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Fluidos de corte: criterios de control de riesgos higinicos

Fecha de Publicación: 8/1/2005


Redactor:

Roberto Laborda Grima
Doctor en Ciencias Biolgicas FORD ESPAA, S.A

Objetivos

Esta nota tcnica pretende:

  • Establecer un criterio de seleccin de fluidos de corte (aceites y taladrinas) orientado a controlar los parmetros que pueden tener un posible efecto cancergeno en los usuarios o alguna repercusin negativa importante en el medio ambiente.

  • Sealar los posibles contaminantes qumicos derivados de la manipulacin de los fluidos de corte que deben controlarse en la atmsfera de trabajo.

  • Fijar las directrices que permitan identificar a todas las personas presuntamente expuestas a los riesgos derivados de la manipulacin de fluidos de corte, estableciendo la adecuada estrategia sanitaria orientada a su prevencin.

Concepto y clasificacin de los fluidos de corte

Los fluidos de corte son productos lquidos de composicin ms o menos compleja, que se adicionan en el sistema pieza- herramienta-viruta de una operacin de mecanizado, a fin de lubricar y eliminar el calor producido.

En la bibliografa, estos productos reciben, con frecuencia, el nombre genrico de "aceites de corte" (cutting oils, en la bibliografa anglosajona). Sin embargo, esta denominacin no es del todo apropiada, si se tiene en cuenta que algunos de estos productos no contienen la ms mnima cantidad de aceite mineral en su composicin. Por tanto, la designacin "fluidos de corte" (cutting fluids) o si se quiere "fluidos de mecanizado" (metalworking fluids) resulta ms correcta.

Atendiendo a su contenido en aceite mineral, los fluidos de corte pueden clasificarse del siguiente modo (1):

  • Fluidos aceitosos o aceites de corte.

  • Fluidos acuosos o taladrinas, que a su vez pueden ser:

    • Emulsiones

    • Sintticas

    • Semisintticas

Con frecuencia, los fluidos de corte contienen aditivos, con el fin de proporcionarles cualidades determinadas, acordes con el propsito al que se les destina. Entre los aceites de corte, los aditivos ms usuales son los de extrema presin. Por lo que respecta a las taladrinas, adems de stos pueden contener emulsionantes, antioxidantes e inhibidores de corrosin, bactericidas y bacteriostticos, perfumes, colorantes, quelantes, etc.

Metodologa de evaluacin

La complejidad del tema y el inters creciente que el mismo suscita llev a un grupo de Tcnicos del CNCT, ya desde 1987, a buscar una forma de sistematizar todas las actuaciones relacionadas con el estudio del Sndrome del Edificio Enfermo (SEE), derivando dicho trabajo, entre otras acciones, en un procedimiento de investigacin estructurado en cuatro fases:

  • Una evaluacin previa tendente a obtener la mxima informacin sobre:

    • El edificio (su edad, los materiales empleados, las obras y/o remodelaciones realizadas...).

    • Los ocupantes (su nmero, su distribucin en el edificio...).

    • Los materiales y equipos de trabajo (naturaleza y ubicacin).

    • El sistema de ventilacin/climatizacin (los datos tcnicos, las caractersticas de funcionamiento, de mantenimiento...).

  • La aplicacin de encuestas, buscando la definicin precisa de las quejas planteadas, de su magnitud y distribucin, as como de todos los factores de riesgo ya mencionados.

  • La evaluacin de los diferentes factores de riesgo, adaptado a la informacin recogida en las fases anteriores.

  • La valoracin global del problema, a la luz de los datos obtenidos y en la que se incluyen las posibles soluciones al mismo.

El desarrollo de la investigacin empieza pues con la obtencin de una serie de datos generales sobre el edificio y los ocupantes que nos van a permitir decidir una estrategia de aplicacin de encuestas cuyo objetivo es la identificacin de la sintomatologa propia del Sndrome del Edifico Enfermo, en caso de que exista, o el rechazo de la ocurrencia del mismo.

Efectos de los fluidos de corte

Los efectos de dichos productos se deben contemplar desde dos perspectivas distintas: el medio ambiente y la salud del usuario.

Impacto Ambiental

El impacto ambiental de los fluidos de corte se centra fundamentalmente en la problemtica que pueden plantear las emisiones a la atmsfera, de productos agresivos procedentes de la incineracin de residuos aceitosos conteniendo cloro orgnico (lluvia cida, deterioro de la capa de ozono, etc.) y los vertidos de aguas residuales conteniendo restos de derivados fenlicos que pueden contaminar un ecosistema.

Efectos sobre la salud del usuario

La manipulacin de aceites y taladrinas comporta bsicamente tres tipos de riesgos potenciales:

  • Afecciones cutneas.

  • Alteraciones del tracto respiratorio.

  • Cncer.

Las lesiones de la piel constituyen el riesgo ms extendido y mejor estudiado que se deriva del uso y exposicin a fluidos de corte. Tales afecciones se deben a la naturaleza irritante de dichos productos, as como a la agresividad de muchas de las sustancias que integran su formulacin.

La descomposicin trmica que experimentan los fluidos de corte durante el mecanizado origina la formacin de aerosoles y nieblas, cuya inhalacin puede ocasionar riesgos para la salud de las personas expuestas. Irritacin de vas respiratorias, neumona lipoide, fibrosis pulmonar y asma bronquial son algunos de los efectos recogidos en la bibliografa que las nieblas de dichos fluidos pueden ocasionar sobre el aparato respiratorio. Sin embargo, la incidencia de estos efectos no est claramente definida ni tan profundamente estudiada como las afecciones cutneas.

El potencial cancergeno de los fluidos de corte reside en ciertas sustancias que algunos de estos productos pueden llevar en su composicin. Entre tales sustancias destacan los hidrocarburos aromticos policclicos (HAP), contenidos originariamente en los aceites minerales y las N-nitrosaminas que se forman a partir de las aminas y los agentes nitrosantes presentes en algunas taladrinas. En la ltima dcada, se ha especulado acerca de la posible naturaleza cancergena del formaldehido, sustancia que puede aparecer en algunos fluidos acuosos como producto de la hidrlisis de ciertos bactericidas (por ejemplo las triacinas) utilizados ocasionalmente

Parmetros a controlar en el producto nuevo

Al no existir en Espaa una normativa legal que regule, de modo especfico, la fabricacin y uso de fluidos de corte, se impone la necesidad de establecer ciertas restricciones ante la adquisicin de un nuevo aceite o taladrina que, sin perjuicio de ofrecer las prestaciones tcnicas y de calidad necesarias para obtener un correcto mecanizado, permitan su utilizacin con el mnimo riesgo para la salud de los usuarios, ocasionando, al mismo tiempo, el menor impacto ambiental posible (2).

Criterio de seleccin de aceites de corte:

  • Carbonos aromticos < 10%

  • HAP, como benzo(a)pireno < 0,03 mg/l

  • Cloro orgnico < 0,1 %

Criterio de seleccin de taladrinas:

  • Nitritos, como NO2- < 1 mg/l

  • N-nitrosodietanolamina (NDELA) < 0,03 mg/l

  • Derivados fenlicos, como fenol < 0,05 mg/l

  • Cloro orgnico < 0,1 %

  • Formaldehido: ensayo de color positivo con el cido cromotrpico (con carcter orientativo no excluyente). En tal caso, se controla en la atmsfera de trabajo.

Parmetros a controlar en el producto en uso

Considerando que los productos en uso han sido seleccionados inicialmente de acuerdo con el criterio propuesto en el punto anterior, su control de seguirniento comprender los siguientes aspectos:

Aceites de corte en uso:

  • Carbonos aromticos.

  • Benzo(a)pireno.

Taladrinas:

  • Nitratos (en el agua de dilucin).

  • Nitritos.

  • N-nitrosodietanolamina.

  • Otros parmetros (pH, concentracin de producto y poblacin microbiana).

Seguimiento de aceites de corte en uso

Con el uso, los aceites minerales pueden incrementar su contenido en sustancias aromticas. En ocasiones, este incremento ha resultado ser irrelevante (3-5). Por el contrario, otros investigadores han puesto de relieve un aumento significativo del contenido de dichas sustancias en aceites usados (6,7). Esta posibilidad sugiere el control peridico en los aceites, de los dos parmetros indicados en el punto anterior. En principio, el control podra realizarse con periodicidad trimestral, siempre que se cumplan simultneamente las siguientes condiciones:

  • Carbonos aromticos < 10%

  • Benzo(a)pireno < 0,03 mg/l

Si durante un ao se mantiene esta situacin, el control se realizar cada seis meses. El control pasara a realizarse con periodicidad mensual, si cualquiera de los dos parmetros tomara valores comprendidos entre los siguientes intervalos:

  • Carbonos aromticos: 10 - 15%

  • Benzo(a)pireno: 0,03 - 0,10 mg/l

Si alguno de los parmetros considerados alcanza los siguientes valores:

  • Carbonos aromticos > 15%

  • Benzo(a)pireno > 0,10 mg/l

Se procede a diluir el producto en uso con aceite nuevo, hasta que se alcance una concentracin inferior al 10% para carbonos aromticos y menor de 0,03 mg/l para benzo(a)pireno, pasando a realizar un control mensual, durante los tres meses siguientes. Si la situacin no vuelve a repetirse durante este tiempo, el aceite en uso se controla con la periodicidad que corresponda (trimestral o mensual) a la concentracin de los parmetros considerados. Si, por el contrario, la situacin se repite durante dicho periodo o se produce dos veces en el plazo de siete meses, contando desde que se present por primera vez, se reemplaza el aceite en uso por aceite nuevo y se controla el proceso.

Si la situacin indicada en segundo lugar:

  • Carbonos aromticos: 10 - 15%

  • Benzo(a)pireno: 0,03 - 0,10 mg/l

Se mantiene ininterrumpidamente por un periodo superior a seis meses, se procede como en el supuesto anterior, diluyendo el aceite en uso o reemplazndolo y controlando el proceso, en funcin de los resultados.

Una causa capaz de provocar un incremento significativo en la proporcin de carbonos aromticos en los aceites de corte en uso, podra ser la contaminacin de los sistemas y depsitos con los aceites hidrulicos utilizados en los circuitos de las mquinas herramientas, cuando stos presentan un contenido de aromticos superior al de los aceites de corte y se producen fugas, lo que sucede con relativa frecuencia. Generalmente, los aceites de corte suelen tener un ndice de viscosidad inferior a 20 cSt, a temperatura ambiente, siendo los ms fluidos los de brochado, con ndices que no suelen superar la cifra de 11 cSt. Por el contrario, los hidrulicos presentan una viscosidad en torno a 46 - 48 cSt. Esta diferencia tan acusada en dicho parmetro, permite estimar la proporcin de aceite hidrulico en el aceite de corte contaminado, con tan slo medir el ndice de viscosidad, lo que resulta de gran utilidad como informacin adicional.

Seguimiento de taladrinas en uso

Los nitratos contenidos en el agua de aporte pueden ser reducidos a nitritos, a expensas de los agentes reductores que intervienen en la composicin de las taladrinas, como por ejemplo los antioxidantes (8). Esta transformacin puede verse favorecida tambin por la accin de ciertas bacterias como el Escherichia Coli, frecuentes en estos productos (9, 10). De este modo, una taladrina inicialmente libre de NO2 podra contener cifras elevadas de este anin despus de formar la dilucin y rendir N-nitrosaminas, siendo la ms frecuente la N-nitrosodietanolamina (NDELA). Ante la ausencia de normas legales que regulen la fabricacin, distribucin y uso de fluidos de corte acuosos, cabe plantear un programa de vigilancia y control de nitratos en agua, nitritos y NDELA que permita establecer las adecuadas acciones preveritivas y correctoras cuando sea necesario. En este sentido, una vez comprobada la ausencia de nitritos y de NDELA en cada partida de taladrina nueva recibida, se determina el contenido de nitratos del agua industrial con periodicidad variable, en funcin de su concentracin, de acuerdo con el siguiente criterio:

Si la concentracin de nitratos en el agua industrial es superior a 10 mg/i, se procede a controlar, con periodicidad mensual, la presencia de nitritos en la taladrina diluida. Si el contenido de dicho anin en la dilucin de trabajo es superior a 1 mg/i, se determina la concentracin de NDELA y si sta es mayor que 0,03 mg/l durante tres meses consecutivos o cuatro no seguidos, en un periodo mximo de seis meses.

  • Eliminar adecuada y controladamente la taladrina contaminada.

  • Limpiar cuidadosamente el depsito o sistema, evitando el uso de detergentes conteniendo nitritos.

  • Llenar de nuevo el depsito o sistema diluyendo la taladrina concentrada con agua exenta de nitratos.

  • Si el consumo de agua industrial es muy elevado, el contenido de nitratos muy alto y la situacin se repite con cierta frecuencia, debe valorarse la posibilidad de emplazar una instalacin de agua desmineralizada que evite la contaminacin de las taladrinas.

En cualquier caso y aunque la concentracin de nitratos del agua de dilucin sea inferior a 10 mg/l, conviene controlar la concentracin de nitritos cada tres meses, ante la posibilidad de que se produzcan contaminaciones externas.

Otros parmetros complementarios a controlar inicialmente con periodicidad mensual en taladrinas en uso son: pH, concentracin de producto y poblacin microbiana. Conviene sealar que los parmetros considerados no se controlan en calidad de factores de riesgo para la salud de los usuarios o el medio ambiente, sino con el fin de obtener una informacin adicional de notable inters, ya que la prctica habitual hace pensar en la existencia de una posible relacin entre los tres factores. As, en determinadas circunstancias y especialmente en taladrinas semisintticas y emulsiones, una disminucin significativa de la concentracin suele favorecer el crecimiento de la poblacin microbiana, lo que facilita la reduccin del pH y la degradacin del producto. En los sistemas y depsitos de taladrinas que poseen buena aireacin existe un predominio de microorganismos aerobios del gnero Pseudomonas, principales responsables de su degradacin, as como coliformes. Por el contrario, en los sistemas mal aireados suelen aparecer organismos anaerobios estrictos del gnero Desulfovibrio, que reducen los sulfatos asulfuro de hidrgeno, originando olores desagradables. Tambin aparecen, con cierta frecuencia, hongos y levaduras de los gneros Fusarium, Cefalosporium y Cndida (11).

Con independencia de las acciones indicadas, una forma sencilla y eficaz de paliar el problema de los malos olores es airear las taladrinas, a fin de suministrar al fluido, el oxgeno necesario para impedir el desarrollo de los microorganismos anaerobios responsables del problema en cuestin.

Control de la atmsfera de trabajo

Los parmetros a controlar en la atmsfera de trabajo, donde se llevan a cabo operaciones de mecanizado son los siguientes:

  • Aerosoles de aceite

  • Aerosoles de taladrina

  • Otros contaminantes

    • Formaldehdo

    • Amoniaco

    • Sulfuro de hidrgeno

    • Fosfamina

Aerosoles de aceite

Se pueden considerar como aerosoles de aceite las mezclas complejas constituidas por la suspensin de partculas lquidas o slidas, de naturaleza variable, procedentes de la disgregacin, pirlisis y condensacin de los aceites de corte y que a su vez pueden arrastrar partculas metlicas de las piezas mecanizadas. El control de los aerosoles de aceite debe comprender el muestreo y determinacin de los siguientes contaminantes:

  • Niebla de aceite

  • Elementos metlicos (componentes de la pieza y de la herramienta)

  • HAP, como benzo(a)pireno

La valoracin higinica de estos contaminantes se lleva a cabo comparando su concentracin con un lmite establecido, utilizndose con frecuencia los TLV's de la American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH). Dado que para benzo(a)pireno no se ha fijado un valor TLV, puede utilizarse a modo de orientacin para este contaminante, el lmite de deteccin del mtodo de anlisis que hace posible tomar como referencia una concentracin lmite de 0,01g/m3.

Aerosoles de taladrina

Considerando que las taladrinas se utilizan diluidas en torno al 5-10%, cabe pensar que sus aerosoles estarn constituidos fundamentalmente por vapor de agua que arrastrar pequeas cantidades de los aditivos integrantes de su composicin, as como por micropartculas metlicas de las piezas mecanizadas. Por otra parte, la enorme variedad de formulaciones que componen esta clase de productos y la elevada complejidad de algunos de stos, no ha permitido establecer, hasta el momento, un valor lmite para este tipo de aerosoles. Ante tal situacin, se valora lo que podra denominarse como "niebla de taladrina", en trminos de muestra total inespecfica recogida, as como los elementos metlicos constituyentes de la pieza y de la herramienta. Ante la falta de un valor lmite para niebla de taladrina, los resultados obtenidos se pueden comparar con el TLV de 5 mg/m3 fijado por la ACGIH para niebla de aceite, como si se tratara de este contaminante, salvo que pudiera contener alguna, sustancia susceptible de originar un riesgo considerable para la salud, en cuyo caso deber valorarse aparte.

Otros contaminante

Eventualmente, pueden controlarse:

Formaldehdo

El control de este contaminante, debe llevarse a cabo en los siguientes casos:

  • Cuando se disponga de informacin del proveedor, en la que se revele la existencia de algn bactericida liberador de formaldehdo.

  • Cuando no se disponga de informacin del proveedor y el ensayo del cido cromotrpico indique la presencia del contaminante, aunque pueda tratarse de un falso positivo.

  • Siempre que por cualquier medio (p. ej. percepcin organolptica) se tenga la sospecha de que la taladrina en estudio pueda contener el contaminante considerado.

Amoniaco

La presencia de este contaminante en la atmsfera de los talleres de mecanizado, podra relacionarse con la degradacin de las aminas y de ciertas sustancias nitrogenadas contenidas en la mayora de los fluidos acuosos. Aunque no resulta ser un hecho demasiado frecuente, cuando se presenta suele coincidir con una elevada contaminacin bacteriana en los sistemas y depsitos de taladrinas.

Sulfuro de hidrgeno

Como ya se indic, la aparicin de este contaminante en la atmsfera de trabajo est asociada a la presencia de microorganismos anaerobios del gnero Desulfovibrio, que se desarrollan en los sistemas y depsitos mal aireados. El mejor mtodo de control de este contaminante consiste en evitar su generacin, lo que se consigue fcilmente aireando, de manera adecuada, los sistemas y depsitos.

Fosfamina

Este contaminante tiene su origen en la hidrlisis que experimentan los fosfuros metlicos contenidos en las piezas objeto de mecanizado, al entrar en contacto con fluidos acuosos. En general, las concentraciones de fosfamina que se alcanzan en las inmediaciones de los puntos de corte y en los puestos de trabajo, suelen ser bastante bajas. El problema principal radica en los contenedores de virutas, debiendo centrarse el control en sus inmediaciones.

Control sanitario de las personas implicadas

El control sanitario de las personas implicadas en la manipulacin de fluidos de corte, debe comenzar por establecer los criterios apropiados para identificara los trabajadores expuestos a los diferentes riesgos potenciales (afecciones cutneas, alteraciones respiratorias y cncer). Una vez cumplimentada esta etapa, se desarrolla una estrategia preventiva particular para cada tipo de riesgo, cuya descripcin se aborda seguidamente.

Afecciones cutneas

Para este riesgo, puede considerarse "persona expuesta" a cualquier trabajador que, de modo continuo u ocasional, manipule algn fluido de corte o pueda entrar en contacto directo o indirecto con productos de este tipo. La prevencin de tales afecciones debe plantearse en base a dos objetivos concretos:

  • Evitar la aparicin de cualquier caso de dermatitis de contacto.

  • Tratar precozmente los casos que puedan aparecer, a fin de impedir su evolucin.

Desde una perspectiva sanitaria, la estrategia a desarrollar para el control de dicho riesgo comprende tres lneas de accin:

  • Extremar la higiene personal y la limpieza del entorno de trabajo.

  • Elaborar un programa de proteccin drmica.

  • Establecer un plan de vigilancia mdica permanente y continuada.

Afecciones respiratorias

Se considera "persona expuesta"