Precauciones de Seguridad en Fundiciones: Protegiendo a los Trabajadores de los Peligros

Trabajar en una fundición, definitivamente hay muchos factores dañinos como polvo fino, gases tóxicos, ruido, temperatura, salpicaduras de metal fundido, etc. Si estos peligros no se controlan o previenen estrictamente, pueden amenazar seriamente la salud del trabajador de la fundición así como la eficacia del trabajo.

En este artículo, enumeramos los peligros de trabajar en una fundición más medidas preventivas, así como cómo manejar estos problemas para garantizar la seguridad en la fundición y la salud del trabajador. Comprobemos juntos con VIC.

Peligros peligrosos en una fundición

1. Polvo en la fundición

Uno de los peligros visibles para los empleados de la fundición proviene del polvo. El polvo de la fundición se forma durante la mayoría de las etapas del proceso de fundición. La composición principal del polvo en la fundición de fundición es SiO₂. El polvo presente en el entorno de la fundición tiene una concentración de sílice que varía libremente con el proceso de control de polvo y la composición química de la arena.

El proceso que genera más polvo es el paso de preparación de arena para hacer moldes y núcleos. La composición del polvo depende del aglutinante utilizado.

Según la Administración de Seguridad y Salud Ocupacional de EE. UU. (OSHA), la cantidad total de polvo de sílice en el aire en el nuevo nivel PEL es 50 µg/m³ durante ocho horas de trabajo. La cantidad total de polvo consiste en partículas, que varían en diferentes tamaños desde la naturaleza o generadas durante los procesos de trabajo.

Compuesto	PEL (OSHA)
Polvo total	15 mg/m³
Polvo respirable	5 mg/m³
Polvo inhalable	—
Polvo de sílice	50 µg/m³

Controlar el polvo es fuertemente importante para garantizar la seguridad en la fundición y se requiere mantener que la cantidad total de polvo no supere el límite de exposición OSHA para el polvo de sílice.

El PEL ha sido determinado por OSHA para ser casi indetectable con sensores modernos. Aunque el polvo es invisible en el aire a simple vista, la concentración de polvo puede seguir superando el límite y afectar la salud del trabajador de la fundición.

¿Qué causa el polvo en la fundición?

• El polvo se genera por el cuarzo en la arena durante los procesos de mezcla, fundición y agitación.
• El proceso de acondicionamiento de arena para reutilización también genera polvo. La arena reutilizable se añade con agua y aglutinante.
• En la etapa de molino de arena en el paso de moldeo, o agitación de arena al retirar el molde se crea arena seca, que es mucho más peligrosa que la arena húmeda.
• El polvo también se genera al usar la máquina de granallado para suavizar la superficie de la fundición. El polvo contiene muchos metales tóxicos y sílice libre.
• Durante el proceso de fundición del metal, también se forma humo. El polvo de humo del horno es polvo extremadamente fino con contenido muy alto de SiO₂ y Fe. Los hornos metálicos más comúnmente usados en una fundición incluyen: Horno de crisol, horno cubilote y horno de arco eléctrico. En los cuales el cubilote es el horno que genera más humo.
• Además de la sílice, el polvo también puede surgir de arena de cromita u olivina.

¿Qué tan peligroso es el polvo en la fundición?

• Si el trabajador en la fundición está expuesto a altas concentraciones de sílice, puede causar enfermedades pulmonares como bronquitis, tuberculosis, silicosis y otras complicaciones. Si la exposición es a largo plazo, hay riesgo de cáncer de pulmón.
• Con arena sin filtrar, los cristales de sílice pueden formar tejido cicatricial en los pulmones que interfiere con la función pulmonar.
• El polvo metálico puede adherirse a equipos eléctricos y provocar incendios causando problemas de fuego, explosión o cortocircuito.
• En particular, fumar en la fundición también causa efectos resonantes con el polvo de sílice que afecta directamente la salud.

Cómo prevenir y reducir riesgos de exposición al polvo en la fundición

• Instalar sistema de ventilación de extracción local en etapas que causan alta contaminación por polvo como mezcla o rectificado de arena seca, desmoldeo…
• Añadir equipos de protección respiratoria personal como respiradores, mascarillas especializadas en caso de que el sistema de ventilación en la fundición no sea suficiente para eliminar el polvo en esas áreas.
• Evitar usar arena con humedad por debajo del 2%, debería usar más aglutinante para reducir la cantidad de arena suelta.
• Usar un sistema eficiente de recolección de polvo (ej. CMAXX).

2. Gases, vapores en la fundición

En el trabajo de fundición, los contaminantes existen en forma de gases o vapores. Estas sustancias se producen durante el proceso de fundición, incluyendo monóxido de carbono, formaldehído, fenol, isocianato, alcohol isopropílico, etc.

Monóxido de carbono

El monóxido de carbono (CO) es un gas producido por hornos metálicos y durante el proceso de vertido de metal en el molde. El CO es incoloro, inodoro y no tiene propiedades de advertencia específicas. Por tanto, la concentración en el aire debe monitorearse regularmente para determinar los niveles de CO.

¿Qué tan dañino es el gas CO?

• El trabajador de la fundición inhala CO resultando en que la sangre se impide suministrar oxígeno y causando asfixia.
• Si se expone a CO 500-1000 ppm durante unos 30 minutos, puede causar dolores de cabeza, tinnitus, mareos, náuseas y confusión mental. Exposición por encima de 1000 ppm puede causar desmayos, e incluso más grave puede llevar a la muerte.

Cómo prevenir y minimizar la exposición al CO

• Instalar ventilación de extracción para controlar emisiones de CO.
• El trabajador de la fundición que trabaja en áreas con posible exposición a CO debe ser instruido sobre los peligros, cómo reconocer y cómo tratar la intoxicación por CO para garantizar la seguridad en la fundición. Se recomienda comprobar los niveles de CO en sangre o respiración de los trabajadores regularmente al final de los turnos.

Humo metálico

Los humos metálicos son producidos durante los procesos de fundición, vertido y soldadura en la fundición. En talleres de fundición de metales ferrosos, pueden generarse humos de plomo, magnesio, zinc, níquel, cromo, cobre, aluminio, cadmio, antimonio, estaño y berilio. Particularmente, las fundiciones de hierro y acero serán más propensas a generar humo de Fe₂O₃.

Especialmente metales plomados, el proceso de fundición o fusión generará grandes cantidades de emisiones de humo de plomo, conocidas como peligros de fundición de plomo.

Además, con el paso de limpieza del horno, eliminación de residuos y recolección de aleación de plomo también suponen un riesgo de contaminación por plomo.

¿Qué tan dañino es el humo metálico?

La inhalación de humos metálicos (especialmente zinc) puede causar fiebre por humo metálico e irrigación ocular que se ven como peligros comunes de salud en fundición. Los síntomas que aparecen 2-10 horas después son náuseas, dolor de cabeza, garganta seca, sibilancias, escalofríos, dolor en el pecho, y a menudo se confunden con bronquitis o neumonía.

El diagnóstico en profundidad muestra aumento de recuento de glóbulos blancos; aumento de concentración de metal en piel y sangre. Signos anormales también aparecen en radiografía.

Cómo curar la fiebre por humo metálico

Pida al paciente que se acueste y beba suficiente agua, y use terapias sintomáticas como aspirina para aliviar los síntomas de dolor de cabeza. La fiebre por humo metálico generalmente desaparece después de 24-48 horas de tratamiento de exposición.

Vapores tóxicos

El uso de madera o plástico como modelos en fundición en arena producirá humos tóxicos que causan asma y alergias que empeoran la salud del trabajador de la fundición.

Cómo prevenir y minimizar riesgos de exposición a humo metálico y gases venenosos

• Instalar la entrada de aire sobre el horno metálico para aspirar los humos y llevarlos al sistema de control de gases de escape.
• Necesario recoger vapores tóxicos generados desde el punto de emisión y tratar adecuadamente.
• Realizar pruebas de aire donde sea necesario para asegurar que las concentraciones de contaminación no superen los estándares de exposición en el lugar de trabajo para contaminantes aerotransportados.
• Usar equipos de seguridad de fundición en caso de que otras medidas de control no sean factibles o para aumentar la protección del trabajador contra los peligros para empleados de fundición así como garantizar la seguridad en la fundición. — Considerar alternativas a sustancias menos tóxicas, o modificar procedimientos para minimizar la generación de humos y vapores tóxicos.

3. Ruido peligroso en la fundición

El ruido peligroso es el ruido que supera los estándares para la exposición al ruido en el lugar de trabajo. Estándar para exposición continua a ruido es 86 dBA durante 8 horas de trabajo.

El metal es un transmisor de sonido efectivo, por lo que es fácil hacer ruido al chocar o moverlo en la fundición. El ruido de la fundición es otro peligro que viola la seguridad de la fundición.

Tabla de niveles de ruido permisibles para fábricas industriales cerca de áreas residenciales:

	Aceptable	Quejas esperadas	Inaceptable
Día (7am-7pm)	50-55	55-60	60+
Tarde (7pm-11pm)	45-50	50-55	55+
Noche (11pm-7am)	40-45	45-50	50+

El PEL es determinado por el Departamento de Trabajo de EE. UU. dependiendo del número de horas expuestas al ruido. El PEL aumenta gradualmente a medida que disminuye el tiempo de exposición al ruido.

Tabla de PEL con horas de exposición al ruido:

PEL	Tiempo de trabajo
90 dBA	8 horas
92 dBA	6 horas
95 dBA	4 horas
100 dBA	2 horas
105 dBA	1 hora
110 dBA	½ hora
115 dBA	¼ hora

El ruido al que está expuesto el trabajador de la fundición en el lugar de trabajo no debe superar los límites de exposición. Si se supera este límite de ruido, su taller de fundición podría ser multado por las autoridades.

¿Qué causa ruido en la fundición?

Hay muchos factores que causan ruido en una fundición, los siguientes son los principales:

• Rebarbado y desmoldeo (90-115 dBA)
• Mezcla mecánica de arena y horno de tiro forzado (90-100 dBA)
• Granallado (100-110 dBA)
• Fundición, manejo de canal de alimentación (95-115 dBA)
• Rectificado de fundición (92-115 dBA)
• Área de uso de martillo (95-100 dBA)

Ruidos	dBA
Desmoldeo	85-115
Inversor	83-116
Medición neumática	82-107
Rectificadora de fundición	95-115
Granallado	85-110
Vibradores de molde	85-114
Martillos	95-100
Mezcla mecánica de arena	90-100
Fundición, manejo de canal	95-115

La tabla muestra los niveles de ruido a diferentes distancias en una fundición de 1000 metros cuadrados (asumiendo niveles promedio de ruido de 85 dBA y 95 dBA):

Niveles de ruido interior	100m	200m	400m
85 dBA	52 dBA	46 dBA	40 dBA
95 dBA	62 dBA	56 dBA	50 dBA

Además de los trabajadores directamente involucrados en el trabajo de fundición anterior, otros en las áreas circundantes también pueden estar expuestos a niveles de ruido de 85 dBA.

Si se expone a niveles de ruido de 85 dBA o más, el trabajador de la fundición debe unirse al Programa de conservación auditiva para probar la audición.

¿Qué tan dañina es la exposición al ruido?

• Efectos en actividades del oído interno, pérdida auditiva, tinnitus, e incluso sordera dependiendo del nivel de contaminación acústica.
• Causando dificultades en la comunicación.
• Distrayendo a personas no relacionadas.
• Afectando la vida diaria de residentes cerca de la fundición, especialmente con ruido en horas tempranas de la mañana o por la noche, afectando el sueño y la relajación.

Cómo prevenir el ruido en la fundición

• Aislar al trabajador de la fundición de la fuente de ruido usando recintos acústicos.
• Medir regularmente el nivel de ruido y la audición del empleado para poder controlar el ruido sin superar el límite de exposición.
• Instalar canales insonorizantes como revestimientos de aluminio, o absorbentes de sonido por pulverización externa.
• Mejorar métodos de trabajo para reducir fuertes colisiones metálicas que causan ruido
• Usar recubrimientos superficiales elásticos como amortiguación e insonorización en la estructura impactada causando ruido.
• Al comprar nuevos equipos o maquinaria, su nivel de ruido debe considerarse. Realizar un mantenimiento rutinario adecuado.
• Instalar materiales absorbentes de sonido para paredes y techos, para evitar que el ruido de fundición afecte a ciudadanos cercanos.

4. Peligro de vibración en la fundición

La vibración (generalmente vibración de cuerpo entero) ocurre frecuentemente en fundiciones y tiene la posibilidad de comprometer la salud de las personas afectadas y violar el protocolo de seguridad de la fundición.

La vibración y el ruido a menudo vienen juntos porque el ruido es causado por vibraciones de la superficie o atmósfera.

¿Qué causa la vibración?

• Desmoldeo
• Lanzado de arena
• Carretillas elevadoras
• Grúas
• Operaciones de apisonado neumático
• Martillos

Los sujetos afectados por vibración son aquellos que operan directamente equipos que vibran o entran en contacto con una superficie que contiene un dispositivo vibratorio.

¿Qué tan dañina es la vibración?

• La vibración de cuerpo entero eleva la presión arterial, llevando a problemas cardíacos.
• Trastornos neurológicos.
• Dolor de estómago.
• Dolor lumbar.

Cómo prevenir y minimizar la vibración

• Comprar equipos con baja vibración, y mantenerlos periódicamente.
• Mejoras de proceso para reducir el uso de herramientas manuales con vibración.
• Permitir a los trabajadores descansar alternadamente, evitar trabajar en contacto con vibración continua.
• Usar guantes acolchados al usar herramientas manuales con vibración y equipar completamente con EPP de fundición.

5. Estrés por calor en la fundición

Trabajar en una fundición a menudo soporta altas cargas de calor del entorno de trabajo. El calor radiante se genera desde fuentes de calor que provienen del metal fundido transmitido en el aire y superficies metálicas que son peligrosas para los trabajadores y violan la seguridad de la fundición.

Adicionalmente, las columnas de arco también emiten rayos ultravioleta con gran energía al fundir metales.

¿Qué causa el estrés por calor?

La radiación de calor se emite desde el metal fundido, principalmente desde la fundición del metal en el horno, al verter el metal en el molde y por transferencia de calor por convección.

La temperatura emitida desde los hornos puede ser de hasta 400-500 grados Celsius que son posibles peligros en una fundición.

¿Qué tan dañino es el estrés por calor?

El estrés por calor incluye estrés por calor dentro del cuerpo y estrés por calor fuera del cuerpo:

Estrés por calor ocurre dentro del cuerpo:

• Erupción por calor causa picazón.
• Calambres musculares llevan a dolor.
• Golpe de calor lleva a agotamiento y náuseas.
• Sudoración puede llevar a deshidratación.
• Ictus.
• Trastornos mentales, afectando comportamiento y percepción.

Estrés por calor ocurre fuera del cuerpo:

El estrés por calor causa quemaduras y ampollas en la piel. Ocurre porque los trabajadores de la fundición a menudo se exponen a superficies calientes, radiación de calor o salpicaduras de metal fundido. Con rayos ultravioleta, cuando se emite infrarrojo también puede causar inflamación ocular.

• Quemadura nivel I, la piel estará roja y dolorosa.
• Quemadura nivel II, la piel ampollará y se sentirá gruesa.
• Quemadura nivel III, la piel será blanca y dura.

El estándar para temperatura de fundición y contacto personal de acuerdo al protocolo de seguridad de fundición es 80 grados C. Si se supera este límite sin equipo de seguridad del trabajador, resultarán quemaduras.

Para controlar el estrés por calor, se requiere:

• Instalar enfriadores, ventiladores, aire acondicionado, deshumidificadores para reducir humedad y enfriar el aire.
• Instalar sistema de ventilación para enfriar el aire.
• Haber salas de descanso para evitar calor y agua potable adecuada para trabajadores.
• Medir las temperaturas en las áreas de trabajo así como monitorizar el golpe de calor de los trabajadores regularmente.
• Haber rotación de trabajo entre trabajadores para minimizar tiempo de exposición a temperaturas calientes.
• Proporcionar ropa de enfriamiento personal o reflectante de calor para trabajadores frecuentemente expuestos a radiación de calor.

6. Químicos tóxicos en la fundición

En el entorno de trabajo de la fundición, los siguientes químicos son comúnmente usados:

• Productos de limpieza
• Adhesivo usado para hacer moldes
• Catalizadores
• Componentes de aleación
• Gas en cilindros
• Material de pulido superficial

Los siguientes químicos se producen durante el proceso de fundición:

• Humo metálico del trabajo de fundición de metal.
• CO, SO₂ nacen durante el paso de carga y fundición.

Por favor refiérase a la Hoja de datos de seguridad química SDS para los químicos usados y generados en la fundición para peligros y sus medidas de respuesta.

Las medidas de prevención y respuesta a incidentes químicos en la fundición son similares a las dadas en la sección de humos metálicos y vapores tóxicos.

7. Explosión en la fundición

Las explosiones ocurren en fundiciones cuando se vierte agua en metal fundido o metal fundido se vierte en contenedores húmedos, también conocido como explosión de metal fundido.

Si equipos y herramientas están húmedos, al encontrar metal líquido a 1600 °C, el agua se evaporará, el volumen aumentará repentinamente, resultando en una explosión, y el metal líquido salpica fuera causando peligros en una fundición.

Casos de incendio y explosión incluyen:

• Metal líquido derramado en contacto con agua.
• Carga de horno con lingotes o residuos húmedos.
• Cuando herramientas, moldes y materiales húmedos están en contacto con metal líquido.

Explosiones químicas

Las explosiones químicas ocurren cuando los químicos entran en contacto con metales líquidos, que pueden ser oxidantes como amonio, nitrato de potasio, y sales oxidantes que violan el protocolo de seguridad de la fundición y causan peligros en una fundición.

Cómo prevenir y minimizar riesgos de explosión

• Herramientas y materiales usados deben estar secos, no oxidados y almacenados en lugar seco.
• Equipos, herramientas y hornos deben calentarse antes de ponerlos en uso.
• No permitir que el agua entre en el área con metal fundido.
• No fumar ni usar fuego en el área con metal fundido.
• Clasificar y almacenar químicos, pinturas, disolventes o materiales combustibles para evitar confusiones e incendios.

8. Otras lesiones en la fundición

En el área de fundición, además de la disposición de maquinaria y equipos, para garantizar la seguridad en la fundición, el propietario de la empresa debe también equipar el sistema de seguridad laboral así como equipos de protección personal de fundición (EPP de fundición) para los trabajadores.

Causas de lesiones físicas en la fundición

• Maquinaria y equipos contienen factores peligrosos (voltaje, mezcla explosiva, vibración, …)
• El usuario de maquinaria y equipos no es competente o no cumple con las regulaciones de seguridad laboral.
• Falta de medios de protección, equipos de seguridad del trabajador de partes móviles, áreas peligrosas como alto voltaje, radiación de calor, …
• Disposición irrazonable de equipos y lugar de trabajo, dificultando operaciones y fáciles de causar colisiones.
• No limpiar, mantener y limpiar máquinas y lugares de trabajo adecuadamente.

Accidentes físicos comunes:

• Colisión: Ocurre usualmente al limpiar el sistema de alimentación y mecanizar la fundición, llevando a arañazos en la piel por contacto con la superficie afilada de la fundición. Especialmente en la fundición, hay brazos robóticos o dispositivos de elevación, si no se presta atención puede llevar a colisiones.
• Salpicaduras: Durante la fundición del metal o vertido en moldes, los metales líquidos pueden salpicar, causando peligro en el área circundante.
• Resbalones: En la fundición hay muchos metales y cables, si no se disponen adecuadamente, fácilmente causarán tropiezos, resbalones o caídas.

Cómo prevenir y minimizar riesgos de accidentes en la fundición

• El uso de instalaciones, herramientas y equipos en fundiciones debe ser realizado por personas especialmente entrenadas para garantizar la seguridad de la fundición.
• Siempre hay advertencias e instrucciones de seguridad de fundición y los trabajadores deben cumplir con esas regulaciones.
• La superficie del suelo alrededor del horno debe ser de material antideslizante e ignífugo.
• Instalar barreras anti-salpicaduras en áreas con metal fundido.
• Equipar con duchas de emergencia, mangas, manta de seguridad.
• Equipos de protección personal de fundición completos son requeridos para trabajadores en áreas peligrosas.
• La base del martillo de máquina debe ubicarse en el suelo del taller y colocarse sobre base amortiguadora.
• La forja se fija y sujeta a base de madera. La base de madera debe tener correa ajustada y enterrada 0,5 m en el suelo.
• Cuando la carcasa del horno está al rojo, el horno debe pararse, dejar enfriar naturalmente o enfriado por aire comprimido, barrer agua y solución de arcilla en el lugar al rojo. Durante la operación del horno, si el soplador se para, las tuberías de aire deben abrirse inmediatamente. Solo realizar reparación del horno cuando la temperatura no supere 40 grados C.
• Con horno eléctrico, solo añadir ingredientes o remover metal cuando la energía está apagada.
• La barandilla del horno debe ser de 0,8 m de alto, la puerta para verter materia prima en el horno debe ser 0,5-0,7 m más alta que el suelo.
• La trituradora de hierro fundido debe cubrir la altura con ¾ del máximo levantamiento del martillo.
• No verter metal en cucharones o barriles superando el 80% de su volumen.
• Solo transportar metal a mano cuando el peso no supere 50 kg. El pasillo al transportar metal debe ser plano, al menos 2 m de ancho.
• No usar aire comprimido para limpiar la fundición, sino limpiar en cámara cerrada.
• El lugar de eliminación de escoria debe ser seco, tener protección para evitar salpicaduras de escoria.

Conclusión

La precaución de seguridad en el taller de fundición es muy importante porque no solo garantiza la seguridad del trabajador de la fundición sino también la eficiencia en la fundición.

En áreas peligrosas en la fundición, se deben tomar medidas adecuadas para reducir accidentes inesperados. Inspección, monitoreo, evaluación de peligros y procedimientos de trabajo deben ser realizados o consultados por una persona apropiadamente cualificada.

Esperamos que a través de este artículo, VIC le haya ayudado a tener una visión detallada de los peligros de trabajar en una fundición, cómo prevenir riesgos y garantizar prácticas de seguridad en la fundición.

Si quiere usar el artículo como fuente de referencia, por favor cite nuestro sitio web. También revise nuestra serie de blogs de fundición metálica para obtener más actualizaciones sobre técnicas metalúrgicas.

Referencias:

https://www.osha.gov/

https://www.safeworkaustralia.gov.au/

https://www.generalkinematics.com/blog/foundry-safety-part-1-noise-control/