Por qué los humos de soldadura de aluminio pueden ser peligrosos sin las precauciones adecuadas

Los soldadores y sus empleadores deben comprender los peligros y riesgos para la salud asociados con los humos de soldadura generados al soldar metales no ferrosos como el aluminio. RoboVent

La soldadura de aluminio genera humos peligrosos que pueden causar daños en todo el cuerpo, incluidos el cerebro y el sistema nervioso. ¿Cuánta exposición a los humos de soldadura es demasiada? ¿Y cómo pueden los talleres reducir los riesgos de exposición de los soldadores? Esto es lo que los soldadores y las empresas de soldadura/fabricación deben saber sobre los peligros de la soldadura de aluminio.

Los procesos térmicos como la soldadura producen partículas muy pequeñas (submicrónicas) que pueden inhalarse hacia los pulmones y absorberse en el cuerpo a través del sistema respiratorio. Si bien todos los humos de soldadura son peligrosos cuando se inhalan, los riesgos específicos para la salud dependen de la composición del humo. Los materiales base y los metales de aportación utilizados determinan la composición de los humos de soldadura. Al soldar metales no ferrosos, el alto calor del proceso de soldadura produce una mezcla de óxidos metálicos; partículas metálicas no oxidadas y ahumadas; gases protectores; y ozono.

Los humos de soldadura de aluminio contienen partículas de aluminio y óxido de aluminio junto con otros metales utilizados en la aleación, incluidos cobre, zinc, magnesio, silicio, manganeso y litio. Si bien el metal base produce algo de humo, una parte importante proviene de los consumibles utilizados en el proceso de soldadura.

El gas inerte de tungsteno (TIG) o el gas inerte de metal (MIG) se utilizan comúnmente para aplicaciones de soldadura de aluminio. Cada método producirá diferentes tipos de humos y planteará diferentes riesgos para la salud:

La soldadura MIG y TIG de aluminio también tiende a producir altos niveles de ozono, como resultado de una reacción entre la radiación ultravioleta producida por el arco de soldadura y el oxígeno del aire. La soldadura de aluminio utilizando una carga de aluminio con silicio tiende a producir los niveles más altos de ozono. Los humos de soldadura de aluminio también pueden contener otros gases, incluidos dióxido de carbono, monóxido de carbono y dióxido de nitrógeno.

La exposición al aluminio ahumado y a los óxidos de aluminio puede causar afecciones tanto agudas como crónicas que van desde enfermedades pulmonares hasta daños al sistema nervioso. Los síntomas agudos de la exposición a los humos de soldadura de aluminio incluyen:

La exposición prolongada puede provocar una serie de afecciones crónicas:

La exposición al ozono producido por la soldadura de aluminio tiene impactos en la salud a corto y largo plazo. Los efectos a corto plazo incluyen irritación de ojos, nariz, garganta y pulmones; dolores de cabeza; y función pulmonar temporalmente reducida. Los impactos a largo plazo de la exposición al ozono en la salud incluyen asma y enfermedades pulmonares crónicas.

En los EE. UU., la Administración de Salud y Seguridad Ocupacional (OSHA) establece límites de exposición permisibles (PEL) para los humos de soldadura en su conjunto y para elementos individuales que pueden encontrarse en los humos de soldadura. Estos PEL representan un límite legal; Los talleres son responsables de garantizar que los soldadores no estén expuestos a humos ni a sus componentes en niveles superiores a los PEL.

Los talleres también deben conocer los límites de exposición recomendados por el Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional y la Conferencia Estadounidense de Higienistas Industriales Gubernamentales. Estas pautas, basadas en evidencia científica de los impactos en la salud, a menudo son más bajas que el PEL de OSHA (consulte la Figura 1). Aunque no son legalmente vinculantes, los empleadores pueden optar por establecer límites más estrictos para mejorar la seguridad de los empleados y reducir los riesgos para la salud.

FIGURA 1. Los PEL y los límites de exposición recomendados para contaminantes seleccionados en el aire se presentan como promedios ponderados en el tiempo de ocho horas.

Además de los impactos en la salud de los humos de soldadura, es posible que las empresas también deban considerar posibles riesgos de combustión. Se cree comúnmente que los humos de soldadura no son combustibles porque el material ya está oxidado por el proceso de soldadura. Sin embargo, los estudios científicos han encontrado que, en muchos casos, los humos de soldadura contienen una mezcla de material oxidado y no oxidado. El polvo de aluminio sin oxidar es altamente explosivo en las condiciones adecuadas. Por este motivo, suele ser aconsejable realizar pruebas de los humos de soldadura para determinar su potencial explosivo, incluidos los valores de Kst y Pmax (conocidos como índices de explosión). Si se determina que los humos de soldadura son combustibles, se deben tomar las precauciones adecuadas al diseñar el sistema de recolección de polvo.

Es importante contar con una estrategia de control debido a los riesgos asociados con la exposición a metales respirables y óxidos metálicos provenientes de la soldadura de materiales no ferrosos. Al diseñar una estrategia de control de humos de soldadura peligrosos, es importante tener en cuenta la jerarquía de controles (consulte la Figura 2). Según este principio, los talleres deben intentar estrategias desde lo más alto de la jerarquía (como la eliminación de peligros) antes de confiar en estrategias desde lo más bajo (como implementar controles administrativos). Por ejemplo, las empresas no pueden simplemente exigir a los empleados que dependan del equipo de protección personal (EPP) para reducir la exposición a los humos de soldadura si es posible cumplir con el PEL mediante controles de ingeniería, como la recolección de polvo y la ventilación.

El primer paso para establecer una estrategia de mitigación de humos de soldadura debe ser determinar los niveles de exposición actuales. También se deben utilizar pruebas para validar los sistemas una vez que estén implementados. Las pruebas de calidad del aire pueden implicar uno o ambos de los siguientes:

Eliminar el uso de aluminio y varillas de relleno para soldar generalmente no es una opción. Eso significa que los controles de ingeniería, como la recolección de polvo y la ventilación, suelen ser la primera línea de defensa contra las peligrosas emisiones de la soldadura de aluminio.

Cuando sea posible, los expertos prefieren un sistema de captura en la fuente para la extracción de humos de soldadura. Estos sistemas capturan los humos cerca de la fuente para mantenerlos fuera de la zona de respiración y evitar que se propaguen por la instalación:

En la mayoría de los casos, el sistema de captura en la fuente se conducirá a un colector de polvo industrial, que filtra los contaminantes del aire para su eliminación y devuelve aire limpio y filtrado a las instalaciones. Si no es posible capturar la fuente (por ejemplo, debido al tamaño de las piezas o al uso de puentes grúa), los humos de soldadura se pueden controlar mediante ventilación general o un sistema de recolección de polvo ambiental. Se debe diseñar un sistema ambiental para alejar los humos de donde trabajan las personas y devolver aire limpio y fresco a la zona de trabajo para diluir los contaminantes a niveles seguros. Tanto para la captura en la fuente como para la captura ambiental, se prefiere la filtración de aire usando un recolector de polvo a simplemente ventilar el aire contaminado al exterior, lo que puede poner a la instalación en incumplimiento ambiental.

Si los PEL no se pueden cumplir únicamente con controles de ingeniería, es posible que se requiera PPE, como respiradores purificadores de aire motorizados, para los empleados que trabajan en áreas de alta exposición. Tenga en cuenta que se deben utilizar controles de ingeniería como solución principal; El PPE solo debe usarse cuando los PEL no se pueden cumplir de otras maneras.

Si se determina que los humos de soldadura son combustibles, el sistema de recolección de polvo debe estar equipado con sistemas de seguridad contra incendios y deflagraciones adecuados para reducir el riesgo de una explosión peligrosa dentro del colector o los conductos. El sistema debe cumplir con las regulaciones de OSHA y las normas de la Asociación Nacional de Protección contra Incendios para seguridad contra incendios y explosiones.

Proteger a los soldadores de emisiones peligrosas debe ser una prioridad para los talleres que realizan soldadura de aluminio. Si bien los principios de seguridad de los humos de soldadura siguen siendo en gran medida los mismos en todos los materiales, es útil comprender los riesgos específicos de los materiales con los que se trabaja. Cuando comprenda los riesgos y los límites de exposición, podrá diseñar un sistema que mantendrá a todos a salvo de las emisiones peligrosas de la soldadura.

FIGURA 2. Los talleres deben diseñar e implementar una estrategia de control para los humos de soldadura peligrosos utilizando la Jerarquía de controles.