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82. Industria de procesamiento y trabajo de metales

Redactor del capítulo: Michael McCann


Índice del contenido

Tablas y Figuras

Perfil general

Operaciones de Fundición y Refinación

Fundición y Refinación
pekkaroto

Fundición y Refinación de Cobre, Plomo y Zinc

Fundición y Refinación de Aluminio
Bertram D. Dinman

Fundición y Refinación de Oro
ID Gadaskina y LA Ryzik

Procesamiento de metales y trabajo de metales

Fundiciones
Franklin E. Mirer

Forja y estampado
parque robert m

Soldadura y Corte Térmico
Philip A. Platcow y GS Lyndon

Tornos
Toni Retsch

Rectificado y pulido
K. Welinder

Lubricantes industriales, fluidos para trabajar metales y aceites automotrices
Richard S Kraus

Tratamiento de superficies de metales
JG Jones, JR Bevan, JA Catton, A. Zober, N. Fish, KM Morse, G. Thomas, MA El Kadeem y Philip A. Platcow

Recuperación de metales
Melvin E. Cassady y Richard D. Ringenwald, Jr.

Cuestiones ambientales en el acabado de metales y revestimientos industriales
stewart forbes

Mesas

Haga clic en un enlace a continuación para ver la tabla en el contexto del artículo.

1. Entradas y salidas para fundición de cobre
2. Entradas y salidas para fundición de plomo
3. Entradas y salidas para fundición de zinc
4. Entradas y salidas para fundición de aluminio
5. Tipos de hornos de fundición.
6. Entradas de materiales de proceso y salidas de contaminación
7. Procesos de soldadura: descripción y peligros
8. Resumen de los peligros
9. Controles para aluminio, por operación
10. Controles para cobre, por funcionamiento
11. Controles de plomo, por funcionamiento
12. Controles para zinc, por operación
13. Controles para magnesio, por operación.
14. Controles de mercurio, por operación
15. Controles para níquel, por funcionamiento
16. Controles para metales preciosos
17. Controles de cadmio, por operación
18. Controles para selenio, por operación
19. Controles para cobalto, por operación
20. Controles para estaño, por operación
21. Controles para titanio, por operación.

Figuras

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Categorías Niños

Miércoles, marzo de 16 2011 20: 28

Fundición y Refinación

Adaptado de la 3ª edición, Enciclopedia de Salud y Seguridad en el Trabajo.

En la producción y refinación de metales, los componentes valiosos se separan del material sin valor en una serie de reacciones físicas y químicas diferentes. El producto final es metal que contiene cantidades controladas de impurezas. La fundición y refinación primaria produce metales directamente a partir de concentrados de minerales, mientras que la fundición y refinación secundaria produce metales a partir de chatarra y desechos del proceso. La chatarra incluye fragmentos y piezas de piezas metálicas, barras, virutas, láminas y alambres que no cumplen con las especificaciones o están desgastados pero que se pueden reciclar (consulte el artículo “Recuperación de metales” en este capítulo).

Descripción general de los procesos

Generalmente se utilizan dos tecnologías de recuperación de metales para producir metales refinados, pirometalúrgico y hidrometalúrgico. Los procesos pirometalúrgicos usan calor para separar los metales deseados de otros materiales. Estos procesos utilizan diferencias entre los potenciales de oxidación, los puntos de fusión, las presiones de vapor, las densidades y/o la miscibilidad de los componentes del mineral cuando se funden. Las tecnologías hidrometalúrgicas se diferencian de los procesos pirometalúrgicos en que los metales deseados se separan de otros materiales mediante técnicas que aprovechan las diferencias entre las solubilidades de los constituyentes y/o las propiedades electroquímicas en soluciones acuosas.

Pirometalurgia

 Durante el procesamiento pirometálico, un mineral, después de ser beneficiado (concentrado por trituración, molienda, flotación y secado), se sinteriza o se tuesta (calcinado) con otros materiales como el polvo de la cámara de filtros y el fundente. Luego, el concentrado se funde, o se derrite, en un alto horno para fusionar los metales deseados en un lingote fundido impuro. Este lingote luego se somete a un tercer proceso pirometálico para refinar el metal al nivel deseado de pureza. Cada vez que se calienta el mineral o el lingote, se crean materiales de desecho. El polvo de la ventilación y los gases del proceso se pueden capturar en una cámara de filtros y se eliminan o se devuelven al proceso, según el contenido de metal residual. También se captura el azufre en el gas, y cuando las concentraciones están por encima del 4% se puede convertir en ácido sulfúrico. Según el origen del mineral y su contenido de metales residuales, también se pueden producir como subproductos varios metales, como el oro y la plata.

El tostado es un importante proceso pirometalúrgico. El tostado por sulfatación se utiliza en la producción de cobalto y zinc. Su propósito es separar los metales para que puedan transformarse en una forma soluble en agua para su posterior procesamiento hidrometalúrgico.

La fundición de minerales sulfurosos produce un concentrado de metal parcialmente oxidado (mata). En la fundición, el material sin valor, generalmente hierro, forma una escoria con el material fundente y se convierte en óxido. Los metales valiosos adquieren la forma metálica en la etapa de conversión, que tiene lugar en hornos de conversión. Este método se utiliza en la producción de cobre y níquel. El hierro, el ferrocromo, el plomo, el magnesio y los compuestos ferrosos se producen por reducción del mineral con carbón vegetal y un fundente (piedra caliza), y el proceso de fundición suele tener lugar en un horno eléctrico. (Véase también el Siderurgia capítulo.) La electrólisis de sal fundida, utilizada en la producción de aluminio, es otro ejemplo de un proceso pirometalúrgico.

La alta temperatura requerida para el tratamiento pirometalúrgico de metales se obtiene quemando combustibles fósiles o usando la reacción exotérmica del propio mineral (por ejemplo, en el proceso de fundición instantánea). El proceso de fundición instantánea es un ejemplo de un proceso pirometalúrgico de ahorro de energía en el que se oxidan el hierro y el azufre del concentrado de mineral. La reacción exotérmica junto con un sistema de recuperación de calor ahorra mucha energía para la fundición. La alta recuperación de azufre del proceso también es beneficiosa para la protección del medio ambiente. La mayoría de las fundiciones de cobre y níquel construidas recientemente utilizan este proceso.

Hidrometalurgia

Ejemplos de procesos hidrometalúrgicos son la lixiviación, la precipitación, la reducción electrolítica, el intercambio iónico, la separación por membranas y la extracción por solventes. La primera etapa de los procesos hidrometalúrgicos es la lixiviación de metales valiosos a partir de materiales menos valiosos, por ejemplo, con ácido sulfúrico. La lixiviación suele ir precedida de un pretratamiento (p. ej., tostado con sulfatación). El proceso de lixiviación a menudo requiere alta presión, la adición de oxígeno o altas temperaturas. La lixiviación también se puede realizar con electricidad. De la solución de lixiviación se recupera el metal deseado o su compuesto por precipitación o reducción utilizando diferentes métodos. La reducción se lleva a cabo, por ejemplo, en la producción de cobalto y níquel con gas.

La electrólisis de metales en soluciones acuosas también se considera un proceso hidrometalúrgico. En el proceso de electrólisis, el ion metálico se reduce al metal. El metal se encuentra en una solución ácida débil de la que precipita sobre cátodos bajo la influencia de una corriente eléctrica. La mayoría de los metales no ferrosos también se pueden refinar mediante electrólisis.

A menudo, los procesos metalúrgicos son una combinación de procesos pirometalúrgicos e hidrometalúrgicos, según el concentrado de mineral a tratar y el tipo de metal a refinar. Un ejemplo es la producción de níquel.

Riesgos y su prevención

La prevención de riesgos para la salud y accidentes en la industria metalúrgica es principalmente una cuestión educativa y técnica. Los exámenes médicos son secundarios y sólo tienen un papel complementario en la prevención de riesgos para la salud. Un armónico intercambio de información y colaboración entre los departamentos de planificación, línea, seguridad y salud ocupacional dentro de la empresa dan el resultado más eficiente en la prevención de riesgos para la salud.

Las mejores y menos costosas medidas preventivas son las que se toman en la etapa de planificación de una nueva planta o proceso. En la planificación de nuevas instalaciones de producción, se deben tener en cuenta como mínimo los siguientes aspectos:

  • Las fuentes potenciales de contaminantes del aire deben encerrarse y aislarse.
  • El diseño y la ubicación del equipo de proceso deben permitir un fácil acceso para fines de mantenimiento.
  • Las áreas en las que pueda ocurrir un peligro repentino e inesperado deben monitorearse continuamente. Deben incluirse avisos de advertencia adecuados. Por ejemplo, las áreas en las que la exposición a arsina o cianuro de hidrógeno podría ser posible deben estar bajo monitoreo continuo.
  • La adición y el manejo de químicos de proceso tóxicos deben planificarse de modo que se pueda evitar el manejo manual.
  • Siempre que sea posible, se deben utilizar dispositivos de muestreo de higiene ocupacional personal para evaluar la exposición real del trabajador individual. El monitoreo fijo regular de gases, polvo y ruido brinda una visión general de la exposición, pero solo tiene un papel complementario en la evaluación de la dosis de exposición.
  • En la planificación del espacio se deben tener en cuenta los requerimientos de futuros cambios o ampliaciones del proceso para que no empeoren los estándares de higiene ocupacional de la planta.
  • Debe haber un sistema continuo de capacitación y educación para el personal de seguridad y salud, así como para los capataces y trabajadores. En particular, los nuevos trabajadores deben estar bien informados sobre los posibles riesgos para la salud y cómo prevenirlos en sus propios entornos de trabajo. Además, la capacitación debe realizarse siempre que se introduzca un nuevo proceso.
  • Las prácticas de trabajo son importantes. Por ejemplo, la higiene personal deficiente al comer y fumar en el lugar de trabajo puede aumentar considerablemente la exposición personal.
  • La gerencia debe tener un sistema de monitoreo de seguridad y salud que produzca datos adecuados para la toma de decisiones técnicas y económicas.

 

Los siguientes son algunos de los peligros y precauciones específicos que se encuentran en la fundición y el refinado.

lesiones

La industria de fundición y refinación tiene una tasa más alta de lesiones que la mayoría de las otras industrias. Las fuentes de estas lesiones incluyen: salpicaduras y derrames de metal fundido y escoria que resultan en quemaduras; explosiones de gas y explosiones por contacto de metal fundido con agua; colisiones con locomotoras, vagones, grúas viajeras y otros equipos móviles en movimiento; caídas de objetos pesados; cae desde una altura (p. ej., al acceder a la cabina de una grúa); y lesiones por resbalones y tropiezos debido a la obstrucción de pisos y pasillos.

Las precauciones incluyen: capacitación adecuada, equipo de protección personal (PPE) apropiado (por ejemplo, cascos, zapatos de seguridad, guantes de trabajo y ropa protectora); buen almacenamiento, limpieza y mantenimiento de equipos; reglas de tránsito para equipo en movimiento (incluidas rutas definidas y un sistema efectivo de señales y advertencias); y un programa de protección contra caídas.

PROCESADOR

Las enfermedades de estrés por calor, como el golpe de calor, son un peligro común, principalmente debido a la radiación infrarroja de los hornos y el metal fundido. Esto es especialmente un problema cuando se debe realizar un trabajo extenuante en ambientes calurosos.

La prevención de enfermedades por calor puede implicar pantallas de agua o cortinas de aire frente a los hornos, enfriamiento puntual, cabinas cerradas con aire acondicionado, ropa protectora contra el calor y trajes enfriados por aire, que permitan suficiente tiempo para la aclimatación, pausas para trabajar en áreas frescas y un suministro adecuado. de bebidas para consumo frecuente.

Peligros químicos

La exposición a una amplia variedad de polvos, humos, gases y otros productos químicos peligrosos puede ocurrir durante las operaciones de fundición y refinación. La trituración y molienda del mineral, en particular, puede resultar en una alta exposición a sílice y polvos metálicos tóxicos (p. ej., que contienen plomo, arsénico y cadmio). También puede haber exposición al polvo durante las operaciones de mantenimiento del horno. Durante las operaciones de fundición, los humos metálicos pueden ser un problema importante.

Las emisiones de polvo y humo se pueden controlar mediante el encierro, la automatización de procesos, la ventilación por extracción local y por dilución, el humedecimiento de los materiales, la manipulación reducida de materiales y otros cambios en los procesos. Cuando estos no sean adecuados, se necesitará protección respiratoria.

Muchas operaciones de fundición implican la producción de grandes cantidades de dióxido de azufre a partir de minerales sulfurados y monóxido de carbono a partir de procesos de combustión. La dilución y la ventilación de escape local (LEV) son esenciales.

El ácido sulfúrico se produce como subproducto de las operaciones de fundición y se utiliza en el refinado electrolítico y la lixiviación de metales. La exposición puede ocurrir tanto al líquido como a las nieblas de ácido sulfúrico. Se necesita protección para la piel y los ojos y LEV.

La fundición y el refinado de algunos metales pueden tener riesgos especiales. Los ejemplos incluyen carbonilo de níquel en la refinación de níquel, fluoruros en la fundición de aluminio, arsénico en la fundición y refinación de cobre y plomo, y exposiciones al mercurio y cianuro durante la refinación de oro. Estos procesos requieren sus propias precauciones especiales.

Otros peligros

El deslumbramiento y la radiación infrarroja de los hornos y el metal fundido pueden causar daños en los ojos, incluidas cataratas. Se deben usar gafas protectoras y protectores faciales adecuados. Los altos niveles de radiación infrarroja también pueden causar quemaduras en la piel a menos que se use ropa protectora.

Los altos niveles de ruido de la trituración y molienda del mineral, los sopladores de descarga de gas y los hornos eléctricos de alta potencia pueden causar pérdida de audición. Si la fuente del ruido no se puede encerrar o aislar, se deben usar protectores auditivos. Debe instituirse un programa de conservación de la audición que incluya pruebas audiométricas y capacitación.

Los peligros eléctricos pueden ocurrir durante los procesos electrolíticos. Las precauciones incluyen el mantenimiento eléctrico adecuado con procedimientos de bloqueo/etiquetado; guantes, ropa y herramientas aislantes; e interruptores de circuito de falla a tierra donde sea necesario.

El levantamiento y manejo manual de materiales puede causar lesiones en la espalda y las extremidades superiores. Las ayudas mecánicas de elevación y la capacitación adecuada en los métodos de elevación pueden reducir este problema.

Contaminación y Protección del Medio Ambiente

Las emisiones de gases irritantes y corrosivos como el dióxido de azufre, el sulfuro de hidrógeno y el cloruro de hidrógeno pueden contribuir a la contaminación del aire y provocar la corrosión de los metales y el hormigón dentro de la planta y en el entorno circundante. La tolerancia de la vegetación al dióxido de azufre varía según el tipo de bosque y suelo. En general, los árboles de hoja perenne toleran concentraciones más bajas de dióxido de azufre que los de hoja caduca. Las emisiones de partículas pueden contener partículas no específicas, fluoruros, plomo, arsénico, cadmio y muchos otros metales tóxicos. Los efluentes de aguas residuales pueden contener una variedad de metales tóxicos, ácido sulfúrico y otras impurezas. Los desechos sólidos pueden estar contaminados con arsénico, plomo, sulfuros de hierro, sílice y otros contaminantes.

La gestión de la fundición debe incluir la evaluación y el control de las emisiones de la planta. Este es un trabajo especializado que debe ser realizado únicamente por personal completamente familiarizado con las propiedades químicas y toxicidades de los materiales descargados de los procesos de la planta. El estado físico del material, la temperatura a la que sale del proceso, otros materiales en la corriente de gas y otros factores deben tenerse en cuenta al planificar medidas para controlar la contaminación del aire. También es deseable mantener una estación meteorológica, llevar registros meteorológicos y estar preparado para reducir la producción cuando las condiciones climáticas no sean favorables para la dispersión de los efluentes de la chimenea. Los viajes de campo son necesarios para observar el efecto de la contaminación del aire en las áreas residenciales y agrícolas.

El dióxido de azufre, uno de los principales contaminantes, se recupera como ácido sulfúrico cuando está presente en cantidad suficiente. De lo contrario, para cumplir con los estándares de emisión, el dióxido de azufre y otros desechos gaseosos peligrosos se controlan mediante depuración. Las emisiones de partículas se controlan comúnmente mediante filtros de tela y precipitadores electrostáticos.

Grandes cantidades de agua se utilizan en procesos de flotación como la concentración de cobre. La mayor parte de esta agua se recicla de nuevo en el proceso. Los relaves del proceso de flotación se bombean como lodos a estanques de sedimentación. El agua se recicla en el proceso. El agua de proceso que contiene metales y el agua de lluvia se limpian en plantas de tratamiento de agua antes de su descarga o reciclaje.

Los desechos en fase sólida incluyen escorias de fundición, lodos de purga de la conversión de dióxido de azufre en ácido sulfúrico y lodos de embalses superficiales (p. ej., estanques de sedimentación). Algunas escorias se pueden reconcentrar y devolver a las fundiciones para su reprocesamiento o recuperación de otros metales presentes. Muchos de estos desechos en fase sólida son desechos peligrosos que deben almacenarse de acuerdo con las normas ambientales.

 

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Miércoles, marzo de 16 2011 20: 59

Fundición y Refinación de Cobre, Plomo y Zinc

Adaptado de EPA 1995.

Cobre

El cobre se extrae tanto en minas a cielo abierto como subterráneas, según la ley del mineral y la naturaleza del yacimiento. El mineral de cobre normalmente contiene menos del 1% de cobre en forma de minerales de sulfuro. Una vez que el mineral se entrega sobre el suelo, se tritura y muele hasta obtener una finura de polvo y luego se concentra para su posterior procesamiento. En el proceso de concentración, el mineral molido se mezcla con agua, se agregan reactivos químicos y se sopla aire a través de la suspensión. Las burbujas de aire se adhieren a los minerales de cobre y luego se eliminan de la parte superior de las celdas de flotación. El concentrado contiene entre 20 y 30% de cobre. Los relaves, o minerales de ganga, del mineral caen al fondo de las celdas y se extraen, se deshidratan mediante espesadores y se transportan como una lechada a un estanque de relaves para su eliminación. Toda el agua utilizada en esta operación, desde los espesadores de deshidratación y la balsa de relaves, se recupera y se recicla nuevamente al proceso.

El cobre se puede producir de forma pirometalúrgica o hidrometalúrgica, según el tipo de mineral utilizado como carga. Los concentrados de mineral, que contienen minerales de sulfuro de cobre y sulfuro de hierro, se tratan mediante procesos pirometalúrgicos para producir productos de cobre de alta pureza. Los minerales de óxido, que contienen minerales de óxido de cobre que pueden encontrarse en otras partes de la mina, junto con otros materiales de desecho oxidados, se tratan mediante procesos hidrometalúrgicos para producir productos de cobre de alta pureza.

La conversión de cobre del mineral a metal se logra mediante la fundición. Durante la fundición, los concentrados se secan y se introducen en uno de varios tipos diferentes de hornos. Allí, los minerales de sulfuro se oxidan parcialmente y se derriten para producir una capa de mata, una mezcla de sulfuro de cobre y hierro y escoria, una capa superior de desechos.

El mate se procesa aún más mediante la conversión. La escoria se extrae del horno y se almacena o desecha en pilas de escoria en el sitio. Una pequeña cantidad de escoria se vende para balasto de ferrocarril y para arenado. Un tercer producto del proceso de fundición es el dióxido de azufre, un gas que se recolecta, purifica y convierte en ácido sulfúrico para su venta o uso en operaciones de lixiviación hidrometalúrgica.

Después de la fundición, la mata de cobre se introduce en un convertidor. Durante este proceso, la mata de cobre se vierte en un recipiente cilíndrico horizontal (aproximadamente 10 x 4 m) equipado con una hilera de tuberías. Las tuberías, conocidas como toberas, se proyectan hacia el interior del cilindro y se utilizan para introducir aire en el convertidor. Se agrega cal y sílice a la mata de cobre para que reaccione con el óxido de hierro producido en el proceso para formar escoria. También se puede agregar chatarra de cobre al convertidor. El horno se gira para que las toberas queden sumergidas y se sopla aire en la mata fundida, lo que hace que el resto del sulfuro de hierro reaccione con el oxígeno para formar óxido de hierro y dióxido de azufre. Luego se hace girar el convertidor para verter la escoria de silicato de hierro.

Una vez que se elimina todo el hierro, el convertidor gira hacia atrás y se le da un segundo golpe de aire durante el cual el resto del azufre se oxida y se elimina del sulfuro de cobre. Luego se hace girar el convertidor para verter el cobre fundido, que en este punto se llama cobre ampollado (llamado así porque si se deja solidificar en este punto, tendrá una superficie irregular debido a la presencia de oxígeno gaseoso y azufre). El dióxido de azufre de los convertidores se recolecta y alimenta al sistema de purificación de gas junto con el del horno de fundición y se convierte en ácido sulfúrico. Debido a su contenido de cobre residual, la escoria se recicla nuevamente al horno de fundición.

El cobre blíster, que contiene un mínimo de 98.5 % de cobre, se refina a cobre de alta pureza en dos pasos. El primer paso es el refinado al fuego, en el que el cobre ampolloso fundido se vierte en un horno cilíndrico, de apariencia similar a un convertidor, donde primero se sopla aire y luego gas natural o propano a través de la masa fundida para eliminar el último azufre y cualquier resto. oxígeno residual del cobre. Luego, el cobre fundido se vierte en una rueda de fundición para formar ánodos lo suficientemente puros para la electrorrefinación.

En el electrorrefinado, los ánodos de cobre se cargan en celdas electrolíticas y se intercalan con láminas iniciales de cobre, o cátodos, en un baño de solución de sulfato de cobre. Cuando pasa una corriente continua a través de la celda, el cobre se disuelve del ánodo, se transporta a través del electrolito y se vuelve a depositar en las láminas iniciales del cátodo. Cuando los cátodos se han acumulado hasta un espesor suficiente, se retiran de la celda electrolítica y se coloca un nuevo juego de láminas iniciales en su lugar. Las impurezas sólidas en los ánodos caen al fondo de la celda como un lodo donde finalmente se recolectan y procesan para la recuperación de metales preciosos como el oro y la plata. Este material se conoce como limo anódico.

Los cátodos extraídos de la celda electrolítica son el producto principal del productor de cobre y contienen 99.99% de cobre. Estos pueden venderse a molinos de alambrón como cátodos o procesarse posteriormente hasta obtener un producto llamado alambrón. En la fabricación de alambrón, los cátodos se funden en un horno de cuba y el cobre fundido se vierte en una rueda de fundición para formar una barra apta para laminarse en un alambrón continuo de 3/8 de pulgada de diámetro. Este producto de alambrón se envía a molinos de alambre donde se extruye en varios tamaños de alambre de cobre.

En el proceso hidrometalúrgico, los minerales oxidados y los materiales de desecho se lixivian con ácido sulfúrico del proceso de fundición. La lixiviación se realiza in situ, o en pilas especialmente preparadas distribuyendo ácido por la parte superior y permitiendo que se filtre a través del material donde se recolecta. El suelo debajo de las pilas de lixiviación está revestido con un material plástico impermeable a prueba de ácidos para evitar que el licor de lixiviación contamine las aguas subterráneas. Una vez que se recolectan las soluciones ricas en cobre, se pueden procesar mediante cualquiera de dos procesos: el proceso de cementación o el proceso de extracción por solvente/electroobtención (SXEW). En el proceso de cementación (que rara vez se usa hoy en día), el cobre en la solución ácida se deposita en la superficie de la chatarra de hierro a cambio del hierro. Cuando se ha cementado suficiente cobre, el hierro rico en cobre se coloca en la fundición junto con los concentrados de mineral para la recuperación de cobre a través de la ruta pirometalúrgica.

En el proceso SXEW, la solución de lixiviación cargada (PLS) se concentra mediante extracción por solvente, que extrae cobre pero no metales impuros (hierro y otras impurezas). Luego, la solución orgánica cargada de cobre se separa del lixiviado en un tanque de sedimentación. Se agrega ácido sulfúrico a la mezcla orgánica cargada, que despoja el cobre en una solución electrolítica. El lixiviado, que contiene el hierro y otras impurezas, se devuelve a la operación de lixiviación donde su ácido se usa para una mayor lixiviación. La solución de banda rica en cobre pasa a una celda electrolítica conocida como celda de electroobtención. Una celda de electroobtención se diferencia de una celda de electrorrefinación en que utiliza un ánodo permanente e insoluble. Luego, el cobre en solución se deposita en un cátodo de hoja inicial de la misma manera que en el cátodo en una celda de electrorrefinación. El electrolito empobrecido en cobre se devuelve al proceso de extracción con solvente, donde se usa para extraer más cobre de la solución orgánica. Los cátodos producidos a partir del proceso de electroobtención se venden o se transforman en varillas de la misma manera que los producidos a partir del proceso de electrorrefinación.

Las celdas de electroobtención también se utilizan para la preparación de láminas iniciales para los procesos de electrorrefinación y electroobtención mediante el recubrimiento del cobre sobre cátodos de acero inoxidable o titanio y luego se quita el cobre recubierto.

Los peligros y su prevención.

Los principales peligros son la exposición a polvos de mineral durante el procesamiento y la fundición del mineral, los humos metálicos (incluidos el cobre, el plomo y el arsénico) durante la fundición, el dióxido de azufre y el monóxido de carbono durante la mayoría de las operaciones de fundición, el ruido de las operaciones de trituración y molienda y de los hornos, el estrés por calor de los hornos y el ácido sulfúrico y los peligros eléctricos durante los procesos electrolíticos.

Las precauciones incluyen: LEV para polvos durante las operaciones de transferencia; extracción local y ventilación de dilución para dióxido de azufre y monóxido de carbono; un programa de control de ruido y protección auditiva; ropa y escudos protectores, pausas para descansar y líquidos para el estrés por calor; y LEV, PPE y precauciones eléctricas para procesos electrolíticos. La protección respiratoria se usa comúnmente para protegerse contra el polvo, los humos y el dióxido de azufre.

La Tabla 1 enumera los contaminantes ambientales para varios pasos en la fundición y refinación de cobre.

Tabla 1. Entradas de materiales de proceso y salidas de contaminación para la fundición y refinación de cobre

Proceso

entrada de materiales

Emisiones de aire

Residuos de proceso

Otros desechos

Concentración de cobre

Mineral de cobre, agua, reactivos químicos, espesantes

 

Aguas residuales de flotación

Relaves que contienen minerales de desecho como piedra caliza y cuarzo

Lixiviación de cobre

Concentrado de cobre, ácido sulfúrico

 

Lixiviado no controlado

Residuos de lixiviación en pilas

fundición de cobre

Concentrado de cobre, fundente silíceo

Dióxido de azufre, material particulado que contiene arsénico, antimonio, cadmio, plomo, mercurio y zinc

 

Lodos/lodos de purga de plantas ácidas, escoria que contiene sulfuros de hierro, sílice

Conversión de cobre

Mata de cobre, chatarra de cobre, fundente silíceo

Dióxido de azufre, material particulado que contiene arsénico, antimonio, cadmio, plomo, mercurio y zinc

 

Lodos/lodos de purga de plantas ácidas, escoria que contiene sulfuros de hierro, sílice

Refinación de cobre electrolítico

Blíster de cobre, ácido sulfúrico

   

Lodos que contienen impurezas como oro, plata, antimonio, arsénico, bismuto, hierro, plomo, níquel, selenio, azufre y zinc

 

Lidera

El proceso de producción de plomo primario consta de cuatro pasos: sinterización, fundición, escoria y refinación pirometalúrgica. Para empezar, una materia prima compuesta principalmente de concentrado de plomo en forma de sulfuro de plomo se introduce en una máquina de sinterización. Se pueden agregar otras materias primas, como hierro, sílice, fundente de piedra caliza, coque, sosa, ceniza, pirita, zinc, cáustico y partículas recolectadas de los dispositivos de control de la contaminación. En la máquina de sinterización, la materia prima de plomo se somete a ráfagas de aire caliente que queman el azufre y crean dióxido de azufre. El material de óxido de plomo existente después de este proceso contiene alrededor del 9% de su peso en carbono. Luego, el sinterizado se alimenta junto con el coque, varios materiales reciclados y de limpieza, piedra caliza y otros agentes fundentes en un alto horno para la reducción, donde el carbón actúa como combustible y funde el material de plomo. El plomo fundido fluye hacia el fondo del horno donde se forman cuatro capas: “speiss” (el material más liviano, básicamente arsénico y antimonio); “mata” (sulfuro de cobre y otros sulfuros metálicos); escoria de alto horno (principalmente silicatos); y lingotes de plomo (98% de plomo, por peso). A continuación, se escurren todas las capas. El speiss y la mata se venden a fundiciones de cobre para la recuperación de cobre y metales preciosos. La escoria de alto horno que contiene zinc, hierro, sílice y cal se almacena en pilas y se recicla parcialmente. Las emisiones de óxido de azufre se generan en los altos hornos a partir de pequeñas cantidades de sulfuro de plomo residual y sulfatos de plomo en la alimentación del sinterizado.

Los lingotes de plomo en bruto del alto horno generalmente requieren un tratamiento preliminar en calderas antes de someterse a las operaciones de refinación. Durante la formación de escoria, el lingote se agita en una caldera de escoria y se enfría justo por encima de su punto de congelación (370 a 425 °C). Una escoria, que se compone de óxido de plomo, junto con cobre, antimonio y otros elementos, flota hacia la parte superior y se solidifica sobre el plomo fundido.

La escoria se retira y se introduce en un horno de escoria para recuperar los metales útiles distintos del plomo. Para mejorar la recuperación de cobre, los lingotes de plomo en escoria se tratan agregando materiales que contienen azufre, zinc y/o aluminio, lo que reduce el contenido de cobre a aproximadamente 0.01 %.

Durante el cuarto paso, el lingote de plomo se refina utilizando métodos pirometalúrgicos para eliminar cualquier material vendible que no sea plomo restante (por ejemplo, oro, plata, bismuto, zinc y óxidos metálicos como antimonio, arsénico, estaño y óxido de cobre). El plomo se refina en una caldera de hierro fundido en cinco etapas. Primero se eliminan el antimonio, el estaño y el arsénico. Luego se agrega zinc y se eliminan el oro y la plata en la escoria de zinc. A continuación, el plomo se refina mediante la extracción al vacío (destilación) del zinc. El refinado continúa con la adición de calcio y magnesio. Estos dos materiales se combinan con el bismuto para formar un compuesto insoluble que se extrae de la tetera. En el paso final, se puede agregar sosa cáustica y/o nitratos al plomo para eliminar cualquier resto de impurezas metálicas. El plomo refinado tendrá una pureza de 99.90 a 99.99 % y podrá mezclarse con otros metales para formar aleaciones o directamente moldearse en formas.

Los peligros y su prevención.

Los principales peligros son la exposición a polvos de mineral durante el procesamiento y la fundición del mineral, los vapores metálicos (incluidos el plomo, el arsénico y el antimonio) durante la fundición, el dióxido de azufre y el monóxido de carbono durante la mayoría de las operaciones de fundición, el ruido de las operaciones de molienda y trituración y de los hornos, y el estrés por calor. de los hornos.

Las precauciones incluyen: LEV para polvos durante las operaciones de transferencia; extracción local y ventilación de dilución para dióxido de azufre y monóxido de carbono; un programa de control de ruido y protección auditiva; y ropa protectora y escudos, descansos y líquidos para el estrés por calor. La protección respiratoria se usa comúnmente para protegerse contra el polvo, los humos y el dióxido de azufre. El monitoreo biológico del plomo es esencial.

La Tabla 2 enumera los contaminantes ambientales para varios pasos en la fundición y refinación de plomo.

Tabla 2. Entradas de materiales de proceso y salidas de contaminación para la fundición y refinación de plomo

Proceso

entrada de materiales

Emisiones de aire

Residuos de proceso

Otros desechos

Sinterización de plomo

Mineral de plomo, hierro, sílice, fundente de piedra caliza, coque, soda, ceniza, pirita, zinc, cáustico, polvo de cámara de filtros

Dióxido de azufre, partículas que contienen cadmio y plomo

   

fundición de plomo

sinterizado de plomo, coque

Dióxido de azufre, partículas que contienen cadmio y plomo

Aguas residuales de lavado de plantas, agua de granulación de escoria

Escoria que contiene impurezas como zinc, hierro, sílice y cal, sólidos de embalses superficiales

escoria de plomo

Lingotes de plomo, carbonato de sodio, azufre, polvo de cámara de filtros, coque

   

Escoria que contiene impurezas tales como cobre, sólidos de embalses superficiales

Refinación de plomo

Lingotes de escoria de plomo

     

 

Zinc

El concentrado de zinc se produce separando el mineral, que puede contener tan solo un 2 % de zinc, de la roca estéril mediante trituración y flotación, un proceso que normalmente se realiza en el sitio de la mina. Luego, el concentrado de zinc se reduce a zinc metálico en una de dos formas: pirometalúrgicamente por destilación (retorta en un horno) o hidrometalúrgicamente por electroobtención. Este último representa aproximadamente el 80% del total de la refinación de zinc.

En el refinado hidrometalúrgico de zinc se utilizan generalmente cuatro etapas de procesamiento: calcinación, lixiviación, purificación y electroobtención. La calcinación, o tostado, es un proceso a alta temperatura (700 a 1000 °C) que convierte el concentrado de sulfuro de zinc en un óxido de zinc impuro llamado calcina. Los tipos de tostadores incluyen hogar múltiple, suspensión o lecho fluidizado. En general, la calcinación comienza con la mezcla de materiales que contienen zinc con carbón. Luego, esta mezcla se calienta, o se tuesta, para vaporizar el óxido de zinc que luego se saca de la cámara de reacción con la corriente de gas resultante. La corriente de gas se dirige al área de la cámara de filtros (filtro) donde el óxido de zinc se captura en el polvo de la cámara de filtros.

Todos los procesos de calcinación generan dióxido de azufre, que se controla y convierte en ácido sulfúrico como subproducto comercializable del proceso.

El procesamiento electrolítico de la calcina desulfurada consta de tres pasos básicos: lixiviación, purificación y electrólisis. La lixiviación se refiere a la disolución de la calcina capturada en una solución de ácido sulfúrico para formar una solución de sulfato de zinc. La calcina puede lixiviarse una o dos veces. En el método de doble lixiviación, la calcina se disuelve en una solución ligeramente ácida para eliminar los sulfatos. Luego, la calcina se lixivia por segunda vez en una solución más fuerte que disuelve el zinc. Este segundo paso de lixiviación es en realidad el comienzo del tercer paso de purificación porque muchas de las impurezas de hierro se eliminan de la solución, así como el zinc.

Después de la lixiviación, la solución se purifica en dos o más etapas mediante la adición de polvo de zinc. La solución se purifica a medida que el polvo fuerza la precipitación de elementos nocivos para que puedan ser filtrados. La purificación generalmente se lleva a cabo en grandes tanques de agitación. El proceso tiene lugar a temperaturas que oscilan entre 40 y 85 °C y presiones que van desde la atmosférica hasta las 2.4 atmósferas. Los elementos recuperados durante la purificación incluyen cobre como torta y cadmio como metal. Después de la purificación, la solución está lista para el paso final, la electroobtención.

La electroobtención de zinc se lleva a cabo en una celda electrolítica e implica el paso de una corriente eléctrica desde un ánodo de aleación de plomo y plata a través de la solución acuosa de zinc. Este proceso carga el zinc suspendido y lo obliga a depositarse en un cátodo de aluminio que se sumerge en la solución. Cada 24 a 48 horas, se apaga cada celda, se retiran y enjuagan los cátodos revestidos de zinc y se extrae mecánicamente el zinc de las placas de aluminio. El concentrado de zinc luego se funde y se moldea en lingotes y, a menudo, tiene una pureza de hasta el 99.995 %.

Las fundiciones de zinc electrolítico contienen hasta varios cientos de celdas. Una parte de la energía eléctrica se convierte en calor, lo que aumenta la temperatura del electrolito. Las celdas electrolíticas operan en rangos de temperatura de 30 a 35°C a presión atmosférica. Durante la electroobtención, una parte del electrolito pasa a través de torres de enfriamiento para disminuir su temperatura y evaporar el agua que acumula durante el proceso.

Los peligros y su prevención.

Los principales peligros son la exposición a polvos de minerales durante el procesamiento y la fundición del mineral, los humos metálicos (incluidos el zinc y el plomo) durante el refinado y el tostado, el dióxido de azufre y el monóxido de carbono durante la mayoría de las operaciones de fundición, el ruido de las operaciones de trituración y molienda y de los hornos, el estrés por calor de los hornos y el ácido sulfúrico y los peligros eléctricos durante los procesos electrolíticos.

Las precauciones incluyen: LEV para polvos durante las operaciones de transferencia; extracción local y ventilación de dilución para dióxido de azufre y monóxido de carbono; un programa de control de ruido y protección auditiva; ropa y escudos protectores, pausas para descansar y líquidos para el estrés por calor; y LEV, PPE y precauciones eléctricas para procesos electrolíticos. La protección respiratoria se usa comúnmente para protegerse contra el polvo, los humos y el dióxido de azufre.

La Tabla 3 enumera los contaminantes ambientales para varios pasos en la fundición y refinación de zinc.

Tabla 3. Entradas de materiales de proceso y salidas de contaminación para la fundición y refinación de zinc

Proceso

entrada de materiales

Emisiones de aire

Residuos de proceso

Otros desechos

calcinación de zinc

Mineral de zinc, coque

Dióxido de azufre, partículas que contienen zinc y plomo

 

Lodo de purga de planta ácida

Lixiviación de zinc

Calcina de zinc, ácido sulfúrico, piedra caliza, electrolito gastado

 

Aguas residuales que contienen ácido sulfúrico

 

Purificación de zinc

Solución de zinc-ácido, polvo de zinc

 

Aguas residuales que contienen ácido sulfúrico, hierro

Torta de cobre, cadmio

Electroobtención de zinc

Zinc en ácido sulfúrico/solución acuosa, ánodos de aleación de plomo y plata, cátodos de aluminio, carbonato de bario o estroncio, aditivos coloidales

 

Ácido sulfúrico diluido

Lodos/lodos de celdas electrolíticas

 

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Miércoles, marzo de 16 2011 21: 05

Fundición y Refinación de Aluminio

Vista general del proceso

La bauxita se extrae mediante minería a cielo abierto. Los minerales más ricos se utilizan tal como se extraen. Los minerales de menor ley pueden ser beneficiados mediante trituración y lavado para eliminar los residuos de arcilla y sílice. La producción del metal comprende dos pasos básicos:

  1. Refinación. Producción de alúmina a partir de bauxita por el proceso Bayer en el que la bauxita se digiere a alta temperatura y presión en una solución fuerte de sosa cáustica. El hidrato resultante se cristaliza y se calcina hasta el óxido en un horno o calcinador de lecho fluido.
  2. Reducción. Reducción de alúmina a metal de aluminio virgen empleando el proceso electrolítico Hall-Heroult usando electrodos de carbón y fundente de criolita.

 

El desarrollo experimental sugiere que en el futuro el aluminio puede reducirse al metal por reducción directa del mineral.

Actualmente hay dos tipos principales de celdas electrolíticas de Hall-Heroult en uso. El llamado proceso de "pre-horneado" utiliza electrodos fabricados como se indica a continuación. En dichas fundiciones, la exposición a hidrocarburos policíclicos normalmente ocurre en las instalaciones de fabricación de electrodos, especialmente durante los molinos mezcladores y las prensas de formación. Las fundiciones que utilizan la celda tipo Soderberg no requieren instalaciones para la fabricación de ánodos de carbón horneados. Más bien, la mezcla de coque y aglutinante de brea se coloca en tolvas cuyos extremos inferiores se sumergen en la mezcla de baño de criolita-alúmina fundida. A medida que la mezcla de brea y coque es calentada por el baño de metal fundido y criolita dentro de la celda, esta mezcla se cuece en una masa grafítica dura. en el lugar. Las barras de metal se insertan en la masa anódica como conductores para un flujo eléctrico de corriente continua. Estas varillas deben reemplazarse periódicamente; al extraerlos, se desarrollan cantidades considerables de volátiles de brea de alquitrán de hulla en el entorno de la sala de celdas. A esta exposición se añaden los volátiles de brea generados a medida que avanza la cocción de la masa de coque de brea.

En la última década, la industria ha tendido a no reemplazar oa modificar las instalaciones de reducción tipo Soderberg existentes como consecuencia del riesgo cancerígeno demostrado que presentan. Además, con la creciente automatización de las operaciones de celdas de reducción, en particular el cambio de ánodos, las tareas se realizan más comúnmente desde grúas mecánicas cerradas. En consecuencia, la exposición de los trabajadores y el riesgo de desarrollar los trastornos asociados con la fundición de aluminio están disminuyendo gradualmente en las instalaciones modernas. Por el contrario, en aquellas economías en las que no se dispone fácilmente de una inversión de capital adecuada, la persistencia de procesos de reducción manuales más antiguos seguirá presentando los riesgos de los trastornos ocupacionales (ver más abajo) anteriormente asociados con las plantas de reducción de aluminio. De hecho, esta tendencia tenderá a agravarse en operaciones tan antiguas y no mejoradas, especialmente a medida que envejecen.

fabricación de electrodos de carbono

Los electrodos requeridos por la reducción electrolítica de precocción a metal puro normalmente se fabrican en una instalación asociada con este tipo de planta de fundición de aluminio. Los ánodos y cátodos se fabrican con mayor frecuencia a partir de una mezcla de coque derivado del petróleo molido y brea. El coque primero se muele en molinos de bolas, luego se transporta y se mezcla mecánicamente con la brea y finalmente se vierte en bloques en prensas de moldeo. Estos bloques de ánodo o cátodo se calientan a continuación en un horno caldeado con gas durante varios días hasta que forman masas grafíticas duras con esencialmente todos los volátiles eliminados. Finalmente, se unen a varillas de ánodo o se ranuran con sierra para recibir las barras de cátodo.

Cabe señalar que la brea utilizada para formar tales electrodos representa un destilado que se deriva del alquitrán de carbón o petróleo. En la conversión de este alquitrán en brea por calentamiento, el producto final de la brea se ha evaporado esencialmente todos sus compuestos inorgánicos de bajo punto de ebullición, por ejemplo, SO2, así como compuestos alifáticos y compuestos aromáticos de uno y dos anillos. Por lo tanto, dicha brea no debería presentar los mismos peligros en su uso que los alquitranes de carbón o de petróleo, ya que estas clases de compuestos no deberían estar presentes. Hay algunos indicios de que el potencial cancerígeno de tales productos de brea puede no ser tan grande como el de la mezcla más compleja de alquitrán y otros volátiles asociados con la combustión incompleta del carbón.

Riesgos y su prevención

Los peligros y las medidas preventivas para los procesos de fundición y refinación de aluminio son básicamente los mismos que se encuentran en la fundición y refinación en general; sin embargo, los procesos individuales presentan ciertos peligros específicos.

Minería

Aunque en la literatura aparecen referencias esporádicas al “pulmón de bauxita”, hay poca evidencia convincente de que tal entidad exista. Sin embargo, se debe considerar la posibilidad de la presencia de sílice cristalina en los minerales de bauxita.

Proceso de Bayer

El uso extensivo de soda cáustica en el proceso Bayer presenta riesgos frecuentes de quemaduras químicas en la piel y los ojos. La descalcificación de los tanques con martillos neumáticos es responsable de una fuerte exposición al ruido. Los peligros potenciales asociados con la inhalación de dosis excesivas de óxido de aluminio producido en este proceso se analizan a continuación.

Todos los trabajadores involucrados en el proceso de Bayer deben estar bien informados de los peligros asociados con el manejo de la soda cáustica. En todos los sitios en riesgo, se deben proporcionar fuentes y lavabos para lavado de ojos con agua corriente y duchas de inundación, con avisos que expliquen su uso. Se debe proporcionar equipo de protección personal (por ejemplo, gafas, guantes, delantales y botas). Deben proporcionarse duchas y casilleros dobles (un casillero para la ropa de trabajo y el otro para la ropa personal) y se debe alentar a todos los empleados a que se laven bien al final del turno. Todos los trabajadores que manipulan metal fundido deben estar provistos de visores, respiradores, guanteletes, delantales, brazaletes y polainas para protegerlos contra quemaduras, polvo y humos. Los trabajadores empleados en el proceso de baja temperatura de Gadeau deben estar provistos de guantes y trajes especiales para protegerlos de los vapores de ácido clorhídrico que se desprenden cuando las celdas se ponen en marcha; la lana ha demostrado tener una buena resistencia a estos humos. Los respiradores con cartuchos de carbón o máscaras impregnadas de alúmina brindan una protección adecuada contra los vapores de brea y flúor; máscaras de polvo eficientes son necesarias para la protección contra el polvo de carbón. Los trabajadores con una exposición más severa al polvo y al humo, particularmente en las operaciones de Soderberg, deben contar con equipo de protección respiratoria con suministro de aire. Dado que el trabajo mecanizado en el cuarto de limpieza se realiza de forma remota desde cabinas cerradas, estas medidas de protección serán menos necesarias.

reducción electrolítica

La reducción electrolítica expone a los trabajadores a posibles quemaduras en la piel y accidentes debido a salpicaduras de metal fundido, trastornos por estrés térmico, ruido, peligros eléctricos, criolita y vapores de ácido fluorhídrico. Las celdas de reducción electrolítica pueden emitir grandes cantidades de polvo de fluoruro y alúmina.

En los talleres de fabricación de electrodos de carbono, se debe instalar un equipo de ventilación de extracción con filtros de mangas; El cerramiento del equipo de molienda de brea y carbón minimiza aún más la exposición a brea caliente y polvo de carbón. Deben realizarse controles regulares de las concentraciones de polvo atmosférico con un dispositivo de muestreo adecuado. Deberían realizarse exámenes periódicos de rayos X a los trabajadores expuestos al polvo, seguidos de exámenes clínicos cuando sea necesario.

Para reducir el riesgo de manipulación de la brea, el transporte de este material debe mecanizarse en la medida de lo posible (por ejemplo, se pueden utilizar camiones cisterna calentados para transportar brea líquida a la planta donde se bombea automáticamente a tanques de brea calentados). Los exámenes regulares de la piel para detectar eritema, epitelioma o dermatitis también son prudentes, y las cremas protectoras a base de alginato pueden brindar protección adicional.

Se debe instruir a los trabajadores que realizan trabajos en caliente antes del inicio del clima cálido para que aumenten la ingesta de líquidos y agreguen mucha sal a sus alimentos. Ellos y sus supervisores también deben estar capacitados para reconocer los trastornos incipientes inducidos por el calor en ellos mismos y en sus compañeros de trabajo. Todos los que trabajan aquí deben estar capacitados para tomar las medidas adecuadas necesarias para prevenir la aparición o progresión de los trastornos por calor.

Los trabajadores expuestos a niveles elevados de ruido deben contar con equipos de protección auditiva, como tapones para los oídos, que permitan el paso de ruidos de baja frecuencia (para permitir la percepción de órdenes) pero reduzcan la transmisión de ruidos intensos y de alta frecuencia. Además, los trabajadores deben someterse a exámenes audiométricos periódicos para detectar la pérdida de audición. Finalmente, el personal también debe estar capacitado para dar reanimación cardiopulmonar a las víctimas de accidentes con descargas eléctricas.

La posibilidad de salpicaduras de metal fundido y quemaduras graves está muy extendida en muchos sitios de plantas de reducción y operaciones asociadas. Además de la ropa protectora (p. ej., guanteletes, delantales, polainas y viseras para la cara), debe prohibirse el uso de ropa sintética, ya que el calor del metal fundido hace que dichas fibras calientes se derritan y se adhieran a la piel, lo que intensifica aún más las quemaduras en la piel.

Las personas que usan marcapasos cardíacos deben excluirse de las operaciones de reducción debido al riesgo de arritmias inducidas por campos magnéticos.

Otros efectos sobre la salud

Los peligros para los trabajadores, la población en general y el medio ambiente resultantes de la emisión de gases, humos y polvos que contienen flúor debido al uso de fundente de criolita han sido ampliamente informados (ver tabla 1). En niños que viven en las cercanías de fundiciones de aluminio mal controladas, se han informado grados variables de manchas en los dientes permanentes si la exposición ocurrió durante la fase de desarrollo del crecimiento de los dientes permanentes. Entre los trabajadores de las fundiciones antes de 1950, o donde continuaba el control inadecuado de los efluentes de fluoruro, se han observado grados variables de fluorosis ósea. La primera etapa de esta afección consiste en un simple aumento de la densidad ósea, particularmente marcado en los cuerpos vertebrales y la pelvis. A medida que el fluoruro se absorbe más en el hueso, a continuación se observa la calcificación de los ligamentos de la pelvis. Finalmente, en caso de exposición extrema y prolongada al fluoruro, se observa calcificación de las estructuras paraespinales y de otros ligamentos, así como de las articulaciones. Si bien esta última etapa se ha visto en su forma grave en las plantas de procesamiento de criolita, rara vez se han visto etapas tan avanzadas en los trabajadores de las fundiciones de aluminio. Aparentemente, los cambios radiográficos menos severos en las estructuras óseas y ligamentosas no están asociados con alteraciones de la función estructural o metabólica del hueso. Mediante prácticas de trabajo apropiadas y un control de ventilación adecuado, se puede evitar fácilmente que los trabajadores en tales operaciones de reducción desarrollen cualquiera de los cambios de rayos X anteriores, a pesar de los 25 a 40 años de dicho trabajo. Finalmente, la mecanización de las operaciones de la sala de despensa debería minimizar, si no eliminar totalmente, cualquier peligro asociado con el fluoruro.

Tabla 1. Entradas de materiales de proceso y salidas de contaminación para la fundición y refinación de aluminio

Proceso

entrada de materiales

Emisiones de aire

Residuos de proceso

Otros desechos

Refinación de bauxita

bauxita, hidróxido de sodio

Partículas, cáustico/agua
vapor

 

Residuos que contienen silicio, hierro, titanio, óxidos de calcio y cáustico

Clarificación y precipitación de alúmina.

Suspensión de alúmina, almidón, agua

 

Aguas residuales que contienen almidón, arena y sosa cáustica

 

Calcinación de alúmina

Hidrato de aluminio

Partículas y vapor de agua

   

electrolítico primario
fundición de aluminio

Alúmina, ánodos de carbono, celdas electrolíticas, criolita

Fluoruro—tanto gaseoso como particulado, dióxido de carbono, dióxido de azufre, monóxido de carbono, C2F6 , CF4 y carbones perfluorados (PFC)

 

Revestimientos de ollas usados

 

Desde principios de la década de 1980, se ha demostrado definitivamente una condición similar al asma entre los trabajadores de los potrooms de reducción de aluminio. Esta aberración, denominada asma ocupacional asociada con la fundición de aluminio (OAAAS), se caracteriza por una resistencia variable al flujo de aire, hiperreactividad bronquial o ambas, y no se desencadena por estímulos fuera del lugar de trabajo. Sus síntomas clínicos consisten en sibilancias, opresión en el pecho y dificultad para respirar y tos no productiva que generalmente se retrasan varias horas después de las exposiciones laborales. El período de latencia entre el comienzo de la exposición laboral y la aparición de OAAAS es muy variable, oscilando entre 1 semana y 10 años, dependiendo de la intensidad y el carácter de la exposición. Por lo general, la afección mejora con el retiro del lugar de trabajo después de las vacaciones, etc., pero se volverá más frecuente y grave con exposiciones laborales continuas.

Si bien la aparición de esta afección se ha correlacionado con las concentraciones de fluoruro en la despensa, no está claro que la etiología del trastorno surja específicamente de la exposición a este agente químico. Dada la mezcla compleja de polvos y humos (p. ej., fluoruros gaseosos y en partículas, dióxido de azufre, más bajas concentraciones de óxidos de vanadio, níquel y cromo), es más probable que tales mediciones de fluoruros representen un sustituto de esta mezcla compleja de humos. gases y partículas que se encuentran en potrooms.

En la actualidad, parece que esta afección forma parte de un grupo cada vez más importante de enfermedades profesionales: el asma profesional. El proceso causal que da como resultado este trastorno se determina con dificultad en un caso individual. Los signos y síntomas de OAAAS pueden deberse a: asma preexistente basada en alergias, hiperreactividad bronquial no específica, síndrome de disfunción reactiva de las vías respiratorias (RADS) o asma ocupacional verdadera. El diagnóstico de esta condición es actualmente problemático, requiriendo una historia compatible, la presencia de limitación variable del flujo de aire, o en su ausencia, producción de hiperreactividad bronquial inducida farmacológicamente. Pero si esto último no es demostrable, este diagnóstico es poco probable. (Sin embargo, este fenómeno eventualmente puede desaparecer después de que el trastorno desaparece con la eliminación de las exposiciones laborales).

Dado que este trastorno tiende a volverse progresivamente más severo con la exposición continua, los individuos afectados por lo general necesitan ser retirados de las exposiciones laborales continuas. Si bien las personas con asma atópica preexistente deben restringirse inicialmente de las salas de celdas de reducción de aluminio, la ausencia de atopia no puede predecir si esta condición ocurrirá después de las exposiciones laborales.

Actualmente hay informes que sugieren que el aluminio puede estar asociado con neurotoxicidad entre los trabajadores dedicados a la fundición y soldadura de este metal. Se ha demostrado claramente que el aluminio se absorbe a través de los pulmones y se excreta en la orina a niveles superiores a los normales, particularmente en los trabajadores de las salas de celdas de reducción. Sin embargo, gran parte de la literatura sobre los efectos neurológicos en tales trabajadores se deriva de la presunción de que la absorción de aluminio produce neurotoxicidad humana. En consecuencia, hasta que tales asociaciones sean demostrables de manera más reproducible, la conexión entre el aluminio y la neurotoxicidad ocupacional debe considerarse especulativa en este momento.

Debido a la necesidad ocasional de gastar más de 300 kcal/h durante el cambio de ánodos o la realización de otros trabajos extenuantes en presencia de criolita y aluminio fundidos, se pueden observar trastornos por calor durante los períodos de clima cálido. Dichos episodios tienen más probabilidades de ocurrir cuando el clima cambia inicialmente de las condiciones moderadas a cálidas y húmedas del verano. Además, las prácticas de trabajo que dan como resultado un cambio de ánodo acelerado o el empleo durante dos turnos de trabajo sucesivos durante el clima cálido también predispondrán a los trabajadores a tales trastornos por calor. Los trabajadores inadecuadamente aclimatados al calor o físicamente acondicionados, cuyo consumo de sal es inadecuado o que tienen enfermedades intercurrentes o recientes son particularmente propensos al desarrollo de agotamiento por calor y/o calambres por calor mientras realizan tareas tan arduas. Se han producido golpes de calor, pero rara vez, entre los trabajadores de las fundiciones de aluminio, excepto entre aquellos con alteraciones de salud predisponentes conocidas (p. ej., alcoholismo, envejecimiento).

Se ha demostrado que la exposición a los compuestos aromáticos policíclicos asociados con la respiración del humo y las partículas de brea coloca al personal de las células de reducción de tipo Soderberg en particular en un riesgo excesivo de desarrollar cáncer de vejiga urinaria; el exceso de riesgo de cáncer está menos establecido. Se supone que los trabajadores de plantas de electrodos de carbono donde se calientan mezclas de coque calentado y alquitrán también corren ese riesgo. Sin embargo, después de que los electrodos se han horneado durante varios días a aproximadamente 1,200 °C, los compuestos aromáticos policíclicos prácticamente se queman o se volatilizan por completo y ya no están asociados con dichos ánodos o cátodos. Por lo tanto, no se ha demostrado tan claramente que las células de reducción que utilizan electrodos precocidos presenten un riesgo indebido de desarrollo de estos trastornos malignos. Se ha sugerido que ocurren otras neoplasias (p. ej., leucemia no granulocítica y cánceres cerebrales) en las operaciones de reducción de aluminio; en la actualidad dicha evidencia es fragmentaria e inconsistente.

En las inmediaciones de las celdas electrolíticas, el uso de descortezadores neumáticos en las salas de ollas produce niveles de ruido del orden de los 100 dBA. Las celdas de reducción electrolítica funcionan en serie a partir de un suministro de corriente de bajo voltaje y alto amperaje y, en consecuencia, los casos de descarga eléctrica no suelen ser graves. Sin embargo, en la casa de máquinas, en el punto donde el suministro de alto voltaje se une a la red de conexión en serie de la sala de máquinas, pueden ocurrir accidentes severos por descarga eléctrica, especialmente porque el suministro eléctrico es una corriente alterna de alto voltaje.

Debido a que se han planteado preocupaciones de salud con respecto a las exposiciones asociadas con los campos de energía electromagnética, se ha cuestionado la exposición de los trabajadores en esta industria. Debe reconocerse que la energía suministrada a las celdas de reducción electrolítica es corriente continua; por lo tanto, los campos electromagnéticos generados en los cuartos de baño son principalmente del tipo de campo estático o estacionario. Dichos campos, en contraste con los campos electromagnéticos de baja frecuencia, muestran incluso menos fácilmente que ejercen efectos biológicos consistentes o reproducibles, ya sea experimental o clínicamente. Además, los niveles de flujo de los campos magnéticos medidos en las salas de celdas actuales comúnmente se encuentran dentro de los valores límite de umbral tentativos actualmente propuestos para campos magnéticos estáticos, sub-radiofrecuencia y campos eléctricos estáticos. La exposición a campos electromagnéticos de ultra baja frecuencia también ocurre en las plantas de reducción, especialmente en los extremos de estas salas adyacentes a las salas de rectificadores. Sin embargo, los niveles de fundente que se encuentran en los potrooms cercanos son mínimos, muy por debajo de los estándares actuales. Por último, no se han demostrado de forma convincente pruebas epidemiológicas coherentes o reproducibles de los efectos adversos para la salud debidos a los campos electromagnéticos en las plantas de reducción de aluminio.

fabricación de electrodos

Los trabajadores en contacto con los vapores de brea pueden desarrollar eritema; la exposición a la luz solar induce fotosensibilización con aumento de la irritación. Se han presentado casos de tumores cutáneos localizados entre trabajadores de electrodos de carbón donde se practicaba una higiene personal inadecuada; después de la escisión y el cambio de trabajo, por lo general no se observa más propagación ni recurrencia. Durante la fabricación de electrodos, se pueden generar cantidades considerables de carbón y polvo de brea. Donde tales exposiciones al polvo han sido severas y controladas de manera inadecuada, ha habido informes ocasionales de que los fabricantes de electrodos de carbón pueden desarrollar neumoconiosis simple con enfisema focal, complicada por el desarrollo de lesiones fibróticas masivas. Tanto la neumoconiosis simple como la complicada son indistinguibles de la condición correspondiente de la neumoconiosis de los trabajadores del carbón. La molienda de coque en molinos de bolas produce niveles de ruido de hasta 100 dBA.

Nota del editor: La industria de producción de aluminio ha sido clasificada como causa conocida del Grupo 1 de cánceres humanos por la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC). Se ha asociado una variedad de exposiciones con otras enfermedades (p. ej., “asma en el cuarto de baño”) que se describen en otra parte de este Enciclopedia.

 

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Miércoles, marzo de 16 2011 21: 06

Fundición y Refinación de Oro

Adaptado de la 3ra edición, Encyclopaedia of Occupational Health and Safety.

La extracción de oro se lleva a cabo en pequeña escala por buscadores individuales (p. ej., en China y Brasil) ya gran escala en minas subterráneas (p. ej., en Sudáfrica) y en minería a cielo abierto (p. ej., en los Estados Unidos).

El método más simple de extracción de oro es el lavado, que consiste en llenar un plato circular con arena o grava aurífera, sumergirlo bajo un chorro de agua y agitarlo. La arena y la grava más ligeras se eliminan gradualmente, dejando las partículas de oro cerca del centro de la bandeja. La extracción de oro hidráulica más avanzada consiste en dirigir una poderosa corriente de agua contra la grava o arena aurífera. Esto desmenuza el material y lo lava a través de compuertas especiales en las que se deposita el oro, mientras que la grava más liviana sale flotando. Para la minería fluvial, se utilizan dragas elevadoras, que consisten en botes de fondo plano que usan una cadena de pequeños baldes para recoger material del fondo del río y vaciarlo en un contenedor de cribado (trommel). El material gira en el trommel a medida que se dirige el agua sobre él. La arena aurífera se hunde a través de perforaciones en el trommel y cae sobre mesas vibratorias para una mayor concentración.

Hay dos métodos principales para la extracción de oro del mineral. Estos son los procesos de amalgamación y cianuración. El proceso de amalgamación se basa en la capacidad del oro para alearse con mercurio metálico para formar amalgamas de consistencias variables, desde sólidas hasta líquidas. El oro se puede quitar con bastante facilidad de la amalgama destilando el mercurio. En la amalgamación interna, el oro se separa dentro del aparato de trituración al mismo tiempo que se tritura el mineral. La amalgama extraída del aparato se lava con agua en recipientes especiales para eliminar cualquier mezcla. Luego, el mercurio restante se extrae de la amalgama. En la amalgamación externa, el oro se separa fuera del aparato de trituración, en amalgamadores o esclusas (una mesa inclinada cubierta con láminas de cobre). Antes de retirar la amalgama, se agrega mercurio fresco. Luego se prensa la amalgama purificada y lavada. En ambos procesos, el mercurio se elimina de la amalgama por destilación. El proceso de fusión es raro hoy en día, excepto en la minería a pequeña escala, debido a preocupaciones ambientales.

La extracción de oro mediante cianuración se basa en la capacidad del oro para formar una sal doble soluble en agua estable KAu(CN)2 cuando se combina con cianuro de potasio en asociación con oxígeno. La pulpa resultante de la trituración del mineral de oro consta de partículas cristalinas más grandes, conocidas como arenas, y partículas amorfas más pequeñas, conocidas como limo. La arena, al ser más pesada, se deposita en el fondo del aparato y permite el paso de las soluciones (incluido el limo). El proceso de extracción de oro consiste en introducir el mineral finamente molido en una tina de lixiviación y filtrar una solución de cianuro de potasio o sodio a través de ella. El limo se separa de las soluciones de cianuro de oro mediante la adición de espesantes y por filtración al vacío. La lixiviación en pilas, en la que la solución de cianuro se vierte sobre una pila nivelada de mineral triturado grueso, se está volviendo más popular, especialmente con minerales de baja ley y relaves mineros. En ambos casos, el oro se recupera de la solución de cianuro de oro agregando polvo de aluminio o zinc. En una operación separada, se agrega ácido concentrado en un reactor de digestión para disolver el zinc o el aluminio, dejando atrás el oro sólido.

Bajo la influencia del ácido carbónico, el agua y el aire, así como los ácidos presentes en el mineral, las soluciones de cianuro se descomponen y emiten gas de cianuro de hidrógeno. Para evitarlo se añade álcali (cal o soda cáustica). El cianuro de hidrógeno también se produce cuando se agrega el ácido para disolver el aluminio o el zinc.

Otra técnica de cianuración implica el uso de carbón activado para eliminar el oro. Se agregan espesantes a la solución de cianuro de oro antes de mezclarla con carbón activado para mantener el carbón en suspensión. El carbón que contiene oro se elimina mediante cribado y el oro se extrae con cianuro alcalino concentrado en solución alcohólica. Luego, el oro se recupera por electrólisis. El carbón puede reactivarse tostándolo y el cianuro puede recuperarse y reutilizarse.

Tanto la amalgamación como la cianuración producen metal que contiene una cantidad considerable de impurezas, el contenido de oro puro rara vez supera los 900 por mil de finura, a menos que se refine electrolíticamente para producir un grado de finura de hasta 999.8 por mil y más.

El oro también se recupera como subproducto de la fundición de cobre, plomo y otros metales (ver el artículo “Fundición y refinación de cobre, plomo y zinc” en este capítulo).

Riesgos y su prevención

El mineral de oro que se encuentra en grandes profundidades se extrae mediante minería subterránea. Esto requiere medidas para evitar la formación y propagación de polvo en las operaciones mineras. La separación del oro de los minerales arsénicos da lugar a la exposición al arsénico de los trabajadores de las minas ya la contaminación del aire y del suelo con polvo que contiene arsénico.

En la extracción de mercurio del oro, los trabajadores pueden estar expuestos a altas concentraciones de mercurio en el aire cuando se coloca mercurio en las esclusas o se extrae de ellas, cuando se purifica o prensa la amalgama y cuando se destila el mercurio; se ha informado de intoxicación por mercurio entre los trabajadores de amalgamación y destilación. El riesgo de exposición al mercurio en la amalgamación se ha convertido en un problema grave en varios países del Lejano Oriente y América del Sur.

En los procesos de amalgamación, se debe colocar el mercurio en las esclusas y retirar la amalgama de manera que el mercurio no entre en contacto con la piel de las manos (utilizando palas de mango largo, ropa de protección impermeable al mercurio y pronto). El procesamiento de la amalgama y la extracción o prensado del mercurio también debe estar lo más completamente mecanizado posible, sin posibilidad de que las manos sean tocadas por el mercurio; el procesamiento de la amalgama y la destilación del mercurio deben realizarse en locales separados y aislados en los que las paredes, los techos, los pisos, los aparatos y las superficies de trabajo estén cubiertos con un material que no absorba el mercurio ni sus vapores; todas las superficies deben limpiarse regularmente para eliminar todos los depósitos de mercurio. Todos los locales destinados a operaciones que involucren el uso de mercurio deben estar equipados con ventilación por extracción general y local. Estos sistemas de ventilación deben ser particularmente eficientes en locales donde se destila mercurio. Las existencias de mercurio deben mantenerse en recipientes metálicos herméticamente cerrados bajo una campana extractora especial; se debe proporcionar a los trabajadores el equipo de protección personal necesario para trabajar con mercurio; y el aire debe controlarse sistemáticamente en los locales utilizados para la amalgama y la destilación. También debe haber seguimiento médico.

La contaminación del aire por cianuro de hidrógeno en las plantas de cianuración depende de la temperatura del aire, la ventilación, el volumen de material que se procesa, la concentración de las soluciones de cianuro en uso, la calidad de los reactivos y la cantidad de instalaciones abiertas. El examen médico de los trabajadores de las fábricas de extracción de oro ha revelado síntomas de intoxicación crónica por cianuro de hidrógeno, además de una alta frecuencia de dermatitis alérgica, eczema y pioderma (una enfermedad inflamatoria aguda de la piel con formación de pus).

La organización adecuada de la preparación de soluciones de cianuro es particularmente importante. Si no se mecaniza la apertura de los tambores que contienen sales de cianuro y la alimentación de estas sales en las tinas de disolución, puede haber una contaminación sustancial por polvo de cianuro y gas de cianuro de hidrógeno. Las soluciones de cianuro deben introducirse a través de sistemas cerrados mediante bombas dosificadoras automáticas. En las plantas de cianuración de oro, se debe mantener el grado correcto de alcalinidad en todos los aparatos de cianuración; además, los aparatos de cianuración deben estar herméticamente sellados y equipados con LEV respaldados por una adecuada ventilación general y monitoreo de fugas. Todos los aparatos de cianuración y las paredes, pisos, áreas abiertas y escaleras del local deben cubrirse con materiales no porosos y limpiarse regularmente con soluciones alcalinas débiles.

El uso de ácidos para descomponer el zinc en el procesamiento del lodo de oro puede generar cianuro de hidrógeno y arsina. Por lo tanto, estas operaciones deben realizarse en locales especialmente equipados y separados, con el uso de campanas extractoras locales.

Debería prohibirse fumar y los trabajadores deberían contar con instalaciones separadas para comer y beber. El equipo de primeros auxilios debe estar disponible y debe contener material para eliminar inmediatamente cualquier solución de cianuro que entre en contacto con el cuerpo de los trabajadores y antídotos para el envenenamiento por cianuro. Los trabajadores deben contar con ropa de protección personal impermeable a los compuestos de cianuro.

Efectos ambientales

Hay evidencia de exposición al vapor de mercurio metálico y la metilación del mercurio en la naturaleza, particularmente donde se procesa el oro. En un estudio del agua, los asentamientos y el pescado de las zonas mineras de oro de Brasil, las concentraciones de mercurio en las partes comestibles del pescado consumido localmente superaron en casi 6 veces el nivel recomendado por Brasil para el consumo humano (Palheta y Taylor 1995). En un área contaminada de Venezuela, los buscadores de oro han estado utilizando mercurio para separar el oro de la arena aurífera y los polvos de roca durante muchos años. El alto nivel de mercurio en el suelo superficial y los sedimentos de caucho del área contaminada constituye un grave riesgo laboral y de salud pública.

La contaminación por cianuro de las aguas residuales también es una gran preocupación. Las soluciones de cianuro deben tratarse antes de ser liberadas o deben recuperarse y reutilizarse. Las emisiones de gas de cianuro de hidrógeno, por ejemplo, en el reactor de digestión, se tratan con un depurador antes de salir por la chimenea.

 

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Miércoles, marzo de 16 2011 19: 37

Perfil general

La industria de fundición y refinación de metales procesa minerales metálicos y chatarra para obtener metales puros. Las industrias metalúrgicas procesan los metales para fabricar componentes de máquinas, maquinaria, instrumentos y herramientas que son necesarios para otras industrias, así como para los demás sectores de la economía. Varios tipos de metales y aleaciones se utilizan como materiales de partida, incluido el material laminado (barras, tiras, secciones ligeras, láminas o tubos) y el material trefilado (barras, secciones ligeras, tubos o alambre). Las técnicas básicas de procesamiento de metales incluyen:

    • fundición y refinación de minerales metálicos y chatarra
    • fundición de metales fundidos en una forma determinada (fundición)
    • martillar o presionar metales en forma de matriz (forja en caliente o en frío)
    • soldadura y corte de chapa
    • sinterización (compresión y calentamiento de materiales en forma de polvo, incluidos uno o más metales)
    • dar forma a los metales en un torno.

               

              Se utiliza una amplia variedad de técnicas para acabar los metales, incluido el esmerilado y pulido, la limpieza con chorro abrasivo y muchas técnicas de acabado y revestimiento de superficies (galvanoplastia, galvanización, tratamiento térmico, anodizado, recubrimiento en polvo, etc.).

               

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              Miércoles, marzo de 16 2011 21: 21

              Fundiciones

              La fundición, o fundición de metales, consiste en verter metal fundido en el interior hueco de un molde resistente al calor que es la forma exterior o negativa del patrón del objeto de metal deseado. El molde puede contener un núcleo para determinar las dimensiones de cualquier cavidad interna en la colada final. El trabajo de fundición comprende:

              • haciendo un patrón del artículo deseado
              • hacer el molde y los núcleos y ensamblar el molde
              • fundir y refinar el metal
              • verter el metal en el molde
              • enfriamiento de la fundición de metal
              • quitar el molde y el núcleo de la fundición de metal
              • quitar metal extra de la fundición terminada.

               

              Los principios básicos de la tecnología de fundición han cambiado poco en miles de años. Sin embargo, los procesos se han vuelto más mecanizados y automáticos. Los patrones de madera han sido reemplazados por metal y plástico, se han desarrollado nuevas sustancias para producir machos y moldes y se utiliza una amplia gama de aleaciones. El proceso de fundición más destacado es el moldeo en arena del hierro.

              Hierro, acero, latón y bronce son metales fundidos tradicionales. El sector más grande de la industria de la fundición produce fundiciones de hierro gris y dúctil. Las fundiciones de hierro gris utilizan hierro o arrabio (lingotes nuevos) para hacer fundiciones de hierro estándar. Las fundiciones de hierro dúctil agregan magnesio, cerio u otros aditivos (a menudo llamados aditivos de cucharón) a las cucharas de metal fundido antes del vertido para hacer fundiciones de hierro nodular o maleable. Los diferentes aditivos tienen poco impacto en las exposiciones en el lugar de trabajo. El acero y el hierro maleable conforman el resto del sector industrial de fundición ferrosa. Los principales clientes de las fundiciones ferrosas más grandes son las industrias automotriz, de construcción y de implementos agrícolas. El empleo en la fundición de hierro ha disminuido a medida que los bloques de motor se vuelven más pequeños y se pueden verter en un solo molde, y que el hierro fundido se sustituye por aluminio. Las fundiciones no ferrosas, especialmente la fundición de aluminio y las operaciones de fundición a presión, tienen mucho empleo. Las fundiciones de latón, tanto independientes como las que producen para la industria de equipos de plomería, son un sector en contracción que, sin embargo, sigue siendo importante desde la perspectiva de la salud ocupacional. En los últimos años, el titanio, el cromo, el níquel y el magnesio, e incluso metales más tóxicos como el berilio, el cadmio y el torio, se utilizan en productos de fundición.

              Aunque se puede suponer que la industria de la fundición de metales comienza con la refundición de material sólido en forma de lingotes o lingotes de metal, la industria del hierro y el acero en las grandes unidades puede estar tan integrada que la división es menos obvia. Por ejemplo, el alto horno comercial puede convertir toda su producción en arrabio, pero en una planta integrada se puede usar algo de hierro para producir piezas fundidas, participando así en el proceso de fundición, y el hierro del alto horno puede tomarse fundido para convertirlo. en acero, donde puede ocurrir lo mismo. De hecho, existe una sección separada del comercio del acero conocida por este motivo como moldeo de lingotes. En la fundición normal de hierro, la refundición del arrabio también es un proceso de refinado. En las fundiciones no ferrosas, el proceso de fusión puede requerir la adición de metales y otras sustancias y, por lo tanto, constituye un proceso de aleación.

              En el sector de la fundición de hierro predominan los moldes elaborados con arena silícea ligada con arcilla. Los núcleos que tradicionalmente se producían horneando arena de sílice ligada con aceites vegetales o azúcares naturales han sido sustancialmente reemplazados. La tecnología de fundición moderna ha desarrollado nuevas técnicas para producir moldes y machos.

              En general, los peligros para la salud y la seguridad de las fundiciones se pueden clasificar por tipo de fundición de metal, proceso de moldeo, tamaño de la fundición y grado de mecanización.

              Vista general del proceso

              Sobre la base de los dibujos del diseñador, se construye un patrón que se ajusta a la forma externa de la fundición de metal acabada. De la misma forma, se elabora una caja de machos que producirá machos adecuados para dictar la configuración interna del artículo final. La fundición en arena es el método más utilizado, pero hay otras técnicas disponibles. Estos incluyen: fundición en molde permanente, utilizando moldes de hierro o acero; fundición a presión, en la que el metal fundido, a menudo una aleación ligera, se fuerza en un molde de metal bajo presiones de 70 a 7,000 kgf/cm2; y fundición de inversión, donde se hace un patrón de cera de cada fundición que se va a producir y se cubre con refractario que formará el molde en el que se vierte el metal. El proceso de “espuma perdida” utiliza patrones de espuma de poliestireno en arena para hacer fundiciones de aluminio.

              Los metales o aleaciones se funden y preparan en un horno que puede ser de cubilote, rotatorio, de reverbero, de crisol, de arco eléctrico, de canal o de inducción sin núcleo (ver tabla 1). Se realizan los análisis metalúrgicos o químicos pertinentes. El metal fundido se vierte en el molde ensamblado ya sea a través de una cuchara o directamente desde el horno. Cuando el metal se ha enfriado, se retira el material del molde y del núcleo (sacudida, decapado o golpe de gracia) y se limpia y reviste la fundición (después, granallado o hidrochorreado y otras técnicas abrasivas). Ciertas fundiciones pueden requerir soldadura, tratamiento térmico o pintura antes de que el artículo terminado cumpla con las especificaciones del comprador.

              Tabla 1. Tipos de hornos de fundición.

              Horno

              Descripción

              Horno de cúpula

              Un horno de cúpula es un horno alto y vertical, abierto en la parte superior con puertas con bisagras en la parte inferior. Se carga desde arriba con capas alternas de coque, caliza y metal; el metal fundido se elimina por la parte inferior. Los peligros especiales incluyen monóxido de carbono y calor.

              Horno de arco eléctrico

              El horno se carga con lingotes, chatarra, metales aleados y fundentes. Se produce un arco entre tres electrodos y la carga de metal, fundiendo el metal. Una escoria con fundentes cubre la superficie del metal fundido para evitar la oxidación, refinar el metal y proteger el techo del horno del calor excesivo. Cuando está listo, se elevan los electrodos y se inclina el horno para verter el metal fundido en la cuchara receptora. Los peligros especiales incluyen humos metálicos y ruido.

              Horno de inducción

              Un horno de inducción funde el metal haciendo pasar una alta corriente eléctrica a través de bobinas de cobre en el exterior del horno, induciendo una corriente eléctrica en el borde exterior de la carga de metal que calienta el metal debido a la alta resistencia eléctrica de la carga de metal. La fusión progresa desde el exterior de la carga hacia el interior. Los peligros especiales incluyen vapores metálicos.

              horno de crisol

              El crisol o recipiente que contiene la carga de metal se calienta con un quemador de gas o aceite. Cuando está listo, el crisol se saca del horno y se inclina para verterlo en moldes. Los peligros especiales incluyen monóxido de carbono, humos metálicos, ruido y calor.

              Horno rotatorio

              Horno cilíndrico giratorio largo e inclinado que se carga desde la parte superior y se enciende desde el extremo inferior.

              horno de canal

              Un tipo de horno de inducción.

              horno de reverbero

              Este horno horizontal consta de una chimenea en un extremo, separada de la carga de metal por un tabique bajo llamado puente de fuego, y una chimenea en el otro extremo. El metal se mantiene alejado del contacto con el combustible sólido. Tanto la chimenea como la carga metálica están cubiertas por un techo en arco. La llama en su camino desde la chimenea hasta la chimenea se refleja hacia abajo o reverbera sobre el metal debajo, derritiéndolo.

               

              Riesgos tales como el peligro derivado de la presencia de metal caliente son comunes a la mayoría de las fundiciones, independientemente del proceso de fundición particular empleado. Los peligros también pueden ser específicos de un proceso de fundición en particular. Por ejemplo, el uso de magnesio presenta riesgos de llamaradas que no se encuentran en otras industrias de fundición de metales. Este artículo enfatiza las fundiciones de hierro, que contienen la mayoría de los peligros típicos de las fundiciones.

              La fundición mecanizada o de producción emplea los mismos métodos básicos que la fundición de hierro convencional. Cuando el moldeado se realiza, por ejemplo, con una máquina y las piezas fundidas se limpian con granallado o con hidrochorro, la máquina suele tener dispositivos de control de polvo integrados y se reduce el riesgo de polvo. Sin embargo, la arena se mueve con frecuencia de un lugar a otro en un transportador de banda abierta, y los puntos de transferencia y los derrames de arena pueden ser fuentes de cantidades considerables de polvo en el aire; en vista de las altas tasas de producción, la carga de polvo en el aire puede ser incluso mayor que en la fundición convencional. Una revisión de los datos de muestreo de aire a mediados de la década de 1970 mostró niveles de polvo más altos en las grandes fundiciones estadounidenses que en las pequeñas fundiciones muestreadas durante el mismo período. La instalación de campanas extractoras sobre los puntos de transferencia en las cintas transportadoras, combinada con una limpieza escrupulosa, debe ser una práctica normal. El transporte por sistemas neumáticos a veces es económicamente posible y da como resultado un sistema de transporte prácticamente libre de polvo.

              Fundiciones de hierro

              Para simplificar, se puede suponer que una fundición de hierro comprende las siguientes seis secciones:

              1. fundición y vertido de metales
              2. haciendo patrones
              3. moldura
              4. fabricación de núcleos
              5. sacudida / nocaut
              6. limpieza de fundición.

               

              En muchas fundiciones, casi cualquiera de estos procesos puede llevarse a cabo simultánea o consecutivamente en la misma área del taller.

              En una fundición de producción típica, el hierro pasa de la fusión al vertido, el enfriamiento, el desmoldado, la limpieza y el envío como una fundición terminada. La arena se cicla desde la mezcla de arena, el moldeado, el desmoldado y de vuelta a la mezcla de arena. La arena se agrega al sistema desde la fabricación del núcleo, que comienza con arena nueva.

              Derretir y verter

              La industria de fundición de hierro depende en gran medida del horno de cubilote para la fundición y el refinado de metales. La cúpula es un alto horno vertical, abierto en la parte superior con puertas batientes en la parte inferior, revestido con refractario y cargado con coque, chatarra y piedra caliza. Se sopla aire a través de la carga desde las aberturas (toberas) en la parte inferior; la combustión del coque calienta, funde y purifica el hierro. Los materiales de carga se introducen en la parte superior de la cúpula mediante una grúa durante la operación y deben almacenarse a mano, generalmente en recintos o contenedores en el patio adyacente a la maquinaria de carga. El orden y la supervisión eficiente de las pilas de materias primas son esenciales para minimizar el riesgo de lesiones por deslizamiento de objetos pesados. A menudo se utilizan grúas con electroimanes grandes o pesos pesados ​​para reducir la chatarra a tamaños manejables para cargarla en la cúpula y para llenar las tolvas de carga. La cabina de la grúa debe estar bien protegida y los operadores debidamente capacitados.

              Los empleados que manipulan materias primas deben usar guantes de cuero y botas protectoras. La carga descuidada puede sobrellenar la tolva y causar derrames peligrosos. Si se encuentra que el proceso de carga es demasiado ruidoso, el ruido del impacto de metal contra metal se puede reducir colocando revestimientos de goma que amortigüen el ruido en los contenedores y contenedores de almacenamiento. La plataforma de carga está necesariamente por encima del nivel del suelo y puede presentar un peligro a menos que esté nivelada y tenga una superficie antideslizante y rieles fuertes alrededor y cualquier abertura en el piso.

              Las cúpulas generan grandes cantidades de monóxido de carbono, que puede escaparse de las puertas de carga y ser arrastrado por las corrientes de Foucault locales. El monóxido de carbono es invisible, inodoro y puede producir rápidamente niveles ambientales tóxicos. Los empleados que trabajen en la plataforma de carga o en las pasarelas circundantes deben estar bien capacitados para reconocer los síntomas del envenenamiento por monóxido de carbono. Se necesita un monitoreo tanto continuo como puntual de los niveles de exposición. Los aparatos de respiración autónomos y el equipo de reanimación deben mantenerse listos y los operadores deben recibir instrucciones sobre su uso. Cuando se lleva a cabo un trabajo de emergencia, se debe desarrollar y hacer cumplir un sistema de monitoreo de contaminantes en la entrada a espacios confinados. Todo el trabajo debe ser supervisado.

              Las cúpulas se suelen colocar en parejas o grupos, de modo que mientras una se repara, las demás funcionan. El período de uso debe basarse en la experiencia con la durabilidad de los refractarios y en las recomendaciones de ingeniería. Los procedimientos deben elaborarse con anticipación para desconectar el hierro y para apagar cuando se desarrollen puntos calientes o si el sistema de enfriamiento de agua está desactivado. La reparación de la cúpula implica necesariamente la presencia de empleados en el interior de la propia cúpula para reparar o renovar los revestimientos refractarios. Estas asignaciones se deben considerar como entradas a espacios confinados y se deben tomar las precauciones apropiadas. También se deben tomar precauciones para evitar la descarga de material a través de las puertas de carga en esos momentos. Para proteger a los trabajadores de la caída de objetos, deben usar cascos de seguridad y, si trabajan en altura, arneses de seguridad.

              Los trabajadores de colada de cúpulas (transferencia de metal fundido desde el pozo de la cúpula a un horno de mantenimiento o cucharón) deben observar rigurosas medidas de protección personal. Las gafas y la ropa protectora son esenciales. Los protectores oculares deben resistir impactos de alta velocidad y metal fundido. Se debe tener mucho cuidado para evitar que la escoria fundida restante (los desechos no deseados que se eliminan de la masa fundida con la ayuda de los aditivos de piedra caliza) y el metal entren en contacto con el agua, lo que provocaría una explosión de vapor. Los golpeadores y supervisores deben asegurarse de que cualquier persona que no participe en la operación de la cúpula permanezca fuera del área de peligro, que está delimitada por un radio de aproximadamente 4 m desde la boca de la cúpula. La delimitación de una zona de entrada prohibida no autorizada es un requisito legal según las Regulaciones británicas de fundiciones de hierro y acero de 1953.

              Cuando finaliza el recorrido de la cúpula, se deja caer la parte inferior de la cúpula para eliminar la escoria no deseada y otros materiales que aún se encuentran dentro de la carcasa antes de que los empleados puedan realizar el mantenimiento refractario de rutina. Dejar caer el fondo de la cúpula es una operación hábil y peligrosa que requiere supervisión capacitada. Es imprescindible un suelo refractario o una capa de arena seca sobre la que dejar caer los escombros. Si ocurre un problema, como puertas inferiores de cúpula atascadas, se debe tener mucho cuidado para evitar riesgos de quemaduras a los trabajadores por el metal caliente y la escoria.

              El metal candente visible es un peligro para los ojos de los trabajadores debido a la emisión de radiación infrarroja y ultravioleta, cuya exposición prolongada puede causar cataratas.

              La cuchara debe secarse antes de llenarla con metal fundido, para evitar explosiones de vapor; debe establecerse un período satisfactorio de calentamiento de la llama.

              Los empleados en las secciones de metal y vertido de la fundición deben contar con cascos, protección para los ojos y careta polarizada, ropa aluminizada como delantales, polainas o polainas (cubiertas para la parte inferior de las piernas y los pies) y botas. El uso de equipo de protección debe ser obligatorio y debe haber instrucciones adecuadas sobre su uso y mantenimiento. Se necesitan altos estándares de limpieza y exclusión de agua en la mayor medida posible en todas las áreas donde se manipula metal fundido.

              Cuando se cuelgan cucharones grandes de grúas o transportadores aéreos, se deben emplear dispositivos de control positivo de los cucharones para garantizar que no se derrame el metal si el operador suelta su agarre. Los ganchos que sostienen cucharones de metal fundido deben someterse a pruebas periódicas de fatiga del metal para evitar fallas.

              En las fundiciones de producción, el molde ensamblado se mueve a lo largo de un transportador mecánico hasta una estación de vertido ventilada. El vertido puede realizarse desde un cucharón controlado manualmente con asistencia mecánica, un cucharón indexado controlado desde una cabina o puede ser automático. Normalmente, la estación de vertido está provista de una campana de compensación con suministro de aire directo. El molde vertido avanza a lo largo de la cinta transportadora a través de un túnel de enfriamiento agotado hasta que se desmolda. En fundiciones de taller más pequeñas, los moldes se pueden verter en un piso de fundición y dejar que se quemen allí. En esta situación, la cuchara debe estar equipada con una campana extractora móvil.

              La extracción y el transporte de hierro fundido y la carga de hornos eléctricos generan exposición al óxido de hierro y otros vapores de óxidos metálicos. El vertido en el molde enciende y piroliza los materiales orgánicos, generando grandes cantidades de monóxido de carbono, humo, hidrocarburos aromáticos polinucleares (HAP) cancerígenos y productos de pirólisis de los materiales del núcleo que pueden ser cancerígenos y también sensibilizadores respiratorios. Los moldes que contienen grandes núcleos de caja fría unidos con poliuretano liberan un humo denso e irritante que contiene isocianatos y aminas. El principal control de riesgos para la quema de moho es una estación de vertido y un túnel de enfriamiento con escape local.

              En fundiciones con ventiladores de techo para operaciones de vertido de escape, se pueden encontrar altas concentraciones de humos metálicos en las regiones superiores donde se ubican las cabinas de las grúas. Si las cabinas tienen un operador, las cabinas deben estar cerradas y provistas de aire acondicionado filtrado.

              Haciendo patrones

              La creación de patrones es un oficio altamente calificado que traduce los planos de diseño bidimensionales en un objeto tridimensional. Los patrones de madera tradicionales se fabrican en talleres estándar que contienen herramientas manuales y equipos eléctricos de corte y cepillado. En este caso, se deben tomar todas las medidas razonablemente practicables para reducir el ruido en la mayor medida posible, y se deben proporcionar protectores auditivos adecuados. Es importante que los empleados sean conscientes de las ventajas de utilizar dicha protección.

              Las máquinas motorizadas de corte y acabado de madera son fuentes obvias de peligro y, a menudo, no se pueden instalar protecciones adecuadas sin evitar que la máquina funcione en absoluto. Los empleados deben estar bien versados ​​en el procedimiento operativo normal y también deben recibir instrucciones sobre los peligros inherentes al trabajo.

              El aserrado de madera puede generar exposición al polvo. Se deben instalar sistemas de ventilación eficientes para eliminar el polvo de madera de la atmósfera del taller de patrones. En ciertas industrias que utilizan maderas duras, se ha observado cáncer nasal. Esto no ha sido estudiado en la industria de fundición.

              La fundición en moldes metálicos permanentes, al igual que la fundición a presión, ha supuesto un avance importante en la industria de la fundición. En este caso, la creación de patrones se reemplaza en gran medida por métodos de ingeniería y es realmente una operación de fabricación de troqueles. La mayoría de los peligros de la fabricación de patrones y los riesgos de la arena se eliminan, pero se reemplazan por el riesgo inherente al uso de algún tipo de material refractario para recubrir el troquel o el molde. En el trabajo moderno de fundición a presión, se hace un uso cada vez mayor de machos de arena, en cuyo caso los peligros del polvo de la fundición de arena todavía están presentes.

              Moulding

              El proceso de moldeo más común en la industria de fundición de hierro utiliza el molde tradicional de “arena verde” hecho de arena de sílice, polvo de carbón, arcilla y aglomerantes orgánicos. Otros métodos de producción de moldes están adaptados de la fabricación de machos: termoendurecibles, autoendurecibles en frío y endurecidos con gas. Estos métodos y sus peligros se discutirán en la fabricación de machos. También se pueden utilizar moldes permanentes o el proceso de espuma perdida, especialmente en la industria de fundición de aluminio.

              En las fundiciones de producción, se integran y mecanizan la mezcla de arena, el moldeado, el montaje de moldes, el vertido y el desmoldado. La arena del desmolde se recicla nuevamente a la operación de mezcla de arena, donde se agregan agua y otros aditivos y la arena se mezcla en molinillos para mantener las propiedades físicas deseadas.

              Para facilitar el montaje, los patrones (y sus moldes) se fabrican en dos partes. En la fabricación manual de moldes, los moldes se encierran en marcos de metal o madera llamados matraces. La mitad inferior del patrón se coloca en el matraz inferior (el arrastrar), y primero se vierte arena fina y luego arena gruesa alrededor del patrón. La arena se compacta en el molde mediante un proceso de sacudida, eslinga de arena o presión. El matraz superior (el enfrentar) se prepara de manera similar. Los espaciadores de madera se colocan en la cubierta para formar los canales de bebedero y de elevación, que son la vía por la que el metal fundido fluye hacia la cavidad del molde. Se quitan los patrones, se inserta el núcleo y luego se ensamblan y sujetan las dos mitades del molde, listas para verter. En las fundiciones de producción, las cajas de arrastre y de frente se preparan en un transportador mecánico, los núcleos se colocan en la caja de arrastre y el molde se ensambla por medios mecánicos.

              El polvo de sílice es un problema potencial dondequiera que se manipule arena. La arena de moldeo suele estar húmeda o mezclada con resina líquida y, por lo tanto, es menos probable que sea una fuente importante de polvo respirable. A veces se agrega un agente separador como el talco para facilitar la eliminación del patrón del molde. El talco respirable causa talcosis, un tipo de neumoconiosis. Los agentes de separación están más extendidos donde se emplea el moldeado manual; en los procesos más grandes y automáticos rara vez se ven. A veces se rocían productos químicos sobre la superficie del molde, se suspenden o disuelven en alcohol isopropílico, que luego se quema para dejar el compuesto, generalmente un tipo de grafito, que recubre el molde para lograr una fundición con un acabado superficial más fino. Esto implica un riesgo de incendio inmediato, y todos los empleados involucrados en la aplicación de estos recubrimientos deben contar con ropa protectora ignífuga y protección para las manos, ya que los solventes orgánicos también pueden causar dermatitis. Los recubrimientos deben aplicarse en una cabina ventilada para evitar que los vapores orgánicos escapen al lugar de trabajo. También se deben observar precauciones estrictas para garantizar que el alcohol isopropílico se almacene y use con seguridad. Debe transferirse a un recipiente pequeño para su uso inmediato, y los recipientes de almacenamiento más grandes deben mantenerse alejados del proceso de combustión.

              La fabricación manual de moldes puede implicar la manipulación de objetos grandes y voluminosos. Los moldes en sí son pesados, al igual que las cajas de moldeo o los matraces. A menudo se levantan, mueven y apilan a mano. Las lesiones en la espalda son comunes y se necesitan asistencias eléctricas para que los empleados no tengan que levantar objetos demasiado pesados ​​para transportarlos de manera segura.

              Los diseños estandarizados están disponibles para recintos de mezcladores, transportadores y estaciones de vertido y desmoldado con volúmenes de escape y velocidades de captura y transporte adecuados. El cumplimiento de dichos diseños y el mantenimiento preventivo estricto de los sistemas de control lograrán el cumplimiento de los límites reconocidos internacionalmente para la exposición al polvo.

              Fabricación de machos

              Los núcleos insertados en el molde determinan la configuración interna de una fundición hueca, como la camisa de agua de un bloque de motor. El núcleo debe soportar el proceso de colado pero al mismo tiempo no debe ser tan fuerte como para resistir la remoción del colado durante la etapa de extracción.

              Antes de la década de 1960, las mezclas de núcleo incluían arena y aglutinantes, como aceite de linaza, melaza o dextrina (arena aceitosa). La arena se empaquetó en una caja de núcleo con una cavidad en forma de núcleo y luego se secó en un horno. Los hornos centrales desarrollan productos de pirólisis nocivos y requieren un sistema de chimenea adecuado y bien mantenido. Normalmente, las corrientes de convección dentro del horno serán suficientes para asegurar una eliminación satisfactoria de los humos del lugar de trabajo, aunque contribuyen enormemente a la contaminación del aire. el peligro es menor; en algunos casos, sin embargo, pequeñas cantidades de acroleína en los vapores pueden ser una molestia considerable. Los machos pueden ser tratados con un “recubrimiento acampanado” para mejorar el acabado superficial de la fundición, lo que exige las mismas precauciones que en el caso de los moldes.

              El moldeo en caja caliente o carcasa y la fabricación de machos son procesos termoendurecibles que se utilizan en las fundiciones de hierro. La arena nueva se puede mezclar con resina en la fundición, o la arena recubierta con resina se puede enviar en bolsas para agregarla a la máquina de fabricación de machos. La arena de resina se inyecta en un patrón de metal (la caja del núcleo). Luego, el patrón se calienta, mediante fuegos directos de gas natural en el proceso de caja caliente o por otros medios para moldear y machos de carcasa. Las cajas calientes suelen utilizar una resina termoendurecible de alcohol furfurílico (furano), urea o fenol-formaldehído. El moldeado de carcasa utiliza una resina de urea o fenol-formaldehído. Después de un breve tiempo de curado, el núcleo se endurece considerablemente y puede ser empujado fuera de la placa modelo por los pasadores eyectores. La fabricación de núcleos de carcasa y caja caliente genera una exposición sustancial al formaldehído, que es un carcinógeno probable, y otros contaminantes, según el sistema. Las medidas de control para el formaldehído incluyen suministro de aire directo en la estación del operador, extracción local en la caja de núcleos, recinto y extracción local en la estación de almacenamiento de núcleos y resinas de baja emisión de formaldehído. El control satisfactorio es difícil de lograr. Se debe proporcionar vigilancia médica para enfermedades respiratorias a los trabajadores de la fabricación de machos. Debe evitarse el contacto de la resina de fenol o urea-formaldehído con la piel o los ojos porque las resinas son irritantes o sensibilizantes y pueden causar dermatitis. El lavado abundante con agua ayudará a evitar el problema.

              Los sistemas de endurecimiento de fraguado en frío (sin cocción) actualmente en uso incluyen: resinas de urea y fenol-formaldehído catalizadas por ácido con y sin alcohol furfurílico; isocianatos alquídicos y fenólicos; Fascold; silicatos de fraguado automático; inoset; arena de cemento y arena fluida o moldeable. Los endurecedores de fraguado en frío no requieren calentamiento externo para fraguar. Los isocianatos empleados en los aglutinantes se basan normalmente en isocianato de metileno difenilo (MDI), que, si se inhala, puede actuar como irritante o sensibilizador respiratorio, provocando asma. Se recomienda el uso de guantes y gafas protectoras al manipular o usar estos compuestos. Los propios isocianatos deben almacenarse cuidadosamente en recipientes sellados en condiciones secas a una temperatura entre 10 y 30 °C. Los recipientes de almacenamiento vacíos deben llenarse y remojarse durante 24 horas con una solución de carbonato de sodio al 5% para neutralizar cualquier químico residual que quede en el tambor. La mayoría de los principios generales de limpieza deben aplicarse estrictamente a los procesos de moldeo de resina, pero se debe tener la mayor precaución al manipular los catalizadores utilizados como agentes de fraguado. Los catalizadores para las resinas de fenol e isocianato de aceite suelen ser aminas aromáticas basadas en compuestos de piridina, que son líquidos con un olor acre. Pueden causar irritación severa de la piel y daño renal y hepático y también pueden afectar el sistema nervioso central. Estos compuestos se suministran como aditivos separados (aglutinante de tres partes) o se mezclan con los materiales de aceite, y se debe proporcionar LEV en las etapas de mezclado, moldeado, fundición y extracción. Para algunos otros procesos sin cocción, los catalizadores utilizados son ácidos fosfóricos o varios ácidos sulfónicos, que también son tóxicos; deben protegerse adecuadamente contra accidentes durante el transporte o el uso.

              La fabricación de machos endurecidos con gas comprende el dióxido de carbono (CO2)-silicato y los procesos Isocure (o “Ashland”). Muchas variaciones del CO2-El proceso de silicato se ha desarrollado desde la década de 1950. Este proceso se ha utilizado generalmente para la producción de moldes y machos medianos a grandes. La arena del núcleo es una mezcla de silicato de sodio y arena de sílice, generalmente modificada agregando sustancias como melaza como agentes de descomposición. Una vez que se llena la caja del núcleo, el núcleo se cura pasando dióxido de carbono a través de la mezcla del núcleo. Esto forma carbonato de sodio y gel de sílice, que actúa como aglutinante.

              El silicato de sodio es una sustancia alcalina y puede ser nocivo si entra en contacto con la piel o los ojos o si se ingiere. Es recomendable prever una ducha de emergencia cerca de las zonas donde se manipulen grandes cantidades de silicato de sodio y llevar siempre guantes. Se debe ubicar una fuente de lavado de ojos fácilmente disponible en cualquier área de fundición donde se use silicato de sodio. El co2 puede suministrarse como sólido, líquido o gas. Cuando se suministre en cilindros o tanques a presión, se deben tomar muchas precauciones de limpieza, como almacenamiento de cilindros, mantenimiento de válvulas, manejo, etc. También existe el riesgo del propio gas, ya que puede reducir la concentración de oxígeno en el aire en espacios cerrados.

              El proceso Isocure se utiliza para machos y moldes. Este es un sistema de fraguado con gas en el que una resina, frecuentemente fenol-formaldehído, se mezcla con un diisocianato (p. ej., MDI) y arena. Esto se inyecta en la caja central y luego se gasifica con una amina, generalmente trietilamina o dimetiletilamina, para provocar la reacción de reticulación y fraguado. Las aminas, a menudo vendidas en bidones, son líquidos altamente volátiles con un fuerte olor a amoníaco. Existe un riesgo muy real de incendio o explosión, y se debe tener mucho cuidado, especialmente cuando el material se almacena a granel. El efecto característico de estas aminas es provocar halovisión e inflamación corneal, aunque también afectan al sistema nervioso central, donde pueden provocar convulsiones, parálisis y, en ocasiones, la muerte. Si parte de la amina entra en contacto con los ojos o la piel, las medidas de primeros auxilios deben incluir el lavado con abundante agua durante al menos 15 minutos y atención médica inmediata. En el proceso Isocure, la amina se aplica como vapor en un portador de nitrógeno, y el exceso de amina se lava a través de una torre de ácido. Las fugas de la caja de machos son la causa principal de la alta exposición, aunque también es significativa la emisión de gases de amina de los machos fabricados. Se debe tener mucho cuidado en todo momento al manipular este material, y se debe instalar un equipo de ventilación de escape adecuado para eliminar los vapores de las áreas de trabajo.

              Sacudido, extracción de fundición y extracción de testigos

              Después de que el metal fundido se haya enfriado, la fundición en bruto debe retirarse del molde. Este es un proceso ruidoso, que normalmente expone a los operadores muy por encima de 90 dBA durante una jornada laboral de 8 horas. Deben proporcionarse protectores auditivos si no es factible reducir la salida de ruido. La mayor parte del molde se separa de la pieza fundida generalmente por un impacto brusco. Con frecuencia, la caja de moldeo, el molde y la fundición se dejan caer sobre una rejilla vibratoria para desalojar la arena (sacudida). Luego, la arena cae a través de la rejilla a una tolva o a un transportador donde puede someterse a separadores magnéticos y reciclarse para su molienda, tratamiento y reutilización, o simplemente desecharse. A veces, se puede usar chorro de agua en lugar de una rejilla, creando menos polvo. El núcleo se extrae aquí, también a veces utilizando corrientes de agua a alta presión.

              Luego se retira la fundición y se transfiere a la siguiente etapa de la operación de extracción. A menudo, las piezas fundidas pequeñas se pueden quitar de la mufla mediante un proceso de "perforación" antes de la sacudida, lo que produce menos polvo. La arena genera niveles peligrosos de polvo de sílice porque ha estado en contacto con metal fundido y, por lo tanto, está muy seca. El metal y la arena permanecen muy calientes. Se necesita protección para los ojos. Las superficies para caminar y trabajar deben mantenerse libres de chatarra, que es un peligro de tropiezo, y de polvo, que puede volver a suspenderse para representar un peligro de inhalación.

              Se han llevado a cabo relativamente pocos estudios para determinar qué efecto, si es que tienen alguno, tienen los nuevos aglutinantes de núcleos sobre la salud del operador de descorazonado en particular. Los furanos, alcohol furfurílico y ácido fosfórico, resinas de urea y fenol-formaldehído, silicato de sodio y dióxido de carbono, no-bakes, aceite de linaza modificado y MDI, todos sufren algún tipo de descomposición térmica cuando se exponen a las temperaturas de los metales fundidos.

              Aún no se han realizado estudios sobre el efecto de la partícula de sílice recubierta de resina en el desarrollo de neumoconiosis. No se sabe si estos recubrimientos tendrán un efecto inhibidor o acelerador de las lesiones del tejido pulmonar. Se teme que los productos de reacción del ácido fosfórico puedan liberar fosfina. Los experimentos con animales y algunos estudios seleccionados han demostrado que el efecto del polvo de sílice en el tejido pulmonar se acelera mucho cuando la sílice se trata con un ácido mineral. Las resinas de urea y fenol-formaldehído pueden liberar fenoles, aldehídos y monóxido de carbono libres. Los azúcares agregados para aumentar la colapsabilidad producen cantidades significativas de monóxido de carbono. Los no horneados liberarán isocianatos (p. ej., MDI) y monóxido de carbono.

              Desbarbado (limpieza)

              La limpieza de la fundición, o desbarbado, se lleva a cabo después del desmoldado y la extracción del núcleo. Los diversos procesos involucrados se designan de diversas formas en diferentes lugares, pero pueden clasificarse en términos generales de la siguiente manera:

              • Aderezo cubre el desbaste, el desbaste o el escombro, la eliminación de arena de moldeo adherente, arena de núcleo, canales, elevadores, rebabas y otros materiales fácilmente desechables con herramientas manuales o herramientas neumáticas portátiles.
              • Desvirgando cubre la eliminación de arena de moldeo quemada, bordes ásperos, metal sobrante, como ampollas, muñones de compuertas, costras u otras imperfecciones no deseadas, y la limpieza manual de la fundición con cinceles manuales, herramientas neumáticas y cepillos de alambre. Las técnicas de soldadura, como el corte con llama de oxiacetileno, el arco eléctrico, el arco con aire, el lavado con polvo y el soplete de plasma, pueden emplearse para quemar los cabezales, reparar la fundición y cortar y lavar.

               

              La extracción del bebedero es la primera operación de vendaje. Hasta la mitad del metal fundido en el molde no forma parte de la fundición final. El molde debe incluir depósitos, cavidades, alimentadores y bebedero para que se llene de metal para completar el objeto colado. El bebedero por lo general se puede quitar durante la etapa de extracción, pero a veces esto debe llevarse a cabo como una etapa separada de la operación de desbarbado o desbaste. La extracción del bebedero se realiza a mano, generalmente golpeando la fundición con un martillo. Para reducir el ruido, los martillos metálicos se pueden sustituir por unos revestidos de goma y los transportadores revestidos con la misma goma amortiguadora del ruido. Los fragmentos de metal caliente se desprenden y representan un peligro para los ojos. Se debe usar protección para los ojos. Normalmente, los bebederos desprendidos deben devolverse a la región de carga de la planta de fusión y no debe permitirse que se acumulen en la sección de desbarbado de la fundición. Después del despulpado (pero a veces antes), la mayoría de las piezas fundidas se granallan o se voltean para eliminar los materiales del molde y quizás para mejorar el acabado de la superficie. Los barriles que caen generan altos niveles de ruido. Pueden ser necesarios recintos, que también pueden requerir LEV.

              Los métodos de preparación en las fundiciones de acero, hierro y no ferrosas son muy similares, pero existen dificultades especiales en la preparación y desbarbado de las fundiciones de acero debido a las mayores cantidades de arena fundida quemada en comparación con las fundiciones de hierro y no ferrosas. La arena fundida en fundiciones de acero grandes puede contener cristobalita, que es más tóxica que el cuarzo que se encuentra en la arena virgen.

              El granallado sin aire o el volteo de las piezas fundidas antes del astillado y el esmerilado son necesarios para evitar la sobreexposición al polvo de sílice. La fundición debe estar libre de polvo visible, aunque aún se puede generar un riesgo de sílice al esmerilar si la sílice se quema en la superficie metálica aparentemente limpia de la fundición. La granalla es propulsada centrífugamente en la fundición y no se requiere ningún operador dentro de la unidad. La cabina de chorreado debe estar ventilada para que no se escape polvo visible. Solo cuando hay una avería o deterioro de la cabina de granallado y/o del ventilador y del colector hay un problema de polvo.

              Se puede usar agua, agua y arena o granallado a presión para eliminar la arena adherida al someter la fundición a un chorro de agua a alta presión o granalla de hierro o acero. El chorro de arena ha sido prohibido en varios países (p. ej., el Reino Unido) debido al riesgo de silicosis a medida que las partículas de arena se vuelven cada vez más finas y la fracción respirable aumenta continuamente. El agua o perdigones se descarga a través de una pistola y claramente puede presentar un riesgo para el personal si no se maneja correctamente. Las voladuras deben realizarse siempre en un espacio aislado y cerrado. Todos los recintos de voladura deben inspeccionarse a intervalos regulares para garantizar que el sistema de extracción de polvo esté funcionando y que no haya fugas a través de las cuales la granalla o el agua puedan escapar hacia la fundición. Los cascos de los blasters deben ser aprobados y mantenidos cuidadosamente. Es recomendable colocar un aviso en la puerta de la cabina, advirtiendo a los empleados que se están realizando voladuras y que está prohibido el ingreso no autorizado. En determinadas circunstancias, se pueden instalar en las puertas cerrojos de retardo vinculados al motor de accionamiento del granallado, lo que hace imposible abrir las puertas hasta que haya cesado el granallado.

              Se utiliza una variedad de herramientas de esmerilado para alisar la fundición rugosa. Las muelas abrasivas se pueden montar en máquinas de pie o de pedestal o en amoladoras portátiles o de bastidor móvil. Las amoladoras de pedestal se utilizan para piezas de fundición más pequeñas que se pueden manipular con facilidad; las amoladoras portátiles, las muelas de disco de superficie, las muelas de copa y las muelas de cono se utilizan para una serie de propósitos, incluido el alisado de las superficies internas de las piezas fundidas; Las amoladoras de bastidor oscilante se usan principalmente en fundiciones grandes que requieren una gran cantidad de remoción de metal.

              Otras fundiciones

              fundición de acero

              La producción en la fundición de acero (a diferencia de una acería básica) es similar a la de la fundición de hierro; sin embargo, las temperaturas del metal son mucho más altas. Esto significa que la protección de los ojos con lentes de colores es esencial y que la sílice en el molde se convierte por calor en tridimita o cristobalita, dos formas de sílice cristalina que son particularmente peligrosas para los pulmones. La arena a menudo se quema en la fundición y debe eliminarse por medios mecánicos, lo que da lugar a un polvo peligroso; en consecuencia, son esenciales sistemas eficaces de extracción de polvo y protección respiratoria.

              Fundición de aleación ligera

              La fundición de aleaciones ligeras utiliza principalmente aleaciones de aluminio y magnesio. Estos a menudo contienen pequeñas cantidades de metales que pueden emitir gases tóxicos en determinadas circunstancias. Los humos deben analizarse para determinar sus constituyentes cuando la aleación pueda contener tales componentes.

              En las fundiciones de aluminio y magnesio, la fusión se realiza comúnmente en hornos de crisol. Se recomiendan ventilaciones de escape alrededor de la parte superior de la olla para eliminar los humos. En los hornos de aceite, la combustión incompleta debido a quemadores defectuosos puede dar lugar a que se liberen al aire productos como el monóxido de carbono. Los humos del horno pueden contener hidrocarburos complejos, algunos de los cuales pueden ser cancerígenos. Durante la limpieza de hornos y chimeneas existe el riesgo de exposición al pentóxido de vanadio concentrado en el hollín del horno procedente de los depósitos de petróleo.

              El espato flúor se usa comúnmente como fundente en la fundición de aluminio y se pueden liberar cantidades significativas de polvo de fluoruro al medio ambiente. En ciertos casos se ha utilizado cloruro de bario como fundente para aleaciones de magnesio; esta es una sustancia significativamente tóxica y, en consecuencia, requiere un cuidado considerable en su uso. Las aleaciones ligeras pueden desgasificarse ocasionalmente pasando dióxido de azufre o cloro (o compuestos patentados que se descomponen para producir cloro) a través del metal fundido; Para esta operación se requiere ventilación de escape y equipo de protección respiratoria. Con el fin de reducir la velocidad de enfriamiento del metal caliente en el molde, se coloca una mezcla de sustancias (generalmente aluminio y óxido de hierro) que reaccionan de manera altamente exotérmica en el tubo vertical del molde. Esta mezcla de "termita" emite humos densos que se ha demostrado que son inocuos en la práctica. Cuando los humos son de color marrón, se puede generar alarma por sospecha de presencia de óxidos de nitrógeno; sin embargo, esta sospecha es infundada. El aluminio finamente dividido que se produce durante el acabado de las piezas fundidas de aluminio y magnesio constituye un grave peligro de incendio y se deben utilizar métodos húmedos para la recolección de polvo.

              La fundición de magnesio conlleva un riesgo potencial considerable de incendio y explosión. El magnesio fundido se encenderá a menos que se mantenga una barrera protectora entre él y la atmósfera; el azufre fundido se emplea ampliamente para este propósito. Los trabajadores de fundición que aplican el polvo de azufre al crisol a mano pueden desarrollar dermatitis y deben estar provistos de guantes hechos de tela ignífuga. El azufre en contacto con el metal arde constantemente, por lo que se desprenden cantidades considerables de anhídrido sulfuroso. Se debe instalar ventilación de escape. Se debe informar a los trabajadores del peligro de que una olla o cucharón de magnesio fundido se incendie, lo que puede dar lugar a una densa nube de óxido de magnesio finamente dividido. Todos los trabajadores de la fundición de magnesio deben usar ropa protectora de materiales ignífugos. La ropa cubierta con polvo de magnesio no debe guardarse en armarios sin control de humedad, ya que puede producirse una combustión espontánea. El polvo de magnesio debe eliminarse de la ropa. La tiza francesa se usa mucho para preparar moldes en las fundiciones de magnesio; el polvo debe ser controlado para prevenir la talcosis. Los aceites penetrantes y los polvos para espolvorear se emplean en la inspección de fundiciones de aleaciones ligeras para la detección de grietas.

              Se han introducido colorantes para mejorar la eficacia de estas técnicas. Se ha descubierto que ciertos tintes rojos se absorben y excretan en el sudor, lo que ensucia la ropa personal; aunque esta condición es una molestia, no se han observado efectos sobre la salud.

              Fundiciones de latón y bronce

              Los humos de metales tóxicos y el polvo de las aleaciones típicas son un peligro especial de las fundiciones de latón y bronce. Las exposiciones al plomo por encima de los límites seguros en las operaciones de fusión, vertido y acabado son comunes, especialmente cuando las aleaciones tienen una composición alta en plomo. El peligro del plomo en la limpieza de hornos y eliminación de escoria es particularmente agudo. La sobreexposición al plomo es frecuente en la fundición y el vertido y también puede ocurrir en la molienda. Los humos de zinc y cobre (los constituyentes del bronce) son las causas más comunes de la fiebre de los humos metálicos, aunque la afección también se ha observado en trabajadores de fundición que utilizan magnesio, aluminio, antimonio, etc. Algunas aleaciones de alta resistencia contienen cadmio, que puede causar neumonía química por exposición aguda y daño renal y cáncer de pulmón por exposición crónica.

              Proceso de molde permanente

              La fundición en moldes permanentes de metal, como en la fundición a presión, ha sido un desarrollo importante en la fundición. En este caso, la creación de patrones se reemplaza en gran medida por métodos de ingeniería y es realmente una operación de hundimiento. La mayoría de los peligros de la fabricación de patrones se eliminan así y los riesgos de la arena también se eliminan, pero se reemplazan por un grado de riesgo inherente al uso de algún tipo de material refractario para recubrir la matriz o el molde. En el trabajo moderno de fundición a presión, se hace un uso cada vez mayor de machos de arena, en cuyo caso los peligros del polvo de la fundición de arena todavía están presentes.

              fundición a presión

              El aluminio es un metal común en la fundición a presión. Los herrajes para automóviles, como las molduras cromadas, suelen ser de zinc fundido, seguidos de cobre, níquel y cromo. El riesgo de fiebre por humos metálicos de los humos de zinc debe controlarse constantemente, al igual que la neblina de ácido crómico.

              Las máquinas de fundición a presión presentan todos los peligros comunes a las prensas hidráulicas. Además, el trabajador puede estar expuesto a la neblina de aceites utilizados como lubricantes para troqueles y debe estar protegido contra la inhalación de estas neblinas y el peligro de la ropa saturada de aceite. Los fluidos hidráulicos resistentes al fuego utilizados en las prensas pueden contener compuestos organofosforados tóxicos, y se debe tener especial cuidado durante los trabajos de mantenimiento en los sistemas hidráulicos.

              Fundición de precisión

              Las fundiciones de precisión se basan en el proceso de fundición a la cera perdida o de inversión, en el que los patrones se fabrican mediante el moldeo por inyección de cera en un troquel; estos patrones se recubren con un polvo refractario fino que sirve como material de revestimiento del molde, y luego la cera se funde antes de la fundición o mediante la introducción del propio metal de fundición.

              La eliminación de la cera presenta un riesgo de incendio definitivo, y la descomposición de la cera produce acroleína y otros productos de descomposición peligrosos. Los hornos de quemado de cera deben estar adecuadamente ventilados. Se ha utilizado tricloroetileno para eliminar los últimos restos de cera; este solvente puede acumularse en bolsas en el molde o ser absorbido por el material refractario y vaporizarse o descomponerse durante el vertido. La inclusión de materiales refractarios de microfusión de asbesto debe eliminarse debido a los peligros del asbesto.

              Problemas de salud y patrones de enfermedad

              Las fundiciones se destacan entre los procesos industriales debido a una mayor tasa de mortalidad derivada de los derrames y explosiones de metal fundido, el mantenimiento de la cúpula, incluida la caída del fondo y los peligros de monóxido de carbono durante el revestimiento. Las fundiciones informan una mayor incidencia de lesiones por cuerpos extraños, contusiones y quemaduras y una menor proporción de lesiones musculoesqueléticas que otras instalaciones. También tienen los niveles más altos de exposición al ruido.

              Un estudio de varias docenas de lesiones mortales en fundiciones reveló las siguientes causas: aplastamiento entre los carros transportadores del molde y las estructuras de los edificios durante el mantenimiento y la solución de problemas, aplastamiento mientras se limpiaban las trituradoras que se activaron de forma remota, quemaduras de metal fundido después de la falla de la grúa, agrietamiento del molde, transferencia desbordante cucharón, erupción de vapor en un cucharón sin secar, caídas desde grúas y plataformas de trabajo, electrocución por equipos de soldadura, aplastamiento por vehículos de manipulación de materiales, quemaduras por caída desde el fondo del cubilote, atmósfera con alto contenido de oxígeno durante la reparación del cubilote y sobreexposición al monóxido de carbono durante la reparación del cubilote.

              Ruedas abrasivas

              El estallido o rotura de muelas abrasivas puede causar lesiones graves o fatales: los espacios entre la muela y el resto en las amoladoras de pedestal pueden atrapar y aplastar la mano o el antebrazo. Los ojos sin protección están en riesgo en todas las etapas. Los resbalones y caídas, especialmente cuando se transportan cargas pesadas, pueden ser causados ​​por pisos obstruidos o mal mantenidos. Las lesiones en los pies pueden deberse a la caída de objetos o la caída de cargas. Esguinces y torceduras pueden resultar del esfuerzo excesivo al levantar y cargar. Los aparatos de elevación mal mantenidos pueden fallar y hacer que los materiales caigan sobre los trabajadores. Las descargas eléctricas pueden ser el resultado de equipos eléctricos mal mantenidos o desenterrados (sin conexión a tierra), especialmente herramientas portátiles.

              Todas las partes peligrosas de la maquinaria, especialmente las ruedas abrasivas, deben tener protección adecuada, con bloqueo automático si se quita la protección durante el procesamiento. Deben eliminarse los espacios peligrosos entre la rueda y el resto en las amoladoras de pedestal, y debe prestarse mucha atención a todas las precauciones en el cuidado y mantenimiento de las ruedas abrasivas y en la regulación de su velocidad (se requiere especial cuidado con las ruedas portátiles). Se debe hacer cumplir el mantenimiento estricto de todo el equipo eléctrico y los arreglos de conexión a tierra adecuados. Los trabajadores deberían ser instruidos en las técnicas correctas de elevación y transporte y deberían saber cómo sujetar cargas a ganchos de grúa y otros dispositivos de elevación. También se debe proporcionar EPP adecuado, como protectores para los ojos y la cara y protección para los pies y las piernas. Se deben tomar medidas para primeros auxilios rápidos, incluso para lesiones menores, y atención médica competente cuando sea necesario.

              Dust

              Las enfermedades causadas por el polvo son prominentes entre los trabajadores de las fundiciones. Las exposiciones a la sílice a menudo se acercan a los límites de exposición prescritos o los superan, incluso en operaciones de limpieza bien controladas en fundiciones de producción modernas y donde las piezas fundidas están libres de polvo visible. Las exposiciones muchas veces por encima del límite ocurren cuando las piezas fundidas tienen polvo o los gabinetes tienen fugas. Las sobreexposiciones son probables cuando el polvo visible escapa por la ventilación durante el desmoldado, la preparación de arena o la reparación de refractarios.

              La silicosis es el principal peligro para la salud en el taller de tallado de acero; una neumoconiosis mixta es más prevalente en el deshuesado de hierro (Landrigan et al. 1986). En la fundición, la prevalencia aumenta con la duración de la exposición y los niveles más altos de polvo. Existe alguna evidencia de que las condiciones en las fundiciones de acero son más propensas a causar silicosis que las de las fundiciones de hierro debido a los niveles más altos de sílice libre presente. Los intentos de establecer un nivel de exposición en el que no ocurra silicosis no han sido concluyentes; el umbral es probablemente inferior a 100 microgramos/m3 y tal vez tan bajo como la mitad de esa cantidad.

              En la mayoría de los países, la aparición de nuevos casos de silicosis está disminuyendo, en parte debido a los cambios en la tecnología, el abandono de la arena de sílice en las fundiciones y el abandono de los ladrillos de sílice y la adopción de revestimientos básicos para hornos en la fundición de acero. Una de las principales razones es el hecho de que la automatización se ha traducido en el empleo de menos trabajadores en la producción de acero y las fundiciones. Sin embargo, la exposición al polvo de sílice respirable sigue siendo obstinadamente alta en muchas fundiciones, y en países donde los procesos requieren mucha mano de obra, la silicosis sigue siendo un problema importante.

              La silicotuberculosis ha sido reportada durante mucho tiempo en trabajadores de fundición. Donde ha disminuido la prevalencia de la silicosis, ha habido una caída paralela en los casos notificados de tuberculosis, aunque esa enfermedad no se ha erradicado por completo. En países donde los niveles de polvo se han mantenido altos, los procesos polvorientos requieren mucha mano de obra y la prevalencia de tuberculosis en la población general es elevada, la tuberculosis sigue siendo una causa importante de muerte entre los trabajadores de fundición.

              Muchos trabajadores que padecen neumoconiosis también tienen bronquitis crónica, a menudo asociada con enfisema; muchos investigadores han pensado durante mucho tiempo que, al menos en algunos casos, las exposiciones ocupacionales pueden haber influido. También se ha informado que el cáncer de pulmón, la neumonía lobular, la bronconeumonía y la trombosis coronaria están asociados con la neumoconiosis en trabajadores de fundición.

              Una revisión reciente de estudios de mortalidad de trabajadores de fundición, incluida la industria automotriz estadounidense, mostró un aumento de las muertes por cáncer de pulmón en 14 de 15 estudios. Debido a que se encuentran altas tasas de cáncer de pulmón entre los trabajadores de salas de limpieza donde el peligro principal es la sílice, es probable que también se encuentren exposiciones mixtas.

              Los estudios de carcinógenos en el entorno de la fundición se han concentrado en los hidrocarburos aromáticos policíclicos formados en la descomposición térmica de los aditivos y aglutinantes de la arena. Se ha sugerido que metales como el cromo y el níquel, y polvos como el sílice y el asbesto, también pueden ser responsables de parte del exceso de mortalidad. Las diferencias en la química de moldeo y fabricación de machos, el tipo de arena y la composición de las aleaciones de hierro y acero pueden ser responsables de los diferentes niveles de riesgo en diferentes fundiciones (IARC 1984).

              Se encontró un aumento de la mortalidad por enfermedad respiratoria no maligna en 8 de 11 estudios. También se registraron muertes por silicosis. Los estudios clínicos encontraron cambios en los rayos X característicos de la neumoconiosis, déficits de la función pulmonar característicos de la obstrucción y aumento de los síntomas respiratorios entre los trabajadores de las modernas fundiciones de producción "limpia". Estos fueron el resultado de exposiciones posteriores a la década de 960 y sugieren fuertemente que los riesgos para la salud que prevalecen en las fundiciones más antiguas aún no se han eliminado.

              La prevención de los trastornos pulmonares es esencialmente una cuestión de control del polvo y el humo; la solución generalmente aplicable es proporcionar una buena ventilación general junto con LEV eficiente. Los sistemas de bajo volumen y alta velocidad son los más adecuados para algunas operaciones, particularmente las muelas abrasivas portátiles y las herramientas neumáticas.

              Los cinceles manuales o neumáticos utilizados para eliminar la arena quemada producen mucho polvo finamente dividido. Cepillar el exceso de materiales con cepillos de alambre giratorios o cepillos manuales también produce mucho polvo; Se requiere VEL.

              Las medidas de control de polvo se adaptan fácilmente a las amoladoras de pie y de bastidor móvil. El rectificado portátil de piezas fundidas pequeñas se puede llevar a cabo en bancos ventilados por extracción, o se puede aplicar ventilación a las propias herramientas. El cepillado también se puede realizar en un banco ventilado. El control del polvo en fundiciones grandes presenta un problema, pero se ha logrado un progreso considerable con los sistemas de ventilación de alta velocidad y bajo volumen. Se necesita instrucción y capacitación en su uso para superar las objeciones de los trabajadores que encuentran estos sistemas engorrosos y se quejan de que su visión del área de trabajo se ve afectada.

              El desbarbado y desbarbado de fundiciones muy grandes donde la ventilación local es impracticable debe hacerse en un área separada y aislada y en un momento en que haya pocos trabajadores presentes. Se debe proporcionar a cada trabajador un equipo de protección personal adecuado que se limpie y repare regularmente, junto con instrucciones sobre su uso adecuado.

              Desde la década de 1950, se han introducido una variedad de sistemas de resinas sintéticas en las fundiciones para unir arena en machos y moldes. Estos generalmente comprenden un material base y un catalizador o endurecedor que inicia la polimerización. Muchas de estas sustancias químicas reactivas son sensibilizantes (p. ej., isocianatos, alcohol furfurílico, aminas y formaldehído) y ahora se han relacionado con casos de asma ocupacional entre los trabajadores de las fundiciones. En un estudio, 12 de 78 trabajadores de fundición expuestos a resinas Pepset (caja fría) tenían síntomas asmáticos y, de estos, seis tenían una marcada disminución en las tasas de flujo de aire en una prueba de provocación con diisocianato de metilo (Johnson et al. 1985). ).

              Soldadura

              La soldadura en talleres de desbarbado expone a los trabajadores a vapores metálicos con el consiguiente peligro de toxicidad y fiebre del metal, según la composición de los metales involucrados. La soldadura en hierro fundido requiere una varilla de níquel y genera exposición a los vapores de níquel. La antorcha de plasma produce una cantidad considerable de vapores metálicos, ozono, óxido de nitrógeno y radiación ultravioleta, y genera altos niveles de ruido.

              Se puede proporcionar un banco con ventilación de escape para soldar piezas de fundición pequeñas. Es difícil controlar las exposiciones durante las operaciones de soldadura o quemado en fundiciones grandes. Un enfoque exitoso consiste en crear una estación central para estas operaciones y proporcionar LEV a través de un conducto flexible colocado en el punto de soldadura. Esto requiere capacitar al trabajador para mover el conducto de un lugar a otro. Una buena ventilación general y, cuando sea necesario, el uso de EPP ayudará a reducir la exposición general al polvo y al humo.

              Ruido y vibración

              Los niveles más altos de ruido en la fundición generalmente se encuentran en las operaciones de desmontaje y limpieza; son mayores en las fundiciones mecanizadas que en las manuales. El propio sistema de ventilación puede generar exposiciones cercanas a los 90 dBA.

              Los niveles de ruido en el desbaste de fundiciones de acero pueden estar en el rango de 115 a 120 dBA, mientras que los que se encuentran realmente en el desbarbado de hierro fundido están en el rango de 105 a 115 dBA. La Asociación Británica de Investigación de Fundición de Acero estableció que las fuentes de ruido durante el desbarbado incluyen:

              • el escape de la herramienta de desbarbado
              • el impacto del martillo o la rueda en la fundición
              • resonancia de la fundición y vibración contra su soporte
              • transmisión de vibraciones desde el soporte de fundición a las estructuras circundantes
              • reflejo del ruido directo por la campana que controla el flujo de aire a través del sistema de ventilación.

               

              Las estrategias de control de ruido varían según el tamaño de la fundición, el tipo de metal, el área de trabajo disponible, el uso de herramientas portátiles y otros factores relacionados. Se dispone de determinadas medidas básicas para reducir la exposición al ruido de personas y colaboradores, entre las que se encuentran el aislamiento en tiempo y espacio, cerramientos completos, tabiques fonoabsorbentes parciales, ejecución de obras sobre superficies fonoabsorbentes, deflectores, paneles y capotas de absorbentes u otros materiales acústicos. Se deben observar las pautas para los límites de exposición diarios seguros y, como último recurso, se pueden usar dispositivos de protección personal.

              Un banco de desbarbado desarrollado por la Asociación Británica de Investigación de Fundición de Acero reduce el ruido del astillado entre 4 y 5 dBA. Este banco incorpora un sistema de escape para eliminar el polvo. Esta mejora es alentadora y da la esperanza de que, con un mayor desarrollo, serán posibles reducciones de ruido aún mayores.

              Síndrome de vibración mano-brazo

              Las herramientas vibratorias portátiles pueden causar el fenómeno de Raynaud (síndrome de vibración mano-brazo, HAVS). Esto es más frecuente en los desbastadores de acero que en los de hierro y más frecuente entre los que utilizan herramientas rotativas. La tasa vibratoria crítica para la aparición de este fenómeno está entre 2,000 y 3,000 revoluciones por minuto y en el rango de 40 a 125 Hz.

              Ahora se cree que el HAVS tiene efectos sobre varios otros tejidos del antebrazo además de los nervios periféricos y los vasos sanguíneos. Se asocia con el síndrome del túnel carpiano y cambios degenerativos en las articulaciones. Un estudio reciente de astilladoras y trituradoras de acerías mostró que tenían el doble de probabilidades de desarrollar la contractura de Dupuytren que un grupo de comparación (Thomas y Clarke 1992).

              La vibración transmitida a las manos del trabajador puede reducirse considerablemente mediante: la selección de herramientas diseñadas para reducir los rangos dañinos de frecuencia y amplitud; dirección del puerto de escape lejos de la mano; uso de múltiples capas de guantes o un guante aislante; y acortamiento del tiempo de exposición por cambios en las operaciones de trabajo, herramientas y períodos de descanso.

              Problemas oculares

              Algunos de los polvos y productos químicos que se encuentran en las fundiciones (p. ej., isocianatos, formaldehído y aminas terciarias, como dimetiletilamina, trietilamina, etc.) son irritantes y han sido responsables de síntomas visuales entre los trabajadores expuestos. Estos incluyen picazón, ojos llorosos, visión nublada o borrosa o la llamada “visión gris azulada”. Sobre la base de la aparición de estos efectos, se ha recomendado reducir las exposiciones medias ponderadas en el tiempo por debajo de 3 ppm.

              Otros problemas

              Las exposiciones al formaldehído en o por encima del límite de exposición de EE. UU. se encuentran en operaciones bien controladas de fabricación de machos en caja caliente. Se pueden encontrar exposiciones muchas veces por encima del límite cuando el control de riesgos es deficiente.

              El asbesto se ha usado ampliamente en la industria de la fundición y, hasta hace poco, se usaba a menudo en ropa protectora para trabajadores expuestos al calor. Sus efectos se han encontrado en encuestas de rayos X de trabajadores de fundición, tanto entre trabajadores de producción como de mantenimiento que han estado expuestos al asbesto; una encuesta transversal encontró la afectación pleural característica en 20 de 900 trabajadores del acero (Kronenberg et al. 1991).

              Exámenes periódicos

              Se deben proporcionar exámenes médicos periódicos y previos a la colocación, incluida una encuesta de síntomas, radiografías de tórax, pruebas de función pulmonar y audiogramas, para todos los trabajadores de la fundición, con un seguimiento adecuado si se detectan hallazgos cuestionables o anormales. Los efectos combinados del humo del tabaco sobre el riesgo de problemas respiratorios entre los trabajadores de las fundiciones exigen la inclusión de consejos sobre el abandono del hábito de fumar en un programa de educación y promoción de la salud.

              Conclusión

              Las fundiciones han sido una operación industrial esencial durante siglos. A pesar de los continuos avances tecnológicos, presentan a los trabajadores una panoplia de peligros para la seguridad y la salud. Debido a que los peligros continúan existiendo incluso en las plantas más modernas con programas ejemplares de prevención y control, proteger la salud y el bienestar de los trabajadores sigue siendo un desafío constante para la gerencia y para los trabajadores y sus representantes. Esto sigue siendo difícil tanto en las recesiones de la industria (cuando las preocupaciones por la salud y la seguridad de los trabajadores tienden a dar paso a las restricciones económicas) como en tiempos de auge (cuando la demanda de una mayor producción puede conducir a atajos potencialmente peligrosos en los procesos). Por lo tanto, la educación y la capacitación en el control de peligros siguen siendo una necesidad constante.

               

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              Miércoles, marzo de 16 2011 21: 26

              Forja y estampado

              Vista general del proceso

              La formación de piezas metálicas mediante la aplicación de altas fuerzas de compresión y tracción es común en toda la fabricación industrial. En las operaciones de estampado, el metal, generalmente en forma de láminas, tiras o bobinas, se moldea en formas específicas a temperatura ambiente mediante cizallamiento, prensado y estiramiento entre matrices, generalmente en una serie de uno o más pasos de impacto discretos. El acero laminado en frío es el material de partida en muchas operaciones de estampado que crean piezas de chapa en la industria automotriz y de electrodomésticos, entre otras. Aproximadamente el 15% de los trabajadores de la industria automotriz trabajan en operaciones o plantas de estampado.

              En la forja, la fuerza de compresión se aplica a bloques preformados (piezas en blanco) de metal, generalmente calentados a altas temperaturas, también en uno o más pasos discretos de prensado. La forma de la pieza final está determinada por la forma de las cavidades en el troquel o troqueles de metal utilizados. Con matrices de impresión abiertas, como en la forja con martillo, la pieza en bruto se comprime entre una matriz unida al yunque inferior y el pistón vertical. Con troqueles de impresión cerrados, como en la forja en prensa, la pieza en bruto se comprime entre el troquel inferior y un troquel superior unido al ariete.

              Las forjas de martillo de caída utilizan un cilindro de vapor o aire para levantar el martillo, que luego se deja caer por gravedad o es impulsado por vapor o aire. El operador controla manualmente el número y la fuerza de los golpes del martillo. El operador a menudo sostiene el extremo frío de la culata mientras opera el martillo de caída. La forja con martillo alguna vez representó alrededor de dos tercios de toda la forja realizada en los Estados Unidos, pero hoy en día es menos común.

              Las forjas de prensa utilizan un ariete mecánico o hidráulico para dar forma a la pieza con un solo golpe lento y controlado (ver figura 1). La forja en prensa generalmente se controla automáticamente. Se puede realizar en caliente oa temperatura normal (forja en frío, extrusión). Una variación del forjado normal es el laminado, donde se utilizan aplicaciones continuas de fuerza y ​​el operador gira la pieza.

              Figura 1. Prensa de forja

              MET030F1

              Los lubricantes para troqueles se rocían o se aplican de otro modo a las caras de los troqueles y las superficies en blanco antes y entre golpes de martillo o prensa.

              Las piezas de máquinas de alta resistencia, como ejes, coronas dentadas, pernos y componentes de suspensión de vehículos, son productos de forja de acero comunes. Los componentes de aeronaves de alta resistencia, como los largueros de las alas, los discos de las turbinas y el tren de aterrizaje, se forjan con aleaciones de aluminio, titanio o níquel y acero. Aproximadamente el 3% de los trabajadores automotrices están en operaciones o plantas de forja.

              Las condiciones de trabajo

              Muchos peligros comunes en la industria pesada están presentes en las operaciones de estampado y forjado. Estos incluyen lesiones por esfuerzos repetitivos (RSI, por sus siglas en inglés) por manipulación y procesamiento repetidos de piezas y operación de controles de máquinas, como los botones de la palma de la mano. Las piezas pesadas ponen a los trabajadores en riesgo de sufrir problemas de espalda y hombros, así como trastornos musculoesqueléticos de las extremidades superiores. Los operadores de prensas en plantas de estampado automotriz tienen índices de RSI que son comparables a los de los trabajadores de plantas de ensamblaje en trabajos de alto riesgo. La vibración y el ruido de alto impulso están presentes en la mayoría de las operaciones de estampado y algunas de forja (p. ej., martillo neumático o de vapor), lo que provoca pérdida de la audición y posibles enfermedades cardiovasculares; estos se encuentran entre los entornos industriales de mayor ruido (más de 100 dBA). Al igual que en otras formas de sistemas impulsados ​​por automatización, las cargas de energía de los trabajadores pueden ser altas, según las piezas manipuladas y las tasas de ciclo de la máquina.

              Las lesiones catastróficas que resultan de movimientos imprevistos de la máquina son comunes en el estampado y la forja. Estos pueden deberse a: (1) fallas mecánicas de los sistemas de control de la máquina, como los mecanismos de embrague en situaciones en las que se espera que los trabajadores estén dentro del entorno operativo de la máquina (un diseño de proceso inaceptable); (2) deficiencias en el diseño o el rendimiento de la máquina que invitan a intervenciones no programadas del trabajador, como mover piezas atascadas o desalineadas; o (3) procedimientos de mantenimiento inadecuados y de alto riesgo realizados sin el bloqueo adecuado de toda la red de máquinas involucrada, incluida la automatización de transferencia de piezas y las funciones de otras máquinas conectadas. La mayoría de las redes de máquinas automatizadas no están configuradas para un bloqueo rápido, eficiente y efectivo o para una resolución de problemas segura.

              Las neblinas de los aceites lubricantes de las máquinas generadas durante el funcionamiento normal son otro peligro genérico para la salud en las operaciones de prensas de estampado y forjado accionadas por aire comprimido, lo que puede poner a los trabajadores en riesgo de enfermedades respiratorias, dermatológicas y digestivas.

              Problemas de Salud y Seguridad

              Stamping

              Las operaciones de estampado tienen un alto riesgo de laceración severa debido al manejo requerido de piezas con bordes afilados. Posiblemente peor es el manejo de la chatarra resultante de los perímetros cortados y las secciones de piezas troqueladas. La chatarra generalmente se recolecta mediante tolvas y transportadores alimentados por gravedad. Eliminar atascos ocasionales es una actividad de alto riesgo.

              Los peligros químicos específicos del estampado generalmente surgen de dos fuentes principales: compuestos de trefilado (es decir, lubricantes para troqueles) en operaciones de prensado reales y emisiones de soldadura del ensamblaje de las piezas estampadas. Se requieren compuestos de dibujo (DC) para la mayoría de los estampados. El material se rocía o se enrolla sobre una lámina de metal y el propio evento de estampado genera más neblina. Al igual que otros fluidos para trabajar metales, los compuestos de trefilado pueden ser aceites puros o emulsiones de aceite (aceites solubles). Los componentes incluyen fracciones de aceite de petróleo, agentes lubricantes especiales (p. ej., derivados de ácidos grasos animales y vegetales, aceites y ceras clorados), alcanolaminas, sulfonatos de petróleo, boratos, espesantes derivados de la celulosa, inhibidores de la corrosión y biocidas. Las concentraciones de niebla en el aire en las operaciones de estampado pueden alcanzar las de las operaciones típicas de maquinado, aunque estos niveles tienden a ser más bajos en promedio (0.05 a 2.0 mg/mXNUMX).3). Sin embargo, la niebla visible y la película de aceite acumulada en las superficies de los edificios suelen estar presentes, y el contacto con la piel puede ser mayor debido a la manipulación extensiva de las piezas. Las exposiciones con mayor probabilidad de presentar peligros son los aceites clorados (posible cáncer, enfermedad hepática, trastornos de la piel), colofonia o derivados de ácidos grasos de tall oil (sensibilizadores), fracciones de petróleo (cánceres digestivos) y, posiblemente, formaldehído (de biocidas) y nitrosaminas (de alcanolaminas y nitrito de sodio, ya sea como ingredientes de DC o en los revestimientos superficiales del acero entrante). Se ha observado cáncer digestivo elevado en dos plantas de estampado automotriz. Las floraciones microbiológicas en los sistemas que aplican CD al enrollarlos sobre láminas de metal desde un depósito abierto pueden presentar riesgos para los trabajadores por problemas respiratorios y dermatológicos análogos a los de las operaciones de mecanizado.

              La soldadura de piezas estampadas se realiza a menudo en plantas de estampado, normalmente sin lavado intermedio. Esto produce emisiones que incluyen humos metálicos y productos de pirólisis y combustión del compuesto de trefilado y otros residuos de la superficie. Las operaciones típicas de soldadura (principalmente por resistencia) en las plantas de estampado generan concentraciones totales de partículas en el aire en el rango de 0.05 a 4.0 mg/m3. El contenido de metal (como humos y óxidos) suele constituir menos de la mitad de ese material particulado, lo que indica que hasta 2.0 mg/m3 es un desecho químico pobremente caracterizado. El resultado es una neblina visible en muchas áreas de soldadura de plantas de estampado. La presencia de derivados clorados y otros ingredientes orgánicos genera serias preocupaciones sobre la composición del humo de soldadura en estos entornos y aboga fuertemente por los controles de ventilación. La aplicación de otros materiales antes de la soldadura (como imprimación, pintura y adhesivos tipo epoxi), algunos de los cuales luego se sueldan, aumenta la preocupación. Las actividades de reparación de la producción de soldadura, que generalmente se realizan manualmente, a menudo presentan exposiciones más altas a estos mismos contaminantes del aire. Se han observado tasas excesivas de cáncer de pulmón entre soldadores en una planta de estampado automotriz.

              Forjando

              Al igual que el estampado, las operaciones de forjado pueden presentar un alto riesgo de laceración cuando los trabajadores manipulan piezas forjadas o recortan las rebabas o los bordes no deseados de las piezas. La forja de alto impacto también puede expulsar fragmentos, escamas o herramientas, causando lesiones. En algunas actividades de forja, el trabajador agarra la pieza de trabajo con tenazas durante los pasos de presión o impacto, lo que aumenta el riesgo de lesiones musculoesqueléticas. En la forja, a diferencia de la estampación, los hornos para calentar piezas (para forja y recocido), así como depósitos de piezas forjadas en caliente, suelen estar cerca. Estos crean potencial para condiciones de alto estrés por calor. Factores adicionales en el estrés por calor son la carga metabólica del trabajador durante el manejo manual de materiales y, en algunos casos, el calor de los productos de combustión de los lubricantes para troqueles a base de aceite.

              La mayoría de las piezas de forja requieren lubricación y tiene la característica adicional de que el lubricante entra en contacto con piezas de alta temperatura. Esto provoca la pirólisis y la aerosolización inmediatas no solo en los troqueles, sino también posteriormente a partir de las piezas humeantes en los recipientes de refrigeración. Los ingredientes lubricantes para matrices de forja pueden incluir lechadas de grafito, espesantes poliméricos, emulsionantes de sulfonato, fracciones de petróleo, nitrato de sodio, nitrito de sodio, carbonato de sodio, silicato de sodio, aceites de silicona y biocidas. Estos se aplican como aerosoles o, en algunas aplicaciones, con un hisopo. Los hornos utilizados para calentar el metal que se va a forjar suelen ser de petróleo o gas, o son hornos de inducción. Las emisiones pueden resultar de hornos alimentados con combustible con tiro inadecuado y de hornos de inducción no ventilados cuando el metal entrante tiene contaminantes en la superficie, como aceite o inhibidores de corrosión, o si, antes de la forja, fue lubricado para corte o aserrado (como en el caso de la barra). En los EE. UU., las concentraciones totales de partículas en el aire en las operaciones de forja suelen oscilar entre 0.1 y 5.0 mg/m3 y varían ampliamente dentro de las operaciones de forjado debido a las corrientes de convección térmica. Se observó una tasa elevada de cáncer de pulmón entre los trabajadores de forja y tratamiento térmico de dos plantas de fabricación de cojinetes de bolas.

              Prácticas de salud y seguridad

              Pocos estudios han evaluado los efectos reales en la salud de los trabajadores expuestos al estampado o la forja. No se ha realizado una caracterización exhaustiva del potencial de toxicidad de la mayoría de las operaciones de rutina, incluida la identificación y medición de los agentes tóxicos prioritarios. La evaluación de los efectos a largo plazo en la salud de la tecnología de lubricación de troqueles desarrollada en las décadas de 1960 y 1970 solo se ha vuelto factible recientemente. Como resultado, la regulación de estas exposiciones se basa en estándares genéricos de polvo o partículas totales, como 5.0 mg/m3 en los EE.UU. Si bien es probable que sea adecuado en algunas circunstancias, no se puede demostrar que este estándar sea adecuado para muchas aplicaciones de estampado y forjado.

              Cierta reducción en las concentraciones de neblina de lubricante de troquel es posible con un manejo cuidadoso del procedimiento de aplicación tanto en estampado como en forja. Se prefiere la aplicación con rodillo en el estampado cuando sea factible, y es beneficioso usar una presión de aire mínima en los rociadores. Se debe investigar la posible eliminación de ingredientes peligrosos prioritarios. Los recintos con colectores de neblina y presión negativa pueden ser muy eficaces, pero pueden ser incompatibles con la manipulación de piezas. Filtrar el aire liberado de los sistemas de aire de alta presión en las prensas reduciría la neblina de aceite de la prensa (y el ruido). El contacto con la piel en las operaciones de estampado se puede reducir con la automatización y un buen equipo de protección personal, que brinde protección contra laceraciones y la saturación de líquidos. Para la soldadura de plantas de estampado, es muy recomendable lavar las piezas antes de soldar, y los recintos parciales con LEV reducirían sustancialmente los niveles de humo.

              Los controles para reducir el estrés por calor en el estampado y la forja en caliente incluyen minimizar la cantidad de manejo manual de materiales en áreas de alta temperatura, proteger los hornos para reducir la radiación de calor, minimizar la altura de las puertas y ranuras del horno y usar ventiladores de enfriamiento. La ubicación de los ventiladores de enfriamiento debe ser una parte integral del diseño del movimiento del aire para controlar la exposición a la niebla y el estrés por calor; de lo contrario, el enfriamiento puede obtenerse solo a expensas de exposiciones más altas.

              La mecanización del manejo de materiales, el cambio de la forja con martillo a la prensa cuando sea posible y el ajuste del ritmo de trabajo a niveles ergonómicamente prácticos pueden reducir la cantidad de lesiones musculoesqueléticas.

              Los niveles de ruido se pueden reducir mediante una combinación de cambio de forja de martillo a prensa cuando sea posible, recintos bien diseñados y silenciamiento de los sopladores del horno, embragues de aire, conductos de aire y manipulación de piezas. Se debe instituir un programa de conservación de la audición.

              El EPP necesario incluye protección para la cabeza, protección para los pies, gafas protectoras, protectores auditivos (alrededor del ruido excesivo), delantales y polainas resistentes al calor y al aceite (con un uso intensivo de lubricantes para troqueles a base de aceite) y protección infrarroja para los ojos y la cara (alrededor de hornos).

              Peligros ambientales para la salud

              Los peligros ambientales que surgen de las plantas de estampado, relativamente menores en comparación con los de otros tipos de plantas, incluyen la eliminación de compuestos de trefilado de desecho y soluciones de lavado y el escape del humo de soldadura sin una limpieza adecuada. Históricamente, algunas plantas de forja han causado una degradación aguda de la calidad del aire local con humo de forja y polvo de escamas. Sin embargo, con una capacidad de limpieza de aire adecuada, esto no tiene por qué ocurrir. La disposición de la chatarra de estampado y la cascarilla de forja que contiene lubricantes para troqueles es otro problema potencial.

               

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              Miércoles, marzo de 16 2011 21: 30

              Soldadura y Corte Térmico

              Este artículo es una revisión de la 3.ª edición del artículo “Soldadura y corte térmico” de la Enciclopedia de salud y seguridad en el trabajo de GS Lyndon.

              Vista general del proceso

              Soldadura es un término genérico que se refiere a la unión de piezas de metal en las caras de unión que se vuelven plásticas o líquidas por calor o presión, o ambos. Las tres fuentes directas comunes de calor son:

              1. llama producida por la combustión de gas combustible con aire u oxígeno
              2. arco eléctrico, golpeado entre un electrodo y una pieza de trabajo o entre dos electrodos
              3. resistencia eléctrica ofrecida al paso de corriente entre dos o más piezas de trabajo.

               

              A continuación se analizan otras fuentes de calor para la soldadura (consulte la tabla 1).

              Tabla 1. Entradas de materiales de proceso y salidas de contaminación para la fundición y refinación de plomo

              Procesos

              entrada de materiales

              Emisiones de aire

              Residuos de proceso

              Otros desechos

              Sinterización de plomo

              Mineral de plomo, hierro, sílice, fundente de piedra caliza, coque, soda, ceniza, pirita, zinc, cáustico, polvo de cámara de filtros

              Dióxido de azufre, partículas que contienen cadmio y plomo

                 

              fundición de plomo

              sinterizado de plomo, coque

              Dióxido de azufre, partículas que contienen cadmio y plomo

              Aguas residuales de lavado de plantas, agua de granulación de escoria

              Escoria que contiene impurezas como zinc, hierro, sílice y cal, sólidos de embalses superficiales

              escoria de plomo

              Lingotes de plomo, carbonato de sodio, azufre, polvo de cámara de filtros, coque

                 

              Escoria que contiene impurezas tales como cobre, sólidos de embalses superficiales

              Refinación de plomo

              Lingotes de escoria de plomo

                   

               

              In soldadura y corte a gas, el oxígeno o el aire y un gas combustible se alimentan a un soplete (soplete) en el que se mezclan antes de la combustión en la boquilla. La cerbatana suele ser manual (ver figura 1). El calor funde las caras metálicas de las piezas a unir, haciendo que fluyan juntas. Con frecuencia se agrega un metal de aporte o una aleación. La aleación suele tener un punto de fusión más bajo que las piezas que se van a unir. En este caso, las dos piezas generalmente no se llevan a la temperatura de fusión (soldadura fuerte, blanda). Se pueden utilizar fundentes químicos para evitar la oxidación y facilitar la unión.

              Figura 1. Soldadura con gas con soplete y varilla de metal filtrante. El soldador está protegido por un delantal de cuero, guanteletes y gafas.

              MET040F1

              En la soldadura por arco, el arco se inicia entre un electrodo y las piezas de trabajo. El electrodo se puede conectar a un suministro eléctrico de corriente alterna (CA) o de corriente continua (CC). La temperatura de esta operación es de unos 4,000°C cuando las piezas de trabajo se fusionan. Por lo general, es necesario agregar metal fundido a la unión ya sea derritiendo el electrodo mismo (procesos de electrodos consumibles) o derritiendo una varilla de relleno separada que no lleva corriente (procesos de electrodos no consumibles).

              La soldadura por arco más convencional se realiza manualmente por medio de un electrodo consumible cubierto (revestido) en un portaelectrodos de mano. La soldadura también se logra mediante muchos procesos de soldadura eléctrica semiautomáticos o totalmente automáticos, como la soldadura por resistencia o la alimentación continua de electrodos.

              Durante el proceso de soldadura, el área de soldadura debe protegerse de la atmósfera para evitar la oxidación y la contaminación. Hay dos tipos de protección: revestimientos de fundente y protección de gas inerte. En soldadura por arco con protección de fundente, el electrodo consumible consta de un núcleo de metal rodeado por un material de revestimiento fundente, que suele ser una mezcla compleja de minerales y otros componentes. El fundente se derrite a medida que avanza la soldadura, cubriendo el metal fundido con escoria y envolviendo el área de soldadura con una atmósfera protectora de gases (p. ej., dióxido de carbono) generados por el fundente calentado. Después de la soldadura, la escoria debe eliminarse, a menudo mediante astillado.

              In soldadura por arco con protección de gas, una capa de gas inerte sella la atmósfera y evita la oxidación y la contaminación durante el proceso de soldadura. El argón, el helio, el nitrógeno o el dióxido de carbono se utilizan comúnmente como gases inertes. El gas seleccionado depende de la naturaleza de los materiales a soldar. Los dos tipos más populares de soldadura por arco con protección de gas son la de metal y la de gas inerte de tungsteno (MIG y TIG).

              Soldadura por resistencia consiste en utilizar la resistencia eléctrica al paso de una alta corriente a bajo voltaje a través de los componentes a soldar para generar calor para fundir el metal. El calor generado en la interfaz entre los componentes los lleva a temperaturas de soldadura.

              Riesgos y su prevención

              Toda soldadura implica peligros de incendio, quemaduras, calor radiante (radiación infrarroja) e inhalación de vapores metálicos y otros contaminantes. Otros peligros asociados con procesos de soldadura específicos incluyen peligros eléctricos, ruido, radiación ultravioleta, ozono, dióxido de nitrógeno, monóxido de carbono, fluoruros, cilindros de gas comprimido y explosiones. Consulte la tabla 2 para obtener detalles adicionales.

              Tabla 2. Descripción y peligros de los procesos de soldadura

              Proceso de soldadura

              Descripción

              Peligros

              Soldadura y corte a gas

              Soldadura

              El soplete derrite la superficie de metal y la varilla de aporte, lo que hace que se forme una junta.

              Humos metálicos, dióxido de nitrógeno, monóxido de carbono, ruido, quemaduras, radiación infrarroja, fuego, explosiones

              Soldadura

              Las dos superficies metálicas se unen sin fundir el metal. La temperatura de fusión del metal de aporte es superior a 450 °C. El calentamiento se realiza mediante calentamiento por llama, calentamiento por resistencia y calentamiento por inducción.

              Humos metálicos (especialmente cadmio), fluoruros, fuego, explosión, quemaduras

              Soldadura

              Similar a la soldadura fuerte, excepto que la temperatura de fusión del metal de aporte es inferior a 450 °C. El calentamiento también se realiza con un soldador.

              Fundentes, humos de plomo, quemaduras

              Corte de metales y ranurado con llama

              En una variación, el metal se calienta con una llama y se dirige un chorro de oxígeno puro hacia el punto de corte y se mueve a lo largo de la línea que se va a cortar. En el ranurado con llama, se quita una tira de metal de la superficie pero no se corta el metal.

              Humos metálicos, dióxido de nitrógeno, monóxido de carbono, ruido, quemaduras, radiación infrarroja, fuego, explosiones

              Soldadura a presión de gas

              Las piezas se calientan con chorros de gas bajo presión y se forjan juntas.

              Humos metálicos, dióxido de nitrógeno, monóxido de carbono, ruido, quemaduras, radiación infrarroja, fuego, explosiones

              Soldadura por arco protegido por fundente

              Soldadura por arco de metal blindado (SMAC); soldadura por arco de “revestimiento”; soldadura manual por arco metálico (MMA); soldadura por arco abierto

              Utiliza un electrodo consumible que consta de un núcleo de metal rodeado por un revestimiento de fundente

              Humos metálicos, fluoruros (especialmente con electrodos de bajo hidrógeno), radiación infrarroja y ultravioleta, quemaduras, electricidad, fuego; también ruido, ozono, dióxido de nitrógeno

              Soldadura por arco sumergido (SAW)

              Se deposita una capa de fundente granulado sobre la pieza de trabajo, seguida de un electrodo de alambre de metal desnudo consumible. El arco funde el fundente para producir un escudo protector fundido en la zona de soldadura.

              Fluoruros, fuego, quemaduras, radiación infrarroja, eléctrica; también humos metálicos, ruido, radiación ultravioleta, ozono y dióxido de nitrógeno

              Soldadura por arco protegido con gas

              gas inerte metálico (MIG); soldadura por arco metálico con gas (GMAC)

              El electrodo es normalmente un alambre consumible desnudo de composición similar al metal de soldadura y se alimenta continuamente al arco.

              Radiación ultravioleta, humos metálicos, ozono, monóxido de carbono (con CO2 gas), dióxido de nitrógeno, fuego, quemaduras, radiación infrarroja, electricidad, fluoruros, ruido

              gas inerte de tungsteno (TIG); soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW); heliarco

              El electrodo de tungsteno no es consumible y el metal de aporte se introduce manualmente en el arco como consumible.

              Radiación ultravioleta, humos metálicos, ozono, dióxido de nitrógeno, fuego, quemaduras, radiación infrarroja, electricidad, ruido, fluoruros, monóxido de carbono


              soldadura por arco de plasma (PAW) y pulverización por arco de plasma; corte por arco de tungsteno

              Similar a la soldadura TIG, excepto que el arco y la corriente de gases inertes pasan a través de un pequeño orificio antes de llegar a la pieza de trabajo, creando un “plasma” de gas altamente ionizado que puede alcanzar temperaturas de más de 33,400 XNUMX °C. También se usa para metalizar.

              Humos metálicos, ozono, dióxido de nitrógeno, radiación ultravioleta e infrarroja, ruido; fuego, quemaduras, eléctrico, fluoruros, monóxido de carbono, posibles rayos x

              Soldadura por arco con núcleo fundente (FCAW); soldadura de gas activo de metal (MAG)

              Utiliza un electrodo consumible con núcleo fundente; puede tener escudo de dióxido de carbono (MAG)

              Radiación ultravioleta, humos metálicos, ozono, monóxido de carbono (con CO2 gas), dióxido de nitrógeno, fuego, quemaduras, radiación infrarroja, electricidad, fluoruros, ruido

              Soldadura por resistencia eléctrica

              Soldadura por resistencia (soldadura por puntos, costura, proyección o a tope)

              Una alta corriente a bajo voltaje fluye a través de los dos componentes de los electrodos. El calor generado en la interfaz entre los componentes los lleva a temperaturas de soldadura. Durante el paso de la corriente, la presión ejercida por los electrodos produce una soldadura de forja. No se utiliza fundente ni metal de aportación.

              Ozono, ruido (a veces), peligros de maquinaria, fuego, quemaduras, electricidad, vapores metálicos

              Soldadura por electroescoria

              Se utiliza para soldadura a tope vertical. Las piezas de trabajo se colocan verticalmente, con un espacio entre ellas, y se colocan placas o zapatas de cobre en uno o ambos lados de la junta para formar un baño. Se establece un arco debajo de una capa de fundente entre uno o más alambres de electrodo alimentados continuamente y una placa de metal. Se forma un charco de metal fundido, protegido por fundente fundido o escoria, que se mantiene fundido por la resistencia a la corriente que pasa entre el electrodo y las piezas de trabajo. Este calor generado por resistencia derrite los lados de la unión y el alambre del electrodo, llenando la unión y formando una soldadura. A medida que avanza la soldadura, el metal fundido y la escoria se mantienen en su posición al cambiar las placas de cobre.

              Quemaduras, fuego, radiación infrarroja, electricidad, vapores metálicos

              soldadura por chispa

              Las dos partes metálicas a soldar están conectadas a una fuente de alta corriente y bajo voltaje. Cuando los extremos de los componentes se ponen en contacto, fluye una gran corriente, lo que provoca que se produzca un "parpadeo" y lleva los extremos de los componentes a temperaturas de soldadura. Se obtiene una soldadura de forja por presión.

              Electricidad, quemaduras, fuego, vapores metálicos


              Otros procesos de soldadura

              Soldadura por haz de electrones

              Una pieza de trabajo en una cámara de vacío es bombardeada por un haz de electrones de un cañón de electrones a altos voltajes. La energía de los electrones se transforma en calor al golpear la pieza de trabajo, derritiendo así el metal y fusionando la pieza de trabajo.

              Rayos X a alto voltaje, eléctricos, quemaduras, polvos metálicos, espacios confinados

              Corte Arcair

              Se genera un arco entre el extremo de un electrodo de carbono (en un portaelectrodo manual con su propio suministro de aire comprimido) y la pieza de trabajo. El metal fundido producido es expulsado por chorros de aire comprimido.

              Humos metálicos, monóxido de carbono, dióxido de nitrógeno, ozono, fuego, quemaduras, radiación infrarroja, electricidad

              Soldadura por fricción

              Una técnica de soldadura puramente mecánica en la que un componente permanece estacionario mientras que el otro gira contra él bajo presión. El calor se genera por fricción y, a la temperatura de forja, la rotación cesa. Luego, una presión de forja efectúa la soldadura.

              Calor, quemaduras, riesgos de maquinaria

              Soldadura láser y taladrado

              Los rayos láser se pueden utilizar en aplicaciones industriales que requieren una precisión excepcionalmente alta, como ensamblajes en miniatura y microtécnicas en la industria electrónica o hileras para la industria de fibras artificiales. El rayo láser funde y une las piezas de trabajo.

              Electricidad, radiación láser, radiación ultravioleta, fuego, quemaduras, humos metálicos, productos de descomposición de recubrimientos de piezas de trabajo

              Soldadura de pernos

              Se genera un arco entre un espárrago de metal (que actúa como electrodo) sostenido en una pistola de soldadura de espárragos y la placa de metal que se va a unir, y eleva la temperatura de los extremos de los componentes hasta el punto de fusión. La pistola fuerza el espárrago contra la placa y lo suelda. El blindaje lo proporciona una férula de cerámica que rodea el espárrago.

              Humos metálicos, radiación infrarroja y ultravioleta, quemaduras, electricidad, fuego, ruido, ozono, dióxido de nitrógeno

              Soldadura termita

              Una mezcla de polvo de aluminio y un polvo de óxido de metal (hierro, cobre, etc.) se enciende en un crisol, produciendo metal fundido con la evolución de un calor intenso. Se golpea el crisol y el metal fundido fluye hacia la cavidad a soldar (que está rodeada por un molde de arena). Esto se usa a menudo para reparar piezas fundidas o forjadas.

              Incendio, explosión, radiación infrarroja, quemaduras

               

              Gran parte de la soldadura no se realiza en talleres donde las condiciones generalmente pueden controlarse, sino en el campo en la construcción o reparación de grandes estructuras y maquinaria (p. ej., armazones de edificios, puentes y torres, barcos, locomotoras y vagones de ferrocarril, equipo pesado, etc.). sobre). Es posible que el soldador deba llevar todo su equipo al sitio, configurarlo y trabajar en espacios reducidos o en andamios. La tensión física, la fatiga excesiva y las lesiones musculoesqueléticas pueden ser consecuencia de la necesidad de alcanzar, arrodillarse o trabajar en otras posiciones incómodas e incómodas. El estrés por calor puede resultar del trabajo en clima cálido y los efectos oclusivos del equipo de protección personal, incluso sin el calor generado por el proceso de soldadura.

              Cilindros de gas comprimido

              En las instalaciones de soldadura con gas a alta presión, el oxígeno y el gas combustible (acetileno, hidrógeno, gas ciudad, propano) se suministran a la antorcha desde cilindros. Los gases se almacenan en estos cilindros a alta presión. Los peligros especiales de incendio y explosión y las precauciones para el uso y almacenamiento seguro de los gases combustibles también se analizan en otra parte de este documento. Enciclopedia. Se deben observar las siguientes precauciones:

              • Solo se deben instalar en los cilindros reguladores de presión diseñados para el gas en uso. Por ejemplo, un regulador de acetileno no debe usarse con gas de carbón o hidrógeno (aunque puede usarse con propano).
              • Las cerbatanas deben mantenerse en buen estado y limpiarse a intervalos regulares. Se debe usar un palo de madera dura o un alambre de latón blando para limpiar las puntas. Deben conectarse a los reguladores con mangueras especiales reforzadas con lona colocadas de tal manera que sea poco probable que se dañen.
              • Los cilindros de oxígeno y acetileno deben almacenarse por separado y únicamente en locales resistentes al fuego, desprovistos de materiales inflamables y deben estar ubicados de manera que puedan retirarse fácilmente en caso de incendio. Se deben consultar los códigos locales de construcción y protección contra incendios.
              • Debe observarse escrupulosamente la codificación de colores vigente o recomendada para la identificación de cilindros y accesorios. En muchos países, se aplican en este campo los códigos de color aceptados internacionalmente que se utilizan para el transporte de materiales peligrosos. Los argumentos a favor de la aplicación de normas internacionales uniformes a este respecto se ven reforzados por consideraciones de seguridad vinculadas a la creciente migración internacional de trabajadores industriales.

               

              Generadores de acetileno

              En el proceso de soldadura con gas a baja presión, el acetileno generalmente se produce en generadores por reacción de carburo de calcio y agua. Luego, el gas se canaliza al soplete de soldadura o corte en el que se alimenta el oxígeno.

              Las plantas generadoras estacionarias deben instalarse al aire libre o en un edificio bien ventilado lejos de los talleres principales. La ventilación de la casa del generador debe ser tal que impida la formación de una atmósfera explosiva o tóxica. Debe proporcionarse una iluminación adecuada; los interruptores, otros equipos eléctricos y lámparas eléctricas deben estar ubicados fuera del edificio o ser a prueba de explosiones. El humo, las llamas, las antorchas, la planta de soldadura o los materiales inflamables deben excluirse de la casa o de las inmediaciones de un generador al aire libre. Muchas de estas precauciones también se aplican a los generadores portátiles. Los generadores portátiles deben usarse, limpiarse y recargarse únicamente al aire libre o en un taller bien ventilado, lejos de cualquier material inflamable.

              El carburo de calcio se suministra en tambores sellados. El material debe almacenarse y mantenerse seco, en una plataforma elevada sobre el nivel del piso. Los almacenes deberán estar situados bajo cubierta, y si colindan con otro edificio la medianera deberá ser ignífuga. El almacén debe estar adecuadamente ventilado a través del techo. Los tambores deben abrirse solo inmediatamente antes de cargar el generador. Se debe proporcionar y utilizar un abridor especial; Nunca se debe usar un martillo y un cincel para abrir tambores. Es peligroso dejar los tambores de carburo de calcio expuestos a cualquier fuente de agua.

              Antes de desmantelar un generador, se debe quitar todo el carburo de calcio y llenar la planta con agua. El agua debe permanecer en la planta durante al menos media hora para garantizar que todas las partes estén libres de gas. El desmontaje y el servicio deben ser realizados únicamente por el fabricante del equipo o por un especialista. Cuando se está recargando o limpiando un generador, no se debe volver a usar nada de la carga anterior.

              Las piezas de carburo de calcio incrustadas en el mecanismo de alimentación o adheridas a partes de la planta deben eliminarse con cuidado, utilizando herramientas que no produzcan chispas hechas de bronce u otra aleación no ferrosa adecuada.

              Todos los interesados ​​deben estar completamente familiarizados con las instrucciones del fabricante, que deben exhibirse de manera visible. También se deben observar las siguientes precauciones:

              • Se debe instalar una válvula de contrapresión diseñada correctamente entre el generador y cada soplete para evitar el contrafuego o el flujo inverso del gas. La válvula debe inspeccionarse regularmente después de un retroceso y el nivel del agua debe revisarse diariamente.
              • Solo deben usarse sopletes del tipo inyector diseñados para operación a baja presión. Para calentar y cortar, a veces se emplea gas ciudad o hidrógeno a baja presión. En estos casos, se debe colocar una válvula de retención entre cada soplete y la tubería principal o tubería de suministro.
              • Una explosión puede ser causada por un "retroceso de llama", que resulta de sumergir la punta de la boquilla en el charco de metal fundido, lodo o pintura, o por cualquier otra obstrucción. Deben eliminarse las partículas de escoria o metal que se adhieren a la punta. La punta también debe enfriarse con frecuencia.
              • Se deben consultar los códigos locales de construcción y de incendios.

               

              Prevención de incendios y explosiones

              Al ubicar las operaciones de soldadura, se debe tener en cuenta las paredes circundantes, los pisos, los objetos cercanos y el material de desecho. Se deben seguir los siguientes procedimientos:

              • Todo material combustible debe ser retirado o protegido adecuadamente con láminas de metal u otros materiales adecuados; Nunca se deben usar lonas.
              • Las estructuras de madera deben desaconsejarse o protegerse de manera similar. Se deben evitar los pisos de madera.
              • Se deben tomar medidas de precaución en el caso de aberturas o grietas en paredes y pisos; el material inflamable en las habitaciones contiguas o en el piso de abajo debe retirarse a una posición segura. Se deben consultar los códigos locales de construcción y de incendios.
              • Siempre se debe tener a mano un equipo de extinción de incendios adecuado. En el caso de una planta de baja presión que utilice un generador de acetileno, también se deben tener disponibles baldes de arena seca; los extintores de incendios de polvo seco o dióxido de carbono son satisfactorios. Nunca se debe usar agua.
              • Los cuerpos de bomberos pueden ser necesarios. Se debe designar una persona responsable para mantener el sitio en observación durante al menos media hora después de la finalización del trabajo, para hacer frente a cualquier foco de incendio.
              • Dado que pueden ocurrir explosiones cuando el gas acetileno está presente en el aire en cualquier proporción entre el 2 y el 80 %, se requiere una ventilación y un control adecuados para garantizar que no haya fugas de gas. Solo se debe usar agua jabonosa para buscar fugas de gas.
              • El oxígeno debe controlarse cuidadosamente. Por ejemplo, nunca debe liberarse al aire en un espacio confinado; muchos metales, ropa y otros materiales se vuelven activamente combustibles en presencia de oxígeno. En el corte de gas, el oxígeno que no se pueda consumir se liberará a la atmósfera; El corte de gas nunca debe realizarse en un espacio confinado sin los arreglos de ventilación adecuados.
              • Las aleaciones ricas en magnesio u otros metales combustibles deben mantenerse alejadas de las llamas o arcos de soldadura.
              • La soldadura de contenedores puede ser extremadamente peligrosa. Si se desconoce el contenido anterior, siempre se debe tratar un recipiente como si hubiera contenido una sustancia inflamable. Las explosiones pueden evitarse eliminando cualquier material inflamable o haciéndolo no explosivo ni inflamable.
              • La mezcla de aluminio y óxido de hierro utilizada en la soldadura por termita es estable en condiciones normales. Sin embargo, en vista de la facilidad con la que el polvo de aluminio se encenderá y la naturaleza casi explosiva de la reacción, se deben tomar las precauciones adecuadas en el manejo y almacenamiento (evitar la exposición a altas temperaturas y posibles fuentes de ignición).
              • En algunas jurisdicciones, se requiere un programa de permiso de trabajo en caliente por escrito para soldar. Este programa describe las precauciones y los procedimientos a seguir durante la soldadura, corte, quemado, etc. Este programa debe incluir las operaciones específicas realizadas junto con las precauciones de seguridad que se implementarán. Debe ser específico de la planta y puede incluir un sistema de permisos interno que debe completarse con cada operación individual.

               

              Protección contra el calor y los peligros de quemaduras

              Pueden producirse quemaduras en los ojos y partes expuestas del cuerpo debido al contacto con metal caliente y salpicaduras de partículas de metal incandescente o metal fundido. En la soldadura por arco, una chispa de alta frecuencia utilizada para iniciar el arco puede causar quemaduras pequeñas y profundas si se concentra en un punto de la piel. La radiación infrarroja intensa y visible de una llama de corte o soldadura de gas y el metal incandescente en el baño de soldadura pueden causar molestias al operador y a las personas que se encuentran cerca de la operación. Cada operación debe ser considerada con anticipación, y las precauciones necesarias diseñadas e implementadas. Se deben usar gafas hechas específicamente para soldadura y corte con gas para proteger los ojos del calor y la luz irradiados por el trabajo. Las cubiertas protectoras sobre el filtro de vidrio deben limpiarse según sea necesario y reemplazarse cuando estén rayadas o dañadas. Donde se emite metal fundido o partículas calientes, la ropa protectora que se use debe desviar las salpicaduras. El tipo y el grosor de la ropa ignífuga que se use debe elegirse de acuerdo con el grado de peligro. En las operaciones de corte y soldadura por arco, se deben usar cubiertas de zapatos de cuero u otras polainas adecuadas para evitar que las partículas calientes caigan en las botas o los zapatos. Para proteger las manos y los antebrazos contra el calor, las salpicaduras, la escoria, etc., es suficiente el tipo de guantelete de cuero con puños de lona o cuero. Otros tipos de ropa de protección incluyen delantales de cuero, chaquetas, mangas, polainas y cubiertas para la cabeza. En la soldadura por encima de la cabeza, son necesarios una capa protectora y una gorra. Toda la ropa de protección debe estar libre de aceite o grasa, y las costuras deben estar por dentro, para no atrapar glóbulos de metal fundido. La ropa no debe tener bolsillos ni puños que puedan atrapar chispas, y debe usarse de manera que las mangas se superpongan a los guantes, las mallas se superpongan a los zapatos, etc. La ropa de protección debe inspeccionarse en busca de costuras reventadas o agujeros a través de los cuales pueda entrar metal fundido o escoria. Los artículos pesados ​​que se dejan calientes al finalizar la soldadura siempre deben marcarse como "calientes" como advertencia para otros trabajadores. Con la soldadura por resistencia, el calor producido puede no ser visible y pueden producirse quemaduras por la manipulación de conjuntos calientes. Las partículas de metal caliente o fundido no deben salir volando de las soldaduras por puntos, costuras o proyección si las condiciones son las correctas, pero se deben usar pantallas no inflamables y se deben tomar precauciones. Las pantallas también protegen a los transeúntes de quemaduras en los ojos. No se deben dejar piezas sueltas en la garganta de la máquina porque pueden salir proyectadas con cierta velocidad.

              Seguridad ELECTRICA

              Aunque los voltajes sin carga en la soldadura por arco manual son relativamente bajos (alrededor de 80 V o menos), las corrientes de soldadura son altas y los circuitos primarios del transformador presentan los peligros habituales de los equipos que funcionan con el voltaje de la línea de alimentación. Por lo tanto, no se debe ignorar el riesgo de descarga eléctrica, especialmente en espacios reducidos o en posiciones inseguras.

              Antes de comenzar a soldar, siempre se debe verificar la instalación de puesta a tierra en el equipo de soldadura por arco. Los cables y las conexiones deben ser sólidos y de capacidad adecuada. Siempre se debe utilizar una abrazadera de conexión a tierra adecuada o un terminal atornillado. Cuando dos o más máquinas de soldar estén conectadas a tierra en la misma estructura, o donde también se utilicen otras herramientas eléctricas portátiles, la puesta a tierra debe ser supervisada por una persona competente. El puesto de trabajo debe ser seco, seguro y libre de obstrucciones peligrosas. Un lugar de trabajo bien organizado, bien iluminado, correctamente ventilado y ordenado es importante. Para trabajos en espacios confinados o posiciones peligrosas, se puede instalar protección eléctrica adicional (dispositivos sin carga y de bajo voltaje) en el circuito de soldadura, lo que garantiza que solo haya corriente de voltaje extremadamente bajo disponible en el portaelectrodos cuando no se está soldando. . (Consulte la discusión sobre espacios confinados a continuación). Se recomiendan los portaelectrodos en los que los electrodos se sujetan con un agarre de resorte o rosca de tornillo. Las molestias debidas al calentamiento pueden reducirse mediante un aislamiento térmico eficaz en la parte del portaelectrodos que se sujeta con la mano. Las mordazas y las conexiones de los portaelectrodos deben limpiarse y apretarse periódicamente para evitar el sobrecalentamiento. Se deben tomar medidas para acomodar el portaelectrodos de manera segura cuando no esté en uso por medio de un gancho aislado o un portaelectrodos completamente aislado. La conexión del cable debe diseñarse de manera que la flexión continua del cable no provoque el desgaste y la falla del aislamiento. Se debe evitar el arrastre de cables y tubos de suministro de gas de plástico (procesos protegidos con gas) a través de placas calientes o soldaduras. El cable del electrodo no debe entrar en contacto con el trabajo o cualquier otro objeto conectado a tierra (tierra). Los tubos de goma y los cables recubiertos de goma no deben usarse en ningún lugar cerca de la descarga de alta frecuencia, porque el ozono producido pudrirá la goma. Se deben usar tubos de plástico y cables cubiertos de cloruro de polivinilo (PVC) para todos los suministros desde el transformador hasta el portaelectrodos. Los cables vulcanizados o revestidos de goma dura son satisfactorios en el lado primario. La suciedad y el polvo metálico o de otro tipo pueden provocar una avería en la unidad de descarga de alta frecuencia. Para evitar esta condición, la unidad debe limpiarse regularmente soplando con aire comprimido. Se debe usar protección auditiva cuando se usa aire comprimido durante más de unos pocos segundos. Para la soldadura por haz de electrones, la seguridad del equipo utilizado debe comprobarse antes de cada operación. Para protegerse contra descargas eléctricas, se debe instalar un sistema de enclavamientos en los distintos gabinetes. Es necesario un sistema confiable de puesta a tierra de todas las unidades y gabinetes de control. Para equipos de soldadura por plasma utilizados para cortar espesores pesados, los voltajes pueden ser tan altos como 400 V y se debe anticipar el peligro. La técnica de disparar el arco por un pulso de alta frecuencia expone al operador a los peligros de un choque desagradable y una quemadura dolorosa y penetrante de alta frecuencia.

              Radiación ultravioleta

              La luz brillante emitida por un arco eléctrico contiene una alta proporción de radiación ultravioleta. Incluso la exposición momentánea a ráfagas de arco eléctrico, incluidos los destellos perdidos de los arcos de otros trabajadores, puede producir una conjuntivitis dolorosa (fotooftalmía) conocida como “ojo de arco” o “rayo en el ojo”. Si alguna persona está expuesta al arco eléctrico, se debe buscar atención médica inmediata. La exposición excesiva a la radiación ultravioleta también puede causar sobrecalentamiento y quemaduras en la piel (efecto de quemadura solar). Las precauciones incluyen:

              • Se debe usar un protector o casco equipado con el grado correcto de filtro (consulte el artículo “Protección para los ojos y la cara” en otra parte de este manual). Enciclopedia). Para los procesos de soldadura por arco protegido con gas y corte por arco de carbón, los protectores de mano planos brindan una protección insuficiente contra la radiación reflejada; se deben usar cascos. Deben usarse gafas protectoras o anteojos con protectores laterales debajo del casco para evitar la exposición cuando se levanta el casco para inspeccionar el trabajo. Los cascos también brindarán protección contra salpicaduras y escoria caliente. Los cascos y los protectores de manos están provistos de un filtro de vidrio y una cubierta protectora de vidrio en el exterior. Esto debe inspeccionarse, limpiarse y reemplazarse regularmente cuando esté rayado o dañado.
              • La cara, la nuca y otras partes expuestas del cuerpo deben protegerse adecuadamente, especialmente cuando se trabaja cerca de otros soldadores.
              • Los asistentes deben usar gafas adecuadas como mínimo y otros EPP según lo requiera el riesgo.
              • Todas las operaciones de soldadura por arco deben ser protegidas para proteger a otras personas que trabajen cerca. Cuando el trabajo se lleve a cabo en bancos fijos o en talleres de soldadura, deben instalarse pantallas permanentes cuando sea posible; de lo contrario, se deben utilizar pantallas temporales. Todas las pantallas deben ser opacas, de construcción robusta y de un material resistente a las llamas.
              • El uso de pinturas negras para el interior de las cabinas de soldadura se ha convertido en una práctica aceptada, pero la pintura debe producir un acabado mate. Se debe proporcionar una iluminación ambiental adecuada para evitar la fatiga visual que provoque dolores de cabeza y accidentes.
              • Las cabinas de soldadura y las pantallas portátiles deben revisarse regularmente para asegurarse de que no haya daños que puedan provocar que el arco afecte a las personas que trabajan cerca.

               

              Peligros químicos

              Los contaminantes transportados por el aire de la soldadura y el oxicorte, incluidos los humos y gases, surgen de una variedad de fuentes:

              • el metal que se está soldando, el metal de la varilla de aporte o los componentes de varios tipos de acero, como el níquel o el cromo)
              • cualquier revestimiento metálico sobre el artículo que se está soldando o sobre la varilla de aporte (p. ej., zinc y cadmio del enchapado, zinc del galvanizado y cobre como una capa delgada sobre varillas de aporte continuas de acero dulce)
              • cualquier pintura, grasa, desechos y similares en el artículo que se está soldando (por ejemplo, monóxido de carbono, dióxido de carbono, humo y otros productos de descomposición irritantes)
              • revestimiento de fundente en la varilla de aporte (p. ej., fluoruro inorgánico)
              • la acción del calor o la luz ultravioleta sobre el aire circundante (p. ej., dióxido de nitrógeno, ozono) o sobre hidrocarburos clorados (p. ej., fosgeno)
              • gas inerte utilizado como escudo (p. ej., dióxido de carbono, helio, argón).

               

              Los humos y gases deben eliminarse en la fuente mediante LEV. Esto puede lograrse mediante un cerramiento parcial del proceso o mediante la instalación de campanas que suministren una velocidad de aire suficientemente alta a través de la posición de soldadura para asegurar la captura de los humos.

              Debe prestarse especial atención a la ventilación en la soldadura de metales no ferrosos y ciertos aceros aleados, así como a la protección contra el peligro del ozono, el monóxido de carbono y el dióxido de nitrógeno que pueden formarse. Los sistemas de ventilación portátiles y fijos están fácilmente disponibles. En general, el aire extraído no debe recircularse. Debe recircularse solo si no hay niveles peligrosos de ozono u otros gases tóxicos y el aire de escape se filtra a través de un filtro de alta eficiencia.

              Con la soldadura por haz de electrones y si los materiales que se sueldan son de naturaleza tóxica (p. ej., berilio, plutonio, etc.), se debe tener cuidado para proteger al operador de cualquier nube de polvo al abrir la cámara.

              Cuando existe un riesgo para la salud debido a los humos tóxicos (p. ej., plomo) y LEV no es factible, por ejemplo, cuando se están demoliendo estructuras pintadas con plomo mediante oxicorte, es necesario el uso de equipo de protección respiratoria. En tales circunstancias, se debe usar un respirador aprobado de alta eficiencia que cubra toda la cara o un respirador purificado de aire (PAPR) de alta eficiencia. Es necesario un alto nivel de mantenimiento del motor y la batería, especialmente con el respirador original de presión positiva de alta eficiencia. Se debe fomentar el uso de respiradores de línea de aire comprimido de presión positiva cuando se disponga de un suministro adecuado de aire comprimido de calidad respirable. Siempre que se deba usar equipo de protección respiratoria, se debe revisar la seguridad del lugar de trabajo para determinar si son necesarias precauciones adicionales, teniendo en cuenta la visión restringida, las posibilidades de enredarse, etc., de las personas que usan equipo de protección respiratoria.

              Fiebre de humos metálicos

              La fiebre de los humos metálicos se observa comúnmente en trabajadores expuestos a los vapores de zinc en el proceso de galvanización o estañado, en la fundición de latón, en la soldadura de metal galvanizado y en la metalización o rociado de metales, así como por la exposición a otros metales como el cobre, manganeso y hierro. Ocurre en trabajadores nuevos y en aquellos que regresan al trabajo después de un paréntesis de fin de semana o vacaciones. Es una condición aguda que ocurre varias horas después de la inhalación inicial de partículas de un metal o sus óxidos. Comienza con mal sabor de boca seguido de sequedad e irritación de las mucosas respiratorias que se traduce en tos y ocasionalmente disnea y “opresión” en el pecho. Estos pueden ir acompañados de náuseas y dolor de cabeza y, unas 10 a 12 horas después de la exposición, escalofríos y fiebre que pueden ser bastante intensos. Estos duran varias horas y van seguidos de sudoración, sueño y, a menudo, poliuria y diarrea. No existe un tratamiento particular y la recuperación suele ser completa en unas 24 horas sin dejar residuos. Se puede prevenir manteniendo la exposición a los vapores metálicos dañinos dentro de los niveles recomendados mediante el uso de LEV eficiente.

              Espacios confinados

              Para el ingreso a espacios confinados, puede existir el riesgo de que la atmósfera sea explosiva, tóxica, deficiente en oxígeno o una combinación de las anteriores. Cualquier espacio confinado de este tipo debe estar certificado por una persona responsable como seguro para entrar y trabajar con un arco o llama. Es posible que se requiera un programa de entrada a espacios confinados, incluido un sistema de permisos de entrada, y es muy recomendable para el trabajo que debe llevarse a cabo en espacios que normalmente no están construidos para una ocupación continua. Los ejemplos incluyen, pero no se limitan a, bocas de acceso, bóvedas, bodegas de barcos y similares. La ventilación de los espacios confinados es crucial, ya que la soldadura con gas no solo produce contaminantes en el aire, sino que también consume oxígeno. Los procesos de soldadura por arco protegido con gas pueden disminuir el contenido de oxígeno del aire. (Ver figura 2.)

              Figura 2. Soldadura en un espacio cerrado

              MET040F2

              SF Gilman

              ruido

              El ruido es un peligro en varios procesos de soldadura, incluida la soldadura por plasma, algunos tipos de máquinas de soldadura por resistencia y la soldadura por gas. En la soldadura por plasma, el chorro de plasma se expulsa a velocidades muy altas, produciendo un ruido intenso (hasta 90 dBA), especialmente en las bandas de frecuencia más altas. El uso de aire comprimido para soplar el polvo también genera altos niveles de ruido. Para evitar daños en la audición, se deben usar tapones para los oídos u orejeras y se debe instituir un programa de conservación de la audición, que incluya exámenes audiométricos (capacidad auditiva) y capacitación de los empleados.

              Radiación ionizante

              En los talleres de soldadura donde las soldaduras se inspeccionan radiográficamente con equipos de rayos X o rayos gamma, se deben observar estrictamente las advertencias e instrucciones habituales. Los trabajadores deben mantenerse a una distancia segura de dicho equipo. Las fuentes radiactivas deben manipularse únicamente con las herramientas especiales requeridas y con sujeción a precauciones especiales.

              Se deben seguir las regulaciones locales y gubernamentales. Ver el capítulo Radiación, ionizante en otra parte de este Enciclopedia.

              Se debe proporcionar suficiente blindaje con soldadura por haz de electrones para evitar que los rayos x penetren en las paredes y ventanas de la cámara. Cualquier parte de la máquina que proporcione protección contra la radiación de rayos X debe estar interconectada para que la máquina no pueda activarse a menos que esté en su posición. Las máquinas deben revisarse en el momento de la instalación en busca de fugas de radiación de rayos X y periódicamente a partir de entonces.

              Otros peligros

              Las máquinas de soldadura por resistencia tienen al menos un electrodo, que se mueve con una fuerza considerable. Si se opera una máquina con un dedo o una mano entre los electrodos, se producirá un aplastamiento grave. Siempre que sea posible, se debe diseñar un medio de protección adecuado para proteger al operador. Los cortes y las laceraciones se pueden minimizar desbarbando primero los componentes y usando guantes protectores o manoplas.

              Se deben utilizar procedimientos de bloqueo/etiquetado cuando se realiza mantenimiento o reparación de maquinaria con fuentes de energía eléctrica, mecánica o de otro tipo.

              Cuando se elimina la escoria de las soldaduras mediante astillado, etc., los ojos deben protegerse con gafas u otros medios.

               

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              Miércoles, marzo de 16 2011 21: 40

              Tornos

              Adaptado de la 3ra edición, Encyclopaedia of Occupational Health and Safety.

              La importante función que desempeñan los tornos en los talleres metalúrgicos se ilustra mejor con el hecho de que entre el 90 y el 95 % de las virutas (virutas de metal) producidas en la industria de válvulas y accesorios provienen de los tornos. Alrededor de una décima parte de los accidentes reportados en esta industria se deben a tornos; esto corresponde a un tercio de todos los accidentes de máquinas. Según un estudio de la frecuencia relativa de accidentes por unidad de máquina realizado en una planta de fabricación de pequeñas piezas de precisión y equipos eléctricos, los tornos ocupan el quinto lugar después de las máquinas para trabajar la madera, las sierras para metales, las prensas eléctricas y las taladradoras. Por lo tanto, la necesidad de medidas de protección en los tornos está fuera de toda duda.

              El torneado es un proceso mecánico en el que el diámetro del material se reduce mediante una herramienta con un filo especial. El movimiento de corte es producido por la rotación de la pieza de trabajo, y los movimientos de avance y traslación son producidos por la herramienta. Variando estos tres movimientos básicos, y también eligiendo la geometría y el material de corte de la herramienta adecuados, es posible influir en la tasa de eliminación de material, la calidad de la superficie, la forma de la viruta formada y el desgaste de la herramienta.

              Estructura de Tornos

              Un torno típico consta de:

              • una cama o base con guías de deslizamiento maquinadas para la silla y el contrapunto
              • un cabezal montado en la cama, con el husillo y el mandril
              • una caja de engranajes de avance unida al frente de la cama para transmitir el movimiento de avance como una función de la velocidad de corte a través del tornillo de avance o eje de avance y la plataforma a la silleta
              • una silla (o carro) que lleva el carro transversal que realiza el movimiento transversal
              • un poste de herramientas montado en la corredera transversal (ver figura 1).

               

              Figura 1. Tornos y máquinas similares

              MET050F1

              Este modelo básico de torno puede ser infinitamente variado, desde la máquina universal hasta el torno automático especial diseñado para un solo tipo de trabajo.

              Los tipos de torno más importantes son los siguientes:

              • torno central. Esta es la máquina de torneado más utilizada. Corresponde al modelo básico con eje de giro horizontal. El trabajo se sujeta entre centros, mediante una placa frontal o en un mandril.
              • Torno multiherramienta. Esto permite activar varias herramientas al mismo tiempo.
              • Torno de torreta, torno de cabrestante. Las máquinas de este tipo permiten mecanizar una pieza de trabajo mediante varias herramientas que se acoplan una tras otra. Las herramientas se mantienen en la torreta, que gira para llevarlas a la posición de corte. Las torretas son generalmente del tipo disco o corona, pero también existen tornos de torreta tipo tambor.
              • Tornos copiadores. La forma deseada se transmite por control de trazado desde una plantilla a la obra.
              • Torno automático. Las distintas operaciones, incluido el cambio de obra, están automatizadas. Hay automáticas de barra y automáticas de sujeción.
              • Torno vertical (mandrinadora y torneadora). La obra gira sobre un eje vertical; está sujeto a una mesa giratoria horizontal. Este tipo de máquina se utiliza generalmente para mecanizar grandes piezas de fundición y forja.
              • Tornos NC y CNC. Todas las máquinas mencionadas pueden equiparse con un sistema de control numérico (NC) o control numérico asistido por computadora (CNC). El resultado es una máquina semiautomática o totalmente automatizada que se puede utilizar de forma bastante universal, gracias a la gran versatilidad y fácil programación del sistema de control.

               

              El desarrollo futuro del torno probablemente se concentrará en los sistemas de control. Los controles de contacto serán reemplazados cada vez más por sistemas de control electrónico. En cuanto a estos últimos, existe una tendencia de evolución desde los controles programados por interpolación hacia los controles programados por memoria. Es previsible a la larga que el uso de ordenadores de proceso cada vez más eficientes tenderá a optimizar el proceso de mecanizado.

              Accidentes

              Los accidentes de torno generalmente son causados ​​por:

              • incumplimiento de las normas de seguridad cuando las máquinas se instalan en talleres (por ejemplo, no hay suficiente espacio entre las máquinas, no hay un interruptor de desconexión de energía para cada máquina)
              • falta de protecciones o ausencia de dispositivos auxiliares (se han causado lesiones graves a trabajadores que trataron de frenar el husillo de sus tornos presionando una de sus manos contra poleas de correa sin protección y a operadores que sin darse cuenta accionaron palancas de embrague o pedales sin protección; lesiones debidas a También se han producido virutas voladoras debido a la ausencia de cubiertas con bisagras o deslizantes)
              • elementos de control ubicados inadecuadamente (por ejemplo, la mano de un tornero puede ser perforada por el centro del contrapunto si el pedal que controla el mandril se confunde con el que controla el circuito hidráulico del movimiento del centro del contrapunto)
              • condiciones adversas de trabajo (es decir, deficiencias desde el punto de vista de la fisiología ocupacional)
              • falta de EPP o uso de ropa de trabajo inadecuada (se han causado lesiones graves e incluso fatales a los torneros que vestían ropa holgada o tenían el cabello largo y suelto)
              • instrucción insuficiente del personal (un aprendiz resultó fatalmente herido cuando limó un eje corto que estaba fijado entre centros y girado por un portador acodado en la nariz del eje y uno recto en el eje; el portador del torno agarró su manguito izquierdo, que estaba envuelto alrededor de la pieza de trabajo, arrastrando al aprendiz violentamente hacia el torno)
              • mala organización del trabajo que conduce al uso de equipos inadecuados (p. ej., se mecanizó una barra larga en un torno de producción convencional; era demasiado larga para este torno y sobresalía más de 1 m del cabezal; además, la apertura del mandril era demasiado grande para la barra y se armó insertando cuñas de madera; cuando el eje del torno comenzó a girar, el extremo libre de la barra se dobló 45° y golpeó la cabeza del operador; el operador murió durante la noche siguiente)
              • elementos defectuosos de la máquina (p. ej., un pasador suelto en un embrague puede hacer que el husillo del torno comience a girar mientras el operador ajusta una pieza de trabajo en el mandril).

               

              Prevención de accidentes

              La prevención de accidentes en tornos comienza en la etapa de diseño. Los diseñadores deben prestar especial atención a los elementos de control y transmisión.

              Elementos de control

              Cada torno debe estar equipado con un interruptor de desconexión (o aislamiento) de energía para que el trabajo de mantenimiento y reparación se pueda realizar de manera segura. Este interruptor debe desconectar la corriente en todos los polos, cortar de forma fiable la alimentación neumática e hidráulica y ventilar los circuitos. En máquinas grandes, el interruptor de desconexión debe diseñarse de manera que pueda cerrarse con candado en su posición exterior, una medida de seguridad contra una reconexión accidental.

              La disposición de los controles de la máquina debe ser tal que el operador pueda distinguirlos y alcanzarlos fácilmente, y que su manipulación no presente ningún peligro. Esto significa que los mandos nunca deben colocarse en puntos a los que solo se pueda acceder pasando la mano por la zona de trabajo de la máquina o donde puedan ser golpeados por astillas.

              Los interruptores que monitorean los resguardos y los enclavan con el accionamiento de la máquina deben elegirse e instalarse de tal manera que abran positivamente el circuito tan pronto como el resguardo se mueva de su posición de protección.

              Los dispositivos de parada de emergencia deben provocar la parada inmediata del movimiento peligroso. Deben estar diseñados y ubicados de tal manera que puedan ser operados fácilmente por el trabajador amenazado. Los botones de parada de emergencia deben ser de fácil acceso y deben estar en rojo.

              Los elementos de accionamiento de los dispositivos de control que pueden activar un movimiento peligroso de la máquina deben estar protegidos para excluir cualquier operación inadvertida. Por ejemplo, las palancas de acoplamiento del embrague en el cabezal y la plataforma deben estar provistas de pantallas o dispositivos de bloqueo de seguridad. Se puede asegurar un botón pulsador alojándolo en un hueco o cubriéndolo con un collar protector.

              Los controles manuales deben diseñarse y ubicarse de tal manera que el movimiento de la mano corresponda al movimiento controlado de la máquina.

              Los controles deben identificarse con marcas fácilmente legibles y comprensibles. Para evitar malentendidos y dificultades lingüísticas, es recomendable utilizar símbolos.

              Elementos de transmisión

              Todos los elementos de transmisión en movimiento (correas, poleas, engranajes) deben estar cubiertos con protecciones. Las personas responsables de la instalación de la máquina pueden contribuir de manera importante a la prevención de accidentes en tornos. Los tornos deben instalarse de manera que los operadores que los atienden no se estorben ni se pongan en peligro unos a otros. Los operadores no deben dar la espalda a los pasillos. Se deben instalar pantallas protectoras donde los lugares de trabajo o pasillos vecinos estén dentro del alcance de las astillas que vuelan.

              Los pasillos deben estar claramente marcados. Debe dejarse suficiente espacio para el equipo de manipulación de materiales, para apilar las piezas de trabajo y para las cajas de herramientas. Las guías de material en barra no deben sobresalir en los pasillos.

              El suelo sobre el que se encuentra el operador debe estar aislado del frío. Se debe tener cuidado de que el aislamiento no forme un obstáculo de tropiezo, y el piso no debe volverse resbaladizo incluso cuando está cubierto con una película de aceite.

              Los conductos y tuberías deben instalarse de manera que no se conviertan en obstáculos. Deben evitarse las instalaciones temporales.

              Las medidas de ingeniería de seguridad en el piso de producción deben dirigirse en particular a los siguientes puntos:

              • los accesorios de sujeción de piezas (placas frontales, mandriles, pinzas) deben equilibrarse dinámicamente antes de su uso
              • la velocidad máxima permitida de un mandril debe ser indicada en el mandril por el fabricante y respetada por el tornero
              • cuando se utilizan mandriles de desplazamiento, debe asegurarse de que las mordazas no puedan salirse cuando se pone en marcha el torno
              • los mandriles de este tipo deben diseñarse de tal manera que la llave no pueda quitarse antes de que se hayan asegurado las mordazas. Las llaves del portabrocas en general deben diseñarse de manera que sea imposible dejarlas en el portabrocas.

               

              Es importante contar con equipos de elevación auxiliares para facilitar el montaje y desmontaje de mandriles y placas frontales pesados. Para evitar que los mandriles se salgan del husillo cuando el torno se frena repentinamente, deben fijarse de forma segura. Esto se puede lograr colocando una tuerca de retención con rosca a la izquierda en la punta del husillo, usando un acoplamiento de acción rápida "Camlock", ajustando el mandril con una llave de bloqueo o asegurándolo con un anillo de bloqueo de dos partes.

              Cuando se utilicen dispositivos de sujeción motorizados, como mandriles, pinzas y centros de contrapunto accionados hidráulicamente, se deben tomar medidas que impidan la introducción de las manos en la zona de peligro de los dispositivos de cierre. Esto puede lograrse limitando el recorrido del elemento de sujeción a 6 mm, eligiendo la ubicación de los controles de hombre muerto para excluir la introducción de las manos en la zona de peligro o proporcionando una protección móvil que debe cerrarse antes de la sujeción. se puede iniciar el movimiento.

              Si poner en marcha el torno mientras las mordazas del mandril están abiertas representa un peligro, la máquina debe estar equipada con un dispositivo que impida que la rotación del eje comience antes de que las mordazas estén cerradas. La ausencia de energía no debe causar la apertura o el cierre de un dispositivo de sujeción de trabajo motorizado.

              Si la fuerza de agarre de un mandril motorizado disminuye, la rotación del husillo debe detenerse y debe ser imposible arrancar el husillo. Invertir la dirección de agarre de adentro hacia afuera (o viceversa) mientras el husillo gira no debe causar que el mandril se desprenda del husillo. La extracción de los accesorios de sujeción del husillo debe ser posible solo cuando el husillo haya dejado de girar.

              Al mecanizar material en barra, la parte que sobresale del torno debe estar rodeada por guías de material en barra. Los pesos de alimentación de barras deben estar protegidos por cubiertas con bisagras que se extiendan hasta el piso.

              Cargadores

              Para evitar accidentes graves, en particular, al archivar trabajos en un torno, no se deben utilizar transportadores sin protección. Se debe utilizar un portaequipajes de seguridad centrador o se debe colocar un collar protector en un portaequipajes convencional. También es posible utilizar portadores autoblocantes o dotar al disco portador de una cubierta protectora.

              Zona de trabajo del torno

              Los mandriles de torno universal deben estar protegidos por cubiertas con bisagras. Si es posible, las cubiertas protectoras deben estar entrelazadas con los circuitos de accionamiento del husillo. Los molinos de perforación y torneado verticales deben estar cercados con barras o placas para evitar lesiones por las piezas giratorias. Para que el operador pueda observar el proceso de mecanizado de forma segura, se deben proporcionar plataformas con barandillas. En ciertos casos, se pueden instalar cámaras de TV para que el operador pueda monitorear el borde de la herramienta y la entrada de la herramienta.

              Las zonas de trabajo de tornos automáticos, tornos NC y CNC deben estar completamente cerradas. Los recintos de las máquinas completamente automáticas solo deben tener aberturas a través de las cuales se introduce el material a mecanizar, se expulsa la pieza torneada y se retiran las virutas de la zona de trabajo. Estas aberturas no deben constituir un peligro cuando el trabajo pasa a través de ellas, y debe ser imposible llegar a través de ellas a la zona de peligro.

              Las zonas de trabajo de los tornos semiautomáticos, NC y CNC deben estar cerradas durante el proceso de mecanizado. Los recintos son generalmente tapas correderas con finales de carrera y circuito de enclavamiento.

              Las operaciones que requieran acceso a la zona de trabajo, como cambio de trabajo o herramientas, calibrado, etc., no deben realizarse antes de que el torno se haya detenido de manera segura. La puesta a cero de un variador de velocidad no se considera una parada segura. Las máquinas con dichos accionamientos deben tener cubiertas protectoras bloqueadas que no se puedan desbloquear antes de que la máquina se detenga de manera segura (por ejemplo, cortando la fuente de alimentación del motor del husillo).

              Si se requieren operaciones especiales de reglaje de herramientas, se debe proporcionar un control de avance lento que permite disparar ciertos movimientos de la máquina mientras la cubierta protectora está abierta. En tales casos, el operador puede estar protegido por diseños de circuitos especiales (p. ej., al permitir que solo se dispare un movimiento a la vez). Esto se puede lograr mediante el uso de controles de dos manos.

              viruta giratoria

              Las virutas de giro largas son peligrosas porque pueden enredarse con los brazos y las piernas y causar lesiones graves. Las virutas continuas y deshilachadas se pueden evitar eligiendo velocidades de corte, avances y espesores de viruta apropiados o utilizando herramientas de torno con rompevirutas del tipo garganta o escalonado. Se deben utilizar ganchos para virutas con asa y hebilla para retirar las virutas.

              Ergonomía

              Cada máquina debe diseñarse de tal manera que permita obtener un rendimiento máximo con un mínimo de estrés para el operador. Esto se puede lograr adaptando la máquina al trabajador.

              Los factores ergonómicos deben tenerse en cuenta al diseñar la interfaz hombre-máquina de un torno. El diseño racional del lugar de trabajo también incluye proporcionar equipos auxiliares de manipulación, como accesorios de carga y descarga.

              Todos los controles deben estar ubicados dentro de la esfera fisiológica o al alcance de ambas manos. Los controles deben estar claramente establecidos y deben ser lógicos para operar. Los controles accionados por pedal deben evitarse en máquinas atendidas por operadores de pie.

              La experiencia ha demostrado que se realiza un buen trabajo cuando el lugar de trabajo está diseñado para adoptar posturas tanto de pie como sentado. Si el operador tiene que trabajar de pie, se le debe dar la posibilidad de cambiar de postura. Los asientos flexibles son, en muchos casos, un alivio bienvenido para pies y piernas tensas.

              Se deben tomar medidas para crear un confort térmico óptimo, teniendo en cuenta la temperatura del aire, la humedad relativa, el movimiento del aire y el calor radiante. El taller debe estar adecuadamente ventilado. Debe haber dispositivos de escape locales para eliminar las emanaciones gaseosas. Al mecanizar material en barra, se deben utilizar tubos guía con revestimiento absorbente de sonido.

              El lugar de trabajo debería contar preferentemente con una iluminación uniforme que proporcione un nivel adecuado de iluminación.

              Ropa de Trabajo y Protección Personal

              Los overoles deben ser ajustados y abotonados o con cremallera hasta el cuello. No deben tener bolsillos en el pecho y las mangas deben estar bien abotonadas en las muñecas. No se deben usar cinturones. No se deben usar anillos ni brazaletes cuando se trabaja en tornos. El uso de gafas de seguridad debería ser obligatorio. Cuando se mecanizan piezas de trabajo pesadas, se deben usar zapatos de seguridad con puntera de acero. Se deben usar guantes protectores siempre que se recolecten virutas.

              Módulos

              La seguridad del tornero depende en gran medida de los métodos de trabajo. Por lo tanto, es importante que reciba una formación teórica y práctica exhaustiva para adquirir habilidades y desarrollar un comportamiento que le proporcione las mejores garantías posibles. La postura correcta, los movimientos correctos, la elección y el manejo correctos de las herramientas deben convertirse en una rutina hasta el punto de que el operador trabaje correctamente incluso si su concentración está temporalmente relajada.

              Los puntos importantes en un programa de formación son una postura erguida, el montaje y desmontaje correcto del mandril y la fijación precisa y segura de las piezas de trabajo. Se debe practicar intensamente la sujeción correcta de limas y rascadores y el trabajo seguro con tela abrasiva.

              Los trabajadores deben estar bien informados sobre los peligros de lesiones que pueden ocasionarse al calibrar el trabajo, verificar los ajustes y limpiar los tornos.

              Mantenimiento

              Los tornos deben ser mantenidos y lubricados regularmente. Las fallas deben corregirse inmediatamente. Si la seguridad está en juego en caso de falla, la máquina debe dejar de funcionar hasta que se tomen medidas correctivas.

              Los trabajos de reparación y mantenimiento deben realizarse solo después de que la máquina haya sido aislada de la fuente de alimentación.

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              Miércoles, marzo de 16 2011 21: 58

              Rectificado y pulido

              Adaptado de la 3ª edición, Enciclopedia de Salud y Seguridad en el Trabajo.

              El esmerilado generalmente implica el uso de un abrasivo aglomerado para desgastar partes de una pieza de trabajo. El objetivo es dar una forma determinada a la obra, corregir sus dimensiones, aumentar la lisura de una superficie o mejorar la nitidez de los filos. Los ejemplos incluyen la eliminación de bebederos y bordes ásperos de una pieza de fundición, la eliminación de escamas superficiales de los metales antes de forjar o soldar y el desbarbado de piezas en chapas metálicas y talleres mecánicos. El pulido se utiliza para eliminar las imperfecciones de la superficie, como las marcas de herramientas. El pulido no elimina el metal, pero utiliza un abrasivo suave mezclado con una base de cera o grasa para producir una superficie de alto brillo.

              El rectificado es el más completo y diversificado de todos los métodos de mecanizado y se emplea en muchos materiales, principalmente hierro y acero, pero también otros metales, madera, plásticos, piedra, vidrio, cerámica, etc. El término cubre otros métodos para producir superficies muy lisas y brillantes, como el pulido, el rectificado, el afilado y el lapeado.

              Las herramientas utilizadas son muelas de diferentes dimensiones, segmentos abrasivos, puntas abrasivas, piedras de afilar, limas, muelas pulidoras, correas, discos, etc. En muelas abrasivas y similares, el material abrasivo se mantiene unido mediante agentes aglutinantes para formar un cuerpo rígido, generalmente poroso. En el caso de las bandas abrasivas, el agente adhesivo sujeta el abrasivo a un material base flexible. Las ruedas pulidoras están hechas de algodón u otros discos textiles cosidos entre sí.

              Los abrasivos naturales (corindón natural o esmeril (óxidos de aluminio), diamante, arenisca, pedernal y granate) han sido reemplazados en gran medida por abrasivos artificiales que incluyen óxido de aluminio (alúmina fundida), carburo de silicio (carborundum) y diamantes sintéticos. También se utilizan varios materiales de grano fino, como tiza, piedra pómez, trípoli, masilla de estaño y óxido de hierro, especialmente para pulir y pulir.

              El óxido de aluminio es el más utilizado en muelas abrasivas, seguido del carburo de silicio. Los diamantes naturales y artificiales se utilizan para importantes aplicaciones especiales. El óxido de aluminio, el carburo de silicio, el esmeril, el granate y el pedernal se utilizan para esmerilar y pulir bandas.

              Tanto los aglutinantes orgánicos como los inorgánicos se utilizan en muelas abrasivas. Los principales tipos de enlaces inorgánicos son el silicato vitrificado y la magnesita. Entre los aglutinantes orgánicos destacan la resina de fenol o urea formaldehído, el caucho y la goma laca. Los aglutinantes vitrificados y la resina fenólica dominan por completo dentro de sus respectivos grupos. Las muelas abrasivas de diamante también se pueden unir con metal. Los distintos aglutinantes confieren a las muelas diferentes propiedades abrasivas, así como diferentes propiedades en cuanto a seguridad.

              Las bandas y discos abrasivos y de pulido están compuestos por una base flexible de papel o tela a la que se une el abrasivo por medio de un adhesivo natural o sintético.

              Se utilizan diferentes máquinas para diferentes tipos de operaciones, como rectificado de superficies, rectificado cilíndrico (incluido el rectificado sin centros), rectificado interior, rectificado basto y corte. Los dos tipos principales son: aquellos en los que el molinillo o el trabajo se mueven a mano y las máquinas con alimentación mecánica y mandriles. Los tipos de equipos comunes incluyen: amoladoras de superficie; esmeriladoras, pulidoras y pulidoras de pedestal; amoladoras y pulidoras de disco; molinos internos; máquinas cortadoras abrasivas; pulidoras de banda; esmeriladoras, pulidoras y pulidoras portátiles; y múltiples pulidores y tampones.

              Riesgos y su prevención

              Muy lleno

              El mayor riesgo de lesiones en el uso de muelas abrasivas es que la muela puede explotar durante el amolado. Normalmente, las muelas abrasivas funcionan a altas velocidades. Hay una tendencia hacia velocidades cada vez mayores. La mayoría de las naciones industrializadas tienen regulaciones que limitan las velocidades máximas a las que pueden funcionar los diversos tipos de muelas abrasivas.

              La medida de protección fundamental es hacer que la muela abrasiva sea lo más fuerte posible; la naturaleza del agente de unión es lo más importante. Las ruedas con aglomerantes orgánicos, en particular de resina fenólica, son más duras que las de aglomerantes inorgánicos y más resistentes a los impactos. Se pueden permitir velocidades periféricas altas para ruedas con enlaces orgánicos.

              Las ruedas de muy alta velocidad, en particular, suelen incorporar varios tipos de refuerzo. Por ejemplo, ciertas muelas de copa están equipadas con cubos de acero para aumentar su resistencia. Durante la rotación, la mayor tensión se desarrolla alrededor del orificio central. Para reforzar la muela, la sección alrededor del orificio central, que no participa en el rectificado, puede fabricarse de un material especialmente resistente que no sea adecuado para el rectificado. Las grandes ruedas con una sección central reforzada de esta manera se utilizan particularmente en las acerías para moler losas, palanquillas y similares a velocidades de hasta 80 m/s.

              Sin embargo, el método más común para reforzar las muelas abrasivas es incluir tejido de fibra de vidrio en su construcción. Las ruedas delgadas, como las que se usan para cortar, pueden incorporar tela de fibra de vidrio en el centro o en cada lado, mientras que las ruedas más gruesas tienen varias capas de tela según el grosor de la rueda.

              Con la excepción de algunas muelas abrasivas de pequeñas dimensiones, el fabricante debe someter a pruebas de velocidad a todas las muelas oa una muestra estadística de ellas. En las pruebas, las muelas se hacen funcionar durante un cierto período a una velocidad superior a la permitida en el rectificado. Las normas de prueba varían de un país a otro, pero normalmente la rueda debe probarse a una velocidad un 50 % superior a la velocidad de trabajo. En algunos países, las reglamentaciones requieren pruebas especiales de las ruedas que van a operar a velocidades más altas de lo normal en un instituto central de pruebas. El instituto también puede cortar especímenes de la rueda e investigar sus propiedades físicas. Las ruedas de corte están sujetas a ciertas pruebas de impacto, pruebas de flexión, etc. El fabricante también está obligado a asegurarse de que la muela abrasiva esté bien equilibrada antes de la entrega.

              El estallido de una muela abrasiva puede causar lesiones fatales o muy graves a cualquier persona en las inmediaciones y daños graves a la planta o las instalaciones. A pesar de todas las precauciones tomadas por los fabricantes, es posible que se rompan o revienten ocasionalmente las ruedas, a menos que se tenga el debido cuidado en su uso. Las medidas de precaución incluyen:

              • Manipulación y almacenamiento. Una rueda puede dañarse o agrietarse durante el tránsito o la manipulación. La humedad puede atacar el agente de unión en las ruedas de resina fenólica y, en última instancia, reducir su resistencia. Las ruedas vitrificadas pueden ser sensibles a las variaciones de temperatura repetidas. La humedad absorbida irregularmente puede desequilibrar la rueda. En consecuencia, es muy importante que las ruedas se manipulen con cuidado en todas las etapas y se guarden de manera ordenada en un lugar seco y protegido.
              • Comprobación de grietas. Se debe revisar una rueda nueva para asegurarse de que no esté dañada y seca, simplemente golpeándola con un mazo de madera. Una rueda vitrificada sin fallas dará un timbre claro, una rueda con aglomerante orgánico un tono de timbre menos; pero cualquiera de los dos puede diferenciarse del sonido agrietado de una rueda defectuosa. En caso de duda, no se debe utilizar la rueda y se debe consultar al proveedor.
              • Pruebas. Antes de poner en servicio la nueva rueda, se debe probar a toda velocidad con las debidas precauciones. Después de moler en húmedo, la rueda debe funcionar en vacío para expulsar el agua; de lo contrario, el agua puede acumularse en la parte inferior de la rueda y causar un desequilibrio, lo que puede ocasionar que estalle la próxima vez que se use la rueda.
              • Montaje. Se producen accidentes y roturas cuando las muelas abrasivas se montan en aparatos inadecuados, por ejemplo, en los extremos del husillo de las máquinas pulidoras. El eje debe tener un diámetro adecuado pero no tan grande como para expandir el orificio central de la rueda; Las bridas no deben tener menos de un tercio del diámetro de la rueda y deben estar hechas de acero dulce o de un material similar.
              • Velocidad. En ningún caso se debe exceder la velocidad de operación máxima permitida especificada por los fabricantes. Se debe colocar un aviso que indique la velocidad del husillo en todas las rectificadoras, y la muela se debe marcar con la velocidad periférica máxima permitida y el número de revoluciones correspondiente para una muela nueva. Son necesarias precauciones especiales con las rectificadoras de velocidad variable y para asegurar el montaje de muelas de velocidades admisibles apropiadas en rectificadoras portátiles.
              • Descanso de trabajo. Siempre que sea factible, deberían proporcionarse soportes de trabajo montados rígidamente y de dimensiones adecuadas. Deben ser ajustables y mantenerse lo más cerca posible de la rueda para evitar que el trabajo pueda ser forzado contra la rueda y romperla o, más probablemente, atrapar y lesionar la mano del operador.
              • Vigilando. Las ruedas abrasivas deben estar provistas de protecciones lo suficientemente fuertes como para contener las partes de una rueda que revienta (ver figura 1). Algunos países tienen regulaciones detalladas con respecto al diseño de las protecciones y los materiales a utilizar. En general, deben evitarse el hierro fundido y el aluminio fundido. La abertura de esmerilado debe ser lo más pequeña posible y puede ser necesaria una boquilla ajustable. Excepcionalmente, cuando la naturaleza del trabajo impida el uso de una protección, se pueden usar bridas protectoras especiales o mandriles de seguridad. Los husillos y los extremos cónicos de las máquinas pulidoras de doble extremo pueden causar accidentes por enredos a menos que estén protegidos de manera efectiva.

               

              Figura 1. Un disco abrasivo vitrificado bien protegido montado en una amoladora de superficies y operando a una velocidad periférica de 33 m/s

              MET060F1

              Lesiones oculares

              El polvo, los abrasivos, los granos y las astillas son un peligro común para los ojos en todas las operaciones de esmerilado en seco. La protección eficaz de los ojos mediante gafas protectoras o anteojos y protectores oculares fijos en la máquina son esenciales; Los protectores oculares fijos son especialmente útiles cuando las muelas se usan de forma intermitente, por ejemplo, para rectificar herramientas.

              Incendió

              La molienda de aleaciones de magnesio conlleva un alto riesgo de incendio a menos que se tomen precauciones estrictas contra la ignición accidental y en la remoción y remojo del polvo. Se requieren altos estándares de limpieza y mantenimiento en todos los conductos de escape para evitar el riesgo de incendio y también para mantener la ventilación funcionando de manera eficiente. El polvo textil que se desprende de las operaciones de pulido es un peligro de incendio que requiere una buena limpieza y LEV.

              Vibración

              Las amoladoras portátiles y de pedestal conllevan un riesgo de síndrome de vibración mano-brazo (HAVS), también conocido como "dedo blanco" por su signo más notorio. Las recomendaciones incluyen limitar la intensidad y la duración de la exposición, rediseñar herramientas, equipos de protección y monitorear la exposición y la salud.

              Riesgos para la salud

              Aunque las muelas abrasivas modernas no crean por sí mismas el grave peligro de silicosis asociado en el pasado con las muelas de piedra arenisca, los materiales que se muelen pueden seguir emitiendo polvo de sílice altamente peligroso, por ejemplo, piezas fundidas en arena. Ciertas ruedas unidas con resina pueden contener rellenos que crean un polvo peligroso. Además, las resinas a base de formaldehído pueden emitir formaldehído durante la molienda. En cualquier caso, el volumen de polvo producido por la molienda hace imprescindible una LEV eficiente. Es más difícil proporcionar escape local para ruedas portátiles, aunque se ha logrado cierto éxito en esta dirección mediante el uso de sistemas de captura de alta velocidad y bajo volumen. Se debe evitar el trabajo prolongado y proporcionar equipo de protección respiratoria si es necesario. También se requiere ventilación de escape para la mayoría de las operaciones de lijado, acabado, pulido y similares con banda. Con el pulido en particular, el polvo textil combustible es una preocupación seria.

              Se debe proporcionar ropa protectora y buenas instalaciones sanitarias y de lavado con duchas, y es deseable la supervisión médica, especialmente para las trituradoras de metales.

               

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