Nuevas resinas para sistemas de moldeo furánicos, orientadas a la reducción de emisiones de formaldehido en planta
Las emisiones de sustancias químicas nocivas generadas por el uso de aglomerantes químicos, representan hoy en día uno de los retos más urgentes a los que se enfrenta el sector de fundición en materia de prevención de riesgos laborales, teniendo a su vez en cuenta las nuevas reclasificaciones de peligrosidad realizadas para determinados productos.
Son varios los sistemas químicos que se utilizan actualmente en fundición para la aglomeración de la arena de los moldes, en función del propio proceso productivo y del producto final a fabricar: Furánico-Ácido, Fenólico-Ácido, Fenólico-Alcalino, Fenólico-Uretano y Silicato-Éster.
Estos cinco sistemas autofraguantes generan emisiones, siendo muy diversos los puntos críticos de emisión dentro de una fundición: moldeo, machería, área de colada, desmoldeo, …., así como los factores que inducen a la generación de las emisiones, pudiendo estar relacionados tanto con la propia formulación de las resinas, como con las condiciones ambientales de la planta y/o de la arena y de sus condiciones de uso.
De entre todos ellos, el sistema autofraguante furánico es a día de hoy el más extendido en las fundiciones del Estado que fabrican piezas de grandes dimensiones en fundición gris y esferoidal, fundamentalmente, por las ventajas técnicas que ofrece. Desde el punto de vista medioambiental y de las posibles emisiones nocivas que puede liberar, el sistema furánico se califica de relevante, tanto desde un punto de vista cualitativo, como cuantitativo.
Los componentes de un sistema de moldeo furánico son la arena, normalmente de sílice, una resina furánica y uno o varios catalizadores ácidos, que hacen reaccionar a la resina, dando la robustez y estabilidad requeridas al molde. En la elaboración de las resinas, además del principal compuesto, el Alcohol Furfurílico, también participan entre otros, compuestos de Fenol y el Formaldehido, lo cual implica la emisión de compuestos orgánicos volátiles de estas tres sustancias.
El Alcohol Furfurílico fue reclasificado en 2009 por la Unión Europea de “nocivo” a “tóxico por inhalación” (R-23) y el Fenol es un compuesto catalogado como “tóxico” (R-23/24/25). Con la reclasificación del Alcohol Furfurílico, se han venido desarrollando en los últimos años nuevas resinas con niveles inferiores de Alcohol Furfurílico libre y, por consiguiente, se han reducido considerablemente los niveles de emisión de dichas sustancias.
El nuevo Reglamente Europeo 605/2014 de reciente entrada en vigor el pasado 1 de Enero de 2016 (según Reglamento 1272/2008), modifica la clasificación del Formaldehido pasando de estar clasificado como cancerígeno de categoría 2 con la indicación de peligro H351 (se sospecha que provoca cáncer), a cancerígeno de de categoría 1B con la indicación H350 (puede provocar cáncer). También ha sido clasificado como mutágeno de categoría 2, con la indicación de peligro H341 (se sospecha que provoca defectos genéticos).
Esta nueva situación obliga a prestar especial atención y control sobre las emisiones en los puestos de trabajo, donde en numerosas ocasiones se detectan niveles de concentración de formaldehido por encima de los valores límite establecidos por el INSHT (Instituto Nacional para la Seguridad e Higiene en el Trabajo).
Bajo este complejo contexto surge la necesidad imperiosa de desplegar mayores esfuerzos en el desarrollo de nuevas resinas, que por un lado ofrezcan altas resistencias mecánicas, pero que presenten a su vez menores emisiones de formaldehido.
En relación a este último punto, se empiezan a desarrollar “resinas modernas” frente a las resinas comerciales tradicionales, que se están evaluando desde IK4 AZTERLAN tanto a nivel de laboratorio, como a escala semi-industrial.
Los resultados apuntan en la buena dirección, con importantes reducciones en las emisiones de formaldehido que van entre un 50% y un 70%, respecto a los valores obtenidos con las resinas convencionales.
El importante trabajo realizado para la adecuación de la metodología de estudio diseñada por IK4 AZTERLAN, basada en un riguroso control de diversos factores influyentes en la generación de las emisiones de formaldehido y Alcohol Furfurílico, ha sido confirmado con la reproducción de los resultados obtenidos a escala piloto en posteriores pruebas de fundición.
A la vista de estos resultados preliminares, se constata la posibilidad de resolver o de minimizar de forma considerable la problemática del formaldehido, actuando sobre el propio sistema furánico.
Una vía que cuenta con un importante potencial de desarrollo de I+D, por parte de las distintas empresas fabricantes de resinas.
Resultados de laboratorio sobre el estudio comparativo de emisiones de formaldehido
Pruebas y monitorización de las emisiones en campo.
