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.

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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