RESUMEN DEL CURSO DE VENTILACIÓN CAP III

CAPITULO 3  LOS CONTAMINANTES EN MINA

III.1. LOS GASES

III.2. ORIGEN DE LOS GASES MAS FRECUENTES EN MINA

III.3. NITROGENO

III.4. MONOXIDO DE CARBONO

III.5. GAS SULFHIDRICO

III.6. ANHÍDRIDO CARBÓNICO

III.7. GAS SULFUROSO

CAPITULO 4

III.8. LOS POLVOS EN MINA

III.9. FUENTES GENERADORAS DE POLVO.

III.10. SUSPENSIÓN DE LAS PARTICULAS DE POLVO EN EL AIRE.

III.11. LA NEUMOCONIOSIS.

III.12. LA SILICOSIS.

III.13. MUESTREO DE POLVOS.

III.14. CONTROL DE POLVOS EN MINA

III.15. FORMAS DE CONTROL DE POLVOS.

III.16. EL CALOR Y LA HUMEDAD EN LAS MINAS SUBTERRÁNEAS.

 LOS CONTAMINANTES EN MINA.

Introducción.-

En las  minas metálicas como no metálicas, pueden encontrarse diversos gases que están normalmente presentes. Estos gases se producen por el uso de explosivos, por la descomposición de las sustancias orgánicas, combustiones espontáneas, incendios, reacciones químicas de los minerales y por el uso de los equipos mecanizados de motores de combustión, a consecuencia de la falta de ventilación  o ventilación insuficiente en las labores subterráneas. Estos gases, pueden alcanzar concentraciones capaces de afectar la salud o vida del trabajador.

CONTAMINACION ATMOSFERICA.

La contaminación del aire es uno de los problemas ambientales más importantes, y es el resultado de las actividades del hombre. Las causas que originan esta contaminación son diversas, pero el mayor índice es provocado por las actividades industriales, comerciales, domesticas y agropecuarias.

Los principales contaminantes del aire se clasifican en:

PRIMARIOS

Son los que permanecen en la atmósfera tal y como fueron emitidos por la fuente. Para fines de evaluación de la calidad del aire se consideran: óxidos de azufre, monóxido de carbono, óxido de nitrógeno, hidrocarburos y partículas.

SECUNDARIOS

Son los que han estado sujetos a cambios químicos, o bien, son el producto de la reacción de dos o más contaminantes primarios en la atmósfera. Entre ellos destacan oxidantes fotoquímicos y algunos radicales de corta existencia como el ozono (O₃).

A nivel nacional, la contaminación atmosférica se limita a las zonas de alta densidad demográfica o industrial. Las emisiones anuales de contaminantes en el país son superiores a 16 millones de toneladas, el 65% es de origen vehicular.

PARTES POR MILLON (PPM)

Para determinar la concentración de una sustancia química en un volumen se utilizan las partes por millón. Se divide el volumen en un millón de partes iguales. Cada millonésima parte de este volumen, correspondiente a la sustancia de nuestro interés, se considera una parte por millón de la sustancia.

Las PPM se utilizan para determinar concentraciones muy pequeñas de gases en la atmósfera.

PARTES POR BILLON (PPB)

Para determinar la concentración de sustancia química en un volumen se utilizan las partes por billón. Se divide el volumen en un billón de partes iguales. Cada billonésima parte de este volumen, correspondiente a la substancia de nuestro interés, se considera una parte por billón de la sustancia.

Unidades Empleadas para el Monitoreo de la Calidad del Aire 

PARÁMETRO	CLAVE	UNIDAD
Monóxido de Carbono	CO	PPM
Dióxido de azufre	SO2	PPM
Dióxido de nitrógeno	NO2	PPM
Ozono	O3	PPM
Oxido de nitrógeno	NOX	PPM
Acido sulfhídrico	H2S	PPM
Partículas menores a 10 micras	PM-10	ug/m³
Partículas suspendidas totalmente	PST	ug/m³
Plomo	Pb	ug/m³
Cobre	Cu	ug/m³
Fierro	Fe	ug/m³
Cadmio	Cd	ug/m³
Níquel	Ni	ug/m³
Temperatura	TMP	°C
Humedad Relativa	RH	% de Hum. Rel
Velocidad del viento	WSP	metros por segundo
Dirección del viento	WDR	grados

III.1. LOS GASES.

Los gases más frecuentes en las minas peruanas y que pueden causar enfermedades o muerte a las personas que se exponen a altas concentraciones son:

·         El monóxido de carbono, producto de los disparos y de los equipos diesel.

·         El dióxido de nitrógeno, producto de los equipos diesel y del explosivo ANFO.

·         Los aldehídos, producto de los equipos diesel.

·         Descomposición de las sustancias orgánicas.

·         Combustiones espontáneas.

·         Incendios.

A consecuencia de la falta de ventilación o ventilación insuficiente en las labores subterráneas. Estos gases, pueden alcanzar concentraciones capaces de afectar la salud o vida del trabajador.

El metano, el hidrógeno sulfurado y el anhídrido sulfuroso producen asfixia o son dañinos combinados con la deficiencia de oxígeno pueden causar la muerte. El metano es un gas explosivo que se presenta en minas húmedas o con mucha madera, también en minas de carbón bituminoso.

Los límites máximos permisibles de los gases son las LIMITES MÁXIMOS PERMISIBLES DE LOS GASES MAS FRECUENTES EN LAS MINAS PERUANAS.

concentraciones límites por ocho horas de trabajo, más allá del cual el gas ocasiona daño al trabajador. Los límites que están en uso y están de acuerdo al TLVs and Bels for Chemical Substance and Phisycal Agents de 1998 son:

Gas	En ppm.	(%)
O2 CO NOx   CO2 SO2 H2S CH4 H2 Aldehídos	- 25 5 5 000 5 10 5 000 5 000 5	19,5%, mínimo 0,0025% 0,0005% 0,5% 0,0005% 0,001% 0,5% 0,5% 0,0005%

Fuente: Art. 86º.- Reglamento de Seguridad e Higiene Minera (MEM).

DENSIDAD DE LOS GASES DE MINA Y EL EFECTO DAÑINO EN SU DETECCIÓN:

Conocer la densidad de cada gas en mina es muy importante para buscarlo y detectarlo. Unos se hallan o viajan por el piso, otros se hallan o viajan por el techo de la galería y otros en todo lo ancho y alto de la galería. Densidad menor que 1, el gas está o circula por el techo o parte media de la galería, densidad mayor que 1, el gas está o circula por el piso o debajo del centro de  la galería.

Densidades	Efecto dañino
CH4  = 0,554 lb/pie³ N2      = 0,971 CO   = 0,967 Aire  = 1   O2      = 1,105 H2S  = 1,191 CO2  = 1,529 NO2 = 1,58 SO2  = 2,26 HxCyOz = 1,17 (aldehído)	Asfixiante y explosivo. Asfixiante. Tóxico y explosivo. Ninguno. No tóxico. Tóxico y explosivo. Asfixiante. Tóxico, irritante, lagrimeo. Tóxico, irritante, sabor ácido. Tóxico, irritante, sabor ácido.

La altura de muestreo con el detectore es una función dela densidad del gas. El detector se ubica de acuerdo a esta densidad, ya sea en el techo, en el medio o en el piso de la galería.

DISTRIBUCION ESQUEMATICA DE LOS GASES POR SU DENSIDAD

 

                                   (AMBIENTE SIN VENTILACION)

ORIGEN DE LOS GASES DE MINA.

En la voladura el uso de explosivos, origina el mayor porcentaje de gases tóxicos. Por ejemplo el uso de ANFO, genera diversos óxidos de nitrógeno los mismos que aun en bajas concentraciones pueden resultar de necesidad mortal.

OTROS GASES.

Gases de estratos que existen dentro de las estructuras rocosas del yacimiento, gases producidos por las personas al exhalar anhídrido carbónico (CO₂) cuando realizan su trabajo y por los deshechos orgánicos que existen en interior mina (madera, materiales, sustancias etc.).

GASES PRODUCIDOS POR EQUIPO DIESEL.

Maquinas de combustión interna, que liberan gran cantidad de contaminantes, hasta 0.3 m3/min.por HP. Estos gases son CO, NO₂, aldehídos, humos, metano y SO₂.

III.2. LOS GASES MÁS FRECUENTES EN LAS MINAS.

1.    Gases esenciales: Indispensables para la vida del hombre.

Ø  Aire atmosférico.

Ø  Oxígeno.

2.   Sofocantes: Se conocen también como desplazadores. Estos producen ahogos y en altas concentraciones pueden producir la muerte.

Ø  Nitrógeno.

Ø  CO₂ > 15% fatal.

Ø  CH_4.

Ø  C₂H₂ (Acción del agua sobre el carburo de calcio, olor a ajo).

3.    Tóxicos o venenosos: Nocivos al organismo por su acción venenosa.

Ø  CO.

Ø  Humos nitrosos (olor y sabor ácidos).

Ø  Hidrógeno sulfurado H₂S (LPP 8 ppm, olor a huevos podridos).

Ø  Anhídrido sulfuroso SO₂ > 15% fatal (1.6 ppm LPP).

4.    Explosivos o inflamables: En altas concentraciones forman mezclas explosivas con el aire

Ø  Metano: CH₄ (2% muestra  - 0.75% revuelta).

Ø  Monóxido decarbono: CO (13%– 75%).

Ø  C₂H₂, H₂S (2.5% - 80% inflamable y explosivo, > 6%  respectivamente).

(Hidróxido de calcio - carburo)

CLASIFICACIÓN DE LOS GASES DE MINA.

III.3. NITROGENO (N2).

Gas inerte, incoloro, inodoro e insípido. No es venenoso y no sostiene la vida ni la combustión. Su gravedad especifica es de 0,971 por lo cual es más ligero que el aire Cuando se encuentra mezclado con un poco de oxigeno o solo produce sofocamiento en el organismo humano. Se encuentra por desprendimientos de los estratos de roca en algunas minas y también por el consumo del oxigeno del aire por alguna forma de combustión especialmente la combustión de explosivos. Este gas causa la muerte por sofocamiento cuando el porcentaje de nitrógeno pasa de 88%.

 Detección de nitrógeno.- Cuando los gases irrespirables, más ligeros que el aire, se acumulan en chimeneas o lugares altos de trabajo, están formados generalmente por nitrógeno. Cuando se mezcla con el oxigeno en una proporción aproximada de 78 % a 21 %, como en el aire ordinario, su acción es el de diluir el oxigeno. El nitrógeno puro apaga la llama de las lámparas, de combustibles diversos, velas o fósforos inmediatamente.

Efectos tóxicos en el organismo humano.-

Mínima cantidad causa inmediata irritación de la garganta  : 52ppm.

Mínima cantidad causa tos.                                                         : 100ppm.

Peligrosa en corta exposición.                                                    : 100 a 150 ppm.

Fatal inmediatamente en corta exposición.                              : 200 a 700 ppm.

III.4. MONOXIDO DE CARBONO (CO).

Gas extremadamente venenoso, tiene una gravedad específica de 0,967 es incoloro, inodoro e insípido, muy ligero, poco soluble en agua, inflamable y posee una gran capacidad de dispersión. Se genera:

Ø  Por la combustión incompleta de madera (incendios en la mina).

Ø  Por funcionamiento de motores de combustión interna, cuando no se controla el escape de estos equipos.

Ø  Por el uso de explosivos

Ø  En toda combustión que haya deficiencia de oxigeno.

Es uno de los gases más peligrosos que existen y es la causa del 90% de  los accidentes fatales en minas por intoxicación por gases.

Efectos del CO en la sangre

El CO es absorbido por la HB el cual reduce la capacidad de la HB de llevar oxígeno a los tejidos, formando Carboxihemoglobina COHB, esta unión es de 240 a 300 veces mas fuerte que la unión que hay entre el oxigeno y la HB por lo que al estar la HB ocupada con el CO no hay transporte de oxigeno  a los tejidos, entonces pequeñas cantidades de CO son peligrosas.

Síntomas: Cefalea, mareo nauseas, coma, convulsiones arritmias cardiacas, hipotensión y muerte.

Carboxihemoglobina	Síntomas
5 % 10% 20 % 30 % 40 – 50 % 60 – 70 % 80 %	Ø  Leve cefalea Ø  Cefalea moderada, disnea. Ø  Cefalea intensa con disnea exacerbada. Ø  Severa cefalea, irritabilidad fatiga, alteraciones de la visión. Ø  Cefalea taquicardia, confusión, letárgia y colapso. Ø  Coma y convulsiones. Ø  Rápidamente la muerte.

Tratamiento del monóxido de carbono.

En cualquier caso, la victima debe ser sacada inmediatamente al aire fresco. Si la respiración ha cesado, es débil o intermitente, debe iniciarse la respiración artificial  RCP (Reanimación Cardio- Pulmonar) hasta que la respiración vuelva a la normalidad.

Tan pronto como sea posible debe administrarse oxigeno al 100% o una mezcla de 5 % de anhídrido carbónico y 95 % oxigeno, conocido como “carbógeno”. Cuando no se dispone de inhaladores use oxigeno directamente de las botellas, esto puede ser facilitado echando la botella, dirigiendo un flujo constante de oxigeno del cilindro a la cara de la victima a baja presión.

La circulación de la sangre debe ser facilitada levantando y frotando las piernas del paciente hacia el corazón, se debe mantener la temperatura del paciente con frazadas, telas, botellas de agua caliente. Colocar a la victima sobre tablas u otros materiales aislantes a fin de protegerlo del frió del piso ya que esto reducirá la severidad y la posibilidad de serios efectos posteriores. Otro tratamiento satisfactorio contra el envenenamiento con monóxido de carbono es el uso de azul metileno, esta droga es inyectada por vía intravenosa y solo puede ser administrada por un especialista. Cuando llame aun doctor debe asegurarse de proporcionarle todos los datos de las circunstancias en forma exacta .Las victimas que se recuperan del monóxido de carbono deben mantenerse en observación por lo menos 72 horas.

Los efectos del CO en el organismo humano, a concentración de 0,1%

Límite máximo permisible para este gas es 0,0005%

Detección del Monóxido de Carbono.- Se utilizan detectores múltiples que tienen avisos audibles de primero, segundo y tercer riesgo que indican concentraciones máximas y peligrosas, además debe saberse que el CO no se diluye ni descompone con el agua. Por lo que cuando se levanta a carga disparada brota el CO encerrado requiriendo ventilación hasta terminar la operación.

Si el % de saturación del CO en la sangre pasa del 40 % hay posibilidad de colapso y sincope.

Ejemplo claro de una intoxicación por monóxido de carbono en una mina llamada S.M.R.L. Koritonqui de Puno.

Al ingresar junto con un obrero para poder rescatar a un trabajador en peligro, fueron atrapados por emanaciones de monóxido de carbono, por la combustión de una motobomba de funcionamiento defectuoso.

CLASIFICACION DEL ACCIDENTE.

1. SEGUN EL TIPO: Intoxicación.

2. SEGUN LA LESION: Asfixia.

3. SEGUN EL ORIGEN: Acto inseguro – condición insegura.

4. SEGUN LA PREVISION: Previsible.

CAUSAS DEL ACCIDENTE.

1. CONDICIONES INSEGURAS.

a. Motobomba a gasolina en condición de mantenimiento deficiente.

b. Falta de ventilación forzada.

2. ACTOS INSEGUROS.

a. Acto temerario de ingresar a labor con gas sin la protección de máscara adecuada.

b. Desconocimiento del efecto del monóxido de carbono.

3. POLITICA DE LA EMPRESA.

a. Empresa artesanal rústica sin tecnología.

CONCLUSIONES.

1. Incumplimiento de las reglas de seguridad.

2. Uso de una bomba en mal estado.

3. Sistema de ventilación rústica, deficiente.

4. Ausencia de profesionales en la ejecución de los trabajos mineros.

RECOMENDACIONES.

1. Los trabajadores artesanales de minería, deben ser educados y capacitados.

2. Por pequeño que sea la minería subterránea, debe ser dirigida por profesionales.

III.5. ANHÍDRIDO CARBÓNICO (CO₂).

Es un gas invisible, gravedad específica de 1,529 .Es incoloro y inoloro. Tiene un sabor ligeramente ácido. No es combustible ni mantiene la combustión, se produce por la respiración del hombre, incendios, por la descomposición de materias orgánicas, por aguas termales y en las voladuras. Es un gas más pesado que el aire, por lo tanto siempre se le encuentra en las partes más bajas y en zonas abandonadas.

3% de CO₂ en el aire normal causa ligera dificultad en la respiración.

5-6% de CO₂ Causa Palpitaciones.

6 % de  CO₂ y más es peligroso para la salud.

15 % de CO₂ es fatal en la mayoría de los casos.

Es inofensivo para la salud de las personas hasta 0.5 % , con 3 % la lámpara empieza a apagarse y la frecuencia de la respiración aumenta; con 5 % la lámpara se apaga , la respiración se triplica ; con 10 % puede producirse estado comatoso y con 20; 25 % la muerte en algunos segundos. En pequeñas cantidades estimula la respiración.

Los mineros experimentados reconocen la presencia del CO₂  por la dificultad de la respiración, el calentamiento de las piernas y de la piel, que enrojece, por dolor de cabeza y decaimiento general. Concentraciones mayores provocan la tos, aceleración de la respiración y accesos de temblor.

Los reglamentos de seguridad e higiene minera fijan el contenido máximo de anhídrido carbónico, que en lugares de trabajo no debe sobrepasar  de 0,5 % (según volumen) y de la corriente de aire saliente 0,75%.

Sus síntomas son: Respiración rápida y agitación y aún en reposo. Donde hay presencia de CO2 siempre habrá falta de oxígeno y viceversa. El límite máximo permisible para este gas es 0,5%

SULFURO DE HIDRÓGENO (SH2):

EFECTOS DEL SULFURO DE HIDRÓGENO (SH2):

0,1%  0  1 000 ppm causa la muerte instantáneamente.

Este gas es muy irritante a los ojos y a la garganta.

La acción tóxica del hidrógeno sulfurado para varias concentraciones es:

Probable concentración permisible para:

8 horas de exposición	: 0,002%  =  20 ppm.
Concentraciones peligrosas después de 1 hora de exposición	: 0,02%  =  200 ppm.
Extremadamente peligrosa después de 30 minutos	: 0,04%  =  400 ppm.
Muerte instantánea	: 0,1%

Los efectos posteriores de esta intoxicación son serios, similar a aquellos por el monóxido de carbono, duran mucho tiempo y aún pueden tener efectos permanentes.

TRATAMIENTO:

El tratamiento es el mismo que para el envenenamiento con monóxido de carbono, pero además los ojos deben ser cubiertos con una compresa húmeda para prevenir el efecto de la luz. En todos los casos de envenenamiento de SH2, el paciente debe ser enviado al hospital. Y ser mantenido bajo observación médica por lo menos 24 horas.

DETECCIÓN DEL SULFURO DE HIDRÓGENO:

El sulfuro de hidrógeno es un gas extremadamente venenoso, con olor característico de putrefacción. Teniendo en cuenta toxicidad, los instrumentos para su detección deben ser altamente sensibles, ya que concentraciones tan bajas como 0,02% son suficiente para causar la muerte.

METODOS PARA DETECTAR SH2 EN EL AIRE:

El olfato. Por su olor característico (H2SS), la manera más fácil de detectar bajas concentraciones es con el olfato, aunque no debe contar con el olfato para determinar concentraciones peligrosas, puesto que este gas tiende a destruir el sentido del olfato, que hace creer a la persona que el peligro ha pasado, cuando en realidad la concentración puede haber subido. Por esta razón, es recomendable que cuando se descubre la presencia de sulfuro de hidrógeno el lugar debe ser inmediatamente abandonado y reportado al momento para ser ventilado.

Hoy tenemos detectores de sulfuro de hidrógeno a base de tubos y una bombilla que succiona el gas, el contenido del tubo cambia de color y se compara con el porcentaje habido en el tubo y con el límite permisible de SH2.

III.6. GAS SULFUROSO (SO₂).

No existen pruebas definitivas que el SO2 provoque enfermedades respiratorias pero se ha encontrado una correlación especifica de la incidencia de óxidos de azufre en la atmósfera y el índice de muertes de personas que sufren de enfermedades crónicas cardiovasculares y respiratorias.

Efectos sobre el organismo.

0.001%: Causa irritación de la nariz y la garganta.

0.04 %: Causa congestión en el pecho, inflamación de la nariz y la garganta.

0.1 %: Causa la muerte en pocos minutos.

Este gas es raramente encontrado en las minas metálicas, zinc, plata, oro, debe tenerse en cuidado en el caso de incendios subterráneos, especialmente si la mina tiene comparativamente grandes cantidades d piritas o sulfuros de hierro en el mineral. Este gas se produce en industrias como fundiciones, refinerías, fabricación de acido sulfúrico, etc.

GASES NITROSOS (NO, NO₂)

Los gases nitrosos en concentraciones bajas no tienen color, olor y sabor.  En concentraciones altas se pueden detectar por su olor a pólvora quemada familiar de las voladuras y por sus humos de color rojizo son gases tóxicos e irritantes, se producen por:

Ø  La combustión

Ø  La detonación de los explosivos y

Ø  Por la operación de equipos diesel.

Efectos Fisiológicos:

Ø  Es un gas más pesado que el aire y se mantiene en las partes bajas de las labores. Se diluye con aire (ventilación).

METANO (CH₄).

El Metano tiene una gravedad específica de 0.554. Es comúnmente llamado “gas de los pantanos”, “Grisú”. Es uno de los gases de los hidrocarburos mas peligrosos. Es incoloro, sin olor, sofocante y no venenoso. Este gas cuando se mezcla con el aire en una proporción de 5 a 15 % es altamente explosivo.

Se encuentra en forma natural pero puede ser generado por la descomposición de la madera bajo el agua. Debe tenerse cuidado cuando se desaguan trabajos antiguos de mina. Es también generado por la descomposición de sustancian vegetales. Es encontrado prácticamente en todas las minas de carbón.

Debido a su baja gravedad específica es encontrado generalmente en ele techo de las labores o al final de las galerías o chimeneas. Los sistemas de desagüe de las ciudades son también lugares en donde podemos encontrar este gas.

Si hay suficiente metano para reducir el contenido de oxigeno en el aire a un punto mas bajo que el necesario para mantener la vida, puede ser asfixiante; no se puede percibir por que no tiene olor, color ni gusto.

Detección del metano. Los métodos aceptados para la detección del metano en la mina son: las lámparas de seguridad y detectores eléctricos, que hoy en día se usan; también los detectores múltiples son usados para la detección del metano.

COMO PREVENIR LA FORMACION DE GASES.

• La prevención en la voladura, eligiendo el correcto explosivo y no sobrepasando la carga de voladura para minimizar la producción de CO y NO₂, según sea dinamita o ANFO.

• Afinamiento y mantenimiento de los motores, filtros y catalizadores de los equipos diesel para evitar el exceso de CO, NO₂ y Aldehídos.

• Evitando llamas abiertas dentro de la mina, como soldar mangueras de jebe o plástico para evitar la producción de CO y la reducción de oxigeno.

REMOVIMIENTO DEL GAS.

• Mediante ventilación exhaustiva local en lugares en que el contaminante es factible de extraer.

• Por sangría del flujo de gas, como el caso de las minas con CO₂.

POR AISLAMIENTO DEL GAS.

• Mediante el taponeo o sellado de lugares abandonados o incendios.

• Estableciendo un circuito de chimeneas o galerías especificas para el gas o aire viciado.

POR DILUCION DEL GAS.

• Mediante la-ventilación forzada principal y ventilación auxiliar para los frentes, tajos, chimeneas. Este es el método mas usado y que algunas veces se combina con otro.

POR LA PROTECCION DEL HOMBRE.

• Mediante respiradores apropiados para cada gas.

• La capacitación e instrucción sobre la Higiene Minera y la Ventilación de Minas es importante para poder desenvolvernos en la actividad minera.

VOLUMEN DE GASES PRODUCIDOS POR LA DINAMITA:

En la ventilación de minas es necesario conocer los efectos de los gases producidos por la dinamita en el ambiente del disparo.

1.    El volumen de gases que produce una dinamita es de 880 a 920 litros por kilógramo de dinamita, que convertido a unidades inglesas equivale a 32 pies cúbicos por kilógramo de dinamita, o sea, 0,92 metros cúbicos por kilógramo de esplosivo. El ANFO produce 34 pies cubicos de gases por kilógramo de ANFO y el axamon produce 27 pies cúbicos por kilógramo de examon; de estos gases producidos el mas peligroso es el CO.

2.    En una explosión se produce 0,16 pies cúbicos de CO por cartucho de 1 ¼ x 8” y el resto es CO2, o sea 0,16 pies cúbicos de CO po 76 gramos de dinamita y por 1 Kg. se producirá 2,2 pies cúbicos de CO.

3.    Al producirse una explosión se forman gases que toman oxigeno del ambiente instantaneamente , razón por la cual hay que enviar al lugar del disparo un buen volumen de aire fresco para diluir estos gases nocivos formados e incrementar el oxigeno; estos gases son trasladados o transportados por la velocidad de ventilación hacia los lugares de salida de gases.

4.    Siempre se dice que una dinamita esta bien balanceada en su ecuación química, pero cuando se muestrea a las 2 horas después del disparo, se encuentra concentraciones de CO, CO2 y NO2, las cuales hay que diluir hasta obtener  concentraciones por debajo de los límites permisibles, a fin de que el personal pueda ingresar a la labor, es decir, la dinamita no es un producto inocuo.

5.    En la práctica, un disparo con dinamita después de 3 horas del disparo inicial y con dilucion del poco volumen de aire comprimido de 130 a 180 pies cúbicos, dio lo siguiente: 30 ppm de CO, 600 ppm de CO2, y 0 ppm de NO2; según lo producido, el CO esta por debajo del límite máximo permisible; pero todavía existe  CO enterrado por carga cuya concentracion puede ser mayor al límite permitido, existiendo casos de gaseamiento de personas al limpiar la carga, debido a que el CO no se diluye  con el agua cuando es regada por esta.

III.8. LOS POLVOS EN MINA.

El polvo de minas es un conjunto de finas y finísimas partículas minerales suspendidas en el aire de la atmósfera de las minas o asentadas sobre las paredes, el piso y el techo de las labores mineras.

El aire con polvo forma un sistema disperso denominado aerosol de polvo. El polvo asentado constituye aerogel de polvo.

La aptitud de las partículas de polvo a quedarse suspendidas en el aire un tiempo más o menos largo depende de la finura  del polvo, de su forma, peso específico también de la velocidad de movimiento de aire, de su humedad y temperatura. El polvo es producido por la destrucción mecánica de rocas al barrenar, detonar, machacar, cargar y descargar material, etc.

INTERPRETACIÓN CUANTITATIVA.

Los cuadros nos expresan la cantidad de polvo por metro cúbico, más no se refiere al diámetro o tamaño de las partículas; esto significa que, polvo en cantidades mayores de 3 y 10 mg/m3 presentes en el ambiente, son dañinos a la salud al momento de inhalar o respirarlos.

INTERPRETACIÓN CUALITATIVA.

Por la “Teoría Paradójica” del tamaño de partículas; entiéndase como Valores mayores a los numéricamente más bajos; lo que significa que los Agentes químicos más finos o de menores valores, son los que exceden el Grado de toxicidad.

Estos quieren decir que partículas menores a 3 micras, son respirables y por tanto dañinas para la salud al no poder ser expelidos en el proceso respiratorio. Las sustancias y partículas mayores de 3 a 10 micras son inhalables, lo que significa que se quedan en las vellosidades y/o las glándulas nasales.

Inhalar: es aspirar algunas sustancias respiratorias

Respirar: es absorber una sustancia, tomando parte de sus componentes y expelerlo modificado, aquí intervienen la laringe, faringe, traquea,bronquios y bronquiolos.

PARTICULAS SUSPENDIDAS EN SU FRACCION RESPIRABLE (PM-10)

• Criterios para evaluar la calidad del aire

150 ug/m³ (microgramos sobre metro cubico) en un promedio de 24 horas.

• Características del contaminante

Partícula sólidas o líquidas dispersas en la atmósfera (su diámetro va de 0.3 a 10 um) como polvo, cenizas, hollín, partículas metálicas, cemento o polen. La fracción respirable de PST, conocida como PM-10, está constituida por aquellas partículas de diámetro inferior a 10 micras, que tienen la particularidad de penetrar en el aparato respiratorio hasta los alvéolos pulmonares.

• Fuentes principales

Combustión industrial y doméstica del carbón, combustóleo y diesel; procesos industriales; incendios; erosión eólica y erupciones volcánicas.

• Efectos principales

Salud: Irritación en la vías respiratorias; su acumulación en los pulmones origina enfermedades como silicosis y la asbestosis. Agravan el asma y las enfermedades cardiovasculares.

Materiales: Deterioro en materiales de construcción y otras superficies.

Vegetación: Interfieren en la fotosíntesis.

CLASIFICACIÓN DE LOS POLVOS SEGÚN SU NOCIVIDAD

a) Polvos de acción pulmonar: Dañinos al sistema respiratorio, producen la enfermedad conocida como Neumoniosis. Entre las más comunes tenemos:

Ø  Sílice: Produce Silicosis, dentro de este tipo de polvo tenemos: cuarzo, tridimita, cristobalita.

Ø  Silicatos: Produce Silicatosis, dentro de estos polvos tenemos: asbesto, talco (Sil. de Ca y Mg), mica, silicato de aluminio.

Ø  Carbón: Produce la Antracosis (Antracita)

Ø  Mineral de berilio y fierro: Produce la Siderosis

Ø  Grafito: Produce Neumocosis por grafito.

Ø  Oxido de Zinc: Produce Neumocomiosis benigna por ZnO.

Ø  Estaño: Estañosis.

Ø  Bario: Baritosis.

b) Polvos Tóxicos: Envenenan tejidos y órganos. Los más frecuentes son los óxidos y carbonatos de: Mercurio, manganeso, arsénico, plomo, antimonio, selenio, níquel, etc.

c) Polvos radiactivos: Ocasionan daños por radiación. Entre estos podemos mencionar: Polvos de uranio, torio, plutonio, etc.

d) Polvos explosivos: Combustibles con el aire, producen explosiones: Carbón (bituminosis, lignitos), polvos metálicos (magnesio, aluminio, Zinc; estaño, Fierro).

e) Polvos inertes: No existen, todo polvo es dañino.

Observación.: El polvo de antracita no es explosivo.

III.9. FUENTES GENERADORAS DE POLVO.

En toda labor minera ya sea subterránea o a cielo abierto se crea gran cantidad de polvos, donde las fuentes principales son:

1.- Perforación en seco.

2.- Disparos.

3.- Cachorreos (voladura secundaria).

4.- Carguío y transporte.

5.- Traspaso de mineral (OP).

6.- Descarga de material de un equipo a otro o a piques de traspaso.

7.- Chancado, etc.

NOTA: El nivel de polvo creado por cada operación varía en función de la Intensidad, Duración de la actividad, Condiciones naturales.

III.10. SUSPENSIÓN DE LAS PARTICULAS DE POLVO EN EL AIRE.

Para determinar la duración de la suspensión de una partícula de polvo en el aire sin movimiento, debemos considerar la interacción de dos fuerzas:

Ø  El peso o gravedad de la partícula.

Ø  Fuerza de resistencia del aire.

NOCIONES GENERALES.

La duración de la suspensión de una partícula de polvo en el aire inmóvil se determina básicamente por interacción de dos fuerzas: la gravedad de la partícula y la fuerza de resistencia del aire. Bajo la acción de la fuerza de gravedad, la velocidad de la caída de una partícula aumenta, al mismo tiempo, crece la fuerza de resistencia del aire. Las partículas de 10 micras caen, desde cierto momento, con velocidad constante y cuyo valor se determina por la ley de Stokes:

Donde:

r            : Radio de la partícula, cm.

y           : Peso especifico de la partícula, gr/cm³

y1         : Peso especifico del aire, gr/cm³.

g           : Aceleración de la fuerza de gravedad, igual a 981 cm/seg².

v           : Viscosidad de aire inmóvil, a 21°v = 1,81.10" poises.

Se puede omitir el peso específico del aire y1, en vista de que es muy pequeño comparado con el peso especifico de las partículas. Colocando en la formula los valores de v y g, tenemos: v=1,2.10” poises.

El cálculo indica que la duración de la caída de una partícula de cuarzo, de peso específico y = 2,5 desde 2 m. de altura en el aire absolutamente inmovil, según su diámetro:

DIAMETRO DE LA PARTICULA (Micras)	VELOCIDAD DE CAIDA (cm/s)	TIEMPO DE CAIDA
100	75	2.67 seg.
10	0.75	4.45 min.
5	0.19	17.54 min.
1	0.0075	6.0 hrs.
0.1	0.000075	740.74 hrs.

El granito en polvo del tamaño de 5 micras, con el cual el polvo todavía podría introducirse a los pulmones, cae en el aire tranquilo aproximadamente a 1 mm/seg. Las partículas ultramicroscópicas de diámetro menor de 0.1 micras, al igual que las moléculas de aire, se encuentran en el movimiento térmico continuo de zig-zag de Brown y no se depositan. Las partículas planas permanecen en el aire durante un tiempo mucho mayor que las esféricas.

Las particulas se clasifican en:

	DIAMETRO (Micras)	VELOCIDAD DE CAÍDA DE LAS PARTICULAS EN EL AIRE INMOVIL	OBSERVABLES
Visibles	> 10	Acelerada	Al ojo
Niebla	10 - 0.1	Constante	Bajo Microscopio
Humo	<0.1	Inasentables	Bajo Ultramicroscopio

CONCLUSIONES.

Ø  El polvo de tamaño mayor a 10 µs no se mantiene en suspensión por mucho tiempo en las corrientes de aire, por lo tanto, se deposita fácilmente.

Ø  El polvo de tamaño menor a 10 µs se mantiene en el aire por un prolongado tiempo.

Ø  Si la partícula es ultramicroscópica, de diámetro menor a 0.1 µ, al igual que las moléculas de aire, no se depositan, encontrándose en un movimiento Browniano.

Otras observaciones

Ø  Las partículas de polvo de consecuencias patológicas y combustibles están predominantemente bajo 10 µs de tamaño.

Ø  Los polvos mineros e industriales tienen característicamente un tamaño medio en el rango de 0,5 a 3 µs. La actividad química aumenta con el tamaño decreciente de las partículas.

III.11. LA NEUMOCONIOSIS.

Se trata de una de las enfermedades llamadas de polvo mixto, producidas por inhalación de sílice y algún otro tipo de polvo con poder patógeno, en este caso, el carbón. Aunque el polvo de carbón tiene poder patógeno propio, la sílice parece esencial para el desarrollo de esta enfermedad. Las lesiones elementales de la neumoconiosis de los trabajadores del carbón (NTC) son las máculas, que, al evolucionar progresan a nódulos con un contenido negruzco y con prolongaciones ancladas en el tejido circundante.

Neumoconiosis es "la acumulación de polvo en los pulmones y las reacciones del tejido en presencia de este polvo", estas se producen por contaminación del medio ambiente y del sitio de trabajo (Maldonado & Méndez, 1999).

CAUSAS, INCIDENCIA Y FACTORES DE RIESGO  

Es bien conocido que la relación entre la exposición a los polvos minerales y los efectos sobre la salud que produce dependen de la dosis acumulada, es decir, de la concentración del polvo en el aire y de la duración de la exposición y también del tiempo de permanencia de este polvo en los pulmones.

Así mismo se sabe que existe un periodo de latencia entre el inicio de la exposición y el comienzo de las manifestaciones clínicas que puede ser más o menos largo dependiendo del tipo de neumoconiosis.

El diagnóstico se puede hacer temprano con base en los antecedentes de exposición, los datos radiográficos y las alteraciones funcionales, y es evidente tardíamente con los síntomas y signos de las complicaciones. Dos de las complicaciones frecuentes son la bronquitis crónica y el enfisema pulmonar, que generalmente coinciden en el mismo trabajador.

SÍNTOMAS

Ø  Dificultad respiratoria.

Ø  Tos crónica.

TRATAMIENTO   

No hay ningún tratamiento específico para este trastorno que no sea el tratamiento de las complicaciones.

COMPLICACIONES   

Ø  Insuficiencia cardiaca.

Ø  Tuberculosis pulmonar.

PREVENCIÓN   

El respeto de los niveles máximos de polvo permitidos en los sitios de trabajo y el uso de máscaras protectoras son medidas preventivas usadas para minimizar la exposición laboral al polvo.

Figura: radiografía de un pulmón con neumoconiosis

III.12. LA SILICOSIS.

La silicosis aparece principalmente por aspiración de polvo de cuarzo, arena y granito. Debido al depósito de partículas de Sílice, en el pulmón ocasiona la destrucción del mismo y formación de fibrosis (cicatrización) de los tejidos pulmonares incluidos los vasos sanguíneos y linfáticos. (teoría de la solubilidad)

Los síntomas aparecen tras más de 7-15 años de exposición. Y el más frecuente es la dificultad respiratoria.

En el peor de los casos, comienza con una silicosis simple y progresa hacia una condición conocida como silicosis conglomerada, en la que nódulos de fibras individuales se unen y forman grandes masas de tejido cicatrizante. Este tipo de silicosis impide al pulmón tomar la cantidad de oxígeno necesaria para el organismo. Con el tiempo, esto causa complicaciones severas, como el enfisema, dolencia en la que los alvéolos pulmonares pierden su elasticidad y funcionalidad. La tuberculosis pulmonar también es una complicación frecuente.

 

Si se considera el promedio de la composición química de la corteza de la tierra, resulta que el 98,6 % está constituido por sílice y silicatos y solo el 1.4% restante, por otros elementos.

CONSIDERACIONES

Hay tres tipos de silicosis. Son clasificados según la concentración en el aire de sílice cristalina a la que un trabajador estuvo expuesto:

Silicosis Crónica, ocurre normalmente después de 10 años o más de sobre exposición.

Silicosis acelerada, resulta de la exposición a altas concentraciones de sílice cristalina y se desarrolla de 5 a 10 años después de la exposición inicial.

Silicosis aguda, ocurre donde las exposiciones son las más altas y puede causar el desarrollo de síntomas entre algunas semanas y 5 años.

CAUSAS

La causa directa es la inhalación de sílice que queda en el aire cuando se extraen minerales de rocas que contiene cuarzo. Los mineros de oro, plomo, zinc y cobre corren el riesgo de desarrollar silicosis, así como aquéllos que trabajan con antracita y otros carbones bituminosos. También están expuestos al polvo de cuarzo quienes trabajan en extracción de granito, pulimento de piedras y ciertos tipos de fundición.

           Figura: pulmón de minero a los 52 años

¿QUIÉN CORRE UN RIESGO?

El trabajo en un ambiente polvoriento donde existe la sílice cristalina puede aumentar el riesgo de silicosis. Si varias personas trabajan en un tal lugar y una es diagnosticada con silicosis, las otras deben hacerse un examen para averiguar si ellas también la han contraído.

SIGNOS Y SÍNTOMAS

Los principales síntomas manifestados en la silicosis son:

Ø  Falta de aire.

Ø  Tos, normalmente con esputos.

Ø  Bronquitis crónica.

Ø  Enfisema.

Ø  Dolor en el pecho.

Ø  Labios y lóbulos de las orejas azulados

TIEMPO DE EXPOSICION:

En general no se conocen casos de silicosis con menos de 1 año. En ambientes mineros más o menos controlados, recién se desarrollará la enfermedad en tiempos que van de 20 a 30 años.

PREVENCION

Frecuentemente, esta enfermedad puede ser evitada si usted y su empleador siguen las reglas de seguridad en el trabajo establecidas.

Si se trabaja expuesto a polvo de cuarzo, es esencial que se use una mascarilla o dispositivo que purifique el aire, pero el tipo de protección que necesita, depende del trabajo que realice.

Otros métodos preventivos incluyen humedecer los materiales antes de trabajar con ellos, trabajar bajo un resguardo que suministre aire limpio y remover el polvo de lugar donde trabajo.

CONTROL DE POLVOS EN MINAS

Junto a los gases, son los polvos uno de los principales contaminantes que preocupan al encargado de controlar el ambiente de una mina.

               El polvo puede permanecer en el aire durante largo tiempo, dependiendo de varios factores, entre los cuales están : tamaño, finura, forma, peso específico, velocidad del movimiento del aire, humedad y temperatura ambiental.

1.   Prevención:

ü  Modificar operaciones  ( mecanizada).

ü  Usar equipos adecuados.

2.   Eliminación:

ü  Eliminar polvo asentado.

ü  Depuración del aire en colectores de polvo (limpieza del aire con filtros).

3.   Supresión:

ü  Infusión con agua o vapor, previo al arranque.

ü  Apaciguamiento con rociado de  agua.

ü  Tratamiento de polvo asentado con productos químicos delicuescentes (que absorben la humedad del aire).

4.   Aislamiento:

ü  Voladura restringida o con personal afuera.

ü  Encerrar operaciones.

ü  Sistema de aireación – aspiración local.

5.   Dilución:

ü  Dilución local por ventilación auxiliar.

ü  Dilución por corriente de la  ventilación principal.

Las medidas técnicas contra el polvo son:

ü  Ventilación activa en las labores subterráneas.

ü  Perforación de barrenos con inyección.

ü  Utilización para la perforación únicamente agua limpia.

ü  Perforación con empleo de humectantes.

ü  Captación de polvo seco.

ü  Mojado de las paredes del frente antes y después de la dinamitación y del material por cargar antes y durante la carga.

ü  Pulverizar agua en lugares de formación de polvo.

ü  Aspiración del polvo en lugares de gran formación.

ü  Utilización de métodos de arranque en masa y por hundimiento en masa, del método hidráulico de arranque del carbón, disminución del volumen de los trabajos preparatorios.

ü  Introducción de agua, filtros eléctricos, asentamiento de polvo por aerosoles.

ü  Defensa individual mediante utilización de máscaras antipolvo.

El uso de mascarillas protectoras evita la inhalación de polvos. La instalación de filtros en los motores de combustión interna, por su parte, permite retener las partículas de hollín.

PROTECTOR CONTRA EL POLVO

También existen muchos tipos de protectores contra el polvo. Los más usados en las actividades mineras son el Dustfoe 66 y el Respirador con filtro aerosol.

El respirador Dustfoe 66, brinda protección respiratoria contra polvos, ácidos tóxicos y neblinas que producen fibrosis. Es una máscara pequeña, liviana con una sola correa para la nuca, ajustable.

El respirador con filtro aerosol Comfo MSA, es un respirador versátil con filtro doble.

Tres filtros intercambiables brindan protección respiratoria contra polvos, neblinas, vapores, humos, partículas tóxicas, aerosoles radioactivos, o partículas finamente divididas.

EJEMPLO.

• Perforación en seco, hacerla en húmedo.
• Utilización de agua en :

Frentes, y caminos (regarlas continuamente.)

Voladuras: pulverizadores o nebulizadores de agua.

Piques de traspaso y lugares de descarga: Lluvias de agua y nebulizadores sónicos.

DETERMINACION DEL CAUDAL DE AIRE NECESARIO PARA CONTROLAR POLVO

POLVOS EN SUSPENSIÓN

Q = ( S * L * Ca ) / ( ( LPP - Cf  ) * t )

Donde :

S = Sección de la labor, mts2

L = Largo de influencia, mts. ( 5 - 10 mts).

Cf = Concentración de polvo en el flujo de ventilación

LPP=Limite previsible ponderado.

Ca = Concentración ambiental de polvo, ppl ó mg/m3

 T= tiempo Minutos

GENERACION DE POLVOS	VELOCIDAD DEL AIRE EN    mts/min	TIPO DE LABOR O ACTIVIDAD
ESCASA	20 -25	Labores de Desarrollo
MEDIA	25 -30	Labores con scrapers y parrilas
ALTA	35 -50	Labores con LHD lugares de descarga
MUY ALTA	Mayor a 50	Labores de retorno

 

PRINCIPIOS FUNDAMENTALES PARA EL CONTROL DEL POLVO

Son cuatro los principios básicos para el control definitivo del polvo:

·         Reducir la generación de polvo en el desarrollo de la tarea.

·         Controlar y eliminar el polvo generado lo más cerca posible del punto de origen, evitando su paso al ambiente.

·         Control del polvo suspendido en el ambiente.

·         Consolidación del polvo sedimentado.

Suspensión de polvo en perforaciones de roca

Polvo en suspensión: Tiene diversos orígenes en su generación:

Material transportado por vía o cinta.	Corriente de ventilación demasiado fuerte.	Carga de materiales en la bocamina, frente de preparación...
Perforación de roca.	Arranque de Mineral.	Evacuación del Mineral.
Rellenos.....

Aparte del peligro de enfermedades como la silicosis también existe el riesgo de explosión, ya que este polvo arde (Mg.Al.Fe,Zinc,Estaño) con mucha facilidad y en caso de explosión el efecto se multiplicaría ya que la explosión ocasionaría más polvo en suspensión.

La técnica de control del polvo en las operaciones de perforación de rocas, se divide en dos grandes grupos:

·         Vía húmeda.

·         Evacuación en seco.

VÍA HÚMEDA

El equipamiento de las perforadoras con sistema de inyección de agua, supuso el primer gran paso para el control de la silicosis, ya que las tareas de perforación en seco estaban consideradas como las responsables de los más altos niveles de polvo.

El método consiste en la introducción de agua a través del barreno hueco, hasta el fondo del taladro que se está perforando, consiguiendo de esta forma la fijación del polvo a medida que se va produciendo y justo en el lugar de origen.

El método requiere:

·         Garantía en el suministro de agua.

·         Dispositivo de eliminación de burbujas, debido a que el polvo respirable puede incorporarse a las burbujas, sin mojarse, pasando al ambiente una vez que estallen éstas en la boca del taladro.

Este método se utiliza en perforadoras manuales (Fig. 1) y en equipos de perforación mecanizada, carros de perforación (Fig. 2).

Fig. 1: Perforadora manual con sistema de inyección de agua

Fig. 2: Carro de perforación con sistema de inyección de agua

Los inconvenientes que limitan su utilización son:

·         Dificultades en disponibilidad de agua.

·         En perforación hacia abajo se obtienen rendimientos menores que con barrido de aire.

·         Bajas temperaturas pueden presentar problemas de congelación.

EVACUACIÓN DEL POLVO EN SECO

Cuando el análisis de las diferentes condiciones técnicas de una labor desaconseja la vía húmeda, como sistema de barrido y por consiguiente como sistema de control del polvo, se hace necesario el uso de equipos perforadores dotados de captadores de polvo que eliminen éste, justo a la salida de la boca del taladro.

En sus orígenes dichos captadores se limitaban a una simple campana abrazando el barreno, con un conducto flexible que alejaba unos metros el punto de emisión de polvo, aprovechando la velocidad de salida del aire por la boca del taladro (Fig. 3).

Fig. 3: Campana de aspiración con conducto flexible

Este sistema, aunque rudimentario, conseguía disminuir la concentración de polvo a nivel de vías respiratorias del operador, alejándolo del mismo y orientándolo en la dirección más favorable.

Resulta evidente que este método sólo podría utilizarse en labores mineras de interior, bajo condiciones muy especiales y, en el exterior, antes de la aparición de normas que limitan la emisión de contaminantes al medio ambiente.

Un captador de polvo está constituido básicamente por los siguientes componentes:

·         Campana de extracción.

·         Conducto de aspiración/transporte.

·         Cámara de expansión.

·         Dispositivo de filtración.

·         Generador de la presión de trabajo.

El polvo, arrastrado por la corriente del aire de barrido, pasa a la campana y, a través del conducto, a la cámara de expansión, donde se depositan y recogen los gruesos mediante una bolsa colectora. El polvo fino respirable pasará a la zona de filtrado, donde será separado del aire (Fig. 4).

Fig. 4: Separación de polvo y recogida en bolsa colectora

El conducto deberá ser flexible, para adaptarse a la movilidad de la máquina perforadora (Fig. 6).

Fig. 6: Conducto flexible adaptable a la movilidad del equipo

Existen captadores de polvo para equipos de perforación manual, (Fig. 12) de dimensiones reducidas, y captadores incorporados a carros de perforación (Fig. 13).

Fig. 12: Equipo captador de polvo para perforación manual

Fig. 13: Equipo captador de polvo para carros de perforación

CONTROL DEL POLVO SUSPENDIDO EN EL AMBIENTE

En toda tarea de perforación, incluso con equipos dotados de sistemas de control, cabe esperar que una pequeña porción de polvo escape pasando al ambiente.

Esta circunstancia, no tiene trascendencia en tareas de perforación al aire libre, pudiendo crear situaciones indeseables en trabajos de interior, especialmente cuando existen varios equipos en un mismo frente.

Con la ventilación de los frentes de perforación se pueden conseguir dos efectos:

·         Dilución del polvo escapado.

·         Eliminación del polvo en su zona de origen evitando su reparto por zonas próximas.

La ventilación de los frentes de avances en galerías, por medio de canales, puede ser aspirante, soplante o mixta.

La ventilación aspirante consiste en la extracción del aire contaminado de polvo, humos y gases del frente, evitando su dispersión por toda la galería (Fig. 14).

Fig. 14: Sistema de ventilación aspirante en galerías subterráneas

La ventilación soplante consiste en insuflar aire limpio que arrastra y diluye el polvo y otros posibles contaminantes (Fig. 15).

Fig. 15: Sistema de ventilación soplante en galerías subterráneas

La ventilación mixta consigue un doble efecto, barriendo el frente con aire limpio y aspirando unos metros más atrás el aire procedente del frente.

Se deberá cuidar la ubicación relativa de los puntos de toma de aire limpio, para evitar aspirar gases de retorno, solapándose los canales en una longitud mínima de 5 m.

El canal auxiliar soplante no necesita ser mayor de 10 m., y deberá montarse preferentemente en el hastial opuesto al del canal aspirante (Fig. 16).

Fig. 16: Sistema de ventilación mixto en galerías subterráneas

Protección personal

El último paso en el proceso preventivo de control de polvo viene dado por el uso de prendas de protección personal de las vías respiratorias, para aquellos casos en los que las medidas técnicas de control resulten insuficientes, o para operaciones concretas o de corta duración.

 

III.13. MUESTREO DE POLVOS.

METODO GRAVIMETRICO

a) sustancia: polvo (polvo: partículas sólidas suspendidas en el aire, cuyo tamaño es menor a 10 µm, siempre y cuando su contenido de sílice (cuarzo) sea menor al 1% y contenga Sustancias no tóxicas);

b) medio: aire;

c) intervalo: de 0.2 a 0.3 mg por muestra;

d) volumen mínimo: 25 litros a 15 mg/m³;

e) volumen máximo: 133 litros a 15 mg/m³;

f) procedimiento: determinación gravimétrica por diferencia de peso (peso del filtro);

g) precaución: la penetración de polvo a los pulmones no debe ser mayor al 1% en cantidad de Cuarzo.

Nota: ejemplos de sustancias incluidas en polvos totales: oxido de boro y polvos peligrosos incluyendo aluminio, carbonato de calcio, celulosa (fibras de papel), mezclas de glicerina, caliza, polvos que no sean solubles en el sistema respiratorio, etc.

Principio del método

ü  Preparación de filtros. Mantener los filtros secos y las almohadillas dentro del desecador por lo menos 15 minutos, dependiendo de las condiciones ambientales se aumentará el tiempo.

ü  Quitar la cubierta del desecador y colocar los filtros en la cámara ambiental durante una hora.

ü  Numerar las almohadillas con una pluma de punta redonda y colocarlas numeradas hacia abajo en el fondo de la sección del cartucho de portafiltros.

ü  Pesar los filtros en la cámara ambiental. Registrar la tara del filtro, W (mg) según el siguiente procedimiento:

·         ajustar la balanza en ceros antes de cada pesada;

·         asir el filtro con pinzas (fórceps de nylon si se hacen análisis posteriores);

·         pasar el filtro a través de una fuente de radiación antiestática. Repetir este punto si el filtro no se libera fácilmente de los fórceps o si el filtro atrae al plato de la balanza. La electricidad estática puede causar errores en la lectura de los pesos;

·         Colocar los filtros pesados sobre almohadillas en las secciones del fondo de cartucho del portafiltros y dejarlos un tiempo adicional de 8 a 16 horas en la cámara ambiental.

·         Volver a pesar los filtros. Si esta medida de peso difiere por más de 0.01 mg de la primera medida, se descartará el filtro.

Insertar una varilla a través del agujero en la salida de la sección del fondo del cartucho de portafiltros para levantar la almohadilla de manera que el filtro pueda asirse con fórceps.

Montar o ensamblar los filtros en el cartucho del portafiltros y cerrar de tal manera que no ocurra ninguna fuga alrededor del filtro. Colocar una banda pequeña de celulosa alrededor del filtro, dejar que seque y marcarlo con el mismo número que la almohadilla.

Intervalo y sensibilidad

Este método fue validado en el intervalo de 8 a 20 mg/m³ para una muestra de aire de 100 litros. Este método determina la concentración total de masas y de polvos contaminantes volátiles, no respirables a la que un trabajador está expuesto.

Precisión

La precisión del método depende de que la balanza cuente con una sensibilidad de 0.01 mg o mejor. Es importante utilizar la misma balanza antes y después de la recolección de muestras.

Interferencias

Se pueden presentar interferencias por la presencia de otras materias orgánicas (cenizas).

No se registraron interferencias significativas.

Ventajas y desventajas del método

Los instrumentos de lectura directa e impactores pueden ser usados para recolectar las muestras de polvos totales, pero éstos tienen limitaciones para el muestreo personal.

Instrumentación y equipo

ü  Cámara ambiental a humedad y temperatura constantes (ejemplo 20 °C ± 0.3 °C y 50% ± 5% de humedad relativa).

ü  Muestreador: filtro hidrofóbico de membrana de PVC de 37mm, 2 a 5 micras de tamaño de poro o equivalente y almohadillas de celulosa para soportes en un cartucho de portafiltros de 37 mm.

ü  Bomba de muestreo personal, calibrada de 1,5 a 2 litros/min, con tubos flexibles para conexión.

ü  Balanza analítica capaz de contar con una sensibilidad 0.01 mg o mejor.

ü  Desecador.

ü  Neutralizador de estática o equivalente.

ü  Banda de celulosa para filtros.

ü  Espátula.

ü  Pinzas (fórceps de nylon en el caso de que se realicen varios análisis).

ü  Filtros.

ü  Almohadillas.

Procedimiento

Calibración de la bomba de muestreo personal: cada bomba de muestreo personal debe ser calibrada con una muestra representativa en línea. Muestrear a una velocidad de flujo de 1.5 a 2 l/min. No exceder una carga total del filtro de aproximadamente 2 mg de polvos totales.

Preparación de la muestra.

ü  Limpiar el polvo de la superficie externa del cartucho del portafiltros y humedecer con una toalla de papel para minimizar la contaminación. Deseche la toalla de papel.

ü  Quitar los tapones superior e inferior del cartucho de un desecador por lo menos durante 15 minutos, seguido de su estabilización en la cámara ambiental durante por lo menos una hora.

ü  Quitar la banda del cartucho, abrir el cartucho y quitar el filtro. Manejar cuidadosamente los filtros por la orilla para evitar pérdidas de polvo.

Si el filtro se fija o adhiere por debajo de la parte superior del cartucho, levantarlo cuidadosamente usando la punta de una espátula. Esto debe hacerse cuidadosamente o de otra manera el filtro se romperá.

Medición

Pese cada filtro, incluyendo los blancos de campo. Registre el peso W2 (mg) después del muestreo además de su tara correspondiente. Anotar cualquier hecho notable acerca del filtro (como por ejemplo sobrecarga, fuga, humedad, rompimiento, etc.).

Cálculos

Calcule la concentración de polvos totales C (mg/m³), en el volumen de aire muestreado.

Donde:

W1:     es la tara del filtro antes de muestrear en mg.

W2:     es el peso de la muestra contenida en el filtro después de muestrear, en    

          mg.

B:        es el promedio total de los filtros de los blancos entre la tara y el peso de la muestra después de muestrear, en mg.

V:        es el volumen de aire en litros.

CALCULO DE REQUERIMIENTO DE AIRE EN FUNCION DE LA VELOCIDAD DEL FLUJO

Q = V * S (mts3/ min.)

Donde :

S = Sección de la labor, m2.

V= Velocidad media del aire, mts./min.

III.16. EL CALOR Y LA HUMEDAD EN LAS MINAS SUBTERRÁNEAS.

El hombre está dotado de un mecanismo regulador que le permite mantener una temperatura corporal casi constante (36.6 - 37 C°), mediante un equilibrio de la ganancia de calor generado dentro del cuerpo (metabolismo) y la pérdida de calor del cuerpo al ambiente por convección, radiación y evaporación del sudor.

Cuando el ambiente es caluroso y además húmedo, el mecanismo de disipación de calor del cuerpo se bloquea y el equilibrio térmico se rompe provocando los mismos efectos que se sufren al estar expuesto al calor del sol y que son: deshidratación con alta pérdida de sal, calambres dolorosos, náuseas, desvanecimientos, debilidad, atontamiento, elevación de la temperatura corporal y dolor de cabeza.

Lo anterior, disminuye la eficiencia del trabajador y da posibilidad a accidentes.Como la capacidad de disipar calor del cuerpo humano depende de la capacidad del aire de absorberlo por la evaporación del sudor, la temperatura del bulbo húmedo es utilizado como un indicador para determinar el confort del hombre y su capacidad para efectuar trabajos en ambientes cálidos y húmedos.

    El Art 392° del Reglamento de Seguridad Minera D.S 72 expresa : " La temperatura máxima, medida en el termómetro de bulbo húmedo, en el interior de la mina no podrá exceder de treinta grados centígrados con una duración de la jornada de trabajo de ocho horas, y deberá disminuirse la jornada a 6 hrs si dicha temperatura se eleva a 32 °C, la cual será la temperatura máxima admisible en minas subterráneas en explotación".

    La velocidad del aire influye sobre el confort del personal. En ambientes húmedos y calurosos, es posible hacerlos más confortables, aumentando la velocidad del aire hasta 400 a 500 cfm(11 a 14 mts³/min).

Ante el frío, el metabolismo del cuerpo se incrementa, generando más calorías al mismo tiempo que se reduce la circulación de la sangre perisférica y se contraen los poros de la piel, con el objeto de reducir la transferencia de calor al mínimo posible.(posibilidad de congelamiento)

NOTA : Con la temperatura del aire de 22 a 24 °C, el sentido de calor y de frío en el hombre en reposo y sin vestido es igual a cero.

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