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Los riesgos de la soldaduray su prevencin
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DOCUMENTOS
Los riesgos de la soldaduray su prevencin
1. Generalidades
Soldadura es la unin de dos piezasmetlicas entre s por calor, de
igual o dis-tinta naturaleza, a veces con presin y con
interposicin o no de material de aporte. Lafuente de calor puede
ser: el arco elctrico,
la llama por combustin de gas y las resis-tencias elctrica o
mecnica. La soldadura,con ms de 80 tipos diferentes, une y da
continuidad y homogeneidad estructuralsin que signifique una
identidad qumica.
En general, la soldadura se caracterizapor: las mltiples tcnicas
de soldar, la
Para llevar a cabo una evaluacin aceptable de la exposicin por
inhalacin a
humos en operaciones de soldadura es necesario tanto un amplio
conocimiento
de los diferentes tipos y tcnicas de soldeo como analizar los
principales factoresque influyen, como son, entre otros: las
condiciones, qu trabajador las realiza, si
se utiliza electrodo o no y sus propiedades, el ritmo de
trabajo, etc.
La evaluacin del riesgo qumico es una tcnica tan variada y de
tantos matices
que requiere forzosamente el anlisis in situ o la realizacin de
la encuesta
higinica y, sin embargo, corre el riesgo de convertirse en un
procedimiento
rutinario de Higiene de silln.
Por tal motivo, no es suficiente recomendar la aplicacin de los
principiospreventivos y adoptar las medidas de control habituales.
Adems, habr que
llevar a cabo una vigilancia continuada en cuanto al
cumplimiento normativo
en materia de seguridad y salud laboral.
Si la Ley 31/1995 de 8 de noviembre, sobre Prevencin de Riesgos
Laborales,
marca las bases en cuanto a garantas y responsabilidades que se
precisan
para establecer un adecuado nivel de proteccin de la salud y
seguridad de los
trabajadores, existe, no obstante, ms legislacin aplicable
derivada de sta yen lo referente a riesgo qumico y su evaluacin. No
hay que olvidar, ya que se
emplean equipos y mquinas, el Real Decreto 1215/1997, de equipos
de trabajo,
ni el Real Decreto 1435/1992 (modificado por el Real Decreto
56/1995) en cuanto
a la declaracin de conformidad de mquinas y el examen CE de
tipo.
Manuel Bernaola Alonso
Centro Nacional de Nuevas Tecnologas (CNNT). INSHT
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gran cantidad de metales y las muchassustancias usadas para
proteccin, comoaislantes o aglutinantes.
Por lo tanto, para la evaluacin delriesgo higinico se tendr en
cuenta:
- Tipo de soldadura.
- Metal de base (tipo de revestimiento).
- Metal de aporte y proteccin (gases,escorias, fundentes,
desoxidantes).
- Tiempo e intensidad de la exposicin.
- Eficacia y suficiencia de la ventilacin.
Las diferentes soldaduras pueden divi-dirse en dos grandes
grupos:
a) Homognea: sin aporte de metal(el metal se funde por una
fuente deenerga que permite la unin por pre-sin) o con aporte del
mismo materialque el de las piezas a unir.
b) Heterognea:se funde un metal denaturaleza diferente a las
piezas a unir,previamente decapadas, y que perma-necen slidas en la
operacin.
As, la soldadura autgena es homo-gnea, independiente de la
tcnica defusin, y la de estao es heterogneablanda.
Por otro lado, segn la forma de traba-jar se puede
distinguir:
- Soldadura con aporte de metal: blan-das y fuertes, con soplete
o con arcoelctrico.
- Soldadura sin aporte de metal: elc-trica por puntos, por
induccin, porfrotamiento o lser.
La soldadura puede hacerse:
- Con fusin: oxigas, arco elctrico, re-sistencia elctrica,
partculas de altaenerga, electro escoria, aluminoter-mia.
- Sin fusin: soldadura fuerte, soldadurablanda.
2. Tipos de soldadura
A continuacin, se describen some-ramente las principales y ms
conocidas
formas de soldadura de metales y alea-ciones. Adems de destacar
las diferen-cias entre unas y otras tambin se advier-te de los
posibles riesgos especficos quecada una de ellas puede generar.
Soldadura oxigas (acetilnica)
El calor procede de la combustin deun gas (acetileno, metano) en
presenciade oxgeno o aire y con un soplete ma-nual, que provoca la
fusin del metal de
base sin necesidad de electrodo. No obs-tante y si es necesario,
se puede aportarun metal como relleno de la soldadura
de composicin similar al de base. El ma-terial de aporte es el
mismo metal o una
aleacin que baje el punto de fusin; eluso de fundentes qumicos
disminuye laoxidacin.
Los riesgos higinicos son: falta deoxgeno en el aire, CO, gases
nitrosos, fu-gas de acetileno, gases que proceden losfundentes y
humos metlicos.
La mezcla de gases puede ser:
- aire + gas natural que alcanza los
2700C
- aire + acetileno hasta 2000C
- oxgeno + acetileno hasta los 3100C
- oxgeno + hidrgeno hasta los 3000C
- otros gases como propano, butano
Corte trmico-oxicorte
Es un corte del metal por fusin y sepuede hacer con oxgeno,
mediante plas-ma o al arco.
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Con oxgeno se hace sobre aceros (almanganeso o al carbono) que
contienenpoco cromo. El metal caliente y expuestoal oxgeno se oxida
y funde. La llama ace-tilnica, de hidrgeno, gas natural o pro-pano,
da calor suficiente para vaporizar yseparar el metal.
El corte con plasma se basa en esta-blecer un arco de
temperatura muy ele-vada y de gran velocidad entre el electro-do
que se encuentra en el soplete y lapieza a cortar.
El corte con arco se emplea para me-tales no frreos, tipo acero
no oxidable ode alto contenido en cromo o tungsteno.
Los riesgos higinicos son: ozono ygases nitrosos, humos
metlicos, ruido yradiacin UV y productos de descompo-sicin
(fosgeno) por accin de esta sobre
hidrocarburos clorados que pueda haberen la zona.
Soldaduras fuerte y blanda
Se trata de la unin de piezas metli-cas sin que participen en la
unin ya quetiene lugar a una temperatura de trabajoinferior a la de
fusin de estos, y en laque el material de aporte est en
estadolquido.
Si la temperatura de fusin es inferiora 450 C, se la denomina
soldadura blan-da (plomo con estao) y, s es superior,hasta 600 -
700 C, se la llama soldadurafuerte (plata en aleaciones ternarias
concobre y cinc o cuaternarias con cobre,cinc y cadmio).
La soldadura fuerte se efecta sobreaceros (inoxidables, al
carbono...), cobre ysus compuestos, metales preciosos y
enaleaciones duras como las de carburo de
tungsteno. El material de relleno puede seralambre, punta, hilo,
pasta, polvo o placa,y hay que emplear fundente a menos que
se realice el vaco, dado que la oxidacinde la zona de soldadura
puede provocaruna debilitacin de esta. En la soldadurafuerte el
calor necesario se produce porsoplete, induccin, bao, resistencia o
sol-dadores elctricos manuales.
Los ingredientes ms usuales son: bo-ratos, fluoruros, cloruros,
cidos brico ycalcinado o lcalis y agua (de hidratacino aadida a la
pasta de los fundentes).
Soldadura manual de arco elctrico(MMA)
La soldadura de Arco Elctrico es, detodos los diferentes
procesos de solda-dura al arco, la ms antigua y verstil. Unarco
elctrico se mantiene entre la puntade un electrodo recubierto y la
pieza. A4000 C las gotas de metal derretido sontransferidas a travs
del arco y se con-
vierten en un cordn de soldadura. Elelectrodo se fija sobre una
pinza porta-electrodos de mango aislado.
La varilla consta de un alma metlica(electrodo consumible)
rodeada de unrevestimiento que asla elctricamenteal metal (evitando
cebaduras en la pa-redes) y con la ventaja de ionizar la at-msfera
(arco estable, permite el uso decorriente alterna), proteger el
metal defusin contra la oxidacin y producir una
escoria que retrase la solidificacin delmetal y preservar contra
las radiaciones.La escoria tambin ayuda a dar forma alcordn de
soldadura, en especial, en lasoldadura vertical y sobre cabeza, y
se re-tira al final por picado.
El recubrimiento ofrece diversas fun-ciones:
Generacin de gases protectores:evi-tan la penetracin del
aire.
Produccin de escoria: evitan la for-macin de xidos de nitrgeno,
con-
trolan la velocidad de enfriamiento yeliminan xidos
perjudiciales.
Sustancias aislantes: mejoran las pro-piedades fsicas.
Aglutinante: proporcionan al electrodouna cubierta
resistente.
El revestimiento puede ser:
Oxidante: xido de hierro con o sinxido de manganeso
Neutro: xidos de hierro, manganesoy hierro/manganeso
cidos: contienen slice
Bsico: carbonato clcico u otros car-bonatos bsicos,
espatofluor
Celulsico: celulosa y materias orgni-cas
Rutilo orgnico e inorgnico: rutilo yotros derivados del xido de
titanio
La soldadura al arco puede estar pro-tegida con atmsfera de gas
inerte o acti-vo, de plasma o sumergido. Los procesosde soldadura
automticos son del tiporesistencia elctrica o electrodo
continuo.
La contaminacin del ambiente con lasoldadura con arco elctrico
dependerde:
La intensidad de la fuente de calor(arco),
la volatilizacin de los metales fundi-dos,
la fusin y volatilizacin de los recubri-mientos de los
electrodos,
la combustin de las sustancias querecubren el material a
soldar.
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A su vez el grado de contaminacindepender de:
Nmero de electrodos consumidos:velocidad de fusin, dimetro y
canti-dad de superficie a soldar
Densidad de corriente utilizada
Humedad del revestimiento del elec-trodo
Ventilacin del local
Revestimiento del metal de base
Tipo de metal a soldar
En la tabla 1 se da informacin sobrela identificacin de una
serie de electro-dos con revestimiento y posibles
aplica-ciones.
Procesos MIG o MAG
Las soldaduras MIG (metal gas inerte)o MAG (metal gas activo)
producen unarco elctrico sostenido entre un alambreslido que
funciona como electrodo conti-nuo y la pieza de trabajo. El arco y
la solda-dura fundida son protegidos por un chorrode gas inerte o
activo. La emisin de UVes considerable en aleaciones ligeras y
elproblema se agrava al ser reflectantes el
bao de fusin y el entorno. Adems, seproducen gases nitrosos y
ozono en ciertaconcentracin. (Esquema 1)
La soldadura MIG es ms productivaque la MMA porque el soldador
no tieneque parar para reemplazar el electrodoconsumido. Por
kilogramo de electro-do cubierto, slo un 65% se aprovechacomo parte
de la soldadura. Los alambresslido y tubular incrementan la
eficienciade la soldadura en un 80-95 %.
El proceso MIG opera en corrien-te continua (CC) normalmente con
el
alambre como electrodo positivo y seconoce como Polaridad
Negativa. LaPolaridad Positiva no se suele dar porsu baja
transferencia de metal de aporte.Las corrientes de soldadura van de
50a 600 amperios, con voltajes de 15V a32V. La estabilidad del arco
la dan, entreotros factores, el voltaje y una velocidadde
alimentacin del alambre constantes.
La soldadura MIG que es muy verstil,
se ha convertido en un proceso aplicablea todos los metales
comercialmente im-portantes tales como el acero, aluminio,
acero inoxidable y cobre , entre otros, ymateriales de cierto
espesor se puedensoldar en cualquier posicin (suelo, ver-tical y
sobre cabeza).
Los factores que determinan la formaen que los metales se
transfieren son: lacorriente de soldadura, el dimetro delalambre,
la distancia del arco (voltaje), lascaractersticas de la fuente de
potencia yel gas utilizado.
La Sociedad Americana de Soldadura(AWS) dispone de dos cdigos
diferen-
Tabla 1 Identificacin y aplicaciones de electrodosrevestidos
Esquema 1 Soldadura MIG o MAG
ClasificacinAWS
Tipo de revestimien-to
Corriente ypolaridad
Posicin asoldar
E-6010E-6011E-6012E-6013E-7014E-7015E-7016E-7018E-6020E-7024E-7027
Celulsico sdicoCelulsico potsico
Rutlico sdicoRutlico potsico
Rutlico H.P.Rutlico sdico B.H.
Rutlico potsico B.H.Rutlico potsico B.H.,
H.P.xido de hierro
Rutlico H.Pxido de hierro H.P
CC, EPCA,CC,EPCA,CC,ENCA,CC,APCA,CC,AP
CC,EPCA,CC,EPCA,CC,EPCA,CC,APCA,CC,APCA,CC,AP
P.V.SC.HP.V.SC.HP.V.SC.HP.V.SC.HP.V.SC.HP.V.SC.HP.V.SC.HP.V.SC.H
P.H. FileteP.H. FileteP.H. Filete
Nomenclatura:HP Hierro en polvoBH Bajo hidrgeno
CC: Corriente continuaCA: Corriente alterna
AP: Ambas polaridades
EP: Electrodo positivoEN: Electrodo negativo
SC: Sobrecabeza
P: PlanaV: Vertical
H: Horizontal
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tes, segn sean aleaciones de acero conbajo o alto contenido de
carbn (acerodulce).
La soldadura TIG es una variante de laMIG pero el electrodo de
tungsteno no
es consumible por lo que hay que aadirvarilla de aporte para que
funda y suel-de el metal de base. Emite una cantidadconsiderable de
radiacin ultravioleta yde gases nitrosos.
La influencia del gas en el arco elctri-co puede ser:
El CO2 causa ms turbulencias en latransferencia del metal con
tendenciaa formar cordones abultados y con
mayor riesgo de salpicaduras.
Las mezclas de gases tipo Argn ha-cen la transferencia de metal
ms es-table y uniforme, formando un buencordn y reducen las
salpicaduras ylos humos.
El aumento del voltaje del arco tiendea incrementar la fluidez,
hace las solda-duras ms rasas, afecta a la penetracinde los bordes
y genera ms salpicaduras.
Los voltajes altos reducen la penetracincon posible prdida de
elementos queforman parte de la aleacin.
Soldadura por arco de plasma
La soldadura por arco de plasma esmuy similar y una evolucin de
la solda-dura TIG. Se dise para incrementar laproductividad.
Produce radiacin UV y el
nivel de ruido es considerable. (Esque-mas 2 y 3).
En la soldadura por arco de plasma,el uso de gas es ms complejo.
Dosgases separados trabajan de forma di-ferente. Un gas envuelve el
electrodode tungsteno y forma el ncleo del arcode plasma y otro
hace de pantalla y daproteccin a la soldadura fundida. Segnlos
tipos se trabaja con baja o alta inten-sidad (desde 0,1 a ms de 100
ampe-
rios).
En el proceso TIG el arco con formacnica se creaba entre el
electrodo y lapieza. En este caso el arco elctrico pasapor un
orificio, situado en la boquilla dela pistola, y da lugar a una
columna deplasma de forma cilndrica que concentrauna gran densidad
de energa. Segn loscasos, se logra aumentar las velocidadesde
soldadura (hasta 1m/minuto y mssegn el espesor) o aumentar la
pene-
tracin de los cordones y, en general, dargran estabilidad al
arco y un mejor con-trol de la distorsin.
En resumen, la soldadura al arco elc-trico tipo MIG/MAG, TIG y
Plasma utili-zan gases de proteccin que pueden sersimples o mezcla
de varios. Los gasespueden ser: Argn, Helio, CO
2, Oxgeno,Hidrgeno y Nitrgeno, y solo los dos
primeros considerados como inertes nodesarrollan actividad
qumica de formaque al resto se les conoce como gasesactivos. Los
tres primeros se pueden usarde forma simple si hay
compatibilidadcon el proceso de soldadura y el materiala soldar lo
permite. En el resto de ocasio-nes se emplean mezclas de dos o
msgases. En el Cuadro 1 se dan datos sobreel uso de estos gases en
las soldadurasMIG/MAG y TIG.
Soldadura por arco sumergido
Es un proceso en el que el calor loaporta un arco elctrico
generado en-tre uno o ms electrodos y la pieza detrabajo. El arco
sumergido en una capade fundente granulado protege el
metaldepositado durante la soldadura. El arco,completamente
encerrado, usa inten-sidades de corriente muy elevadas,
sinchisporroteo o arrastre de aire, produceuna penetracin profunda
y el proceso es
trmicamente deficiente ya que la mayorparte del arco est bajo la
superficie dela plancha.
Esquema 2 Soldaduras TIG y por arcode plasma
Esquema 3 Soldadura por arcode plasma
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Es un proceso de alta dilucin al fun-dir dos veces ms de metal
base que deelectrodo. Trabaja a intensidades de 200a 2000 amperios,
si bien por la metalur-gia del depsito se prefiere depositar
elmetal en capas como resultante del reca-lentamiento a
intensidades menores.
En un arco abierto y a intensidadessuperiores a 300 amperios hay
que to-mar precauciones por la intensa fuentede radiacin infrarroja
y ultravioleta. En elarco sumergido, al no ser visible el arco,no
es necesario.
La cantidad de polvo fundente usadoes la misma que la de alambre
fundidoy queda sobre el cordn de soldaduraformando una capa de
escoria vtrea. Lasoldadura tiene apariencia y contornoslisos. El
polvo fundente no fundido se re-cupera teniendo cuidado de que no
est
contaminado. Si se hacen soldaduras so-bre superficies
inclinadas o cerca de loscantos, es necesario un estante o
similarpara soportar el fundente.
El arco se produce entre el electrodo yel metal de base. El
calor del arco fundeel electrodo, el fundente y parte del me-tal
base, formando el bao que producirla junta. La corriente elctrica
circula entreel electrodo y el bao fundido a travs deun plasma
gaseoso inmerso en el fun-
dente. Los alambres son aceros de bajocarbono y estn enrollados
en bobinas.
El fundente se va depositando delantedel arco a medida que
avanza la solda-dura al solidificar, se extrae el exceso
parautilizarlo de nuevo y el fundido se eliminapor piqueteado y
cepillado. Los equiposmodernos disponen de aspiradora queabsorbe el
excedente de fundente y loenva de nuevo a la tolva de
alimentacin.
Se usa en aceros aleados suaves ycon fundentes adecuados en
aleacionesde aluminio y titanio, aceros de alta re-
sistencia, templados y revenidos y algu-nos aceros inoxidables.
El mtodo se usaprincipalmente en soldaduras horizonta-
les de espesores superiores a 5 mm enlos que las soldaduras sean
largas y rec-tas. Se pueden soldar espesores de hasta12 mm.
Es una soldadura que se usa en cons-truccin naval, recipientes a
presin, es-tructuras metlicas, tubos y tanques dealmacenamiento,
etc.
Soldadura por haz de electrones
La soldadura por haz de electrones sediferencia de otros
procesos de soldadurapor concentrar mayor cantidad de energaen
zonas reducidas. La densidad de ener-ga elevada se logra por
concentracin deun haz de electrones de alta velocidad,producido por
un can de electrones.El impacto de los electrones de alta
ve-locidad sobre la pieza aumenta la tempe-ratura en la zona de
impacto y la fuentede calor se utiliza en distintas
aplicaciones(soldadura, fusin, tratamientos trmicos,
etc.). El proceso se realiza en una cmarade vaco para evitar la
dispersin de loselectrones en una atmsfera normal.
Soldadura por friccin
La soldadura por friccin es un pro-
ceso en fase total de penetracin slidausada para unir lminas de
metal (sobretodo para aluminio) sin llegar a la fusin.Se invent,
patent y desarroll con finesindustriales en el Welding Institute,
enCambridge (R.U.).
En la soldadura por friccin, un cilindrode seccin plana y un
rotor perfilado sonsuavemente aproximados a las reas en-frentadas
de tope. Las partes se asegurana una mesa de respaldo para evitar
que
se separen por la fuerza a la que son so-metidas. El calor de la
friccin entre el ci-lindro rotatorio de alta resistencia al
des-gaste y las piezas a soldar causan que losmateriales se
suavicen sin llegar al puntode fusin permitiendo al cilindro
rotatorioseguir la lnea de soldadura a travs delas piezas.
La soldadura por friccin se puedeusar para unir lminas y
planchas dealuminio, sin usar material de aporte o
gases, con materiales de espesor entre1,6 y 30 mm, con
penetracin total y sinporosidad.
Cuadro 1 Uso de gases en soldaduras MIG /MAG y TIG
Argn
Fcil de ionizar
Facilita el cebado
Es la base de todas las mezclas
HelioProporciona un arco rgido
Aumenta la velocidad de soldadura
NitrgenoSi es compatible con el metal a soldar (aceros
inoxidables al nitrgeno), me-
jora las propiedades de la unin
OxgenoMIG/MAG
Facilita la fluidez del bao de fusin
Mejora el desprendimiento de las gotas de hilo
TIGNo se usa, ya que oxida y contamina el electrodo, lo que
dificultael proceso
CO2
MIG/MAG
Aumenta la viscosidad del bao
Aumenta la penetracin
Aumenta las proyecciones
TIGNo se usa, ya que oxida y contamina el electrodo, lo que
dificultael proceso
HidrgenoSi es compatible con el metal a soldar (aceros
inoxidables austnicos), au-menta la velocidad de soldadura y la
penetracin
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Soldadura por electro escoria
El arco se crea entre la pieza y unelectrodo. Cuando el
fundente, colocadoentre las juntas, se derrite, se produceun bao de
escoria cada vez ms pro-fundo. Al aumentar la temperatura delbao de
escoria y, por tanto, sus capaci-dades elctricas, el arco se
extingue, se
apaga, y la corriente se conduce a travsdel cordn de escoria que
cubre las jun-tas, donde la energa para la soldadura
se produce a travs de la resistencia ge-nerada.
La cantidad de energa aplicada es talque el proceso de
enfriamiento es tanlento que altera la granulometra de lazona
afectada y limita el mtodo.
Soldadura de resistencia por puntos
La soldadura por resistencia de electro-punto es un proceso muy
sencillo de unin
de lminas metlicas y de uso frecuenteen la industria
(automotriz, electrodoms-ticos, conductos, etc.). Las soldaduras
sonmecnicamente muy resistentes, rpidas yfciles de ejecutar, siendo
casi automtico.
Para generar calor los electrodos de co-bre (de baja
resistencia) pasan una corrien-te elctrica a travs de la pieza de
trabajo, elcalor generado depender de la resistenciaelctrica y la
conductividad trmica del me-tal y el tiempo de aplicacin de la
corriente.
Cuando estos electrodos se calientanmucho, se pueden formar
marcas decalor sobre la superficie del metal. Paraprevenir este
problema los electrodos seenfran con agua que fluye por dentro
delos electrodos.
Las lminas metlicas que se van asoldar se colocan entre los
electrodos que
las presionan fuertemente asegurando elcontacto y una corriente
de bajo voltaje yalto amperaje (kilovoltios-amperios).
3. Riesgos especficos ensoldadura
En el esquema 4 se representan deforma general los riesgos
especficos tpi-cos de la soldadura:
Riesgo elctrico
Riesgo de incendio o explosin
Quemaduras por contacto, proyeccinde partculas incandescentes,
etc.
Riesgos higinicos:
- Gases: ozono, xidos de nitrgeno,xido de carbono, etc.
- Humos metlicos: hierro, manga-neso, cromo, nquel, cadmio,
cinc,cobre, estao y fluoruros, slice
Esquema 4 Riesgos especficos de soldadura
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amorfa o formaldehdo. Depende-r del material de base y del
estadode su superficie, del electrodo y surecubrimiento, el tipo de
atmsferade trabajo y de las caractersticaspropias del proceso.
- Radiacin ultravioleta.
- Ruido y microclima.
Los factores a considerar en la evalua-cin de riesgos de la
soldadura se esque-matizan en el Cuadro 2.
Como se puede ver, entre los mlti-ples factores que influyen en
la emisin ycomposicin de los humos de soldaduraestn:
Procedimiento de soldadura
Dimetro del electrodo o hilo
Tipo de revestimiento y espesor delelectrodo o flujo de gas en
el protegi-do
Composicin del hilo o electrodo
Parmetros de soldadura: intensidad,voltaje, extensin del arco,
velocidadde desplazamiento
Factor de marcha de la instalacin (co-ciente de tiempos efectivo
de solda-dura y total de trabajo)
Posicin de la soldadura: horizontal,en ngulo, vertical
montante.
Caudal y composicin del gas protec-tor
Composicin del metal de base y elcalentado previo
Revestimientos (con cinc, plomo, cad-mio, etc.) o contaminantes
sobre el
metal de base (sales, grasa, restos dedisolventes).
Hay otros factores a tener en cuenta,como son:
- Fuentes de calor, ya que a temperatu-ras elevadas se combinan
el nitrgenoy el oxgeno del aire y se genera NO
xeincluso ozono
- Volatilizacin de metales fundidos ymetales de aporte
- Fusin y volatilidad de los fundentes yrevestimiento del
electrodo
- Combustin de productos que recu-bren los metales sobre los que
acta
- Impurezas de carburo clcico parala produccin de acetileno, y
que sepuede generar amoniaco y fosgeno.
En las Figuras 1 y 2 se pueden ver losmetales que con ms
frecuencia se suel-dan y los niveles relativos de humos que
Cuadro 2 Factores de riesgo en soldadura
Factores de riesgo
Soldadura
El procedimiento usado y las posibilidades de cambioMetal de
aporteParmetros de la soldaduraNaturaleza de la operacinGas de
proteccin y/o inerte
Piezas
DimensionesPesoImportancia de la serieRevestimiento de la
superficie (aceite, pintura, grasa)
Soldador
CualificacinRitmo de trabajo
Posiciones para la soldaduraDesplazamiento alrededor de la
pieza
Puesto detrabajo
Situacin respecto de los elementos que constituyen el
localAlimentacin de piezas antes y despus de la operacinPresencia
de dispositivos de situacinPresencia de dispositivos anexos
(precalentamiento de las piezas).Trabajos contiguos que requieren
ventilacin
Figura 2 Nivelesrelativos deproduccinde humos
endiferentesprocesos
Figura 1 Metales quese sueldancon msfrecuencia
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generan las soldaduras ms habituales.En los Esquemas 5 y 6 se
representanlos posibles gases presentes y la influen-cia del
contenido de oxgeno en el airedurante el soldeo.
A continuacin, se citan algunos de loscontaminantes que pueden
aparecer enel ambiente durante las operaciones desoldadura, segn el
tipo y las condicionesde trabajo que tengan lugar:
Zinc: se utiliza en metales galvaniza-dos, bronces y otras
aleaciones.
Berilio:se usa como aleacin en co-bre y otros metales.
Oxido de Hierro:es el principal ele-mento en la aleacin del
acero.
Plomo: Se libera en el proceso decortado soldado en metales de
alea-cin de plomo o pintados con pinturasen base a ste.
Otros metales: estao, manganeso,
cobre, aluminio, cadmio, cromo y n-quel (inoxidable).
Fluoruros: estn presentes en losrecubrimientos de algunos
electrodosutilizados en soldadura.
Disolventes de hidrocarburos clo-rados: usados como
desengrasante. Elcalor y la radiacin ultravioleta genera-dos por el
arco descomponen el vapory se forma gas fosgeno muy txico.
Monxido de Carbono: se formapor la combustin incompleta de
los
combustibles. Soldadura y corte pro-ducen gran cantidad de CO,
que no seaprecia por los sentidos.
Ozono:se produce por la luz ultravio-leta de la soldadura al
arco.
Gases nitrosos: por calor al com-binarse el oxgeno y nitrgeno
delaire.
4. Medidas de proteccin co-lectiva en el control de riesgosen
soldadura
Cabina de soldadura
Ventilacin localizada en puesto fijo
Ventilacin localizada en puesto mvil
Aspiracin acoplada al til
Ventilacin general
Las extracciones localizadas pueden
ser:
- Cabinas o mesas de aspiracin: sinque requiera ajustes o
cambios en lacolocacin por parte del trabajador
- Mviles u orientables: que requierenla intervencin del
operario
No se recomienda el uso de campa-nas de bveda o techo en el caso
de hu-mos y gases de soldadura.
La proteccin individual frente a con-taminantes qumicos puede
ser necesa-
ria, en especial, en trabajos en espaciosconfinados.
5. Evaluacin de la exposicinen operaciones de
soldadura.Ejemplo
En un taller de 30x10x6 m, 10 trabaja-dores realizan operaciones
de soldaduraelctrica al arco con electrodo revestidosobre chapas de
acero al carbono. Loselectrodos de rutilo son de 4mm de di-metro y
350 mm de longitud y, segninformacin del fabricante, se
necesitan
treinta y seis (36) para depositar 1 kg demetal. Se consumen
unos 25 electrodospor soldador y hora, en una jornada de 8horas/
da.
a) P (gramos depositados por electro-do): 1000 / 36 = 27,7
g/electrodo.
De forma general, se puede consi-derar, en primera aproximacin,
que loselectrodos de rutilo tienen un coeficientede emisin de humos
comprendido en-
tre el 0,8% y el 1% del coeficiente demetal depositado mientras
que, para loselectrodos bsicos, est entre el 1,5% yel 2%.
Por tablas, se estima que se generanunos 7,4 mg de humos (hg)
por gramode electrodo depositado, es decir, un 0,8%.
E = 25 x 10 = 250 electrodos / hora
T= 8 horas
Vo = 30x 10 x 6 = 1800 m3
Esquema 5 Posibles gases generados Esquema 6 Influencia del
oxgeno
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DOCUMENTOS
Considerando un valor de concentra-cin igual al del valor lmite
(5 mg/m3) yaplicando la frmula que predice los m3para diluir la
concentracin hasta C (hu-mos totales/ m3), se obtiene:
C = E.P.hg.T / (Vo + RT) =, siendo R elcaudal de renovacin en
m3/h
R= (E.P.hg/ C Vo) /T = (250 x 27,7 x7,4 /5 1800) / 8 = 10025
m3/h
Aplicando un factor de seguridad porventilacin efectiva de 4
seran unos40100 m3/h, es decir, unas 22 renova-ciones de aire por
hora.
b) Segn el Instituto de Soldadura yal tratarse de electrodos de
baja toxici-dad se requieren unos 2000 m3/h (0,55m3/s) por
kilogramo de electrodo con-sumido. Como el electrodo pesa, segn
fabricante, 0,045 kg:
0,045 x 250 = 11, 25 kg/h y, por tan-to, se necesitan 2000 x
11,25 = 22500m3/h
c) Por otro lado, el Manual de Ventila-cin Industrial de la
ACGIH recomiendaun caudal de 0,71 m3 /s por soldador,si el dimetro
de electrodo es de 5 mm(considerando una campana rectangularapoyada
en una mesa en un sistema
VEL); es decir, en este caso:
0,71 x 3600 = 2560 m3/hpor sol-dador
Alternativamente sugiere en espaciosdespejados un caudal de 0,83
m3/s porcada kg /h de electrodo consumido.
En este caso: 250 x 0,045 = 11,25Kg/h;
Caudal = 0,83 x 11,25 x 3600 =33615 m3/h. (10-58 Ventilacin
Indus-trial)
d) La American Welding Society es-tablece una ventilacin de aire
de unos56 m3/m (3360 m3/h) por soldador deelctrica o de 4
renovaciones /hora, es-cogiendo el mayor de ambos:
56 m3/m x 60 x 10 = 33600 m3/h
4 renovaciones /hora x 1800 x 10 =72000 m3/h
Como puede verse, los resultadosobtenidos siguiendo diferentes
mtodospueden variar bastante, en funcin dequ parmetros se tienen en
cuenta a lahora de estimar los caudales.
6. Toma de muestras de humosde soldadura y valores
dereferencia
Para la toma de muestras de humosde soldadura se deben tener en
cuentalas normas y mtodos siguientes:
Seguridad e higiene en el soldeo yprocesos afines. Muestreo de
partculasen suspensin y gases en la zona de
respiracin del operario. Parte 1: Mues-treo de partculas en
suspensin. (ISO10882-1:2001).
Seguridad e higiene en el soldeo yprocesos afines. Muestreo de
partculasen suspensin y de gases en la zona derespiracin del
operario. Parte 2: Mues-treo de gases. (ISO 10882-2:2000).
Seguridad e higiene en el soldeo yprocesos afines. Mtodo de
laboratoriopara el muestreo de humos y gases.Parte 4: Hoja de datos
de humos (ISO15011-4:2006).
A la hora de
tomar muestrasde humos de
soldadura, se
deben tener en
cuenta las normas
y mtodos
establecidos
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DOCUMENTOS
Determinacin de materia particulada(total y fraccin respirable)
en aire. M-todo gravimtrico MTA/MA-014/A 88.INSHT.
Mtodos de toma de muestras decontaminantes qumicos en aire
(Vol-menes 1 y 2) INSHT.
Los LEP del INSHT han retirado para elao 2011 lo siguiente:
Soldadura, humos VLA-ED: 5 mg /m3
La composicin y cantidad de los hu-mos y el total de partculas
dependen dela aleacin que se suelda y los electro-dos que se usan.
Las evaluaciones ba-sadas en la concentracin de humo
songeneralmente adecuadas si en la varillapara soldar el metal o el
revestimientodel metal no hay agentes qumicos convalor lmite
establecido sensiblementeinferior al de humos totales. En caso
con-
trario debe procederse a determinar sise sobrepasan los Lmites
de ExposicinProfesional especficos.
Norma ISO 15011-4:2006 (Se repro-duce la tabla F.1 como Tabla
2).
ANEXO F (Informativo). Ejemplo desistema de clasificacin de
consumiblesde soldeo
Los consumibles de soldeo pueden
clasificarse, para su uso en la evaluacindel riesgo, segn su
tasa de emisin dehumo y la toxicidad del humo que pro-
ducen, utilizando un valor lmite calcula-do del componente clave
del humo desoldeo (vase el apartado D.2.1) o valorlmite aditivo del
humo de soldeo (vaseel apartado D.2.2) como indicador de
latoxicidad del humo, como aparece indi-cado en la Tabla 2 (Tabla
F.1 de la normaISO 15011-4:2006).
La letra de clasificacin del consumi-ble de soldeo proporciona
una indicacinde la proporcin de la emisin de humo
(siendo a la menor, e la mayor). El n-mero de la clasificacin
del consumiblede soldeo proporciona una indicacin dela toxicidad
relativa del humo de soldeo(siendo 0 el ms peligroso, 5 el me-nos)
y proporciona una indicacin directade la concentracin aproximada de
humode soldeo por debajo de la cual la expo-sicin personal debera
controlarse (porejemplo, 1 significa que la concentra-cin de humo
de soldeo debera contro-larse por debajo de 1 mg/m3).
Puede utilizarse tambin de un modosimplista para clasificar los
consumiblessegn el riesgo percibido asociado consu uso.
Finalmente, puede utilizarse comobase para proporcionar
orientacin sobrelos requisitos de ventilacin. Sin embar-go, esto no
se recomienda ya que lasmedidas de control, incluida la
ventila-cin, dependen de la situacin total del
soldeo. En particular, el riesgo de exposi-cin depende no slo de
la emisin dehumo, sino tambin de otros factores,
como la situacin del soldeo, el tiempode arco y la posicin del
soldador. Portanto, las medidas de control adecuadasdeberan
evaluarse teniendo en conside-racin todos esos factores.
D.2 Limitacin del anlisis qumi-co al componente clave del humo
de
soldeo
D.2.1 Tal y como se menciona en elapartado D.1.1.1, un mtodo
comnpara la evaluacin del riesgo en el soldeoes medir la
concentracin de todos losagentes qumicos que tengan relevanciapara
la higiene laboral, presentes en elaire que respira el soldador, y
compararlos resultados obtenidos con los valoreslmite
correspondientes para esas sustan-cias. Sin embargo, el anlisis
qumico esrelativamente caro, y el coste del anlisispuede ser ms
alto si es necesario me-
dir un nmero elevado de componentes.Otro medio de reducir
costes, exceptocuando los requisitos nacionales espe-cifiquen el
uso de valores lmite aditivos(3.1), es limitar el anlisis qumico de
lasmuestras de exposicin personal al com-ponente clave del humo de
soldeo (3.3).
D.2.2 Si la evaluacin de la exposi-cin debe realizarse mediante
el anlisisqumico de las muestras de exposicinpersonal para el
componente clave del
humo de soldeo y la comparacin de losresultados con el valor
lmite correspon-diente para dicha sustancia, se calculael valor
lmite del componente clave delhumo de soldeo utilizando la
ecuacin(D.1). Luego se determina la exposicinal componente clave
del humo de sol-deo y se comparan los resultados conel valor lmite
para el componente clavedel humo de soldeo, para determinar silas
medidas de control son lo suficien-temente correctas como para
asegurar
que los soldadores no estn expuestosa un nivel excesivo de
cualquier agentequmico presente en el humo.
Tabla 2 Clasificacin de los consumibles de soldeosegn su tasa de
emisin de humo y el valor
lmite calculado del humo de soldeo
Valor lmite delhumo del soldeo
mg/m3
Tasa de emisin de humomg/s
< 3 3 a 8 8 a 15 15 a 25 > 25
Clasificacin delconsumible de soldeo
a b c d e
> 4,5 5 5a 5b 5c 5d 5e
3,5 a 4,5 4 4a 4b 4c 4d 4e2,5 a 3,5 3 3a 3b 3c 3d 3e1,5 a 2,5 2
2a 2b 2c 2d 2e0,5 a 1,5 1 1a 1b 1c 1d 1e
< 0,5 0 0a 0b 0c 0d 0e
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DOCUMENTOS
7. Conclusiones
Para proceder a evaluar la exposicinpor inhalacin a humos de
soldadura deun trabajador es necesario tener un co-nocimiento
amplio de la tcnica de sol-deo, de las condiciones, del
trabajadorque la efecta y de las posibilidades demejora, para as
verificar si las condicio-nes en las que se realiza son correctasy
sealar, en su caso, las correccionesque precisa. Por tal motivo no
se puedehacer una evaluacin del riesgo fiablemediante la Higiene
slo de despacho yordenador que cada da prolifera ms yser necesario
tener en cuenta la infor-macin y los detalles precisos.
Por otro lado y en relacin con la su-presin del valor lmite de 5
mg/m3parahumos de soldadura de la lista de LEPpara el ao 2011 cabe
decir lo siguiente:
1) Con este valor se resolva la ma-yora de las evaluaciones por
exposicina humos de soldadura en muchas desus aplicaciones de
soldadura (comose ha visto del orden de un 65% e in-cluso ms). Al
eliminarlo hay que pasar,en todos los casos, a un estudio
msdetallado, metal por metal o contami-nante potencialmente
presente lo queencarece el anlisis y lo hace ms lento
si no se dispone de tcnicas analticasavanzadas.
2) No facilita la aplicacin de mto-dos simplificados de
evaluacin que des-de hace muchos aos se vienen aplican-do como
algunos de los que se basan enregular el ritmo de trabajo o, lo que
es lomismo, controlar el nmero de electro-dos consumidos, para no
llegar a alcanzarese valor lmite.
3) No siempre es fcil para el evalua-dor obtener la informacin
precisa tan-to del estado de los materiales a soldarcomo del
electrodo en cuestin ya que lamateria prima puede variar
continuamen-te, incluso en el da, y entendiendo quelas condiciones
de aplicacin y de trabajopueden variar en mucho a las de ensayocomo
en las que se propone en la Nor-ma ISO 15011-4:2006 (slo depende
delelectrodo). Adems, es de sobra conocidoque existen aplicaciones
de soldadura enlas que no hay aporte de metal y por tantono se
cuenta con tal informacin.
4) Favorece el desarrollo de la Higienede despacho en la que a
partir de ciertosvalores se decide sobre las medidas deproteccin
colectiva e individual a adop-tar en determinados escenarios, lo
quetericamente puede ser aceptable paraampliar la ficha de datos de
seguridad de
los materiales, pero no ayuda para nadaa la vigilancia in situ
del cumplimientode la legislacin en materia de seguridady salud en
el trabajo y en la que la simpli-cidad y el ahorro de medios debe
ser unaprioridad.
Mi agradecimiento a AbdelkaderBenrokia por sus explicaciones
yaclaraciones sobre soldadura, en Ar-gelia.
Bibliografa- INSHT. ET.103 Riesgos en operaciones de
soldadura.
- INSHT. NTP n 494 Soldadura elctrica al arco: normas de
segu-ridad .
- INRS. ED 122. Le brassage tendre. Fiche pratique de scurit
- INRS. Oprations de soudage larc et de coupage. Guide prati-que
de ventilation n 7.
- INRS. ED 83. Le soudage manuel larc avec des
lectrodesenrobes.
- Foment de Treball Nacional. Evaluacin cualitativa de riesgos
hi-ginicos. Operaciones bsicas de soldadura (2009). Fichas y
Me-todologa.
http://www.foment.com/prevencion/documentos/libros/soldadura/index.h3p
http://www.foment.com/prevencion/newsletter/hemerote-ca/45/05_publicaciones_foment.htm
Foment de Treball Nacional. Desplegable operaciones de
solda-dura por oxigs, al arco elctrico y por resistencia.
http://www.foment.com/prevencion/documentos/tripticosyfolle-tos/triptico_soldadura_cast.pdf
- Fundacin para la Prevencin de Riesgos Laborales. Estudio
parala evaluacin de riesgos en soldadura: MIG, MAG, TIG,
soldadurapor electrodo y trabajos en espacios confinados. Cepyme
Aragn.
http://www.conectapyme.com/gabinete/publicaciones/traba-jo_seguridad_soldadura.pdf
Evaluar la
exposicin a
los humo de
soldadura permite
verificar si lascondiciones
laborales son
aceptables y, en
su caso, corregir
deficiencias
