Operator Health and Safety: Laser Cutting Fumes and Dust

Sustancias nocivas en el corte láser de metales

En el procesamiento térmico — en nuestro caso, corte láser asistido por gas — el aire se satura de gases peligrosos y polvo muy fino procedente de los óxidos del metal cortado. El corte va acompañado de chispas, salpicaduras y ruido de alta frecuencia. Veamos las sustancias nocivas.

Material particulado fino (polvo)

El corte láser de metal genera gran cantidad de polvo. Una parte de las partículas supera 1 µm, pero una clase especial es el material particulado fino (partículas menores de 10 µm — PM10). El ser humano no lo ve ni lo siente, pero precisamente esa es la fracción más peligrosa, ya que penetra profundamente en las vías respiratorias.

• Las partículas contaminantes se depositan en las paredes de los vasos sanguíneos, estrechándolos gradualmente y ralentizando el flujo sanguíneo. Resultado: mayor riesgo de trombosis.
• Muchas partículas finas son cancerígenas; su inhalación regular puede causar cáncer de pulmón.
• La inhalación continua tiene un efecto acumulativo y puede provocar enfermedades graves como asma bronquial, EPOC y otras.
• El polvo puede desencadenar alergias. En las crisis se presentan tos intensa, estornudos frecuentes, lagrimeo, hinchazón y enrojecimiento ocular.

El polvo daña no solo al operador, sino también al propio láser: atenúa el haz y reduce la precisión de corte.

Aerosoles (humos)

Aerosoles son aire o gas con partículas sólidas o líquidas en suspensión menores de 1 µm. Se dividen convencionalmente en polvo, humo y niebla. Polvos y humos son sistemas de aire o gas con partículas sólidas en suspensión; las nieblas, sistemas con partículas líquidas.

En nuestro caso son peligrosos los aerosoles de condensación: se forman durante el corte, calentamiento y enfriamiento del metal. Se generan partículas microscópicas en suspensión.

El volumen de sustancias liberadas depende de:

• velocidad de corte;
• presión del gas de asistencia;
• tipo y grado del metal;
• parámetros de corte.

Los aceros al carbono emiten muchísimo menos que los materiales con CrNi (cromo-níquel) o las chapas galvanizadas. Al cortar aceros aleados y metales no ferrosos se liberan aerosoles de condensación en la zona de trabajo; los más tóxicos son los óxidos de manganeso, zinc, vanadio, níquel y muchos otros metales y sus compuestos.

El corte láser produce humos y polvo en los que el 97 % de las partículas tiene un diámetro inferior a 5,7 µm.

Efectos de las sustancias del corte térmico sobre el organismo

• Óxidos de cromo. Su inhalación provoca tos, dificultad respiratoria, disnea, dolor de garganta y respiración estertorosa. El contacto con la piel causa enrojecimiento, quemaduras y dolor. En los ojos: enrojecimiento, dolor, pérdida permanente de visión y quemaduras profundas. La ingestión provoca cólicos abdominales.
• Níquel y sus compuestos. En concentraciones elevadas causan alergias (dermatitis, rinitis, etc.), anemia, excitabilidad de los sistemas nerviosos central y autónomo, y posibles neoplasias, incluido el cáncer. No tienen efecto irritante directo sobre la piel, pero en niqueladores se han registrado casos de "sarna del níquel" (eccema por níquel), edemas, ampollas, etc.
• Óxido de aluminio. Sin efecto negativo por contacto cutáneo. Exposición breve a altas concentraciones de polvo irrita ojos y vías respiratorias altas. Exposición prolongada o repetida puede afectar el SNC.
• Monóxido de carbono. Su inhalación provoca cefalea, mareos, zumbidos, disnea, taquicardia, destellos visuales, enrojecimiento facial, debilidad, náuseas, vómitos, convulsiones, pérdida de conciencia y coma.
• Óxidos de nitrógeno. Más agresivos que el monóxido de carbono. Alteran la función pulmonar y bronquial, el sistema nervioso, el tracto gastrointestinal y la actividad cardíaca. Provocan tos, cefalea, sensación de quemazón, náusea, somnolencia, confusión, cianosis, convulsiones y pérdida de conciencia.
• Óxido de magnesio. Los vapores causan enrojecimiento, dolor, trastornos digestivos, irritación de las vías respiratorias, cefalea, tos, sudoración, náusea y fiebre (la fiebre del humo metálico puede tardar 4–12 h en manifestarse).

El corte térmico de metales libera grandes cantidades de sustancias nocivas. Algunas afectan al organismo y, con exposición prolongada, crean condiciones para el cáncer. Para prevenir enfermedades, el personal debe usar EPI (equipos de protección individual) y el taller debe contar con ventilación general y extracción localizada (LEV / extracción de humos).

Recuerde también que sobre el trabajador influyen factores como temperatura del aire interior, velocidad del aire, humedad relativa, emisiones nocivas, etc.

Contaminantes típicos del aire

• polvo de emisión;
• monóxido de carbono;
• aerosoles oleosos (niebla de aceite);
• humo;
• productos de la descomposición térmica de materia orgánica;
• aerosoles metálicos;
• óxidos metálicos;
• compuestos fluorados;
• fenoles;
• ácidos orgánicos;
• compuestos organosulfurados;
• olor penetrante, etc.

Gases en el corte de acero inoxidable

Aunque los gases empleados en el corte láser de acero inoxidable no son tóxicos, pueden resultar potencialmente peligrosos. Los riesgos asociados incluyen el humo y el propio gas.

• La cantidad de humo generada en el corte con oxígeno fue 100 veces mayor que en el corte con nitrógeno.
• El tamaño de partícula del corte con oxígeno es menor — predominantemente por debajo de 6 µm, considerado el rango más problemático desde el punto de vista de la higiene ocupacional.
• El análisis químico mostró que la proporción de cromo hexavalente — Cr(VI) — cancerígeno reconocido — fue menor al cortar con nitrógeno.
• Existe peligro para la vida si la concentración de oxígeno en el aire ambiente cae por debajo del 18 %.
• En atmósferas enriquecidas con oxígeno, muchos materiales se vuelven combustibles.
• Operar corte con nitrógeno a alta presión en espacios confinados genera riesgo de desplazamiento del oxígeno (asfixia).

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