aire mina y agentes ambientales

97
Curso: Ventilación de minas CAPITULO II AIRE DE MINAS Y AGENTES AMBIENTALES Por: M.Sc. Ing. Esteban, Marín Paucara

Upload: diana-maria-carvajal-quintero

Post on 19-Dec-2015

14 views

Category:

Documents


6 download

DESCRIPTION

AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

TRANSCRIPT

Page 1: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Curso: Ventilación de minasCAPITULO II

AIRE DE MINAS Y AGENTES AMBIENTALES

Por: M.Sc. Ing. Esteban, Marín Paucara

Page 2: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

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.

Page 3: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

AIRE DE MINA

• Es la mezcla de gases (aire atmosférico), humedad y con contenido de polvo en suspensión en la mayoría de los casos, los cuales ocupan el espacio libre que se creado con la apertura de los accesos y labores subterráneos.

Page 4: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

AIRE DE MINA

• El aire atmosférico ha sufrido alteraciones en su composición en interior mina, pero si son pequeñas entonces puede considerarse como aire atmosférico, este sería aire fresco que ingresa a interior mina, y el aire contaminado o viciado sale de la mina.

Page 5: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

AIRE DE MINA

• El flujo o circulación de aire recoge algunos gases, calor y polvo producto de las operaciones mineras.

• El aire pierde uno de los componentes más primordiales que es el oxígeno, por la presencia de los seres humanos y otros materiales.

Page 6: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

AIRE DE MINA

• El aire fresco que inhala los seres humanos normalmente contiene el 20.95 % de oxígeno, mientras que el aire exhalado contiene aproximadamente un 16 % de oxígeno (O2) y un 4 % de dióxido de carbono (CO2), más una pequeña cantidad de humedad (vapor de agua).

Page 7: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

AIRE DE MINA

• Estos factores de caudal de aire y otras exigencias están indicados en D.S. 055-2010 – EM, los cuales deben ser cumplido en su totalidad referido a ventilación de minas.

Page 8: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

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 contaminado.

Page 9: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

CONTAMINANTES DEL AIRE DE MINA

• En ventilación y en aire acondicionado, es definido, como cualquier sustancia que esté presente en el aire y no necesariamente en excesiva cantidad.

• Los contaminantes o impurezas pueden ser cualesquiera, pueden los gases y vapores, o particulados como líquidos y sólidos.

Page 10: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

CONTAMINANTES DEL AIRE DE MINA

• Los contaminantes de líquidos particulados incluyen las lloviznas que están envueltos en niebla, y los contaminantes sólidos incluyen polvo, humos, humos, y organismos (las bacterias, el polen, el etc).

Page 11: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

CONTAMINANTES DEL AIRE DE MINA

• 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.

Page 12: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

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.

Page 13: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

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

Page 14: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

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)

Page 15: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

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.

Page 16: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Agentes contaminantes del aireFase Agente Fuente

Partículas sólidas

- Metales pesados- Compuestos minerales- Compuestos orgánicos naturales.- Compuestos orgánicos de síntesis.- Compuestos radioactivosAerosoles

- Polvo extraterrestre- Volcanes, erosión eólica, industrias, combustiones- Combustiones, incineración de residuos, incendios, plaguicidas, industrias. - Centrales nucleares, explosiones nucleares, uso de compuestos radioactivos (Medicina, investigación).- Combustiones, aglomeraciones urbanas.

Compuesto gaseosos

- Monóxido de carbono - Anhídrido carbónico - Hidrocarburos y otros compuestos orgánicos. - Compuestos de azufre - Compuestos de nitrógeno- Derivados halogenados

- 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)

Page 17: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

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.

Page 18: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

PRINCIPALES GASES PRESENTES EN LAS MINAS

• Con bastante frecuencia se producen gases contaminantes en las minas, ya sea en condiciones normales, como en condiciones anormales, estos gases son producidos por el funcionamiento de las lámparas de seguridad, motores diesel, disparos (Voladura).

Page 19: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

PRINCIPALES GASES PRESENTES EN LAS MINAS

• El funcionamientos de redes subterráneas contienen un potencial para extraer los contaminantes del aire como los estratos de gases, es decir cuándo se va diluyendo los gases, el funcionamiento de los equipos diesel va emanando gases y otros partículas, que continua contaminado.

Page 20: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

PRINCIPALES GASES PRESENTES EN LAS MINAS

• 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:

Page 21: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

PRINCIPALES GASES PRESENTES EN LAS MINAS

• 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

Page 22: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Nitrógeno (N2)

• El N2 es uno de los componentes del aire que ocupa un mayor porcentaje en volumen un 78.084 % del total, así mismo se encuentra en algunas rocas como un gas inerte, incoloro, inodoro, insípido y más liviano que el aire.

Page 23: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Nitrógeno (N2)

• El N2 es uno de los principales diluentes del O2 en el aire, además cuando se agrega (N2) al aire se produce una atmosfera con deficiencia de O2 por tanto este ambiente se convierte en una atmosfera asfixiante donde el ser humano no puede mantenerse con vida.

Page 24: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Oxigeno (O2)

• 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).

Page 25: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Oxigeno (O2)

• Representa un 60% del cuerpo humano. Se encuentra en todos los tejidos vivos. Casi todas las plantas y animales, incluyendo los seres humanos, requieren oxígeno, ya sea en estado libre o combinado, para mantenerse con vida.

Page 26: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Oxigeno (O2)

• 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.

Page 27: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Oxigeno (O2)

• 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.

• El individuo de mayor actividad, es el de mayor proporción respiratoria y consume mayor volumen de oxígeno.

Page 28: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Requirimiento para la respiración del hombre

Tipo de actividad Proporción respiratoria,(Respiraciones/min)

Aire inhalado/respiraciónPulgadas3, (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

Page 29: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Dióxido de Carbono (CO2)

• Es un gas incoloro, inodoro y con un ligero sabor ácido, cuya molécula consiste en un átomo de carbono unido a dos átomos de oxígeno (CO2).

• La atmósfera contiene CO2 en cantidades variables, y aumenta un 0,4% al año.

Page 30: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Dióxido de Carbono (CO2)

• Se produce por diversos procesos: por combustión u oxidación de materiales que contienen carbono: carbón, madera, aceite o algunos alimentos; fermentación de azúcares, y por descomposición de carbonatos bajo la acción del calor o los ácidos.

Page 31: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Dióxido de Carbono (CO2)

• En un principio el CO2, se consideraba como un compuesto no contaminante, puesto que es un componente del aire, es utilizado por los vegetales para realizar su fotosíntesis y para los seres vivos no es considerado como nociva.

Page 32: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Dióxido de Carbono (CO2)

• EL anhídrido carbónico 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.

Page 33: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Dióxido de Carbono (CO2)

• La incidencia del incremento del contenido de CO2 en la atmósfera sobre la biosfera es inmensa, pues puede provocar desde alteraciones climáticas hasta perturbaciones en el desenvolvimiento normal de los seres vivos, así como que crea el efecto invernadero.

Page 34: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Monóxido de Carbono (CO)

• Es un gas sin color, sabor, olor, débilmente soluble en agua, tóxico, con Pe de 0.97, combustible, explota cuando 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.

Page 35: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Monóxido de Carbono (CO)

• Las fuentes de producción del gas CO se deben a fuentes naturales como también a actividades antropogénicas; es bien conocido este gas en los escapes de los vehículos automotores y otros efluentes debidos a una combustión pobre.

Page 36: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Monóxido de Carbono (CO)

• La cantidad de CO se forma durante la pega de los taladros, incendios subterráneos, explosiones de grisú y particularmente polvo de carbón, también con el funcionamiento de motores de combustión interna mal regulados.

Page 37: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Monóxido de Carbono (CO)

• 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 la mayoría de los casos acompañado de los carburos con típico olor a petróleo o a ajo.

Page 38: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Monóxido de Carbono (CO)

• 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.

Page 39: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Monóxido de Carbono (CO)

• 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.

Page 40: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Monóxido de Carbono (CO)

• 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.

Page 41: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Óxidos de Nitrógeno (NOx)

• 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

Page 42: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Óxidos de Nitrógeno (NOx)

• Los NOx se forman en las minas por los trabajos realizados con explosivos, y con mayor concentración por las detonaciones incompletas de la dinamita, así mismo provienen de gases que emiten equipos o vehículos que funcionan con diesel y gasolina.

Page 43: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Óxidos de Nitrógeno (NOx)

• La toxicidad de estos gases se debe a que al disolverse en la humedad que contiene los plumones, dan lugar a la formación de acido nítrico cuya corrosividad es conocida.

• Una respiración con corta duración de NOx

provoca una tos irritante que se prolonga hasta algunas horas.

Page 44: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Óxidos de Nitrógeno (NOx)

• La respiración en cantidades mayores provoca inmediatamente una tos irritante, dolor de cabeza, vómitos; produciéndose el envenenamiento mortal con cuna concentración de 0.02 %, razón por la cual se exige una adecuada ventilación del frente de trabajo luego de un disparo.

Page 45: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Óxidos de Nitrógeno (NOx)

• Como indicador de óxidos de nitrógeno 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.

Page 46: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Óxidos de Nitrógeno (NOx)

• Cantidades pequeñas pueden causar la muerte combinando con la humedad en los pulmones corroyéndolos los pasajes respiratorios.

• 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.

Page 47: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Efectos por la Exposición a los Óxidos Tóxicos de Nitrógeno

• TLV = Valor límite umbral (Valor límite techo)• TWA = Media Moderada en el Tiempo (Tiempo promedio moderado)• STEL = Exposición de Corta Duración

Concentración (ppm) Efectos

560

100100 – 150200 – 700

Actual TLV – TWA Menor cantidad que causa inmediata irritación de la garganta Menor cantidad que causa la tos.Peligroso incluso por corta exposición.Fatal rápidamente

Page 48: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

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.

Page 49: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Anhídrido sulfuroso (SO2)

• Además des ser un gas incoloro, es de olor sui generis picante y de sabor agrio, es 2.2 veces más pesado que el aire y es corrosivo a la mucosa de los ojos.

Page 50: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

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.

Page 51: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Anhídrido sulfuroso (SO2)

• 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.

Page 52: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Los efectos fisiológicos de dióxido de azufre

Concentración (ppm) Efectos

0.3 – 13 – 5

2050

400 - 500

Perceptible por el sabor (agrio).Perceptible por el olor (azufre). Irritación de ojos, huela, garganta.Irritación pronunciada de ojos, garganta, y pulmones, posible respirar durante varios minutos. Inmediatamente peligroso a la vida

Page 53: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Ácido Sulfhídrico (H2S)

• Es un gas incoloro, fuertemente tóxico de olor característico a huevos podridos y gusto dulzón; su peso especifico es de 1.19, es fácilmente soluble en agua, arde formando mezclas explosivas cuando su concentración en el aire es de 6 % a 45 %.

Page 54: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Ácido Sulfhídrico (H2S)

• Irrita las mucosas de los ojos y las vías respiratorias, atacando así mismo el sistema nervioso, siendo un aspecto peligroso de este gas, luego de inhalar 1 ó 2 veces se produce la paralización de los nervios olfativos y no se distingue su olor.

Page 55: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Ácido Sulfhídrico (H2S)

• 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.

Page 56: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Ácido Sulfhídrico (H2S)

• 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.

Page 57: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Ácido Sulfhídrico (H2S)

• 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.

Page 58: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Efectos fisiológicos de ácido sulfhídrico

Concentración Síntomas

0.025 ppm0.005-0.010%

0.010%0.02-0.07%

0.07-0.10%

0.10%

El umbral de olor (techo de olor)Síntomas ligeros como el ojo y la irritación del tracto respiratoria después 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 Inconsciente, cesación de respiración y muerte, Muerte a unos minutos

Page 59: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Metano (CH4)

• Es un gas incoloro, inodoro e insípido, Como su peso específico es de 0.554, se acumula fácilmente en la parte superior de las galerías, es uno de los gases inflamables más comunes encontrados en los mantos de carbón y en las rocas que contienen materias orgánicas.

Page 60: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Metano (CH4)

• 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 toxico pero no sirve para la respiración; es poco soluble en agua.

Page 61: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Metano (CH4)

• 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 510ºC, así mismo, a una concentración de hasta 5%, arde con una llama azul celeste, y con una concentración de 5 a 16% explota.

Page 62: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Metano (CH4)

• Durante la explosión del metano se desarrolla una temperatura elevada de 2150ºC a 2650ºC, y la ráfaga de aire que se mueve con gran velocidad provoca destrozos considerables en las galerías.

Page 63: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

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.

Page 64: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Metano (CH4)

• Según el Reglamento de Seguridad y Salud Ocupacional, el metano no debe sobrepasar 5000 ppm.

Page 65: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

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.

Page 66: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Grisú

• 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 %.

Page 67: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

DETECCION DE GASES Y MONITOREO

• La detección de gas y el arte de monitoreo en estos últimos años ha tenido adelantos muy rápidamente. • Hoy en día usando equipos, es

posible conseguir una lectura directa del nivel de contaminantes.

Page 68: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

DETECCION DE GASES Y MONITOREO

• Años atras se detectaba el más bajo nivel del monóxido de carbono, incluso se usando equipo del laboratorio más sofisticado disponible, que estaba entre 50 y 100 ppm.

Page 69: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

DETECCION DE GASES Y MONITOREO

• Actualmente se tiene equipos de monitoreo portátil, que es capaz de detectar monóxido de carbono a los niveles de menos del 1 ppm.

Page 70: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

DETECCION DE GASES Y MONITOREO

• Los tipos de instrumentación disponibles en la industria minera, para medir la concentración de gas tenemos cuatro clases básicos: los detectores portátiles, máquinas de monitoreo, área de monitoreo, y dosímetros personales.

Page 71: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Métodos de detección

• Los métodos de detección de gases se tiene: los catalizadores de oxidación, electroquímico, óptico (con dispersión infrarrojo y digitales), conductibilidad eléctrica (los semiconductores), absorbentes químicos.

Page 72: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Determinados requisitos de dilución

• La ventilación por dilución es el método más útil para controlar el gas producto del minado.

• La dilución no debe realizarse, utilizando medios versátiles para controlar cualquier gas de la mina sin tener en cuenta su ocurrencia.

Page 73: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

• La cantidad de caudal (Q) de aire fresco en cfm (m3/s) necesita diluir la impureza por debajo de su TLV, o cualquier otro nivel deseado expresada en una fracción base, que se puede expresar como sigue: Q = Qg / TLV

Page 74: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Q = Qg / TLV

• Qg = Es el 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 (→∞).

Page 75: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

• En un estado inseguro, el tiempo para la dilución puede determinarse como sigue; sabiendo la cantidad flujo de aire, el flujo de gas, y las concentraciones de gas inicial y final.

γ Qg - Qxo

τ = ─── ln (──────)Q Qg - Qx

Page 76: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

γ Qg - Qxo

τ = ─── ln (──────) Q Qg - Qx

Donde: τ : Tiempo de dilución (min).γ : Volumen total (pies3)Q : Caudal de ventilación proporcionada

(cfm)Qg : Flujo de gas en cfm (m3/s).

Qxo : Concentración de gas inicial

Qx : Concentración de gas final

Page 77: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

• 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).

Page 78: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

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.

Page 79: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

POLVO EN LAS MINAS

• 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.

Page 80: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

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.

Page 81: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

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.

Page 82: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

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.

Page 83: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

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

Page 84: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Propiedades físicas y químicas del polvo

(ρs – ρf)

Vt = ─────── ds2 g

18 µf

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

Page 85: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

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.

Page 86: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

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.

Page 87: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

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.

Page 88: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

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.

Page 89: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

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.

Page 90: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Control de polvo

• Para los cual utilizaremos los principales métodos de determinación del contenido de polvo y su dilución, utilizando ecuaciones para este fin.

Page 91: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

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

Page 92: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

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)

Page 93: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

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

Page 94: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

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).

Page 95: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

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

Page 96: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

Control de polvo • Para peso: G

Q = ───────── TLV – B

• El conímetro: Es el aparato que sirve para como contador de polvo, existiendo una variedad de modelos.

Page 97: AIRE MINA Y AGENTES AMBIENTALES

PROBLEMAS DE APLICACION

---x---

Muchas Gracias