Studii Privind Emisiile de Vapori de Solventi Organici Si a Prafului din Sectoarele de Finisaj la O Fabrica de Prelucrare a Mobilei

INTRODUCERE

Motto:

Provocarea lansată umanității are o structură profundă. Suntem posesorii informației, tehnologiei și ai unei conștiințe a lucrului ce trebuie realizat. Singura întrebare ce apare este: „Putem oare să rezolvăm această problemă? Poate oare o specie capabilă să formuleze o teorie care să reflecte nașterea universului, să implementeze o strategie pentru construirea unui sistem economic durabil din punct de vedere al mediului?”

(Laster Brown – „Probleme globale ale omenirii.”)

De-a lungul istoriei sale omul a cunoscut o evoluție ascendentă, înregistrând în mod continuu noi și noi descoperiri. Drept urmare, amprenta dominantă a acestui secol o constituie nivelul de cunoaștere tot mai ridicat al umanității și, în consecință, nivelul de trai al acesteia înregistrează astăzi în țările dezvoltate, cota cea mai ridicată din istorie (acesta fiind determinată de transpunerea în practică a descoperirilor din activitatea de cercetare-dezvoltare).

Primul factor care a stat la baza dezvoltării umane l-a constuit mediul înconjurător: apă, aer, sol, subsol, vegetație și faună, din care omul a extras fără încetare, uneori până la epuizare resursele necesare, adică materii prime: lemn, sare, fier, cupru, cărbune, petrol, apă, substanțe chimice – fără de care nu ar fi putut înregistra progresul ce caracterizează astăzi omenirea.

Mediul înconjurător este format din patru mari elemente, cum ar fi: atmosfera, hidrosfera, litosfera și biosfera.

Atmosfera este învelișul invizibil de aer, formată din amestecuri de gaze care încojoară Pământul. Practic, atmosfera planetei noastre este 100 % gazoasă, conținând însă și urme de substanțe solide fin divizare. Ea furnizează aerul pe care il respirăm zi de zi, reglează temperatura și filtrează radiațiile solare periculoase.

Mai puțin de 1 % din atmosfera Pământului este alcătuită din vapori de apă (H2O), dioxid de carbon (CO2), ozon (O3), metan (CH4), protoxid de azot (N2O) și hexafluorură de sulf (SF6), gaze cunoscute sub denumirea de gaze cu efect de seră (GES).

În tabelul 1.1. este definit aerul natural prin următoarea compoziție chimică:

( Tabelul 1.1.: Compoziția naturală a aerului

Sursa: http://www.cpnt.ro/download/Poluarea%20Aerului.pdf )

În ultimii ani cercetările științifice au arătat că schimbările în echilibrul climatic atât la scară locală cât și la scară globală sunt principalul factor, care determină creșterea gradului de poluare atmosferică. Schimbările climatice sunt cauzate în mod direct sau indirect de activitățile umane, care determină schimbarea compoziției atmosferei globale și care adaugă la variabilitatea naturală a climei, observate pe o perioadă de timp comparabilă. Omenirea prin activitățile ei contrinuie la creșterea cantității de gaze poluante eliminate în atmosferă, contribuind astfel și la încălzirea globală, la distrugerea stratului de ozon și la multe alte dereglări ale mediului natural.

Poluarea atmosferică este o problemă social-economică gravă, care în unele părți ale lumii, în special în țările puternic industrializate, a luat proporții masive care au impus adoptarea unor metode de limitare a poluării. Prin poluarea aerului se înțelege prezența în atmosferă a unor substanțe străine de compoziția naturală a acestuia, care în funcție de concentrație și timpul de acțiune provoacă tulburări în echilibrul natural, afectând sănătatea și comfortul omului sau mediului de viață al florei și faunei.

Clima Pământului nu a fost niciodată constantă, drept urmare condițiile meteorologice capricioase din anii 80’ și 90’ i-au făcut pe oameni să creadă că ne confruntăm cu o catastrofă globală. Până în prezent temperatura medie anuală s-a manifestat într-o continuă tendință de creștere, la acest lucu contrinuind din plin poluarea aerului și dereglarea efectului de seră natural al planetei, ceea ce determină în momentul de față, una dintre cele mai grave probleme cu care se confruntă lumea contemporană este chiar efectul de seră. Acest efect are acest nume, deoarece, asemenea pereților de sticlă ai unei sere păstrează căldura și oprește evaporarea. Tulburarea acestui proces natural are ca rezultat o climă mult mai caldă și o planetă ce riscă să devină mult mai fierbinte.

Principalele gaze cu efect de seră sunt formate din: dioxidul de carbon (CO2), metanul (CH4), oxidul de azot (N2O), ozonul (O3), cloroflorocarburi (CFC) și vaporii de apă (H2O). Majoritatea gazelor poluante ce ajung printre acestea au capacitate diferită de a absorbi căldura și rămân în atmosferă perioade lungi de timp, ceea ce sporește acțiunea dăunătoare. Efectul nociv de seră se produce atunci când gazele existente în atmosferă depășesc cantitatea normală. Cele mai importante gaze care dereglează acest efect sunt:

Dioxidul de carbon (CO2) este cel mai frecvent gaz cu efect de seră de proveniență antropică, care a crescut până la 25 % de la debutul revoluției industriale. Eliminarile de CO2 de origine antropică au condus la sporirea cu 59 % a potențialului efectului de seră, fiind emanat în urma arderilor carbonului fosil în transporturi, industrie, etc.

Metanul (CH4) este principalul component al gazului natural ars de către utilajele de încălzit, contribuind cu aproape 18 % la creșterea efectului de seră. El provine din descompunerile vegetale, câmpurile inundate de orez, mlaștinile, arderile anaerobe, scurgerile conductelor de gaze, instalațiile de stocaj de la minele de cărbune, de la materiale organice în descompunere, etc.

Oxidul de azot (N2O) contribuie la sporirea efectului de seră cu aproximativ 6 %. El provine de la arderea combustibilului fosil, utilizarea îngrășămintelor azotate, incinerarea arborilor și rezidurilor de plante.

Ozonul (O3) reacționează împreună cu țesăturile vegetale și animale provocând efectul de seră, contrinuind cu 8 % la sporirea efectului de seră.

Clorofluorocarburile (CHC) sunt un produs chimic care ajută la subțierea stratului de ozon, conținând în egală măsură un gaz cu efect de seră în creștere. Sunt substanțe folosite ca agenți de antrenare (spray-uri), agenți de răcire, solvenți și la fabricarea materiilor expandate.

Emisiile totale de gaze cu efect de seră reprezintă cantități în tone/an de poluanți ce sunt reglementați prin Protocolul de la Kyoto. Toate țările trebuie să realizeze progrese în ceea ce privește reducerea acestor gaze cu efect de seră. Cercetările stiințifice naționale și internaționale au evidențiat faptul că cei mai importanți poluanți atmosferici sunt: dioxidul de sulf (SO2), oxizii de azot (NO2), monozidul de carbon (CO), dioxidul de carbon (CO2), ozonul (O3), compușii organici volatili (COV), metalele grele, pulberile sedimentabile (praf) și pulberile în suspensie (funingine, fum). România, prin semnarea acestui protocol s-a angajat voluntar să reducă emisiile la nivel național care provoacă efectul de seră cu 8 % față de emisiile de acest tip corespunzătoare anului 1990.

Oamenii de stiință au fost îngrijorați când au descoperit că produsele chimice eliberate de om în atmosferă sunt o posibilă amenințare a stratului de ozon. Aceste substanțe înteracționează cu cele naturale deja existente și distrug moleculele de ozon (spre exemplu o moleculă de clorofluorocarbon (CFC) poate distruge până la 100.000 de molecule de ozon). Din această cauză folosirea acestor tipuri de compuși chimici a fost redusă sau chiar interzisă în unele state ale lumii.

O altă problemă cu care se confruntă omenirea este ploaia acidă, care este un tip de poluare atmosferică, ce se formează atunci când oxizii de sulf și cei de azot se combină cu vaporii de apă, rezultând acizii sulfurici și azotici. În prezent, ploaia acidă este un important subiect de controversă datorită acțiunii sale pe areale largi și posibilități de a se răspândi și în alte zone decât cele inițiale formării. Printre acțiunile dăunătoare se numără: erodarea structurilor, distrugerea culturilor agricole și a plantațiilor forestiere, amenajarea speciilor de animale terestre și acvatice, iar în astfel de condiții se poate vorbi de o distrugere generală a ecosistemului.

Problema poluării acide au luat astăzi o amploare foarte mare. Oriunde în lume se poate petrece acest fenomen, dar zonele puternic industrializate constituie adevărata problemă. Încă din trecut emisiile industriale au fost învinuite ca fiind cauza majoră a formării ploii acide, astăzi acest lucru devenind o certitudine. Urmări ale ploii acide pot fi observate în estul Americii de Nord, în Europa, în Japonia, China și sud-estul Asiei, unde ploaia acidă a îndepărtat substanțele nutritive din sol, a încetinit dezvoltarea arborilor și a transformat lacurile într-un mediu care nu poate întreține viața.

Cercetările naționale și internaționale atestă faptul că în ciuda tuturor eforturilor globale de reducere a emisiilor de gaze cu efect de seră, temperatura medie globală va continua să crescă în perioada următoare, fiind necesare măsuri cât mai urgente de adaptare la efectele schimbărilor climatice.

CAPITOLUL I

ASPECTE GENERALE PRIVIND EMISIILE DE GAZE

Principalul factor al poluării orașelor este industria; aceasta fiind o cauză a dezvoltării așezărilor urbane. Între industrie și urbanism există o interdirecționare, industria fiind un factor sine qua non („fără de care nu se poate”) al urbanizării și, prin urmare, acolo unde există industrie există și poluare.

Termenul de poluare desemnează orice activitate care, prin ea însăși sau prin consecințele sale, aduce modificări echilibrelor biologice, infuențând negativ ecosistemele naturale și/sau artificiale cu urmări nefaste pentru activitatea econimică, starea de sănătate și confortul speciei umane.

Sursele de poluare reprezintă locul de producere și de evacuare în mediul înconjurător a unor emisii poluante. După natura poluanților, emisiile poluante acestea pot fi sub formă de pulberi și gaze, emisii radioactive și emisii sonore, iar în funcție de proveniența poluanților, surse de poluare sunt naturale și artificiale.

Sursele naturale produc o poluarea accidentală care se integrează repede în ciclul ecologic și adesea sunt situate la distanțe mari de centrele populate. Dintre acestea amimtim: vulcanii, furtunile de praf, descompunerea rezidurilor organice, particulele vegetale, ceața și ionizarea atmosferei.

Sursele artificiale sunt mai numeroase și cu emisii mult mai dăunătoare, totodată fiind și într-o dezvoltare continuă datorată extinderii tehnologiei și a proceselor pe care acestea le generează. Emiterea în atmosferă a poluanților artificiali se poate face prin doua moduri; printr-un mod organizat, prin canale și guri de evacuare cu debite și concentrații de impurități cunoscute și calculate și printr-un mod neorganizat, prin emiterea poluanților direct în atmosferă discontinuu și în cantități puțin sau chiar deloc cunoscute.

Un poluant este orice material sau substanță introdusă artificial de către om în biosferă sau care există în condiții naturale și provoacă modificări negative ale calității aerului. Categoriile de materiale ce pot fi agenți poluanți sunt: materiile prime (cărbuni, minerale, etc.), impurități din materiile prime (sulf, plumb, mercur, arsen, fluor, etc.), substanțe intermediare, obținute în anumite faze ale procesului tehnologic (sulfați, hidrocarburi, etc.), produse finite (ciment, clor, negru de fum, diferiți acizi, etc.)

Emisiile sunt substanțe eliberate în atmosfera de către instalațiile industriale (puncte fixe de emisie) sau de către autovehicule (puncte mobile de emisie). Fixarea unei valori limită pentru emisii se bazează pe baza experienței acumulate în timp. Emisiile pot fi:

– Emisiile fugitive sunt orice emisii, care nu provin din gaze reziduale, de compuși organici volatili în aer, sol și apă, precum și de solvenți din compoziția produselor. Acest termen acoperă si emisiile necaptate care sunt eliberate în mediul exterior prin ferestre, uși, guri de aerisire sau alte orificii similare.

– Gaze reziduale sunt orice descărcare gazoasă finală care conține compuși organici volatili sau alți poluanți și care se evacuează în aer printr-un coș de dispersie sau alte echipamente de reducere a emisiilor.

1.1. COMPUȘII ORGANICI VOLATILI (COV)

Industria chimică are ca poluanți principali emisiile de gaze, dar foarte rar se întâmplă să se facă numai eliminări ale acestora, de cele mai multe ori ele fiind amestecate cu particule solide sau lichide. Până în 1990 au fost înregistrate 5 milioane de substanțe, din care 30 000 sunt fabricate la scară industrială. Perfecționarea proceselor tehnologice a dat o largă dezvoltare chimiei organice la care poluarea cu gaze și vapori este mult mai diversă, mai periculoasă decât poluarea cu particule solide. După cercetările făcute în SUA, se constată că în timp ce eliminarea de fum, cenușă și praf industrial însumează o masă de 12∙106 t/an, eliminarea de oxizi de sulf și diverși vapori depășește 60∙106 t/an, iar eliminarea de oxid de carbon, singura are aproximativ aceeași valoare.

În majoritatea cazurilor gazele eliminate în atmosferă sunt reprezentate de substanțe toxice mai nocive decât particulele solide. Prin interacțiunea chimică a acestor substanțe din aer cu diverse forme fizice ale apei, precum si ale altor substanțe și prin intervenția unor catalizări fizico-chimice, rezultă substanțe chimice foarte toxice. Dintre acestea cele mai importantear fi ar fi: oxizi sulfului și al carbonului, hidrogen sulfurat, acetonă, formaldehide, cloropren, dicloretan, tetratil de plumb, etc.

Compușii organici volatili sunt larg utilizați în industrie, având în vedere capacitatea lor de evaporare după utilizare. Această utilizare a compușilor organici volatili provoacă riscuri pentru mediul înconjurător, iar din acest motiv trebuie luate măsuri de precauție pentru tratarea aerului care le conține.

Compușii organici volatili (COV) sunt compuși chimici care au o presiune a vaporilor crescută, de unde rezultă volatilotatea ridicată a acestora. Sunt reprezentanți de orice compus organic care are un punct se fierbere inițial mai mic sau egal cu 250oC, măsurat la o presiune standard de 101,3kPa și se găsesc în stare gazoasă sau de vapor. Există aproximativ 150 compuși cu această proprietate, predominând hidrocarburile cu 4-12 atomi de carbon (parafine, oleine, aromatice).

Referitor la plouarea transfrontalieră la distanță, cu privire la lupta contra emisiilor de COV în fluxul lor transfrontalier, Protocolul Convenției de la Geneva din 18 Noiemvrie 1991 dă următoarea definiție pentru COV: „Toți compușii organici artificiali, alții decât metanul, care pot produce oxidanți fotochimici în reacție cu oxizii de azot în prezența luminii solare.”

1.1.1. Dizolvanți și diluanți cu conținut de COV

Diluanții și dizolvanții sunt componente importante ale lacurilor și vopselelor.

Dizolvanții sunt produse organice lichide, cu volatilitate mare, care dizolvă substanța peliculogenă în timpul procesului de fabricare, evaporandu-se în timpul formării peliculei, fiind utilizați la fabricarea lacurilor și vopselelor.

Substanța peliculogenă dizolvată are ca scop crearea condițiilor unei depuneri mai ușoare a lacurilor și vopselelor pe obiectul de vopsit.

Pentru a avea posibilitatea de utilizare la lacuri și vopsele, dizolvanții trebuie sa prezinte anumite proprietăți, cum ar fi:

– capacitate mare de dizolvare;

– să formeze soluții omogene cu alți dizolvanți;

– să se evapore complet nelăsând în pelicula întărită nici un miros;

– să fie neutri din punct de vedere chimic;

– în timpul depozitării materialelor de vopsire să nu contribuie la alterarea lor.

Dizolvanții se pot clasifica, după natura chimică în: hidrocarburi alifatice, hidrocarburi aromatice, terpene, alcooli, cetone, derivați clorurați, etc.

Punctul de fierbere este cea mai importantă caracteristică a dizolvanților, acesta fiind specific pentru fiecare dizolvant pur și precizează natura dizolvantului.

După punctul de fierbere, dizolvanții se clasifică în trei mari grupe, cum ar fi:

– dizolvanți usori volatili – au puncte de fierbere între 30 – 70○C

(acetona, alcoolul metilic, acetatul de metil, etc.);

– dizolvanți cu volatilitate medie – temperatura de fierbere înte 70 – 110○C

(toulenul, xilenul, butanolul, etc.);

– dizolvanți greu volatili – temperatura de fierbere între 110 – 300○C

(acetatul de amil, ciclohexanona, white-spirtul, terebentina, etc.).

Se poate observa faptul ca dizolvanții diferă foarte mult între ei după punctul de fierbere, de exemplu acetona fierbe la o temperatură de 56○C, iar terebentina la 160○C, o diferență mare.

Fiecărui material de vopsire îi corespunde unul sau un număr limitat de dizolvanți, adică nu orice dizolvant poate fi utilizat pentru obținerea unui material de vopsire oarecare.

În condițiile de vopsire speciale, dizolvanții au o influență mare asupra calității peliculei, iar din acest motiv trebuie ales dizolvantul care imprimă materialul de vopsire calității cerute. Astfel, pentru vopsirea unei suprafețe înclinate sau verticale, se alege un dizolvant usor volatil, care prin evaporare rapidă să nu permită curgerea vopselelor. Pentru obținerea unei pelicule lucioase se va alege un dizolvant mai puțin volatil, evaporandu-se mai încet pelicula obținută după uscare va fi uniformă, fără pori și lucioasă. Un dizolvant ușor volatil nu va permite aplicarea lacului sau a vopselei cu pensula, deoarece din cauza evaporării rapide, nu se poate realiza întinderea vopselei pe suprafața obiectului de vopsit.

În multe cazuri, pentru a oferi materialului de vopsire proprietăți îmbunătățite, se utilizează amestecuri de dizolvanți cu puncte de fierbere diferite. Dizolvanții sunt produse costisitoare, micșorându-se procentul lor în compoziția lacurilor și a vopselelor, iar din acest motiv se caută înlocuirea lor parțială cu diluanții.

Diluanții sunt tot substanțe lichide volatile, care pot fi pentru substanța peliculogenă dizolvați sau nu. Ei se adaugă în compoziția lacurilor și vopselelor sau în timpul procesului de fabricare sau numai înainte de aplicare pentru corectarea vâscozității prosusului de vopsire inițial.

Între diluanți si dizolvanți există multe asemănări, atât din punct de vedere al compoziției chimice, cât și al utilizării lor.

1.1.2. Solvenți organici

Un solvent organic este definit ca și cum ar fi tot un COV, utilizat singur sau în amestec, fără alterarea naturii sale, ca agent de curățare, dizolvant, mediu de dispersie, ajustor de vâscozitate, plastifiant sau conservant.

Principalele familii de solvenți sunt:

alifatifici: heptan, hexan, pentan, benzine minerale, etc.;

aromatici: etanol, butanol, metanol, alcool izopropionic, etc.;

esteri: acetat de etil, de butil, de izopropil, tetrahidrofuran, etc,;

cloruri: percloretilena, tricloretilena, diclormetan, etc.;

plastifianți: dioctiphalat, etc.;

cetone: cetona, metiletilcetona, metilizobutilcetona, ciclohexanona, etc.;

compuși azotați: amine, nitrili, etc.;

compuși sulfurați: mercaptani, dimetilsulfura,etc.

Benzenul (C6H6) este o hidrocarbură aromatică, care se găsește în țiței, rspectiv în benzinele aromatice, din care se extrage. În cantități mari, benzenul se obține prin distilarea fracționață a gurgoanelor rezultate la distilarea uscată a cărbunilor pe pamânt, adică din uleiul ușor. Se poate obține sintetic prin polimerizarea acetilenei și prin armotizarea catalitică a unor fracțiuni de țiței. Ca atare, benzenul este un lichid, fără culoare, cu miros caracteristic, placut. Este mai ușor decât apa, în care se dizolvă foarte puțin, solubil în alcool și eter; punctul de fierbe la 800C. Este un bun dizolvant pentru fosfor, sulf, iod, cauciuc, grăsimi, rășini și multe alte substanțe organice.

Benzenul împreună cu omologii săi (metil-benzenii, cunoscuți sub numele de toulen și xilen) este întrebuințat în sinteza coloranților, medicamentelor, parfumurilor, ca dizolvant organic, la prepararea omologilor săi superiori, cum ar fi: toulen, xileni, la prepararea insecticidelor.

Toulenul (C6H5CH3) este un component volatil al dizolvanților și diluanților foarte toxic. Este un lichid incolor cu un miros caracteristic, puternic, solubilitate în apă: 0,52 g/l la 200C. În stare gazoasă sau de vapori, toulenul este explozibil în aer, având limita inferioară de explozie de 1,2% volum, iar limita superioară de 8% volum. Toulenul trebuie evitat de încălzirea puternică, având punctul de fierbere la 110,60C.

Xilenul (C8H6) este un solvent organic care se prezintă ca un lichid incolor, solubilitate în apă: 0,18 g/l la 200C și este inflamabil. În baza de xilen se fac diferite tipuri de materiale plastice, lacuri, adezivi și vopsele; acestea fac parte din conținutul materialelor de finisaj, cum ar fi: linoleum, adezivi de construcții, coloranți, substanțe adevive, etc. Este stabil chimic atâta timp cât se află în condiții ambientale standard, dar la o încălzire intensă poate fi explozibil, punctul de fierbere fiind la 144,40C.

Acetona (C3H6O) este un lichid incolor, volatil, cu miros plăcut, în concentrații mai ridicate înțepător, miscibil cu apa, alcoolul și eteryl, ușor inflamabil, iritant, dar în combinații cu aerul formează un amestec exploziv. Se dizolvă în orice proporție cu apa și majoritatea solvenților, fiind unul din cei mai utilizați solvenți organici, putând dizolva chiar și unii polimeri. Se obține industrial, fiind folosită la fabricarea sticlei pexi, a unor produse farmaceutice, a alcoolului izopropilic, ca substanța cu ajutorul căreia se extrage rășina, lipidele, uleiurile, acetatul de celuloză, în mulți dizolvanți, în cosmetică, etc.

Butanolul (C4H8O) sau alcoolul butilic este un lichid limpede, incolor, cu miros neplăcut, incompatibil cu oxidanții puternici, cum ar fi: permanganațiî, perhidrolul, dar reacționează cu acizii minerali puternici. Se utilizează în industria maselor plastice și cauciucului, ca solvent atât în industria lacurilor pe bază de nitroceluloză și rășini alchidice, cât și în industria fabricarea pielii artificiale, la extracția uleiurilor, a medicamentelor, a parfumurilor, pentru lacurile cu uscare în cuptor pe bază de uree și rășini fenolice. Butanolul este un produs toxic, inflamabil, având punctul de fierbere la temperatura de 117,50C.

Etanolul (C2H6O) sau alcoolul etilic, se mai numește și spirt. Este un lichid incolor, inflamabil, cu gust arzător și miros specific, solubil în orice proporție în apă, alți alcooli, benzină, benzen, cu punctul de fierbere între 78,400C – 114,400C. El se poate obține prin sinteză, dar mai ales prin fermentația zaharurilor. Se folosește în industria coloranților, la fabricarea explozivilor, în industria farmaceutică, ca dezinfectant, la conservarea preparatelor anatomice, la unele termometre, la parfumuri, etc.

1.2. PELICULELE DE LAC ȘI VOPSELE

În ultimii ani, industria chimică și industria de lacuri și vopsele s-a dezvoltat într-un ritm rapid și corespunzător. Noi produse cu calități superioare au aparut semnificativ, capabile să asigure necesarul celor mai variate domenii de activitate industrială, cât și necesarul pentru uz casnic.

În industria lacurilor și vopselelor, produsele pe bază de ulei au fost cele mai raspândite, care treptat se înlocuiesc cu produse noi pe bază de rășini sintetice cu calități multiple și superioare, deși produsele pe baza de ulei, adică: grund anticoroziv, chit, grund de culoare și vopsea finala, încă se fabrică și se folosesc în cantități mari.

Datorită proprietății de a usca, într-un timp foarte scurt, se utilizează des și lacurile și emailurile nitrocelulozice, ele fiind mai puțin calitative față de produsele pe bază de rășini sintetice și chiar de ulei. Grundurile nitrocelulozice sunt putin utilizate, datorită calității lor superioare, mai des folosindu-se chiturile și emailurile, cunoscute sub denumirea de nitro sau vopsele duco.

În prezent, se fabrică o varietate de produse pe bază de rășini sintetice, cele mai utilizate sunt cele pe bază de rășini alchidice, ele se usuca la temperaturi ridicate, în cuptor sau la aer. După aplicare, aceste produse dau pelicule rezistente, lucioase, dure, cu calități protectoare foarte bune. Printre alte produse, se număra și vopselele pe bază de rășini epoxidice, avand ca bază rășinile poliesterice, vopselele emulsionate, fiind suspensii de pigmenți în emulsii de diferite substanțe peliculogene în apa și vopselele pe bază de lianți solubili în apă.

În industria noastră de lacuri și vopsele se fabrică și o serie de produse auxiliare, cum ar fi: decapanții, adica produse care îndepartează straturile vechi de vopsea în vederea revosirii, diluanți de diverse tipuri, compoziții, etc.

1.2.1. Clasificarea lacurilor și a vopselelor

Clasificarea lacurilor și a vopselelor trebuie facută tinând seama de marea varietate a materiilor prime, în special de substanțele peliculogene (substanțe de natura organică sau anorganică) pe care le conțin și care pot fi utilizate ca atare sau în diferite combinații.

Materialele de vopsire reprezintă totalitatea materialelor care se aplică prin diverse procedee pe suprafața obiectelor de metal, lemn, etc., pentru a asigura protejarea acestota de efectele distructive provocate de agenții atmosferici (acțiunea luminii, umiditate, agenții chimici, etc.)

Prin aplicarea materialelor de vopsire se formează pe suprafața obiectelor protejate pelicule subțiri aderante, care au un rol dublu, adică acela de protecție și acela de a creea un aspect plăcut.

În componența materialelor de vopsire intra, de obicei un component lichid, numit liant și un component solid format din pigmenți și materiale de umplutură.

Materialele de vopsire se clasifică după mai multe criterii:

a) După substanța peliculogenă de bază

(uleiuri vegetale, derivați celulozici, rășini naturale și sintetice, lianți solubili în apă, etc.)

b) După ordinea de aplicare pe suprafețe

(grunduri, chituri, vopsele, emailuri, lacuri de finisare, etc.)

c) După modul de aplicare

(cu pensula, prin stropire, prin scufundare, prin pulverizare, etc.)

d) După felul și natura obiectului

(lemn, metal, sticlă, piele, materiale plastice, etc.)

Cele mai utilizate materiale în industria de fabricare a mobilei sunt lacurile nitrocelulozice, lacurile cu întărire acidă, lacurile poliuretanice, lacurile poliesterice, lacurile hidrodiluabile, lacurile acrilice fotopolimerizabile (UV), lacurile alchidice, vopselele pulberi, etc.

Lacuri nitrocelulozice au ca și componenți principali nitroceluloza de diferite vâscozitîți, rășini sintetice (alchidice, acrilice, ureice) plastifianți, solvenți organici, aditivi pentru mătuire, aderență, pigmenți, etc. Conținutul în solvenți organici este de 65 – 80%. Poate avea o uscare fizică naturașă sau forțată prin evaporarea solvenților.

Lacuri cu întărire acidă, acestea sunt constituite din rășini ureice, melaminice, alchidice, plastifiant, solvenți organici, pigmențim materiale de umplutură, agenți tensioactivi, agenți de mătuire. În funcție de compoziția acestora sunt fabricate într-un component sau biocomponente, iar reacția de cataliză (de întărire) este condusă de un acid. Conținutul în solvenți este de 30 – 60% și 60 – 75%, funcție de pigment.

Lacurile poliuretanice sunt produse în doi componenți care se obțin din reacția rășinilor ce conțin grupe hidroxil, denumite și polioli, și grupe reactive, denumite catalizatori, iar amestecul celor doi componenți duce la formarea peliculei. Uscarea produselor poliuretanice este de natură chimică prin reacția între cei doi componenși și în același timp de natură fizică prin evaporarea solvenților. Ca atare, pentru sistemele transparente, conținutul în solvenți este de 55 – 65%, iar pentru sistemele pigmentate se încadrează între 30 – 50%.

Lacurile poliesterice nesaturate cu parafină sunt utilizate tot mai putin în sector, au în compoziție rășină poliesterică nesaturată. Întărirea pelicule se produce prin reacții de copolimerizare cu ajutorul peroxixilor organici și acceleratorului de reacție.

Lacurile hidrodiluabile sunt emulsii sau dispersii acrilice pure sau modificate cu poliuretani, poliesteri, conțin agenți de formare a peliculei, etalare, agenți de mătuire, antispumare, antibule și agenți pentru creșterea rezistențelor la zgârieturi, agenți chimici, etc. Conținutul lor în solvenți organici fiind de 4 – 7 %.

Lacurile acrilice fotopolimerizabile (UV) reprezintă cel mai important sector în tehnologia prin radiații. Fotoinițiatorii sunt compuși chimici capabili să procure radicali liberi la iradierea lor cu lumină UV. În mod teoretic, produsele cu uscare în UV prezintă caracteristici superioare, ca de exemplu: procesul tehnologic este mecanizat, uscarea se face rapid, șlefuirea și curățarea este ușoară, iar deșeurile sunt minime. În funcție de tipul produsului destinat unui anumit mod de aplicare (vălțuire, pulverizare), conținutul în solvenți organici 2 – 65%.

Lacurile alchidice sunt destinate finisajelor mobilei expuse în condiții de exterior, deoarece rășinile alchidice se folosesc la fabricarea lacurilor și vopselelor cu uscare la aer, reprezentând 35 – 50% din totalul rășinilor sintetice, sunt poliesteri pe bază de acizi și polioli modificați cu acizi grași naturali sau sintetici. Pentru grăbirea uscării se utilizează sicativi. Conținutul în solvenți organici: 40 – 70%, funcție de tipul produsului, lac sau vopsea.

Vopselele pulberi formează pelicule mult mai dure și rezistente comparativ cu cele solubile în solvenți organici. Emisiile de COV lipsesc, iar stratul de pulbere aplicat cel mai adesea în câmp electrostatic pe diferite suporturi și expuse acțiunii căldurii în instalații de uscare, formează pelicule și reticulează, obținându-se un film continuu omogen si foarte rezistent.

Componentele materialelor de vopsire

Uleiurile: La fabricarea lacurilor și vopselelor se folosesc uleiurile vegetale silicative sau semisicative, care se obțin prin extragerea din semințele diferitelor plante. În mod obișnuit se folosesc după o prelucrarea prealabilă, deci ca semifabricate (uleiuri silicative sau fierte, polimerizate sau oxidate, etc.)

Sicativii: sunt substanțe care se adaugă uleiurilor silicative sau semisicative, scurtând timpul de uscare. Substanțele utilizate ca silicativi, în special sunt: sărurile de cobalt, mangan și plumb ai acizilor organici, combinațiile rezultate sunt solubile în uleiuri și au rol de a accelera procesul de uscare pentru acestea cât și pentru unele rășini sintetice.

Rășinile: sunt substanțe organice naturale, care provin din secrețiile unor animale sau plante, sau substanțe organice sintetice, care se obțin prin diferite reacții chimice, cum ar fi reacțiile de policondensare sau de polimerizare (rășini aldehidice, feniolice, ureo-formaldehidice polivinilice).

Pigmenții: sunt substanțe colorate insolubile. În combinație cu linații și dizolvanții, ei formează dispersii a căror finețe depinde de gradul de măcinare al pigmentului.

După natura și proveniența lor se clasifică în: pigmenți anorganici naturali, artificiali, pulveri metalice, pigmenți organici naturali sau sintetici. Aceștia dau culoare materialului de vopsire.

Materialele de umplutură: sunt substanțe solide, inactive, care se folosesc sub formă de pulveri fine, având putere de acoperire sau colorare foarte slabă. După originea lor, ele pot fi artificiale sau naturale.

Dizolvanții: sunt lichide de natură organică, de obicei foarte volatile. Ele dizolvă substanța peliculogenă (liantul), iar după aplicare pe o suprafață oarecare a profusului de vopsire, se evaporă, contribuind la formarea peliculei protectoare solide.

Plastifianții: sunt produse organice nevolatile, care dizolvă sau gelifică substanțe peliculogene. Spre deosebire de dizolvanți, plastifianții rămân în peliculă după formarea acesteia, imprimându-i unele calități necesare, cum ar fi flexibilitatea, maleabilitatea.

Produse auxiliare care intră în compoziția materialelor de vopsire

Produsele auxiliare au rolul de a infuența unele deficiențe specifice materialelor prime utilizate și de a împiedica unele procese nefavorabile care se pot produce la depozitarea mai îndelungată a lacurilor și a vopselelor.

Materialele auxiliare se clasifică în mai multe grupe, după funcțiile pe care le îndeplinesc în obținerea materialelor de vopsire și în aplicarea lor, cum ar fi:

○ Agenții stabilizatori: au rolul de a împiedica fenomenele de sedimentare, de decantare a pigmenților, adică a particulelor solide din vopsea. Pentru a împiedica aceste depuneri de pigment, se înlătură prin adăugarea de sulfat de sodiu, diferite substanțe organice (etanol-amină, di- și trietanol-amină), precum și a unor substanțe provenite din petrol (acizi sulfonici), etc.

○ Agenți de dispersie: au rolul de a ușura desfacerea compușilor solizi care se află în suspensie în vopsea. Cu ajutorul lor se acționează asupra pigmenților, favorizându-se raspândirea uniformă a acestora în masa produsului de vospire. Din categoria de agenți de dispersie buni, fac parte uleiurile, cum ar fi uleiul polimerizat, uleiul de in sulfonat, uleiul de ricin, etc.

○ Agenții de umectare: contribuie la o umezire bună a unui corp solid, fin divizat, aflat într-un lichid, aceasta se realizează prin micșorarea tensiunii artificiale a lichidului. Altfel spus, se realizează o bună umezire a fiecărei particule de pigment care se află într-un lichid, realizându-se răspândirea particulelor de pigment în toată masa produsului de vospire. Agenții de umectare se folosesc în cantități mici de la 0,5 – 2% și se pot prezenta sub formă de soluții sau paste.

○ Agenții antispumanți: Atât la fabricarea lacurilor și a vopselelor, cât și în timpul aplicării acestora pe diferite suprafețe, există tendința de a se forma spumă, fie din cauza procesului de fabricare, fie din cauza folosirii diferitelor utilaje la aplicarea lacurilor și vopselelor sau din cauza presiunii de pulverizare, a temperaturii, etc.

Din acest motiv, pentru a împiedica formarea spumei se folosesc agenții antispumanți cu o activitate superficială mare. Aceștia sunt stearații de calciu, de magneziu, etc., soluții apoase de albumină, cazeină, etc., uleiurile siliconice în cantități foarte mici.

○ Agenții antioxidanți: se utilizează pentru a împiedica formarea de pelicule groase solide pe suprafața lacurilor și a vopselelor, în timpul depozitării, chiar și la ambalajele închise, pentru acestea se folosesc unii dizolvanți greu volatili.

○ Agenții de matisare: În unele cazuri, după uscare, pelicula de lac sau vopsea rămâne fară luciu. Aceasta se poate realiza fie acționându-se asupra calității și formei pigmentului din vopsea, fie prin adăugarea de mici cantități din unele substanțe, numite și agenți de matisare, ca: ceruri naturale sau sintetice, sapunuri metalice, etc.

○ Agenții împotriva scurgerii: acționează prin întârzierea oxidării liantului sau prin îmtârzierea evaporării dizolvantului.

1.2.2. Noțiuni generale cu privire la finisarea lemnului cu lacuri și vopsele

La prelucrarea produselor din lemn, se utilizează finisările naturale, prin ardere, dar mai ales finisarea cu peliculă utilizată atât în vederea protejării, cât și a unui efect decorativ, de unde se disting:

– finisare transparentă (operația de aplicare a peliculelor transparente care să lase vizibilă textura lemnului și care să accentueze această textura)

– finisare opacă (operația de aplicare a unor pelicule pigmentate de vopsele sau emailuri care acoperă textura lemnului)

În urma finisării opace, pelicula obținută poate avea suprafață mată (aplicare pe strat acoperitor fără pori umpluți), satinată (fără luciu realizată prin mătuirea suprafețelor cu luciu oglindă), cu luciu semioglindă (intensitate redusă) și cu luciu oglindă (clar și intens).

În cazul aplicării de lacuri, emailuri și vopsele pe lemn, se disting urmatoarele operații:

– Uleierea (formarea unei pelicule cu luciu prin uscarea unui strat de ulei sicativ aplicat pe lemn);

– Vopsirea (formarea unei pelicule opace cu oarecare luciu prin uscarea unei suspensii de pigmenți colorați aplicată pe lemn);

– Lăcuirea (formarea unei pelicule transparente lucioase prin uscarea unui strat de lac aplicat pe lemn)

În cazul finisării propriu-zisă a peliculelor, se disting urmatoarele operații:

– Egalizarea (nivelarea finală a peliculelor transparente sau opace cu ajutorul unor solvenți speciali);

– Șlefuirea (curățirea și netezirea suprafeței în vederea înlăturării neregularităților);

– Lustruirea (curățirea suprafeței peliculelor cu ajutorul unor produse speciale);

– Patinarea (obținerea unui efect obiectiv vechi prin prelucrarea inegală ca formă, mărime și intensitate a unei suprafețe);

– Mătuirea (obținerea unei suprafețe fără luciu cu aspectul condiționat de reflexia regulată și difuză a luminii).

1.2.3. Formarea peliculelor pe suprafața lemnului

Toate materialele de vopsire conțin doua categorii de componente: volatile și reziduale.

Componentele volatile sunt alcătuite din din totalitatea dizolvanților și diluanților care aduc vopseaua la vâscozitatea de aplicare și care, în timpul procesului de uscare, se volatilează.

Componentele reziduale reprezintă materialele care intră în compoziția peliculei uscate, solide (liant, pigment, sicativ, plastifiant, etc. ), ele constituie conținutul în corp solid al vopselei sau mai bine spus, conținutul în corp.

Raportul dintre componentele volatile și conținutul în corp este diferit de la un tip de vopsea la altul. Astfel, dacă pentru vopselele nitrocelulozice, conținutul în substanțe volatile este de 75 – 85%, pentru vospesele pe bază de rășini sintetice, valoarea scade la 45 – 50%.

Formarea peliculei este caracterizată de doua procese legate între ele:

● Evaporarea componentelor volatile

● Realizarea structurii peliculei

În figura 1.2. este prezentat mecanismul de realizare a picăturilor.

(Fig.1.2.: Mecanismul de realizare a picăturilor la pulverizarea lichidelor

Sursa: Procedee si Echipamente pentru Epurarea Atmosferei, Cursul nr.11)

Verificarea calității peliculelor se execută prin încercări în condiții artificiale de exploatare, astfel se stabilesc rezistențe pe care trebuie să le pozede. Dintre acestea amintim: rezistența la lovire, rezistența la frecare, rezistența la apa și agenți chimici, rezistența la îmbatrânire și rezistența la cretare (peliculele nitrocelulozice au o slaba rezistența). Unele pelicule trebuie să reziste și în condiții speciale, cum ar fi: dizolvanți și ulei mineral; condiții tropicale umede și uscate: frig, caldură, etc

Evaporarea componenților volatili este un proces complex, alcatuit din trei faze succesive:

În prima fază, substanța peliculogenă este prospăt aplicată pe suprafață, deși pelicula mai conține încă mult dizolvant, procesul de evaporare decurge la fel ca pe suprafața liberă a dizolvantului pur. Această perioadă este foarte scurtă, deoarece concentrația substanței peliculogene crește repede la suprafață. Între componentele volatile din partea de la suprafață și restul peliculei se crează o diferență de concentrație, iar din acest motiv, ele tind sa egalizeze concentrația printr-un proces de difuzie. Ca urmare a evaporarii, concentrația în componente volatile ajung la saturație, formând un strat subțire de vapori.

În a doua fază, moleculele de la suprafața peliculei încep sa reacționeze între ele, formând o crustă monomoleculară, iar din acest moment, componentele volatile, în drumul lor spre exterior, trebuie să învingă atât rezistența la difuzie, cât și rezistența acestei cruste foarte subțiri, care a trecut din stare lichidă în stare solidă.

În a treia fază, întreaga cantitate de componente volatile se evaporă și se realizează uscarea, prin întărirea componentelor reziduale, pe toată grosimea peliculei.

Cele trei faze se petrec lent, pe un interval de câteva ore până la șapte zile, atunci când procesul de uscare are loc pe cale naturală, iar uscarea artificială accelerează aceste fenomene, încât ele se petrec în decurs de 10 – 60 minute. În concluzie, cu cât temperatura este mai mare, cu atât timpul de uscare este mai scurt, dar fară a se depași anumite limite.

1.2.4. Metode de aplicare a lacurilor și vopselelor aplicate pe lemn

Metoda de aplicare este determinată atât de tipul materialului, cât si de cel al produsului. În industria mobilei, metodele de aplicare ale materialelor sunt cele prin pulverizare, turnare, vălțuire și vid.

►Pulverizarea este cea mai utilizată aplicare a lacului, în special în fabricile de mobilă din țară, fiind realizată prin pulverizare manuală cu pistolul cu aer comprimat la care coeficientul de transfer este mic, având în vedere că 65% din material este eliberat în spațiul înconjurător fără nici o posibilitate de recuperare. Aceste pierderi de materiale variind între 30 -89%. Eficiența operației de pulverizare diferă în funcție de aparatura utilizată, de exemplu: pistol cu aer comprimat, air-less sau air-mix, fie manual, fie automat.

►Pulverizarea manuală se face la cabinele de pulverizare prevăzute cu sistem de ventilație, cu perdele de apă, unele dotate și cu cuvă de apă. Captarea emisiilor produse în urma pulverizării în cadrul cabinelor individuale se face cu ajutorul ventilației mecanice, iar evacuarea lor se face în atmosferă prin intermediul conductelor și coșurilor de ventilație sub formă de gaze reziduale fără a fi epurate și sunt emisii fugitive, uscarea peliculei realizându-se în hală. O mică parte din emii sunt captate de perdeaua și cuva de apă a cabinelor, iar emisiile care nu au fost preluate de sistemele de ventilație ale cabinelor sunt emisii difuze; în hala de fabricație urmând a fi eliminate în atmosferă de ventilatoarele care asigură ventilația generală a încăperii.

►Pulverizarea automată se face în linie compusă din robot de pulverizare, urmat de un tunel de uscare cu aer cald. În acest caz, emisiile sunt colectate și evacuate în atmosferă prin intermediul conductelor și coșurilor de ventilație ale robotului și ale tunelului sub formă de gaze reziduale fără a fi epurate. Parțial sunt emisii fugitive, dar în cantitate foarte mică la ieșirea pieselor din tunelul de uscare.

►Turnarea se face prin trecere pe mașini cu unul sau două capete de turnare, urmată de un tunel de uscare cu aer cald. La turnare, emisiile sunt colectate și evacuate în atmosferă prin intermediul hotei de absorbție a mașinii de turnat și a coșurilor de ventilație ale tunelului sub formă de gaze reziduale fără a fi epurate.

►Vălțuirea se face prin trecere pe mașini cu mașini de dozare cu valțuri, urmate de un tunel de uscare cu radiații UV și de tunel de uscare cu aer cald. Asemănător cu turnarea și în cazul văltuirii, emisiile sunt colectate și evacuate în atmosferă prin intermediul hotei de absorbției și a coșurilor de ventilație ale tunelelor. Consumul de material de acoperire este mic și deasemenea și conținutul de COV este mic.

►Metoda prin vid se face prin trecerea pe mașini speciale, folosindu-se în special elemente liniare cu profil constant, adică baghete, pervazuri, etc.

1.2.5. Particularitățile uscării peliculelor aplicate pe lemn

Lemnul, în majoritatea cazurilor, poate fi vopsit, cu aceleași materiale ca metalele și prin aceleași procedee, dar în schimb are un comportament diferit la uscarea artificială a peliculelor.

În ceea ce priveste porozitatea, lemnul este un corp solid, dur, de origine vegetală, cu celule străbătute de numeroși pori și cavități, ceea ce îi conferă o structură poroasă. Într-un lemn uscat la aer, din volumul total, reprezintă 50 – 80% porii și cavitățile umplute cu aer și parțial cu apă.

Datorită continuității lor, peliculele de vopsea, din momentul formării, închid o cantitate de apă și mai ales de aer, care prin uscarea artificială, datorită încălzirii, se dilată și sparg pelicula, pentru a ieși în atmosferă.

Lemnul este un material hidroscopic, umiditatea continuă fiind proporțională cu umiditatea aerului înconjurător.

Dacă se lasă lemnul să se usuce în aer liber, uscat, aerul obținut = 40-60% umiditate relativă, iar când lemnul se consideră urscat, umiditatea acestuia = 10-12%. Dacă se introduce acest lemn într-o atmosferă încălzită, adică cu o umiditate relativ mai scăzută, va scădea și mai mult procentul de umiditate conținut în lemn. Lăsându-se același lemn în aerul obișnuit, el va absorbi, din nou, apă și umiditatea îi va reveni la normal. Apa care se degajă din lemn formează în peliculă o mulțime de porii, ceea ce degradează calitatea protecției.

Prin uscarea lemnului se contractă destul de mult, iar prin umezire se umflă. Se distring trei feluri de contracții, cum ar fi:

– Contracție longitudinală (în lungul fibrelor lemnului): este cea mai mică și nu depășește valoarea de 0,1%;

– Contracție radială (perpendiculară pe fibre): pornind întotdeauna din centru și ajunge până la 5%;

– Contracție tangențială (perpendiculară pe fibre): acest caz fiind cel mai frecvent și poate atinge voalori până la 10%.

Din aceste cauze, dacă lemnul posedă o fisură care ulterior a fost astupată prin chituire și vopsire, dar în cazul unei uscări și mai avansate, datorită contracției, pelicula de vopsea și chitul se rup și defectul apare foarte vizibil.

Lemnul are o stabilitate termică relativ mică, descompunerea termică a lemnului începând la temperatura de 140○C, acestă particularitate, dublată la porozitate, permite uscarea la cald a peliculei de vopsea aplicată pe lemn, la temperaturi de cel mult 70-80○C.

Spre deosebire de metale, lemnul are o conductibilitate foarte slabă de căldură, masa piesei nu preia căldura acumulată de peliculă.

1.2.6. Cuptoare pentru uscarea lemnului vopsit

Majoritatea cupoarelor de uscare, pentru piesele vopsite din lemn, lucrează după principiul transmiterii căldurii prin convecție. În acest sens, aerul este trecut printr-o baterie de încălzire cu apă caldă, abur sau curent electric.

Aerul care trece peste piesele supuse uscării se îmbogățește cu produși volatili, de aceea o bună parte (50-60%) este evacuat în atmosferă, iar restul este recirculat. Cantitatea de aer proaspăt introdusă, în timp de o oră poate să fie de 50 – 100 ori mai mare decât volumul camerei uscătorului, deci aerul se reîmprospătează de 50 – 100 ori, astfel se evită formarea concentrației explozive și se accelerează uscarea.

Temperatura aerului cald nu trebuie să depașească 70-80○C. De obicei, se lucrează în jurul temperaturii de 60○C.

Datorită pierderii apei hidroscopice de echilibru la temperatura normală, pentru a se evita contracția lemnului, se introduce artificial umiditate în cuptor, astfel încât umiditatea lemnului să nu scadă sub 6 – 9%, la temperatura de 60○C. Menținerea umidității atmosferei cuptorului se realizează prin injectare de abur sau cu ajutorul unor ecrane de vaporizare sau a unei pânze fine de apă.

Datorită evacuării aerului din lemn, formarea beșicilor, poate fi prevenită lasându-se piesele la aer, pentru zvântare, un timp suficien, astfel porii care totuși se formează sunt reastupați de pelicula încă umedă. Această preuscare se realizează separat sau, eventual, chiar în prima zonă a tunelului. Durata ei este în funcție de grosimea peliculei (de exemplu, pentru o peliculă de 50μ este necesar un timp de zvântuire de 10 minute).

Durata de uscare depinde de modul de transmitere a căldurii, de specia și de umiditatea lemnului, de natura și grosimea peliculeim precum și de parametrii aerului (temperaturpă, grad de recirculare, viteza de trecere, etc.)

Este important ca răcirea pieselor vopsite sa nu fie bruscă, deoarece peliculele se degradează.

Cuptoarele pot funcționa continuu (cuptoare asemănătoare unui tunel) sau periodic (cuptoare de forma unei camere). De preferat sunt cuptoarele-tunel, cu transport pe bandă, deoarece transportul se mecanizează, avarierea peliculelor prospete și accesul prafului nu sunt posibile, duratele diverselor faze de preuscare sunt constante, iar randamentul încălzirii este ridicat. (M. Gheorghe, C. Robu, Cleiuri, lacuri, vopsele pentru industria lemnului, Editura Tehnică, București, 1962, pag. 179, 185, 245)

1.3. PULBERILE INDUSTRIALE

Pulberile solide provin din eroziunea rocilor naturale, industriale în special și mai rar,din alte activități umane. După natură pot fi:

– anorganice, cum ar fi oxizi metalici: de Zn, Pb, Mn, Fe, Cu; minerale: SiO2, azbest, silicați; ciment, sodă, coloranți organici, sticlă, etc.;

– organice, de origine animală: lână, păr; de origine vegetală: bumbac, făină, in; de origine sintetică: pesticide, coloranți organici, etc.

Pulberile cu diametrul mediu de 0,1 – 10μm au stabilitate mai mare și se depun în timp mai îndelungat, la distanță mai mare, uneori de 2-10km (cenușa, negrul de fum). Puterea de difuzie este mai mare, iar din acest motiv devin toxice pentru organism. Cele mai periculoase sunt cele de 0,2 – 2μm, care se separă greu din aer.

Pulberile sub 0,1μm se depun foarte greu și difuzează foarte usor, nefiind nocive pentru om. Depunerea se face după ciocnirea și aglomerarea lor.

Una din principalele noxe industriale este constituită din pulberi. Suspensiile de particule fine în aer reprezintă fenomene naturale, devinind un risc pentru sănătate numai în industrie și numai atunci când concentrația lor este ridicată.

1.3.1. Clasificarea pulberilor industriale

Pulberile sunt constituiti din una sau mai multe substanțe active, cu sau fară adaos de excipient sau substanțe auxiliare, în general sub formă de particule solide, libere, uscate, cu un anumit grad de finețe. Ca substanțe auxiliare pot conține diferite substanțe ca: coloranți, diluanți, corectori de gust și miros, respectiv aromatizanți autorizați.

Definițiile diferitelor forme de aerosoli pot fi grupate astfel:

– Aerosoli sau coloizii aerieni, materiale în suspensie: sunt dispersii sau suspensii în aer sau în gaze purtătoare de particule solide sau lichide, suficient de fine pentru a poseda o mare stabilitate, cu dimensiunile particule cuprinse între 1μ și 10 mμ. Particulele mai mari de 10-20 mμ se depun foarte repede. În această noțiune de ,aerosoli" sunt înglobate praful, fumurile, ceața, norii etc.

– Praful sau pulberile: este format din substanțe suspendate în atmosferă, în fază solidă, formându-se prin reducerea la dimensiuni mici a materialelor. Procedee ca perforarea, măcinarea, explozia sau zdrobirea produc particule de praf având dimensiuni de la cele submicronice la cele vizibile cu ochiul liber.

– Condensoizii: sunt rezultați din condensarea gazelor și vaporilor; ei pot fi alcătuiți din fumuri, care sunt formate din particule solide, ca de exemplu fumurile rezultate din topirea plumbului sau fumurile de oxizi metalici ca zincul, magneziul, fierul etc. Dimensiunea particulelor este în general mai mică decât un micron.

– Smogul este un amestec de fum cu ceață.

Pulberile industriale se clasifică în funcție de mai multe domenii, cum ar fi:

a) După originea lui, praful se poate clasifica astfel:

Pulberi anorganice: – metalice (zinc, plumb, mangan, fier, cupru etc.);

– minerale (bioxid de siliciu, azbest, silicați etc.);

– sintetice (coloranți sintetici anorganici, sticlă, ciment, etc.

Pulbere organice: – vegetale (lemn, in, bumbac, făină etc.);

– animale (lână, păr, os, corn etc.);

– sintetice (coloranți sintetici organici, unele pesticide etc.).

b) După dimensiunile particulelor, praful poate cuprinde următoarea clasificare:

– particule cu diametrul mediu > 0μm; – particule cu diametrul mediu de la 5-10μm;

– particule cu diametrul mediu de la 1-3μm; – particule cu diametrul mediu < 1μm.

– particule cu diametrul mediu de la 3-5μm;

c) După mecanismul de formare pulberile pot fi clasificate în :

– praf format prin dezintegrare; – praf format prin condensare.

d) După acțiunea pulberilor asupra organismului s-au propus mai multe clasificări de către Israelson, Meiklejohn, Patty etc., cum ar fi:

– Pulberi care reprezintă toxice sinemice și care pot sau nu să producă leziuni în plămâni; (plumb, arsen, mangan, beriliu, vanadiu etc.).

– Pulbere iritante sau pulberi corosive;

(var, arsen, bicromați)

– Pulberi care produc reacții alergice ca : astm, rinită, urticarie etc.;

( bumbac, polen, cânepă, unele esențe de lemn, uneori bicromați etc.)

– Pulberi cancerigene;

(materiale radioactive, compuși ai cromului, compuși ai arsenului etc.)

– Pulberi infectante;

– Pulberi anorganice netoxice;

(pulberi minerale comune ; pulberi inerte sau neproliferative: cărbune, calciu, fier, abrazive artificiale, aluminiu, staniu etc.; pulberi active sau proliferative: bioxid de siliciu, azbest, beriliu.).

e) După solubilitate se disting:

– pulberi solubile: zahăr, făină ; – pulberi insolubile: bumbac, păr de cal, carborund.

1.3.2. Proprietățiile fizice ale pulberilor industriale

Datorită dimensiunilor, particulele importante din punct de vedere igienico-sanitar, cât și al posibilităților de captare și reținere se plasează într-o categorie intermediară, adică între zona coloidală și cea microscopică; proprietățile lor țin atât de prima, cât și de a doua zonă.

Din punct de vedere igienico-sanitar, se prezintă urmatoarele consecințe:

– Transformarea unui solid într-un mare număr de particule fine duce la modificări ale proprietăților lui: O altă consecință a fărâmițării unui material solid este că spațiul ocupat de materialul dispersat este mult mai mare decât volumul inițial. În exemplul de mai sus, la o concentrație de 1 000 particule/cm3 de aer, conținutul cub inițial de cuarț va ocupa, sub formă de praf, un volum de 1 miliard de cm3 de aer.

– Intensificarea reactivității chimice și fizice. Pulberea fină de aluminiu sau aceea de cărbune se poate combina cu oxigenul din aer și poate arde cu violență. Alte pulberi care pot exploda, la un grad înalt de dispersiune, sunt cele de făină, zinc, sulf, zahăr, dextrină, orez etc. Se observă de asemenea o creștere a fenomenului de evaporare, o mărire a solubilității, o intensificare a absorbției și a activității electrostatice.

Fenomene de adsorbție. Pe suprafața particulelor de praf se adsorb gazele, formând o membrană fină care influențează asupra vitezei reacțiilor chimice ca și asupra unor fenomene fizice, cum ar fi umezirea prafului. Acest strat de aer adsorbit face ca un mare număr de particule să capete unele din proprietățile lichidelor și gazelor; astfel masa de particule poate fi comprimată, adsorbția gazelor și formarea membranei din jurul particulei împiedică adeseori conglomerarea, ciocnirea sau aglutinarea pulberilor, crescând în acest fel stabilitatea lor.

Sedimentarea prafului. Particulele de praf suspendate în aer sedimentează, datorită forței de gravitație.

Din fizică, o lege generală arată că rezistența la trecerea unei particule prin aer variază cu forma, dimensiunea și viteza acesteia și cu densitatea aerului. Acești factori sunt combinați într-o ecuație generala, de forma:

R – rezistența ;

A – suprafața proiectată a particulei;

w – viteza relativă a particulei în aer;

d – densitatea aerului;

c – coeficientul de rezistență (c nu este constant în orice condiție a mișcării).

Flocularea. În ceea ce privește focularea fumurilor, particulele fine de fum proaspăt formate (de exemplu oxid de magneziu) au adeseori dimensiuni mai mici decât 0,1 mμ și de aceea prezintă mișcări browniene violente în aer. Frecvența lor de ciocnire crește, iar ciocnirile sunt urmate de formarea de conglomerate.

Impactul pulberilor. Particulele sunt reținute pe suprafața unui obstacol așezat în calea unui curent de aer, pe care aerul însuși îl ocolește; acesta este fenomenul de impact. Este de fapt o formă de precipitare centrifugală, care rezultă din rezistența inerțială a particulei de a-și modifica direcția de înaintare în conformitate cu drumul aerului.

Proprietățile electrice. Particulele de praf posedă o încărcătură electrică, fie datorită adsorbției ionilor prezenți în atmosferă, fie încărcării lor electrostatice (prin frecare), chiar la formarea acestora. Încărcarea particulelor cu electricitate de același fel duce la respingerea lor reciprocă, împiedicând flocularea și mărind stabilitatea aerosolului.

Proprietățile optice. Transmiterea luminii prin aerul încărcat de praf se face mai greu, cu o anumită pierdere a intensității luminoase. Reducerea procentuală a intensității luminoase a unei raze care trece printr-o porțiune de aer încărcat cu praf variază în raport direct cu numărul particulelor, distanța parcursă și pătratul dimensiunii medii a particulelor.

Termoprecipitarea. Aitken a demonstrat că trecând fum printr-un tub cu un perete fierbinte, iar altul rece, tot fumul se precipită pe suprafața rece. Forta de precipitare, după Cawood, rezultă din scăderea în concentrație și viteză a moleculelor de gaz, după un gradient de temperatură. Acest fenomen fizic are aplicație în recoltarea pulberilor; pe acest principiu este construit aparatul numit termoprecipitator. ( Casian Eugeniu, Tehnici de desprafuire a aerului atmosferic, București 1987, pag. 9, 12)

1.3.3. Analiza compoziției chimice a pulberilor

În general, pulberile au în componența lor bioxidul de siliciu (SiO2), care se mai numește și silice, bioxid de siliciu liber sau silice liberă. El se poate întâlni sub următoarele forme:

– SiO2 cristalizat sau cuarțul care poate apărea pur, sub forma de cristale mici (în nisip) sau de cristale mari (cristale de stâncă) sau în varietățile colorate datorită prezenței impurităților: ametistul, jadul, cuarțul roz etc. Mai poate fi inclus în alte roci, ca granitul, gnaisul (particule de nisip sudate de un ciment silicios, calcaros sau feruginos), ardezia (care conține 20-40 % cuarț, asociat cu sericita) etc.

Alte forme de bioxid de siliciu cristalizat sunt tridimitul (care se găsește în lavele vulcanice și în meteoriți) și cristobalitul (mai rar).

– SiO2 amorf. În forma lui naturală este vorba de o silice hidratată, apa fiind prezentă în cantitate variabilă. Bioxidul de siliciu amorf pur se întâlnește sub forma opalului ca și a făinii fosile silicioase, prin acumularea pulberii carapacelor de diatomee. Bioxidul de siliciu amorf natural poate apărea și în conglomerate.

SiO2 amorf se obține și în mod artificial prin topirea nisipului cuarțos, de unde rezultă silicea vitroasă, de exemplu în fabricarea creuzetelor refractare. Ea poate fi opacă, din cauza prezenței bulelor de aer sau transparentă. Tot în mod artificial se poate obține silicea sublimată, care este în parte amorfă și în parte cristalizată.

Combinațiile siliciului cu oxigenul și cu metalele dau naștere silicaților:

Se menționează, mai jos, următoarele combinații ale siliciului, cum ar fi:

a) Silicați cu conținut de magneziu:

– Azbestul (SiO3)4CaMg2: este silicat de calciu și magneziu natural existând în multe varietăți care au o mare importanță în patologia profesională.

– Talcul sau steatita: este un silicat hidratat de magneziu, natural.

b) Aluminosilicați:

– Micele: reprezintă un grup de minerale care clivează foarte ușor în foițe, de obicei elastice. Din punct de vedere chimic sunt silicați dubli de aluminiu și de potasiu sau de sodiu, care conțin și fier, magneziu, litiu etc. Muscovitul sau mica albă potasică are formula:

[(K1H)2 OAl2O3]SiO2. O alta mică este sericitul și biotitul (mica neagră având un conținut mai mare de magneziu.

– Feldspații (aluminosilicați alcalini sau de calciu, naturali, anhidri) se găsesc în diferite roci eruptive. Printre feldspați se numără: ortoza, sanidina, oligoclazul, andezita etc.).

– Argilele sunt silicați de aluminiu și de magneziu hidratați, în general impuri. Unii conțin numeroase particule fine de cuarț. Bentonita este tot o argilă, al cărei constituent principal este montmorilonitul, un silicat de aluminiu hidratat și cu o mare capacitate de a-și spori volumul.

– Caolinul sau pămăntul de porțelan (H4AI2Si2O3).

– Silicații artificiali sunt lianți hidraulici, printre care în special silicatul tricalcic (SiO2∙3CaO) element activ al cimenturilor. O altă combinație a siliciului întâlnită în mediul industrial este carbura de siliciu (carborundul).

1.3.4. Combaterea emisiilor de praf și deșeuri de la prelucrarea lemnului

Atelierele de prelucrarea a lemnului sunt caracterizate prin importante degajări de praf fin de lemn, talaj, rumeguș, etc. Aceste ateliere se dotează cu instalații de transport pneumatic, atât pentru respectarea condițiilor de lucru impuse de normele de protecție a muncii, cât si pentru a se evita formarea surselor care pot genera incendii.

Instalația respectivă este formată din dispozitive de captare a deșeurilor, montate în jurul uneltelor tăietoare, gurilor de măturare prin care se evacuează deșeurile căzute pe pardoseală, conducte de aspirație, separatoare, cum ar fi cicloanele, filtrele; exhaustoare și coșuri de evacuare a aerului din atmosferă.

– Dispozitive de captare. La proiectarea dispozitivelor de captare este necesar să se țină seamă de anumite aspecte, cum ar fi:

a) Să îmbrace cât mai complet scula tăietoare;

b) Să fie concepută astfel încât la aspirația deșeurilor să folosească viteza inițială a particulelor rezultate din prelucrare;

c) Să nu incomodeze prin prezența lor buna desfășurare a operațiilor de prelucrare.

La operațiile de transportare a materialelor pulverulente cu benzi transportoare, în figura 1.3. este prezentat un tip de carcasare a locurilor de încărcare-descărcare a unor materiale pulverulente pentru combaterea prafului.

(Fig.1.3.: Sistem de carcasare pentru aspirația pulberilor la

încărcarea-descărcarea materialelor pulverulente

Sursa: Managementul Securității și Condițiilor de Asigurare

a Sănătății în Muncă, Cursul nr.5)

Sistemul de carcasare este compus din următoarele componente:

1 – perdea de cauciuc la intrarea materialului; 6 – bandă transportoare;

2 – rolă de întindere; 7 – rolă de întindere;

3 – carcasă; 8 – dispozitiv de curățire;

4 – conductă de evacuare; 9 – rolă de sprijin;

5 – perdea de cauciuc la ieșirea materialului; 10 – perdea de cauciuc laterală.

– Conducte de aspirație. În cadrul instalațiilor de transport pneumatic, aceste conducte au rolul de a conduce aerul încărcat cu deșeuri la agregatele de separare.

La transportul deșeurilor de lemn, vitezele pentru care se dimensionează conductele de aspirație sunt de 16 – 22 m/s. Pentru protejarea exhaustorului, pe magistrala de aspirație, înainte de exhaustor se montează un dispozitiv de captare a deșeurilor mari de lemn, care se autodescarcă în momentul în care, greutatea deșeurilor acumulate depășește contragreutatea ce menține în poziție închis ușa de evacuare.

O instalație de transport pneumatic este formată din: conducte prin care se face transportul; dispozitivul de alimentare al conductei cu material; sursa de aer comprimat sau de aspirație; dispozitivul pentru separarea materialului de aerul folosit la transport.

În figura 1.4. este prezentată instalația de transport pneumatic prin aspirație.

(Fig.1.4.: Instalație de transport pneumatic prin aspirație

Sursa: J. Floarea, D. Robescu –Transportul hidraulic si pneumatic,

Institutul Politehnic Bucuresti , 1979)

Acestă instalație are în alcătuirea sa următoarele componente:

1 – cap de aspirație; 4 – ciclon;

2 – conductă; 5 – exhaustor.

3 – siloz de descărcare:

De obicei, conductele prin care se face transportul sunt din oțel, la montarea lor reducându-se coturile la maximum pentru a înlătura pierderea de presiune și eroziunile. Sursa de aer comprimat fiind dată de compresoare cu una sau două trepte, turbo-suflante și ventilatoare sau pompe de vid. Separarea materialului antrenat de aer se face în aparate numite silozuri, cicloane și filtre cu saci.

Transportul pneumatic prin aspirație este eficient în cazul descărcării materialelor din vagoane, platforme, remorci, etc. la distanțe de până la 120 m.

– Exhaustoare. Înaintea agregatelor de separare se montează exhaustoarele, iar din acest motiv, exhustoarele utilizate sunt de construcție specială.

Puterea exhaustorului se calculează după relația:

Q – debitul total de aer [m3/h]; 1,15

q – suma tuturor debitelor de aer aspirate de la mașinile unelte;

Pr – pierderea de presiune totală, inclusiv cea necesară pentru deplasarea materialului pe verticală [daN/m2];

c – 1,1 coeficientul de rezervă;

– 0,7 randamentul exhaustorului pentru exhaustoare cu palete drepte.

– Cicloane. Sunt aparate în care au loc separarea suspensiilor solide din aer. În acest caz, ciclonul se alege după diametrul conductei de evacuare a aerului în atmosferă, astfel:

Q – debitul de aer al instalației [m3/h];

Vc – 1…1,5 m/s viteza în conducta de evacuare a aerului în atmosferă;

Calcului pierderii de presiune în ciclon se calculează după relația:

pc – 1.30 coeficientul de rezistență locală (complet) pentru cazul prezentat;

– greutatea specifică a aerului

Vi – 18 m/s viteza de intrare în ciclon

Ventilarea halelor industriale

Ventilarea halelor industriale reprezintă una din problemele majore ale proiectării în industrie. Există doua probleme fundamentale care trebuie rezolvate prin aceste sisteme de transport a aerului sau a gazelor din halele industriale.

1. Evacuarea gazelor cu impurități și epurarea acestora;

Se face cu ajutorul unor echipamene specifice. În general, componența acestor instalații cuprinde următoarele echipamente:

– instalații de captare a noxelor de la locul de producere a acestora, respectiv de la sursa de generare a polunațiilor;

– instalații de transport, antrenare și distribuție a gazelor în vederea reducerii emisiilor poluane prin procedee de tratare și epurare;

– instalații de tratare și epurare propriu-zisă;

– echipamente de evacuare a gazelor de tratare considerate nepericuloase în atmosferă.

În figura 1.5. se prezintă o instalație de evacuare a gazelor dintr-o hală industrială.

(Fig.1.5.: Schema de principiu a unei instalații de exhaustare a gazelor

Sursa: Procedee si Echipamente pentru Epurarea Atmosferei, Cursul nr.5)

Urmărind această schemă, se poate observa că fiecare poluant este tratat separat. În cazul a două sau mai multe echipamente care generează același tip de poluant se poate face gruparea acestora prin colectarea în comun a noxelor. În condiții normale viteza de transport prin aceste elemente v-a avea valori de maxim 9-12 m/s, iar viteze peste această valoare conduc la apariția vibrațiilor și a fenomenelor de natură acustică supărătoare. De asemenea și pierderile de presiune cresc odată cu creșterea vitezei de curgere a gazelor.

2. Introducerea de aer proaspăt pentru îmbunătățirea condițiilor de muncă și evitarea îmbolnăvirilor profesinale.

Se face cu ajutorul unor echipamente diferite față de cele prezentate mai sus. În general, cuprinde următoarele echipamente:

– instalații de captare a aerului prospăt;

– instalații de filtrare, climatizaare și condiționare a aerului prospăt;

– instalații de transport, antrenare și distribuție a aerului proaspăt.

În figura 1.6. este prezentată o schemă de principiu a unei instalații de climatizare.

(Fig.1.6.: Schema de principiu a unei instalații de climatizare și introducere a aerului proaspăt

Sursa: Procedee si Echipamente pentru Epurarea Atmosferei, Cursul nr.5)

Aceste doua tipuri fundamentale de instalații prezintă anumite asemănări legate de proiectarea și execuția unor subansambluri care compun aceste sisteme, astfel elementele de transport, antrenare și distribuție prezintă asemănări, cum ar fi:

– prezența unor ventilatoare sau compresoare pentru antrenarea gazelor sau a aerului prospăt;

– prezența unor elemente de transport a acestor gaze care le separă de mediul înconjurător;

– prezența unor elemente active de direcționare și obturare.

CAPITOLUL II

ASPECTE PRIVIND ASIGURAREA SĂNĂTĂȚII LA LOCUL DE MUNCĂ ȘI REGLEMENTĂRILE (LEGISLATIVE) AFERENTE

Accidentele de muncă înregistrate în IMM (Întreprinderi mici și mijlocii) constituie una din cele mai importante probleme din domeniul securității și sănătății în muncă. Statisticile arată că, atât în România cât și în Uniunea Europeană, numărul accidentelor de muncă mortale produse în întreprinderile cu mai puțin de 50 de lucrători este aproape dublu față de cel înregistrat în întreprinderile mari.

Atât pierderile umane, cât și cele financiare, cauzate de accidentele de muncă ar putea fi prevenite dacă angajatorii, lucrătorii, organizațiile sindicale și patronatele ar conștientiza importanța respectării cerințelor minime de securitate și sănătate în muncă impuse de legislația națională ce transpune directivele Uniunii Europene.

Asigurarea sănătății populației, în special a muncitorilor expuși la noxe profesionale, reprezintă un obiectiv important în creșterea calității vieții.

2.1. IMPACTUL ACCIDENTELOR CHIMICE

ASUPRA POPULAȚIEI ȘI A MEDIULUI

În cazul producerii unui accident chimic se eliberează în aer substanțe toxice ce produc contaminarea aerului, apelor, solului, clădirilor, alimentelor, furajelor, etc., în funcție de amploarea accidentului.

Accidentele chimice produc asupra sănătății efecte corespunzătoare naturii substanțelor: toxice, incendiare sau explozive.

Cei mai expuși sunt salariații aflați la locul de muncă, dar și personalul de intervenție dacă nu este protejat adecvat.

Factorii care influentează efectele asupra sănatății populației afectate sunt: intensitatea eliminării substanțelor periculoase, distanța la care se afla locuințele, acțiunile întreprinse de populație, condițiile meteorologice.

Efectele produse de o substanță chimică asupra sănătății pot varia în funcție de căile de pătrundere în organism, astfel inhalarea este cea mai frecventă cale de pătrundere a substanței toxice în organism. Cu trecerea timpului, contaminarea cutanată, adică pătrunderea substanței toxice prin piele sau contaminarea digestivă prin ingestia alimentelor și a apei contaminate devin mult mai importante decât expunerea respiratorie.

În figura 2.1. se poate observa cele trei căi de pătrundere a agenților chimici în organism.

(Fig. 2.1.: Căile de pătrundere a agenților chimici în organism

Sursa: Ghid de securitate și sănătate în muncă privind utilizarea valorilor

limită de expunere profesională pentru agenți chimică, cancerigeni și mutageni)

În cursul unui act respirator, prin plǎmânii omului trece o cantitate de 500 cm3 de aer, volum care crește mult în cazul efectuării unui efort fizic, fiind direct proporțional cu acest efort. În 24 de ore omul respiră în medie circa 15-25 m3 de aer. Comparativ cu consumul de alimente și apă, în timp de 24 ore, omul inhalează în medie 15 kg de aer în timp ce consumul de apă nu depășește de obicei 2,5 kg, iar cel de alimente 1,5 kg. Rezultă din aceste date importanța pentru sănătate a compoziției aerului atmosferic, la care se adaugă și faptul că bariera pulmonară reține numai în mică măsură substanțele pătrunse până la nivelul alveolei, odată cu aerul inspirat.

Efectele directe sunt reprezentate de modificările care apar în starea de sănătate a populației, ca urmare a expunerii la agenți poluanți. Aceste modificări se pot traduce în ordinea gravității prin: creșterea mortalității, creșterea morbidității, apariția unor simptome sau modificării fizio-patologice, apariția unor modificări fiziologice directe și/sau încărcarea organismului cu agentul sau agenții poluanți.

Efectele de lungă durată sunt caracterizate prin apariția unor fenomene patologice în urma expunerii prelungite la poluanții atmosferici. Aceste efecte pot fi rezultatul acumulării poluanților în organism, în situația poluanților cumulativi (plumb, fier), până când încărcarea atinge pragul toxic. De asemenea modificările patologice pot fi determinate de impactul repetat al agentului nociv asupra anumitor organe sau sisteme. Efectele de lungă durată apar după intervale lungi de timp de expunere care pot fi de ani sau chiar de zeci de ani. Manifestările patologice pot îmbrăca aspecte specifice poluanților (intoxicații cronice, alergii, efecte carcinogene, mutagene și teratogene) sau pot fi caracterizate prin apariția unor îmbolnăviri, în care poluanții să reprezinte unul dintre agenții determinanți sau agravanți (boli respiratorii acute și cronice, anemii ). http://www.cpnt.ro/download/Poluarea%20Aerului.pdf

După cum afirma și Jukka Takala, directorul general Agentiei Europene pentru Securitate în muncă, în fiecare an, au loc 74.000 de decese profesionale datorate substanțelor periculoase întâlnite la locul de muncă. Numeroase companii nu acordă suficientă atenție eliminarii sau înlocuirii substanțelor periculoase. Aproximativ 15% din lucrătorii europeni raportează manipularea de produse chimice într-o pătrime din timpul pe care îl petrec la locul de muncă, în timp ce 10% raportează inhalarea de vapori, iar 19% raportează inspirarea de praf, gaze arse și fum la locurile de muncă respective.( http://www.descopera.ro/dnews/4098273-substantele-nocive-mult-mai-periculoase-decat-accidentele-de-munca)

2.2. TOXICITATEA COMPUȘILOR ORGANICI VOLATILI ȘI

EFECTELE LOR ASUPRA ORGANISMULUI

Implementarea directivei europene privind limitarea consumului de COV-uri în sectorul mobilei și altor produse finisate din lemn constituie o mare provocare pentru industria mobilei, obligând întreprinderile care utilizează solvenți organici să se încadreze în limitele prescrise în HG 699/2003, să monitorizeze și să controleze permanent emisiile de COV-uri.

Tehnologiile de finisare cele mai utilizate în fabricile de mobilă sunt cu produse cu conținut ridicat în COV de 75-80 %.

Scopul HG 699/2003 îmbunătățită prin HG 1902/2004 este transpunerea Directivei comunitare 1999/13 CEE, care se înscrie în programul UE de luptă împotriva poluării transfrontaliere și are rolul de prevenire și de reducere a efectelor directe și indirecte ale emisiilor de compuși organici volatili în mediul înconjurător, în principal în aer, ca și de evaluare a riscului potențial pentru sănătatea publică, prin măsuri și procedee necesare a fi aplicate.

Pe lângă toxicitatea lor, compușii organici volatili prin combinarea cu oxizii de azot în prezența luminii solare, contribuie la formarea ozonului troposferic, care dăunează sănatății și mediului înconjurător.

Materialele folosite la fabricarea lacurilor și vopselelor sunt de cele mai multe cazuri toxice, această toxicitate transmitându-se și asupra produsului finit, lac, email, vopsea, etc., ceea ce necesită respectarea strictă a normelor de protecția muncii pentru evitarea intoxicațiilor și îmbolnăvirilor.

În general, toxicitatea materialelor de vopsire se datorește soluțiilor și diluanțiilor utilizați, cum ar fi:

Prin inhalarea vaporilor de benzen provoacă intoxicații, iar pe piele provoacă iritații; acționează asupra sistemului nervos central, prococând stări de somnolență, tuse și intoxicând sângele. Intoxicațiile cu benzen duc la pierderea cunoștiinței, iar în cazuri mai grave chiar la moarte. În cantități mici dă o stare asemănătoare beției, amețeli, grețuri, varsături, dureri de cap.

Concentrația limită a vaporilor de benzen este de 0,1g/cm3 de aer. Prin urmare, locul de munca trebuie bine aerisit sau ventilat pentru a nu depăși cantitatea de vapori de benzen admisibilă. Poate fi periculos și datorită imflamabilității lui, deoarece în concentrație între 1,5 – 9,5%, în amestec cu aerul, vaporii de benzen aprinși provoacă explozie.

Vaporii de toulen acționează asupra sistemului nervos central, fiind mai puternic decât benzenul, provocând dureri de cap, stare de beție, grețuri, vărsături și în final pierderea cunoștiinței. Are un miros foarte puternic, limita de percepere fiind de 0,002 mg/l, iar concetrația limită admisibilă a vaporilor de toulen este de 0,1 g/m3 de aer, deci rezultă ca și în cazul benzenului și vaporii de toulen în amestec cu aerul provoacă explozii de la 1- 6%.

La concentrații foarte mari în aer, xilenul cauzează o dependentă. Apoi se produce un efect advers și ireparabil asupra sistemului nervos care provoacă iritarea pielii umane și membranei mucoase a ochilor sănătoși. După structură, proprietăți, compoziție și concentrație, xilenul aparține clasei substanțelor explozive. Acest material se aprinde la o temperatură de 4500C. Cel mai mare pericol este că, odată aprins, xilenul poate fi stins doar cu ajutorul unei spume chimice special pregătite.

Vaporii de acetonă provoacă lacrimare, dureri de cap, tuse, conjuctivite. Acetona trece foarte ușor în sânge, intoxicația provocându-se numai după acumularea unei cantități mai mari. În general se cunosc doar intoxicații cronice, nu acute, iar în contact cu pielea nu provoacă acțiuni periculoase. Concentrația limită admisă este de 0.2 g/m3 de aer.

Vaporii de butanol provoacă iritații asupra ochilor și a mucoaselor căilor respiratorii, fiind mai puțin periculos pentru om. Concentrația limită adimisă este de 2 g/m3 de aer, limita de explozie este cuprinsă între 3,7 – 10,2%.

Etanolul fiind un narcotic, provoacă la început o stare de excitare, paralizând apoi sistemul nervos central. În cazul unei acțiuni îndelungate apar boli grave ale sistemului nervos, inimii, sângelui, ficatului, etc. Concentrația limită admisă este de 1 g/m3 de aer, iar limita de explozie este între 3,5 – 18,2%.

După cum se poate observa, aceste substanțe se încadrează în marea grupă a solvenților organici, cu efecte toxice multiple asupra organismului, atât prin expunerea accidentală acută, cât și în cazul expunerii de lungă durată a cantității mici de produs. Căile primare de intrare în organism sunt prin inhalare, înghițire, dar și prin contact direct cu pielea sau mucoase.

În afară de aceste substanțe folosite ca dizolvanți sau diluați, pigmenții din materialele de vopsire, sunt in majoritatea cazurilor, toxici, cum ar fi pigmenții de plumb, de zinc și de crom. În timpul aplicării materialelor de vopsire pe diferite suprafețe, acești pigmenți sunt răspândiți și în atmosfera de lucru acționând asupra organismului. (I. Florean, I. Secașiu, Manualul vopsitorului industrial, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1967, pag.107, 88)

Efectele toxicității pot fi limitate, prin asigurarea unor condiții de lucru corespunzătoare. Daca se asigură ventilarea locului de muncă atât locală prin evacuare, cât și o ventilație forțată prin curent mare de aer, încât să nu se atingă sau să se depășească concentrațiile limită adimse, specificare pentru fiecare substanță în parte, se evită orice pericol pentru sănătate.

În figura 2.2. este reprezentată o proiectare inadecvată a sistemului de ventilație, iar în figura 2.3. este localizată clapa de exaustare lângă sursele de vapori.

(Fig.2.2.: Proiectare inadecvată a (Fig.2.3.: Clapă de exhaustare lângă

sistemului de ventilare sursele de vapori

Sursa: http://www.inspectiamuncii.ro/ Sursa: http://www.inspectiamuncii.ro/

ssmimm/linkuri/Solventi_Vopsele.pdf) ssmimm/linkuri/Solventi_Vopsele.pdf)

Comparând cele două figuri se poate observa că, în figura 2.2., clapa de ventilație este poziționată la nivelul lucratorului, ca atare, circulatia aerului este necorespunzătoare, ceea ce determina ca vaporii de solvenți sa fie direcționați în zona de respirație a lucrătorului.

2.3. EVALUAREA RISCURILOR A

EXPUNERII PROFESIONALE

În cadrul procesului de aderare a României la Uniunea Europeană, evaluarea riscurilor profesionale este o obligație a angajatorilor cerută de directivele europene, transpuse în legislația națională.

Evaluarea riscurilor profesionale este un instrument ce demonstrează aplicarea principiilor de prevenire la nivelul întreprinderii/unității. Ca atare, orice întreprindere trebuie să anticipeze pericolele care pot genera accidente de muncă sau boli profesionale, în loc să reacționeze după ce astfel de evenimente au avut loc.

Pericolul grav și iminent de accidentare este situația concretă, reală și actuală căreia îi lipsește doar prilejul declanșator pentru a produce un accident în orice moment.

Riscul profesional se poate definii ca fiind probabilitatea și gravitatea unei vătămări sau îmbolnăviri care apare ca rezultat al expunerii la un pericol.

Securitatea și sănătatea în muncă este un ansamblul de activități instituționalizate având ca scop asigurarea celor mai bune condiții în desfășurarea procesului de muncă, apărarea vieții, integrității fizice și psihice, sănătății lucrătorilor și a altor persoane participante la procesul de muncă.

Scopul principal al evaluării riscurilor profesionale este protejarea sănătății și securității lucrătorilor. Evaluarea riscurilor ajută la diminuarea posibilității de vătămare a lucrătorilor și de afectare a mediului ca urmare a activităților legate de muncă. Aceasta ajută, de asemenea, la menținerea competitivității și productivității întreprinderii.

Conform prevederilor legislației din domeniul securității și sănătății în muncă, toți angajatorii trebuie să evalueze riscurile.

2.3.1. Principiile generale de prevenire a riscurilor profesionale

Evaluarea expunerii profesionale la agenți chimici periculoși ocupă un rol important în prevenirea riscurilor profesionale. De cele mai multe ori, la un loc de muncă în care expunerea la agenți chimici periculoși depinde de numeroși factori, evaluarea expunerii se face prin eșantionare atmosferică. De aceea, este nevoie de un sistem de referință față de care concentrațiile măsurate să fie comparate și interpretate.

Un sistem de referință acceptat de majoritatea țărilor îl reprezintă valorile limită de expunere profesională (VLEP), care, în Uniunea Europeană pot fi recomandate (orientative, indicative) sau obligatorii. Valorile limită de expunere profesională la agenți chimici periculoși în general, sau cancerigeni și mutageni în particular, au fost stabilite în multe țări pentru expunerea la agenți chimici sub formă de gaze, vapori și particule.

Pentru expunerile la agenți chimici periculoși în aer, exista trei tipuri de limite de expunere:

– Concentrația maximă medie sau limita mediei ponderate în funcție de timp a concentrației unui agent chimic în aerul zonei în care respiră un lucrător, pentru o perioadă de referință de 8 ore, corespunzătoare unei zile normale de lucru;

– Concentrația maximă medie sau limita de expunere la care lucrătorii pot fi expuși pentru o perioadă scurtă de timp, de maximum 15 minute;

– Indicii biologici de expunere sau limita concentrației, în mediul său biologic de referință, a unui agent chimic relevant, a metabolitului său ori a unui indicator al efectului, care ar corespunde expunerii prin inhalare, la o concentrație specifică în aer.

O valoare limită de expunere profesională indică concentrația maximă a unui contaminant (agent chimic, cancerigen sau mutagen) în aerul pe care un lucrător îl poate inhala în timpul activității pe care o desfășoară, sub această valoare considerându-se că sănătatea acestuia nu poate fi afectată.

Conform art. 7 din HG nr. 1218/2006, modificată și completată prin HG nr.1/2012: “Valorile-limită obligatorii naționale de expunere profesională ale agenților chimici, reflectă factorii de utilitate pentru a asigura sănătatea lucrătorilor la locul de muncă și sunt prevăzute în anexa nr. 1 sau 4, după caz.” Aceste valori se caracterizează astfel:

– Valoarea limită a mediei ponderate cu timpul, a concentrației unui agent chimic în aerul zonei de respirație a lucrătorului este pentru 8 ore sau pentru termen scurt – max. 15 min;

– Zonă de respirație a lucrătorului, este o zonă de formă emisferică, situată la nivelul feței lucrătorului, având raza de 0,3 m, măsurați de la mijlocul unei linii imaginare ce unește urechile;

– Fracțiunea inhalabilă sau fracțiunea masică din totalul de particule în suspensie în aer care este inhalată pe nas și pe gură, particule cu diametrul aerodinamic mai mic de 100 µm;

– Fracțiunea respirabilă sau fracțiunea masică a particulelor inhalate care pătrunde până la căile neciliate – alveole, particule cu diametrul aerodinamic mai mic de 15 µm.

Pe de altă parte, sensibilitatea la o anumită substanță variază foarte mult de la un individ la altul, astfel neputând fi exclusă posibilitatea ca o mică parte dintr-un grup de persoane expuse la concentrații aproximativ egale sau mai mici cu valorile limită de expunere să dezvolte afecțiuni ușoare și de scurtă durată și nu se poate exclude posibilitatea ca un număr și mai mic de persoane să dezvolte simptome patologice severe. Aceste persoane prezente la un loc de muncă sunt un exemplu de ceea ce “Legea securității și sănătății în muncă nr.319/2006”, numește “grupuri sensibile la riscuri specifice” pentru care angajatorul trebuie să evalueze riscurile specifice și să ia măsurile care se impun, suplimentar față de cele stabilite pentru ceilalți lucrători.

O metodologie care prezintă criteriile de monitorizare a expunerii prin inhalare la agenți chimici, cancerigeni și mutageni se află în standardul SR EN 689:2003: “Atmosfera locului de muncă. Ghid pentru evaluarea expunerii la agenți chimici pentru compararea cu valori limită și strategia de măsurare”. Acest standard prezintă informații privind durata măsurărilor, numărul de măsurări, locația, numărul de lucrători eșantionați, numărul de zile lucrătoare, prelucrarea datelor, precum și concluziile evaluării. Procedurile descrise în acest standard nu iau în considerare riscurile posibile ca urmare a absorbției agenților chimici periculoși în alte moduri decât prin inhalare (cutanat, digestiv sau absorbție parenterală), nici nu includ riscuri de contact ale lucrătorului cu agentul chimic, care ar putea produce daune pielii.

Evaluarea expunerii profesionale se realizează în trei etape, cum ar fi:

1. Identificarea expunerii potențiale. Această primă etapă colectează date cu privire la agenții chimici, produși primari, impurități, produși intermediari, produși finali, subproduși;

2. Determinarea factorilor ce caracterizează locul de muncă. În cea de-a doua etapă, studiul se aprofundează prin: descrierea sarcinilor, tehnicilor, configurația locului de muncă, măsuri de protecție, surse de emisie, timpi de expunere, normă de muncă;

3. Evaluarea expunerilor. În utima etapă se estimarea probabilitățățile de expunere la agenți chimici.

2.3.2. Principalele metode de evaluare a riscului chimic

Referitor la riscul chimic, procedura de evaluare este adesea dificilă din cauza multitudinii de agenți chimici și preparate utilizate, precum și a necunoașterii pericolelor pe care le prezintă aceștia. Perceperea riscului chimic este și mai dificilă în întreprinderile mici a căror activitate necesită utilizarea de produse chimice, fără ca acestea să fie înregistrate ca având activitate în domeniul chimiei.

Riscul chimic nu se limitează numai la incinta întreprinderii, ci se extinde și în vecinătatea acesteia, apropiată sau îndepărtată, din cauza impactului pe care activitățile întreprinderii îl pot avea asupra mediului: incendiu, explozie, poluarea aerului și a pânzelor freatice.

Metoda de evaluare a riscului chimic în domeniile sănătății, securității și mediului este progresivă, apelând la criterii simple și ușor accesibile. Evaluări efectuate cu o anumită frecvență permit optimizarea culegerii de informații și ușurarea sarcinii de muncă. Într-adevăr, această strategie permite limitarea la fiecare etapă a numărului de informații colectate și evitarea unei prea mari cereri inițiale de informații, greu de obținut uneori, care ar putea să descurajeze brusc persoanele însărcinate cu evaluarea.

Metoda cuprinde următoarele faze principale:

1. Inventarierea produselor și a materialelor utilizate în întreprindere, într-un atelier sau la un loc de muncă;

2. Ierarhizarea riscurilor potențiale;

3. Evaluarea riscurilor.

Principiul de evaluare a riscului se bazează pe tehnici simplificate de evaluare de risc. Se recomandă ca evaluarea să se facă de către o echipă de evaluare alcătuită din: reprezentantul locului de muncă, medicul de medicina muncii, reprezentanți ai angajaților, un reprezentant al managementului companiei.

1. Inventarierea produselor

– este cea mai importantă, deoarece condiționează calitatea demersului de evaluare a riscurilor;

– inventarierea produselor chimice și a materiilor prime – inclusiv a produselor intermediare – trebuie să fie cât mai cuprinzătoare;

– pentru a garanta reușita acestei etape, este de dorit ca grupul de lucru, susținut de conducătorul întreprinderii, să desemneze un responsabil pentru această operațiune. Grupul va trebui să se asigure în primul rând că acest responsabil are acces la diferitele surse de informație disponibile în cadrul întreprinderii și că primește sprijinul necesar din partea conducerii și a personalului.

– la încheierea acestei etape, se va întocmi lista completă a produselor și materialelor folosite în întreprindere.

Datele colectate în timpul acestei etape sunt: indicații cu privire la produsul sau numele produsului, cantitatea utilizată (pe an/lună sau până în momentul respectiv), frecvența de utilizare, zona de lucru unde este utilizat produsul, informații privind pericolele furnizate de etichete (pictograme, faze de risc) și informații furnizate de fișa cu date de securitate (pericole, proprietăți fizico-chimice).

2. Ierarhizarea riscurilor potențiale (IRP)

Având în vedere numărul mare de produse și materii prime utilizate într-o întreprindere, este necesar să se ierarhizeze riscurile prin stabilirea de priorități, de exemplu identificând mai întâi produsele cele mai periculoase. Ierarhizarea produselor identificate în timpul inventarierii se efectuează conform metodei IRP16: aceasta ia în calcul pericolele, expunerea potențială (pentru sănătate), potențialul de aprindere (incendiu-explozie) și transferul potențial (impact asupra mediului). Tabelul 2.1. prezintă diferiți parametri care au stat la baza metodei IRP.

(Tabelul 2.1.: Criterii utilizate pentru calcularea punctajului riscului potențial pentru un produs chimic

Sursa: Metodologie de evaluare simplificată a riscului chimic- INRS Franța)

Combinarea valorilor claselor fiecărui parametru permite calcularea unui punctaj al riscului potențial. Acesta fixează prioritățile de evaluare a riscului pentru o secție/un atelier, un loc de muncă etc. Astfel, punerea în practică a metodei IRP furnizează elemente obiective de decizie pentru stabilirea situațiilor care necesită, cu prioritate, o evaluare a riscului.

Este recomandat să se clasifice prioritățile de evaluare pe Grup de Expunere Omogenă (GEO), pentru a organiza faza următoare “evaluarea riscurilor”. Un GEO corespunde unui ansamblu de personae, de locuri de muncă sau de sarcini de muncă pentru care se estimează că expunerea este de aceeași natură și de intensitate similară.

3. Evaluarea riscurilor

Această etapă constă în evaluarea într-o manieră simplificată a riscurilor reale ținând cont de efectele asupra sănătății, securității și mediului. Acest demers necesită colectarea unui număr mai mare de informații decât cele adunate în faza de ierarhizare, în special privind condițiile de utilizare a diferiților agenți chimici.

În vederea optimizării timpului acordat acestei etape, evaluarea riscului unui GEO poate să facă referire, într-o primă fază, numai la produsele care prezintă riscul potențial cel mai ridicat.

Evaluarea riscului se bazează pe analiza muncii reale și a condițiilor de execuție/operare. Ea necesită deci identificarea diferitelor sarcini efectuate de angajații care aparțin unui GEO. În general, este vorba de o estimare a riscului rezidual asociat unei sarcini, care să țină cont de:

– pericolele agenților chimici;

– proprietășile fizico-chimice (starea fizică, volatilitate, etc.);

– condițiile de utilizare (tipul procedeului, temperatura. etc.);

– mijloacele de prevenire (ventilație).

Plecând de la aceste informații, se calculează un punctaj pentru fiecare cuplu (agent chimic, sarcină). Acest punctaj permite apoi caracterizarea riscului inerent sarcinii și, în continuare, prin adunarea punctajelor, caracterizarea riscului unui GEO.

La încheierea acestei etape de evaluare, grupul de lucru dispune de elemente care-i vor permite clasificarea situațiilor de risc și stabilirea măsurilor de remediere prioritare ce urmează a fi puse în practică.

Aceste trei etape pot fi aplicate în întreprinderi mici și mijlocii (IMM) cu participarea diferiților actori implicași, în cadrul unui grup de lucru.

2.3.3. Obligațiile angajatorilor și angajaților privind protecția sănătății

Protecția salariaților se bazează, înainte de toate, pe evaluarea riscurilor și punerea în practică a unei politici de prevenire adaptată. În ceea ce privește riscul chimic, demersul de evaluare este adesea dificil din cauza multitudinii de produse și de preparate utilizate.

Pentru a veni în sprijinul întreprinderilor care se confruntă cu această problemă, Institutul Național de Cercetare pentru Securitate (Fr.: INRS) din Franța, în cooperare cu Centrul Național de Protecție și de Prevenire (Fr.: CNPP), a elaborat o metodologie de evaluare simplificată a riscurilor pentru sănătate, securitate și mediu. Metoda prezentată în continuare a fost aplicată în câteva întreprinderi din diferite sectoare, iar rezultatele concordă cu aprecierile experților.

În scopul reducerii riscurilor pentru angajați, reglementările le impun conducătorilor de întreprindere să efectueze o evaluare a riscurilor profesionale și să pună în practică o politică de prevenire bazată pe măsuri tehnice sau organizatorice.

În figura 2.4. sunt descrise cele mai importante principii generale de prevenire a riscurilor profesionale.

( Fig.2.4.: Principiile generale de prevenire

Sursa: http://www.uad.ro/storage/Dataitems/Evaluare%20riscuri3.pdf)

Privind prevenirea riscurilor, pentru angajați și pentru mediu, conducătorul de întreprindere va trebui să pună în aplicare o politică de prevenire care să favorizeze înlocuirea produselor periculoase cu produse mai puțin periculoase. Acesta va trebui să aibă în vedere, în special, reducerea riscurilor chimice pentru angajați, având grijă să nu afecteze mediul și, invers, să nu mărească riscurile pentru angajați în încercarea de a reduce impactul asupra mediului.

În Legea securității și sănătății în muncă nr.319/2006 sunt transpuse obligațiile necesare care trebuie luate în considerare și totodată, respectate de către angajatorii întreprinderilor. Dintre aceste obligații se menționează:

– să evalueze riscurile care nu pot fi evitate;

– să evalueze riscurile pentru securitatea și sănătatea lucrătorilor, inclusiv la alegerea echipamentelor de muncă, a substanțelor sau preparatelor chimice utilizate și la amenajarea locurilor de muncă;

– să realizeze și să fie în posesia unei evaluări a riscurilor pentru securitatea și sănătatea în muncă, inclusiv pentru acele grupuri sensibile la riscuri specifice.

La rândul lor și lucrătorii au anumite obligații în temeiul art.13 din Directiva 89/391, care prevede cadrul general pentru gestionarea sănătății și a securității, pentru identificarea și prevenirea riscurilor.

Directiva spune că fiecărui lucrător îi revine obligația de a avea grijă, în măsura posibilului, de sănătatea și securitatea sa și a colegilor săi, în conformitate cu formarea și instrucțiunile date de angajatorul său.

În special, lucrătorii trebuie:

– să utilizeze corect mașinile, aparatele, uneltele, substanțele periculoase și echipamentele de transport;

– să utilizeze corect echipamentul individual de protecție pus la dispoziție;

– să nu deconecteze, să nu schimbe sau să mute în mod arbitrar dispozitivele de securitate și să utilizeze corect aceste dispozitive de protecție;

– să comunice imediat angajatorului și altor lucrători cu răspunderi specifice privind securitatea și sănătatea lucrătorilor orice situație de muncă pe care au motive întemeiate să o considere un pericol grav pentru securitate și sănătate, precum și orice defecțiuni ale sistemelor de protecție. https://osha.europa.eu/ro/topics/accident_prevention/index_html/european

2.2. REGLEMENTĂRI LEGISLATIVE

2.2.1. Controlul surselor de poluare atmosferică

Pentru prevenirea și controlul surselor de poluare au fost adoptate mai multe acte normative printre care amintim:

HG nr. 731/2004 privind Strategia națională privind protecția atmosferei

HG nr. 738/ 2004 privind Planul național de acțiune în domeniul protecției atmoferei

HG nr. 541/2003 privind Stabilirea unor măsuri pentru limitarea emisiilor în aer ale anumitor poluanți proveniți de la instalațiile mari de ardere

Legea nr.92/2006 pentru aprobarea OUG nr.152/2005 privind Prevenirea și Controlul integrat al poluarii.

La nivel național s-au creat mai multe agenții regionale avand un rol de prevenire și control a încalzirii emisiilor de poluanți în atmosferă. La randul lor, Agențiile Regionale de Protecția Mediului sunt împarțite în teritoriu pe județe, unde s-au creat Agențiile Locale de Protecția Mediului.

Instrumentele de control și urmărire a emisiilor sunt interconectate la nivel național în vederea urmăririi și monitorizării în permanență a emisiilor de poluanți la nivel național, astfel s-a creat Rețeaua Națională de Monitorizare a calității aerului (RNMCA) care are 117 de stații pe toată suprafața României.

Principalii poluanți, care s-au stabilit pentru determinarea condițiilor de mediu, ce urmează a fi monitorizați sunt:

Dioxidul de sulf (SO2)

Dioxidul de azot (NO2)

Ozonul (O3)

Monoxidul de carbon (CO)

Pulberi în suspensii (PM10)

Pentru urmărirea acestor emisii și cuantificarea lor s-a stabilit o scală de măsurare care ia valori de la 1 la 6. Valoarea mică corespunzând unui nivel de poluare redus, iar valoarea mare unui nivel de poluare mai ridicat. Pentru toți poluanții monitorizați uitatea de măsură poartă denumirea de Indice global de poluare. Unitatea de masură a fost stabilită sub denumirea de Indice specific de poluare.

În tabelul 2.2. este prezentată valoarea concentrației și indicele de măsură pentru fiecare poluant monitorizat prin sistemul RNMCA:

(Tabelul 2.2.: Indicele specific și domeniul de concentrații pe

poluanții atmosferici monitorizați prin sistemul RNMCA

Sursa: http://www.calitateaer.ro/indici.php)

Acești indici nu reprezintă nivelul maxim de poluare pe care un generator de poluanți poate să îl emită, iar pentru stabilirea nivelului maxim de poluare există acte normative ce prevăd nivelul acestor emisii. Chiar dacă emisiile de poluanți au valori sub limita maxima admisă pe o perioadă scurtă de deversare, pentru perioade de timp mai mari, valorile medii ale concentrațiilor sunt mult mai reduse. Nivelul emisiilor este urmărit în funcție de poluatori. La randul lor, poluatorii majori sunt urmăriți în permanență, în timp ce poluatorii minori nu sunt monitorizați. Pentru încadrarea în normele de poluare impuse de UE s-au făcut planuri pe termen mediu și lung cu poluatori majori. Aceste planuri poartă numele de planuri de conformare, având perioade bine delimitate care permit ca prin metode graduale, aceștia să își reducă emisiile până la încadrarea în normativelor aflate în viguare. Ele nu sunt stabilite pe domenii de poluanți, ci de poluatori. În urma adoptării, poluatorul se obligă sa îndeplinească criteriile de emisie, astfel el riscând închiderea și nu amenda contravențională.

În figura 2.5. este prezentat modul de transfer a datelor prin rețeaua națională de supraveghere a calității aerului în vederea informării publicului asupra acestui factor de mediu.

(Fig.2.5.: Transferul datelor de la stațiile de monitorizare a calității aerului spre public

Sursa: http://www.calitateaer.ro/structura.php)

2.2.2. Legi europene privind siguranța muncii și a sănătății la locul de muncă a muncitorilor

Uniunea Europeană a adoptat un mare volum de legi asupra fiecărui subiect care i-a revenit în responsbilitatea sa conform diferitelor Tratate Europene.

Cele mai importante legi europene în acest domeniu sunt regulamentele privind protecția lucrătorilor împotriva riscurilor asociate cu agenții chimici, substanțele carcinogene (inclusiv azbest sau rumeguș) și cele mutagene, și agenții biologici. Potrivit legii, angajatorii din Uniunea Europeană (UE) trebuie să își protejeze lucrătorii împotriva substanțelor periculoase de la locul de muncă care-i pot afecta. Angajatorii trebuie să realizeze evaluări ale riscurilor și să acționeze în baza acestora.

Legislația europeană stabilește o ierarhie a măsurilor care trebuie luate de angajatori pentru a controla riscurile pe care le prezintă substanțele periculoase pentru lucrători. Aceasta plasează eliminarea și înlocuirea în vârful ierarhiei măsurilor de control.

Legislația UE privind sănătatea și securitatea la locul de muncă este transpusă în legislația națională, însă statele membre au de asemenea dreptul de a include dispoziții suplimentare sau mai stringente pentru protecția lucrătorilor.

Pentru multe produse chimice, însă nu pentru toate, legislația prevede, de asemenea norme privind clasificarea și etichetarea, astfel încât utilizatorii să poată înțelege substanțele pe care le folosesc.

https://osha.europa.eu/ro/topics/ds/legislation

Principalele directive referitoare la protecția sănătății și securității lucrptorilor sunt:

– Directiva 98/24/CE (HG nr.1218/2006) privind protecția sănătății și securității lucrătorilor împotriva riscurilor legate de prezența agenților chimici la locul de muncă (HG nr. 1218/2006) are ca bază juridică articolul 137 din Tratatul privind Uniunea Europeană și stabilește, prin urmare, condiții minime de securitate și sănătate pe care statele membre trebuie să le aplice, lăsându-le posibilitatea de a adopta reglementări mai stricte în acest domeniu.

– Directiva Consiliului 1999/13/CE privind limitarea emisiei compușilor volatili datorată folosirii solvenților organici în anumite activități și instalații. Această directivă are ca scop să prevină, ori să reducă efectele directe sau indirecte ale emisiei compușilor organici volatili în mediul înconjurător, în principal în aer și riscul potenșial pentru sănătatea umană

– Directiva Parlamentului European și a Consiliului 1999/92/EC asupra cerințelor minime pentru îmbunătățirea protejării sănătății și siguranței muncitorilor potențial expuși la riscul de atmosferă explozivă.

– Directiva Consiliului 2004/27/EC privind protecția lucrătorilor împotriva riscurilor expunerii la substanțe cancerigene și mutagene la locul de muncă. Această directivă are ca scop protecția lucrătorilor împotriva riscurilor privind sănătatea și protecșia lor, incluzând prevenirea unor asemenea riscuri, care pot apărea din cauza expunerii la substanșe cancerigene și mutagene la locul de muncă. Acest text se concentreazã pe praful de lemn, dar și pe alte substanțe, ce ar putea fi folosite în industria lemnului, pentru care sunt definite măsuri și riscuri specifice.

– Directiva 89/655/ CEE (HG nr.1146/2006) privind cerințe minime de siguranșă și sănătate pentru folosirea echipamentului de lucru de către muncitori la muncă. Această Directivă definește cerințele particulare minime pentru folosirea echipamentului de lucru de către muncitori la lucru.

– Directiva Consiliului 89/656/EEC privind cerințele minime de siguranță și sănătate pentru folosirea de către muncitori a echipamentului personal de protecție la locul de muncă. În cazul acesta, Directiva prezintă cerințele minime pentru echipamentul personal de protecție folosit de către muncitori la lucru.

Integrarea prevenirii în activitatea întreprinderii începe odată cu proiectarea proceselor

de producție: vopsirea prin imersie sau prin pulverizare, utilizarea unui singur proces chimic la

presiune ridicată sau scăzută, folosirea unui produs de degresare de un tip sau altul, de exemplu, sunt alegeri care trebuie făcute luând în considerare nu numai aspectele tehnologice și economice ci, în același timp, și riscurile pentru sănătatea lucrătorilor care rezultă din fiecare dintre opțiunile posibile.

Cu toate că tehnologia poate adesea influența, și de fapt influențează, în parte, organizarea muncii, influența este departe de a fi una absolută; de regulă, rămâne o marjă semnificativă de opțiuni de organizare care, în momentul alegerii, trebuie luate în considerare aspecte preventive.

CAPITOLUL III

STUDIU DE CAZ

STUDII PRIVIND EMISIILE DE VAPORI DE SOLVENȚI ORGANICI ȘI A PRAFULUI DIN SECTOARELE DE FINISAJ DE LA O FABRICĂ DE PRELUCRARE A MOBILEI

(S.C.MOBEX.S.A.)

3.1. DESCRIEREA SOCIETĂȚII

Societatea Comercială S.C.MOBEX.S.A. este o societate privată, cu capital integral românesc, având ca profil de activitate producția diferitelor tipuri de mobilier, cum ar fi: mobilier clasic, mobilier de artă, mobilier de hotel, amenajări interioare, destinat locuințelor, hotelurilor și instituțiilor publice din întreaga lume.

Platforma este situată în localitatea Târgu Mureș, str. Căprioarei, nr.2. Activitatea societății se desfășoară într-un singur schimb, cu un regim de lucru de 8 ore/zi, 5zile/săptămână, 220 zile/an, având un număr de 700 angajați. În funcție de activitatea desfășurată, unitatea cuprinde mai multe secții, acestea sunt:

secția I – mobilă corp, mobilă stil, scaune, tapițerie;

secția II – mobilă corp, sculptură manuală și mecanică;

secția VI – atelier întreținere (atelier mecanic, atelier electric, ascuțitorie, forjă, atelier instalatori și tinichigerie, centrală termică);

secția XV – croire panouri, pregătire, croit pal, zețuit, intarzie.

Societatea deține în proprietate o suprafață de teren de 167.523 mp, confirmată prin

extrase de Carte Funciară, după cum urmează :

– la sediul din Tg Mureș: 92.034 mp; – la sediul din Reghin: 75.489 mp.

Mobilierul de artă redă cu fidelitate elementele caracteristice stilurilor istorice, realizând o atmosferă de rafinament, eleganță și apartenență la mai multe epoci. Mobilierul pentru hoteluri este personalizat pentru fiecare obiectiv în funcție de amplasare, grad de complexitate, design-ul dorit de beneficiar. În general design-ul respectă stilul clasic, dar adaptat modului de viață actual. Astfel fiecare garnitură are comodă tv sau dulap tv, birourile au loc pentru tastatură. În figura 3.2. și figura 3.3. se poate observa planșa și inclusiv tehnologia folosită pentru modelele create.

( Fig.3.2: Model creație ( Fig.3.3: Tehnologia pentru crearea modelelor

Sursa: http://www.mobex.ro/despre.htm) Sursa: http://www.mobex.ro/despre.htm)

Pentru obținerea produsului finit – mobilă finisată și ambalată – se utilizează ca materie primă materialul lemnos sub formă de cherestea , semifabricate , prefabricate și plăci de PAL, PAF, PFL, PANEL, PLACAJ. Aceste materiale utilizate se pot observa în bilantul de materiale al unității, în tabelul 3.1.

(Tabelul 3.1.: Bilanțul de materiale

Sursa: Memoriu tehnic mediu 2012 – S.C.MOBEX.S.A.)

Cel mai utilizat lemn este paltinul pentru mobila de artă și fagul pentru mobilierul clasic, dar se utilizează și stejarul, cireșul, teiul și plopul.

Cele două tipuri de materiale, avand structuri diferite urmează un proces tehnologic separat până în momentul montării și finisării, pentru obținerea produsului finit.

3.2. PROCESUL TEHNOLOGIC DE FABRICARE A MOBILEI

Transformarea materiilor prime și a materialelor tehnologice în produse finite se realizează printr-un șir de operații, executate într-o anumită ordine, care poartă denumirea de proces de fabricație.

Procesul de fabricație a mobilei este organizat pe tipuri de produse de mobilă și cuprinde mai multe procese tehnologice prin fiecare dintre acestea urmărindu-se modificarea dimensiunilor, formei și calității materialelor supuse prelucrării. Astfel procesul de fabricație este prezentat în schema de mai jos și cuprinde următoarele procese tehnologice:

Materia primă sub formă de cherestea este uscată natural în depozitul de la Reghin până la umiditatea de 24%, după care se usucă artificial în uscătorii pentru a ajunge la umiditatea de prelucrare de 8 – 10%. Cheresteaua astfel uscată este transportată la sectoarele de croit al fiecărei secții, sectoare dotate cu utilaje specifice pentru debitare: ferăstraie circulare, pendulă, ferăstraie panglică, circulare duble, etc. Urmează utilajele de prelucrare a suprafețelor: îndreptat, randeluit, profilat, frezat, găurit etc.

În figura 3.4. si figura 3.5. este prezentată materia primă folosită de unitate.

( Fig.3.4: Materie primă (Fig.3.5: Materie primă

Sursa: http://www.mobex.ro/despre.htm) Sursa: http://www.mobex.ro/despre.htm)

Pentru debitarea plăcilor stratificate (pal, placaj, PFL, panel) acestea sunt transportate de la magazia aflată pe platformă, la sectorul de prelucrat panouri, în cadrul secției XV. După debitare, plăcile sunt trecute la sectorul pregătire, unde se execută îmbinarea elementelor masive dacă este necesar, precum și operațiile de calibrare (șlefuirea suprafețelor panourilor înainte de furniruire).

Operațiile de furniruire, prelucrări, sculptat (figura 3.6.) se execută în secțiile I și II.

În fiecare loc de presare există un compartiment de preparare a adezivului pentru aplicarea pe suprafețele panourilor. Înainte ca panourile să fie introduse în prese, se face încleierea la mașinile de aplicat adezivi.

După presare panourile se formatizează, se furniruiesc pe canturi, iar panourile prevăzute cu canturi din masive se profilează. Tot aici se execută și operațiile de găurire. Operațiile se execută pe mașini specifice: mașini de frezat cu comandă numerică, de profilat, de găurit, după cum se poate observa și în figurile 3.7. și 3.8.

( Fig.3.7: Mașină cu comandă numerică (Fig.3.8: Mașină cu comandă numerică

Sursa: http://www.mobex.ro/despre.htm) Sursa: http://www.mobex.ro/despre.htm)

Panourile astfel prelucrate precum și elementele masive trec în sectorul șlefuire, unde se execută șlefuirea mecanică a suprafețelor și canturilor. Înainte de montarea finală a pieselor se execută operații de ajustare și șlefuire manuală.

Montarea finală se face cu ajutorul dispozitivelor pneumatice, electrice sau manuale (figura 3.9.).

(Fig.3.9: Montarea manuală a mobilierului

Sursa:http://www.mobex.ro/despre.htm)

Finisarea se execută prin colorare cu baițuri pe bază de apă (figura 3.10.) și aplicarea de grunduri și lacuri poliuretanice și nitrocelulozice și UV.

(Fig.3.10.: Finisarea produselor

Sursa: http://www.mobex.ro/despre.htm)

Corpurile de mobilă pentru șezut și odihnă, care cuprind elemente masive vizibile, ce formează structura de rezistență, trec la sectorul tapițerie pentru operații de tapițare (figura 3.11.). Toate corpurile se întâlnesc la sectorul ambalaj unde se verifică și se ambalează în cutii de carton.

Corpurile de mobilă ambalate sunt transportate la magazia de produse finite de unde se livrează cu autoturismul.

3.3. SECTORUL DE FINISAJ

Finisarea este o etapă din procesul tehnologic de fabricare a mobilei, care se execută prin colorare cu baițuri pe bază de apă și aplicarea de grunduri și lacuri poliuretanice și nitrocelulozice și UV. Materialele chimice utilizate, în anul 2012 pentru finisarea produselor sunt prezentate în tabelul 3.2.

( Tabelul 3.2.: Materiale chimice pentru finisaj

Sursa: Memoriu tehnic mediu 2012 – S.C.MOBEX.S.A.)

Aplicarea acestor materiale se face prin pulverizare la cabine cu perdea de apă, dotate cu filtre cu cărbune activ pentru reținerea compușilor organici volatili sau robot de pulverizare, iar uscarea peliculei se face fie în tunel de uscare fie în hală.

În secția I și secția II sunt instalate următoarele cabine de pulverizat:

– Cabine de pulverizat lac cu perdea de apă lungime 3 ml, 3 buc. dotate cu două filtre uscate pentru reținerea prafului de lac și 6 filtre pentru reținerea COV. Sunt dotate cu un ventilator în interiorul filtrului de 12000 mc/h cu tubulatură de evacuare pe acoperișul secției.

– Cabina de pulverizat lac cu perdea de apă lungime 4 ml, 1 buc. dotat cu două filtre uscate pentru reținerea prafului de lac și 6 filtre pentru reținerea COV. Este dotat cu un ventilator în interiorul filtrului de 12000 mc/h cu tubulatură de evacuare pe acoperișul secției.

– Cabina de pulverizat lac cu perdea de apă lungime 4 ml, 1 buc. dotat cu două filtre uscate pentru reținerea prafului de lac și 6 filtre pentru reținerea COV. Este dotat cu doua ventilatoare montate pe cabina de pulverizare de 8000 mc/h fiecare, evacuarea cu o singură tubulatură pe acoperișul secției.

– Cabina de pulverizat baiț pe bază de apă cu perdea de apă lungime 3 ml, 1 buc. dotat cu două filtre uscate pentru reținerea prafului de baiț. Este dotat cu un ventilator montat lângă cabina de pulverizare de 8000 mc/h, evacuarea cu o singură tubulatură pe acoperișul secției.

– Cabina de pulverizat baiț pe bază de apă cu perdea de apă lungime 3 ml, 1 buc. dotat cu două filtre uscate pentru reținerea prafului de baiț. Este dotat cu un ventilator de 6000 mc/h, montat în tubulatura de evacuare de pe acoperișul secției.

În figura 3.12. este prezentată cabina de pulverizat cu perdea de apă și cărbune activ utilizată de unitate, iar în figura 3.13. se poate observa pulverizarea manuală.

( Fig.3.12.: Cabină de pulverizat cu perdea ( Tabelul 3.13.: Pulverizare manuală

de apă și cărbune activ Sursa: S.C.MOBEX.S.A.)

Sursa: S.C.MOBEX.S.A.)

– Linia de finisare cu robot de pulverizare având mai multe componente, desprăfuitor cu ventilator de exhaustare de 4000 mc/h, bandă transportoare, robot de pulverizare cu ventilator de exhaustare de 10000 mc/h, lift de transport materiale, uscător UV cu două ventilatoare mici de evacuare aer cald, mașina de șlefuit între straturi cu un ventilator de exhaustare de 12000 mc care lucrează în două filtre de praf pentru reținerea particulelor de lac. Ieșirea tubulaturii se face prin geamurile laterale ale secției.

3.2. EMISIILE DE SOLVENȚI ORGANICI REZULTATE

DIN SECTORUL DE FINISAJ

Sursele de poluare a aerului cu noxe rezultate în timpul procesului de producție la societatea S.C.MOBEX.S.A. sunt constituite din:

– Evacuările aerului din instalațiile de separare a amestecului aer și materiale lemnoase din instalațiile de exhaustare și transport pneumatic;

– Evacuările aerului din instalațiile de ventilație a zonei de lucru a preselor pentru furniruirea panourilor;

– Evacuările aerului din instalațiile de ventilație care deservesc sectoarele de finisaj;

– Evacuările aerului din instalațiile de ventilație a centralei termice.

Poluanții emanați de instalațiile de separare sunt constituiți din:

– praf de lemn pentru evacuările din instalațiile de exhaustare și transport pneumatic;

– aldehida formică pentru instalațiile de ventilație a preselor;

– solvenți organici (acetonă, acetat de etil, acetat de butil, toluen, xilen) pentru evacuările instalațiilor de ventilație ale sectoarelor de finisaj;

– monoxidul de carbon, oxizii de azot și de sulf, pulberi de la coșurile centralei termice.

Implementarea Directivei europene privind limitarea consumului de COV-uri în sectorul

industriei lemnului obligă majoritatea întreprinderilor să monitorizeze, să controleze pe viitor

emisiile de COV-uri și să abordeze tehnologii cu conținut redus de COV. Sunt vizate în special

fabricile de mobilă prin disciplinarea limitelor de emisie de COV din procesele de acoperire a

lemnului – băițuire și lăcuire.

Conform prevederilor HGR nr. 699/2003, cu modificările și complementările ulterioare, emisiile de compuși organici volatili din instalație se vor încadra în valorile limită pentru emisiile totale de COV de 75 mgC/Nm3 pentru procesele de acoperire și 50 mgC/Nm3 pentru procesele de uscare. Valoarea emisiilor fugitive de COV nu va depași 20% din cantitatea de solvent utilizată.

Autorizația de Mediu pentru societatea S.C.MOBEX.S.A. prevede că în scopul desfășurării activități conform Anexei nr.2 la HGR nr.699/2003, privind stabilirea unor măsuri pentru reducerea emisilor de compuși organici volatili datorate utilizării solvenților organici în anumite activități și instalații, cu modificări și completări ulterioare: activitatea de acoperire a suprafețeloe din lemn, activitatea tip 10, cu valoare prag pentru consumul de solvenți organici cu conținut de COV > 25 t/an.

( Tabelul 3.3.: Bilanțul de materiale cu solvenți organici pe anii 2011 și 2012

Sursa: Bilanț solvenți 2011 și 2012 – S.C.MOBEX.S.A.)

Calculul emisilor fugitive pentru anul 2011 și anul 2012

Planul de gestionare a solvenților organici cu conținut de COV se elaborează anual pentru a se determina valoarea emisiilor de COV (E) și pentru a se evalua conformitatea cu valorile limită pentru emisia totală de COV, exprimată în cantitate de COV pe unitate de produs, conform cu Anexa 5 la HG 699/2003.

În figura 3.14. este prezentată stabilirea emisiitor totale de compuși organici volatili.

( Fig.3.14.: Stabilirea emisiilor totale de compuși organici volatili – E

Sursa: Îndrumător tehnic pentru implementarea HG 699/2003, modificată și completată prin HG 1902/2004.)

Pentru anul 2011:

Emisiie efective sunt egale cu suma emisiilor captate și a emisiilor difuze sau efective.

E = F + O

unde:

F – valoarea emisiilor difuze (fugitive)

O- valoarea emisiilor captate (reziduale)

O = O1+O2+O3+O4+O5+O6+O7+O8+O9+O10

F = O2+O4

F : emisiile fugitive calculate conform HGR 699/2003

O2: cantitatea de solventi organici pierduti in apa, prin perdeaua de apa de la cabinele de pulverizat

O4: cantitatea de compusi organici volatili in aer datorati emisiilor necaptate, usi, ferestre.