La mejor solución para el control de la neblina tiene en cuenta los procesos específicos de su taller.

Los centros de mecanizado modernos son diferentes de los de las generaciones pasadas. Las máquinas de hoy ofrecen velocidades de herramienta mucho más altas y suministran los fluidos de trabajo de metales a presiones mayores. Esto genera niveles elevados de partículas de neblina más pequeñas (de 2 micras o menos) que deben capturarse con un colector de neblina o un sistema de recolección de neblina. Todas estas partículas más pequeñas son más difíciles de filtrar eficazmente. Si no se controla adecuadamente, la neblina del fluido metalmecánico (MWF) puede plantear riesgos para la salud y la seguridad, sin mencionar que dificulta atraer y retener personal. Comprender las diferencias entre las tecnologías de recolección de neblina puede ayudarle a diseñar un sistema de control de neblina optimizado para sus procesos específicos, creando un entorno de trabajo más seguro.

¿Qué hace peligrosa a la neblina?

La neblina del fluido metalmecánico se forma cuando el fluido metalmecánico se somete a fuerzas mecánicas durante el mecanizado o el rectificado. La neblina se dispersa en el aire debido a la alta presión de suministro, el movimiento a alta velocidad de las herramienta de mecanizado y la fricción entre la herramienta y la pieza de trabajo. Esta neblina puede liberarse al aire circundante en el espacio de trabajo, lo que supone un riesgo de inhalación o provoca irritación ocular. El pequeño tamaño de las partículas de la neblina MWF actual aumenta el riesgo potencial de inhalación porque, en algunos casos, los niveles submicrónicos de partículas pueden abrirse camino hasta los pulmones.1

La exposición prolongada a la neblina MWF puede provocar diversos problemas de salud, incluyendo afecciones respiratorias. De hecho, el asma relacionada con el trabajo es uno de los trastornos ocupacionales más prevalentes, que genera importantes costos en atención de salud e indemnizaciones a los trabajadores.2

La Administración de Seguridad y Salud en el Trabajo (OSHA) reconoce estos peligros y regula los límites de exposición permitidos a determinados tipos de neblina, lo que significa que los empleadores deben controlar cuidadosamente la calidad del aire para garantizar el cumplimiento de las normas de la OSHA.

1Agencia de Protección del Medio Ambiente de Estados Unidos: Efectos del material particulado (PM) en la salud y el medio ambiente

2Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades: Instituto Nacional de Seguridad y Salud en el Trabajo (NIOSH): Fluidos metalmecánicos

Mitigación de riesgos

El método de jerarquía de controles recomendado por el Instituto Nacional de Seguridad y Salud en el Trabajo puede proporcionar una hoja de ruta para aplicar controles eficaces contra el riesgo de exposición a la neblina MWF.

Aplicando esta jerarquía, la empresa debe implementar controles de ingeniería viables, como un sistema de ventilación con extracción localizada, para reducir la exposición si un proceso no puede eliminar o sustituir los peligros.

Entre los ejemplos de sistemas de ventilación con extracción localizada para neblina de fluidos metalmecánicos se incluyen:

• Sistema único
• Sistema celular
• Sistema centralizado

Es prudente y recomendable aprovechar los recursos disponibles y bien informados para evaluar y seleccionar el sistema de control de ingeniería adecuado que sea lo suficientemente eficaz para cumplir las normas inicialmente y con el paso del tiempo. Si se realiza cualquier modificación en el sistema de ventilación con extracción localizada, será necesario reevaluar el sistema de control de ingeniería.

Cómo funcionan los colectores de neblina

La función principal de un colector de neblina es eliminar la neblina y las gotas de la corriente de aire. Para lograr esta función, un colector de neblina debe atraer y agrupar las gotas pequeñas en gotas más grandes, y drenar de manera eficaz el fluido recolectado. Las gotas de neblina se pueden capturar de una corriente de aire de varias maneras, incluyendo medios escalonados, precipitación electrostática y separación inercial. Debido a la necesidad de una recolección más eficaz de las partículas de neblina más pequeñas, la filtración basada en medios ha sustituido a las tecnologías más antiguas y se ha convertido en la solución estándar para muchos propietarios de procesos.

Los colectores que utilizan medios filtrantes como mecanismo principal para la eliminación de la neblina suelen emplear varias fases de drenaje gravitacional. Esto permite seleccionar medios filtrantes específicos en cada etapa según la cantidad y el tamaño de partículas de las gotas generadas.

Una de las dificultades de la filtración de neblina es equilibrar la necesidad de lograr una recolección eficiente con la necesidad de permitir que las gotas drenen adecuadamente. Es posible lograr eficiencias de filtración más altas utilizando fibras más pequeñas y compactas; sin embargo, en la mayoría de los filtros disponibles en el mercado, las fibras más finas requieren resinas para mantenerlas unidas, y esas resinas impiden que el líquido unido en gotas se drene de manera eficaz. 

Esto puede ser un problema, ya que los filtros fabricados con fibras pequeñas y apretadas pueden obstruirse fácilmente con las partículas capturadas, lo que provoca una mayor caída de presión, reduce las velocidades de captura y disminuye vida útil del filtro (Figura 1).

Cuando el medio filtrante está fabricado con fibras grandes, las características de drenaje son mucho mejores, pero la capacidad del medio de capturar las gotas de neblina (en especial las más pequeñas) se ve gravemente afectada. Los medios filtrantes avanzados, diseñados con una mezcla íntegramente de fibras de vidrio pequeñas y grandes unidas sin resinas, ofrecen un drenaje superior (Figura 2). 

Etapas de los medios de filtración

Una manera de lograr tanto una alta eficiencia como un drenaje eficaz es utilizar etapas de filtración en capas. Si cualquiera de estas etapas de filtración drena mal, puede obstruirse y reducir la capacidad de captura.

1. Muchos colectores de neblina cuentan con una capa de prefiltro, que normalmente está compuesta por fibras grandes, mallas o rejillas que capturan las gotas más grandes y permiten que drenen con facilidad.
2. Una primera o segunda capa captura la mayoría de las gotas restantes con un medio filtrante de mayor eficiencia, manteniendo al mismo tiempo características de drenaje adecuadas.
3. La etapa final o posfiltro suele ser un filtro HEPA (99.97 % de eficiencia en partículas de 0.3 micras) o un filtro DOP (95 % de eficiencia en partículas de 0.3 micras).

Algunos colectores de medio fibroso utilizan medios recubiertos en filtros de mangas. Estos filtros no contienen mucha resina, por lo que drenan de manera eficaz incluso con virutas o neblina pegajosa, y ofrecen una eficiencia aceptable. Sin embargo, su estructura no es muy estable. Con el tiempo, las fibras del medio se unificarán, lo que provocará un aumento en la caída de presión, menor flujo de aire y una menor eficiencia de filtración.

Diseño del sistema de colección de neblina

Incluso cuando se utilizan posfiltros HEPA para obtener los niveles más altos de eficacia, es fundamental contar con un sistema total correctamente diseñado. Para diseñar un sistema de recolección de neblina con ventilación con extracción localizada que satisfaga las necesidades de sus procesos específicos, tenga en cuenta estos factores: 

• Horas de funcionamiento y tiempo de ciclo
• Tipo de metal y proceso
• Tipo de fluido metalmecánico
• Presión del fluido
• Presencia de virutas
• Tipo, tamaño y cantidad de neblina
• Objetivos de eficiencia y mitigación de neblina (necesidades de CFM)
• Configurabilidad y opciones del colector (características)
• Necesidades de la planta

El objetivo es diseñar un sistema que capture el aire cargado de neblina con el menor caudal de aire necesario. Si el caudal de aire es demasiado bajo, la captación resulta insuficiente y el aire cargado de neblina puede filtrarse por puertas abiertas e introducirse en el aire o en zonas del espacio de trabajo. Si el flujo de aire es demasiado elevado, se desperdicia energía al hacer pasar aire en exceso por el colector y la vida útil del filtro puede reducirse considerablemente. Para ayudar a optimizar el flujo de aire, es importante que el ventilador tenga el tamaño adecuado para mantener la velocidad de captación correcta en la campana y, al mismo tiempo, compensar las pérdidas de presión estática del sistema.

Métodos de dimensionamiento 

Un factor clave para garantizar un funcionamiento eficaz y una captación de neblina constante es dimensionar el ventilador del colector para que alcance el flujo de aire especificado y cumpla los requisitos de presión estática del sistema. Esto normalmente se mide en pies cúbicos por minuto (CFM) y pulgadas de columna de agua. Existen varios métodos para determinar el flujo de aire necesario:

Intercambio de aire: Se utiliza para la contención de neblina a puerta cerrada en máquinas cerradas.

Cálculo: Volumen del recinto de la máquina (pies cúbicos) x 3-5 intercambios por minuto = caudal total de aire CFM

Dimensionamiento por área abierta: Se utiliza para la contención a puertas cerradas o abiertas en máquinas cerradas.

Cálculo (puerta vertical): Área total abierta (pies cuadrados) × 50 FPM = flujo total de aire (CFM) Cálculo (puerta vertical con techo): Área total abierta (pies cuadrados) × 75 FPM = flujo total de aire (CFM)

Dimensionamiento por área ambiental: Solo se utiliza cuando los sistemas de captación en la fuente no son una opción.

Cálculo: Volumen de la sala en pies cúbicos ÷ 10/20 minutos por intercambio = flujo total de aire (CFM)

La mejor metodología de dimensionamiento para máquinas cerradas depende del rendimiento deseado. Por ejemplo, lograr la contención de neblina y mantener buena visibilidad con las puertas de la máquina cerradas favorece el método de intercambio de aire. Por el contrario, el método de área abierta dimensiona el sistema para lograr contención manteniendo una presión negativa dentro de la máquina, incluso con puertas o áreas abiertas. Pueden ser necesarias consideraciones adicionales de diseño o de aplicación para completar el cálculo. Un consultor de aire industrial puede proporcionar orientación adicional para aplicaciones específicas.

¿Qué significa esto para el comprador de un sistema de recolección de neblina?

Hay que tener en cuenta muchos factores a la hora de decidir la mejor manera de controlar la neblina y proteger a los empleados. Al comprender mejor cómo se genera la neblina y los peligros que conlleva, puede evaluar diversos sistemas de recolección de neblina, elegir el mejor para sus procesos específicos y asegurarse de que todo el sistema esté optimizado para una eficiencia continua. No dude en ponerse en contacto con un profesional calificado o con Donaldson para obtener asistencia sobre productos y aplicaciones y así asegurarse de disponer de la solución de mitigación de neblina óptima para su aplicación.

Más recursos

Fluidos metalmecánicos - Normas | Administración de Seguridad y Salud en el Trabajo (osha.gov)

Ventilación industrial: A Manual of Recommended Practice (ACGIH 1998) proporciona pautas generales para la recirculación del aire de extracción.