Emissioni di fluido di raffreddamento: pericoli, valori limite e soluzioni di aspirazione efficaci

Durante le lavorazioni meccaniche, i lubrificanti di raffreddamento emettono aerosol e vapori fini nell'aria dell'ambiente di lavoro. Queste emissioni sono causate dalle elevate velocità degli utensili e dalle temperature di lavorazione, che scompongono la miscela di refrigerante in particelle aerodisperse.

La concentrazione di nebbie oleose e nebbie di emulsione nell'aria respirabile è soggetta a limiti rigorosi secondo la norma TRGS 611 (Norme tecniche per le sostanze pericolose) e la norma DGUV 109-003. In assenza di un'adeguata tecnologia di aspirazione, gli aerosol di lubrificanti refrigeranti mettono a rischio la salute dei lavoratori causando malattie respiratorie, irritazioni cutanee e danni permanenti agli organi.

Cosa sono i lubrificanti di raffreddamento e perché si verificano le emissioni?

I lubrificanti di raffreddamento nelle macchine utensili sono responsabili della dissipazione del calore e della lubrificazione durante processi come fresatura, tornitura e foratura. Il lubrificante di raffreddamento viene applicato direttamente all'interfaccia tra l'utensile e il pezzo in lavorazione per ridurre l'attrito e abbassare le temperature. Oltre alla loro funzione di raffreddamento, i lubrificanti di raffreddamento migliorano la finitura superficiale del materiale e prolungano la durata degli utensili. L'emulsione del lubrificante di raffreddamento lega la polvere generata e garantisce un'efficace rimozione dei trucioli dal pezzo in lavorazione.

Nel settore si distingue tra lubrificanti di raffreddamento miscibili in acqua e non miscibili in acqua.

I lubrificanti di raffreddamento non miscibili in acqua sono per lo più a base di oli minerali o oli sintetici con elevate proprietà lubrificanti.

I lubrificanti di raffreddamento miscibili in acqua contengono emulsionanti e additivi per una migliore protezione dalla corrosione. Entrambi i tipi di lubrificanti di raffreddamento rilasciano aerosol nocivi nell'area di lavoro attraverso l'evaporazione e l'atomizzazione meccanica.

Rischi per la salute derivanti dalle emissioni dei fluidi per la lavorazione dei metalli

I vapori e gli aerosol derivanti dai fluidi per la lavorazione dei metalli sono notoriamente pericolosi per la salute e possono contribuire allo sviluppo di malattie professionali. Questi aerosol fluidi vengono assorbiti attraverso il contatto con la pelle e gli occhi, nonché per inalazione di aria contaminata. I fluidi per la lavorazione dei metalli miscibili in acqua sono inoltre soggetti a contaminazione microbica, che può causare problemi respiratori e irritazioni cutanee nei lavoratori. L'esposizione prolungata a nebbie di olio ed emulsioni aumenta significativamente il rischio di malattie croniche respiratorie e cutanee.

Lo smaltimento improprio di trucioli contenenti olio e liquido refrigerante provoca inquinamento del suolo e delle acque. I liquidi refrigeranti usati sono considerati rifiuti pericolosi e non devono mai essere smaltiti nella rete fognaria.

Valori limite e normative per la sicurezza sul lavoro

La norma TRGS 611 specifica i requisiti vincolanti per i fluidi per la lavorazione dei metalli miscibili in acqua. Il contenuto di nitriti nel fluido per la lavorazione dei metalli usato non deve superare i 20 mg/l per prevenire la formazione di N-nitrosammine cancerogene. Il valore del pH del fluido per la lavorazione dei metalli deve essere controllato settimanalmente, poiché valori bassi favoriscono la formazione di nitrosammine.

Un calo prolungato del pH superiore a 0,5 punti rispetto al liquido di raffreddamento appena miscelato richiede l'adozione di contromisure quali la sostituzione parziale o la consultazione con il produttore del liquido di raffreddamento. Tutti i valori misurati devono essere documentati in conformità alla norma TRGS 611 e al regolamento DGUV 109-003 e conservati per almeno tre anni.

La normativa DGUV 109-003 specifica le misure di protezione per i lavori che coinvolgono fluidi per la lavorazione dei metalli. Secondo le attuali migliori pratiche, per i fluidi per la lavorazione dei metalli miscibili in acqua utilizzati nella lavorazione dei metalli, si applicano valori target di 10 mg/m³ per la somma di aerosol e vapore nell'aria respirabile. La misurazione periodica di parametri quali il contenuto di nitriti, il valore del pH, la concentrazione e la contaminazione microbica rientra tra le responsabilità del datore di lavoro.

Misure di base per la riduzione delle emissioni

Prima di implementare misure di trattamento dell'aria, le aziende esaminano innanzitutto i passaggi fondamentali per ridurre le emissioni di refrigerante. L'ottimizzazione della portata del refrigerante riduce l'evaporazione non necessaria. Il refrigerante deve raggiungere il punto di contatto in modo diretto e uniforme per minimizzare l'attrito e garantire la dissipazione del calore. Un involucro ermetico per il sistema e l'installazione di protezioni antispruzzo limitano la diffusione di aerosol di refrigerante.

Le perdite nei sistemi di lubrificazione del sistema di raffreddamento devono essere sigillate immediatamente. Trucioli e pezzi in lavorazione devono essere conservati nell'area di lavoro solo per brevi periodi. I lubrificanti di raffreddamento versati o schizzati devono essere rimossi immediatamente con un aspirapolvere per liquidi o con materiale assorbente. Tutti i punti di raccolta e drenaggio devono essere tenuti chiusi ove possibile; per la raccolta dei panni di pulizia contaminati devono essere utilizzati contenitori richiudibili.

Misure di trattamento dell'aria e sistemi di estrazione

Se le misure di base risultano insufficienti, si ricorre a misure di trattamento dell'aria. Le emissioni del lubrificante di raffreddamento devono essere aspirate alla fonte e all'uscita mediante appositi dispositivi di cattura. L'idoneità dei separatori di nebbia d'olio e dei filtri per aerosol per le emissioni del lubrificante di raffreddamento deve essere testata preventivamente per garantirne l'efficacia.

I sistemi di aspirazione tecnici migliorano significativamente la qualità dell'aria negli ambienti di lavoro. Per l'aspirazione delle nebbie oleose vengono utilizzati sistemi di separazione specializzati, che filtrano efficacemente gli aerosol presenti nell'aria. Il coordinamento tra la progettazione della macchina e la tecnologia di trattamento dell'aria è fondamentale. I dispositivi di cattura delle emissioni di liquido refrigerante dovrebbero essere presi in considerazione già in fase di progettazione della macchina.

La norma VDI 3802, parte 2 (Associazione degli ingegneri tedeschi), raccomanda una velocità massima dell'aria di 4 m/s nella sezione di raccolta. Questo limite impedisce l'aspirazione di gocce o frammenti di dimensioni maggiori. Il reimmissione delle sostanze separate nel circuito del lubrificante di raffreddamento è consentita solo se non sussistono ulteriori rischi derivanti da variazioni di composizione o contaminazione microbica.

Dispositivi di rilevamento per varie applicazioni

Secondo le linee guida VDI, si distingue tra sistemi di cattura delle emissioni di fluidi di raffreddamento chiusi, semiaperti e aperti. I sistemi chiusi, come l'incapsulamento e le cabine di protezione, offrono il massimo livello di protezione con il flusso d'aria di cattura più basso. I sistemi semiaperti vengono utilizzati quando sono necessarie aperture per il carico o per le operazioni.

Nella scelta dei sistemi di aspirazione, i progettisti tengono conto della dispersione delle sostanze dovuta agli effetti termici, alle differenze di pressione e alle parti mobili delle macchine. Le tubazioni per l'aspirazione del refrigerante sono inclinate verso il basso in direzione della fonte di emissione per evitare l'accumulo di refrigeranti liquidi. La velocità di flusso nelle linee di aspirazione deve essere di almeno 20 m/s per prevenire depositi e contaminazioni nel sistema di tubazioni.

Oltre alle emissioni del liquido di raffreddamento, nell'industria manifatturiera si generano altri inquinanti atmosferici a causa di una vasta gamma di processi.

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Le emissioni di fluidi per la lavorazione dei metalli (MWF) richiedono un approccio a più livelli che comprenda misure di base e sistemi di ventilazione. Il rispetto dei limiti di esposizione sul luogo di lavoro secondo le normative TRGS e DGUV garantisce una protezione duratura per la salute dei dipendenti. I separatori di nebbie oleose KAWEHA catturano aerosol e vapori direttamente alla fonte, impedendo la diffusione delle emissioni di MWF nell'area di lavoro.

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