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Extracción de humos de láser

Vergleichsgrafik, die den Unterschied zeigt zwischen Arbeiten mit und ohne Absaugung: Arbeiten im Partikelnebel, wenn keine Absaugung vorhanden ist.

Quien desea aspirar el humo generado por el láser suele pensar primero en la seguridad laboral. Es cierto, pero en la práctica se queda corto. Y es que, en los procesos basados en láser, no se trata solo de eliminar las emisiones del área de trabajo. Se trata también de garantizar procesos estables, entornos limpios alrededor de las máquinas y condiciones de producción fiables.

Dependiendo del procedimiento, el material y la gestión del proceso, durante el láser se generan humos, polvo fino y partículas muy pequeñas en suspensión. Algunas de ellas son tan finas que no se perciben a simple vista. Eso es precisamente lo que hace que el tema sea complejo. Lo que es invisible se subestima rápidamente en el día a día.

Por qué la extracción de humos de láser es más que seguridad laboral

En muchas empresas, la tecnología de extracción sigue considerándose principalmente una medida de protección para los trabajadores. Este punto de vista es comprensible, pero no es completo. Quien desea extraer el humo del láser, a menudo influye en mucho más que solo el aire del área de trabajo inmediata.

Las partículas finas pueden dispersarse por el entorno, depositarse en componentes sensibles y empeorar la limpieza general del proceso. Esto puede afectar al mantenimiento, a la disponibilidad de las instalaciones y a la constancia de las condiciones de fabricación. En resumen: el aire limpio no es solo una cuestión de salud. También es una cuestión de proceso.

Lo pequeñas que pueden ser las partículas de los procesos láser

El tema cobra especial relevancia por el tamaño de las partículas descrito en los estudios científicos. En un estudio sobre el corte de placas de acero inoxidable austenítico 304L de 10 a 30 mm de espesor con un láser de fibra de alta potencia, se midió para los aerosoles generados un diámetro aerodinámico mediano de recuento de aproximadamente 0,12 µm, es decir, unos 120 nm [1]. En el mismo trabajo, los autores describen además que la concentración de aerosoles se redujo en casi un 30 % al aumentar la velocidad de corte, dependiendo de las condiciones [1]. Esto demuestra muy claramente que las emisiones de los procesos láser no solo dependen del material. Los parámetros del proceso también desempeñan un papel notable.

En un estudio sobre la fabricación aditiva basada en láser de componentes metálicos se observaron partículas aún más pequeñas. En ese caso, la gran mayoría de las partículas primarias formadas se situaban en el rango de 4 a 16 nm. Los valores medianos comunicados fueron de 8,0 nm, 9,4 nm y 11,2 nm para los procesos investigados [2]. Se investigaron tres procesos de fabricación aditiva basados en láser con polvos de acero inoxidable. Estos valores no pueden extrapolarse de forma generalizada a todos los procesos láser. Sin embargo, dejan claro que en los procesos láser basados en metales pueden generarse partículas en el rango nanométrico [2].

Qué significan técnicamente estos órdenes de magnitud

Precisamente en este punto merece la pena hacer una aclaración. No todo número reducido de partículas equivale automáticamente a una exposición concreta en la misma medida. No obstante, estos órdenes de magnitud ayudan a evaluar el tema de forma más realista.

Según el NIOSH, las partículas de hasta aproximadamente 100 µm se consideran inhalables. Las partículas del rango PM10 se consideran torácicas, y las del rango PM4, respirables [3]. Esto significa que pueden penetrar hasta los alvéolos pulmonares. La OMS señala además que las partículas finas, como las PM2,5, penetran profundamente en los pulmones y, en algunos casos, pueden llegar más allá en el organismo [4].

De este modo, se entiende por qué la aspiración del humo de láser no debe considerarse únicamente desde el punto de vista de que «el humo debe desaparecer». Si en los estudios se describen aerosoles de unos 120 nm o partículas primarias en el rango de 4 a 16 nm [1][2], queda claro que aquí pueden intervenir emisiones muy finas. Precisamente por eso es fundamental contar con un sistema de captación y filtración técnicamente adecuado.

No todos los procesos láser generan las mismas emisiones

Igualmente importante es la precisión técnica: no todos los procesos láser generan las mismas emisiones, y no todos los tamaños de partículas medidos pueden trasladarse fácilmente a otras aplicaciones. Eso sería demasiado general.

Siempre son decisivos el material procesado, el procedimiento concreto, la potencia, el control del proceso, la circulación del aire y el diseño específico del sistema de captación. El corte por láser, el marcado por láser, la limpieza por láser y la fabricación aditiva basada en láser no son lo mismo. Incluso dentro de un mismo proceso, los cambios de material o la modificación de los parámetros del proceso pueden influir en el comportamiento de las emisiones. Precisamente por eso, una buena solución no necesita promesas generales, sino un diseño técnico preciso.

Lo que debe ofrecer una buena extracción en la práctica

Quien quiera extraer el humo del láser necesita algo más que un movimiento general del aire en la sala. Es fundamental que las emisiones se capten lo antes posible y lo más cerca posible del lugar de origen. Cuanto mejor se consiga esto, menor será la probabilidad de que las partículas se dispersen de forma incontrolada por el entorno.

Una solución de extracción y filtrado bien diseñada puede contribuir a

  • reducir la contaminación en el entorno de trabajo,
  • eliminar las emisiones finas directamente del proceso,
  • mantener más limpias las zonas sensibles de la planta,
  • reducir los depósitos en el entorno,
  • disminuir los costes de mantenimiento
  • y favorecer unas condiciones más estables en la producción.

 

Esto suena técnico, pero en la práctica es muy concreto. Cuando quedan menos emisiones en el entorno, a menudo también aumenta la seguridad operativa. Y cuando los procesos se desarrollan de forma más limpia, la calidad y la disponibilidad suelen verse reforzadas al mismo tiempo.

La aspiración del humo del láser como parte de una producción estable

Al fin y al cabo, no se trata solo de una medida de protección aislada. Quien debe aspirar el humo del láser decide al mismo tiempo sobre una parte de la calidad del proceso. El aire limpio en el lugar de origen puede ayudar a proteger a las personas, a mantener las máquinas más limpias y a hacer que las condiciones de producción sean más fiables.

Ahí radica precisamente el verdadero valor añadido. La extracción no es un tema secundario que comience solo después del proceso. Es un componente técnico de una fabricación bien planificada.

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Fuentes