Problemática de la inhalación del polvo de madera
Se entiende por polvo la dispersión de partículas sólidas en el ambiente. Cuando estas partículas son más largas que anchas, se denominan fibras.
Independientemente de la especie de madera y del tipo de tablero, cuando las piezas se mecanizan producen polvo, dispersándose en el aire y pudiendo inducir a patologías respiratorias y cutáneas. La duración de la exposición es un factor crucial en la aparición de estas enfermedades.
La exposición a polvo en el lugar de trabajo es un problema que afecta a muchos y muy diversos sectores (minería, fundición, canteras, panaderías, etc.), pues dicha exposición puede dar lugar a una amplia gama de enfermedades respiratorias (asma, bronquitis crónica, enfisema pulmonar).
La clasificación respecto al polvo de la madera se debe a criterios botánicos, considerándose maderas duras las provenientes de especies arbóreas caducifolias, también conocidas como frondosas o de hoja caduca (roble, haya, nogal, fresno, cerezo, castaño, olmo, sauce, abedul, sicómoro, entre otras).
En contraposición, las maderas blandas provienen de especias arbóreas de hoja perenne, las coníferas (gimnospermas), entre las que podemos indicar el pino, abeto, alerce, pícea, cedro y la secuoya.
Las maderas duras tienden a presentar una mayor densidad, fibras más cortas, un mayor contenido en poliosas (hemicelulosas) y sustancias solubles en solventes polares (taninos, avonoides, quinonas), así como un menor contenido en lignina que las maderas blandas.
En el “Apéndice 2: lista de maderas duras” de la “Guía técnica para la evaluación y prevención de los riesgos relacionados con la exposición durante el trabajo a agentes cancerígenos o mutágenos”, publicada por el Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el trabajo se presenta un lista indicativa con los nombres científico y común de algunas maderas duras comercializadas, aún cuando en la práctica muchas otras maderas duras también se utilizan en proporciones importantes, sobre todo entre las de origen tropical.
No es fácil encontrar determinados tipos de madera en las empresas del Sector de la Madera y el Mueble, ya que gran parte del producto actual se realiza empleando tablero y tablero rechazado. Las maderas más comunes son:
- Mueble interior; haya, nogal, cerezo, roble, fresno, pino, tulipier, wengue.
- Mueble exterior: Teca, eucalipto rojo, ipe, merbau.
- Construcción (estructuras, pavimentos, etc.): Pinos, abeto, iroki, ipe lapacho, jatoba, blondo.
- Carpintería interior (puertas, ventanas): Pinos, roble, haya, abeto, maple, fresno.
- Carpintería exterior (puertas, ventanas): Pinos, ipe, iroki.
Aunque la cantidad de madera importada sí que ha variado, el orden de importación de dichas maderas se mantiene constante, siendo casi la mitad de la importación debido a maderas como el álamo, castaño, eucalipto, babeen, caoba americana (swietenia spp.); imbuya; balsa; palisandro del brasil, palo de rosa y abedul. No obstante vemos que el roble y el haya ocupan el cuarto y quinto puesto, respectivamente, en importación de madera, y cabe destacar que en este grupo sólo están roble y haya, sin englobarlas con otro tipo de maderas, como ocurre en el resto de grupos.
El concepto de maderas duras es importante por sus efectos cancerígenos. El trabajo de las industrias madereras puede comportar la exposición a cancerígenos conocidos y sospechosos. El polvo se ha clasificado como cancerígeno para los humanos (Agencia Internacional para la Investigación sobre el Cáncer (IARC).
Los riesgos derivados de la exposición al polvo por procesamiento de las piezas de madera, se pueden producir por concentración ambiental del polvo, por la sequedad de la madera, por los contenidos de taninos y por la posible presencia de otros elementos contaminantes como barnices, pinturas y tratamientos específicos. Si además de polvo, hay gases o vapores en el ambiente, éstos impregnarán las partículas y pueden potenciar su nocividad.
Hay que tener en cuenta que en el riesgo asociado a la inhalación de polvo no sólo influye la especie de la madera, sino también el tipo de polvo generado, es decir el tamaño de las partículas. Las partículas más pequeñas en principio son las más peligrosas pues permanecen más tiempo en el aire y pueden penetrar hasta los lugares más profundos de los bronquios. A estos efectos se ha acuñado el concepto de “polvo respirable”, es decir, la facción de polvo que puede penetrar hasta los alvéolos pulmonares. Se suelen fijar en los estudios especializados de carácter técnico los siguientes límites:
El diámetro medio de las partículas de polvo de madera se encuentra, generalmente, entre 10 µm y 30 µm, pero durante procesos como el lijado se pueden emitir partículas más finas, llegando hasta diámetros de partícula inferiores a 7 µm.
El tamaño de la partícula de polvo determina el tipo de lesión. La mayoría de las partículas más gruesas, entre 50 µm y 100 µm, no pueden penetrar en las vías respiratorias, quedando retenidas en las fosas nasales y la garganta, siendo eliminadas más tarde por el organismo, mediante la deglución, secreción nasal o la expectoración de las mismas. El resto de partículas más finas (z 50 µm) pueden penetrar hasta los pulmones y las inferiores a 5 µm lo hacen hasta los alvéolos pulmonares.
En general, las partículas de un tamaño suficientemente pequeño flotan en el aire formando una suspensión de la que caen lentamente. Las de mayor tamaño sedimentan y el resto se mueven con el movimiento del gas que las soporta. En el depósito y retención pulmonar de estas partículas, intervienen factores tanto anatómicos y fisiológicos como de índole puramente física, como el tamaño de las partículas. Así las de diámetro superior a 30 µm carecen de importancia fisiológica, ya que rara vez penetran en las vías respiratorias.
Los valores límites de exposición profesionales son un componente importante de las medidas generales de protección de los trabajadores y deben revisarse cada vez que resulte necesario a la luz de los datos científicos actualizados. El valor límite es el límite de la media ponderada temporalmente de la concentración de un agente cancerígeno en el aire dentro de la zona en que respira el trabajador en relación con un periodo de referencia específico.
En cuanto al polvo, los factores de riesgo dependen de la tasa de concentración de polvo y partículas, para la que se establecen unos determinados niveles para una jornada laboral normal de tiempo de exposición. Los parámetros internacionales oscilan entre 1 mg/m3 de la ACGIH (“TLVs y BEIs, Valores límites umbral para sustancias químicas y agentes físicos e índices biológicos de exposición”) para maderas duras y 5 mg/m3 para las blandas, Alemania, que establece 2 mg/m2 para las duras y el Reino Unido y España establecen para las maderas duras el mismo límite que el que establece la ACGIH para las maderas blandas (5 mg/m3).
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Pintura en polvo para madera y derivados
La pintura en polvo es un acabado seco, con un contenido en sólidos del 100%, que no necesita disolverse o suspenderse en un medio líquido sino que se suministra en forma de partículas finalmente molturadas ya lista para su aplicación. Es una de las alternativas a los productos utilizados tradicionalmente para el recubrimiento del MDF, como las pinturas en base disolvente, papeles, melaminas o laminados, aunque es el sistema más desconocido y por ello el que más dudas genera entre los usuarios de cara a su posible implantación a nivel industrial.
Se ha estado utlizando durante los últimos 35 años en el sector de acabados para metal, por las grandes ventajas que su utilización implica, pero su aplicación estaba limitada a sustratos conductivos con superficies homogéneas y capaces de soportar las altas temperaturas necesarias para el curado del polvo. Los avances realizados en esta tecnología en los últimos cinco años, han permitido su utilización a nivel industrial en una mayor variedad de sustratos, como los térmicamente sensibles, por ejemplo el MDF, y actualmente, a escala de laboratorio sobre algunas especies de madera maciza y de algunos materiales derivados de la misma.
Al conseguir resinas con puntos de fusión más bajos que las de las utilizadas para metal, alrededor de 160 – 150ºC, fue posible la utilización de las pinturas en polvo para el recubrimiento de MDF. Los acabados que se conseguían inicialmente eran pigmentados con texturados más o menos gruesos, debido a que a esas temperaturas no era posible dejar suficiente tiempo a la película para su nivelación sin dañar el sustrato. Era necesario seguir investigando para rebajar más la temperatura de fusión de las resinas, y conseguir así procesos menos agresivos para el sustrato, que dotaran a esta tecnología de una mayor versatilidad en cuanto a tipos de acabados, así como de sustratos utilizables.
Se consiguió rebajar las temperaturas hasta los 130 – 140ºC de manera que, por un lado, se superaron los problemas iniciales de agrietamiento de los cantos del MDF y, por otro, se consiguieran acabados con texturados más finos. Las características de aspecto y prestaciones de las formulaciones existentes conseguidas, como eran los acabados con diferentes grados de texturado con buenas prestaciones químicas y mecánicas, además de su facilidad de aplicación sobre piezas con geometrías irregulares, hizo que estos productos se empezaran a utilizar, en Europa y en Estados Unidos, en la fabricación de mobiliario auxiliar para HI-FI y TV, de oficina, juvenil e infantil y hostelería, así como en el recubrimiento de expositores, además de en algunos elementos utilizados en el sector de la construcción, con fines decorativos, como paneles para el revestimiento de paredes y techos.
Actualmente existen dos tipos de productos en polvo para el recubrimiento del MDF: los de baja temperatura de curado o curado térmico, y los de curado UV. Siendo los de curado UV la alternativa de futuro para esta tecnología debido a que están permitiendo obtener productos y procesos que permiten aplicaciones más versátiles.
En ambos casos, las primeras etapas del proceso de acabado (precalentamiento del sustrato y aplicación electroctática del polvo) son iguales, diferenciándose en las etapas de fusión y curado, como puede apreciarse en las imágenes.
En el curado térmico (fusión y curado del polvo) se realiza en hornos de convección o por radiación IR. La reacción de polimerización comienza inmediatamente, limtando la nivelación de la película fundida. Se requieren entre 15 y 25 minutos, a temperaturas comprendidas entre 120 y 140ºC, dependiendo del producto utilizado.
En cambio, en los productos de curado UV, las etapas de fusión y curado están separadas físicamente, lo que permite una mejor nivelación de la película y por lo tanto una mayor variedad en el grado de texturizado, y la única opción para conseguir acabados lisos. Primero tiene lugar la fusión del polvo durante 60 – 120 segundo en horno de IR (temperatura superficial entre 100 – 120ºC) y a continuación, cuando la película fundida es irradiada con luz UV, se produce la reticulación polimérica (2-4 minutos en túneles de curado UV, con dosis de radiación UV entre 1000 y 3500 mJ/cm2).
Independientemente del sistema utilizado, para obtener un buen acabado es imprescindible evaluar todo el proceso en su conjunto y ajustar todos los componentes que intervienen en el proceso de acabado: soporte de MDF, producto en polvo, sistema de aplicación y hornos de curado.
El curado UV de pinturas en polvo, al igual que ocurre con los recubrimientos líquidos de curado UV, permite tiempos de curado más cortos, lo que implica una mayor productividad y un menor consumo energético. Por otra parte, el ciclo de calentamiento es menos severo que con curado térmico por lo que la elección del tipo de MDF es menos crítica, y además sería la única opción actualmente para obtener buenos resultados sobre madera. Hay que añadir que, como ocurre siempre que existe un curado químico, el acabado presenta mejores resistencias físicas y químicas. Pero, concretamente, para el caso de la pintura en polvo para madera y derivados, la ventaja más destacable es que, el curado UV, permite obtener una mayor variedad de acabados. La separación entre los pasos de fusión y curado favorece una mayor nivelación de la película y por lo tanto la posibilidad de obtener texturados más finos que con los productos de curado térmico donde no existe dicha separación, o acabados lisos. En cambio, la ventaja más destacable del curado térmico frente al UV, es que tanto las líneas de curado como las formulaciones son más económicas.
