A cura di Anna Bosi

Piacenza, 6 Maggio 2011

Elementi di tecnologia e i principali rischi per la salute per i lavoratori nelle

attività di Saldatura e Verniciatura

U.O.Prevenzione Sicurezza Ambienti di Lavoro

La saldaturaPermette la congiunzione di parti metallichemediante l’azione del calore o della pressione

• AUTOGENA: il metallo da saldare partecipa direttamente con fusione delle superficie e dei bordi, senza apporto o con apporto di un metallo.Il metallo di apporto si presenta sottoforma di:

Bacchette, Elettrodo, Filo e ha composizione molto simile al metallo base

• ETEROGENEA (saldo-brasatura): la fusione riguarda solo il metallo di apporto, mentre il metallo base si riscalda soltanto.Con apporto di metallo diverso da quello dei pezzi da unire.Si raggiungono temperature inferiori.

Saldatura Autogena

• A gas

• Ad arco elettrico

AutogenaA gas: utilizza come sorgente di calore una fiamma ottenuta

da gas + ossigeno • Ossiacetilenica (ossigeno e acetilene in parti uguali, T fiamma

= 3050°C)• Ossidrica (ossigeno e idrogeno, T fiamma =2465°C, per metalli

a basso punto di fusione: Al, Pb, Mg• Ossibenzinica ossigeno e benzina , per la saldatura del Piombo.

Ad arco elettrico : passaggio di corrente attraverso gas ionizzato

L’arco scocca tra l’elettrodo e le parti metalliche sottoposte a differenza di potenziale utile, al raggiungimento di una temperatura che permetta l’emissione degli elettroni

(T= 3800°C)

Saldatura ad arco elettricoSi utilizza il calore generato dall’arco elettrico che si sviluppa tra

l’elettrodo e le parti metalliche sottoposte ad una differenza di potenziale utile.

• L’elettrodo fonde e costituisce il materiale di apporto: filo obozzetta metallica rivestita con funzioni protettive.

Con filo metallico, la protezione del bagno di fusione dall’ossidazione dell’aria viene fornita da un getto continuo di gas:

Saldatura MIG (con Gas Inerte) e MAG (con anidride carbonica)

Oppure da un getto di polvere: ad Arco sommerso

Saldatura TIGL’elettrodo non fusibile, per esempio bacchetta di Tungsteno che fa

solo scoccare l’arco e produrre calore.Il materiale di apporto è un filo continuo e il flusso protettivo è

assicurato da un gas inerte

Le caratteristiche dell’arco elettrico

• Tensione: di solito basse 25-35 V• Intensità: varia con il diametro

dell’elettrodo e le caratteristiche del rivestimento

• Consumo di energia: è dato dal prodotto della tensione per l’intensità

• Temperatura dell’arco

Saldatura in atmosfera di gas

• TIG ( Tungsten Inert Gas): con elettrodo infusibile al Tungsteno, in atmosfera di Argon o Elio.Per Saldature su acciaio inox o su leghe di rame o di nichel, con spessori<4 micron, per saldature di alta qualità

• MIG ( Metal Inert Gas) con filo continuo, in corrente di Argon–Elio, per metalli molto reattivi, Alluminio, acciaio inox, leghe leggere

• MAG (Metal Active Gas): come MIG ma viene aggiunta anidride carbonica.Per metalli poco pregiati quali acciaio al carbonio e a basso tenore di lega.

Saldatura ad arco sommerso

• Il rivestimento (ossido di calcio, anidride silicica, ossido di magnesio, ossido di manganese, ossido di alluminio, biossido di titanio, fluoruro di calcio) è continuamente immesso in forma granularenella zona dell’arco dove fonde fornendo protezione al metallo fuso dall’aria circostante.

• Emana relativamente poche sostanze nocive.• Sono utilizzate macchine per saldare

prevalentemente automatiche, per grossi spessori.

Saldatura al plasma• L’apporto termico necessario alla fusione dei

metalli viene fornito da un gas che per riscaldamento raggiunge una parziale ionizzazione (plasma) potendo così condurre una corrente elettrica.

• Il bagno di fusione è protetto dal getto di gas caldo e ionizzato (argon) che esce dall’ugello e che può essere integrato da una fonte ausiliaria di gas (argon e elio)

• Si può usare o no materiale di apporto.

Saldatura al laser

• Produce una fusione del metallo tramite l’applicazione di un raggio di luce coerente, a determinata frequenza focalizzato sulle superficie da unire.

• Per proteggere il bagno fuso si usa un gas protettivo,con o senza materiale di apporto.

• Vantaggi: elevata velocità di avanzamento, riduzione delle zone alterate dal calore, bassa deformazione del pezzo saldato, assenza di scorie e spruzzi.

Saldatura eterogenea• Saldobrasatura: per fusione del solo metallo di apporto.

La lega di solito è ottone al Silicio o al Nichel, con punto di fusione a 900°C circa.

• Brasatura: Con uno spazio tra le parti da unire ed ottenere un’unione per bagnatura e per capillarità.

Dolce: Metalli con Temperatura di fusione <450°C(giunto non molto resistente)

Forte: Temperatura di fusione >450°C per Rame/Zinco, Argento/Rame.L’adesione è maggiore e il giunto più resistente.

I Rischi durante la SALDATURA derivano dall’esposizione a:

• Agenti Chimici Pericolosi• Radiazioni Ottiche Artificiali

(ROA)• Campi ElettroMagnetici

(CEM) • Posture Incongrue• Rumore

Rischio da esposizione a fumi, polveri e vapori

• Temperature molto elevate • Composizione del materiale da saldare, di quello

di apporto e dell’eventuale rivestimento dell’elettrodo o filo

• Presenza di oli o vernici o altro sulla superficie dei pezzi da saldare

L’Esposizione inalatoria da saldatura

• I fumi di saldatura derivano da fenomeni di vaporizzazione dei metalli e dalla formazione di ossidi

• Le dimensioni sono dell’ordine di 0,1-1 micronI gas:

• Ozono dall’ossidazione dell’Ossigeno• Ossidi di Azoto che derivano dall’ossidazione

dell’Azoto dell’aria (NO e NO2)• Anidride Carbonica e Monossido di Carbonio

Confronto tra le varie tecniche

La maggiore emissione di fumi di saldatura si

ottiene utilizzando elettrodi rivestiti

La saldatura ad arco sommerso è quella a minor emissione di

fumi

Quantità di fumo emessa in funzione dei materiale di rivestimento dell’elettrodo

Cellulosa (16 mg/s)

Acido (9 mg/s)

Basico (7.5 mg/s)Rutilo

basico (5 mg/s)Rutilo

(3.5 mg/s)

Saldatura ad arco elettrico con elettrodo rivestito

Con MAG si ha quantità maggiore di fumi rispetto a tecnica MIG e anche aumento di Monossido di carbonio

Con tecnica TIG si ottiene la minor

emissione di fumi ma maggiore quantità di

ozono

Agenti chimici da ricercare nei fumi di saldatura:

• Piombo (Pb)

•Cadmio (Cd)

• Cobalto (Co)

• Argento (Ag)

• Molibdeno (Mo)

• Cromo (Cr)

• Rame (Cu)

• Antimonio (Sb)

• Fluoruri

Con acciaio INOX:

Anche Nichel

LE Radiazioni Ottiche Artificiali (ROA)

Radiazioni Ottiche Artificiali (ROA)• Raggi UV, Visibile e IR emessi dall’arco elettrico e

dai bagni di fusione• Nella saldatura a gas: solo raggi Visibile e IR

Con arco elettrico i raggi dipendono da:• Intensità corrente• Lunghezza arco• Temperatura• Distribuzione della temperatura nell’ambienteCon tecniche MIG e MAG rispetto a saldatura solo con

elettrodo i raggi emessi sono più potenti poiché le correnti in gioco sono molto più alte

Danni da Radiazioni Ottiche ArtificialiOCCHI

• Raggi UV provocano lesioni temporanee della cornea• Raggi IR danneggiano retina e cristallino (cataratta)• Visibile provocano effetto abbagliante e colpiscono la

vistaPELLE

• Raggi UV provocano ustioni e eritemi simili a quelli causati dal sole

• Le radiazioni termiche dovute alle elevate temperature provocano un notevole “stress termico” al lavoratore

Quando si ha emissione di ROA in saldatura?

- all’ accensionedell’arco

- durante tutta la durata della saldatura

La pericolosità delle sorgenti ROA è in

relazione a:• energia emessa dalla

sorgente e/o ricevutadal lavoratore,

• lunghezza d’onda, • modalità di impiego, • tempo di esposizione

Le radiazioni emesse dipendono da:• Intensità di corrente di saldatura• Riflessione del metallo

Principali sorgenti ottiche non coerenti delle quali si dovrebbe approfondire la valutazione del rischio

Sorgente Possibilità di sovraesposizione Note

Arco elettrico (saldatura elettrica) Molto elevata Le saldature ad arco elettrico (tranne quelle a gas) a prescindere dal metallo, possono superare i valori limite previsti per la radiazione UV per tempi di esposizione dell’ordine delle decine di secondi a distanza di un metro dall’arco. I lavoratori, le persone presenti e di passaggio possono essere sovraesposti in assenza di adeguati precauzioni tecnico-organizzative

tratto dalle FAQ

Le misure non si rendono necessarie:

- nel caso delle saldatrici ad arco, dove è noto che con qualsiasi corrente di saldatura e su qualsiasi supportoi tempi per cui si raggiunge una sovraesposizione per il lavoratore addetto risultano dell’ordine delle decine di secondi.

- Pertanto, pur essendo il rischio estremamente elevato, l’effettuazione delle misure e la determinazione esatta dei tempi di esposizione è del tutto superflua per l’operatore addetto; ulteriori valutazioni possono essere richieste se l’addetto alla saldatura deve essere assistito da altro personale o opera in ambienti di lavoro “promiscui” come i cantieri.

Perché non è necessario misurare?

Rischio da campi elettromagnetici (CEM)

• Le potenze di campo elettrico richieste per le saldature sono elevate quindi nell’area adiacente al cavo di saldatura il campo magnetico è > 200uT

L’intensità del campo diminuisce

rapidamente con la distanza dalla sorgente

elettrica

Occorre:• Posizionare l’alimentatore ad alcuni metri di

distanza• Evitare di far passare i cavi elettrici sulla spalla

o arrotolarli intorno al corpo• Mantenere uniti il cavo di saldatura con quello di

messa a terra

L’applicazione del Titolo VIII Capo IV del D.Lgs.81/2008

per la protezione dei lavoratori contro i rischi derivanti dall’esposizione

a Campi ElettroMagnetici (CEM) èal momento rimandata al 30 aprile 2012

Rischi ergonomici• Derivano dal fatto che il

saldatore deve poter vedere bene il pezzo da saldare quindi tende ad assumere posture scorrette, a piegarsi, a tenere le braccia al di sopra delle spalle…

• Sono utili i bracci di bilanciamento per ridurre il peso dei cavi

La Verniciatura

Prodotto Verniciante• Resine (monocomponente o

bicomponente con catalizzatore) • Pigmenti e additivi vari, che

Influiscono sulle proprietà fisico-chimiche (catalizzatori, riempitivi, tensioattivi)

Film solido

Solventi che evaporano in tempi piùo meno lunghi in funzione della volatilità (punto di ebollizione)

In ambiente

Elementi fondamentali per la valutazione del rischio

• Elenco di tutti i prodotti vernicianti con le relative Schede di sicurezza

• Individuazione dei Pericoli • Quantitativi utilizzati al giorno per la

mansione • Analisi della postazione di lavoro• Durata e Frequenza delle operazioni• Presenza di impianti di aspirazione

localizzata

Le Fasi pericolose durante le attività di verniciatura:

• Preparazione del prodotto: miscelazione dei componenti reattivi, aggiunte additivi e diluizione con solventi

• Applicazione: dipende dalla metodologia utilizzata• Attività di Pulizia dei materiali, attrezzature e

ambienti• I rischi per la salute derivano dall’esposizione per le

vie respiratorie e per la cutein funzione della composizione della vernice

• Rischi per la sicurezza di infiammabilità/esplosione derivano dalla presenza di solventi organici con proprietà infiammabili e/o esplosive

• Durante l’applicazione del prodotto si ha emissione di Aerosol di verniciatura con goccioline di parte solida e parte solvente ed evaporazione del solvente

• In funzione della tecnica utilizzata si può controllare la nuvola di aerosol: con “pistolaairless” la dispersione è ridotta

• L’Evaporazione dei Solventi continua nella fase di essiccazione del film applicato

Le tipologie di resine a particolare pericolosità per le vie respiratorie e per la

cute:

• Poliuretaniche (con isocianati come catalizzatori)

• Epossidiche con Peso molecolare < 700 (mono e bicomponenti con vari catalizzatori: isocianati, amine, acidi organici)

• Acriliche (residuo di acrilati e metacrilati)• Amino-fenoliche (residuo di Formaldeide)

Alcuni Pigmenti inorganiciVerde: Ossido di cromo

Giallo:• Ossido di Titanio, Nichel, Cromo• Cromato e Solfato di Piombo (PbCrO4+PbSO4)

Arancio – Rosso• Cromato di Piombo, Molibdato e Solfato di Piombo,

Rosso CadmioRosso Bruno

• Ossidi di FerroBianco

• Ossido di Titanio, Ossido di Zinco, Solfuro di Zinco..

Alcuni pigmenti organici che sostituiscono quelli Inorganici

• Derivati azoici (benzidine, toluidine, dinitroanilina), per il giallo e rosso

• Ftalocianine per il verde cromo e per il blu• Nero di carbone per il nero

I metalli pericolosi con Valore Limite contenuti nei pigmenti

• Piombo• Cobalto• Cadmio• Cromo• Nichel• Molibdeno• Antimonio

In funzione del tipo di solvente

• Vernici “Al solvente” (10-30% circa di solventi organici)

• Vernici “All’acqua” con acqua (10-40% circa) e co-solventi organici (solubili in acqua e nella resina, presenti in quantità ridotte:10-20% circa)

I solventi pericolosi nei prodotti “al solvente” con Valore Limite

• Toluene• Xilene• Diclorometano• Alcol metilico• Alcol n-butilico• Alcol isobutilico• Metiletilchetone• Etilbenzene• Metilisobutilchetone• 2-Nitropropano• Clorobenzene

I vantaggi dei prodotti “all’acqua”• La presenza di acqua riduce l’odore tipico

dei solventi organici tradizionali• Il rischio incendio è ridotto• Sono ridotte le emissioni dei solventi

• Con resina Poliuretanica:Diversamente dai prodotti al solvente Non sono presenti isocianati liberi, perché reagiscono immediatamente con l’acqua

Settori industriali in cui si utilizzano prodotti all’acqua

Industria Automobilistica: • Utilizzo: primer (con tecnica di elettroforesi) e

di finitura (a spruzzo)Per rivestimento di “coil” in acciaio o in

AlluminioVerniciatura di metalli

Rivestimento contenitori metalliciIndustria del legno

I solventi pericolosi contenuti nei prodotti all’acqua con Valore Limite

• Metilglicole• Etilglicole• Acetato di metilglicole• Acetato di etilglicole• Butilglicole• Metossipropanolo• Metildiglicole

“Il futuro” dei prodotti vernicianti

Riduzione del quantitativo di solvente organico:• Implementazione dell’uso dei prodotti all’acqua• Introduzione di Sistemi con Vernici a polvere

• Quando tecnologicamente possibile Sostituzione dei pigmenti metallici con pigmenti organici meno pericolosi (in particolare sostituzione dei Cromati di Piombo)