Adaptado de la 3.ª edición, Encyclopaedia of Occupational Health and Safety

La industria del plástico se divide en dos sectores principales, cuya interrelación se puede ver en la figura 1. El primer sector comprende los proveedores de materias primas que fabrican polímeros y compuestos de moldeo a partir de productos intermedios que también pueden haber producido ellos mismos. En términos de capital invertido, este suele ser el mayor de los dos sectores. El segundo sector está compuesto por procesadores que convierten las materias primas en artículos comercializables mediante diversos procesos, como la extrusión y el moldeo por inyección. Otros sectores incluyen fabricantes de maquinaria que suministran equipos a los procesadores y proveedores de aditivos especiales para uso dentro de la industria.

Figura 1. Secuencia de producción en el procesamiento de plásticos

Fabricación de polímeros

Los materiales plásticos se dividen en general en dos categorías distintas: materiales termoplásticos, que pueden ablandarse repetidamente mediante la aplicación de calor y materiales termoendurecibles, que experimentan un cambio químico cuando se calientan y se les da forma, y ​​luego no se les puede volver a dar forma mediante la aplicación de calor. Se pueden fabricar varios cientos de polímeros individuales con propiedades muy diferentes, pero tan solo 20 tipos constituyen alrededor del 90% de la producción mundial total. Los termoplásticos son el grupo más numeroso y su producción está aumentando a un ritmo superior al de los termoendurecibles. En términos de cantidad de producción, los termoplásticos más importantes son el polietileno de alta y baja densidad y el polipropileno (las poliolefinas), el policloruro de vinilo (PVC) y el poliestireno.

Las resinas termoendurecibles importantes son el fenol-formaldehído y la urea-formaldehído, tanto en forma de resinas como de polvos de moldeo. También son importantes las resinas epoxi, los poliésteres insaturados y los poliuretanos. Un volumen más pequeño de "plásticos de ingeniería", por ejemplo, poliacetales, poliamidas y policarbonatos, tienen un alto valor de uso en aplicaciones críticas.

La considerable expansión de la industria del plástico en el mundo posterior a la Segunda Guerra Mundial se vio facilitada en gran medida por la ampliación de la gama de materias primas básicas que la alimentan; la disponibilidad y el precio de las materias primas son cruciales para cualquier industria en rápido desarrollo. Las materias primas tradicionales no podrían haber proporcionado intermediarios químicos en cantidades suficientes a un costo aceptable para facilitar la producción comercial económica de materiales plásticos de gran tonelaje y fue el desarrollo de la industria petroquímica lo que hizo posible el crecimiento. El petróleo como materia prima está disponible en abundancia, se transporta y manipula con facilidad y, hasta la crisis del petróleo de la década de 1970, era relativamente barato. Por lo tanto, en todo el mundo, la industria del plástico está ligada principalmente al uso de productos intermedios obtenidos del craqueo del petróleo y del gas natural. Las materias primas no convencionales como la biomasa y el carbón aún no han tenido un impacto importante en el suministro a la industria del plástico.

El diagrama de flujo de la figura 2 ilustra la versatilidad de las materias primas de petróleo crudo y gas natural como puntos de partida para los importantes materiales termoestables y termoplásticos. Después de los primeros procesos de destilación de petróleo crudo, la materia prima de nafta se craquea o reforma para proporcionar intermediarios útiles. Así, el etileno producido por el proceso de craqueo es de uso inmediato para la fabricación de polietileno o para su utilización en otro proceso que proporciona un monómero, cloruro de vinilo, la base del PVC. El propileno, que también surge durante el proceso de craqueo, se usa a través de la ruta del cumeno o la ruta del alcohol isopropílico para la fabricación de la acetona necesaria para el polimetilmetacrilato; también se utiliza en la fabricación de óxido de propileno para resinas de poliéster y poliéter y, de nuevo, puede polimerizarse directamente en polipropileno. Los butenos encuentran uso en la fabricación de plastificantes y el 1,3-butadieno se utiliza directamente para la fabricación de caucho sintético. Los hidrocarburos aromáticos como el benceno, el tolueno y el xileno ahora se producen ampliamente a partir de los derivados de las operaciones de destilación del petróleo, en lugar de obtenerse de los procesos de coquización del carbón; como muestra el diagrama de flujo, estos son productos intermedios en la fabricación de importantes materiales plásticos y productos auxiliares como los plastificantes. Los hidrocarburos aromáticos también son un punto de partida para muchos polímeros requeridos en la industria de fibras sintéticas, algunos de los cuales se analizan en otra parte de este Enciclopedia.

Figura 2. Producción de materias primas en plásticos

Muchos procesos muy diferentes contribuyen a la producción final de un artículo acabado hecho total o parcialmente de plástico. Algunos procesos son puramente químicos, algunos implican procedimientos de mezcla puramente mecánicos, mientras que otros, en particular los que se encuentran en el extremo inferior del diagrama, implican un uso extensivo de maquinaria especializada. Parte de esta maquinaria se asemeja a la utilizada en las industrias del caucho, vidrio, papel y textil; el resto es específico de la industria del plástico.

Procesamiento de plásticos

La industria de procesamiento de plásticos convierte el material polimérico a granel en artículos terminados.

Materias primas

La sección de procesamiento de la industria del plástico recibe sus materias primas para la producción en las siguientes formas:

• material polimérico completamente compuesto, en forma de gránulos, gránulos o polvo, que se alimenta directamente a la maquinaria para su procesamiento
• Polímero no compuesto, en forma de gránulos o polvo, que debe combinarse con aditivos antes de que sea adecuado para alimentar a la maquinaria.
• materiales poliméricos en láminas, varillas, tubos y láminas que son procesados ​​posteriormente por la industria
• materiales misceláneos que pueden ser materia totalmente polimerizada en forma de suspensiones o emulsiones (generalmente conocidas como látex) o líquidos o sólidos que pueden polimerizar, o sustancias en un estado intermedio entre las materias primas reactivas y el polímero final. Algunos de estos son líquidos y algunas soluciones verdaderas de materia parcialmente polimerizada en agua de acidez (pH) controlada o en solventes orgánicos.

Para agravar

La fabricación de compuestos a partir de polímeros implica la mezcla del polímero con aditivos. Aunque para este fin se emplea una gran variedad de maquinaria, donde se tratan polvos, los más comunes son los molinos de bolas o las mezcladoras de hélice de alta velocidad, y cuando se mezclan masas plásticas, las máquinas amasadoras como las de rodillos abiertos o las mezcladoras tipo Banbury. , o normalmente se emplean las propias extrusoras.

Los aditivos requeridos por la industria son muchos en número y varían ampliamente en el tipo químico. De unas 20 clases, las más importantes son:

• plastificantes—generalmente ésteres de baja volatilidad
• antioxidantes—sustancias químicas orgánicas para proteger contra la descomposición térmica durante el procesamiento
• estabilizadores: productos químicos inorgánicos y orgánicos para proteger contra la descomposición térmica y contra la degradación de la energía radiante
• lubricantes
• rellenos—materia barata para conferir propiedades especiales o para abaratar composiciones
• colorantes: materia inorgánica u orgánica para colorear compuestos
• agentes de expansión: gases o productos químicos que emiten gases para producir espumas plásticas.

Procesos de conversión

Todos los procesos de conversión apelan al fenómeno “plástico” de los materiales poliméricos y se dividen en dos tipos. En primer lugar, aquellos en los que el polímero se lleva por calor a un estado plástico en el que se le da una constricción mecánica que conduce a una forma que conserva al consolidarse y enfriarse. En segundo lugar, aquellos en los que un material polimerizable, que puede ser parcialmente polimerizado, se polimeriza completamente por la acción del calor, o de un catalizador, o por la acción conjunta de ambos bajo una presión mecánica que conduce a una forma que conserva cuando está completamente polimerizado y en frío. . La tecnología de los plásticos se ha desarrollado para explotar estas propiedades para producir bienes con el mínimo esfuerzo humano y la mayor consistencia en las propiedades físicas. Los siguientes procesos son comúnmente utilizados.

Moldeo por compresión

Consiste en calentar un material plástico, que puede estar en forma de gránulos o de polvo, en un molde que se mantiene en una prensa. Cuando el material se vuelve “plástico”, la presión lo obliga a adaptarse a la forma del molde. Si el plástico es del tipo que se endurece al calentarse, el artículo formado se retira después de un breve período de calentamiento abriendo la prensa. Si el plástico no se endurece al calentarlo, se debe enfriar antes de poder abrir la prensa. Los artículos fabricados mediante moldeo por compresión incluyen tapas de botellas, tapas de tarros, enchufes y enchufes eléctricos, asientos de inodoro, bandejas y artículos de lujo. El moldeo por compresión también se emplea para fabricar láminas para la formación posterior en el proceso de formación al vacío o para construir tanques y contenedores grandes mediante soldadura o revestimiento de tanques metálicos existentes.

Moldeo por transferencia

Esta es una modificación del moldeo por compresión. El material termoendurecible se calienta en una cavidad y luego se fuerza con un émbolo dentro del molde, que está físicamente separado y se calienta de forma independiente desde la cavidad de calentamiento. Se prefiere al moldeo por compresión normal cuando el artículo final tiene que llevar inserciones metálicas delicadas, como en pequeños interruptores eléctricos, o cuando, como en objetos muy gruesos, la reacción química no puede completarse mediante el moldeo por compresión normal.

Moldeo por inyección

En este proceso, los gránulos o polvos de plástico se calientan en un cilindro (conocido como barril), que está separado del molde. El material se calienta hasta que se vuelve fluido, mientras que un tornillo helicoidal lo transporta a través del barril y luego lo introduce en el molde donde se enfría y endurece. Luego se abre el molde mecánicamente y se retiran los artículos formados (ver figura 3). Este proceso es uno de los más importantes en la industria del plástico. Se ha desarrollado extensamente y se ha hecho capaz de fabricar artículos de considerable complejidad a muy bajo coste.

Figura 3. Operario retirando un recipiente de polipropileno de una máquina de moldeo por inyección.

Aunque el moldeo por transferencia y por inyección son idénticos en principio, la maquinaria empleada es muy diferente. El moldeo por transferencia normalmente se restringe a materiales termoendurecibles y el moldeo por inyección a termoplásticos.

Extrusión

Este es el proceso en el que una máquina ablanda un plástico y lo fuerza a través de un troquel que le da la forma que conserva al enfriarse. Los productos de extrusión son tubos o varillas que pueden tener secciones transversales de casi cualquier configuración (ver figura 4). Los tubos para fines industriales o domésticos se producen de esta manera, pero otros artículos pueden fabricarse mediante procesos subsidiarios. Por ejemplo, las bolsitas se pueden hacer cortando tubos y sellando ambos extremos, y las bolsas de tubos flexibles de paredes delgadas cortando y sellando un extremo.

El proceso de extrusión tiene dos tipos principales. En uno, se produce una hoja plana. Esta hoja se puede convertir en bienes útiles mediante otros procesos, como la formación al vacío.

Figura 4. Extrusión de plástico: la cinta se corta para hacer gránulos para máquinas de moldeo por inyección.

ray becada

El segundo es un proceso en el que se forma el tubo extruido y, cuando aún está caliente, se expande en gran medida por la presión del aire que se mantiene dentro del tubo. Esto da como resultado un tubo que puede tener varios pies de diámetro con una pared muy delgada. Al cortarlo, este tubo produce una película que se usa ampliamente en la industria del embalaje para envolver. Alternativamente, el tubo se puede doblar plano para dar una hoja de dos capas que se puede usar para hacer bolsas simples cortando y sellando. La figura 5 proporciona un ejemplo de ventilación local adecuada en un proceso de extrusión.

Figura 5. Extrusión de plástico con campana extractora local y baño de agua en el cabezal del extrusor

ray becada

Calandrado

En este proceso, se alimenta un plástico a dos o más rodillos calentados y se fuerza en una lámina al pasar a través de un punto de contacto entre dos de dichos rodillos y luego enfriarse. La hoja más gruesa que la película se hace de esta manera. La lámina así fabricada se emplea en aplicaciones industriales y domésticas y como materia prima en la fabricación de prendas de vestir y artículos inflados como juguetes (ver figura 6).

Figura 6. Campanas de dosel para capturar las emisiones calientes de los molinos de calentamiento en un proceso de calandrado

ray becada

Molduras de soplado

Este proceso puede considerarse como una combinación del proceso de extrusión y termoformado. Se extruye un tubo hacia abajo en un molde abierto; cuando llega al fondo, el molde se cierra a su alrededor y el tubo se expande por presión de aire. Así, el plástico es forzado a los lados del molde y la parte superior e inferior selladas. Al enfriarse, el artículo se saca del molde. Este proceso produce artículos huecos de los cuales las botellas son las más importantes.

La resistencia a la compresión y al impacto de ciertos productos plásticos fabricados mediante moldeo por soplado se puede mejorar considerablemente mediante el uso de técnicas de moldeo por estirado-soplado. Esto se logra produciendo una preforma que posteriormente se expande por presión de aire y se estira biaxialmente. Esto ha llevado a una mejora tal en la resistencia a la presión de rotura de las botellas de PVC que se utilizan para bebidas carbonatadas.

Moldeo rotacional

Este proceso se utiliza para la producción de artículos moldeados calentando y enfriando una forma hueca que gira para permitir que la gravedad distribuya polvo o líquido finamente dividido sobre la superficie interna de esa forma. Los artículos producidos por este método incluyen balones de fútbol, ​​muñecas y otros artículos similares.

casting de cine

Aparte del proceso de extrusión, las películas se pueden formar mediante la extrusión de un polímero caliente sobre un tambor de metal muy pulido, o se puede rociar una solución de polímero sobre una cinta en movimiento.

Una aplicación importante de ciertos plásticos es el recubrimiento de papel. En este, una película de plástico fundido se extruye sobre papel en condiciones en las que el plástico se adhiere al papel. El tablero se puede recubrir de la misma manera. El papel y el cartón así revestidos se utilizan mucho en el embalaje, y el cartón de este tipo se utiliza en la fabricación de cajas.

Termoformado

Bajo este epígrafe se agrupan una serie de procesos en los que una lámina de un material plástico, la mayoría de las veces termoplástico, se calienta, generalmente en un horno, y después de sujetarla en el perímetro se fuerza a una forma prediseñada mediante una presión que puede ser de arietes operados mecánicamente o por aire comprimido o vapor. Para artículos muy grandes, la lámina caliente “gomosa” se manipula con pinzas sobre formadores. Los productos así fabricados incluyen accesorios de iluminación exterior, publicidad y señales de tráfico direccionales, bañeras y otros artículos de tocador y lentes de contacto.

Formación de vacío

Hay muchos procesos que se encuentran bajo este encabezado general, todos los cuales son aspectos de la formación térmica, pero todos tienen en común que una lámina de plástico se calienta en una máquina sobre una cavidad, alrededor del borde de la cual se sujeta, y cuando es flexible, es forzado por succión dentro de la cavidad, donde toma una forma específica y se enfría. En una operación posterior, el artículo se separa de la hoja. Estos procesos producen recipientes de paredes delgadas de todo tipo a muy bajo costo, así como artículos de exhibición y publicidad, bandejas y artículos similares, y materiales amortiguadores para empacar productos tales como pasteles de lujo, frutos rojos y carne cortada.

laminación

En todos los diversos procesos de laminación, se comprimen dos o más materiales en forma de láminas para dar una lámina o panel consolidado de propiedades especiales. En un extremo se encuentran laminados decorativos hechos de resinas fenólicas y amínicas, en el otro las películas complejas utilizadas en envases que tienen, por ejemplo, celulosa, polietileno y láminas metálicas en su constitución.

Procesos de tecnología de resinas

Estos incluyen la fabricación de madera contrachapada, la fabricación de muebles y la construcción de artículos grandes y elaborados, como carrocerías de automóviles y cascos de embarcaciones, a partir de fibra de vidrio impregnada con poliéster o resinas epoxi. En todos estos procesos, se hace que una resina líquida se consolide bajo la acción del calor o de un catalizador y así unir partículas o fibras discretas o películas o láminas mecánicamente débiles, dando como resultado un panel robusto de construcción rígida. Estas resinas se pueden aplicar mediante técnicas de colocación manual, como cepillado y inmersión, o mediante pulverización.

Los objetos pequeños, como souvenirs y joyas de plástico, también se pueden fabricar por fundición, donde la resina líquida y el catalizador se mezclan y se vierten en un molde.

Procesos de acabado

Bajo este título se incluyen una serie de procesos comunes a muchas industrias, por ejemplo, el uso de pinturas y adhesivos. Hay, sin embargo, una serie de técnicas específicas que se utilizan para la soldadura de plásticos. Estos incluyen el uso de solventes como hidrocarburos clorados, metiletilcetona (MEK) y tolueno, que se utilizan para unir láminas de plástico rígido para fabricación general, expositores publicitarios y trabajos similares. La radiación de radiofrecuencia (RF) utiliza una combinación de presión mecánica y radiación electromagnética con frecuencias generalmente en el rango de 10 a 100 mHz. Este método se usa comúnmente para soldar material plástico flexible en la fabricación de carteras, maletines y sillas de paseo para niños (consulte el cuadro adjunto). Las energías ultrasónicas también se utilizan en combinación con la presión mecánica para un rango de trabajo similar.

Calentadores y selladores dieléctricos RF

Los calentadores y selladores de radiofrecuencia (RF) se utilizan en muchas industrias para calentar, fundir o curar materiales dieléctricos, como plásticos, caucho y pegamento, que son aislantes eléctricos y térmicos y son difíciles de calentar con métodos normales. Los calentadores de RF se usan comúnmente para sellar cloruro de polivinilo (p. ej., fabricación de productos plásticos como impermeables, cubiertas de asientos y materiales de embalaje); curado de colas utilizadas en carpintería; estampado y secado de textiles, papel, cuero y plásticos; y curado de muchos materiales que contienen resinas plásticas.

Los calentadores de RF usan radiación de RF en el rango de frecuencia de 10 a 100MHz con una potencia de salida de menos de 1kW a aproximadamente 100kW para producir calor. El material a calentar se coloca entre dos electrodos bajo presión y la potencia de RF se aplica durante períodos que van desde unos pocos segundos hasta aproximadamente un minuto, según el uso. Los calentadores de RF pueden producir campos eléctricos y magnéticos de RF de gran dispersión en el entorno circundante, especialmente si los electrodos no están protegidos.

La absorción de energía de radiofrecuencia por parte del cuerpo humano puede provocar un calentamiento localizado y de todo el cuerpo, lo que puede tener efectos adversos para la salud. La temperatura corporal puede aumentar 1 °C o más, lo que puede causar efectos cardiovasculares, como aumento de la frecuencia cardíaca y del gasto cardíaco. Los efectos localizados incluyen cataratas en los ojos, recuentos bajos de espermatozoides en el sistema reproductivo masculino y efectos teratogénicos en el feto en desarrollo.

Los peligros indirectos incluyen quemaduras por radiofrecuencia por contacto directo con partes metálicas del calentador que son dolorosas, profundas y de curación lenta; entumecimiento de la mano; y efectos neurológicos, incluyendo el síndrome del túnel carpiano y efectos en el sistema nervioso periférico.

Controles

Los dos tipos básicos de controles que se pueden usar para reducir los peligros de los calentadores de RF son las prácticas laborales y el blindaje. Por supuesto, se prefiere el blindaje, pero los procedimientos de mantenimiento adecuados y otras prácticas de trabajo también pueden reducir la exposición. También se ha utilizado la limitación del tiempo de exposición del operador, un control administrativo.

Los procedimientos adecuados de mantenimiento o reparación son importantes porque si no se reinstalan correctamente el blindaje, los enclavamientos, los paneles del gabinete y los sujetadores, se pueden producir fugas de RF excesivas. Además, la energía eléctrica al calentador debe desconectarse y bloquearse o etiquetarse para proteger al personal de mantenimiento.

Los niveles de exposición del operador se pueden reducir manteniendo las manos y la parte superior del cuerpo del operador lo más lejos posible del calentador de RF. Los paneles de control del operador para algunos calentadores automáticos se colocan a cierta distancia de los electrodos del calentador mediante el uso de bandejas de transporte, mesas giratorias o cintas transportadoras para alimentar el calentador.

La exposición del personal operativo y no operativo puede reducirse midiendo los niveles de RF. Dado que los niveles de RF disminuyen a medida que aumenta la distancia desde el calentador, se puede identificar un "área de peligro de RF" alrededor de cada calentador. Se puede alertar a los trabajadores para que no ocupen estas áreas de peligro cuando el calentador de RF está en funcionamiento. Cuando sea posible, se deben usar barreras físicas no conductoras para mantener a las personas a una distancia segura.

Idealmente, los calentadores de RF deberían tener un protector de caja alrededor del aplicador de RF para contener la radiación de RF. El escudo y todas las juntas deben tener una alta conductividad para las corrientes eléctricas interiores que fluirán en las paredes. Debe haber la menor cantidad posible de aberturas en el escudo, y deben ser tan pequeñas como sea práctico para la operación. Las aberturas deben estar dirigidas lejos del operador. Las corrientes en el blindaje se pueden minimizar al tener conductores separados dentro del gabinete para conducir corrientes altas. El calentador debe estar correctamente conectado a tierra, con el cable de tierra en el mismo tubo que la línea eléctrica. El calentador debe tener enclavamientos adecuados para evitar la exposición a altos voltajes y altas emisiones de radiofrecuencia.

Es mucho más fácil incorporar este blindaje en los nuevos diseños de calentadores de RF del fabricante. El reacondicionamiento es más difícil. Los recintos de cajas pueden ser efectivos. Una conexión a tierra adecuada a menudo también puede ser eficaz para reducir las emisiones de radiofrecuencia. Las mediciones de RF deben tomarse cuidadosamente después para garantizar que las emisiones de RF realmente se hayan reducido. La práctica de encerrar el calefactor en una habitación revestida con una pantalla de metal en realidad puede aumentar la exposición si el operador también está en esa habitación, aunque reduce las exposiciones fuera de la habitación.

Fuente: ICNIRP en prensa.

Riesgos y su prevención

Fabricación de polímeros

Los peligros especiales de la industria de los polímeros se relacionan estrechamente con los de la industria petroquímica y dependen en gran medida de las sustancias utilizadas. Los peligros para la salud de las materias primas individuales se encuentran en otra parte de este Enciclopedia. El peligro de incendio y explosión es un peligro general importante. Muchos procesos de polímeros/resinas tienen un riesgo de incendio y explosión debido a la naturaleza de las materias primas primarias utilizadas. Si no se toman las medidas de seguridad adecuadas, a veces existe el riesgo durante la reacción, generalmente dentro de edificios parcialmente cerrados, de gases o líquidos inflamables que se escapan a temperaturas superiores a sus puntos de inflamación. Si las presiones involucradas son muy altas, debe preverse una ventilación adecuada a la atmósfera. Puede producirse una acumulación excesiva de presión debido a reacciones exotérmicas inesperadamente rápidas y la manipulación de algunos aditivos y la preparación de algunos catalizadores pueden aumentar el riesgo de explosión o incendio. La industria ha abordado estos problemas y, particularmente en la fabricación de resinas fenólicas, ha producido notas de orientación detalladas sobre ingeniería de diseño de plantas y procedimientos operativos seguros.

Procesamiento de plásticos

La industria de procesamiento de plásticos presenta peligros de lesiones debido a la maquinaria utilizada, peligros de incendio debido a la combustibilidad de los plásticos y sus polvos y peligros para la salud debido a la gran cantidad de productos químicos utilizados en la industria.

lesiones

El área principal de lesiones se encuentra en el sector de procesamiento de plásticos de la industria del plástico. La mayoría de los procesos de conversión de plásticos dependen casi por completo del uso de maquinaria. Como resultado, los principales peligros son los asociados con el uso de dicha maquinaria, no solo durante el funcionamiento normal sino también durante la limpieza, ajuste y mantenimiento de las máquinas.

Las máquinas de moldeo por compresión, transferencia, inyección y soplado tienen platos de prensa con una fuerza de bloqueo de muchas toneladas por centímetro cuadrado. Deben instalarse protecciones adecuadas para evitar amputaciones o lesiones por aplastamiento. Por lo general, esto se logra encerrando las partes peligrosas y entrelazando las protecciones móviles con los controles de la máquina. Un resguardo de enclavamiento no debe permitir movimientos peligrosos dentro del área protegida con el resguardo abierto y debe detener las partes peligrosas o revertir el movimiento peligroso si se abre el resguardo durante la operación de la máquina.

Cuando exista un riesgo grave de lesiones en la maquinaria, como los platos de las máquinas de moldeo, y el acceso regular a la zona de peligro, se requiere un nivel más alto de enclavamiento. Esto se puede lograr mediante una segunda disposición de enclavamiento independiente en la protección para interrumpir el suministro de energía y evitar un movimiento peligroso cuando está abierta.

Para los procesos que involucran láminas de plástico, un peligro común en la maquinaria son las trampas en funcionamiento entre los rodillos o entre los rodillos y la lámina que se está procesando. Estos ocurren en los rodillos de tensión y los dispositivos de arrastre en la planta de extrusión y las calandrias. La protección se puede lograr mediante el uso de un dispositivo de disparo convenientemente ubicado, que inmediatamente detiene los rodillos o invierte el movimiento peligroso.

Muchas de las máquinas de procesamiento de plásticos funcionan a altas temperaturas y se pueden sufrir quemaduras graves si partes del cuerpo entran en contacto con metales o plásticos calientes. Cuando sea práctico, tales partes deben protegerse cuando la temperatura supere los 50 ºC. Además, los bloqueos que se producen en las máquinas de moldeo por inyección y extrusoras pueden liberarse violentamente. Se debe seguir un sistema de trabajo seguro cuando se intenta liberar tapones de plástico congelados, que debe incluir el uso de guantes adecuados y protección facial.

La mayoría de las funciones de las máquinas modernas ahora están controladas por sistemas informáticos o de control electrónico programado que también pueden controlar dispositivos mecánicos de despegue o están vinculados con robots. En la maquinaria nueva hay menos necesidad de que un operador se acerque a las áreas de peligro y se deduce que la seguridad en la maquinaria debería mejorar en consecuencia. Sin embargo, existe una mayor necesidad de que los instaladores y los ingenieros se acerquen a estas piezas. Por lo tanto, es esencial que se instituya un programa adecuado de bloqueo/etiquetado antes de realizar este tipo de trabajo, particularmente cuando no se puede lograr una protección completa por parte de los dispositivos de seguridad de la máquina. Además, deberían diseñarse e idearse sistemas de respaldo o de emergencia adecuados para hacer frente a situaciones en las que el control programado falla por cualquier motivo, por ejemplo, durante la pérdida del suministro eléctrico.

Es importante que las máquinas estén dispuestas correctamente en el taller con buenos espacios de trabajo despejados para cada una. Esto ayuda a mantener altos estándares de limpieza y orden. Las propias máquinas también deberían recibir un mantenimiento adecuado y los dispositivos de seguridad deberían comprobarse periódicamente.

Una buena limpieza es esencial y se debe prestar especial atención a mantener los pisos limpios. Sin una limpieza de rutina, los pisos se contaminarán gravemente con el aceite de las máquinas o los gránulos de plástico derramados. También se deberían considerar y proporcionar métodos de trabajo que incluyan medios seguros de acceso a áreas por encima del nivel del suelo.

También se debe permitir un espacio adecuado para el almacenamiento de materias primas y productos terminados; estas áreas deben estar claramente designadas.

Los plásticos son buenos aislantes eléctricos y, debido a esto, las cargas estáticas pueden acumularse en la maquinaria sobre la que se desplaza la lámina o la película. Estas cargas pueden tener un potencial lo suficientemente alto como para provocar un accidente grave o actuar como fuentes de ignición. Se deben usar eliminadores de estática para reducir estas cargas y las partes metálicas debidamente puestas a tierra o conectadas a tierra.

Cada vez más, el material plástico de desecho se reprocesa mediante granuladores y se mezcla con material nuevo. Los granuladores deben estar totalmente cerrados para evitar cualquier posibilidad de llegar a los rotores a través de las aberturas de descarga y alimentación. El diseño de las aberturas de alimentación en máquinas grandes debe ser tal que impida la entrada de todo el cuerpo. Los rotores funcionan a alta velocidad y las cubiertas no deben retirarse hasta que se hayan detenido. Cuando se instalen protecciones de enclavamiento, deben evitar el contacto con las cuchillas hasta que se hayan detenido por completo.

Riesgos de incendio y explosión.

Los plásticos son materiales combustibles, aunque no todos los polímeros soportan la combustión. En forma de polvo finamente dividido, muchos pueden formar concentraciones explosivas en el aire. Cuando esto sea un riesgo, los polvos deben controlarse, preferiblemente en un sistema cerrado, con suficientes paneles de alivio que ventilen a baja presión (alrededor de 0.05 bar) a un lugar seguro. La limpieza escrupulosa es esencial para evitar acumulaciones en los cuartos de trabajo que puedan ser transportadas por el aire y causar una explosión secundaria.

Los polímeros pueden estar sujetos a degradación térmica y pirólisis a temperaturas no muy superiores a las temperaturas normales de procesamiento. En estas circunstancias, pueden acumularse presiones suficientes en el cilindro de una extrusora, por ejemplo, para expulsar plástico fundido y cualquier tapón sólido de plástico que provoque un bloqueo inicial.

Los líquidos inflamables se usan comúnmente en esta industria, por ejemplo, como pinturas, adhesivos, agentes de limpieza y en la soldadura con solvente. Las resinas de fibra de vidrio (poliéster) también desprenden vapores de estireno inflamables. Las existencias de tales líquidos deben reducirse al mínimo en la sala de trabajo y almacenarse en un lugar seguro cuando no se utilicen. Las áreas de almacenamiento deben incluir lugares seguros al aire libre o un almacén resistente al fuego.

Los peróxidos utilizados en la fabricación de resinas de plástico reforzado con vidrio (PRFV) deben almacenarse separados de líquidos inflamables y otros materiales combustibles y no deben someterse a temperaturas extremas, ya que son explosivos cuando se calientan.

Riesgos para la salud

Hay una serie de peligros potenciales para la salud asociados con el procesamiento de plásticos. Los plásticos crudos rara vez se usan solos y se deben tomar las precauciones adecuadas con respecto a los aditivos utilizados en las diversas formulaciones. Los aditivos utilizados incluyen jabones de plomo en PVC y ciertos colorantes orgánicos y de cadmio.

Existe un riesgo significativo de dermatitis por líquidos y polvos, generalmente por “químicos reactivos”, como resinas de fenol formaldehído (antes de la reticulación), uretanos y resinas de poliéster insaturadas utilizadas en la producción de productos GRP. Se debe usar ropa protectora adecuada.

Es posible que se generen humos a partir de la degradación térmica de los polímeros durante el procesamiento en caliente. Los controles de ingeniería pueden minimizar el problema. Sin embargo, se debe tener especial cuidado para evitar la inhalación de productos de pirólisis en condiciones adversas, por ejemplo, purgando el cilindro de la extrusora. Pueden ser necesarias condiciones de buen LEV. Se han producido problemas, por ejemplo, cuando los operadores han sido superados por el gas de ácido clorhídrico y han sufrido “fiebre de humo de polímero” tras el sobrecalentamiento del PVC y el politetrafluoretileno (PTFE), respectivamente. El recuadro adjunto detalla algunos productos de descomposición química de los plásticos.

norberto lichtenstein

¹ El uso se está descontinuando.
² No se pudo detectar con la técnica analítica utilizada (GC/MS) pero se conoce de la literatura.

También existe el peligro de inhalación de vapores tóxicos de ciertas resinas termoestables. La inhalación de isocianatos utilizados con resinas de poliuretano puede provocar neumonía química y asma grave y, una vez sensibilizados, las personas deben ser trasladadas a un trabajo alternativo. Existe un problema similar con las resinas de formaldehído. En ambos ejemplos, es necesario un alto nivel de LEV. En la fabricación de artículos de PRFV se desprenden cantidades importantes de vapor de estireno y este trabajo debe realizarse en condiciones de buena ventilación general en la sala de trabajo.

También hay ciertos peligros que son comunes a una serie de industrias. Estos incluyen el uso de solventes para dilución o para los propósitos mencionados anteriormente. Los hidrocarburos clorados se utilizan comúnmente para la limpieza y la unión y, sin una ventilación de escape adecuada, las personas pueden sufrir narcosis.

La eliminación de desechos de plásticos por incineración debe realizarse en condiciones cuidadosamente controladas; por ejemplo, el PTFE y los uretanos deben estar en un área donde los vapores se ventilen a un lugar seguro.

Generalmente se obtienen niveles de ruido muy altos durante el uso de granuladores, lo que puede provocar pérdida de audición para los operadores y las personas que trabajan cerca. Este peligro se puede limitar separando este equipo de otras áreas de trabajo. Preferiblemente, los niveles de ruido deben reducirse en la fuente. Esto se ha logrado con éxito recubriendo el granulador con material insonorizante y colocando deflectores en la abertura de alimentación. También puede haber un peligro para la audición creado por el sonido audible producido por las máquinas de soldadura ultrasónica como acompañamiento normal de las energías ultrasónicas. Se pueden diseñar recintos adecuados para reducir los niveles de ruido recibidos y se pueden enclavar para evitar riesgos mecánicos. Como estándar mínimo, las personas que trabajan en áreas con altos niveles de ruido deben usar protección auditiva adecuada y debe haber un programa adecuado de conservación de la audición, que incluya pruebas audiométricas y capacitación.

Las quemaduras también son un peligro. Algunos aditivos y catalizadores para la producción y procesamiento de plásticos pueden ser altamente reactivos al contacto con el aire y el agua y pueden causar quemaduras químicas fácilmente. Dondequiera que se manipulen o transporten termoplásticos fundidos, existe el peligro de salpicaduras de material caliente y las consiguientes quemaduras y escaldaduras. La gravedad de estas quemaduras puede aumentar por la tendencia de los termoplásticos calientes, como la cera caliente, a adherirse a la piel.

Los peróxidos orgánicos son irritantes y pueden causar ceguera si se salpican en los ojos. Se debe usar protección adecuada para los ojos.

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