Soldadura y Galvanizado: Riesgos, Procesos y Protección de Superficies Metálicas

Soldadura: Conceptos, Riesgos y Peligros Asociados

Definición de Soldadura

La soldadura es un procedimiento mediante el cual dos o más piezas de metal se unen por la aplicación de calor, presión, o una combinación de ambos, con o sin el aporte de otro metal (llamado metal de aportación), cuya temperatura de fusión es inferior a la de las piezas que han de soldarse.

Riesgos de la Soldadura

Las operaciones de soldadura conllevan diversos riesgos para la salud y seguridad del operario:

• Quemaduras por calor.
• Quemaduras por corriente eléctrica.
• Inhalación de partículas.
• Intoxicación.
• Asfixias.
• Quemaduras oculares por radiación UV.
• Proyección de partículas incandescentes.
• Electrocución.
• Quemaduras químicas.
• Ruido.
• Vibraciones.

Peligros Asociados a la Soldadura

Además de los riesgos directos, existen peligros latentes derivados de los subproductos y condiciones del proceso:

Humos Metálicos

Los humos metálicos se desprenden debido a factores como el punto de fusión y el de vaporización de los metales. Metales como el plomo, cinc y cadmio tienen bajos estos parámetros, lo que facilita la formación de humos metálicos al soldarlos. Aquellos metales que alcanzan mayor temperatura producirán humos metálicos con mayor facilidad.

Entre los humos metálicos que se pueden encontrar, se clasifican en:

• Tóxicos o irritantes: Cadmio, cromo, manganeso, cinc, mercurio, níquel, titanio, vanadio, plomo y molibdeno.
• Neumoconióticos poco peligrosos: Aluminio, hierro, estaño y carbón.
• Neumoconióticos muy peligrosos: Asbesto, sílice y berilio.

Gases Desprendidos

Los gases se desprenden al soldar, bien porque se utilizan para proteger la soldadura (como CO2, argón, helio, etc.) o porque se liberan de los revestimientos de electrodos o de las piezas a soldar.

• Vapores nitrosos: El NO2 es uno de los principales. El mayor peligro de los óxidos de nitrógeno radica en que su presencia pasa inadvertida hasta que sobreviene la intoxicación.
• Ozono (O3): Producido por la emisión de rayos ultravioleta que generan las operaciones de soldadura. La producción de O3 es menor cuando el gas protector es argón que cuando es helio. En cuanto al proceso de soldadura, a mayor densidad de corriente, mayor concentración de ozono, siendo la soldadura al plasma la que mayor concentración de ozono produce.
• Gases inertes (Argón, Helio, Dióxido de Carbono): El Argón (Ar), Helio (He) y Dióxido de Carbono (CO2) son gases no tóxicos, pero pueden crear problemas de asfixia por desplazamiento del oxígeno del recinto si este es cerrado, pequeño e insuficientemente ventilado. El dióxido de carbono (CO2) puede transformarse en monóxido de carbono (CO) en el arco, siendo muy peligroso, ya que impide el proceso de oxigenación de la sangre.
• Gases de disolventes clorados: Si las piezas contienen restos de disolventes clorados, como tricloroetileno o percloroetileno, la radiación ultravioleta puede descomponerlos, originando gases fuertemente tóxicos e irritantes como el fosgeno. Por ello, se debe tener especial cuidado en no soldar en presencia de estos disolventes.
• Fluoruros y Acroleína: También se pueden encontrar fluoruros procedentes de los humos de los fundentes, así como acroleína al aplicar altas temperaturas sobre glicéridos (aceites, grasas) que recubren las piezas a soldar.

Factores que Influyen en la Exposición

Es crucial considerar la posición del operario con respecto a los humos de soldadura, la distancia al electrodo y el grado de ventilación en el recinto donde se efectúa el soldeo.

• Posición del Operador: Con respecto a los humos, el operador puede posicionarse paralelamente a ellos (considerada la posición correcta), perpendicularmente o en una posición intermedia. La concentración de sustancias inhaladas puede ser hasta 10 veces mayor en una posición perpendicular a los humos que en una paralela.
• Distancia al Electrodo: Algo similar ocurre si la distancia entre el operario y el electrodo es más pequeña. Esto puede estar motivado por el uso de cristales protectores incorrectos contra la radiación ultravioleta (demasiado oscuros) o por malos hábitos.
• Ventilación: La ventilación es siempre necesaria en los sitios donde se suelda continuamente, ya que los humos se van acumulando. Esta necesidad se acentúa en locales reducidos o al soldar dentro de tanques, depósitos, etc.

Galvanizado: Proceso y Beneficios para la Protección del Acero

¿Qué es el Galvanizado?

El galvanizado es un proceso utilizado para proteger el acero de la corrosión.

Ventajas del Galvanizado

El galvanizado ofrece ventajas significativas que no es posible encontrar en otros tipos de recubrimientos:

• Protección de Barrera y Catódica: Si la capa de galvanizado se daña, raya o presenta discontinuidades, el zinc adyacente al acero formará una sal insoluble de zinc sobre el acero expuesto. Esto "resana" la ruptura y continúa protegiendo la superficie contra cualquier corrosión.
• Bajo costo en relación con su vida útil.
• Bajo nivel de corrosión.
• Recubrimiento adherido metalúrgicamente al acero.
• Fácil de inspeccionar.
• Gran resistencia a daños mecánicos.

Usos Principales del Acero Galvanizado

Sus usos principales se encuentran en el acero estructural utilizado en:

• Obras públicas y viales.
• Torres de transmisión y comunicaciones.
• Estructuras en áreas como:
  • Químicas.
  • Construcción.
  • Tratamiento de aguas.
  • Transporte.
  • Recreación.
  • Marina.
  • Agrícola.

Proceso de Galvanización en Caliente

El proceso de galvanización en caliente consta de varias etapas clave para asegurar una protección óptima del acero:

Limpieza Cáustica

Consiste en la aplicación de soluciones de compuestos desengrasantes alcalinos. Su finalidad es remover de la superficie del acero residuos de aceite, grasa y ciertos tipos de barnices, lacas y pinturas.

Primer Lavado

Enjuague en agua limpia para evitar el arrastre de líquido de la limpieza cáustica al decapado.

Decapado Ácido

Se utilizan soluciones en base a Ácido Clorhídrico o Sulfúrico, con la finalidad de remover los óxidos de la superficie del acero. Los decapados en base a Ácido Clorhídrico son los más usados, ya que operan a temperatura ambiente y tienen un menor impacto de contaminación en las etapas posteriores.

Segundo Lavado

Enjuague en agua limpia para evitar el arrastre de ácido y hierro en solución, los cuales contaminarían el prefluxado y el zinc fundido del crisol de galvanización.

Prefluxado y Uso de Flux

El prefluxado es una solución acuosa de Cloruro de Zinc y Amonio, que disuelve los óxidos leves que se hayan vuelto a formar sobre la superficie del acero luego de su paso por el decapado y el lavado. Esta sal (cloruro de zinc y amonio) protege la pieza de la oxidación después del decapado, además de permitirle al zinc deslizarse sobre el acero.

Galvanización

Esta operación se realiza sumergiendo la pieza en un baño de zinc fundido a aproximadamente 450°C. El espesor del recubrimiento es proporcional al tiempo de inmersión.

Inspección Final

Las piezas se someten a inspección a fin de verificar que cumplan con las especificaciones solicitadas por el cliente (especialmente el espesor del recubrimiento).

Pretratamiento y Procesos de Terminación de Superficies Metálicas

Objetivos del Pretratamiento de Superficies

La finalidad principal de modificar las propiedades de la superficie de los metales es:

• Aumento de resistencia a la corrosión.
• Aumento de resistencia al ataque de sustancias químicas.
• Incremento de la resistencia a la fricción y al rayado.
• Mejoramiento de propiedades eléctricas.
• Mejoramiento de propiedades ópticas.
• Ofrecer sustrato de anclaje de pinturas.

Etapas Comunes del Pretratamiento

Los procesos de pretratamiento de superficies suelen incluir las siguientes etapas:

• Desengrase.
• Decapado.
• Abrillantado.
• Desoxidado.

Procesos de Terminación

Los procesos de terminación se refieren a las etapas finales de acabado de las superficies metálicas.