Origen, Medicion y Mitigacion Del Polvo en La Mineria

Universidad de La Serena Facultad de Ingeniería I ngeniería Departamento Ing. de Minas Ventilación de Minas

Origen, Medición y Control del polvo en minas subterráneas Integrantes: - Diego Leyton Trigo - Cristian Muñoz Alcayaga - Mauricio Venegas Palma Profesor: José Chebair P. Fecha: 21 de Octubre de 2014

Origen, Medición y Control del polvo en minas subterráneas

Universidad de La Serena




INDICE 1. Introducción

1

2. El polvo y su origen

2

2.1 El polvo de minas: generación y comportamiento

3

2.1.1 Generación del polvo de minas

5

2.1.2 Comportamiento básico del polvo

6

3. Medición del polvo

7

3.1 Tipos de muestreadores

7

3.2 Instrumentos

7

3.2.1 Instrumentos que miden el polvo por dispersión de luz

7

3.2.2 Instrumentos que miden el polvo por absorción beta

8

3.2.3 Dust Mate: tecnología de punta permite monitorear polvo suspendido.

8

3.2.4 Metodo ponderal

9

3.2.5 Metodo numerico

11

3.2.6 Metodo de medicion de polvo en uso en el Ruhr

17

3.3 Protocolo para la Toma de Muestra de Sílice Libre en su Fracción Respirable y de Polvo No Clasificado Total y Fracción Respirable 3.3.1

Fundamento

3.3.2 Materiales insumos y equipos

22 22 22

3.3.3 Procedimiento de muestreo para Sílice Libre Cristalizada y Polvo No Clasificado, ambos en Fracción Respirable.

23

3.3.4 Procedimiento de muestreo para polvo no clasificado total

25

3.3.5 Criterios y estrategias de muestreo

26

3.3.6 Limitaciones

27

4. Control del polvo en la minería

28

4.1 Selección de equipos de control de contaminantes

29

4.2 Descripción de equipos

30

4.2.1 Cámaras de sedimentación (abatimiento)

30

4.2.2 Separadores Centrífugos

31

4.2.3 Colectores Humedos

31

4.2.4 Filtros de tela o bolsas

34

4.2.5 Precipitador electróstatico

35

4.3 Algunos Contaminantes en la industria y su control

36

5. Conclusión

37

6. Referencias

38



1. Introducción La minería produce una serie de emisiones a la atmósfera, en diferentes formas, tanto sólidas (polvo, fundamentalmente durante las voladuras, carguío y transporte), gases (pirometalurgia, escapes de vehículos, gases liberados durante algunos procesos concretos), ruidos (voladuras, maquinaria, lanza térmica), y onda aérea. Por consiguiente una de las principales preocupaciones de una compañía minera es el control de riesgos que puedan afectar la l a salud de sus trabajadores. La contaminación ambiental generada por los procesos los procesos productivos ha sido motivo de muchas investigaciones muchas investigaciones con las que se han desarrollado nuevas tecnologías productivas y de control. de control. El ingeniero de Minas, como cualquier otro ingeniero profesional, debe cuidar que los procesos que se estén haciendo no provoquen un daño ambiental u contaminación. Aunque todas estas formas de emisiones a la atmósfera son perjudiciales, el polvo es hoy una de las principales amenazas para la minería y para la calidad de vida de las comunidades en su entorno. Las características del polvo que afectan son fundamentalmente la composición y granulometría. Esta composición afecta porque determinados minerales contienen metales que a su vez pueden tener efectos tóxicos. Siendo la operación minera un proceso un proceso en el que el objetivo el objetivo principal es fragmentar la roca, es inevitable que prácticamente toda acción toda acción emprendida dentro de las labores mineras genere polvo en mayor o menor grado. En consecuencia, es muy importante tener conocimiento del polvo. Es por ello que en el presente informe se detallarán los aspectos más importantes del polvo, desde su origen y propiedades físicas del mismo, pasando por los instrumentos de medición, hasta su mitigación. Resumiendo, el objetivo general del trabajo es: 

Conocer el origen, instrumentos de medición y control del polvo en la minería subterránea.

Y los objetivos específicos son: 





Manejar los conceptos de las propiedades físicas, generación y comportamiento comportamiento del polvo en la minería. Conocer los instrumentos utilizados para medir el polvo y su procedimiento. Saber medidas para controlar el polvo en la minería manteniendo la salud de las personas.


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2. El polvo y su origen El polvo se define como un conjunto de partículas pequeñas de 1 a 100 (um) de diámetro, capaces de permanecer temporalmente suspendidas en el aire. Es un material sólido finamente dividido que dependiendo de su tamaño, concentración y composición, puede constituir un peligro tanto para la salud del personal como para la seguridad de la operación en lo que se refiere a visibilidad entre otros. Propiedades físicas: Se ha utilizado una serie de parámetros para describir el polvo,

destacándose entre los más importantes: Número de partículas por unidad de volumen. Tamaño y distribución de las partículas. Masa de polvo por unidad de volumen de aire. Área superficial de las partículas por unidad de volumen. Composición química del polvo. Naturaleza mineralógica de las partículas.      

Una de las propiedades más importantes del polvo de minas es su distribución granulométrica, ya que será el tamaño de las partículas sólidas el que determine el tiempo que estas permanecerán en suspensión en la atmósfera y la forma en que finalmente se asentaran. La tasa de sedimentación de las partículas dependerá obviamente de la velocidad del aire de ventilación. En prácticamente toda operación minera el tamaño de partículas que nos interesa varía entre 40 y 0.5 micrones. Se ha demostrado que las partículas que caen libremente en un medio fluido, alcanzan una velocidad constante llamada velocidad límite, para la cual la resistencia ofrecida por el fluido sobre la partícula se equilibra con la atracción gravitacional ejercida sobre esta. El movimiento de partículas esféricas en un medio viscoso tal como el aire o el agua, está regido por la ley de Stokes, cuya relación es la siguiente:  =

( −  )   

 

Dónde: Vt = velocidad límite de la partícula (m/s) ρs = densidad de la partícula (Kg/m3) ρf = densidad del fluido (Kg/m3)

DS = Diámetro de la partícula (m) μf = viscosidad del fluido (Kg/m.s.) Universidad de La Serena

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Origen, Medición y Control del polvo en minas subterráneas La ley de Stokes es aplicable solo a partículas cuyo tamaño sea tal, que no permita la formación de una estela turbulenta en su paso a través del fluido. 2.1 El polvo de minas: generación y comportamiento El polvo de minas es un conjunto de finas y finísimas partículas minerales suspendidas en el aire de atmosfera de las minas o asentadas sobre paredes, piso y el techo de las labores mineras. Fisiológicamente, las partículas pequeñas, son más dañinas ya que su superficie y actividad química es muy superior, respecto a su peso, los polvos cuyos tamaños son de 5 µm (0,005 mm) son altamente respirables y retenidas en los pulmones, siendo este tamaño el que más se encuentra en atmosferas de minas. Se acepta por todos que el rango de tamaño de partícula peligrosa para salud va entre 0,5 y 10 µm. tamaños mayores son retenido en nariz, tráquea y los inferiores no se depositan si no que salen con el aire exhalado. Las partículas se comportan de distintas formas, dependiendo características geométricas, densidad, tamaño y medio ambiente.

de sus

Las partículas de polvo generalmente se asumen como esféricas , lo cual , como criterio practico es aceptado mundialmente .En otros estudios para evitar considerar la forma de la partículas , se define el diámetro de la partícula en términos de la velocidad de sedimentación, considerando de igual tamaño aquellas que tienen similar velocidad, sin importar el volumen y forma. En cuanto a la composición, se debe tener claro que es más importante la mineralogía que la química. En el caso del polvo silicogeno, para ser dañino, este debe contener sílice libre y fresca (la mayoría de las rocas y yacimientos mineros contienen sílice libre). Dentro de la sílice libre, las más peligrosa es la tridemita, seguida de la cristobalita y luego el cuarzo. Luego de la composición del polvo, la concentración es probablemente el segundo factor más importante, es lógico suponer que mientras más cargado de polvo este el ambiente, mayor será la posibilidad de contraer alguna enfermedad. En general, la concentraciones superiores a 0,5 mgr/m^3 de polvo en el ambiente, se debe considerar como un lugar peligroso. La incidencia de neumoconiosis incrementa con el incremento tanto en la concentración y tiempo de exposición.


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Origen, Medición y Control del polvo en minas subterráneas El aire con polvo forma un sistema disperso denominado aerosol de polvo. El polvo asentado constituye aerogel de polvo. Los aerosoles forman parte de los agentes químicos, junto a los gases y vapores. Estos pueden ser solidos o líquidos. Los aerosoles solidos son los humos y el polvo. El roció y la niebla forma aerosoles líquidos. El polvo ocupa el segundo lugar entre los contaminantes del aire que preocupa al trabajo de minería subterránea y tiene mucho en común con los gases en cuanto a su modo de ocurrencia, comportamiento y control. Dependiendo de su naturaleza, vale decir, según si se trata de aerosoles solidos o aerosoles líquidos, estos pueden dividirse de la siguiente manera:

NEUMOCONIOGENOS INORGANICOS

SILICIOS - NO SILICIOS NO NEUMOCONIOGENOS

METALES-METALOIDES-SALES POLVOS (DISGREGACION)

NATURALES ORGANICOS

VEGETALES-ANIMAL SINTETICOS

PLASTICOS-RESINAS-PESTICIDAS DROGAS HUMOS (CONDENSACION)

ROCIO (DISGREGACION)

NIEBLAS (CONDENSACION)

PLOMO(OXIDOS) FIERRO(OXIDOS) ZINC(OXIDOS) MANGANESO(OXIDOS) SUSTANCIAS PURAS SOLUCIONES SUSPENSION SUSTANCIAS PURAS SOLUCIONES SUSPENSION

La aptitud de las partículas de polvo de quedarse suspendidas en el aire un tiempo más o menos largo depende de la finura del polvo, de su forma, peso específico y también de la velocidad del movimiento del aire, de su humedad y temperatura.


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Origen, Medición y Control del polvo en minas subterráneas Para la eliminación de todo el polvo se recomienda: 100 % de partículas de tamaño de 1 micra de diámetro equivalente y menos. 50 % de partículas de tamaño de 5 micras de diámetro equivalente. 0 % de partículas de tamaño de 7 micras de diámetro equivalente y más grande. 2.1.1 Generación del polvo de minas

El polvo se forma en las minas principalmente durante: la perforación, roce y arranque del mineral, trabajos con explosivos, carguío y transporte de minerales, clasificación seca y beneficio seco. Puede ser producido durante una voladura. A su vez, si procede de minería subterránea, se emitirá a la atmósfera a partir de uno o varios puntos definidos: las chimeneas de ventilación y los pozos de circulación de aire. Si procede de explotaciones a cielo abierto, provendrá de todo un frente de explotación, más o menos extenso (decenas de metros de longitud). En cualquier caso, es prácticamente imposible evitar su emisión, puesto que afectará, por principio básico, a roca seca, sin posibilidad de un humedecimiento rápido que evite la dispersión. Solo en la minería subterránea podría evitarse su salida, mediante filtros en los puntos de salida. Desafortunadamente tales filtros tienden a ser evitados para favorecer la rapidez de la limpieza del polvo generado en el interior de la mina durante la voladura. La composición de este polvo será la misma que la de la roca volada, con lo que a menudo se tratará de roca con componentes minerales "problemáticos", conteniendo minerales oxidables, con metales pesados, etc. Puede ser el polvo generado durante el proceso de carga como también durante el proceso de transporte, en su doble vertiente de polvo que pueda escaparse del elemento de transporte (camión o cinta transportadora, fundamentalmente) y polvo levantado por el medio de transporte (solo en el caso de los camiones). En el caso de los camiones, se produce una mezcla entre partículas procedentes del yacimiento y las procedentes de la pista, aunque en ambos casos es relativamente sencillo evitar parcialmente el problema, cubriendo adecuadamente la caja del camión (problemático en los de mayores dimensiones), o regando la carga, así como mediante el riego continuo de la pista de rodadura. En el caso de las correas transportadoras, hay que trabajar también con material humedecido, o recurrir a instalaciones de mayor coste, cerradas para evitar los escapes de polvo.


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Origen, Medición y Control del polvo en minas subterráneas Otra fuente muy importante de polvo son los procesos de molienda. Aquí es fundamental disponer de una instalación adecuada que evite en lo posible los escapes de polvo, puesto que no suele ser posible trabajar con material húmedo, al menos en las instalaciones convencionales. Casi todas las operaciones mineras son generadoras de polvo. Las operaciones que producen polvo se denominan “fuente primaria”. Si lo agitan o dispersan, es “fuente secundaria”. El nivel de empolvamiento que es creado por cada operación varía con

la intensidad y duración de la actividad y las condiciones naturales. 2.1.2 Comportamiento básico del polvo

Los siguientes principios básicos de comportamiento son aplicables al control de las partículas: a) Las partículas, ya sean solidas o liquidas ,tienen características similares al estar suspendidas b) Las partículas de polvo de consecuencia patológicas y combustibles están predominantemente bajo 10 µm de tamaño (1 micrón=0,001 mm). c) Las partículas mayores de 10 micrones no se mantienen en suspensión en corriente de aire aun de velocidad moderada. d) Los polvos industriales y mineros tienen característicamente un tamaño medio en el rango de 0,5 a 3 µm. La actividad química aumenta con el tamaño decreciente de las partículas. e) Los polvos por debajo de 10 µm .que son los de importancia en la higiene industrial, casi no tiene peso o inercia y por esto pueden permanecer indefinidamente suspendido en la atmosfera. No se puede esperar su asentamiento. f) El control de los finos (bajo 10 µm.) que están en suspensión, requiere el control de la corriente de aire donde se encuentran. Este es el concepto básico del control del polvo.


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3. Medición del polvo 3.1 Tipos de muestreadores a) Muestreador gravimétrico de polvo tipo 113A: Está compuesto por un motor eléctrico que conduce una bomba con velocidad constante, un disco con filtro (el polvo se recolecta en este) y un flujómetro. La composición de la muestra se puede analizar usando difracción de rayos X y espectrómetro. b) Muestreador gravimétrico de polvo TBF50: consiste básicamente de dos ciclones conectados en serie con separadores de polvo en tres fracciones: 1. El polvo grueso separado en el primer ciclón Esto representa la proporción de polvo depositado en las vías respiratorias. 2. El polvo fino separado en el segundo ciclón. 3. El polvo fino no separado en el segundo ciclón representa la porción de polvo rechazado en el aire exhalado. c) Muestreador gravimétrico de polvo tipo CPM3: Consiste en una batería, un motor, un sostenedor que contiene un filtro de espuma y un ciclón. El ciclón separa las partículas que normalmente depositadas en las vías respiratorias. d) Muestreos personales: Se utilizan para medir los riesgos de explosión de polvo que

implica la salud de un trabajador. El muestreo consiste en dos partes: una unidad de bomba motorizada montada en una batería y un ciclón, los dos relacionados por una longitud de tubo. La fracción de polvo respirable es recolectada en el filtro. La ventaja principal de un muestreo personal es que el minero lleva la muestra, permitiendo la prueba de la nube de polvo a la cual él es expuesto. 3.2 Métodos e instrumentos 3.2.1 Instrumentos que miden el polvo por dispersión de luz

El instrumento digital TM Tyndallometer para medir el polvo respirable; este puede ser unido a una grabación y puede funcionar con un paquete de batería o de un suministro de voltaje constante. El instrumento 'Simslin' tiene una bomba que detalla la razón de litros/minutos por una placa paralela y un filtro de modo que el polvo pueda ser usado para el análisis adicional, el aire que contiene el polvo respirable pasa por dos tubos hasta el fotómetro. El espacio entre los tubos forma la región que dispersa la luz.


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Origen, Medición y Control del polvo en minas subterráneas 3.2.2 Instrumentos que miden el polvo por absorción beta a) Philips pw 9790: la radiación de una fuente beta baja por un filtro que tiene forma de

una cinta cilíndrica, movido por un motor eléctrico y es medida con un detector electrónico Geiger-Muller que cuenta los pulsos de salida durante un período predeterminado. b) Modelo RDM-201: Este incorpora un ciclón donde el polvo respirable es recolectado en un plástico delgado. El método de beta absorción no es afectado por las propiedades físicas, químicas u ópticas del polvo. 3.2.3 Dust Mate: tecnología de punta permite monitorear polvo suspendido.

Equipo de última generación utilizado en la minera pascua-lama, que permite realizar un control en tiempo real de la concentración de polvo total suspendido en el área del proyecto y sus caminos de acceso. Este instrumento logra tener un mayor control de la efectividad de las diferentes medidas de control de polución aplicadas en un proyecto ,entre ellas, la aplicación de supresores de polvo ,riego de caminos y control de velocidad ,entre los más utilizados.

Niveles de partículas en el ambiente

Partículas grandes

Partículas pequeñas

Fija

Móvil


2,5 a 10 (micrómetros) y son 25 a 100 veces más delgadas que el cabello humano

PM10-PM2,5 -PM1,0 son menores a 2,5 (micrómetros ) medición cada 5 segundos

medición cada 5 segundos

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3.2.4 Método ponderal

Consiste en pasar un volumen determinado de aire por el filtro previamente pesado, que retiene el polvo. El aumento de peso del filtro determine la cantidad de polvo contenido en el aire que pasó por el filtro. Dividiendo el contenido de polvo por el volumen del aire pasado, se obtiene el contenido ponderal de polvo, en la unidad de volumen (mg/m3). Los filtros utilizados en el método ponderal de medición de la cantidad de polvo en el aire se construyen lo más frecuentemente de algodón (medicinal o de vidrio) o de papel (particularmente sin cenizas). En Francia, el Instituto de Higiene y Seguridad Minera quiere normalizar un aparato de toma de polvo con filtro soluble. El filtro de algodón se coloca en un tubo de vidrio —alargador (fig. 65,a). La carga de algodón es de 0,5 gr. El grado de compactación del filtro debe ser tal que, al paso del aire en cantidad de 15 a 20 lts /min, el enrarecimiento detrás del filtro sea de cerca de 100 mm de agua.

fig. (65 a)

Los alargadores se secan en secadores con temperatura de 105° durante 6 a 8 horas, secando previamente sus tapas, y enfriando después en desecadores.


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Origen, Medición y Control del polvo en minas subterráneas Los filtros de papel sin ceniza se doblan en cono, con un ángulo de 60°, y se introducen en cámaras metálicas (fig. 65,b).

fig. (65 b)

Para la aspiración del aire se utilizan aspiradores eléctricos de polvo, bombas, inyectores, etc. El volumen del aire aspirado se determina por reómetros. El aparato AER, URSS, representado en la fig. 66, se utiliza en los casos en que la toma de muestras debe realizarse en las labores donde falta el aire comprimido y es imposible la utilización de aparatos eléctricos. El aire se aspira mediante el inyector 1, que se alimenta por aire comprimido del estanque 2, de 2 1 de capacidad. La presión en el estanque se controla, mediante el manómetro 3. La presión de trabajo del aire, antes de su admisión en el inyector, debe ser de 2 a 3 atm. Hasta este valor ella se disminuye en el reductor 4. Al girar la manija 5, que conecta el inyector, se conecta al mismo tiempo el cronómetro 6, que registra la duración de la toma de muestra. Al entrar el aire comprimido, en el inyector comienza la aspiración del aire contaminado a través de la manguera 7 y el alargador 8. La velocidad de aspiración del aire a través del°alargador en los límites de O hasta 20 lts/min, se regula por el reductor 4 y se fija por reómetro líquido (o seco, en nuevos modelos).La presión del aire en el estanque es de 200 atm, la reserva de aire — 400 lts. Con la utilización de un estanque por el alargador, se aspiran 1 a 1,2 m3 de aire.


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Origen, Medición y Control del polvo en minas subterráneas 3.2.5 Método numérico.

El método numérico se utiliza como complemento del método ponderal para la determinación del tamaño de las partículas y su cantidad por unidad de volumen. a) Conímetro: es el aparato más viejo de contadores de polvo. Existen varios modelos para diferentes usos. En la fig. 67 está representado el conímetro de Watson, proyectado en colaboración con el Ministerio de Combustible y Fuerza, de Inglaterra. El conímetro consta esencialmente de una bomba de embolo 1, operada por un resorte, de una cámara de depositación, de una placa de vidrio, de un conducto de entrada y del microscopio 2. El aire (en cantidad de 2,5 a 5 cm 3 según regulación) después de pasar por un filtro de alambre para la separación del polvo grueso, se envía por un orificio de 0,5 mm sobre la placa redonda de vidrio, dividida en 30 campos, cubierta con un captante de polvo, sobre el cual se deposita el polvo en forma de pequeñas manchas. La placa puede girar en el campo. Las partículas adheridas al vidrio se calculan mediante el ocular 3, utilizando una técnica especial. El conímetro de construcción rusa, representado en la fig. 68, consta de una cámara cilíndrica plana 1 con una bomba accionada por el resorte 9. La cámara contiene una placa redonda de vidrio, que se fija a la rueda dentada, y se aplica por un resorte 3 a la arandela de caucho. Entre la pared de la cámara y la placa de vidrio, se forma una abertura de 0,5 mm. Un tubito 4 une esta abertura con el aire exterior investigado y el canal 2 con la bomba. Al bajar el embolo de la bomba, el chorro de aire de 5 a 10 cms entra a gran velocidad (30 a 80 m/seg), se golpea contra e] vidrio, cubierto por una fina película de vaselina, y se adhiere sobre éste. La placa está dividida en 29 sectores, cada uno de los cuales está previsto para una muestra de polvo; la placa puede girar por intermedio de un tornillo. El indicador señala el sector donde se toma la muestra. El peso del conímetro es de 1 kg. El número de partículas y su tamaño en las muestras tomadas por este conímetro se determina bajo microscopio.


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Origen, Medición y Control del polvo en minas subterráneas b) Conímetro de Witwatersrand: representado en la fig. 69, tiene un cuerpo de aluminio de 17 cm de largo. Una muestra de 5 cm3 de aire se aspira a través del instrumento por el movimiento del embolo de acero, dentro del cilindro de latón, siendo operado el émbolo por un resorte de latón de fuerza suficiente para completar el recorrido en 14 de segundo. Esto da una velocidad de chorro de cerca de 75 m/seg. El chorro es de 36 mm de largo, de forma cónica, con la entrada circular de 1,75 mm de diámetro y salida circular de 0,5 mm de diámetro, situada a 0,5 mm de la placa de vidrio. El polvo se deposita en círculos sobre la placa, que se fija por un anillo metálico, numerado de 1 a 29. Normalmente se pueden tomar sobre la placa hasta 50 puntos.

c) Cascade impactor de C. F. Casella and Co. Ltd, Inglaterra (fig. 71), se compone de 3 a 4 conímetros en serie, de diferente abertura, colocados ortogonalmente con respecto al precedente; su finalidad consiste en separar el polvo en 3 ó 4 fracciones granulométricas (de 0,5 hasta 50 /x), con una eficiencia de casi 100%. Disminuyendo el diámetro de la abertura, la velocidad del chorro de aire aumenta, y de este modo se obtienen frente a los orificios partículas cada vez más finas. Universidad de La Serena

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d) Precipitador térmico de C. F. Casella and Co. Ltd (fig. 72), se basa en el fenómeno" de la zona libre de polvo del orden de 1/10 de mm alrededor del hilo caliente (fig. 73), que se debe al aumento del "bombardeo molecular" en la dirección del gradiente de temperatura. El rendimiento de captación del instrumento es de 100 % para las partículas inferiores a 5 micra.


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Origen, Medición y Control del polvo en minas subterráneas El aparato se compone (fig. 74) de un hilo de platino al níquel-cromo de un diámetro de 250 micrones, calentado por efecto Joule, tendido entre dos bloques de latón separados por una placa de baquelita de un espesor de 500 /x, que tiene un canal para el paso del aire. Dos tapones de latón, portadores de discos en vidrio de 18 mm de diámetro están,dispuestos a uno y otro lado del hilo. Después de la toma de muestra, se recibe la imagen del hilo sobre las placas mediante el polvo, a condición de no sobrepasar el caudal de 6 a 7 cm3/min. El inconveniente del aparato es la necesidad de efectuar el recuento microscópico sobre dos placas. El precipitador térmico es el instrumento adoptado por las bulleras de Inglaterra.

e) Long period dust sampler: de C. F. Casella (fig. 75), utiliza el principio del precipitador térmico; permite el muestreo continuo de la fracción hasta 10 micra del aire de minas durante 8 horas. De este modo, se obtiene una figura más completa de las condiciones de trabajo de los mineros. La energía para el accionamiento del instrumento se obtiene de un acumulador minero alcalino standard. La cabeza del precipitador térmico está fija debajo de la tapa. La parte inferior del compartimiento contiene la bomba de embolo de una capacidad de 2 cm3 por recorrido. Con ésta se halla conectado un contador volumétrico.


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f) Tindaloscopio: El principio utilizado en el tindaloscopio de Leitz, Alemania (fig. 76), se basa en la luz de dispersión, que como consecuencia de las partículas de polvo suspendidas en la corriente de aire —se origina en la cámara cerrada del aparato, y cuya intensidad se halla en una determinada relación con la concentración de polvo. La medición ha de realizarse con la cámara para el polvo, una vez cerrada, precisamente al cabo de unos 20 segundos de haberla tapado. Esta espera de 20 segundos hasta la lectura del valor angular se requiere para que pueda depositarse el polvo grueso. El tindaloscopio se compone, en esencia, de una cámara para el polvo, una instalación de iluminación, un dispositivo fotométrico (debilitamiento de la luz) y un ocular de observación (fig.77).


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La cámara 7, abierta por ambos lados para el libre paso del aire con el polvo, va revestida de unas placas de cristal negro. Para efectuar la medición se la cierra mediante la tapa 7a, montada en una articulación de charnela. Una junta laberíntica 8 impide la entrada del aire con polvo, cuando está cerrada la cámara. Al accionar el pulsador 10. se desvía en las partículas de polvo una parte del haz luminoso que se hace llegar a la cámara correspondiente por medio de la instalación de iluminación propia, mientras que la luz directa se anula por reflexión y absorción. La luz de dispersión obtenida hace que aparezca más o menos clara una de las mitades del campo visual (mitad izquierda) en el ocular de observación, lo cual dependerá de su intensidad que, a su vez, variará con la cantidad de polvo en el aire. La otra mitad del campo visual está proyectada en forma de campo de medición, cuya claridad puede variarse mediante un dispositivo amortiguador de la luz, siendo susceptible de igualarse así a la claridad mediante la luz de dispersión. Después de haber ajustado la equiparación de la claridad de ambas mitades del campo visual en el ocular (botón 4), se efectuará en la escala 5 la lectura del correspendiente valor angular. Por medio de nomograma o de las tablas puede deducirse el contenido de polvo que corresponde al valor obtenido. A fin de poder comparar entre sí los resultados logrados con distintos aparatos, se adjunta un patrón de intensidad, susceptible de colocarse en la cámara del polvo, siendo factible utilizar dicho patrón con cualquier tindaloscopio. El número grabado en la montura está registrado en la fábrica. El valor angular, que también aparece grabado en la montura, indica con qué ajuste de la escala 5 del tindaloscopio deberá existir equiparación de claridad en el ocular. La instalación fotométrica (amortiguación de la luz) se compone de dos filtros de polarización, uno de los cuales puede hacerse girar mediante el botón 4, situado en las proximidades del ocular. De esta forma, existe la posibilidad de regular entre O y el valor máximo la luminosidad del campo de medición, con el fin de establecer la equiparación respecto al valor de dispersión apreciado en el campo de referencia. Cuando la escala se halla ajustada a cero, será nula la intensidad de la luz de medición. El ocular puede ajustarse mediante la rotación del anillo estriado 3 para enfocar la línea divisoria entre el campo de medición y el de comparación. Está dotado de una concha ocular giratoria 1. Al hacer girar el mando estriado 2, se coloca un filtro rojo delante del orificio del ocular, filtro que sólo se requiere en los casos de fuerte diferenciación de colorido en ambas mitades del campo visual. Como manantial luminoso se emplea una lámpara incandescente, centrada, de baja tension, para 3 voltios y 1,5 amperios, la cual permanecerá encendida mientras se conserva oprimido el pulsador 10. Toda la instalación es plenamente segura contra explosiones del gas.


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Origen, Medición y Control del polvo en minas subterráneas El compartimiento destinado al acumulador se encuentra en la parte inferior del tindaloscopio, y va cerrado mediante una tapa, siendo accesible después de aflojar el tornillo 9. Como manantial de energía eléctrica se ha previsto un acumulador fabricado por Silberkraft-Leichtakkumulaatoren GmbH de Duisburgo. 3.2.6 Método de medición de polvo en uso en el Ruhr: La medición de polvo,

en el Ruhr, se hace a la vez con el conímetro y el tindaloscopio. La evaluación del número de partículas, adheridas sobre las placas de conímetro se realiza por uno de estos 3 métodos: 1) recuento con ayuda del microscopio. 2) evaluación fototécnica. 3) evaluación fotométrica. En la evaluación fototécnica, la muestra de polvo se proyecta con un aumento de 180 veces sobre la placa fotográfica. El aparato trabaja con películas negativas, las que serán desarrolladas, lavadas, fijadas y secadas por procedimiento común. La evaluación de fotografías se hace por comparación con negativo standard. En la evaluación fotométrica, de introducción reciente, se mide, como en el tindaloscopio, la luz dispersa, que atraviesa la concentración de polvo. La luz que llega a la fotocélula produce una corriente eléctrica, cuya intensidad se mide por el galvanómetro. Generalmente se determinan 2 valores: concentración total de polvo y contenido de rocas b %, este último por carbonización a 550° del carbón v recuento. En base al valor del ángulo Tc leído sobre el tindaloscopio y del contenido de rocas b%, se determina con ayuda de una tabla, preparada por la Inspección de minas de Dortmund, el valor conjunto de la concentración de polvo k. Como sabemos, para enfermar de silicosis tiene gran importancia el contenido de rocas en la muestra fina total. Se admite que, mientras el contenido de rocas está por debajo del 20%, debe tomarse en cuenta únícamente el valor de la concentración total del polvo k. Con un contenido de rocas mayor del 20 %, aparece un nuevo factor para la evaluación de relaciones de polvo—concentración de fino polvo de roca ki=k.b%.


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Origen, Medición y Control del polvo en minas subterráneas a) Midget impinger de Mine Safety Appliances Co. (fig. 78). El aire aspirado por

una pequeña bomba, que muestren 1/10 de pie cúbico por minuto, atraviesa un frasco lavador que contiene un líquido a pequeña tensión superficial (alcohol isopropílico). La toma puede ser tan importante como uno lo desea y se presta a ser pesada después de la evaporación del alcohol y al recuento en una suspensión diluida o concentrada a voluntad. El peso del aparato es aproximadamente de 4 kg. Es el instrumento de uso exclusivo en la minería de los Estados Unidos.

b) Microproyector de polvo de Mine Safety Appliances Co. (fig. 79), se construye

para facilitar y acelerar la determinación de concentraciones numéricas de muestras del impinger. En lugar del recuento directo bajo microscopio, con un aumento de 100 diámetros, el campo se proyecta mediante microproyector del polvo sobre una pantalla de 250 X 200 mm, con un aumento de 1000 veces. Para este trabajo el microscopio debe ser equipado por un objetivo apocromático de 16 mm y un ocular compensado de 30 x. Ninguno de los aparatos utilizados para el muestreo de aire de minas con respecto a su contaminación por polvo, permite determinar exactamente el contenido real del polvo. Todos los aparatos trabajan más o menos selectivamente, captando unos principalmente las fracciones gruesas de polvo (filtros, conímetros), otros—fracciones más finas.


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c) Ultramicrofotómetro de corriente VDK: URSS, permite determinar la

contaminación por polvo del aire de minas sin separación de la fase dispersa, mediante medición por microscopio de destellos luminosos que se observan al pasar las partículas de polvo contenido en el aire estudiado por una zona fuertemente iluminada, en una cubeta especial. La concentración de polvo se determina como cociente del número de destellos por el volumen del aire pasado. El ultramicrofotómetro permite también determinar la composición dispersa del polvo suspendido, mediante una cuña fotométrica gris, que se introduce en el camino de los rayos que alumbran el campo. Con la posición determinada de la cuña fotométrica los destellos de las partículas, cuya dimensión es menor de un límite determinado, se hacen invisibles. Cuanto menor es la iluminación del csmpo de recuento, tanto mayores son las partículas que quedan visibles y son registradas por el observador. Calculando alternativamente el número de partículas con varias posiciones de la cuña, las partículas se separan en clases según su tamaño. El esquema del aparato está indicado en la fig. 80. El aire por investigar se conduce a la cubeta 1, pasa por su canal interior 2, cruza la zona iluminada, y por el espacio anular a través del tubito 4, se dirige al contador volumétrico 5 y reómetro 7. El reómetro se utiliza para la determinación de la velocidad de paso del aire a través de la cubeta, regulable por la llave 8.


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La fuente de la luz es una lámpara de baja tensión para auto 9. En el iluminador están colocados: filtro térmico de vidrio 10, sistema de lentes 11 y 12, ranura óptica móvil 13 y cuña óptica móvil 14. El recuento de destellos se hace mediante microscopio 16. Para eliminar errores a consecuencia de la inestabilidad de la fuente de luz o de baja sensibilidad del ojo del observador, se utiliza como patron de comparación una pequeña abertura sobre una placa de vidrio 17, que se ilumina desde atrás por un haz desde un divisor 18, a través del lente 19 y el prisma de reflexión 20. La medición de las diferentes clases de tamaño del polvo por el método ultramicroscópico se hace en 15 minutos, lo que es completamente imposible con otros métodos. d) Contador y clasifícador automático de partículas de Casella (electronics)

Ltd, representado en la fig. 81, ha sido creado en colaboración con la Asociación Británica para Investigación de la Utilización del Carbón. El método de operación de este moderno instrumento electrónico consiste en proyectar una imagen de las partículas sobre una ranura con el microscopio del tipo convencional (fig. 82). Para la iluminación se utiliza una lámpara de filamento; la muestra se examina mecánicamente al pasar por la ranura y las señales producidas por las partículas sobre la ranura se registran electrónicamente.


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Origen, Medición y Control del polvo en minas subterráneas Una imagen real se forma sobre una pantalla vertical mediante un espejo deflector colocado sobre el ocular del microscopio. Para permitir el enfoque de la imagen sobre la ranura, esta última se coloca en el centro de la pantalla y en el mismo plano vertical. Sobre la pantalla también se proyecta una escala de 50 mm que se emplea conjuntamente con el crómetro de la platina, del microscopio, para medir el aumento de la combinación óptica en uso.


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Origen, Medición y Control del polvo en minas subterráneas 3.3 Protocolo para la Toma de Muestra de Sílice Libre en su Fracción Respirable y de Polvo No Clasificado Total y Fracción Respirable El objetivo es establecer una metodología estandarizada para la toma de muestras de sílice libre cristalizada en fracción respirable y de polvo no clasificado total y en fracción respirable. El protocolo para la toma de muestras se podrá aplicar a las siguientes situaciones: a) Verificación de cumplimiento del límite permisible ponderado para sílice libre cristalizada en fracción respirable. b) Verificación de cumplimiento del límite permisible ponderado para polvo no clasificado total y fracción respirable. c) Estudios epidemiológicos de exposición y programas de vigilancia ambiental. d) Verificación de eficacia y eficiencia de medidas de control. 3.3.1 Fundamento

El D.S. Nº 594, de 1999, del Ministerio de Salud, establece en su artículo 66 los límites Permisible s ponderados (L.P.P.): SUSTANCIA

cuarzo cristobalita tridimita polvo no clasificado total polvo no clasificado respirable

L.P.P(mg/m^3)

0,08 0,04 0,04 8 2,4

OBSERVACIÓN 



Límite para jornada de 48 horas semanales y hasta 1000 metros sobre el nivel del mar. Fracción Respirable.

3.3.2 Materiales insumos y equipos

a) Filtro PVC 37 mm de diámetro, 5 mm de tamaño de poro, montado en un cassette o portafiltro de dos partes de 37 mm de diámetro. b) Ciclón de nylon de 10 mm. Universidad de La Serena

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c) Bomba de muestreo portátil. d) Mangueras y pinzas de sujeción. e) Calibrador. f) Jarra para calibración de tren de muestreo con ciclones. 3.3.3 Procedimiento de muestreo para Sílice Libre Cristalizada y Polvo No Clasificado, ambos en Fracción Respirable.

i.

Calibración Inicial del Tren de Muestreo.

a) Armar el tren de muestreo compuesto por a), b), c) y d) del ítem 3.3.2. Se deberá Tener presente que el cassette deberá estar montado en el ciclón. Previo a la calibración, remover el “grit pot” del ciclón antes de su uso e

Inspeccionar

meticulosamente el interior del ciclón. Limpiar en caso que se Observe suciedad para prevenir el arrastre de partículas de gran tamaño. Si Visiblemente el interior está rasgado o presenta muescas, el ciclón deberá Desecharse para el muestro ya que las propiedades de separación de partículas Podrían verse alteradas. b) Previo a la calibración, verificar si el tren de muestreo presenta fugas. c) Calibrar cada uno de los trenes de muestreo que se van a utilizar para un caudal De 1,7 l/min. Para esta calibración se utilizará una jarra diseñada especialmente Para trenes de muestreo que incluyen ciclones. d) Registrar en fichas diseñadas para la calibración y muestreo, la identificación de La bomba, de la muestra y del ciclón. Además, cada una de las calibraciones Parciales y la calibración promedio inicial. e) Utilizar en la calibración un portafiltro con su respectivo filtro destinado única Y exclusivamente para estos efectos. ii.

Muestreo

a) En caso de un muestreo de tipo personal, colocar el tren de muestreo al Trabajador elegido cuidando que el cabezal de muestreo quede lo más cercano Posible a la altura de su zona respiratoria, en posición vertical con el vortex Hacia afuera. b) Si el muestreo es de tipo ambiental, ubicar el tren de muestreo en el sitio o lugar De interés colocando el cabezal a una altura equivalente a la zona respiratoria, Teniendo los mismos cuidados descritos en la letra a) precedente. Universidad de La Serena

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c) Antes de iniciar el muestreo, cada muestra o lote de muestras deberá Acompañarse de un testigo o blanco (tomado en el o los lugares de montaje del Tren de muestreo) el cual ha sido sometido a las mismas manipulaciones, Excepto que no se ha pasado aire a través de él. Informar al trabajador (si es un Muestreo de tipo personal) o a los trabajadores involucrados en el área a evaluar (Muestreo de tipo ambiental) de cuáles son los propósitos del muestreo y los Cuidados que deberán tener con respecto al tren de muestreo. d) Iniciar el muestreo poniendo la bomba en funcionamiento. Anotar la hora de Inicio y la persona o sitio evaluado. En caso de ser una muestra de tipo Personal que tenga como propósito la verificación de cumplimiento del Límite Permisible Ponderado, se considerará como representativa la muestra si el Período de muestreo alcanza, al menos, el 70% de la jornada de trabajo. e) Durante el muestreo, vigilar periódicamente que la bomba funciona Correctamente, que el sistema permanece correctamente ensamblado, que el Ciclón permanezca en posición vertical y que no se ha producido un Estrangulamiento de la manguera. En caso que se aprecien anomalías, proceder A anular la muestra. Además, siempre, cualquiera sea el tipo de muestreo, se Deberán registrar las condiciones ambientales y de trabajo. f) Transcurrido el tiempo de muestreo, detener el funcionamiento de la bomba y Anotar la hora de término. iii.

Transporte.

a) Los portafiltros deberán retirarse del ciclón en el sitio donde los trenes de Muestreo fueron montados o en el laboratorio donde van a ser analizados. Por lo Tanto, el transporte de los trenes de muestreo desde el sitio de evaluación hasta El lugar de montaje del tren de muestreo o al laboratorio de análisis, deberá Realizarse en Un contenedor cuidando de mantener siempre el ciclón en posición Vertical. b) Los portafiltros se deberán llevar en un contenedor de uso exclusivo para estos efectos, que permita mantenerlos fijos impidiendo el contacto físico entre ellos. El transporte deberá realizarse de manera que las superficies del fi ltro siempre permanezcan paralelas a la horizontal. iv.

Calibración Final del Tren de Muestreo.

a) Utilizar en esta calibración el mismo portafiltro que se usó en la calibración Inicial, calibrando todos los trenes de muestreo utilizados. Universidad de La Serena

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b) Registrar en la misma ficha señalada en la letra d) del ítem i. , cada una de las calibraciones parciales, la calibración promedio final, el caudal de muestreo y el Volumen y tiempo de muestreo. c) El caudal de muestreo corresponderá al promedio aritmético entre caudal el Promedio inicial y el caudal promedio final. Con todo, la diferencia entre estos Dos caudales no deberán superar el 5%. v.

Volumen de Muestreo.

El volumen de muestreo tiene directa relación con el caudal específico de Muestreo y el tiempo de muestreo. Sin embargo, cuando existan altas Concentraciones en el ambiente, el volumen total de muestreo se podrá alcanzar Tomando más de una muestra, para evitar la colmatación de los filtros. En esta Última situación, para cada una de las muestras deberá tenerse presente el límite Inferior de cuantificación, dependiendo de la técnica analítica. 3.3.4 Procedimiento de muestreo para polvo no clasificado total. i.

Calibración Inicial del Tren de Muestreo.

a) Armar el tren de muestreo compuesto por a), c) y d) del ítem 3.3.2. b) Previo a la calibración, verificar si el tren de muestreo presenta fugas. c) Calibrar cada uno de los trenes de muestreo que se van a utilizar para un caudal De entre 1,5 l/min y 2,0 l/min. d) Registrar en fichas diseñadas para la calibración y muestreo, la identificación de La bomba y de la muestra, cada una de las calibraciones parciales y la Calibración promedio inicial. e) Utilizar en la calibración un portafiltro con su respectivo filtro destinado única Y exclusivamente para estos efectos. ii.

Muestreo.

a) En caso de un muestreo de tipo personal, colocar el tren de muestreo al Trabajador elegido cuidando que el cabezal de muestreo quede lo más cercano Posible a la altura de su zona respiratoria, con el filtro en posición horizontal o Ligeramente inclinado hacia abajo.


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Origen, Medición y Control del polvo en minas subterráneas b) Si el muestreo es de tipo ambiental, ubicar el tren de muestreo en el sitio o lugar De interés colocando el cabezal a una altura equivalente a la zona respiratoria, Teniendo los mismos cuidados descritos en la letra a) precedente. c) Seguir los pasos c) a f), descritos en ii. , teniendo en cuenta que en este caso No se utiliza el ciclón. iii.

Transporte.

La porta filtros se deberán llevar en un contenedor de uso exclusivo para estos Efectos, que permita mantenerlos fijos impidiendo el contacto físico entre ellos. El transporte deberá realizarse de manera que las superficies del filtro siempre Permanezcan paralelas a la horizontal. iv.

Calibración Final del Tren de Muestreo.

a) Utilizar en esta calibración el mismo portafiltro que se usó en la calibración Inicial, calibrando todos los trenes de muestreo utilizados. b) Registrar en la misma ficha señalada en la letra d) de i. , cada una de las Calibraciones parciales, la calibración promedio final, el caudal de muestreo y el Volumen y tiempo de muestreo. d) El caudal de muestreo corresponde al promedio aritmético entre caudal Promedio inicial y el caudal promedio final. Con todo, la diferencia entre estos Dos caudales no deberán superar el 5%. v.

Volumen de Muestreo.

El volumen de muestreo tiene directa relación con el caudal específico de Muestreo y el tiempo de muestreo. Sin embargo, cuando existan altas Concentraciones en el ambiente, el volumen total de muestreo se podrá alcanzar Tomando más de una muestra, para evitar la colmatación de los filtros. En esta Última situación, para cada una de las muestras deberá tenerse presente el límite Inferior de cuantificación de la técnica analítica gravimétrica. 3.3.5 Criterios y estrategias de muestreo

En caso que el muestreo tenga como finalidad verificar el cumplimiento del límite Permisible ponderado, este deberá ser de tipo personal y durar como mínimo el 70% de la Jornada de trabajo.


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Origen, Medición y Control del polvo en minas subterráneas 3.3.6 Limitaciones

Para el caso de Polvo No Clasificado, este deberá entenderse como: a) Aquellos aerosoles sólidos que no cuentan con límites permisibles establecidos en el D. S. Nº 594, de 1999, del Ministerio de Salud. b) Aquel que es insoluble o poco soluble en agua. c) Polvo exento de asbesto y con menos de un 1% de sílice libre cristalizada.


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4. Control del polvo en la minería Uno de los mayores problemas para trabajar en un ambiente con condiciones sanitarias y ambientales adecuadas, es el control del polvo. Para esto, se han elaborado una serie de medidas conducentes a ello y que son similares a las medidas adoptadas para el control de gases tóxicos .En orden de preferencia seria: 1) Prevención: modificando operaciones, mejorando la práctica y reduciendo la

formación de polvo con equipos anti polvo. 2) Eliminación: limpiar labores para eliminar polvo asentado y depurar el aire con colectores de polvo. 3) Supresión: infusión con agua o vapor previo al arranque , apaciguamiento con rociado de agua o espuma y tratamiento de polvo asentado con productos químicos delicuescentes(que absorben humedad del aire). 4) Aislamiento: tronadura restringida o sin personal, encerramiento de operaciones generadoras de polvo y sistema de aireación local. 5) Dilución: dilución local por ventilación auxiliar y principal y neutralización por polvo inerte para disminuir contenido combustible del polvo asentado. El agua es de mucha importancia para este fin ya que rociando, suprime el polvo que se transporta; el uso excesivo del agua debería ser evitado este puede causar el empeoramiento de las condiciones climáticas así como en problemas en la preparación del carbón. Con un pulverizador dado, la recolección de pequeñas partículas aumenta con la presión; los pulverizadores son de dos tipos: neblina neumática y un atomizador hidráulico. La dilución por la ventilación se requiere cuando las medidas de supresión de polvo en la fuente fallan. Suministrando un defecto de aire adecuado, la concentración de polvo puede ser reducida a niveles seguros. En el mercado existen muchas empresas que se dedican a la venta, diseño, instalación y prueba de equipos de control de emisiones contaminantes. Con este tipo de empresas el ingeniero de minas; debe tratar de dar la solución de algunos de los problemas de contaminación ambiental, por ello es que se debe tener una idea general de las principales características de los contaminantes del aire y de algunos equipos de control. Existen 4 principios básicos que se pueden implementar a fin de disminuir el peligro de polvo en una mina: a) Mantener un control estricto en la fuente del polvo a fin de disminuir su generación o por lo menos evitar que contamine el ambiente externo. b) Diluirlo lo antes posible


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Origen, Medición y Control del polvo en minas subterráneas c) Filtrarlo (retenerlo) d) Evitarlo (mitigar producción). 4.1 Selección de equipos de control de contaminantes Para seleccionar el mejor equipo de control de un contaminante como el polvo, se deben conocer muy bien las características de las emisiones, por ejemplo en el caso de las emisiones contaminantes del aire los principales términos que describen a las partículas suspendidas en el aire son los siguientes: 1) Partículas : Cualquier material, excepto agua no contaminada, que exista en estado sólido o líquido en la atmósfera o en una corriente de gas en condiciones normales. (Partícula: Masa discreta de materia sólida o líquida) 2) Aerosol: Una dispersión de partículas microscópicas, sólidas o líquidas, en un medio gaseoso. 3) Polvo: Partículas sólidas de un tamaño mayor que el coloidal (0.05 micras), capaces de estar en suspensión temporal en el aire. 4) Ceniza fina: Partículas de ceniza finamente divididas y arrastradas por el gas producto de la combustión. Éstas pueden o no contener combustible no quemado. 5) Niebla: Aerosol visible. 6) Humo: Partículas pequeñas arrastradas por los gases que resultan de la combustión. 7) Hollín: Una aglomeración de partículas de carbón.


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Origen, Medición y Control del polvo en minas subterráneas Los equipos purificadores del aire se pueden relacionar con el tamaño de partículas que pueden capturar. A continuación se presenta una tabla con información aproximada de los tamaños de partículas que pueden ser atrapadas por diferentes equipos de control. Las partículas de mayor tamaño son las que son capturadas por los equipos de control con 100% de eficiencia. 4.2 Descripción de equipos La definición del tipo de equipo a utilizar para controlar un contaminante, no sólo depende del tamaño de las partículas a controlar, también son muy importantes sus características físicas y químicas. De nada servirá un filtro de tela con material húmedo o con alta temperatura, tampoco funcionará un precipitador electrostático si el material a capturar no se puede ionizar. Por ello se deberán conocer las características físicas y limitaciones operativas de los equipos de control. A continuación se hace una pequeña descripción de los equipos de control de polvos y gases y se establecen sus características de operación. 4.2.1 Cámaras de sedimentación (abatimiento) Son grandes cámaras en las que la velocidad de los contaminantes desciende abruptamente hasta que por gravedad (peso) se depositan las partículas en el fondo de la cámara. Su máxima eficiencia se logra con partículas no mayores a 1000 micrones, siempre y cuando su densidad sea alta.


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4.2.2 Separadores Centrífugos También se les conoce como ciclones y los hay de baja o alta energía. Estos equipos utilizan la fuerza centrífuga para hacer que las partículas se adhieran a una de sus paredes, de en donde éstas caen a una tolva receptora. Pueden captar con 95 % de eficiencia partículas de 50 micrones, cuando su diámetro es pequeño, porque la fuerza centrífuga es mayor que con diámetros grandes. A estos equipos se les puede inyectar agua y volverlos húmedos con lo que su eficiencia aumenta notablemente, pues llegan a captar polvo de 5 micrones con 95 % de eficiencia.

4.2.3 Colectores Humedos En los colectores húmedos lo que se hace es atrapar a las partículas contaminantes en las gotas de agua que circulan por el colector y luego eliminar del agua los contaminantes atrapados. También en los colectores húmedos puede haber algunas reacciones químicas o térmicas que pueden ayudar al control de emisiones de gases, por ejemplo si se tienen una emisión de óxidos de azufre (SOx) u óxidos de nitrógeno (NOx) al mezclarse con el agua se podrá tener ácido sulfúrico o nítrico, los que se pueden controlar en el equipo. Otro ejemplo es cuando se tienen emisiones de tretracloruro de etilo líquido que se utiliza para desengrasar. Su evaporación se da a temperatura ambiente y su condensación se logra a 15 °C, así que al pasar los gases evaporados por un recipiente en el que el agua baje su temperatura a 15°C se logrará la condensación y por lo tanto su captura en el fluido de control. Universidad de La Serena

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Origen, Medición y Control del polvo en minas subterráneas Hay tres tipos de colectores húmedos: a) Colectores de baja energía

Son aquellos en los que el flujo de aire contaminado pasa por una niebla o cortina de agua. Son para atrapar partículas de más de 50 micrones o para hacer reacciones químicas o térmicas con los contaminantes. Los más conocidos son las cajas de aspersión en los que el flujo contaminado pasa entre el agua que es aspersada por unas boquillas. En los colectores húmedos lo que se hace es atrapar a las partículas contaminantes en las gotas de agua que circulan por el colector y luego eliminar del agua los contaminantes atrapados. También en los colectores húmedos puede haber algunas reacciones químicas o térmicas que pueden ayudar al control de emisiones de gases, por ejemplo si se tienen una emisión de óxidos de azufre (SOx) u óxidos de nitrógeno (NOx) al mezclarse con el agua se podrá tener ácido sulfúrico o nítrico, los que se pueden controlar en el equipo. Otro ejemplo es cuando se tienen emisiones de tretracloruro de etilo líquido que se utiliza para desengrasar. Su evaporación se da a temperatura ambiente y su condensación se logra a 15 °C, así que al pasar los gases evaporados por un recipiente en el que el agua baje su temperatura a 15°C se logrará la condensación y por lo tanto su captura en el fluido de control.

También entre estos equipos se encuentran las casetas de pintura con cortina de agua.


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Origen, Medición y Control del polvo en minas subterráneas b) Lavadores de energía media o scrubbers. En ellos flujo de contaminantes pasa por una serie de mamparas con cortinas de agua o junto a las paredes húmedas de los lavadores, las partículas del contaminante se unen al agua y luego ésta es tratada para separarla de los contaminantes.

c) Aglomeradores de alta energía.

Son aquellos equipos que utilizan la energía para mezclar con gran eficiencia a las emisiones y el agua, los equipos más conocidos son los venturis de alta energía. Estos equipos logran capturar con 99% de eficiencia a partículas de 0.5 de micrones. Para lograr estas eficiencias se llegan a tener caídas de presión hasta de 40 pulgadas de agua, lo que implica el uso de mucha potencia.


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4.2.4 Filtros de tela o bolsas En estos equipos el flujo contaminado pasa por un medio filtrante que por lo regular es de tela. Su eficiencia es muy alta y su caída de presión es media, pueden manejar grandes volúmenes y su potencia es media. Son equipos de gran eficiencia ya que llegan a capturar partículas de menos de 0.5 de micrones con 99% de eficiencia. Sus limitantes son la temperatura y la humedad; ya que no pueden manejar flujos a más de 200 °C y deben estar totalmente secos, de lo contrario se queman las bolsas o se aglutina el polvo y tapan las bolsas.


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4.2.5 Precipitador electróstatico Es un equipo de muy alta eficiencia que funciona al ionizar las partículas contaminantes, posteriormente éstas pasan entre unas placas con carga contraria a la de la ionización por lo que se adhieren a éstas. Cuando las placas se encuentran impregnadas con los contaminantes son descargadas y sacudidas para que los contaminantes caigan a una tolva inferior. Los precipitadores electrostáticos son los equipos más eficientes para el control de partículas de menos de 0.2 micrones con eficiencia superior a 99%, su caída de presión es muy baja y pueden manejar grandes volúmenes. Sus mayores desventajas son su costo y que no pueden manejar sustancias explosivas.


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4.3 Algunos Contaminantes en la industria y su control

P.E. = Precipitador electrostático Bolsas = Filtro de bolsas Venturis = Aglomerador venturi


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5. Conclusión Realizado el informe podemos concluir que dentro de las operaciones mineras uno de los aspectos más importantes que se debe considerar es la salud de los operarios, donde puede ser afectada por múltiples contaminantes pero principalmente el polvo, como se mencionó en todo el informe, es el más crítico de todo debido a que produce enfermedades que pueden provocar la muerte. Por ello es importante el haber conocido el origen de la formación de este contaminante, el cual existen variadas formas ya que toda acción emprendida dentro de las labores de explotación y procesos en mineras lo generan (perforación y tronadura, carguio y transporte,etc) siendo en mayor o menor grado. En consecuencia es fundamental que todas las mineras posean un control estricto de las fuentes de generación de polvo con el fin de disminuirlo y evitar una excesiva contaminación. Si es que ya fuera inevitable el no poder haber controlado estas fuentes, se recurren a métodos de mitigación. Pero antes de saber su mitigación es vital saber cuál es la cantidad que deseamos mitigar y por eso existen instrumentos que permiten medir la cantidad de polvo suspendida en el aire empleando distintas técnicas con su protocolo de muestreo. Asi como hay antiguos dispositivos para medir este parámetro, la evolución tecnológica ha hecho que ciertas empresas presten servicios a la minería aportando con nuevos y mejores instrumentos, dando un valor más exacto y preciso para luego implementar el plan de mitigación para la minera en particular. Por último al identificar la cantidad de polvo suspendida en la mina procedemos a controlar y mitigar. Idealmente se debe prevenir pero al no ser posible debemos eliminarlos, suprimirlos, aislarlos o diluirlos como último recurso. Un gran aliado para el control es el agua ya que suprime el polvo que se transporta, pero no debemos utilizarlo excesivamente debido a que puede generar más contaminación y dañar las labores. Como idea final, existe una regla de oro para el control del polvo: “Prevenga que el polvo no llegue a suspenderse en el aire”.


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Origen, Medicion y Mitigacion Del Polvo en La Mineria

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