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

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

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

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

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

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

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

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

La exposición a largo plazo puede conducir a una serie de condiciones crónicas:

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

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

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

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

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

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

El primer paso para establecer una estrategia de mitigación de humos de soldadura debe ser determinar los niveles de exposición actuales. Las pruebas también deben usarse para validar los sistemas una vez que están en su lugar. Las pruebas de calidad del aire pueden incluir uno o ambos de los siguientes:

La eliminación del uso de aluminio y varillas de aporte de soldadura por lo general no es una opción. Eso significa que los controles de ingeniería como la recolección de polvo y la ventilación suelen ser la primera línea de defensa contra las emisiones peligrosas de soldadura de aluminio.

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

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

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

Si se determina que el humo de soldadura es combustible, el sistema de recolección de polvo debe estar equipado con sistemas de seguridad contra incendios y deflagraciones apropiados para reducir el riesgo de una explosión peligrosa dentro del colector o conducto. El sistema debe cumplir con las reglamentaciones de OSHA y las normas de la Asociación Nacional de Protección contra Incendios para la seguridad contra incendios y explosiones.

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

FIGURA 2. Los talleres deben diseñar e implementar una estrategia de control para humos de soldadura peligrosos usando la Jerarquía de Controles.