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Cromo hexavalente: qué necesita saber

Por Jeff Abelson, Gerente de Servicios Técnicos, Donaldson Company, Inc.

El cromo hexavalente se ha convertido en un tema candente en la comunidad de aspersión térmica y entre los soldadores. Las nuevas regulaciones de OSHA obligan a todos a observar de cerca sus procesos y a implementar cambios en ellos o a instalar controles de ingeniería para ayudar a reducir la exposición. Este documento aborda algunas preguntas con respecto a las nuevas regulaciones, como, por ejemplo:

  • ¿Qué es el cromo hexavalente?
  • Niveles de Exposición Permitidos por la OSHA
  • ¿Qué procesos industriales producen cromo hexavalente?
  • ¿Cómo puede exponerse un trabajador?
  • ¿Qué causa el cromo hexavalente en el organismo?
  • ¿Qué deben hacer los empleadores y los empleados si hay cromo hexavalente en la instalación?
¿Qué es el cromo hexavalente?

El cromo hexavalente se presenta principalmente en tres formas: 1) Cromo trivalente, que se produce naturalmente como mineral de cromo y también es un nutriente esencial para un metabolismo adecuado;  2) Cromo metálico o elemental, normalmente se encuentra en aleaciones aeroespaciales y 3) Cromo hexavalente, generalmente de procesos industriales como soldadura y aspersión térmica.   

El cromo hexavalente es la forma más tóxica de cromo.

Al leer artículos y publicaciones, verá que el cromo hexavalente se identifica de diferentes formas, que incluyen: Cromo Hex, Cromo VI, CrVI y Cr 6+.

Niveles de Exposición Permitidos por la OSHA

La Administración de Seguridad y Salud Ocupacional de los Estados Unidos (OSHA) ha definido dos niveles de exposición para el cromo hexavalente. El nuevo Nivel de Exposición Permitido (PEL) para el cromo hexavalente es 5 µg/m3 en un turno de 8 horas.  Este PEL de 5 µg/m3 se redujo de 52 ug/m3. ¡Un factor de 10!

El segundo nivel se denomina Nivel de Acción (AL) a 2.5 µg/m3. Aquí es donde se requiere que los empleadores tomen medidas específicas, que de no tomarse, darán lugar a sanciones.

¿De dónde proviene el cromo hexavalente?

Algunos de los procesos industriales que pueden producir cromo hexavalente incluyen:

  • Revestimientos (bases/pinturas en aerosol)
    • Revestimientos que contienen cromatos: tintes, pinturas, tintas y plásticos
    • Cromado
    • Revestimientos de mezcla/lijado que contienen cromo  
  • Soldadura de aleaciones que contienen cromo
    • Acero inoxidable y aleación de níquel
  • Aspersión térmica, incluyendo plasma, arco eléctrico y combustión (incluido HVOF)
    • El cromo metálico en la materia prima se puede convertir a la forma hexavalente.
    • El cromo hexavalente puede estar presente en una materia prima que contiene cualquier forma de cromo.
  • Fundición de mineral ferrocromo
  • Impurezas de cemento Portland
  • Tanques de inmersión
    • Líneas de anodizado y enchapado
  • Curtido de cuero: dicromato de amonio

Puntos de Aclaración Importantes:  Es posible que en sus instalaciones se esté generando polvo, emanaciones/humos o neblina que contienen cromo hexavalente. Es importante darse cuenta de que el cromo hexavalente tiene su propio valor umbral límite (TLV) que puede ser más bajo que otros componentes presentes como contaminantes transportados por el aire.

Recuerde que el cromo hexavalente generalmente es solo un porcentaje de las emanaciones de polvo y la neblina que se generan, y otros procesos producirán emanaciones que contienen pequeñas cantidades de cromo hexavalente. Tenga en cuenta que es muy posible que uno pueda exceder el TLV para cromo hexavalente y mantenerse por debajo del TLV para otras emanaciones.

Los tamaños de partículas típicos producidos del material que contiene cromo hexavalente difieren según el proceso y la aplicación.

Tipo de EmanaciónRango de tamaño de las partículas de las emanaciones o los humos
Pinturas húmedas con cromados0.7 a 34 micrones
Cromado0.75 a 6.4 micrones
Soldadura0.05 a 2.0 micrones*
Aspersión térmica0.05 a 2.0 micrones*

 *80% de las emanaciones o humos totales está en este rango de tamaño muy pequeño.

 

¿Cómo se exponen los trabajadores?

Si su empresa tiene un proceso que podría estar produciendo cromo hexavalente, los trabajadores pueden estar expuestos a través de muchas fuentes.

  • Puede inhalarlo por la nariz y la boca de procesos que producen polvos, emanaciones o humos y neblinas.
  • Si un medio que contiene cromo hexavalente cae en su piel, puede absorberlo a través de esta.
  • Ingesta (deglución). Si un trabajador no tiene una buena higiene personal adecuada, los alimentos, el tabaco y/o los cosméticos expuestos pueden contaminarse y ser ingeridos.
¿De Qué Modo el Cromo Hexavalente Afecta al Organismo?

Una vez en el organismo, el cromo hexavalente generalmente apunta a ciertos órganos. Vías respiratorias (daño por inhalación de las membranas mucosas), perforación del tabique (tejido entre las fosas nasales), pulmones, ojos, piel, hígado y riñones son algunos ejemplos.

Un trabajador expuesto al cromo hexavalente puede experimentar síntomas como irritación sinusal, hemorragia nasal, úlceras (estómago y nariz), erupción cutánea, opresión en el pecho, sibilancias y dificultad para respirar.

Requisitos del Empleador

Si una empresa ha determinado que podría producir cromo hexavalente, debe hacer lo siguiente:

  • implementar muestreo de aire,
  • controles médicos y notificación a los empleados de los resultados de los controles,
  • implementar controles de ingeniería,
  • adoptar un programa de protección respiratoria,
  • demarcación de las áreas de trabajo que contienen cromo hexavalente,
  • ejecutar un programa de capacitación de los empleados,
  • proporcionar la disponibilidad de las regulaciones OSHA y la política de la empresa a los empleados.

La frecuencia del muestreo de aire que una empresa debe hacer depende de qué nivel de cromo hexavalente se haya detectado en la instalación. Si el área analizada supera el PEL de 5.0 μg/m3, deben realizarse pruebas cada tres meses. Si el área está por sobre el nivel de acción (AL) de 2.5 µg/m3, pero por debajo del PEL, entonces la empresa solo debe hacer tomar muestras de aire cada seis meses. Si el área está por debajo del nivel de acción, la empresa debe tomar una referencia inicial y luego, los higienistas de la instalación deben decidir sobre la frecuencia del muestreo. El muestreo anual es una estrategia típica en este caso.

Se requieren controles médicos de todos los empleados de las instalaciones cuyo AL es superior a 2.5 µg/m3. La norma sobre cromo hexavalente requiere vigilancia médica, pero deja la selección de las pruebas específicas al médico o a otro profesional de la salud con licencia (PLHCP). Puede ser una enfermera de la empresa en el lugar o el empleado posiblemente tenga que acudir a su propio proveedor de atención médica para realizar las pruebas.

Algunas de las cosas que puede hacer una empresa son las siguientes:

  • Revisar los antecedentes médicos y laborales
  • Examen físico
  • Informar los resultados del examen

Una vez que se ha realizado un examen, el higienista industrial debe proporcionar un resumen por escrito al empleado dentro de dos semanas, y mantenerlo archivado en la empresa.

Cuando el Cromo Hexavalente está por encima del PEL

En procesos que producen cromo hexavalente por encima del PEL de 5 μg/m3, deben implementarse controles de ingeniería. Los controles de ingeniería deben estar implementados y en funcionamiento antes del 31 de mayo de 2010. Hasta que se implementen los controles de ingeniería, la protección respiratoria es obligatoria. Tenga en cuenta que OSHA no permite la rotación de empleados a diferentes trabajos para lograr el cumplimiento.

La soldadura y la aspersión térmica pueden producir emisiones significativas de cromo hexavalente. La cantidad de cromo hexavalente en las emanaciones puede verse afectada por:

  • Método de soldadura o aspersión térmica
  • Pistola o tipo de electrodos (solo soldadura)
  • Material y composición del metal base (solo soldadura)
  • Composición del polvo o cable
  • Voltaje (los voltajes más altos aceleran la producción, pero aumentan las tasas de emanaciones o humos)
  • Corriente eléctrica
  • Largo del arco (solo soldadura)
  • Gas protector (solo soldadura)
  • Velocidad de soldadura o aspersión térmica
  • Ángulo de soldadura (solo soldadura)

Al calcular la cantidad de emanaciones de cromo hexavalente producidas por un proceso, recuerde que:

  • A medida que aumenta la velocidad de función, la velocidad de generación de emanaciones aumenta
  • A medida que aumenta la potencia, la velocidad de generación de emanaciones aumenta

La cantidad de cromo hexavalente en las emanaciones se puede calcular usando la siguiente fórmula:

E = W x PC x EF x CF
  • E = Metal específico emitido  [lb/año]
  • W = Peso total del electrodo usado [lbs/año]
  • PC = Composición porcentual del metal específico [%]
  • EF = Factor de emisión por toneladas de electrodos [lbs/ton]
  • CF = Factor de conversión  [1 ton o 2000 lbs]

Los factores de emisión se expresan de diferentes maneras:

  • % de partículas por libra de electrodo
  • mg de partículas por libra (lb) de electrodo
  • Libra de contaminante por kilo de electrodo consumido

Puede encontrar factores de emisión de muchas fuentes*, incluyendo:

  • www.epa.gov
    • Compilation of Air Pollutant Emisisons Factors AP-42
    • Para soldadura al arco, Sección 12.19
  • Junta de Recursos del Aire de California http://www.arb.ca.gov/toxics/welding/welding.htm
  • Programa Nacional de Investigación de Astilleros http://www.ewi.org/uploads/document_library/white_papers/NSRP%20ASE%20Project.pdf

* Tenga en cuenta que los sitios web a menudo se actualizan y los enlaces se modifican. Por ello, si estos enlaces están rotos, comience en la página de inicio y busque las palabras clave "cromo hexavalente".

También puede calcular los factores de emisión tomando la velocidad de generación de emanaciones y multiplicándola por el contenido de cromo, y luego multiplicando el resultado por la relación de cromo hexavalente:

  • FGR x composición de las emanaciones x % cromo como Cr6+
  • (lb emanaciones/lb electrodo) x (lb Cr/lb emanaciones) x (Cr6+/cr en emanaciones)

Nota: EF no tiene unidades = [%] x [%] x [%]

OSHA espera que la exposición se reduzca tanto como sea razonablemente factible.

Para el área de trabajo y la demarcación de áreas que pueden contener cromo hexavalente, se espera que las empresas hagan al menos lo siguiente:

  • Las áreas con exposición a elementos en suspensión por encima del PEL deben demarcarse con la señalización adecuada para limitar la entrada no autorizada.
  • Las ubicaciones que rodean los procesos que utilizan cromo hexavalente deben estar libres de contaminación de la superficie. De las cuatro formas para limpiar la contaminación de la superficie (barrido, soplado con aire comprimido, trapeado húmedo y aspirado), el trapeado húmedo y la aspiración con HEPA son las únicas formas que son eficaces y aceptables. El aire comprimido solo se puede usar en condiciones muy específicas si no es posible aspirar; consulte el sitio web de la OSHA para esas condiciones.

Se espera que las empresas pongan las regulaciones a disposición de todos los empleados. Si desea investigar por su cuenta, los siguientes son dos de muchos lugares donde puede obtener más información:

* Tenga en cuenta que OSHA a menudo actualiza y modifica los enlaces. Por ello, si estos enlaces están rotos, comience en la página de inicio y busque las palabras clave "cromo hexavalente".

Requisitos del Empleado

Los empleados también tienen responsabilidades: protegerse a sí mismos. Deben usar equipo de protección personal adecuado, buenas habilidades de limpieza, controles de ingeniería una vez implementados y buenas técnicas de higiene personal. Una buena higiene personal incluye no usar tabaco, no aplicarse cosméticos, no comer, no meter los dedos en la boca o la nariz y lavarse las manos/la cara antes de realizar cualquiera de las actividades anteriores, antes de tomar un descanso o al final de su turno.

El Control de Ingeniería Debe Incluir una Buena colección de Polvo y Emanaciones o Humos

Un sistema de ventilación bien diseñado, que incluya un colector de polvo operado correctamente, puede ser un factor para reducir los niveles generales de exposición al cromo hexavalente en una instalación.

Como se muestra en la tabla anterior, los tamaños de las partículas de las emanaciones que transportan cromo hexavalente varían de 5/100 de una micrón a 34 micrones, y la mayoría se encuentran en el rango muy pequeño (submicrón a 2 micrones). Por lo tanto, es necesario utilizar medios de filtración en el sistema de colección que puedan capturar una amplia gama de tamaños, desde partículas submicrónicas hasta partículas grandes.  Se recomiendan filtros de alta eficiencia, como los filtros de nanofibras Ultra-Web® de Donaldson® Torit®. Cada filtro debe tener al menos 1.5 pulgadas de presión de columna de agua en los filtros para optimizar el rendimiento.

Un sistema de ventilación bien diseñado tendrá velocidades de captura suficientes en los distintos extractores para ayudar a controlar cualquier emisión que contenga cromo hexavalente.  La Guía de Ventilación Industrial de la ACGIH ofrece varios ejemplos que incluyen:

  • VS-90-01 a 03 para Soldadura
  • VS-90-20 para Soldadura Robótica
  • VS-90-30 para Metalización por Aspersión
  • VS-90-10 para Oxicorte
  • Mesas con láser 250 fpm para zona (no se cubren)

En combinación con los potentes colectores de polvo Donaldson Torit Downflo®, los colectores de emanaciones Easy-Trunk® o Porta-Trunk®, un sistema de ventilación bien diseñado y operado puede reducir la exposición a polvos y emanaciones que contienen cromo hexavalente.

La colección ambiental de emanaciones (a veces denominada ventilación general) no es recomendable, ya que normalmente solo limpia el 70 % del aire en un momento dado. La colección ambiental simplemente no es lo suficientemente potente como para encargarse de las emanaciones que potencialmente contienen cromo hexavalente. Los extractores de captura situados lo más cerca posible de la fuente de generación y conectados mediante ductos a un colector de polvo/emanaciones bien construido asegurarán un mejor confinamiento de las partículas de las emanaciones.

Su representante de ventas de Donaldson Torit puede ayudarlo a determinar qué productos de filtración de polvo son los más adecuados para el diseño y funcionamiento de su sistema de ventilación. Si bien los ingenieros de Donaldson Torit NO son expertos en Cromo Hexavalente, conocen los filtros de aire y pueden ayudarlo a seleccionar el filtro adecuado para sus necesidades de ventilación.

Resumen

En resumen, el cromo hexavalente es un material regulado y tóxico que debe tratarse mediante la implementación de precauciones adecuadas, que incluyen: 

(A) Controles de ingeniería cuando sea necesario
(b) Protección respiratoria si es necesaria
(c) Buenas prácticas de limpieza
(d) Equipo de protección personal adecuado
(e) Buenas prácticas de higiene personal.

Referencia
* American Conference of Industrial Hygienists (ACGIH, Conferencia Estadounidense de Higienistas Industriales Gubernamentales), Industrial Ventilation (Ventilación industrial): A Manual of Recommended Practice for Design, Cincinnati, Ohio: Kemper Woods Center, 2007 26° edición

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