METRO BILBAO: UN EJEMPLO PIONERO EN LA SUSTITUCIÓN DE LA SÍLICE CRISTALINA POR SILICATO DE CALCIO EN EXPLOTACIONES FERROVIARIAS

La sílice cristalina está presente en el mundo ferroviario fundamentalmente en ciertas unidades de tren y maquinaria auxiliar, utilizándose en sus sistemas de tracción o frenado de emergencia, y en el balasto de la traza ferroviaria.

La sílice cristalina es un compuesto natural por el que se conoce a un conjunto de minerales compuestos por silicio y oxígeno, los dos elementos químicos más abundantes de la corteza terrestre. Puede encontrarse en estado cristalino o en estado amorfo. Se trata, por tanto, de un compuesto natural el cual, si no se manipula, no supone un riesgo para la salud. Sin embargo, cuando las rocas y otros materiales que contienen sílice cristalina se cortan, trituran, perforan o usan en procesos industriales similares, se pueden producir partículas de polvo de tamaño respirable (diámetro ≤ 10 µm), que al quedar en suspensión en el aire pueden ser inhaladas y llegar hasta los alveolos pulmonares, ocasionando daños importantes para la salud, como la silicosis o el cáncer de pulmón.


Presencia de la sílice cristalina en el mundo ferroviario y necesidad de sustitución

Las ubicaciones y usos de la sílice cristalina en el mundo ferroviario son fundamentalmente dos: formando parte de los sistemas de tracción o frenado de emergencia de numerosas unidades de tren (UT), y como parte de la traza ferroviaria.

  • Sistema de frenado: Las UT disponen de arena de sílice en varios depósitos que, durante las frenadas de urgencia provocadas por diversas causas, vierten la sílice cristalina sobre el carril con el fin de aumentar la fricción y adherencia de la UT a la vía, acortando así la frenada. Otras máquinas auxiliares, por ejemplo, de mantenimiento de vía, pueden incorporar también este tipo de depósitos de arena silícea en sus sistemas de frenado. (Figura 1).
  • Balasto: Es un material procedente de la trituración de rocas. Se utiliza para el asentamiento de la vía, aunque su uso está siendo desplazado por las vías en placa. En función del origen, el porcentaje de sílice cristalina en el balasto puede ser variable. (Figura 2).
Figura 1. Depósito de sílice cristalina
de una UT de Metro Bilbao donde
se observa la boquilla para verter
la arena de sílice a la vía.
Figura 2. Balasto utilizado en
determinados tramos de la línea 1
de Metro Bilbao.

El Real Decreto 1154/2020, de 22 de diciembre, por el que se modifica el Real Decreto 665/1997, de 12 de mayo, sobre la protección de los trabajadores contra los riesgos relacionados con la exposición a agentes cancerígenos durante el trabajo, supuso la trasposición de la Directiva (UE) 2017/2398 del Parlamento Europeo y del Consejo al ordenamiento jurídico español, actualizando su anexo I, para añadir los trabajos que supongan exposición al polvo respirable de sílice cristalina generado en un proceso de trabajo, y su anexo III, para incorporar los nuevos agentes de la directiva y sus correspondientes valores límite de exposición profesional. El valor límite ambiental de exposición diaria para la sílice cristalina respirable (SCR) es de 0,05 mg/m3. El Real Decreto 665/1997 establece en su art. 4 que, en la medida en que sea técnicamente posible, el empresario evitará la utilización en el trabajo de agentes cancerígenos o mutágenos, en particular mediante su sustitución por una sustancia, una mezcla o un procedimiento que, en condiciones normales de utilización, no sea peligroso o lo sea en menor grado para la salud o la seguridad de los trabajadores.

Así pues, teniendo en cuenta las ubicaciones en las que es posible encontrar sílice cristalina en el sector del ferrocarril, así como los usos y las operaciones de mantenimiento en las que está implicado este material, los principales escenarios a considerar con riesgo de exposición donde se hace necesaria la sustitución son aquellos que se derivan de la manipulación directa de la arena que contiene sílice cristalina, los que procedan del trabajo en talleres y traza ferroviaria con posible presencia de sílice cristalina, y finalmente, aquellos otros derivados de las corrientes de aire que generan los trenes al circular por los túneles y que remueven las partículas más finas de arena vertidas en la vía.

Figura 3. Equipo de aspiración
con filtro HEPA. Metro Bilbao.

La experiencia en Metro Bilbao

En julio de 2019, el Instituto Nacional de Seguridad y Salud en el Trabajo (INSST) y Metro Bilbao firmaron un acuerdo de colaboración para estudiar el comportamiento de sustancias alternativas a la sílice cristalina en una explotación ferroviaria. 
Fueron varios los productos de menor peligrosidad propuestos como sustitutos, para dar respuesta, entre otros aspectos, a:

  • Requerimientos técnicos de las UT: distancia de frenado, degradación de materiales, incidencias de mantenimiento que se pudieran generar, características de aislamiento o conductividad entre UT y vía, etc.
  • Requisitos ambientales.
  • Requisitos de suministro.
  • Y fundamentalmente, criterios de protección de la salud.

De este modo, se valoraron hasta ocho materiales diferentes, desde minerales de origen natural, como el olivino o el granate, hasta materiales reciclados como la granalla de vidrio. Finalmente, se optó por el silicato de calcio, que es un producto resultante de la mezcla de una fuente de calcio y otra de silicio a la que se somete a un tratamiento térmico.

El silicato de calcio como sustituto a la sílice cristalina

Posiblemente, una de las cuestiones más complejas del proceso de sustitución ha sido definir la hoja de ruta para poder calificarlo como válido.

De este modo, el material alternativo debe superar una serie de pruebas que permitan caracterizarlo y verificar que cumple con las necesidades: debe tratarse de un material inocuo, tanto para las personas como para el medio ambiente, ya que, durante la frenada, el material es arrojado directamente al carril. Además, no debe interferir en los sistemas de señalización y debe tener unas propiedades físicas adecuadas para que, a largo plazo, no se produzcan patologías en las ruedas o en la vía. Y por supuesto, debe asegurar unas prestaciones de freno similares a las del elemento sustituido.

Con todo ello, se trabajó de manera coordinada con el fabricante de los trenes, en este caso Construcciones y Auxiliar de Ferrocarriles (CAF), en la prueba y experimentación con los diferentes productos alternativos (y de baja toxicidad), que debían superar las pruebas mencionadas: ensayos mecánicos y ensayos físico-químicos de pureza y granulometría de las fracciones más finas resultantes de someter a los materiales al proceso mecánico de fricción entre las ruedas y las vías durante el frenado.

De todos los productos evaluados, el silicato de calcio fue el único que superó la totalidad de las pruebas.

Por tanto, mediante esta experiencia de sustitución, Metro Bilbao ha conseguido proteger a sus trabajadores contra los riesgos por exposición a SCR, un agente cancerígeno incluido en el Real Decreto 665/1997, sin perder la eficacia técnica requerida durante la frenada.

Figura 4. Tren en taller de Ariz. Metro Bilbao.

Agradecimientos

El INSST agradece a la empresa METRO BILBAO y, especialmente, a su servicio de prevención, su colaboración en la Campaña “Evitemos hoy el cáncer laboral de mañana” compartiendo su experiencia de sustitución de la sílice cristalina por silicato de calcio en sus instalaciones.