CURSO:
VENTILACIÓN DE MINAS Por or:: M. M.Sc Sc.. In Ing. g. Es Estteb eban an,, Ma Marí rín n Pau auccar araa
CAPITULO I
NORMAS TE NORMAS TECNI CNIC CO-L O-LEEGAL GALEES DE VENT VE NTIL ILA ACI CIÓN ÓN DE MI MINA NASS Por: M.S M.Sc. c. Ing Ing.. Est Esteba eban, n, Marí Marín n Pauc Paucar araa
AIRE ATMOSFERI TMOSFERICO CO •
El ai airre atmos tmosfféric érico o es un unaa mez mezcla cla de unaa seri un serie e de de gases ases,, que que es es in inco colo lorro, inodoro e insípido es decir cada una de ello elloss tien tiene e sus sus prop propie ieda dade dess físi físiccas y quím químic icas as prop propia ias. s.
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En la práctica el aire atmosférico del lugar contiene mezcla de gases como nitrógeno, oxígeno y otros, mas humedad (vapor de agua) y partículas sólidas como polvo, humo, etc.
Composición química de aire atmosférico limpio •
Está constituido por 78.08 % de nitrógeno, 20.95 % oxigeno, y 0.97 % de otros gases, es decir en pequeñas cantidades los gases raros, dióxido de carbono, y otros
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Se sabe, que 1 m³ de aire atmosférico a n. m. tiene una densidad de 1.2 kg/m3 a una temperatura de 21oC; es decir en cualquier lugar dependerá de su temperatura y presión ejercida; y el contenido de vapor de agua podrá considerarse hasta 4 % de la masa total de la mezcla.
Presión atmosférica •
La presión atmosférica es el peso del aire ejercida en todas las direcciones; a nivel del mar que equivale a: - 10 m de altura de columna de H2O. 2. 1.033 Kg / cm - 760 mm de mercurio (Hg). - 29.92 pulgadas de H2O.
Curso: Ventilación de minas
CAPITULO II AIRE DE MINAS Y AGENTES AMBIENTALES Por: M.Sc. Ing. Esteban, Marín Paucara
AIRE DE MINA •
Es el aire que llena las labores mineras, que no se diferencia o es próximo a la composición del aire atmosférico y totalmente respirable, al que se llama aire fresco, y si es lo contrario lo llamaremos aire viciado.
AIRE DE MINA •
Es la mezcla de gases (aire atmosférico), con humedad y en la mayoría de los casos con contenido de polvo en suspensión, los cuales ocupan el espacio libre que se ha creado con la apertura de los accesos y labores subterráneos.
AIRE DE MINA •
Si el aire aire atmos tmosfférico ha sufrido sufrido altter al erac acion iones es en su co comp mpos osic ició ión n en intter in erior ior mi mina na,, per pero que que si son son peq peque ueña ñass enttonc en onces es pue puede de con consid sider erar arse se co como mo air aire e res espi pirrab able le,, es estte serí seríaa ai airre fres fresco co qu que e ingresa a interior mina, y el aire con co ntam amina inado do o vic vicia iado do sa sale le de la mi mina na..
AIRE DE MINA •
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El flujo flujo o cir circulació culación n de aire aire reco recogge algu algunos nos gases ases,, cal calor or y polv polvo o produ product cto o de las las operacione operacioness mineras, mineras, ento entonces: nces: El ai airre pi pie erde uno uno de de lo loss com compo pon nen enttes más primordiales primor diales que es el el oxíg oxígeno eno,, por la pres pr esen enci ciaa de de los se serres hu huma mano noss y otr otros os materiales.
AIRE DE MINA •
El air ire e fr fre esc sco o qu que e in inha hala la lo loss se serres hu huma mano noss norm no rmal alme men nte con onti tien ene e el 20. 20.9 95 % de de oxígeno xígeno,, mientras mientras que el aire exhalado con co ntie tiene ne apr apro oxim ximada adamen mentte un 16 % de de oxígeno (O2) y un un 4 % de dió dióxi xido do de carbono (CO2), más más una peq pequeñ ueñaa ca can ntida tidad d de hu hume meda dad d (v (vap apor or de ag agua ua). ).
AIRE DE MINA •
Estos factores de caudal de aire y otras exigencias están indicados en D.S. 0552010 – EM, los cuales deben ser cumplido en su totalidad referido a ventilación de minas.
CONTAMINANTES DEL AIRE DE MINA •
El aire atmosférico al recorrer las galerías o las labores subterráneas sufren una serie de alteraciones en su composiciones químicas y físicas que vienen a disminuir su contenido de O2 y a enriquecerlo con CO2 , N2 y gases tóxicos; aumenta el polvo y varia su oT , humedad y Pe, entonces aire de mina es contaminado.
CONTAMINANTES DEL AIRE DE MINA •
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En ventilación y en aire acondicionado, el aire contaminado es definido como cualquier sustancia extraña que esté presente en el aire y no necesariamente en excesiva cantidad. Los contaminantes o impurezas pueden ser cualesquiera, que pueden ser gases y vapores, o particulados como líquidos y sólidos.
CONTAMINANTES DEL AIRE DE MINA •
Los contaminantes líquidos particulados incluyen las lloviznas que están envueltos en niebla, y los contaminantes sólidos incluyen polvo, humos, y organismos (las bacterias, el polen, el etc).
CONTAMINANTES DEL AIRE DE MINA
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En el subsuelo (galerías) se encuentra 2 tipos de contaminantes: gases y polvos. Representan los mayores problemas en la gestión de calidad de aire y por que se deben tratar con bastante detalle, y resolver el problema de contaminación.
CONTAMINANTES DEL AIRE DE MINA •
Se clasifican como contaminantes únicamente aquellas sustancias que, añadidas en suficiente cantidad causan efectos mensurables sobre los seres humanos, animales vegetales o los materiales.
CONTAMINANTES DEL AIRE DE MINA •
Cualquier sustancia natural o sintética capaz de ser transportado por el viento puede clasificarse como contaminante, estas sustancias pueden ser partículas sólidas, gotas liquidas, gases o mezclas de estas sustancias
CONTAMINANTES DEL AIRE DE MINA •
La concentración de los contaminantes se reduce al dispersarse en la atmósfera, que depende de factores climatológicos como: la oT , velocidad del viento, movimiento de altas y bajas presiones y la interacción de éstos con la topografía local (montañas y valles)
CONTAMINANTES DEL AIRE DE MINA •
La oT decrece con la altitud, y cuando una capa de aire frío se asienta bajo una capa de aire caliente que produce una INVERSIÓN TÉRMICA, la mezcla atmosférica se retarda y los contaminantes se acumulan cerca del suelo.
Agentes contaminantes del aire Fase
Agente
Fuente
Partícula s sólidas
- Metales pesados - Compuestos minerales - Compuestos orgánicos naturales. - Compuestos orgánicos de síntesis. - Compuestos radioactivos Aerosoles
- Polvo extraterrestre - Volcanes, erosión eólica, industrias, combustiones - Combustiones, incineración de residuos, incendios, plaguicidas, industrias.
- Monóxido de carbono
- Combustión en vehículos, volcanes, emisiones de seres vivos. Respiración de seres vivos, combustiones (combustibles fósiles), volcanes, intercambio con agua y suelo. - Combustión en vehículos, industria petroquímica, industria química, incineración de residuos, vegetales, bacterias. - Combustibles, suelo, industria del mineral, volcanes, bacterias. Combustibles, industrias (abonos), bacterias. - Suelos, vegetales, industria extractiva o de la elaboración(flúor, cloro), combustiones (plásticos)
Compue sto gaseosos
- Anhídrido carbónico
- Hidrocarburos y otros compuestos orgánicos. - Compuestos de azufre - Compuestos de nitrógeno - Derivados halogenados
- Centrales nucleares, explosiones nucleares, uso de compuestos radioactivos (Medicina, investigación). - Combustiones, aglomeracionesurbanas.
CONTAMINANTES DEL AIRE DE MINA •
Las inversiones térmicas pueden ser duraderas bajo un sistema estacionario de altas presiones unido a una baja velocidad del viento.
PRINCIPALES GASES PRESENTES EN LAS MINAS •
Con frecuencia se producen gases contaminantes en las minas, ya sea en condiciones normales, o en condiciones anormales, que son producidos por el funcionamiento de las lámparas de seguridad, motores diesel, voladura, etc.
PRINCIPALES GASES PRESENTES EN LAS MINAS •
El funcionamiento de redes subterráneas contienen un potencial para extraer los contaminantes del aire como los estratos de gases, desenpolvamiento, es decir se va diluyendo, pero el funcionamiento de los equipos diesel va emanando gases y otros partículas, que continúan contaminado.
PRINCIPALES GASES PRESENTES EN LAS MINAS •
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Cuando se va trabajando con un sistema de ventilación de mina, el mantener constantemente la calidad de aire es uno de los problemas más frecuentes. Entre los gases presente en mina tenemos:
PRINCIPALES GASES PRESENTES EN LAS MINAS •
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Nitrógeno (N2); Oxigeno (O2) Dióxido de Carbono (CO2) Monóxido de Carbono (CO) Óxidos de Nitrógeno (NOx) Anhídrido sulfuroso (SO2) Ácido Sulfhídrico (H2S) Metano (CH4); y Grisú
Nitrógeno (N2) •
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El N2 es uno de los componentes del aire que ocupa un mayor porcentaje en volumen un 78.084 % del total, Se encuentra en algunas rocas como un gas inerte, incoloro, inodoro, insípido y más liviano que el aire.
Nitrógeno (N2) •
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El N2 es uno de los principales diluentes del O2 en el aire. Cuando se agrega (N2) al aire se produce una atmosfera con deficiencia de O2 por tanto el ambiente se convierte en una atmosfera asfixiante y el ser humano no puede mantenerse con vida.
Oxigeno (O2) •
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El O2, es un elemento gaseoso ligeramente magnético, incoloro, inodoro e insípido, es el más abundante en la tierra. Constituye el 21% en volumen o el 23,15% en masa de la atmósfera, el 85,8% en masa de los océanos (agua pura contiene un 88,8% O2), el 46,7% en la corteza terrestre (rocas y minerales).
Oxigeno (O2) •
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Representa un 60% del cuerpo humano, se encuentra en todos los tejidos vivos. Casi todas las plantas y animales, y los seres humanos, requieren oxígeno, ya sea en estado libre o combinado, para mantenerse con vida.
Oxigeno (O2) •
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Está presente en muchos compuestos orgánicos e inorgánicos. Forma compuestos llamados óxidos con casi todos los elementos, incluyendo algunos de los gases nobles. La combustión ordinaria es una forma de oxidación muy rápida.
Oxigeno (O2) •
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El sistema respiratorio del hombre requiere O2 en diferentes cantidades para mantenerse con vida. La cantidad de O2 requerido está en función a la actividad física, es decir el de mayor actividad, consume mayor volumen de O2.
Requirimiento para la respiración del hombre Tipo de actividad
Proporción respiratoria, (Respiraciones/min)
Aire inhalado/respiración Pulgadas3, (103mm3)
Aire inhalado Pulgadas3/min, (10-4 m3/s)
Consumo O2 cfm, (10-5 m3/s)
Cociente respiratorio
En reposo
12 – 18
23-43 (337-705)
300-800(0.82-2.18)
0.01 (0.47)
0.75
Moderado
30
90-120 (1476-1968)
2800-3600(7.64-9.83)
0.07 (3.3)
0.9
Muy vigoroso
40
150(2460)
6000(16.4)
0.1 (4.7)
1.0
Dióxido de Carbono (CO2) •
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Es un gas incoloro, inodoro y con un ligero sabor ácido, cuya molécula es CO2. La atmósfera contiene CO2 en cantidades variables, y aumenta un 0,4% al año, producto de la combustión y oxidación de materiales.
Dióxido de Carbono (CO2) •
Se produce por combustión u oxidación de materiales que contienen carbono: carbón, madera, aceite o algunos alimentos; fermentación de azúcares, y por la descomposición de carbonatos bajo la acción del calor o los ácidos.
Dióxido de Carbono (CO2) •
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En un principio el CO2, se consideraba como un compuesto no contaminante, por ser un componente del aire. Además es utilizado por los vegetales para realizar su fotosíntesis y para los seres vivos no es considerado nociva.
Dióxido de Carbono (CO2) •
Se sabe que el CO2 se produce en la respiración y sobre todo en la combustión interna de los motores que son alimentados por productos fósiles como es la gasolina y petróleo.
Dióxido de Carbono (CO2) •
La incidencia del incremento de CO2 en la atmósfera es inmensa, puede provocar: - Alteraciones climáticas, - Perturbaciones en el desenvolvimiento normal de los seres vivos, - Crea el efecto invernadero.
Monóxido de Carbono (CO) •
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Es un gas sin color, ni sabor, ni olor, débilmente soluble en agua y tóxico. Su Pe es 0.97, combustible, explota si su contenido en aire es de 13 % a 75 %. El CO es el contaminante del aire más abundante y de distribución amplia en la capa inferior de la atmósfera.
Monóxido de Carbono (CO) •
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La producción del gas CO se deben a fuentes naturales y actividades antropogénicas. Este gas es emanado por los escapes de los vehículos automotores y otros efluentes debidos a combustión pobre.
Monóxido de Carbono (CO) •
La cantidad de CO se forma durante: - La pega de taladros, - Incendios subterráneos, explosiones de grisú y particularmente polvo de carbón, - Funcionamiento de motores de combustión interna mal regulados.
Monóxido de Carbono (CO) •
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Para los cálculos se admite que 1 kg de explosivo en condiciones mineras produce 40 l de CO. Aparece muy raramente en labores mineras, en mayoría de los casos acompañado de los carburos con típico olor a petróleo o a ajo.
Monóxido de Carbono (CO) •
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Muy estable, tiene una vida promedio de 2 a 4 meses en la atmósfera, y aprox. 20 % es por la acción del hombre. Los efectos en la salud humana es evidente en altas concentraciones de CO ( > 750 ppm) pueden causar cambios fisiológicos y patológicos, finalmente la muerte.
Monóxido de Carbono (CO) •
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Es un veneno que inhalado priva a los tejidos del cuerpo del oxígeno necesario. La combinación de CO con la hemoglobina conduce a la formación de carboxihemoglobina (COHb), así como la combinación de oxígeno y la hemoglobina produce la oxihemoglobina (O2Hb).
Monóxido de Carbono (CO) •
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Los síntomas son pesadez de los miembros, y algunas veces se observan muy tarde. En cambio en las plantas no parece tener efectos perjudiciales de ninguna clase a concentraciones por debajo de 100 ppm, durante exposiciones de 1 a 3 semanas.
Óxidos de Nitrógeno (NOx) •
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De los seis o siete óxidos de nitrógeno, el óxido nítrico (NO) y el dióxido de nitrógeno (NO2) son los importantes contaminantes del aire Los demás óxidos de nitrógeno son: N2O, N202, N2O3 y N2O5
Óxidos de Nitrógeno (NOx) •
Los NOx se forman en las minas por: - Trabajos realizados con explosivos - Mayor concentración por detonaciones incompletas de la dinamita. - Gases que emiten equipos o vehículos que funcionan con diesel y gasolina.
Óxidos de Nitrógeno (NOx) •
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La toxicidad se debe, que al disolverse con la humedad que contiene los pulmones, dan lugar a formación de acido nítrico cuya corrosividad es conocida. Una respiración de corta duración de NOx provoca tos irritante que se prolonga hasta algunas horas.
Óxidos de Nitrógeno (NOx) •
La respiración en cantidades mayores provoca : - Inmediatamente tos irritante, - Dolor de cabeza, - Vómitos, - Produciéndose el envenenamiento mortal con concentración de 0.02 %.
Óxidos de Nitrógeno (NOx) •
Como indicador de NOx puede servir el papel humedecido con una solución de almidón y yoduro de potasio, que se colorea rápidamente en azul con la presencia de estos gases en el aire.
Óxidos de Nitrógeno (NOx) •
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La muerte por los NOx puede ser rápida, si el nivel de exposición es alto o después de varios días, como resultado del edema pulmonar o después semanas como resultado de pulmonía infecciosa. Por eso en minas subterráneas se exige una adecuada ventilación en el frente del trabajo
Efectos por la Exposición a los Óxidos Tóxicos de Nitrógeno Concentración (ppm)
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Efectos
5
Actual TLV – TWA
60
Menor cantidad que causa inmediata irritación de la garganta
100
Menor cantidad que causa la tos.
100 – 150
Peligroso incluso por corta exposición.
200 – 700
Fatal rápidamente
TLV = Valor límite umbral (Valor límite techo) TWA = Media Moderada en el Tiempo (Tiempo promedio moderado) STEL = Exposición de Corta Duración
Anhídrido sulfuroso (SO2) •
Es un gas incoloro, sofocante, con fuerte olor a azufre y sulfuroso inflamable, más pesado que el aire, su peso específico es 2.26, se disuelve fácilmente en agua.
Anhídrido sulfuroso (SO2) •
Además des ser un gas incoloro, es de olor suigeneris picante y de sabor agrio, es 2.2 veces más pesado que el aire y es corrosivo a la mucosa de los ojos.
Anhídrido sulfuroso (SO2) •
Se forma por la combustión de minerales con alto contenido de azufre en incendios subterráneos y a causa de los disparos realizados en minerales que contienen sulfuros.
Anhídrido sulfuroso (SO2) •
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Es significativamente más pesado que el aire y en concentraciones muy bajas irrita los ojos, nariz, y garganta. Según los máximos permisibles es de 2 ppm en TWA y 5 ppm en STEL.
Los efectos fisiológicos de dióxido de azufre Concentración (ppm)
Efectos
0.3 – 1
Perceptible por el sabor (agrio).
3 – 5
Perceptible por el olor(azufre).
20
Irritación de ojos, huela, garganta.
50
Irritación pronunciada de ojos, garganta, y pulmones,posible respirar durante variosminutos. Inmediatamente peligroso a la vida
400 - 500
Ácido Sulfhídrico (H2S) •
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Es un gas incoloro, fuertemente tóxico de olor característico a huevos podridos y gusto dulzón. Su Pe es 1.19, es fácilmente soluble en agua, arde formando mezclas explosivas cuando su concentración en el aire es de 6 % a 45 %.
Ácido Sulfhídrico (H2S) •
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Irrita las mucosas de los ojos y las vías respiratorias, atacando así mismo el sistema nervioso. Luego de inhalar 1 ó 2 veces se produce la paralización de los nervios olfativos y no se distingue su olor.
Ácido Sulfhídrico (H2S) •
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El H2S se forma en el proceso de putrefacción de sustancias orgánicas, como madera de entibación, la descomposición de piritas sulfurosas y el yeso por agua. Se desprende de grietas, oquedades, combustión incompleta de explosivos y minerales.
Ácido Sulfhídrico (H2S) •
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Es ligeramente más pesado que el aire y es explosivo en el aire entre 4 a 44%. El ácido sulfhídrico es sumamente tóxico, y el TLV -TWA para 8 horas de exposición ha sido fijado en 10 ppm, con un TLV STEL de 15 ppm.
Ácido Sulfhídrico (H2S) •
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El H2S tiene un olor distintivo, y en uno o dos inhalaciones los nervios olfativos se paralizan y el olor ya no se puede distinguir. La concentración letal más baja es de 600 ppm.
Efectos fisiológicos de ácido sulfhídrico Concentración 0.025 ppm 0.005-0.010% 0.010% 0.02-0.07%
Síntomas Elumbral de olor (techo deolor) Síntomas ligeros como el ojo y la irritación del tracto respiratoriadespués de 1 hora La pérdida de olor después de la exposición de 15 minutos Aumentada la irritación del ojo, dolor de cabeza, vértigo, náusea, sequedad, y dolor en la nariz, garganta, y pecho
0.07-0.10% 0.10%
Inconsciente, cesación de respiración y muerte, Muerte a unos minutos
Metano (CH4) •
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Es un gas incoloro, inodoro e insípido. Su Pe es 0.554, se acumula fácilmente en la parte superior de las galerías. Es uno de los gases inflamables más comunes encontrados en mantos de carbón y en rocas que contienen materias orgánicas.
Metano (CH4) •
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El metano se observa en las de carbón, y en las minas de hiero, plomo, oro aparecen solo cuando en sus proximidades se encuentran capas de hullas gasíferas. El metano no es tóxico pero no sirve para la respiración; es poco soluble en agua.
Metano (CH4) •
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El mayor peligro del metano reside en su combustibilidad y explosividad, es decir una mescla de metano con el aire se inflama a la temperatura de 510 oC. Una concentración de hasta 5%, arde con una llama azul celeste, y concentración de 5 a 16% explota.
Metano (CH4) •
Durante la explosión del metano se desarrolla una temperatura elevada de 2150 oC a 2650 oC, y la ráfaga de aire que se mueve con gran velocidad provoca destrozos considerables en las galerías.
Metano (CH4) •
Las llamas producen una serie de gases tóxicos así como el CO y produce atmosferas deficiente en oxigeno, pudiendo encender gases inflamables, madera, carbón o cualquier otra material combustible.
Metano (CH4) •
Según el Reglamento de Seguridad y Salud Ocupacional, el metano no debe sobrepasar 5000 ppm.
Grisú •
El gas grisú es muy similar al metano, del que contiene 955 en promedio, con impurezas de dióxido de carbono, nitrógeno y a veces de hidrogeno, etano, acido sulfhídrico y oxido de carbono.
Grisú •
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La parte combustible del grisú, casi siempre esta representada por el metano puro. En el grisú el contenido de CO2 comúnmente es menor del 1 % y no sobrepasa de 5 %, y el nitrógeno varia entre 0.2 % a 30 %.
DETECCION DE GASES Y MONITOREO •
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La detección de gas y el arte de monitoreo en estos últimos años ha tenido adelantos muy rápidamente. Hoy en día usando equipos modernos, es posible conseguir una lectura directa del nivel de contaminantes.
DETECCION DE GASES Y MONITOREO
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Años atrás se detectaba el más bajo nivel del monóxido de carbono, incluso usando equipo del laboratorio más sofisticado disponible, que estaba entre 50 y 100 ppm.
DETECCION DE GASES Y MONITOREO
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Actualmente se tiene equipos de monitoreo portátil, que es capaz de detectar monóxido de carbono a los niveles de menos del 1 ppm.
DETEECC DET CCION ION DE GAS GASEES Y MON MONIT ITORE OREO O •
La instru instrume men ntación ación dispo disponib nible le en la indu in dusstria tria min miner eraa, pa parra medir edir con concen centrac tració ión n de gases ases tenem enemos os cua cuatro tro clas clases es bá bási sico cos: s: - Det Detector ectores es portá portátiles, tiles, - Máq Máquina uinass de monit monitor oreo eo,, - Área Área de monit monitor oreo eo,, y - Dosímetros personales.
Méttodo Mé odoss de det detec ecci ción ón •
Se tiene: - Los cata cataliz lizador adores es de oxidación, oxidación, electroquímico, - Óp Óptic tico o (disp (disper ersión sión in infr frarr arrojo ojo y digi digita tales les), ), - Con Conduc ductibi tibilida lidad d elé eléctr ctrica ica (se (semic micond onduct uctor ores) es) - Ab Absorb sorben enttes quí químic micos. os.
Deter ermi min nad ados os req equ uis isit ito os de dil iluc ució ión n •
•
La ven venti tila lació ción n por dilución es el método más más útil útil de con control trol de gas prod produc uctto del del minado. La dil diluc ució ión n no debe debe rea reali lizzarse arse util utiliz izan ando do medios versátiles para controlar cualquier gas de la mina sin tener en en cuenta cuenta su ocurrencia.
•
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Para diluir las impurezas de aire por debajo TLV ) o cualquier otro nivel deseado expresada en una fracción base, se requiere cantidad de caudal (Q) de aire fresco en cfm (m3/s). Se puede expresar como sigue: Q = Q g / TLV
Q = Q g / TLV •
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Q g = Cantidad de flujo de gas en cfm (m3/s). Esta relación da resultados buenos cuando: 1) El TLV es pequeño (<1%), 2) La concentración de gas en el aire de succión normal, es baja (→0), y 3) El tiempo para lograr la dilución es grande y no es de una preocupación crítica (→∞).
•
Cuando se sabe la cantidad de aire con que se ventila el influjo de gas y las concentraciones inicial y final, que puede ser un estado inseguro, entonces el tiempo para la dilución se puede determinar con la relación: Q g - Q xo τ = ─── ln (────── ) Q g - Q x Q γ
Q g - Q xo γ τ = ─── ln (──────) Q Donde:
τ γ
Q Q g Q xo Q x
Q g - Q x
: Tiempo de dilución (min). : Volumen total (pies3) : Caudal de ventilación proporcionada (cfm) : Flujo de gas en cfm (m3/s). : Concentración de gas inicial : Concentración de gas final
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WLM es una medida acumulativa de exposición que es calculado multiplicando el promedio de nivel activo de exposición durante un periodo de tiempo dado dividiendo por 173 por la exposición (número de horas trabajo por mes de nivel activo).
POLVO EN LAS MINAS •
Es el conjunto de partículas finísimas de minerales que se encuentran suspendidas en el aire de la atmosfera de minas, están asentadas o impregnadas en hastiales, techo y piso de labores mineras; dependiendo del tamaño, concentración y su composición pueden ser un peligro para la salud del personal que labora en la mina.
POLVO EN LAS MINAS •
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Se genera de las operaciones mineras, que inevitablemente producen partículas finas como la perforación y voladura, acarreo, y transporte de mineral, y actividades complementarias. Debe hacerse todo lo posible en mantener una concentración más baja posible, y evitar que entre en suspensión las partículas finas.
POLVO EN LAS MINAS •
Considerar los principios básicos a fin de reducir el peligro de polvo en mina: - Mantener un control estricto en la fuente productora de polvo y evitar que contamine la atmosfera. - Diluir lo antes posible - Filtrarlo y evitarlo.
Propiedades físicas y químicas del polvo •
Una de las propiedades más importantes del polvo de minas es su distribución granulométrica en razón a que el tamaño de las partículas sólidas es el que determina el tiempo que permanecen en suspensión en la atmosfera y la forma en la que se asientan.
Propiedades físicas y químicas del polvo •
Para describir el polvo se cita los sig. parámetros: - Nº de partículas /unidad de volumen. - Tamaño y distribución de las partículas. - Masa de polvo / unidad de volumen de aire. - Área superficial de partículas/unidad de volumen - Composición química del polvo. - Naturaleza mineralógica de las partículas.
Propiedades físicas y químicas del polvo •
El movimiento de las partículas esféricas en un medio viscoso como el aire o agua, está regido por la Ley de Stokes, cuya expresión es la sig: (ρs – ρf ) Vt = ─────── ds2 g 18 µf
Propiedades físicas y químicas del polvo (ρs – ρf ) Vt = ─────── ds2 g
18 µf Dónde: (m/s)
Vt
: Velocidad límite de la partícula
ρs ρf
: Densidad de la partícula (kg/m3) : Densidad del fluido (kg/m3) : Diámetro de la partícula (m) : Viscosidad del fluido
ds µf
Propiedades físicas y químicas del polvo •
Las propiedades químicas del polvo de minas es la sumatoria de las prop. de los constituyentes individuales, así como las prop. de los minerales que constituyen la roca, ejemplo el polvo del cuarzo, etc.
Efectos patológicos de polvo •
Estos efectos se tratan de los estados patológicos generados por el alojamiento de partículas muy pequeñas de polvo en los alveolos de los pulmones, las que llegan a disminuir la capacidad de respiratoria, llegando al punto de la asfixia.
Efectos patológicos de polvo •
Cuando las partículas de polvo en suspensión son inhaladas por una persona produce una serie de enfermedades conocidas genéricamente como neumoconiosis.
Efectos patológicos de polvo •
Estas enfermedades dependen de las características físicas y químicas de las partículas en suspensión tales como: la asbestosis (polvo de asbesto), antracosis (polvo de carbón), silicosis (polvo de sílice), siendo el más común en la minería metálica.
Control de polvo •
El control ambiental en las minas consiste en la determinación del contenido cuantitativo de las partículas del polvo en suspensión en la atmosfera de minas durante las actividades de las operaciones mineras.
Control de polvo •
Para los cual utilizaremos los principales métodos de determinación del contenido de polvo y su dilución, utilizando ecuaciones para este fin.
Control de polvo •
•
Las ecuaciones básicas usadas para los contaminantes de polvos, expresado en número o peso es como sigue: Para número: (N + BQ) – xQ ─────────── = e-(Q/Y)τ (N + BQ) – xQ
Control de polvo •
Para peso: (G + BQ) – xQ ─────────── = e-(Q /Y)τ (G + BQ) – xoQ
Dónde: N : Generación de polvo en proporción de cantidad por tiempo (partículas /min) G : Generación de polvo en proporción de peso por tiempo ( granos/min) o mg/min)
Control de polvo Q : Cantidad de caudal de aire (cfm ó m3/s) Y : Volumen del espacio (pies3 o m3) τ : Tiempo (minutos) B, x y xo son concentraciones de polvo aerotransp. B : En el aire normal, x : En la mezcla (puede ser TLV), xo : En el succión de aire
Control de polvo •
Todas están expresadas en unidades de partículas por volumen (mppcf= micro partículas/pie cubico ó ppcc = partículas/cm3) o en unidades de peso por volumen (grano/ft3 o mg/m3).
Control de polvo •
•
Como en el caso de ecuaciones anteriores puede simplificarse como que el tiempo tiende al infinito (τ→∞), resultando para la cantidad de dilución del aire: Para número: N Q = ───────── TLV – B
