PREVENCION DE ACCIDENTES CON GASES 1. INTRODUCCION El ISEM ha considerado prioritaria la elaboración de este manual de prevención de accidentes con gases, tipo de accidente que año tras año continúa cobrando nuevas víctimas y nos indica la necesidad de difundir entre todos los trabajadores y supervisores, las causas de la intoxicación por gases en las minas y cómo prevenir la ocurrencia de las mismas. Este manual presenta, de manera clara y sencilla, los conceptos fundamentales de la respiración humana, casos reales de accidentes para analizarlos, las características de los gases tóxicos presentes en nuestras minas, cómo identificarlos y las medidas de prevención para este tipo de accidente. 2. RESPIRACION HUMANA Básicamente la función respiratoria permite al organismo tomar el oxígeno del medio ambiente, utilizarlo para los diversos procesos químicos indispensables para la vida misma y finalmente emitir dióxido de carbono, desecho producido en los mencionados procesos. Esta función respiratoria se inicia con la inhalación de aire por la nariz y boca, pasa por la tráquea y finalmente llega a los pulmones, en donde se realiza el intercambio de oxígeno por dióxido de carbono.
Calidad de Aire En cuanto a los principales gases involucrados en este proceso respiratorio tenemos que, en condiciones normales, inhalamos aire con un contenido de 21% de oxígeno y dióxido de carbono al 0.03%. Luego, al exhalar, la composición del aire ha cambiado y ahora tenemos oxígeno al 16% y dióxido de carbono al 5%, tal como observamos en la siguiente figura.
Algunos Términos Importantes
Inhalación: La caja toráxica se ensancha y el aire ingresa a los pulmones. Exhalación: La caja toráxica vuelve a su volumen anterior expulsando una parte del aire contenido en los pulmones. Capacidad Pulmonar: Es el volumen de la masa de aire contenida en los pulmones, llegando a ser en algunos casos mayor a 5 litros. Ritmo Respiratorio: Es la frecuencia de los movimientos respiratorios por minuto. Asfixia: Es la suspensión de la función respiratoria llegando a causar la muerte de la persona. Consumo de oxígeno: Es importante notar cómo se incrementa el consumo de oxígeno de acuerdo con la actividad que se realiza.
3. AIRE ATMOSFERICO El aire atmosférico es una mezcla de gases , incoloro, inodoro, insípido e imprescindible para la subsistencia de todo ser vivo.
Los componentes principales del aire atmosférico puro son el oxígeno y el nitrógeno, existiendo además porcentajes pequeños de gases raros (argón, neón y helio) así como un porcentaje variable de anhídrido carbónico. La composición del aire puro seco es:
4. AIRE DE MINA Durante su paso a través de la mina, el aire recoge los contaminantes producidos por las operaciones mineras, entre ellos algunos gases y vapores, el polvo en suspensión y el calor producido por las máquinas en funcionamiento. Simultáneamente debido a la presencia de seres humanos, máquinas de combustión y de materiales que se oxidan, el aire pierde parte de su oxígeno. Denominamos aire fresco al aire atmosférico que ingresa a la mina y aire viciado o de retorno al aire contaminado que sale con un contenido menor de oxígeno.
5. ORIGEN DE LOS GASES DE MINA Uso de Explosivos Toda voladura origina, en mayor o en menor grado, gases tóxicos producidos por las diversas reacciones químicas que ocurren durante una explosión. El uso del ANFO, por ejemplo, genera diversos óxidos de nitrógeno los mismos que aún en bajas concentraciones pueden resultar de necesidad mortal.
Maquinas de Combustión Interna Pueden liberar gran cantidad de contaminantes, hasta 0.3 m3/min. por HP Estos gases son CO. N02, aldehídos, humos, metano y SO2.
Gases de Estratos Son gases que existen dentro de las estructuras rocosas del yacimiento y que, al entrar en contacto con una labor minera, pueden producir grandes concentraciones de gases tóxicos.
Respiración Humana Cada persona exhala anhídrido carbónico (C02) y si realiza una actividad física intensa la cantidad de anhídrido carbónico producida será mayor.
6. FACTORES DE PELIGROSIDAD Existen tres factores principales que determinan la mayor o menor peligrosidad de los gases presentes en las minas: Toxicidad Cada gas tiene un efecto particular en el organismo, el cual depende de la composición química del mismo. Por ejemplo, el monóxido de carbono es más tóxico que el anhídrido carbónico. Concentración Este factor nos indica la cantidad de gas tóxico presente en el aire. Una concentración alta de gases tóxicos origina accidentes fatales y da muy poco tiempo para escapar del área gaseada. Tiempo de Exposición Nos indica el tiempo que la persona estuvo expuesta a los gases tóxicos. A menor tiempo de exposición tendremos menores daños al organismo. En labores ciegas generalmente el tiempo de exposición es prolongado lo cual produce daños irreversibles y muchas veces ocasiona la muerte de la persona
7. EL OXIGENO Es un gas que en su estado normal es la fuente de la combustión y mantiene la vida. Es incoloro, inodoro e insípido. Es el elemento del aire que el hombre respira para subsistir. El oxígeno es absorbido por los glóbulos rojos y llevado por ellos a todos las partes del cuerpo. Allí reacciona con las sustancias grasas, produciéndose la combustión que mantiene la temperatura del cuerpo y con ello la vida misma. Como consecuencia de esta combustión se genera el anhídrido carbónico que es eliminado por exhalación. Una alta disminución de oxígeno causa la muerte. Deficiencia de Oxígeno El hombre respira más fácilmente y trabaja mejor cuando el contenido del oxígeno se mantiene aproximadamente en 21%. Cuando baja a 15%, los efectos en él serán respiración agitada, aceleración de los latidos del corazón, zumbido de los oídos y desvanecimiento. La pérdida del conocimiento vendrá cuando el contenido de oxígeno baja del 12%.
A cualquier disminución del porcentaje normal de oxígeno en el ambiente se le llama deficiencia de oxígeno, la cual puede ser producida por las siguientes causas: a.- Pérdida de oxígeno del aire por oxidación de minerales o su consumo por la materia orgánica. b.- Mezcla con otros gases. Esto sucede en el caso de explosiones, incendios, disparos o emanaciones de gases de estratos rocosos. c.- Pérdida de oxígeno por el consumo de personas y máquinas. Detección del Oxigeno La llama de una vela o de un fósforo se apaga cuando el contenido de oxígeno baja del 16%, por lo que un buen método para detectar la deficiencia de oxígeno es con la llama del fósforo, siempre y cuando no se trate de minas de carbón pues en estas existen gases altamente explosivos como el metano.
8. GASES PRESENTES EN LAS MINAS Nitrógeno (N2) El nitrógeno es un gas inerte, incoloro, inodoro e insípido. No es venenoso y no sostiene la vida ni la combustión, su peso específico es de 0.97, por lo cual es más ligero que el aire. Cuando se encuentra mezclado con un poco de oxígeno sólo produce sofocamiento en el organismo humano. Se forma por desprendimiento de los estratos de rocas en algunas minas y también por el consumo de oxígeno del aire por alguna forma de combustión, especialmente la combustión de explosivos. Cuando los gases tóxicos más ligeros que el aire se acumulan en chimeneas o lugares altos de trabajo, están formados generalmente por nitrógeno. Cuando se mezcla con el oxígeno en una proporción aproximada de 78% a 21%. como en el aire atmosférico, su acción es diluir el oxígeno. Este gas causa la muerte por sofocamiento cuando el porcentaje de nitrógeno pasa de 88%.
Anhídrido Carbónico (CO2) Gas sin olor ni color, con un sabor ligeramente ácido, es 1.5 veces más pesado que el aire y soluble en agua. El anhídrido carbónico es un estimulante de la respiración, por lo que es fisiológicamente activo y no se le puede clasificar entre los gases inertes, aunque no es altamente tóxico. Su propiedad estimulante de la respiración es aprovechada en algunos aparatos para respiración artificial. La presencia de un 0.5% de anhídrido carbónico en el aire normal causa un ligero aumento en la ventilación de los pulmones; la persona expuesta a esta pequeña cantidad de anhídrido carbónico respirará más profundamente y ligeramente más aprisa que estando en aire puro. Si el aire contiene 2% de anhídrido carbónico, la ventilación de los pulmones aumentará en un 50 % aproximadamente: si el aire contiene un 5% de dicho gas. la ventilación de los pulmones aumentará en un 300 %, haciendo que la respiración sea fatigosa. El anhídrido carbónico se forma en las minas subterráneas durante la putrefacción de la madera, descomposición de rocas carbonatadas por aguas ácidas. trabajo con explosivos y por combustión. En puntos de deficiente ventilación, las concentraciones de este gas resultan peligrosas y debido a su densidad se acumula principalmente en los puntos más bajos de las labores mineras. El límite máximo permisible para este gas es 0.5% Monóxido De Carbono (CO) El monóxido de carbono es un gas extremadamente venenoso y tiene un peso específico de 0.97. es incoloro, inodoro e insípido. 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. No mantiene la combustión y es imposible detectar su presencia sin contar con equipos de detección de gases. Se produce siempre durante los incendios en minas, explosiones de gas y polvo, voladuras, quema de explosivos y generado por los motores de combustión interna. Su acción tóxica sobre el hombre se debe a la gran afinidad química que tiene la hemoglobina de la sangre por él. de 250 a 300 veces mayor que el oxígeno. Por tal razón aún pequeñas concentraciones de monóxido de carbono son peligrosas. Si una persona aspira monóxido de carbono con el aire, se combina éste con la hemoglobina formando un compuesto químico relativamente estable. Con ello los glóbulos rojos pierden su capacidad de admitir oxígeno. Este ya no llega hasta los tejidos del cuerpo, produciéndose la muerte por falta de oxígeno. A continuación presentamos una tabla que muestra los síntomas que se presentan en un hombre según los porcentajes de monóxido de carbono. El límite máximo permisible para este gas es 0.005% Las víctimas que se recuperan del monóxido de carbono, deben permanecer bajo observación médica por lo menos durante 24 horas. Evidentemente, la peligrosidad del monóxido de carbono está íntimamente ligada con el tiempo de exposición ya que a mayor tiempo y con igual concentración de gas en el aire, mayor es la saturación de la sangre. Con una saturación de la sangre de 70 % a 80 % sobreviene la muerte.
A continuación sé grafican los efectos del CO en el organismo humano, a un concentración de 0.1 %.
Gases Nitrosos (NO, NO2) Son gases incoloros en concentraciones bajas y de color pardo rojizo cuando la concentración es alta. Es un gas tóxico e irritante que se forma en las minas por efecto del empleo de explosivos, especialmente cuando se utiliza ANFO y por combustión de motores diesel. Este gas es más pesado que el aire. Su acción tóxica la ejerce en las vías respiratorias, especialmente en los pulmones, al disolverse con el agua formando el ácido nítrico y nitroso los que corroen los tejidos. Una concentración de 0.002% produce un envenenamiento mortal. Los óxidos de nitrógeno tienen un comportamiento engañoso respecto a su toxicidad, pues una persona que lo respira puede rehacerse aparentemente y después de varias horas ó días morir repentinamente. El límite máximo permisible para este gas es 0.9% Gas Grisú Es un gas compuesto principalmente por metano (CHJ, conteniendo un promedio de 95% de este gas. Los otros componentes son anhídrido carbónico, nitrógeno, etano y a veces hidrógeno. El metano es uno de los gases más peligrosos existentes en las minas, por su propiedad de formar mezclas explosivas con el aire. Las explosiones de metano han sido la causa de la muerte de centenares de mineros del carbón en el país. Este gas se encuentra en las minas de carbón y en rocas que contienen materias orgánicas. El límite máximo permisible para este gas es 0.5%
Anhídrido Sulfuroso (SO2) Es un gas incoloro sofocante, con fuerte olor sulfuroso, es 2.2 veces más pesado que el aire y se disuelve fácilmente en el agua. Es fuertemente irritante de los ojos, nariz y la garganta, incluso en concentraciones bajas y puede causar graves daños a los pulmones si se inhala en altas concentraciones. En concentraciones superiores a 0.001 % ataca a las mucosas y con 0.05 % es mortal. Se forma por la combustión de piritas, de minerales con alto contenido de azufre y por voladuras en rocas que contienen sulfuros. El límite máximo permisible para este gas es 0.0005% Gas Sulfhídrico (H2S) Es un gas incoloro de olor característico a huevos podridos, es sofocante, tóxico, inflamable, irritante y venenoso. Es más venenoso que el monóxido de carbono pero su característico olor lo hace menos peligroso. Irrita las mucosas de los ojos, de los conductos respiratorios y ataca el sistema nervioso. Con un contenido de 0.05 % de H2S se produce un envenenamiento peligroso en media hora y con 0.1 % rápidamente sobreviene la muerte. Las fuentes de formación del H2S en las minas son: putrefacción de sustancias orgánicas, descomposición de minerales sulfurosos, emanación de gases de las grietas y combustión incompleta de explosivos. El límite máximo permisible para este gas es 0.10% 9. CASOS REALES DE INTOXICACIONES Caso 1 Después de recibir las órdenes de su supervisor para extraer mineral de las tolvas 40 y 50, dos trabajadores ingresaron en volquete hacia la tolva 50. en donde indicaron al chofer que diera la vuelta mientras ellos subían por las escaleras del camino al subnivel 50 Sur para ver la carga de mineral. Al llegar al subnivel siguieron avanzando hacia el frente y faltando 5 metros para llegar, quedaron inmovilizados por inhalación de gases tóxicos, en donde ambos fueron hallados sin vida.
Caso 2 Un supervisor de relleno hidráulico se encontraba sólo, realizando labores de inspección para conducir la tubería de relleno hidráulico hacia un área con escasa ventilación. Siendo las 9:30 a.m. aproximadamente lo vieron por última vez cruzando el dique de la rampa, caminando con dirección hacia el tope de la galería. Fué ubicado después de una intensa búsqueda a las 12:30 pm sin signos de vida y señales evidentes de haber sufrido una intoxicación por gases.
Caso 3 Después de haber realizado el cambio de guardia con el bombero saliente en el nivel 660 y recibir información de la presencia de anhídrido carbónico en el nivel 600. empezó a trabajar en el tablero de control a 3 escaleras arriba del nivel 600. hasta las 5:00 p.m. Luego bajó al fondo del pique para arreglar el chupón de succión de la bomba que empezó a tener problemas. Estando en el fondo del pique empezó a remover las lamas para desatorar el chupón de succión de la bomba y repentinamente se sintió mal. quedando inmovilizado debido a la inhalación de gases tóxicos. Su compañero de trabajo, de la estación de bombeo No.3, trató de comunicarse a las 5:30 p.m. sin lograrlo. por lo que bajó ocho escaleras para llamarlo y al no recibir respuesta alguna tocó el timbre del nivel 660. tampoco recibió respuesta, salió a pedir auxilio, retornando con la cuadrilla de rescate hasta el nivel 600 en donde fue encontrado sin vida.
Caso 4 Siendo las 9:30 am, dos trabajadores, recibieron la orden de llevar la máquina perforadora stoper desde el taller del nivel 435 al tajeo 715 E y dejarla instalada. Estos, retornando a su área de trabajo, ingresaron al tajeo 812 E recientemente disparado y con ventilación deficiente, en donde fueron hallados completamente intoxicados y sin vida a la 1 pm. por su supervisor.
10. TRATAMIENTO DE EMERGENCIA
Antes de tratar de ayudar a la víctima asegúrese que el lugar no presenta ningún riesgo para usted
Si la zona no presenta riesgos lleve a la víctima a un área con aire fresco tan pronto como sea posible.
Avise a su supervisor y pida instrucciones
Si la respiración ha cesado inicie inmediatamente la respiración artificial hasta que la respiración normal se restablezca.
Conserve el calor de la víctima con frazadas ó telas colocándolo sobre tablas u otros materiales aislantes.
11. MEDIDAS DE PREVENCION Es importante recordar y difundir estas recomendaciones para evitar intoxicaciones por gases en nuestras minas.
Para ventilar el lugar de trabajo, no confíe en la cantidad de aire comprimido que fluye de una manguera cerca del lugar donde se hizo un disparo; adicionalmente debe haber cerca, una corriente de aire constante proveniente del sistema principal de ventilación. El aire comprimido solo no puede desplazar el enorme volumen de gases provenientes del disparo.
Las partes superiores de las cavidades originadas por las labores subterráneas, tales como los techos de las chimeneas ciegas, zonas elevadas en las galerías y las coronas de los tajeos, son lugares particularmente peligrosos cuando la ventilación es deficiente porque los gases tóxicos, menos pesados que el aire, se concentran en estos lugares.
Asimismo en los piques ciegos y las galerías abandonadas donde no hay movimiento de aire, especialmente en las depresiones del piso, es frecuente encontrar deficiencia de oxígeno por la acumulación de los gases más pesados que el aire, tales como el anhídrido carbónico.
Entre el personal que trabaja en la chimenea debe haber siempre un trabajador con amplia experiencia en trabajos de chimenea y el ayudante nunca será un trabajador nuevo.
La guardia que hace el disparo en una chimenea debe siempre dejar abierta la válvula de la tubería de ventilación.
Los sobrestantes deben de informarse entre sí de los disparos en chimeneas efectuados durante sus respectivas guardias.
Siempre que se dirija a trabajar en una labor ciega ó antigua verifique la calidad del aire utilizando los detectores de gases.
Recuerde: No podrá verlos ni olerlos pero si entra a una labor con gases usted corre peligro de muerte.
