hexametilendiisocianato, 4,4’-difenilmetano-diisocianato) en aire. Método de derivación y doble detección ultravioleta y electroquímica. Cromatografía líquida de alta resolución; [fecha de acceso: 28 marzo 2025].
Calleja G, et al. Introducción a la ingeniería química. Síntesis. 2008.
Contreras J, et al. Capacidad de adsorción del carbón activado de algarrobo como lecho fijo para la adsorción de níquel. Rev Técnica Fac Ingen Univ Zulia. 2016;39(1):24-30. Disponible en: http://ve.scielo.org/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0254-07702016000100005&lng=es&tlng=es [Accedido: 28 marzo 2025].
Poole CPJ, Owens FJ. Introducción a la nanotecnología. España: Reverte; 2023.
Hardegger E. Introducción a las prácticas de química orgánica. España: Reverte; 2022.
Chia LL, Ng DH. Modification of activated carbon by amination for the removal of methylene blue from aqueous solution. J Environ Chem Eng. 2016;4(3):3142-3149. doi: 10.1016/j.jece.2016.07.023.
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