FUNDICION




·FUNDICION

La fundición es un método de trabajo basado en verter metal fundido por calor dentro de una cavidad o molde. Cuando se solidifica, se obtiene la forma deseada de la pieza. En este proceso, se conforman los metales sin virutas, para formar piezas de maquinarias.
En otras ocasiones, además se introduce en el interior otra pieza a modo de macho, para formar determinadas cavidades interiores.
Comprende las tareas de: modelaje del diseño de la pieza y montaje, fundido y refinado del metal, que después es vertido en el molde realizado, luego se saca la pieza acabada, y se le quitan los restos de metal y arena adheridas a su superficie.
Para estos procesos actualmente existe una gran mecanización, a la vez que surgen nuevas sustancias y aleaciones de utilidad industrial.
Los metales que se suelen usar para fundir son: hierro, acero, latón y bronce. Y a estos actualmente se les añaden aleaciones de: aluminio, cromo, níquel, magnesio, y titanio, e incluso metales tóxicos como berilio, cadmio y torio.
Los machos, en general se fabrican de arena de sílice.
El proceso, (por ejemplo de moldeo en arena) básicamente se trata de:
- Elaboración del moldeo y preparación del molde.
- Sacar el moldeo.
- Fundir el metal y la colada vertida.
- Desmoldar.
- Acabado (limpieza, rebarbado,...).
- Verificación.
- Otros tratamientos.
La maquinaria y equipos que intervienen en las fases de la fundición son:
- El horno (para fundir el metal).
- El tren o carrusel (para grandes piezas).
- Parrilla de vibración (desplaza la arena de la caja).
- Circuito de arena.
- Retacadoras (fuerte vibración).
- Desbarbado, esmerilado.
- Machería (se fabrican los machos).
- Parque de chatarra (al exterior, con carretillas, etc.).


RIESGOS
- A los riesgos por el uso de metal caliente, se añaden otros específicos en relación con los productos utilizados como por ejemplo: el magnesio, que plantea cierto riesgo de llamaradas, etc.
Pero los riesgos varían en relación con el tipo de procesos:
FUSIÓN Y COLADA
- El cubilote es el horno alto y vertical, que se carga por la parte superior de: coque, arrabio, piedra caliza y chatarra de hierro o acero. Para llenar las tolvas, suelen usarse mazas rompedoras y además grúas con grandes electroimanes. Se presenta riesgo de accidentes por los fragmentos que se desprenden y caen.
- La exposición a ruido es muy intensa, sobre todo en algunos lugares como la plataforma de carga. Esto obliga a plantearse continuamente mejoras en los medios de prevención al respecto.
- El cubilote, genera grandes cantidades de monóxido de carbono.
- Al terminar la colada, los trabajos se realizan en la parte baja del cubilote, lo que requiere una alta supervisión de los riesgos.
- Otros riesgos ante los que se plantan extremas medidas preventivas, es que: al verter el metal en el molde, se desprende mucho vapor, procedente de la descomposición/evaporación del agua, el polvo de carbón y los aglutinantes químicos del molde y los machos.
MOLDEO
- En el proceso de moldeo se utilizan arena y otros aditivos a modo de aglutinantes. En general, el molde de arena húmeda está hecho de arena natural, o de sílice, y carbón pulverizado.
- En el proceso de termoendurecimiento se utilizan temperaturas de hasta 450ºC. Hay un riesgo de exposición a los productos de descomposición térmica.
- Dependiendo del tipo de sistema de endurecimiento, puede haber exposición a: resinas furasónicas y fenólicas catalizadas mediante ácido, isocianatos alquílicos y fenólicos, fascold, silicatos de autofraguado, inoset, arena con cemento, y silicatos líquidos.
Los isocianatos utilizados en los aglutinantes, suelen ser de isocianato bisfenil de metileno (IBM) que es un fuerte irritante respiratorio y causa asma.
Los catalizadores de fenol y resinas de isocianato oleoso suelen ser aminas aromáticas derivadas de la piridina (causan irritación de la piel, y lesiones de hígado, riñón y de sistema nervioso central).
Y en otros procesos, se utilizan de catalizadores ácidos fosfóricos y diversos ácidos sulfónicos con su correspondiente toxicidad .
- Cuando se usa como aditivo silicato sódico, deben tomarse las precauciones al respecto de que es una sustancia muy alcalina con grave riesgo si entra en contacto con la piel o los ojos.
- En la mayoría de estos procesos existe el riesgo de inhalar polvos, con el consiguiente riesgo respiratorio. Por ejemplo, en caso de exposición al talco hay riesgo de talcosis (TALCO), etc.
- Los polvos de grafito que revisten el molde, presentan a su vez, riesgos de incendio y explosiones.
- La exposición de las manos a diferentes tipos de sustancias y disolventes, causa dermatitis de piel. Por lo tanto deben plantearse los correspondientes métodos de prevención al respecto.
- Otros riesgos están relacionados con el tipo de carga de trabajo, tales como: esfuerzos musculares, de espalda, sobrecarga de tareas, etc. Con gran componente de esfuerzo físico.
LA FABRICACIÓN DE LOS MACHOS
- Las mezclas más corrientes de los machos, suelen estar hechas de arena y aglutinantes (para aportar resistencia) como: aceite de linaza, melaza o dextrina. Como aditivos y aglutinantes se utilizan materiales como: fenol-formol, urea-formol, alcohol furfurílico, poliuretano, trietanolamina, ácidos sulfónicos orgánicos,... peróxido de metil-etil-cetona y gran cantidad de otros compuestos orgánicos .
También en los procesos de endurecido y curado, pueden usarse sustancias como: diisocianato (MDI), trietilamina, dimetiletilamina, etc.
Después de estar expuesto el macho al metal fundido, se vuelve frágil para poderlo sacar fácilmente.
Al cocer los machos en el horno, hay riesgo de exposición a vapores tóxicos (por ejemplo, se pueden desprender cantidades de vapores de acroleína... e incluso vapores de compuestos que aún no se conoce totalmente la transcendencia de los efectos).
- Para retocar los machos acabados, puede que se use un procedimiento de limado manual. El polvo desprendido en este caso, aporta riesgo de neumoconiosis.
- Por último, en estos procesos, existe riesgo de incendio y explosión.
VACIADO
- La extracción de la pieza supone una alta exposición a ruido, muy elevada.
- Además hay una gran exposición a vibraciones por los impactos repetidos.
- Exposición a polvo que se desprende de la arena, al haberse expuesto ésta al calor.
- Riesgos de accidentes: por caídas debidas a la arena resbaladiza del entorno, choques, golpes, contacto o impacto con piezas de metal caliente, etc.
DESBARBADO
- Es el tratamiento final para obtener el producto acabado y se basa en desprender el metal sobrante mediante procesos de: pulido, limpieza por chorro de granalla, por chorro de agua o de agua-arena, desarenado, eliminación de mazarotas (con martillos manuales recubiertos de goma para reducir los impactos y ruidos) y desbastado.
- Exposición a ruido.
- Entre los riesgos de accidente se estaca los de impactos de metal caliente en los ojos y otras partes del cuerpo.


OTROS RIESGOS
- En la fabricación de modelos: de forma tradicional, pueden fabricarse en talleres, realizándolos de madera, con herramientas de carpintería manual y equipos eléctricos. Se presentan los riesgos característicos de estas actividades como los accidentes por el tipo de máquinas (uso de sierras, cuchillas, ...) y la exposición a ruido.
- Riesgos por el manejo y uso de grúas.
- Riesgos por exposición a electricidad en el manejo de instalaciones y equipos de accionamiento eléctrico.
- Otros riesgos: por ejemplo si hay trabajos de pintura de las piezas, aportan exposición a vapores tóxicos, riesgo de incendio, etc.
En relación con el tipo de proceso:
PROCESO DE MOLDEO PERMANENTE
- La fabricación de modelos es realizada actualmente por métodos mecanizados de ingeniería. De esta forma se han suprimido la mayoría de los riesgos de tipo físico que existían con los otros métodos. Otra valoración atañe a las consideraciones sobre la carga psíquica de trabajo.
FUNDICIÓN MECANIZADA
- Se basa en la mecanización creciente de cada vez más sistemas de la fundición.
FUNDICIÓN DE ACERO
- Es parecida a la del hierro, pero se aplican temperaturas mucho mas elevadas.
- La sílice del molde, al ser expuesta al calor, se transforma en tridimita o cristobalita, con grave riesgo para los pulmones.
FUNDICIÓN DE ALEACIONES LIGERAS
- Sobre todo se utilizan aleaciones de aluminio y magnesio, que contienen pequeñas cantidades de metales que pueden desprender vapores tóxicos.
- Uso de hornos de petróleo, que plantean el riesgo de una posible combustión incompleta y de la liberación de contaminantes tóxicos como: productos de combustión incompleta, anhídrido sulfuroso (por uso de combustibles con alto contenido de azufre), hidrocarburos complejos (algunos tienen propiedades cancerígenas).
- En la limpieza del horno y la chimenea, hay riesgo de exposición a pentóxido de vanadio concentrado en el hollín.
- Si se ha usado espato de flúor como fundente (en aleación de aluminio), pueden desprenderse grandes cantidades de fluoruros. Otros fundentes con riesgos tóxicos: cloruro de bario....
- La inhalación de partículas de aluminio, puede plantear el posible riesgo pulmonar de aluminosis.
- En caso de fundición de magnesio, existe riesgo de incendio y explosión. Puede haber una combustión repentina del metal, causando una nube de óxido de magnesio que impide luchar contra el incendio.
Otro riesgo destacado en las fundiciones de magnesio, es por el uso de talco en el recubrimiento de las piezas y que presenta el riesgo de talcosis al ser inhalado.
- El polvo de azufre causa dermatitis en la piel.
- Uso de sustancias a modo de tintes en las inspecciones de las piezas, que se absorben por la piel y son liberadas por el sudor.
ALEACIONES CON BASE DE COBRE
- Riesgo de exposición a vapores tóxicos procedentes de metales: de cadmio, plomo (en la aleación de plomo-bronce),... , y además puede haber vapores de cinc, cobre, ... que son principalmente (estos últimos) los que causan la llamada "fiebre del metal".
PIEZAS DE FUNDICIÓN INYECTADA
- Con frecuencia se usa el cinc, con riesgo de exposición a vapores tóxicos y responsable de la "fiebre de los metales" .
- Riesgos por el uso de maquinarias y prensas mecánicas, etc.
- Exposición a neblinas y vapores de los aceites lubricantes.
- Los fluidos hidráulicos utilizados pueden contener compuesto organofosforados tóxicos.
MICROFUSIÓN
- Son fundiciones de precisión, en las que se usa cera de moldeo inyectada en un troquel. La extracción de la cera, aporta un gran riesgo de incendio.
- Uso de tricloroetileno para limpiar los residuos de cera (TRICLOROETILENO).
- Uso de amianto como material refractario (ASBESTOS).


PREVENCIÓN
FUSIÓN Y COLADA
Es importante la buena información a los trabajadores, y correcta protección al respecto (ropa, guantes de cuero, botas de seguridad, casco antiimpactos, gafas resistentes al impacto y al metal fundido,... etc.). Y otros medios como por ejemplo: la cabina de las grúas debe estar correctamente protegida, delimitación de zonas prohibidas de paso a las personas, apantallamiento que evite que las escorias de metal fundido entren en contacto con el agua (pueden dar lugar a reacciones explosivas) ... etc.
Debe disponerse de buenos equipos de respiración, y de reanimación para el caso de emergencias.
Lo fundamental es evitar las quemaduras con las escorias y el metal caliente. Los ojos deben estar protegidos de la visión del metal al rojo, porque emite radiaciones ultravioletas e infrarrojos, que son causa de cataratas. Además de usar los medios de protección necesarios (polainas, mandiles, botas...), éstos se usarán de forma accesoria, pues es importante reforzar al máximo todas las medidas de prevención en los trabajos de colada.
También requieren especial atención los dispositivos de control de las cucharas, para asegurar que no existan derrames del metal.
MOLDEO
Hay que evitar el contacto de exposición a fenol y resinas fenólicas (FENOL) pues so muy irritantes de la piel (dermatitis) y los ojos .
Para evitar exposiciones a estos productos debe disponerse de correctos sistemas de aspiración localizada de contaminantes, ... etc. Y además se usan materiales y prendas de protección personal accesorios como gafas protectoras, guantes o cremas de barrera,...
Deben instalarse próximas las duchas de emergencia para el caso de estos accidentes, y disponer de ciertos colirios para ojos en los botiquines para aplicar después del lavado.
LA FABRICACIÓN DE LOS MACHOS
Es importante proteger las manos del riesgo de accidentarse por abrasión.
VACIADO
- Es importante la protección de los ojos por la arena caliente que se desprende.
DESBARBADO
Es importante una correcta protección de los ojos (gafas resistente antiimpacto, y al calor), y en general la protección del cuerpo frente a este riesgo.
FUNDICIÓN MECANIZADA
Se diseñan maquinarias con dispositivos de seguridad, de extracción de polvos y contaminantes, con protección de las cintas transportadoras, usos de sistemas neumáticos de seguridad,....etc.
FUNDICIÓN DE ACERO
Es importante la protección de la vista (gafas con filtrante de radiaciones lumínicas).
Debe disponerse de sistemas de extracción de polvos y medios protección respiratoria.
FUNDICIÓN DE ALEACIONES LIGERAS
Se debe disponer de correctos sistemas de extracción de vapores.
PIEZAS DE FUNDICIÓN INYECTADA
Deben extremarse las precauciones en su uso y mantenimiento evitando la exposición a las personas.
MICROFUSIÓN
Los calentadores que se usen deben estar correctamente ventilados.
Por los riesgos que aporta, debe eliminares su uso en las mezclas.
REFINO
Es la producción de metal a través de reacciones físico-químicas separando los materiales inservibles.
En los procesos metalúrgicos se usan técnicas pirometalúrgicas (a altas temperaturas) e hidrometalúrgicas (previa lixiviación a altas presiones).


RIESGOS REFINO
- Exposición a altas temperaturas.
- Exposición a contaminantes: humos (metálicos: plomo, mercurio, cadmio,...), polvos (de metales: arsénico,...), gases (dióxido de azufre, sulfuro de hidrógeno, monóxido de carbono,...) y productos químicos.
- Altos niveles de ruido.
- Accidentes.


PREVENCIÓN REFINO
- La prevención de riesgos debe ser planificada (Plan de Prevención) y adecuada a las características y tipos de trabajos. (Prevención Primaria).
- Se integrará un Plan específico de salud que incluya los controles médicos (Prevención secundaria) de forma específica para detectar los fallos preventivos, y rediseñar las características del trabajo donde se detecten riesgos. Del mismo modo, el propio Servio de Prevención establece los protocolos y estudios epidemiológicos de las condiciones de trabajo al respecto.
- En todo momento debe prevalecer el criterio de prevención primaria, actuando sobre la fuente de riesgo (reduciendo las emisiones de gases, de ruidos,...) en su origen. Y en el caso de diseñar medios de protección, se optará en principio por la protección colectiva frente a la individual (equipos de protección individual).
- Deben realizarse supervisiones y controles periódicos de las condiciones de trabajo, mediciones higiénico-ambientales de los contaminantes, control de vertidos y emisiones al medio ambiente, estudios de seguridad, ... etc. 

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