En la metalurgia de primera transformación, una vez que el metal ha sido obtenido por procesos extractivos (pirometalurgia, hidrometalurgia o electrometalurgia), comienza la etapa de colada y moldeo, donde el metal fundido se solidifica para adquirir formas iniciales como lingotes, planchones, palanquillas o piezas brutas.
Esta fase es esencial para preparar el material destinado a las operaciones de laminación, forja o extrusión, que se realizarán en la metalurgia de segunda transformación.
Sin embargo, los procesos de colada y moldeo implican condiciones extremas: altas temperaturas, manipulación de metal fundido, liberación de gases y polvo metálico, lo que los convierte en uno de los puntos más críticos desde el punto de vista de la seguridad y la higiene industrial.
Descripción del proceso
La colada consiste en verter el metal fundido procedente del horno en moldes o lingoteras donde se solidifica. Dependiendo del tipo de instalación, pueden encontrarse tres variantes principales:
- Colada en lingoteras: el metal líquido se vierte en moldes metálicos o refractarios individuales.
- Colada continua: el metal fundido fluye de forma controlada a través de un molde refrigerado por agua, formando barras o planchones que se cortan automáticamente.
- Moldeo en arena o en coquillas: empleado en fundiciones para piezas con geometrías más complejas.
Durante la colada, pueden añadirse revestimientos, agentes desgasificantes, fundentes o productos exotérmicos que mejoran la calidad del metal o el rendimiento del molde, pero que también pueden ser fuente de contaminantes peligrosos.
Riesgos químicos y por qué se producen
La combinación de altas temperaturas, reacciones químicas y materiales auxiliares genera una atmósfera potencialmente tóxica. Los principales contaminantes son:
🔸 Humos metálicos
- Se originan por la oxidación del metal fundido (Fe, Mn, Zn, Cr, Ni, Cu).
- El tamaño ultrafino de las partículas (0,1–1 µm) permite que lleguen a los alveolos pulmonares.
- Riesgos: fiebre de humos metálicos, daño pulmonar crónico, efectos neurotóxicos (Mn), y sensibilización cutánea o respiratoria (Ni, Cr).
🔸 Gases de combustión
- En hornos de arco, cubilotes o cucharas de colada se libera monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO₂), óxidos de nitrógeno (NOₓ) y dióxido de azufre (SO₂).
- Riesgos: intoxicaciones agudas, cefaleas, pérdida de conciencia, y efectos irritantes respiratorios.
🔸 Polvos de revestimientos y productos exotérmicos
- Los recubrimientos aplicados sobre moldes y cucharas suelen contener sílice, grafito, óxidos metálicos y resinas fenólicas.
- Los productos exotérmicos liberan fluoruros, fosgeno, formaldehído y CO durante la reacción.
- Riesgos: irritación ocular y dérmica, sensibilización respiratoria, riesgo cancerígeno (formaldehído, sílice cristalina).
🔸 Aerosoles de aceites o lubricantes
- Empleados para desmoldeo o enfriamiento.
- Riesgos: bronquitis irritativa, náuseas, exposición combinada con humos metálicos.
Evaluación de la exposición
La evaluación debe realizarse durante las etapas de vertido, solidificación y limpieza de moldes, incluyendo tareas de mantenimiento.
Métodos de evaluación recomendados:
- Partículas totales y respirables: captadas en filtros y analizadas por gravimetría e ICP (espectrometría de plasma) para determinar metales.
- CO y gases irritantes (SO₂, NOₓ): monitores portátiles con registro continuo.
- Formaldehído y compuestos orgánicos volátiles: muestreo activo con tubos adsorbentes y cromatografía.
- Valores de referencia (INSST 2025):
- CO: 25 ppm (VLA-ED)
- SO₂: 0,5 ppm (VLA-ED)
- Fe: 1 mg/m³ (humos metálicos)
- Mn: 0,2 mg/m³ (fracción respirable)
- Formaldehído: 0,3 ppm (VLA-EC)
Las mediciones deben repetirse en condiciones reales de carga máxima de producción o durante episodios de apertura de cucharas o canales.
La evaluación debe complementarse con observaciones en campo sobre eficiencia de ventilación, mantenimiento de campanas, temperatura ambiental y exposición combinada calor-químico.
Medidas preventivas y correctoras
🧰 Medidas técnicas
- Instalación de campanas de extracción localizada sobre cucharas, canales y estaciones de vertido.
- Capotas móviles o ranuras de aspiración en zonas de adición de fundentes o exotérmicos.
- Brazos articulados para operaciones de mantenimiento o limpieza.
- Ventilación general con aporte de aire limpio y renovación constante.
- Sistemas automáticos de control térmico y sensores de CO.
👷 Medidas organizativas
- Minimizar la presencia de operarios durante la colada.
- Zonas delimitadas con barreras térmicas y señalización visible.
- Formación específica en manejo seguro de metales fundidos, gases y exotérmicos.
- Planes de emergencia ante escapes de CO o vertidos de metal.
🧤 Equipos de protección individual
- Mascarilla con filtro ABEK-P3.
- Ropa ignífuga aluminizada, resistente a salpicaduras.
- Guantes térmicos y de cuero reforzado.
- Gafas de seguridad cerradas o pantalla facial integral.
- Calzado de seguridad de caña alta con puntera metálica.
Tabla resumen de riesgos químicos en colada y moldeo
| Proceso | Contaminantes principales | Riesgo químico | Medidas clave de prevención y control |
|---|---|---|---|
| Colada abierta o manual | Humos metálicos (Fe, Mn, Zn, Cr, Ni), CO, CO₂, NOₓ, SO₂ | Riesgo alto por exposición directa a gases y partículas finas; posible intoxicación por CO. | – Campanas de extracción próximas a cucharas y canales. – Control continuo de CO y temperatura. – Delimitación de zona de vertido y permanencia mínima de operarios. – EPI: mascarilla ABEK-P3, ropa aluminizada y gafas cerradas. |
| Colada continua | Óxidos metálicos, CO, polvo de fundentes, aerosoles de lubricantes | Riesgo medio, focalizado en puntos de vertido y corte. | – Aspiración localizada en boquilla de colada y corte. – Refrigeración y control de temperatura. – Mantenimiento periódico de sistemas de extracción. – EPI: guantes térmicos, gafas, mascarilla filtrante. |
| Moldeo en arena o coquilla | Polvos de sílice cristalina, resinas fenólicas (formaldehído, fenoles), CO, COV | Riesgo alto por emisión de gases irritantes y polvo respirable durante vertido y desmoldeo. | – Ventilación general con extracción localizada en moldes. – Sustitución de resinas fenólicas por alternativas menos tóxicas. – Enfriamiento controlado y limpieza en húmedo. – EPI: mascarilla FFP3, guantes de nitrilo, protección ocular. |
| Limpieza de moldes y retirada de escorias | Polvo metálico, sílice, óxidos y residuos exotérmicos | Riesgo alto por polvo respirable y partículas calientes. | – Aspiradores industriales con filtros HEPA. – Prohibición del uso de aire comprimido. – Formación en manipulación de residuos calientes. – EPI: mascarilla P3, guantes térmicos, calzado de seguridad. |
Normativa aplicable
- Ley 31/1995, de Prevención de Riesgos Laborales
- Real Decreto 374/2001, sobre agentes químicos
- Límites de Exposición Profesional INSST 2025
- Reglamento REACH (CE 1907/2006)
- Reglamento CLP (CE 1272/2008)
Preguntas frecuentes
Conclusión
La colada y el moldeo metálico representan el punto de transición entre la obtención del metal y su transformación industrial.
El manejo de metal fundido, los gases de combustión y los productos exotérmicos convierten esta etapa en una de las más complejas desde la perspectiva higiénica y de seguridad.
Solo una combinación de extracción localizada eficaz, control ambiental y protección personal integral garantiza la salud de los trabajadores y la calidad del producto final.
⚠️ Aviso importante
La información contenida en este artículo tiene carácter divulgativo y orientativo. No sustituye en ningún caso a una evaluación oficial de riesgos químicos, la cual debe ser realizada por un Servicio de Prevención de Riesgos Laborales acreditado, conforme a la legislación vigente (Ley 31/1995 y RD 374/2001).
Cada planta de fundición o acería es responsable de aplicar sus propias medidas preventivas, realizar mediciones higiénicas y garantizar el cumplimiento de los valores límite del INSST y la normativa europea REACH y CLP.