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Ventilación de minas

Dentro de una mina subterránea, el aire se ve afectado por diversos factores (temperatura, humedad, polvo, entre otros), que deben ser considerados en los controles de riesgo. Un ambiente con mala ventilación puede ser perjudicial para los trabajadores, afectando su desempeño y salud.

En una mina, el control de la atmósfera es el aspecto más vital de la operación, ya que influye en la salud de las personas y en la productividad, al entregar condiciones atmosféricas más confortables para el trabajo humano. En este sentido, la ventilación de minas es la herramienta más versátil de control atmosférico, y es la aplicación de los principios de la mecánica de fluidos al flujo de aire en excavaciones subterráneas.


Acondicionamiento total del aire en minas

Control de calidad: control de gases y control de polvo.

Control de cantidad: ventilación a la frente o auxiliar.

Control de humedad y temperatura: enfriar/ calentar aire y de humidificación.


Principios de la ingeniería de control

1. Prevención

Modificar operaciones o mejorar prácticas operacionales.

Reducir formación de gases o polvo.

2. Remover o eliminar

Limpiar zona de labores.

Depurar el aire con colectores de polvo.

3. Suprimir absorber (con agua)

Infusión con agua o vapor previo al arranque (polvo).

Apaciguamiento con rociado de agua o espuma.

Tratamiento de polvo asentado con productos químicos.

4. Contener o aislar (encerrar la fuente)

Tronadura aislada o con personal ubicado al exterior de la mina.

Encerramiento de operaciones generadoras de polvo.

Sistema de aireamiento local.

5. Diluir o reducir

Dilución local por ventilación auxiliar.

Dilución por corriente de la ventilación principal.


Concentración de Gases

Cada gas tóxico o explosivo (grisú) tiene una Concentración Ambiental Máxima Permitida (CAMP) a una exposición de 8 horas. (ver ejemplo).

Límite Permisible Ponderado (LPP): Valor máximo permitido para el promedio ponderado de las concentraciones ambientales de contaminantes químicos existente en los lugares de trabajo durante la jornada normal de 8 horas diarias, con un total de 48 horas semanales.


Fuentes de emisión de gases

Gases de Estratos: se produce por migraciones de gases debido a la minería (CH4, dióxido de carbono, nitrógeno, SO2, H2S):

El metano es el más “popular” en la minería del carbón. Este se mobiliza entre los estratos por cambios en la presión existente por la minería. Rango explosivo 5-15%.

Los gases de estratos no solo se relacionan a sedimentos, también a roca ígnea.

Gases de Tronadura (CO, CO2, NO, H2S)

Máquinas de combustión interna: pueden emanar hasta 0,28 m3/HP de contaminantes.

Fuegos y explosiones (CO, CO2,CH4)

Respiración humana (CO2): aprox. 0,1 cfm/hombre

Baterías (genera H)

Material Particulado

El tamaño de las partículas peligrosas de polvo respirables, está entre 1 y 10 micrones. Las de menor dimensión no se depositan, y las mayores se capturan en filtros naturales del cuerpo.

Las partículas se depositan en los pulmones, produciendo “neumoconiosis”. Si el material es sílice, se denomina “silicosis”.

La neumoconiosis produce déficit de cacapacidad pulmonar y, en grado severo, puede causar la muerte.

LPP para la sílice es de 0,08 mgr/m3.

Temperatura y Humedad

La temperatura mínima en minas debe ser mayor que 2ºC para evitar congelamiento de agua en cañerías o piso de galerías.

La temperatura debe ser tal que produzca una sensación térmica confortable, lo que depende también de la humedad y velocidad del aire (o “brisa”).

Dependiendo de la condición geográfica y/o estacional, se puede requerir calentar o enfriar el aire de ventilación.


Medidas Preventivas Generales

Prevención:

Considerar la necesidad de no contaminar desde el proyecto. Por ejemplo, la combustión interna de motores requiere 20:1 para completa combustión.

Verificar que las modificaciones de la mina no introduzcan nuevos procesos o elementos contaminantes.

Eliminación:

Modificar operaciones o mejorar prácticas para reducir la formación de polvo o producción de gases indeseables (por ejemplo, mantención de equipos).

Limpiar sitios de labores para eliminar polvo asentado.

Supresión de efectos:

Infusión con agua o vapor en focos contaminantes.

Humidificar y congelar en tramo capturador de contaminantes en estado sólido.

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

Depuración con colectores de polvo o catalizadores.

Aislamiento:

Tronadura restringida o con personal afuera, para reducir su exposición.

Encerramiento de operaciones generadoras de polvo para aplicar algún sistema de tratamiento local (filtros catalíticos, rociadores, aspiradoras, colectores de polvo, etc.).

Dilución (último recurso):

Dilución por corriente de la ventilación principal.

Dilución local por ventilación auxiliar.


Tipos de demanda de aire fresco

> Para Diluir: Gases naturales / Motores / Tronadura / Baterías

Para Acondicionar: Enfriar / Calentar

Para Consumir:Respiración de personas / Combustión de motores

Para Mover: Arrastrar / Hacer “brisa” / Renovar


Métodos de Ventilación

Aspirante: Toma del aire contaminado para llevarlo al exterior. Impelente: Lleva el aire fresco a las zonas de trabajo.

Mixto: Aspirante-Impelente, método más efectivo.


Distribución del aire interior mina

Considerar operaciones interior mina.

Determinar aire requerido.

Aumentar requerimientos por pérdidas (20-30%).

Las consideraciones anteriores deben ser parte de un modelo de seguridad que permita el entendimiento de los riesgos y sus consecuencias por parte de los trabajadores. De esta, se logrará que acciones tales sean aplicadas de forma correcta y constante en el tiempo.


Artículo gentileza de Mauricio Moya Cáceres, Director de Cartera Construcción, Gerencia de Clientes Construcción de Mutual de Seguridad CChC.
Octubre 2015
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