Vários agentes perigosos, na forma de fumos, gases, vapores, calor, ruído e radiações, são produzidos durante operações de soldagem. Os agentes de maior preocupação em higiene industrial são os fumos e, especificamente, aqueles contendo cromo hexavalente (Cr+6), o qual é um carcinógeno humano (AMERICAN CONFERENCE OF GOVERNMENTAL INDUSTRIAL HYGIENISTS, 2002; WORLD HEALTH ORGANIZATION, 1987). Mas deve-se atentar para os gases, devido a seus efeitos tóxicos e/ou asfixiantes. Problemas relacionados com emissão de fumos e gases tóxicos nos processos de soldagem já são de muito tempo conhecidos.
Cada processo de soldagem tem suas particularidades no que concerne à emissão de poluentes, dependendo do tipo de consumível utilizado, da energia de soldagem aplicada, das composições do material de base e revestimentos, enfim, de uma série de fatores que influenciam quantitativa e qualitativamente as emissões de fumos e gases dos processos. Segundo Castner (1995) é possível minimizar a quantidade de fumos gerados, aos quais os soldadores estão expostos, avaliando-se uma série de fatores operacionais, tais como seleção adequada de parâmetros de soldagem, eficiência do processo de soldagem de acordo com sua aplicação, utilização da ventilação mais adequada para o ambiente de soldagem, utilização do material de adição adequado e os gases de proteção.
Normalmente estes poluentes atingem as maiores concentrações na zona de respiração do soldador, ou seja, o soldador, por estar muito próximo ao ponto de emissão, fica sujeito a altas concentrações de fumos metálicos e gases tóxicos na sua zona de respiração, o que pode causar problemas de saúde, podendo levar a óbito(REIS, 2003).
Assim, o estudo e a análise da geração de fumos possuem um papel de grande importância no que se refere à soldagem, uma vez que normas rígidas de Segurança do Trabalho determinam o tempo e o limite de exposição do soldador aos fumos. Desta forma, minimizar a taxa de geração de fumos e dos riscos à saúde do trabalhador é sempre uma preocupação, uma vez que, conforme Antonini et al. (1998) elementos químicos presentes
nos fumos são responsáveis pelo alto índice de doenças respiratórias ocupacionais que afetam o pulmão entre os soldadores.
Entretanto, a procura por otimização dos processos de soldagem no ambiente industrial tem visado, sobretudo, elevar os índices de produtividade, aliados à redução de custos. E hoje encontram-se processos de alta produtividade (alta produção a baixo custo) com garantia de qualidade, tais como o processo MIG/MAG, que têm dominado soberanamente o mundo da união dos metais por soldagem (CASTNER, 1995). Por exemplo, segundo Garcia (2010), o processo Eletrodo Tubular tem se despontado como uma alternativa para suprir as deficiências do processo MIG/MAG, garantindo ou até superando a mesma eficiência no que tange a produtividade. Entretanto, pouco se tem demonstrado da relação entre esta produtividade obtida com a geração de fumos destes processos/técnicas. Porém, foi demonstrado que o eletrodo tubular produz maiores taxas de geração de fumos com o aumento da corrente do que o processo MIG/MAG, fato provavelmente devido a um aumento na taxa de fusão, onde há uma maior evaporação de material fundido oriundo da ponta do eletrodo.
De acordo com Sferlazza e Becket (1991), um outro inconveniente de elevadas taxas de geração de fumos por processos de soldagem é que na ausência de uma boa ventilação a contaminação geral do ambiente pode ocorrer rapidamente, principalmente em espaços confinados. Roesler e Woitowiltz (1996) descreveram um exemplo de um soldador que desenvolveu fibrose intersticial do pulmão, sendo atribuída ao óxido de ferro acumulado nos pulmões. O homem tinha trabalhado por 27 anos em espaços confinados com ventilação inadequada e nenhuma proteção respiratória. Esses autores acreditam que embora seja útil caracterizar a concentração das partículas no ar durante a soldagem, a dose real absorvida pelos pulmões é mais importante para se determinar os efeitos causados pelas emanações de soldagem sobre a saúde.
Um terceiro aspectos a ser considerado é a dimensão dos particulados dos fumos. De acordo com Sampaio (1998), as partículas dos fumos de soldagem quando da sua geração, normalmente são menores do que 1 µm em diâmetro, mas crescem em tamanho com o tempo devido à aglomeração. As partículas de 1 a 7 µm de diâmetro constituem o maior perigo à saúde pela capacidade que elas têm de penetrar profundamente nos pulmões e por não serem eficientemente capturadas pelos cílios presentes no trato respiratório. As partículas dos fumos de soldagem que são visíveis são geralmente as mais pesadas, o que faz com que se precipitem rapidamente em forma de pós em superfícies adjacentes. As partículas na zona de respiração do soldador têm geralmente em torno de 2 µm ou menos, podendo permanecer no ar por horas se não forem removidas pela ventilação, oferecendo risco mesmo depois da realização da operação de soldagem.
Mas não é só com fumos que se deve preocupar numa análise sobre aspectos de saúde ocupacional em indústrias que se utilizam da soldagem como meio de produção. Segundo a norma da Occupational Safety & Health Administration (OSHA, 2002), quando dióxido de carbono (CO2) é usado como gás de proteção na soldagem a arco, monóxido de
carbono (CO) pode-se formar, sendo totalmente prejudicial ao ser humano, podendo matá-lo (o monóxido de carbono pode ser formado também na soldagem oxiacetilênica). Ainda de acordo com a norma OSHA (2002), no arco elétrico de soldagem podem ser formados o gás ozônio e óxidos de nitrogênio, sendo que na soldagem TIG e MIG a concentração de ozônio é máxima, sobretudo quando o alumínio é soldado. Também de acordo com essa mesma norma OSHA (2002), a soldagem produz fumos metálicos e gases que podem causar doenças no soldador.
Entretanto, apesar da importância do assunto no tocante à higiene e segurança do trabalho, e até mesmo quanto ao meio ambiente, a literatura sobre o assunto se desenvolve através do estudo de parâmetros isolados de soldagem sobre a geração de fumos e gases. Porém, na prática os parâmetros de soldagem são geralmente inter-relacionados, levando a certas condições operacionais. Uma destas condições, ao se tratar da soldagem MIG/MAG por curto-circuito seria a regularidade de transferência do metal fundido. Souza et al. (2011) afirmam que a melhor condição de soldagem por curto-circuito no processo MIG/MAG não é aquela que necessariamente vai resultar em uma menor oscilação dos sinais elétricos, mas sim aquela que proporciona uma maior regularidade de transferência e com a transferência dominada pela tensão superficial. Esse comportamento relaciona-se com a estabilidade da transferência. Esses autores observaram que quanto maior a estabilidade de transferência, maior a penetração, melhor o acabamento do cordão e menor a quantidade de respingos.
Desta forma, este trabalho tem como objetivo principal analisar e avaliar o efeito da estabilidade de transferência metálica por curto-circuito no processo de soldagem MIG/MAG sobre os níveis de emissão de fumos metálicos e gases.
Como objetivo específico tem-se:
a) avaliar a adequabilidade do Critério Laprosolda de Estabilidade de Transferência por curto-circuito para determinar a regularidade de transferência;
b) avaliar a hipótese de que quanto maior a estabilidade de transferência metálica por curto-circuito no processo MIG/MAG, menos respingos e, consequentemente, menos geração de fumos;
c) correlacionar a estabilidade de transferência, consequentemente o grau de emissão de respingos, com a composição e tamanho das partículas de fumos geradas em soldagem MIG/MAG com transferência por curto-circuito;
d) identificar os fatores governantes na geração de fumos pelo processo MIG/MAG com transferência por curto-circuito e desenvolver e aplicar uma metodologia para se tentar invidualizar o efeito de cada um destes fatores; e) verificar e quantificar a geração de gases tóxicos/asfixiantes, como monóxido
de carbono (CO) e dióxido de carbono (CO2), pelo processo MIG/MAG por
curto-circuito e analisar o efeito da estabilidade de transferência sobre a emissão de gases e a potencialidade desta emissão como agentes nocivos à saúde do soldador, sobretudo em locais confinados.