Soldadura:
Riesgos durante los procesos de soldadura
Introducción:
Se define soldar como la tarea de unir, por diferentes
métodos, dos piezas de igual o distinta naturaleza,
mediante la transformación de la superficie
de contacto al estado líquido, utilizando calor
y/ o compresión.
Existen múltiples técnicas de soldado
lo cual, unido a la gran cantidad de metales existentes
y las sustancias que usan como protectores, aislantes
o aglutinantes, hace que se modifique extraordinariamente
el examen de los riesgos higiénicos inherentes
a este proceso industrial.
Para realizar el estudio higiénico en el puesto
de soldadura se debe tener en cuenta:
- El material base que, en ocasiones, va recubierto
con sustancias protectoras contra la corrosión.
- El metal de aportación con sus correspondientes
sustancias protectoras de soldadura (gases, escorias,
fundentes, desoxidantes, etc.).
Al aplicar el foco calorífico
sobre el material base, se origina los óxidos
correspondientes que pasan al ambiente en forma de
humos.
TIPOS
DE SOLDADURA
Aunque la definición
anteriormente dada no diferencia los materiales que
son soldables y no se especifica qué elementos
o sustancias se pueden soldar, en este capítulo
nos referimos únicamente a soldadura de metales.
Existen dos grandes grupos donde podemos clasificar
todo tipo de soldadura metálica:
· Soldadura con aportación de metal,
entre las que podemos destacar las soldaduras blandas
y duras, con soplete y con arco.
· Soldadura sin aportación de metal,
entre las que se encuentran, soldadura eléctrica
por puntos, soldadura por inducción, por frotamiento,
rayo láser, etc.
Como último punto, podíamos incluir
el corte de metales, aunque no sea soldadura propiamente
dicha.
SOLDADURAS
BLANDAS
Se denomina soldadura
blanda a aquella cuyo material de aportación
funde a una temperatura inferior a 425°C. La aplicación
de dicha soldadura se realiza mediante la fusión
del metal de aportación sobre el foco caliente
( soldador eléctrico, aceite, carbón,
gas) y se transfiere a la pieza que se va a soldar.
Los problemas higiénicos que se generan en
este tipo de soldaduras provienen fundamentalmente
de los humos metálicos (suelen ser de estaño
y plomo en una relación de 60 por 100 de Pb
aproximadamente), con el consiguiente riesgo de saturnismo
por inhalación a través de vías
respiratorias como ingestión (manos sucias
en contacto con comidas, cigarrillos, etc.). La inhalación
de los gases procedentes de los fundentes suelen ser
haluros (floruros).
SOLDADURA
CON SOPLETE
Este tipo de soldadura
se fundamenta en la unión de cuerpos metálicos
por fusión de los mismos. El aporte calórico
se realiza por medio de un soplete en donde se mezclan
dos gases, entre los que destacaremos por su mayor
utilización:
- El aire-gas natural.
- Aire-acetileno.
- Oxígeno-acetileno.
- Oxígeno-hidrógeno.
La mezcla de estos gases se realiza antes de que se
produzca la combustión en la boquilla del soplete,
pudiéndose alcanzar temperaturas de hasta 2.300
°C.
En numerosas ocasiones, se emplean metales de aportación
que pueden ser del mismo material o aleaciones de
más bajo punto de fusión.
Con estos materiales de aportación también
se usan fundentes químicos en prevención
del riesgo más importantes que podemos encontrar
son:
- Gases nitrosos por oxidación del nitrógeno
del aire. N2 + O2 2 NO
2 NO + O2 2 NO2
- Acroleina al calentar los metales si éstos
llevan aceites, grasas o superficies pintadas.
- Anhídrico carbónico por combustión
de materia orgánica.
- Humos metálicos, procedentes del metal base,
así como del material de aportación,
entre los que podemos encontrar fundentes o auto fundentes
tales como aluminio, silicio, cobre, zinc, cobre-fósforo.
Los fundentes suelen ser mezclas de cloruros de fluoruros
para aluminio y carbonatos y bicarbonatos cuando se
suelda hierro, por lo que encontramos Cl-F- y óxidos
alcalinos.
También habrá que poner especial cuidado
en el revestimiento del metal base, galvanizado, minio,
cadmio, etc. Que habría que añadir a
los propios del metal base y del fundente.
Otro de los riesgos que se pueden encontrar son los
escapes de gas (acetileno, propano, butano, hidrógeno)
que aunque no son tóxicos, si que pueden provocar
asfixias y riesgos de explosión.
SOLDADURA
CON ARCO
En este tipo de soldadura,
la fusión del metal de las piezas a soldar
se realiza por medio de un arco voltaico que alcanzan
temperaturas de 4.000 °C aproximadamente. La soldadura
puede ser mediante la fusión del propio electrodo
o bien por electrodo no consumible.
Entre los procesos de electrodos consumibles (los
más utilizados) y electrodos no consumibles
podemos destacar:
SOLDADURA
CON ELECTRODO REVESTIDO
El electrodo se encuentra
revestido con un fundente de una capa que estabiliza
el arco y mejora la soldadura. Este revestimiento
puede ser diferente según las funciones que
se quieran desempeñar:
a) Gases protectores
para evitar la oxidación de la soldadura (carbonatos,
hidratos de carbono, polvo
de carbón vegetal, etc.).
b) Escorias. Igualmente evitan el contacto de la soldadura
con el O2 y el N2 del aire pero además evitan
la contracción brusca por efecto del enfriamiento
rápido.
c) Aglutinantes. No tiene ninguna función con
respecto a la soldadura y sirve para fijar el revestimiento
en el electrodo. Entre ellos destacaremos Silicato
de sodio, resinas fenólicas, dextrina,
goma.
Por lo hasta aquí expuesto, vemos que la función
del electrodo tiene una gran incidencia en el riesgo
higiénico, ya que podemos encontrar deferentes
tipos de electrodos, según se desee una soldadura
u otra.
En efecto, los electrodos pueden ser ácido,
básicos y de rutilo que son lo más comúnmente
utilizados, aunque existe otros, neutros y óxidos
que se emplean menos frecuentemente.
Los electrodos ácidos poseen una gran cantidad
de SiO2 de hasta un 30 por 100, mientras que en los
básicos el componente mayoritario F2Ca (fluoria)
se encuentra del 25 por 100. Los electrodos de rutilo
(TiO2) tiene un contenido del 55 por 100 de óxido
de titanio y otras sustancias en menor cantidad, como
ferromanganeso, magnesita, bentonita, silicato cálcico
y mica.
Por lo tanto, los riesgos que podemos encontrar en
la soldadura con electrodo revestido serán:
- Vapores nitrosos por efecto de arco, ozono por la
radiación ultravioleta que genera el arco.
- Óxidos metálicos, tanto del metal
base como del metal de aportación. Las soldaduras
sobre
hierro oscilan entre 25 y el 50 por 100. En cuanto
al electrodo, óxidos de Fe, Mn, Ti, Sílice
en forma amorfa (electrodos ácidos), floruros,
en formas solubles fundamentalmente, de sodio, potasio
y calcio (electrodos básicos).
- Como en el punto anterior, se pueden encontrar óxidos
de plomo, cadmio o zinc, según el revestimiento
de los metales a soldar (galvanizado, pintura de minio,
cadmiado).
SOLDADURA POR ARCO ELÉCTRICO CON FLUJO DE CO2
Se trata de una combinación
de electrodo revestido y gas protector de la zona
a soldar. A los riesgos existentes en el anterior
punto, hay que añadir aquí la formación
de CO por descomposición de CO2, debido a las
altas temperaturas desarrolladas.
SOLDADURA
POR ARCO SUMERGIDO
En este proceso, el
arco está protegido por material fundente el
cual funde en contacto con la soldadura, siendo alimentado
automáticamente el electrodo. Los riesgos vienen
disminuidos por la protección que el fundente
realiza al ocultar la soldadura.
Se puede detectar SiFe4 si el fundente es de tipo
silíceo y también CO y CO2 en cantidades
apreciables.
SOLDADURA AL ARCO BAJO GAS INERTE
Existen tres procedimientos
de soldadura bajo gas inerte:
Procedimiento TIG (Tugsten Inert Gas)
El electrodo es de tungsteno no consumible y un gas
inerte protector que puede ser argón, helio
o mezclas de ellos, se emplea para soldar el aluminio,
magnesio, cobre y sus aleaciones.
Los compuestos encontrar son, por orden de mayor a
menor concentración: CO, O3 y NO + NO2.
Procedimiento MIG (metal Inert Gas)
Se diferencia del anterior en que el electrodo es
un alambre consumible de alimentación automática
y en que el gas protector suele ser CO2, aunque también
puede encontrarse con argón y helio.
El material de aportación produce gran cantidad
de humos debido fundamentalmente a los desoxidantes
y fundentes, pero los mayores riesgos higiénicos
están determinados por las radiaciones ultravioletas
que generan ozono (O3) y la aparición de vapores
nitrosos (NO + NO2).
SOLDADURA
POR PLASMA
El plasma es el resultado
producido por un arco que calienta un gas ionizándolo.
Los riesgos son los producidos por los vapores nitrosos,
ozono, humos metálicos procedentes del
metal base, disminución del contenido de oxígeno
por desplazamiento de los gases que forman el
plasma o por escapes de los mismos de las botellas
mal manipuladas.
Humos metálicos de metal base o de aportación,
así como del revestimiento.
SOLDADURA AL ARCO POR ELECTRODO DE CARBÓN
Gases desprendidos por
el revestimiento del metal de aportación y
que sirven de protección a.
Como dice el enunciado, se trata de crear un arco
entre el metal base a soldar y un electrodo de la
soldadura.
carbón no consumible añadiendo un metal
de aportación con revestimiento.
Los contaminantes químicos que pueden encontrarse
son como los de casi todos los casos de Óxidos
nitrosos y ozono procedentes del arco voltaico y radiaciones
ultravioleta generan al soldar.
SOLDADURA SIN APORTACIÓN DE METAL
La soldadura sin aportación
de metal se realiza por fusión de la superficie
de las dos piezas a soldar y presión de las
mismas.
Sólo enunciamos las distintas formas en que
se puede efectuar:
- Soldadura eléctrica por puntos.
- Soldadura eléctrica por calentamiento y presión.
- Soldadura FLASH.
- Soldadura por inducción.
- Soldadura por frotamiento.
CORTE DE METAL
Entre la gran variedad
de procesos para el corte de metal que existen se
destacar, por ser los más utilizados, los siguientes:
A la llama: Mediante utilización de gas de
combustión: acetileno, propano, butano, metano,
etc.
Al plasma: Mediante un arco y un gas proyectado a
alta velocidad y temperatura.
Al arco: Fundición de metal mediante aro y
corte por proyección de chorro de aire.
Riesgos: Humos metálicos, gases de descomposición
(acroleina, fosgeno, etc.), recubrimientos (galvanizado,
pinturas, etc.), vapores nitrosos, O3, CO.
Conclusiones:
En casi todos los procesos
de soldadura nos encontramos fundamentalmente:
a) Humos metálicos
que dependerán de una serie de factores como
son punto de fusión y vaporización.
El plomo, zinc y cadmio tienen bajos estos parámetros
por lo que forman fácilmente humos metálicos
al soldar estos metales.
Asimismo hay que tener en cuenta el tipo de soldadura
a emplear siendo aquella que alcance mayor temperatura
la que con más facilidad producirá humos
metálicos.
Entre los humos metálicos que nos podemos encontrar
en los procesos de soldeo, distinguiremos aquellos
que son:
1. Tóxicos o irritantes: cadmio, cromo manganeso,
zinc, mercurio, níquel, titanio,
vanadio, plomo, molibdeno.
2. Neumoconióticos poco peligrosos: aluminio,
hierro, estaño, carbón.
3. Neumocanióticos muy peligrosos: asbestos,
sílice, cobre, berilio.
Tabla: Fusión de metales
b) Gases que se desprenden
al soldar, bien porque se utilice para protegerla
soldadura (CO2, argón, helio, etc.) o bien
porque se desprenden de los revestimientos de electrodos
o piezas a soldar.
Así encontramos vapores nitrosos, siendo el
NO2 el que con mayor concentración nos encontraremos.
Las operaciones realizadas al arco con electrodos
revestidos son las que dan una mayor concentración
de estos vapores y por consiguiente el más
peligroso es el corte al arco con electrodo de tungsteno.
Cuando el soplete quema al vacío, las concentraciones
de NO2 son mayores que durante el proceso de soldeo.
El mayor peligro de los óxidos de nitrógeno
consiste en que su presencia pasa inadvertida hasta
que sobreviene la intoxicación.
El ozono (O3) es otro de los gases que nos vamos a
encontrar, producido por la emisión de rayos
ultravioleta que generan las operaciones de soldeo.
La producción de O3 es menor cuando el gas
protector es argón que cuando es helio. En
cuando al proceso de soldadura, a mayor densidad de
corriente mayor concentración de ozono, siendo
la soldadura al plasma la que mayor concentración
de ozono produce.
El argón, helio y CO2 son gases no tóxicos
pero que pueden crear problemas de asfixia por desplazamiento
de oxígeno del recinto, si éste es cerrado,
pequeño o insuficientemente ventilado. El dióxido
de carbono puede pasar a CO en el arco, siendo muy
peligroso pues impide el proceso de oxigenación
de la sangre.
Cuando la pieza contiene restos de disolvente clorados,
como tricloroetileno, percloroetileno, etc., por acción
de la radiación ultravioleta, se pueden descomponer,
originando gases fuertemente tóxico e irritantes,
como el fosgeno, por lo que se pondrá especial
cuidado en no soldar en presencia de estos disolventes.
También podemos encontrar fluoruros procedentes
de los humos de los fundentes, así como acroleina
al aplicar altas temperaturas sobre glicéridos
(aceites, grasas) que recubren las piezas a soldar.
Por último debemos destacar que es muy importante
la posición en que el operario se encuentra
con respecto a los humos de soldadura, distancia del
operario al electrodo y el grado de ventilación
que exista en el recinto donde se efectúe el
soldeo.
Con respecto a los humos, el operario se coloca paralelamente
a los mismos (posición correcta) perpendicular
a ellos, o intermedia.
La relación entre las cantidades inhaladas
según la posición perpendicular/paralela
puede llegar a ser de 10/1.
De forma similar ocurre si la distancia entre el operario
y el electrodo es más pequeña. Ello
puede estar motivando por utilizar cristales protectores
incorrectos contra la radiación ultravioleta,
(demasiado oscuros) o bien por malos hábitos.
La ventilación es necesaria siempre en los
sitios donde se suelda continuamente ya que los humos
se van acumulando. Esta necesidad se hace mayor cuando
los locales son reducidos o se suelda dentro de tanques,
depósitos, etc.
