El ASA (acrilonitrilo estireno acrilato) es un terpolímero, lo que significa que es un tipo de plástico formado por la unión de tres monómeros diferentes:
- Acrilonitrilo: Este componente proporciona resistencia química, buena absorción de la humedad y estabilidad dimensional al filamento final de ASA.
- Estireno: El estireno contribuye al acabado brillante de la superficie que suele verse en las impresiones de ASA.
- Acrilato: Este monómero mejora la resistencia mecánica general del material.
De hecho, la toxicidad potencial de los humos del filamento ASA está relacionada con sus tres componentes principales: acrilonitrilo, estireno y acrilato. Cuando se calientan durante la impresión 3D, estos componentes liberan compuestos orgánicos volátiles (COV) y partículas ultrafinas (PUF) nocivos.
II. Efectos sobre la salud
1. COVs
Lo primero que hay que saber es que no todos los COV son peligrosos para la salud humana. En este caso, estamos analizando 3 COV específicos:
🔴 Estireno: Según el NIOSH, la exposición al estireno, un componente del filamento ASA, puede tener importantes efectos sobre la salud, como cambios en la visión de los colores, deterioro cognitivo y problemas de equilibrio. Las concentraciones elevadas también pueden provocar pérdida de audición, como se ha observado en estudios con animales.
🔴 Acrilonitrilo: La ficha de datos toxicológicos del INRS (Institut National de Recherche et de Sécurité) publicada en noviembre de 2017, que proporciona información detallada sobre la sustancia acrilonitrilo. Esta sustancia es tóxica si se ingiere, inhala o absorbe a través de la piel. Puede causar lesiones oculares graves, irritación cutánea, irritación respiratoria y reacciones alérgicas cutáneas. El acrilonitrilo también es un carcinógeno potencial y es tóxico para la vida acuática con efectos duraderos.
🔴 Acrilatos: El Centro Internacional de Investigaciones sobre el Cáncer (CIIC) y la Agencia de Protección del Medio Ambiente de los Estados Unidos (EPA) clasifican determinados acrilatos como posibles carcinógenos humanos. Esta clasificación indica una posible relación entre la exposición a los acrilatos y un mayor riesgo de desarrollar cáncer. La exposición prolongada a los acrilatos puede causar toxicidad en varios sistemas orgánicos, incluidos el hígado, los riñones y el sistema respiratorio. Esta toxicidad puede manifestarse en forma de enfermedad crónica y deterioro de la función de los órganos.
Los gráficos muestran que la mayoría de los compuestos tienen emisiones mínimas a temperaturas más bajas, y que las emisiones aumentan bruscamente a medida que la temperatura se acerca y supera los 200 °C (este estudio fue realizado por la Universidad Tecnológica de Gdańsk, en Polonia).
➡️ Por lo tanto, es necesario adoptar las medidas de seguridad adecuadas cuando se trabaja con filamentos de ASA a altas temperaturas, a fin de mitigar los riesgos para la salud asociados a estas emisiones de COV.
2. Particules ultrafines (UFP)
Las partículas ultrafinas (UFP) se generan durante el proceso de impresión 3D con filamento ASA, especialmente cuando el filamento se calienta y se extruye. El filamento ASA es el más emisivo de los filamentos probados (ASA, PETG, PC, PLA), con emisiones de nanopartículas significativamente más altas.
Observaciones:
- ASA (línea roja): Muestra los niveles de emisión más elevados, con picos que alcanzan casi 2.000.000 p/cm³. Es el más emisivo de los filamentos probados
- PC (línea naranja): También presenta emisiones significativas, pero inferiores a las del ASA. Los picos se producen en torno a los mismos intervalos de tiempo.
- PETG (línea azul) y PLA (línea verde): Ambos muestran niveles de emisión mucho más bajos en comparación con el ASA y el PC. Sus perfiles de emisión son relativamente planos y se mantienen por debajo de 200.000 p/cm³.
Riesgos para la salud:
- Los PUF son lo suficientemente pequeños como para penetrar profundamente en los pulmones e incluso en el torrente sanguíneo si se inhalan.
- La exposición a los PUF se ha asociado a efectos sobre la salud respiratoria y cardiovascular, como inflamación, exacerbación del asma y mayor riesgo de enfermedades cardiovasculares.
III. Medidas de seguridad
Recinto de impresión 3D y sistema de filtración de aire
🟢 Contención de humos:Una cubierta de filtración de aire (filtro HEPA y carbón activado) contiene estos humos, evitando que se dispersen en el ambiente circundante y reduciendo la exposición del usuario.
🟢 Mejor control de la ventilación: los recintos pueden equiparse con sistemas de ventilación que dirigen los humos y partículas hacia el exterior o a través de filtros. Esto permite controlar mejor la calidad del aire interior gestionando eficazmente las emisiones del proceso de impresión.
🟢 Reducción de partículas ultrafinas: Las partículas ultrafinas (PUF) son lo bastante pequeñas para penetrar profundamente en los pulmones y el torrente sanguíneo, lo que supone un riesgo para la salud respiratoria y cardiovascular. Los sistemas de filtración adecuados, equipados con un filtro HEPA y carbón activado, pueden capturar el 99,95% de las UFP y los COV.
🟢 Impresiones superiores: al imprimir con filamento ASA, el lecho debe calentarse a menos 100 °C. El uso de una carcasa para la impresión 3D con ASA mantiene unas condiciones de impresión óptimas, incluido el control constante de la temperatura y la reducción de las variables de temperatura.
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Otras recomendaciones:
🟢 Habitación abierta con circulación de aire: Si no tienes una impresora cerrada, imprime en una habitación bien ventilada con ventanas abiertas y, si es posible, un ventilador para mantener los humos alejados
🟢 Granja de impresoras 3D: Si utiliza varias impresoras simultáneamente, asegúrese de que toda la zona de impresión está correctamente ventilada.
IV. Conclusión
Aunque el ASA ofrece unas propiedades mecánicas y una resistencia a la intemperie deseables, también presenta riesgos para la salud debido a la emisión de compuestos orgánicos volátiles (COV) y partículas ultrafinas. Estas emisiones se han relacionado con irritaciones respiratorias, efectos neurológicos y problemas de salud a largo plazo, como la carcinogenicidad.
Para gestionar adecuadamente estos riesgos, es esencial dar prioridad a medidas de seguridad como una ventilación adecuada, el uso de recintos de impresión 3D con sistemas de filtración eficaces y la instalación de equipos. Siguiendo estas precauciones, los usuarios pueden minimizar la exposición a los humos del filamento ASA y crear un entorno de trabajo más seguro, garantizando la calidad de sus impresiones 3D.
Referencias
- Wojnowski W, Marć M, Kalinowska K, Kosmela P, Zabiegała B. Emission Profiles of Volatiles during 3D Printing with ABS, ASA, Nylon, and PETG Polymer Filaments. Molecules. 2022 Jun 14;27(12):3814. doi: 10.3390/molecules27123814. PMID: 35744939; PMCID: PMC9229569.
- https://www.cdc.gov/niosh/topics/styrene/
- https://www.inrs.fr/dms/ficheTox/FicheFicheTox/FICHETOX_105-3/FicheTox_105.pdf
