2. Impacto ambiental y medidas de protección

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Durante el proceso de transformación del metal, un producto en formación pasa por múltiples fases de producción. El impacto ambiental de las operaciones afecta al entorno del puesto de trabajo, y con ello también a las personas que allí trabajan. Tiene también un efecto sobre el medio ambiente, a través de las vías aire, agua y suelo.

Debido a su proximidad con el lugar de origen y emisión, el personal es el que más expuesto está a los riesgos de la producción. En los países altamente industrializados, esto se traduce en amplias normativas para la protección laboral. Tomando como ejemplo los procedimientos de fabricación más importantes y de mayor relevancia ambiental, se indican a continuación los riesgos que éstos originan en el puesto de trabajo. Después se describen importantes impactos ambientales, incluida la problemática de los desechos.

2.1 Riesgos potenciales de los procesos de elaboración

2.1.1 Operaciones con arranque de virutas

En la transformación del metal se utiliza una gran diversidad de aceites y productos oleosos. Estos incluyen aceites de corte y sustancias para la lubricación y refrigeración de herramientas y piezas trabajadas, en procesos tales como el taladrado, el fresado, el torneado, el corte, el rectificado, el esmerilado, etc., para evitar el sobrecalentamiento y la eventual fusión de la pieza trabajada con la herramienta. Para eliminar el calor originado se emplean hasta 100 litros/min de aceite, pudiéndose aplicar éste mediante pulverización o vertido. El rociado de herramientas o piezas trabajadas calientes y en movimiento origina vapores de gotas, llamados aerosoles.

Las técnicas de transformación del metal exigen el empleo de una gran variedad de sustancias refrigerantes y a la vez lubricantes de características distintas (escasa formación de espuma, inhibición de la corrosión, resistencia a la descomposición, etc.).

Las exigencias diversas respecto a las propiedades pueden satisfacerse únicamente mediante un número importante de sustancias químicas, las cuales son incorporadas como sustancias auxiliares (aditivos) a los productos lubricantes de refrigeración, en forma de aceites de corte hidrófugos o concentrados miscibles en agua.

Actualmente, se emplean más de 300 sustancias en los productos lubricantes de refrigeración. En la siguiente tabla se presenta una clasificación de ellas, agrupada según su campo de aplicación.

Con la utilización habitual de lubricantes de refrigeración, se registra un fuerte incremento de determinadas enfermedades profesionales. Según se ha comprobado científicamente, pueden producirse enfermedades de la piel, las vías respiratorias y también cáncer.

Si no es posible prescindir de los lubricantes de refrigeración, debe procederse a aspirar la niebla lo más cerca posible del punto en que se origine, o a encerrar la fuente de emisión. Igualmente, deben aplicarse rigurosamente medidas de seguridad personal; por ejemplo, el uso de trajes protectores y de productos especiales de protección para la piel. Las empresas deben establecer planes de protección de la piel.

Debido a su naturaleza orgánica, los productos lubricantes de refrigeración pueden convertirse en un medio adecuado para la proliferación de bacterias, las cuales pueden tener graves consecuencias para la salud. Tal proliferación se ve favorecida por temperaturas cálidas o muy calientes como las que se dan en el taller, por lo que se acostumbra añadir aditivos bactericidas a los productos. En este contexto, la renovación oportuna de los lubricantes evita la necesidad de agregar altas dosis de aditivos bactericidas, que también son nocivos para la salud, pero aumenta por otra parte la cantidad de residuos a eliminar. En general, es imprescindible un adecuado almacenamiento de los lubricantes refrigerantes ya 'saturados', así como la posterior separación/eliminación de los aceites y grasas emulsionados, compuestos metálicos y otras sustancias.

Las empresas deben disponer de hojas de datos que informen sobre la peligrosidad de los productos utilizados, así como de instrucciones de uso, redactadas en la(s) lengua(s) del país correspondiente. Es importante que el personal de la empresa sea consciente del peligro que representan a largo plazo los lubricantes refrigerantes, lo cual resulta especialmente difícil por el aspecto cremoso y agradable olor que tienen éstos, lo cual los hace parece inocuos.

No se han establecido valores límite generales sobre la concentración de productos lubricantes refrigerantes en el aire ambiente. Los valores vigentes en Alemania para la 'concentración máxima en el puesto del trabajo'(valores MAK)¹¹⁶ de las sustancias individuales pueden dar solamente un punto de referencia. La dirección de la empresa debería informarse sobre cuáles son los productos de menor impacto ambiental y comprobar su composición.

¹¹⁶Los valores MAK (Maximale Arbeitsplatzkonzentration, concentración máxima en el puesto de trabajo) se refieren a la concentración máxima autorizada en Alemania de una sustancia, en forma de gas, vapor o suspensión, en el aire del lugar de trabajo.

2.1.2 Limpieza y desengrase de piezas trabajadas

Para su posterior tratamiento de superficie, pegado u otros, las piezas fabricadas deben ser limpiadas, a fin de eliminar sustancias tales como aceites, grasas, resinas, cera, celulosa, caucho o plásticos. Para ello son de amplia aplicación los disolventes. El desengrase y limpieza de las piezas puede llevarse a cabo mediante distintos procedimientos; por ejemplo, desengrase en frío, en caliente y/o al vapor, así como procedimientos combinados.

En la limpieza en frío es frecuente la utilización, en cubas abiertas y a temperatura ambiente, de mezclas de disolventes cuya composición exacta es desconocida por el usuario. Dependiendo de los disolventes o mezclas de disolventes utilizados, los vapores emitidos pueden ser explosivos al mezclarse con el aire. Además, casi todos los disolventes son nocivos para las personas.

Los disolventes se dividen en compuestos orgánicos, como hidrocarburos, hidrocarburos halogenados, éteres (dietiléter, tetrahidrofurano, dioxano), cetonas (acetona, metiletilcetona) y álcalis orgánicos (sosa cáustica, amoníaco) y ácidos (ácido clorhídrico, ácido nítrico, ácido sulfúrico).

Los hidrocarburos halogenados más importantes son los clorados, como el trietileno, tetraetileno, percloroetileno, diclorometano, tetracloroeteno, etc..¹¹⁷ Debido a sus propiedades como disolventes de grasas y a su gran volatilidad, los hidrocarburos clorados son utilizados como limpiadores en casi todas las áreas de la transformación de metales, tanto en la limpieza en frío como en el desengrase en caliente. Su gran volatilidad hace que presenten un fácil secado tras la limpieza, pero también que, por motivos de seguridad laboral, deba controlarse la concentración de disolventes en el puesto de trabajo. Por contacto con la piel o aspiración por las vías respiratorias, los hidrocarburos clorados pueden causar daños en las mucosas, el sistema nervioso central, el hígado, los riñones y los pulmones.

¹¹⁷Los más conocidos en el debate sobre medio ambiente son los clorofluorocarbonos (CFC), que tienen importancia en otros contextos, p. ej., como agentes frigoríficos. Los CFC son corresponsables en la destrucción de la capa vital de ozono de la atmósfera. Los CFC y el tetracloruro de carbono, así como algunos otros hidrocarburos clorados, han sido prohibidos en la República Federal mediante la Disposición prohibitoria de CFC (FCKW-Halogen-Verbot), de 6 de mayo de 1991 y la Disposición prohibitoria de cloralifatos (Chloraliphatenverbot).

Además, la mayoría de los disolventes orgánicos son combustibles y altamente contaminantes para el agua.

En los procedimientos alternativos se utilizan soluciones acuosas alcalinas (con sustancias tensioactivas y otros limpiadores en distintas concentraciones) o agua (limpieza a alta presión).

Además de los requerimientos de protección en el trabajo, hay que tener en cuenta que casi todos los disolventes son altamente nocivos para el medio ambiente. A este respecto, hay que hacer especial mención de los daños provocados por la evaporación de disolventes, de los peligros para el suelo y las aguas subterráneas y de los problemas que plantea la disposición final de los disolventes ya utilizados, o el fango de disolventes.

En el primer plano de los modernos procedimientos para reducir los problemas de disposición final se sitúan los esfuerzos dirigidos a hacer innecesario el tratamiento posterior de las aguas de baños o lavados, altamente contaminadas, antes de su evacuación, p. ej., a la alcantarilla, evitando desde un principio la producción de aguas residuales. En primer lugar, se puede conseguir -mediante la filtración por membrana y procedimientos de intercambio iónico- la regeneración de los baños de procesado, y prolongar así su aprovechamiento. Otro tanto puede decirse de la utilización repetida del agua de lavado, mediante eliminación continua de la suciedad y el aceite (circulación a través de intercambiadores iónicos, separación de emulsiones y técnica de limpieza en cascada). Así se reduce la cantidad de agua residual, que por otra parte va menos cargada con sustancias nocivas. Además, puede intentarse también reutilizar y tratar los disolventes en un circuito cerrado. Dado que esta técnica no es aplicable al tratamiento recuperativo de tensioactivos, en el caso de éstos se intenta más bien aumentar la capacidad de descomposición. La dirección de la empresa debe optimizar la selección de los disolventes, según criterios técnicos y de protección ambiental.¹¹⁸

¹¹⁸La necesaria optimización de la selección de disolventes solamente puede ser llevada a cabo por especialistas en aguas residuales. Proporcionan información: Dagmar Minkwitz "Ersatzstoffe für Halogenkolehnwasserstoffe bei der Entfettung und Reinigung in industriellen Prozessen" (Schriftenreihe der Bundesanstalt für Arbeitsschutz Ga 38) Dortmund, Bremerhaven 1991 (Wirtschaftsverlag NW) ISBN-3-89429-086-2), así como la "Zeitschrift Oberflächentechnik, Bezugsquellennachweis für die Oberflächentechnik mit Trendübersichten und Tabellen", Múnich, 4a Edición 1991 (Seibt Verlag), ISBN 3-922948-70-7.

Si se realizan tareas de desengrase con disolventes orgánicos, deben tenerse en cuenta las siguientes medidas de precaución:

- No utilizar ninguna sustancia que no sea conocida.

- Utilizar en lo posible dispositivos cerrados.

- Asegurar una aireación y ventilación efectivas del lugar de trabajo.

- Garantizar una buena evacuación (aspiración) de gases y vapores en el lugar de trabajo.

- Evitar el contacto con la piel.

- Utilizar equipos de protección.

- Como los disolventes son más pesados que el aire, tienden a desplazar éste de pozos, sótanos, depósitos y depresiones del terreno; puede eliminarse el riesgo de asfixia mediante aberturas en el suelo y ventilación.

- Para la limpieza de piezas pequeñas con disolventes combustibles deben utilizarse solamente recipientes de lavado incombustibles, con tapas autocerrables.

- En el área de trabajo deben conservarse solamente las cantidades de disolventes combustibles necesarias para la realización de las tareas, dentro de recipientes adecuados con tapas herméticas.

- Evitar la carga electrostática.

- Recoger en las instrucciones de operación los disolventes utilizados, las restricciones en el empleo y las medidas de seguridad, e informar a los trabajadores.

- Cerrar y asegurar las instalaciones cuando no estén en funcionamiento.

- Evitar la aplicación manual de desengrasantes con pistolas pulverizadoras.

- Evitar secar con aire comprimido las superficies tratadas con disolventes clorados.

- En instalaciones de desengrase abiertas con inmersión de piezas, tener en cuenta el volumen de disolvente que se desplaza y calcular de acuerdo con ello las dimensiones de las instalaciones.

- Asegurar que hayan sido eliminados los restos de disolventes antes de sacar las piezas trabajadas de la instalación.

2.1.3 Pintura y barnizado

La mayor parte de las pinturas aplicables por brocha y pistola contienen cantidades importantes de disolventes a base de hidrocarburos e hidrocarburos clorados (las pinturas a pistola hasta el 90 %, generalmente 50-70 %) que se evaporan durante la pulverización y el secado. Además, las pinturas contienen diminutas partículas de colorantes, llamados pigmentos, algunos de los cuales son muy tóxicos. Según sus aplicaciones, las pinturas deben satisfacer un amplio espectro de requerimientos de calidad. Los sistemas de barnizado o pintado disponibles son, en consecuencia, muy diversos.

Son tres las posibilidades, aplicables por separado o en combinación, de evitar la emisión de disolventes de las instalaciones de pintura y barnizado:

- Aplicación de pinturas con escaso contenido en disolventes

Para ello se han desarrollado pinturas de alto contenido sólido (las llamadas high solids), así como pinturas hidrosolubles y pinturas de dispersión. Otra alternativa la constituye la pintura en polvo, para la que se están descubriendo continuamente nuevas posibilidades de aplicación.

- Aislamiento y eliminación de las emisiones de gases (con recuperación de disolvente)

- Utilización de procedimientos de aplicación altamente eficientes

Además de la formulación de la pintura, el procedimiento de aplicación resulta también determinante en cuanto al alcance de las emisiones de disolvente. Un criterio de evaluación importante es el rendimiento de aplicación, que se define como la cantidad de color que queda sobre el producto, en relación con la cantidad total de pintura aplicada. A menor rendimiento aumenta el consumo de pintura, y con ello la emisión de disolventes. El rendimiento de aplicación viene determinado en primer lugar por el procedimiento de aplicación, y a continuación por la forma de las piezas a pintar.

En la pintura de grandes superficies, según los distintos procedimientos, pueden darse los siguientes valores orientativos en cuanto al rendimiento de la aplicación:

La elección del procedimiento de aplicación depende de determinados requerimientos de calidad; p. ej., del grosor de la capa de pintura, de la rugosidad de la superficie, etc., por lo que está también estrechamente relacionada con la utilización a que vaya destinado el artículo.

La cantidad de gas emitido, que es muy distinta en los diversos procedimientos de aplicación, puede reducirse de forma importante encerrando el espacio de aplicación, y utilizando sistemas de circulación de aire, de forma que requiera menos esfuerzos la eliminación de las emisiones gaseosas.

2.1.4 Galvanización

Para obtener determinadas características superficiales (acabado de superficies), las piezas se recubren de cromo, cinc, estaño, cobre, cadmio, plomo o latón mediante procedimientos galvánicos. Para ello se separa la capa metálica deseada de una solución electrolítica, en un proceso electroquímico. Para asegurar la buena adhesión electrolítica del recubrimiento metálico, la pieza a recubrir debe ser limpiada y desengrasada previamente.

Si se limpia y desengrasa en frío, deben tenerse en cuenta los riesgos de los limpiadores en frío (véase el punto 2.1.2). Para la limpieza inicial se emplea también el desengrase en caliente, en el que se utilizan fuertes álcalis, como sosa o potasa cáustica. Esos álcalis, en forma de salpicaduras, niebla y polvo, pueden quemar los ojos y las vías respiratorias. En la limpieza final se emplea con frecuencia un procedimiento electrolítico. Los electrolitos se componen de soluciones de sales alcalinas (sosa cáustica al 5 %) o cianídicas. Además de los riesgos mencionados ya en el desengrase en caliente, debido al desprendimiento de hidrógeno, resulta indispensable la aspiración del aire para evitar que se supere el límite de explosión de la mezcla aire-hidrógeno. Los aparatos detectores de gas aumentan en este caso la seguridad en el puesto de trabajo.

Para la eliminación de capas de óxido o corrosión y cortezas de colado o laminado de las superficies metálicas se utilizan desengrasantes y decapantes. Ellos incluyen distintos ácidos (o álcalis; en el caso del aluminio, sosa cáustica), tales como el sulfúrico, el fosfórico, el fluorhídrico y el nítrico, que atacan y disuelven la superficie de la pieza. Los principales riesgos para la salud son las enfermedades de la piel; con una succión insuficiente del aire pueden ser también respirados vapores y gases tóxicos. Son especialmente nocivos los gases nitrosos, que pueden originarse en la manipulación del ácido nítrico, así como los compuestos fluorados procedentes del ácido fluorhídrico, y el gas del ácido clorhídrico.

Los cianuros se utilizan en los procesos de limpieza en fusiones salinas (fluoruros), decapado (eliminación de delgadas películas superficiales), pulido o abrillantado químico y electrolítico, así como también en el recubrimiento de superficies y en procedimientos termoquímicos de temple. Además de enfermedades de la piel, pueden producirse aquí intoxicaciones por ácido prúsico, si las soluciones con contenido en cianuros entran en contacto con ácidos. Por consiguiente, los baños ácidos y los que contengan cianuro deben ser cubiertos, y separados entre sí mediante tabiques. Para evitar la mezcla de sustancias que pudieran interreaccionar, deben señalarse claramente los recipientes y utensilios accesorios. En determinados casos debe estudiarse la posible sustitución de los cianuros por sustancias menos nocivas para la salud.

El recubrimiento galvánico propiamente dicho de la pieza puede llevarse a cabo mediante innumerables procedimientos y en etapas muy variables. En la galvanotecnia se utilizan materiales de las más variadas propiedades nocivas, las cuales, dependiendo del caso, pueden ser atribuidas tanto a los principales componentes del baño como a los diversos aditivos, como emulsionantes, formadores de espuma y humectantes.

Durante el llenado del baño y posteriores preparaciones puede originase la formación de potentes aerosoles. Mediante la formación de gas (hidrógeno) en el proceso electrolítico, las sustancias nocivas pueden ser introducidas en el aire ambiente.

Los procesos de recubrimiento pueden originar enfermedades de la piel, principalmente alergias debidas al níquel y a sustancias cromadas. Tanto el níquel como los cromatos, una vez asimilados, pueden provocar cáncer. En cuanto al níquel (en partículas líquidas) se ha establecido en Alemania una concentración máxima de 0,05 mg/m³ en el aire ambiente.¹¹⁹

¹¹⁹ Valor TRK: Directrices técnicas en Alemania para la concentración de sustancias cancerígenas.

2.1.5 Soldadura

Se entiende por soldadura la unión de materiales mediante utilización de calor y/o fuerza, con o sin aporte de material de soldadura (agente antioxidante).

Los procedimientos más frecuentes son la soldadura de gas, la de arco voltaico y la de gas protector (soldadura de gas inerte).

Los factores contaminantes del puesto de trabajo con soldadura son:

- sustancias químicas en las emisiones de gas, vapor y polvo;
- elevadas temperaturas (aprox. 3.200°C - 10.000°C);
- radiación

rayos ultravioleta (causan lesiones oculares, fuerte irritación de la piel en puntos no protegidos);

rayos infrarrojos (pueden penetrar en el cristalino del ojo, hasta la retina, y provocar catarata térmica).

- ruido (hasta 110 dB(A))

Dependiendo de los materiales con que se trabaje, así como de los combustibles, gases inertes, aditivos, recubrimientos de las piezas, etc., la soldadura puede presentar numerosos riesgos. La siguiente tabla presenta una lista de las sustancias nocivas que se originan en los diversos procedimientos de soldadura. Especial importancia tienen el cromo y el níquel, por ser elementos carcinógenos y mutagénicos. Algunos elementos peligrosos están presentes en el humo de soldar en porcentajes superiores al 1 %, y pueden dar origen a riesgos para la salud. Estudios clínicos y epidemiológicos demuestran la alta incidencia entre soldadores de bronquitis crónica, así como de afecciones de las vías respiratorias.

Los diversos procedimientos de soldadura desprenden, entre otras, las siguientes sustancias nocivas:

Desde el punto de vista toxicológico, resulta también peligrosa la soldadura de materiales metálicos provistos de pinturas anticorrosivas. También aquí, dependiendo de la pintura utilizada, puede haber liberación de sustancias nocivas:

Los gases protectores dióxido de carbono, argón y helio no son tóxicos, pero en espacios mal ventilados pueden desplazar el aire, y en circunstancias extremadamente desfavorables producir asfixia. En los procesos con arco voltaico puede formarse ozono, que ya en muy bajas concentraciones (0,1 partes por millón [ppm]) causa irritación de los ojos y las vías respiratorias superiores; la acción de 5-10 ppm durante varios minutos puede originar edema pulmonar.

En la periferia de la llama de soldadura, a altas temperaturas y a partir del nitrógeno y oxígeno del aire, se forman y emiten óxidos de nitrógeno. Estos óxidos son muy tóxicos, y tras un período de tiempo relativamente largo sin molestias, pueden dar origen a importantes alteraciones pulmonares, incluido el edema pulmonar y la muerte. Si la pieza trabajada ha sido desengrasada con disolventes clorados y no ha sido adecuadamente secada, el proceso de soldadura puede generar fosgeno, que es muy tóxico, e igualmente tras un intervalo de tiempo prolongado puede conducir al edema pulmonar.

Dado que la soldadura de materias sintéticas no está todavía tan difundida en muchos países, no entraremos aquí en más detalles al respecto. No obstante, debe mencionarse que también en la soldadura de materias sintéticas son importantes los riesgos originados para el hombre y el medio ambiente. Igualmente aquí deben establecerse medidas de protección y eliminación contra la liberación de disolventes y vapores de sustancias nocivas similares.

Continuación

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