La fibra de vidrio ( en inglés americano ) o fibra de vidrio ( en inglés de la Commonwealth ) es un tipo común de plástico reforzado con fibra que utiliza fibra de vidrio . Las fibras pueden estar dispuestas al azar, aplanadas en una lámina llamada estera de hebras cortadas o tejidas en una tela de vidrio . La matriz plástica puede ser una matriz de polímero termoendurecible , generalmente basada en polímeros termoendurecibles como epoxi , resina de poliéster o resina de éster de vinilo , o un termoplástico .
Más barato y más flexible que la fibra de carbono , es más fuerte que muchos metales por peso, no es magnético , no es conductor , es transparente a la radiación electromagnética , se puede moldear en formas complejas y es químicamente inerte en muchas circunstancias. Las aplicaciones incluyen aviones, barcos, automóviles, bañeras y recintos, piscinas , jacuzzis , fosas sépticas , tanques de agua , techos, tuberías, revestimientos, yesos ortopédicos , tablas de surf y revestimientos exteriores de puertas.
Otros nombres comunes para la fibra de vidrio son plástico reforzado con vidrio ( GRP ), [1] plástico reforzado con fibra de vidrio ( GFRP ) [2] o GFK (del alemán : Glasfaserverstärkter Kunststoff ). Debido a que a la fibra de vidrio en sí misma a veces se la denomina "fibra de vidrio", el compuesto también se denomina plástico reforzado con fibra de vidrio ( FRP ). Este artículo utiliza "fibra de vidrio" para referirse al material compuesto reforzado con fibra completo, en lugar de solo a la fibra de vidrio que lo compone.
Las fibras de vidrio se han producido durante siglos, pero la primera patente fue otorgada al inventor prusiano Hermann Hammesfahr (1845-1914) en los EE. UU. en 1880. [3] [4]
La producción en masa de hilos de vidrio fue descubierta accidentalmente en 1932 cuando Games Slayter , un investigador de Owens-Illinois , dirigió un chorro de aire comprimido a una corriente de vidrio fundido y produjo fibras. En 1933 se solicitó por primera vez una patente para este método de producción de lana de vidrio . [5] Owens se unió a la empresa Corning en 1935 y el método fue adaptado por Owens Corning para producir su "Fiberglas" patentado (escrito con una "s") en 1936. Originalmente, Fiberglas era una lana de vidrio con fibras que atrapaban una gran cantidad de gas, lo que la hacía útil como aislante, especialmente a altas temperaturas.
En 1936, DuPont desarrolló una resina adecuada para combinar la fibra de vidrio con un plástico para producir un material compuesto . El primer antecesor de las resinas de poliéster modernas es la resina de Cyanamid de 1942. En ese entonces, se utilizaban sistemas de curado con peróxido . [6] Con la combinación de fibra de vidrio y resina, el contenido de gas del material fue reemplazado por plástico. Esto redujo las propiedades de aislamiento a valores típicos del plástico, pero ahora, por primera vez, el compuesto mostró una gran resistencia y promesa como material estructural y de construcción. Muchos compuestos de fibra de vidrio continuaron llamándose "fibra de vidrio" (como nombre genérico) y el nombre también se utilizó para el producto de lana de vidrio de baja densidad que contiene gas en lugar de plástico.
A Ray Greene, de Owens Corning, se le atribuye la producción del primer barco de materiales compuestos en 1937, pero no siguió adelante en ese momento debido a la naturaleza frágil del plástico utilizado. En 1939, se informó que Rusia había construido un barco de pasajeros con materiales plásticos y Estados Unidos un fuselaje y alas de avión. [7] El primer automóvil en tener una carrocería de fibra de vidrio fue un prototipo de 1946 del Stout Scarab , pero el modelo no entró en producción. [8]
A diferencia de las fibras de vidrio que se utilizan para el aislamiento, para que la estructura final sea resistente, las superficies de las fibras deben estar casi totalmente libres de defectos, ya que esto permite que las fibras alcancen resistencias a la tracción de gigapascales . Si una pieza de vidrio a granel no tuviera defectos, sería tan resistente como las fibras de vidrio; sin embargo, por lo general no es práctico producir y mantener material a granel en un estado libre de defectos fuera de las condiciones de laboratorio. [9]
El proceso de fabricación de la fibra de vidrio se denomina pultrusión . El proceso de fabricación de fibras de vidrio adecuadas para refuerzo utiliza grandes hornos para fundir gradualmente la arena de sílice , la piedra caliza , la arcilla de caolín , el espato flúor , la colemanita , la dolomita y otros minerales hasta que se forma un líquido. Luego se extruye a través de casquillos ( hiladores ), que son haces de orificios muy pequeños (normalmente de 5 a 25 micrómetros de diámetro para el vidrio E, 9 micrómetros para el vidrio S). [10]
A continuación, estos filamentos se encolan (se recubren) con una solución química. Los filamentos individuales se agrupan en grandes cantidades para formar una mecha . El diámetro de los filamentos y la cantidad de filamentos de la mecha determinan su peso , que normalmente se expresa en uno de los dos sistemas de medición siguientes:
Estos rovings se utilizan luego directamente en una aplicación compuesta como pultrusión , bobinado de filamentos (tubería), roving con pistola (donde una pistola automatizada corta el vidrio en longitudes cortas y lo deja caer en un chorro de resina, proyectado sobre la superficie de un molde), o en un paso intermedio, para fabricar telas como esteras de hebras cortadas (CSM) (hechas de pequeñas longitudes de fibra cortadas orientadas al azar, todas unidas entre sí), telas tejidas, telas de punto o telas unidireccionales.
La estera de filamentos cortados (CSM) es una forma de refuerzo que se utiliza en la fibra de vidrio. Consiste en fibras de vidrio colocadas aleatoriamente unas sobre otras y unidas por un aglutinante. Normalmente se procesa utilizando la técnica de laminado manual, en la que se colocan láminas de material en un molde y se cepillan con resina. Debido a que el aglutinante se disuelve en la resina, el material se adapta fácilmente a diferentes formas cuando se humedece. Una vez que la resina se cura, el producto endurecido se puede sacar del molde y terminar. El uso de estera de filamentos cortados le otorga a la fibra de vidrio propiedades de material isotrópico en el plano. [ cita requerida ]
Se aplica un revestimiento o imprimación al roving para ayudar a proteger los filamentos de vidrio para su procesamiento y manipulación y para garantizar una unión adecuada a la matriz de resina, permitiendo así la transferencia de cargas de corte de las fibras de vidrio al plástico termoendurecible. Sin esta unión, las fibras pueden "deslizarse" en la matriz y provocar una falla localizada. [11]
Una fibra de vidrio estructural individual es rígida y resistente a la tensión y la compresión , es decir, a lo largo de su eje. Aunque se podría suponer que la fibra es débil a la compresión, en realidad es solo la relación de aspecto de la fibra lo que la hace parecer así; es decir, debido a que una fibra típica es larga y estrecha, se deforma fácilmente. [9] Por otro lado, la fibra de vidrio es débil al esfuerzo cortante, es decir, a lo largo de su eje. Por lo tanto, si un conjunto de fibras se puede disponer de forma permanente en una dirección preferida dentro de un material, y si se puede evitar que se deformen en compresión, el material será preferentemente fuerte en esa dirección.
Además, al colocar varias capas de fibra una sobre otra, con cada capa orientada en distintas direcciones preferidas, se puede controlar de manera eficiente la rigidez y la resistencia generales del material. En el caso de la fibra de vidrio, es la matriz plástica la que restringe permanentemente las fibras de vidrio estructurales a las direcciones elegidas por el diseñador. Con una estera de hebras cortadas, esta direccionalidad es esencialmente un plano bidimensional completo; con telas tejidas o capas unidireccionales, la direccionalidad de la rigidez y la resistencia se puede controlar con mayor precisión dentro del plano.
Un componente de fibra de vidrio suele tener una estructura de "carcasa" fina, a veces rellena por dentro con espuma estructural, como en el caso de las tablas de surf. El componente puede tener una forma casi arbitraria, limitada únicamente por la complejidad y las tolerancias del molde utilizado para fabricar la carcasa.
La funcionalidad mecánica de los materiales depende en gran medida de las prestaciones combinadas de la resina (también conocida como matriz) y las fibras. Por ejemplo, en condiciones de temperatura severas (superiores a 180 °C), el componente de resina del compuesto puede perder su funcionalidad, en parte debido al deterioro de la unión entre la resina y la fibra. [12] Sin embargo, los PRFV pueden seguir mostrando una resistencia residual significativa después de experimentar altas temperaturas (200 °C). [13]
Una característica notable de la fibra de vidrio es que las resinas utilizadas están sujetas a contracción durante el proceso de curado (químico) . En el caso del poliéster, esta contracción suele ser del 5 al 6 %; en el caso del epoxi, de alrededor del 2 %. Como las fibras no se contraen, esta diferencia puede crear cambios en la forma de la pieza durante el curado. Pueden aparecer distorsiones horas, días o semanas después de que la resina se haya endurecido. Si bien esta distorsión se puede minimizar mediante el uso simétrico de las fibras en el diseño, se crea una cierta cantidad de tensión interna; y si se vuelve demasiado grande, se forman grietas.
Los tipos más comunes de fibra de vidrio utilizados en fibra de vidrio son el vidrio E , que es vidrio de aluminoborosilicato con menos del 1% p/p de óxidos alcalinos, utilizado principalmente para plásticos reforzados con vidrio. Otros tipos de vidrio utilizados son el vidrio A ( vidrio alcalino -cálcico con poco o nada de óxido de boro), el vidrio E-CR ( resistencia eléctrica/química ; silicato de alumino-cálcico con menos del 1% p/p de óxidos alcalinos, con alta resistencia a los ácidos), el vidrio C (vidrio alcalino-cálcico con alto contenido de óxido de boro, utilizado para fibras cortas de vidrio y aislamiento), el vidrio D (vidrio de borosilicato, llamado así por su baja constante dieléctrica ), el vidrio R (vidrio de alumino-silicato sin MgO y CaO con altos requisitos mecánicos como refuerzo ) y el vidrio S (vidrio de alumino-silicato sin CaO pero con alto contenido de MgO con alta resistencia a la tracción). [14]
El sílice puro (dióxido de silicio), cuando se enfría como cuarzo fundido en un vidrio sin un punto de fusión verdadero, se puede utilizar como fibra de vidrio para la fibra de vidrio, pero tiene el inconveniente de que debe trabajarse a temperaturas muy altas. Para reducir la temperatura de trabajo necesaria, se introducen otros materiales como "agentes fundentes" (es decir, componentes para reducir el punto de fusión). El vidrio A ordinario ("A" por "álcali-cal") o el vidrio sódico-cálcico, triturado y listo para ser refundido, como el llamado vidrio de desecho , fue el primer tipo de vidrio utilizado para la fibra de vidrio. El vidrio E ("E" por la aplicación eléctrica inicial), no contiene álcali y fue la primera formulación de vidrio utilizada para la formación de filamentos continuos. Ahora constituye la mayor parte de la producción de fibra de vidrio en el mundo, y también es el mayor consumidor individual de minerales de boro a nivel mundial. Es susceptible al ataque de iones de cloruro y es una mala opción para aplicaciones marinas. El vidrio S ("S" de "rígido") se utiliza cuando la resistencia a la tracción (módulo alto) es importante y, por lo tanto, es un compuesto epoxi importante para la construcción y la aviación (se llama vidrio R, "R" de "refuerzo" en Europa). El vidrio C ("C" de "resistencia química") y el vidrio T ("T" de "aislante térmico", una variante norteamericana del vidrio C) son resistentes al ataque químico; ambos se encuentran a menudo en grados de aislamiento de fibra de vidrio soplada. [15]
La fibra de vidrio es versátil porque es liviana, fuerte, resistente a la intemperie y puede tener una variedad de texturas de superficie. [18]
Durante la Segunda Guerra Mundial, la fibra de vidrio se desarrolló como reemplazo de la madera contrachapada moldeada que se utilizaba en los radomos de los aviones (la fibra de vidrio es transparente a las microondas ). Su primera aplicación civil importante fue la construcción de carrocerías de barcos y coches deportivos, donde ganó aceptación en la década de 1950. Su uso se ha ampliado a los sectores de la automoción y el equipamiento deportivo. En la producción de algunos productos, como los aviones, ahora se utiliza fibra de carbono en lugar de fibra de vidrio, que es más resistente en volumen y peso.
Las técnicas de fabricación avanzadas, como los preimpregnados y los rovings de fibra , amplían las aplicaciones de la fibra de vidrio y la resistencia a la tracción posible con los plásticos reforzados con fibra.
La fibra de vidrio también se utiliza en la industria de las telecomunicaciones para cubrir antenas , debido a su permeabilidad a las radiofrecuencias y sus propiedades de baja atenuación de la señal . También se puede utilizar para ocultar otros equipos en los que no se requiere permeabilidad a la señal, como armarios de equipos y estructuras de soporte de acero , debido a la facilidad con la que se puede moldear y pintar para que se mezcle con las estructuras y superficies existentes. Otros usos incluyen aisladores eléctricos en forma de lámina y componentes estructurales que se encuentran comúnmente en productos de la industria energética. Debido a la ligereza y durabilidad de la fibra de vidrio, a menudo se utiliza en equipos de protección como cascos. Muchos deportes utilizan equipos de protección de fibra de vidrio, como las máscaras de los porteros y los receptores. [19]
Los tanques de almacenamiento pueden estar hechos de fibra de vidrio con capacidades de hasta aproximadamente 300 toneladas . Los tanques más pequeños pueden estar hechos con una estera de filamentos cortados moldeada sobre un tanque interior termoplástico que actúa como una preforma durante la construcción. Los tanques mucho más confiables se hacen usando estera tejida o fibra de filamento enrollado, con la orientación de la fibra en ángulos rectos con respecto a la tensión del aro impuesta en la pared lateral por el contenido. Estos tanques tienden a usarse para el almacenamiento de productos químicos porque el revestimiento de plástico (a menudo polipropileno ) es resistente a una amplia gama de productos químicos corrosivos. La fibra de vidrio también se usa para fosas sépticas .
Los plásticos reforzados con vidrio también se utilizan para producir componentes de construcción de viviendas, como laminados para techos, marcos de puertas, marquesinas para puertas, marquesinas para ventanas y buhardillas, chimeneas, sistemas de albardillas y cabezales con dovelas y umbrales. El peso reducido del material y su manejo más sencillo, en comparación con la madera o el metal, permiten una instalación más rápida. Los paneles de fibra de vidrio con efecto ladrillo producidos en serie se pueden utilizar en la construcción de viviendas compuestas y pueden incluir aislamiento para reducir la pérdida de calor.
En las aplicaciones de bombeo con varillas , se suelen utilizar varillas de fibra de vidrio por su alta relación entre resistencia a la tracción y peso. Las varillas de fibra de vidrio ofrecen una ventaja sobre las varillas de acero porque se estiran más elásticamente (menor módulo de Young ) que el acero para un peso determinado, lo que significa que se puede elevar más petróleo desde el depósito de hidrocarburos hasta la superficie con cada carrera, al mismo tiempo que se reduce la carga en la unidad de bombeo.
Sin embargo, las varillas de fibra de vidrio deben mantenerse en tensión, ya que con frecuencia se parten si se las somete a una pequeña compresión. La flotabilidad de las varillas dentro de un fluido amplifica esta tendencia.
Las tuberías GRP y GRE se pueden utilizar en una variedad de sistemas sobre y bajo tierra, incluidos aquellos para desalinización, tratamiento de agua, redes de distribución de agua, plantas de procesos químicos, agua utilizada para combatir incendios, agua potable fría y caliente, aguas residuales/alcantarillado, desechos municipales y gas licuado de petróleo . [ cita requerida ]
Los barcos de fibra de vidrio se han fabricado desde principios de la década de 1940 [20] , y muchos veleros fabricados después de 1950 se construyeron utilizando el proceso de laminado de fibra de vidrio . A partir de 2022, los barcos continúan fabricándose con fibra de vidrio, aunque se utilizan técnicas más avanzadas, como el moldeo con bolsas de vacío, en el proceso de construcción. [21]
Aunque la mayoría de las armaduras resistentes a las balas están hechas con diferentes textiles, se ha demostrado que los compuestos de fibra de vidrio son eficaces como armadura balística. [22]
El bobinado de filamentos es una técnica de fabricación que se utiliza principalmente para fabricar estructuras abiertas (cilindros) o cerradas (recipientes a presión o tanques). El proceso implica enrollar filamentos bajo tensión sobre un mandril macho. El mandril gira mientras un ojo de bobina sobre un carro se mueve horizontalmente, colocando fibras en el patrón deseado. Los filamentos más comunes son de fibra de carbono o de vidrio y se recubren con resina sintética a medida que se enrollan. Una vez que el mandril está completamente cubierto hasta el espesor deseado, la resina se cura; a menudo, el mandril se coloca en un horno para lograr esto, aunque a veces se utilizan calentadores radiantes con el mandril todavía girando en la máquina. Una vez que la resina se ha curado, se retira el mandril, dejando el producto final hueco. Para algunos productos, como las botellas de gas, el "mandril" es una parte permanente del producto terminado que forma un revestimiento para evitar fugas de gas o como barrera para proteger el compuesto del fluido que se va a almacenar.
El bobinado de filamentos es muy adecuado para la automatización y existen muchas aplicaciones, como tuberías y pequeños recipientes a presión que se enrollan y curan sin intervención humana. Las variables controladas para el bobinado son el tipo de fibra, el contenido de resina, el ángulo de bobinado, el ancho de banda y el espesor del haz de fibras. El ángulo en el que la fibra tiene un efecto sobre las propiedades del producto final. Un "aro" de ángulo alto proporcionará resistencia circunferencial o de "estallido", mientras que los patrones de ángulo más bajo (polares o helicoidales) proporcionarán una mayor resistencia a la tracción longitudinal.
Los productos que actualmente se producen utilizando esta técnica varían desde tuberías, palos de golf, carcasas de membranas de ósmosis inversa, remos, horquillas de bicicletas, llantas de bicicletas, postes de electricidad y transmisión, recipientes a presión hasta carcasas de misiles, fuselajes de aviones, postes de farolas y mástiles de yates.
Se aplica un agente desmoldante, normalmente en forma de cera o líquido, al molde elegido para permitir que el producto terminado se retire limpiamente del molde. Se mezcla resina (normalmente un poliéster termoendurecible de dos partes , vinilo o epoxi) con su endurecedor y se aplica a la superficie. Se colocan láminas de fibra de vidrio en el molde y luego se añade más mezcla de resina con un pincel o rodillo. El material debe adaptarse al molde y no debe quedar aire atrapado entre la fibra de vidrio y el molde. Se aplica resina adicional y, posiblemente, láminas adicionales de fibra de vidrio. Se utiliza presión manual, vacío o rodillos para asegurarse de que la resina sature y humedezca completamente todas las capas y de que se eliminen las bolsas de aire. El trabajo debe realizarse rápidamente antes de que la resina comience a curarse, a menos que se utilicen resinas de alta temperatura que no curarán hasta que la pieza se caliente en un horno. [23] En algunos casos, el trabajo se cubre con láminas de plástico y se hace vacío sobre el trabajo para eliminar las burbujas de aire y presionar la fibra de vidrio para que adopte la forma del molde. [24]
El proceso de laminado por pulverización de fibra de vidrio es similar al proceso de laminado manual, pero difiere en la aplicación de la fibra y la resina al molde. El laminado por pulverización es un proceso de fabricación de compuestos de moldeo abierto en el que se pulverizan resina y refuerzos sobre un molde. La resina y el vidrio se pueden aplicar por separado o simultáneamente "picados" en un chorro combinado desde una pistola picadora. [25] Los trabajadores extienden el laminado por pulverización para compactar el laminado. A continuación, se puede añadir madera, espuma u otro material de núcleo, y una capa secundaria de laminado por pulverización incrusta el núcleo entre los laminados. A continuación, la pieza se cura, se enfría y se retira del molde reutilizable.
La pultrusión es un método de fabricación que se utiliza para fabricar materiales compuestos ligeros y resistentes. En la pultrusión, el material se introduce a través de una maquinaria de conformado mediante un método de mano sobre mano o un método de rodillo continuo (a diferencia de la extrusión , en la que el material se empuja a través de matrices). En la pultrusión de fibra de vidrio, las fibras (el material de vidrio) se extraen de las bobinas a través de un dispositivo que las recubre con una resina. A continuación, suelen recibir un tratamiento térmico y cortarse a medida. La fibra de vidrio producida de esta manera se puede fabricar en una variedad de formas y secciones transversales, como secciones transversales en W o en S.
Las personas pueden estar expuestas a la fibra de vidrio en el lugar de trabajo durante su fabricación, instalación o remoción, al respirarla, por contacto con la piel o con los ojos. Además, en el proceso de fabricación de la fibra de vidrio, se liberan vapores de estireno mientras se curan las resinas. Estos también son irritantes para las membranas mucosas y el tracto respiratorio. [26] La población en general puede exponerse a la fibra de vidrio a partir de materiales de aislamiento y construcción o de fibras en el aire cerca de las instalaciones de fabricación o cuando están cerca de incendios o implosiones de edificios . [27] : 8 La Asociación Estadounidense del Pulmón recomienda que el aislamiento de fibra de vidrio nunca se deje expuesto en un área ocupada. Dado que no siempre se siguen las prácticas laborales y la fibra de vidrio a menudo se deja expuesta en sótanos que luego se ocupan, las personas pueden exponerse. [28] [ enlace muerto ] No existen índices biológicos o clínicos de exposición fácilmente utilizables. [27] : 8
La fibra de vidrio irrita los ojos, la piel y el sistema respiratorio. Por lo tanto, los síntomas pueden incluir picazón en los ojos, la piel, la nariz, dolor de garganta, ronquera, disnea (dificultad para respirar) y tos. [29] Se observó un depósito alveolar máximo en roedores y humanos para fibras con diámetros de 1 a 2 μm. [27] : 13 En experimentos con animales, se han producido efectos pulmonares adversos como inflamación pulmonar y fibrosis pulmonar , [27] : 14 y se ha encontrado un aumento de la incidencia de mesotelioma , sarcoma pleural y carcinoma pulmonar con instilaciones intrapleurales o intratraqueales en ratas. [27] : 12
A partir de 2001, en los seres humanos sólo los materiales más biopersistentes como las fibras cerámicas, que se utilizan industrialmente como aislamiento en entornos de alta temperatura como altos hornos , y ciertas lanas de vidrio para fines especiales que no se utilizan como materiales aislantes siguen clasificados como posibles carcinógenos ( Grupo 2B del IARC ). Las lanas de fibra de vidrio más comúnmente utilizadas, incluidas la lana de vidrio aislante , la lana de roca y la lana de escoria, se consideran no clasificables en cuanto a carcinogenicidad para los seres humanos ( Grupo 3 del IARC ). [30] En octubre de 2001, todas las lanas de fibra de vidrio comúnmente utilizadas para el aislamiento térmico y acústico fueron reclasificadas por la Agencia Internacional para la Investigación sobre el Cáncer (IARC) como "no clasificables en cuanto a carcinogenicidad para los seres humanos" ( grupo 3 del IARC ). "Los estudios epidemiológicos publicados durante los 15 años transcurridos desde la revisión de monografías del IARC de estas fibras en 1988 no proporcionan evidencia de mayores riesgos de cáncer de pulmón o mesotelioma (cáncer del revestimiento de las cavidades corporales) por exposición ocupacional durante la fabricación de estos materiales, y evidencia inadecuada en general de cualquier riesgo de cáncer". [30] En junio de 2011, el Programa Nacional de Toxicología de los EE. UU. (NTP) eliminó de su Informe sobre carcinógenos toda la lana de vidrio biosoluble utilizada en el aislamiento de viviendas y edificios y para productos no aislantes. [31] Sin embargo, el NTP todavía considera que el polvo de vidrio fibroso es "razonablemente anticipado [como] un carcinógeno humano (ciertas fibras de lana de vidrio (inhalables))". [29] De manera similar, la Oficina de Evaluación de Riesgos para la Salud Ambiental de California (OEHHA) publicó una modificación en noviembre de 2011 a su listado de la Proposición 65 para incluir solo "fibras de lana de vidrio (inhalables y biopersistentes)". [32] Por lo tanto, la ley federal o de California ya no exige una etiqueta de advertencia sobre el riesgo de cáncer en los aislamientos de fibra de vidrio biosoluble para viviendas y edificios. A partir de 2012, la Asociación de Fabricantes de Aislamiento de América del Norte declaró que la fibra de vidrio es segura para fabricar, instalar y usar cuando se siguen las prácticas de trabajo recomendadas para reducir la irritación mecánica temporal. [33]
A partir de 2012, la Unión Europea y Alemania han clasificado las fibras de vidrio sintéticas como posiblemente o probablemente cancerígenas, pero las fibras pueden estar exentas de esta clasificación si pasan pruebas específicas. [30] Una revisión de riesgos para la salud de 2012 para la Comisión Europea declaró que la inhalación de fibra de vidrio en concentraciones de 3, 16 y 30 mg/m3 "no indujo fibrosis ni tumores, excepto inflamación pulmonar transitoria que desapareció después de un período de recuperación posterior a la exposición". [34] Las Escuelas de Medicina y Salud Pública de Harvard habían realizado revisiones históricas de los estudios epidemiológicos en 1995, [35] la Academia Nacional de Ciencias en 2000, [36] la Agencia para Sustancias Tóxicas y Registro de Enfermedades ("ATSDR") en 2004, [37] y el Programa Nacional de Toxicología en 2011. [38] que llegó a la misma conclusión que el IARC de que no hay evidencia de un mayor riesgo por exposición ocupacional a fibras de lana de vidrio.
Los efectos genéticos y tóxicos se ejercen a través de la producción de especies reactivas de oxígeno , que pueden dañar el ADN y causar aberraciones cromosómicas , anomalías nucleares, mutaciones, amplificación genética en protooncogenes y transformación celular en células de mamíferos. También existe genotoxicidad indirecta impulsada por la inflamación a través de especies reactivas de oxígeno por parte de células inflamatorias . Cuanto más largas y delgadas, así como más duraderas (biopersistentes), eran las fibras, más potentes eran en el daño. [27] : 14
En los EE. UU., las emisiones de fibras minerales finas han sido reguladas por la EPA , pero las fibras respirables ("partículas no reguladas de otra manera") están reguladas por la Administración de Seguridad y Salud Ocupacional (OSHA); OSHA ha establecido el límite legal ( límite de exposición permisible ) para la exposición a la fibra de vidrio en el lugar de trabajo como 15 mg/m 3 total y 5 mg/m 3 en exposición respiratoria durante una jornada laboral de 8 horas. El Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH) ha establecido un límite de exposición recomendado (REL) de 3 fibras/cm 3 (menos de 3,5 micrómetros de diámetro y más de 10 micrómetros de longitud) como promedio ponderado en el tiempo durante una jornada laboral de 8 horas, y un límite total de 5 mg/m 3. [39]
Desde 2001, la Ordenanza sobre Sustancias Peligrosas de Alemania establece un límite máximo de exposición laboral de 86 mg/m3 . En determinadas concentraciones, puede producirse una mezcla potencialmente explosiva. La fabricación posterior de componentes de PRFV (molienda, corte, aserrado) genera polvo fino y virutas que contienen filamentos de vidrio, así como polvo pegajoso [ se necesita definición ] en cantidades lo suficientemente altas como para afectar la salud y la funcionalidad de las máquinas y los equipos. Es necesaria la instalación de equipos de extracción y filtración eficaces para garantizar la seguridad y la eficiencia. [26]
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