Polvos De Mina[1]

INTRODUCCION: La contaminación ambiental generada por los procesos productivos ha sido motivo de muchas investigaciones con las que se han desarrollado nuevas tecnologías productivas y de control. El ingeniero de Minas, como todos los profesionales de la ingeniería, debe cuidar que los procesos de producción en los que se vea envuelto no generen contaminación ambiental. Siendo la operación minera un proceso en el que el objetivo principal es fragmentar la roca, es inevitable que prácticamente toda acción emprendida dentro de las labores de explotación y procesos en mineras genere polvo en mayor o menor grado Polvos de mina El polvo de las minas es un conjunto de partículas que se encuentran presentes en el aire, paredes, techos y pisos de las labores mineras. Cuando el polvo se encuentra en el aire, forma un sistema disperso llamado aerosol. El polvo puede permanecer en el aire durante largo tiempo, dependiendo de varios factores, entre las cuales están: tamaño, figura, forma, peso específico, velocidad del movimiento del aire, humedad y temperatura ambiental. El polvo de tamaño mayor a 10 µs no se mantiene en suspensión por mucho tiempo en las corrientes de aire, por lo tanto se deposita fácilmente. El polvo de tamaño menor 10 µs se mantiene en el aire por un prolongado tiempo. Si la partícula es ultramicroscópica, de diámetro menor a 0.1 µ, al igual que las moléculas de aire, no se depositan, encontrándose en un movimiento Browniano. PROPIEDADES FISICAS DEL POLVO: Se ha utilizado una serie de parámetros para describir o definir el polvo, siendo los más importantes los siguientes: • 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. CLASIFICACION DEL POLVO:

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Tamaño Forma Composición Efectos

Según su tamaño se muestran, como:    

Sedimentable: entre 10 y 15 u Inhalable: menos a 10u Respirable: menos a 5u Visible: mayor de 40u

CLASIFICACION DEL POLVO: Material Particulado No Clasificable:  Polvo Inhalable, fracción del polvo total que se inhala por nariz y boca.  Polvo Torácico, fracción de polvo inhalable que penetra más allá de la laringe – traqueobronquial.  Polvo Respirable, fracción de polvo inhalable que penetra a los alveolos pulmonares.(<5u) Material Particulado Clasificable: Plomo, Arsénico, Zn, etc 

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El polvo de hasta 100 um, como la fracción de partículas en el aire que pueden entrar por la boca y la nariz durante la respiración, y por tato depositarse en cualquier lugar del aparato digestivo. Esta fracción ah sido definida mediante la organización de Estandarización Europea(CEN) y la Organización de Estandarización internacional como “Inhalable”. Polvo respirable: Partículas que penetran a través de los bronquios terminales y que son peligrosas si se depositan dentro de la región de intercambio de gases de los pulmones.

Desde el punto de vista de los efectos que producen sobre la salud del hombre, estos polvos se clasifican en los siguientes grupos:  Polvos que producen fibrosis pulmonar, tales como los de sílice libre y asbesto  Polvos que producen pequeña o ninguna fibrosis pulmonar, como los de carbón y hierro  Polvos tóxicos, o sea aquellos que tienen efectos sistémicos sobre el organismo, como los de plomo y manganeso  Polvos irritantes, tales como los de cal.

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PoIvos carcinógenos, como los radioactivos. Bomba de succion Manguera tygon Portafiltro o casette

 Soporte de filtro  Filtro  Calibrador 

FIltros y su preparación para la toma de nuestras:

FRACCION INHALABLE = 10 mg / m3 FRACCION RESPIRABLE = 3 mg /m3 D.S.015-2005-SA El grado de peligrosidad de un polvo, referido a su capacidad de producir silicosis, depende de tres factores importantes, que son:  Concentración en el ambiente  Tamaño de las partículas  Composición mineralógica. La concentración de polvo en el ambiente es un factor de suma importancia y su evaluación es el primer paso a seguir en el estudio del grado de su peligrosidad. La concentración es la cantidad de partículas de polvo suspendida en un volumen dado de aire; usualmente se expresa en números de partículas por pie cúbico de aire; también puede expresarse en peso por volumen de aire, tal como miligramos de polvo por metro cúbico de aire. La determinación de las concentraciones de polvo, requiere de dos operaciones: el muestreo y la cuenta. El muestreo se efectúa siguiendo diferentes técnicas basadas en principios físicos. La cuenta de partículas se efectúa mediante un microscopio provisto de un sistema óptico estandarizado y diferentes tipos de celdas. PREVENTIVAS RECOMENDABLES: En toda operación minera deberá hacerse un esfuerzo por prevenir la presencia del polvo en suspensión, o por lo menos por mantener al personal alejado de la zona de alta producción de polvo. Así que en general se recomienda implementar las siguientes medidas: a. Evitar que el personal ingrese al área expuesta a contaminantes (mina), circule o permanezca en las vías de retorno de aire contaminado. b. Prevenir la formación de polvo empleando duchas de agua en todas las operaciones que generen la formación de partículas finas c. Mantener la roca fragmentada en condición húmeda hasta su extracción a la superficie.

Para lo cual se recomienda mantener un contenido de humedad de alrededor de 5% en peso, empleando agua limpia para humedecer la roca. ANTECEDENTES Se han dado algunas medidas recomendables para el control y mitigación de los polvos y así mismo sus efectos, sin embargo 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 que se desarrollarán más adelante. Sin embargo existen cuatro (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 c) Filtrarlo (retenerlo) d) Evitarlo (mitigar producción). 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:  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)  Aerosol. Una dispersión de partículas microscópicas, sólidas o líquidas, en un medio gaseoso.  Polvo. Partículas sólidas de un tamaño mayor que el coloidal (0.05 micras), capaces de estar en suspensión temporal en el aire.  Ceniza fina. Partículas de ceniza finamente divididas y arrastradas por el gas producto de la combustión. Éstas pueden o no contener combustible no quemado.  Niebla. Aerosol visible.  Humo. Partículas pequeñas arrastradas por los gases que resultan de la combustión.  Hollín. Una aglomeración de partículas de carbón. Las principales fuentes de polvo en las labores subterráneas, en orden de importancia, son:

1. Perforación neumática en seco (los taladros verticales que operan hacia arriba, generan las más altas concentraciones de polvo, disminuyendo éstas a medida que varía, hacia abajo, la dirección del barreno). 2. Voladuras (cuando no se toman las debidas precauciones, generan altas concentraciones de polvo fino que contamina grandes extensiones por tiempos variables de acuerdo a las condiciones de ventilación). 3. Remoción del material derribado por los disparos (cuando el material minado es seco y la ventilación del lugar es deficiente). 4. Carguío y descarga de carros metaleros cuando el material está seco. 5. Desatado del mineral o de rocas (cuando previamente no se ha humedecido la superficie de la zona a desatar). 6. Enmaderado (en particular de piques y chimeneas durante el empatillado, cuando la ventilación es deficiente). Método Húmedo El mejor método de control de polvo en las operaciones de perforación, es el húmedo complementado por una buena ventilación. El método húmedo en perforación significa la aplicación continua de agua limpia a través del orificio central del barreno, durante todo el tiempo que la máquina está en operación. Para conseguir los mejores resultados en la aplicación del método húmedo, es necesario tener en cuenta ciertos factores que afectan su eficiencia; entre los más importantes tenemos: el volumen y presión del agua empleada, así como los métodos de trabajo seguidos. Las experiencias realizadas por diferentes instituciones han demostrado que el gasto mínimo por máquina es de un galón de agua por minuto, y la presión óptima fluctúa alrededor de 30 libras por pulgada cuadrada . De lo expuesto se puede afirmar que el volumen y presión del agua a emplearse en la perforación, sólo puede conseguirse a través de un sistema de tuberías que alcance a todos los lugares de trabajo. Aparte de los factores efectos mencionados, también deben considerarse los siguientes: a) tipo de máquina perforadora, b) dureza del material, c) tiempo ivo de perforación, d) inclinación del barreno y e) grado de control requerido. El tipo de máquina perforadora es un factor de importancia y de acuerdo a este criterio se tiene, en términos generales, dos tipos de máquinas, las manuales y las montadas ;las

manuales siempre son de poca potencia debido a su bajo requerimiento de aire comprimido y, por lo tanto, baja velocidad de perforación que se traduce en una menor producción de polvo; las del tipo montado son máquinas de gran potencia con requerimientos de mayor volumen de aire comprimido, dando lugar a una mayor velocidad de perforación y por tanto mayor generación de polvo. Por estas razones el control de polvo en la perforación con máquinas montadas, requiere una mayor atención. Efectos ocasionados por el polvo Las concentraciones de polvo que llegan a producirse como resultado de las diferentes operaciones mineras, en el desarrollo de una galería. Son un factor determinante cuando el contenido de sílice libre de la roca llega a sobrepasar los límites permisibles. Las concentraciones elevadas son perjudiciales para la salud del hombre dando origen a una enfermedad que se le conoce como "Neumoconiosis". En nuestro caso el polvo que nos preocupa es el que contiene sílice, por lo tanto la enfermedad se le conoce con el nombre de "Silicosis" esta es una de las peores enfermedades a que están expuestos los trabajadores que realizan labores subterráneas. El proceso de acción patológica de este tipo de polvo que se inhala, es muy complejo, pero su acción nociva queda manifiesto al originarse en los pulmones un tejido fibroso que sin los capilares sanguíneos, es muy similar al tejido posterior a las heridas ordinarias; por tal razón se denomina a este primer proceso de iniciación de la enfermedad como "Fibrosis". El proceso de silicosis se realiza de acuerdo a la extensión del período de exposición, como se muestra en las figuras 08 y 09. Figura 08: Proceso de la silicosis por tiempo de la exposición

Figura 09: Retención de polvo en la región alveolar del pulmón

El polvo que llega a considerarse como nocivo, es aquel formado por partículas inferiores a 5 micrones (5 ) particularmente entre 1 y 2 micrones. Los factores que pueden producir la silicosis son variadas y aún desconocidas, puesto que las partículas de polvo una vez que han sido aspirados y transportados a los pulmones pueden llegar a eliminarse nuevamente mediante los vasos linfáticos. Norvit establece, que la capacidad de los pulmones sanos para esta depuración automática de partículas de polvo es muy grande, pero disminuyen cuando se presenta alteraciones patológicas del sistema linfático en los pulmones. En esta forma una tuberculosis incipiente o primaria tiene un efecto negativo en la gente minera, haciéndolos más propensos a la silicosis. NOCIONES GENERALES 

El objeto principal de la ventilación minera es la distribución racional de las corrientes de aire puro, sea aprovechando de su movimiento natural o de medios mecánicos, a fin de: 1) suministrar a los trabajadores aire limpio y fresco en cantidad suficiente para su respiración normal. 2) reducir por dilución las concentraciones de los contaminantes del ambiente, a niveles tolerables 3) regular las condiciones termo-ambientales manteniéndolas en un grado confortable.

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Los Reglamentos del Código de Minería señalan que se debe suministrar 106 pies;{jmin.jpersona (3mts.3jmin.) en las labores de subsuelo cuando éstas se encuentran próximas al nivel del mar. Para alturas mayores este flujo es aumentado en la siguiente escala: de 1500 a 3000 mts. . ........ . 40% de 3000 a 4000 mts. . ......... . 70% más de 4000 mts............. . 100% para ventilar un frente de 6' x 7' donde normalmente trabajan 6 personas, estando la mina situada a más de 4000 mts. s.n.m .. se necesitará: Q = nq(1 + <;h) en la que: Q= volumen de aire requerido, en pies/minuto N=número de personas en el lugar Q=cantidad de aire necesaria para una persona que trabaja en una mina situada cerca al nivel del mar, en pies/min %=tanto por ciento que debe aumentarse para corregir por altura.

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Reemplazando valores tenemos: Q = 6 x 106 (1 + 1) 1270 pies/min.

La mayoría de las minas del Perú, dependen para su abastecimiento principal de aire, de la ventilación natural, a menudo completada con inyecciones de aire comprimido, o algunas veces, con corrientes de aire producidas por pequeños ventiladores auxiliares. La cantidad de aire suministrada por la ventilación natural puede resultar adecuada para abastecer de aire puro a los mineros y para diluir gases y polvos, pero si ocurre un incendio en la mina, los trabajadores y los hombres de las cuadrillas de salvamento estarán en peligro por los cambios de dirección y la falta de control de la corriente de aire. La circulación de aire por ventilación natural se debe principalmente a la diferencia de peso entre el aire que entra y el aire que sale de la mina; esta diferencia de peso se debe, a su vez, en gran parte, a las diferencias de temperatura; es decir, en donde la temperatura sea menor, el peso del aire será mayor y viceversa. 

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En minas poco profundas (que alcanzan una profundidad menor de 300 a 600 mts.), la ventilación natural puede ser seriamente afectada por los vientos reinantes en el exterior o por el desplazamiento de jaulas, carros o locomotoras, o por acción del agua que gotea en los pasajes del aire; también influyen la temperatur11 del aire exterior y la del aire interior. En minas profundas (más de 300 a 600 mts. de profundidad vertical), la dirección de la corriente de aire principal permanece relativamente constante sin que le afecte la temperatura del exterior, aunque ésta sí puede afectar la cantidad de aire en circulación. Cuando la temperatura del exterior es materialmente más elevada que la de la roca, el aire de la mina tiende a circular en una dirección; en caso contrario, esa dirección se invierte. Cuando la temperatura de la roca es aproximadamente la misma que la del aire exterior, 10 más probable es que haya muy poca o ninguna corriente de aire.

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La dirección y el flujo, pueden controlarse no sólo regulando la posición e intensidad de las presiones generadas, sino también modificando las resistencias naturales de la mina o, si es necesario, construyendo conductos para el aire de ventilación. La resistencia al paso del aire en una labor de ventilación, se incrementa por labores estrechas que algunas veces pueden llegar a detener el flujo, se incrementa también con labores "holgádas". Las resistencias al ,paso del aire, pueden disminuirse por todos los distintos métodos que cambien las condiciones físicas particulares de cada labor de ventilación; por otro lado, también puede obtenerse un resultado equivalente, empleando ventiladores secundarios.

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Donde no haya, a la vez, labores de admisión y de retorno del aire, como en las labores de desarrollo, la simple galería de ventilación, puede dividirse en dos conductos empleando una pared; también puede adaptarse una ventilación auxiliar, es decir, empleando ventiladores con duetos metálicos o de lona de longitud variable.

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Donde las labores de ventilación no están perfectamente controladas o herméticamente cerradas, los escapes no sólo incrementan la potencia requerida para producir la circulación del aire, sino que incrementa también el peligro en los incendios, debido a la falta de control. Si una parte del aire contaminado no llega a superficie, sino que vuelve a circular, el peligro de incendios y la pérdida de potencia se incrementan grandemente.

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En la mayoría de las minas grandes y profundas, la ventilación mecánica se convierte en necesidad para mantener un ritmo eficiente de operaciones, y en casi toda labor del interior hay que utilizar ventiladores o cualquier otro dispositivo para arrastrar los polvos, gases y vapores; para evitar demoras en la acción de la ventilación natural existente. Los principales tipos de ventiladores son los centrífugos y los axiales.

 Los ventiladores, de acuerdo a su empleo pueden dividirse en: a) Principales, para el serViCIO general de una mina o de la mayor parte de ella; b) Secundarias (booster), para aumentar el volumen de aire circulante en una zona determinada c) Auxiliares, para ventilar frontones, piques, chimeneas u otros espacios confinados; generalmente operan provistos de duetos construidos de diferentes materiales y de dimensiones variables; pudiendo trabajar por aspiración, inyección o en forma combinada. 

Para seleccionar el ventilador necesario, ya sea principal o secundario, hay que calcular la caída total de presión, originada tanto por la fricción como por los choques debidos a curvatura cambios de sección, obstrucciones, etc. Esto quiere decir que cada mina es un problema distinto y la solución depende de las características del terreno, forma y dimensiones de las labores, y de la cantidad de aire que se desee suministrar. A partir de la caída total de presión y de la cantidad de aire necesaria, puede calcularse la potencia requerida para vencer la resistencia de la mina o de la zona a ventilar. Las fórmulas necesarias para los cálculos, son las siguientes:

Caída de Presión por Fricción: Pf=13.3 k O L w Q2/A3 En la que: pf =caída de presión por fricción, en Ibs/pie2 (si se quief re expresar en pulgadas de agua, dividir la fórmula entre 5.2), k constante experimental (Peel 14-26), O perímetro de la labor, en pies cuadrados, L longitud de la labor, en pies lineales, w peso específico del aire del ambiente, en Ibs/pie3 Q : cantidad de aire requerida, pies cúbicos/min. A : sección de la labor, pies cuadrados.

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Un control efectivo de polvo en la perforación neumática, se puede obtener por medio de un sistema de Ventilación Exhaustiva Local, cuya campana de aspiración se adosa al barreno. El polvo es capturado apenas sale del taladro y es conducido hacia el separador. Para que la captura sea efectiva, la velocidad de entrada debe ser suficiente para controlar todas las partículas; por otro lado, la velocidad de transporte dentro del sistema debe ser tal que evite el asentamiento que pudiera ocasionar obstrucciones. Las partículas de polvo son transportadas por una corriente de aire a través de una manguera hacia un separador, en donde el polvo y el aire son separados, descargándose este último como aire limpio. El flujo de aire requerido a través de la campana de succión depende del tipo de perforadora, de la posición de perforación y del diseño de la campana. Se entiende que el aparato debe ser capaz de reducir las concentraciones de polvo a niveles higiénicamente seguros.

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Las partes esenciales del sistema son: campana de succión, manguera de succión, separador de polvo y fuente de succión. El equipo puede diseñarse tanto para una perforadora como para varias. La manguera que une la campana al colector debe ser de longitud suficiente para poder llegar a cualquier punto del lugar de trabajo, la capacidad de la fuente de succión del sistema debe ser determinada para la máxima longitud de manguera requerida (un valor práctico es 100 pies); la velocidad del aire en la manguera debe ser suficiente para asegurar el transporte continuo del polvo al colector (se recomienda de 3000 a 4000 pies/min.). .El separador de polvo debe tener una suficiente capacidad de almacenaje para mantener el material colectado durante un determinado período de trabajo (por lo menos cuatro horas), de modo que el funcionamiento del equipo no sea interrumpido en momentos en que la perforadora esté trabajando. El volumen requerido puede ser calculado fácilmente si se conoce la longitud de perforación y el diámetro del taladro. Por supuesto que la eficiencia del colector debe estar por encima del 99.999%.

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Empleo de la Ventilación Exhaustiva Local

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El Bureau de Minas de EE.UU. aprueba periódicamente una serie de sistemas de Ventilación Exhaustiva Local para las operaciones de perforación, considerando como una unidad a la máquina perforadora y al sistema de ventilación.

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El requisito importante para la aprobación consiste en que las concentraciones de polvo al nivel de respiración del perforista y en la descarga del aire a través del colector de polvo, presentan valores por debajo de 10 mpppca (millones de partículas por pie cubico de aire)

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en todo programa de control de polvo, la educación del trabajador es un factor muy importante puesto que en última instancia, depende de su colaboración el éxito en la

supresión de polvo; teniendo en cuenta las características sociales e intelectuales de nuestro trabajador minero, es tal vez uno de los problemas más difíciles de resolver ya que para su solución se requiere de una supervisión estricta y continua de cada operario, dando como resultado un alto costo de supervisión. 

El mantenimiento y conservación del sistema de control debe ser minucioso; cualquier falla en alguna de las partes del sistema, incide directamente en la eficiencia del control.

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La disposición del material colectado debe efectuarse en superficie fuera de la mina o en un lugar expresamente destinado para este fin, cuyo movimiento de aire sea independiente de los que se emplea para la ventilación de la mina

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si se omite este punto y se procede a la disposición del material colectado en las inmediaciones del lugar de trabajo, se estaría contaminando el aire a respirar por los mismos operarios, por los de las labores vecinas o por los que se encuentran en los cursos de las corrientes de aire, ya que, durante la disposición, la dispersión del polvo contamina el ambiente y se mantiene en suspensión por tiempos considerables de acuerdo al tamaño de las partículas

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así por ejemplo, las partículas de dos micras tienen una velocidad de asentamiento de 29 pulgadas/hora, las de una micra 7 pulgadas/hora, las de 0.5 micras 1.8 pulgadas/hora; y las que son menores de 0.1 micras, se comportan como gases; ésto muestra que la disposición del polvo colectado es una labor delicada que demanda mano de obra y supervisión también continua.

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El volumen de los colectores debe estar de acuerdo con la cantidad de polvo producido, la cual, como sabemos depende del diámetro, longitud y número de taladros por tarea. Siendo considerable la cantidad de polvo producido, se hace necesaria la presencia de colectores de repuesto, los que debido a su gran volumen ocasionan apiñamientos en los lugares de trabajo.

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En cuanto a -la fuente de succión, la mayoría de estos sistemas funcionan accionados por motores eléctricos, que, como es fácil comprender, requieren de conexiones eléctricas en todos los lugares de trabajo, elevando con ellos el costo de control de polvo.

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Todas estas razones han hecho que el control de polvo en la perforación, mediante la Ventilación Exhaustiva Local, no haya tenido la aceptación que tiene la perforación en húmedo suplementada por ventilación. De allí que su uso sea recomendable solamente en el caso en que la escasez de agua imposibilite la aplicación de los métodos humedos de perforación, o en casos especiales como en la perforación de chimeneas.

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CONTROL DE POLVO EN LAS OPERACIONES DE PERFORACION

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Perforación en Frentes.- En este caso, aparte del método húmedo de control, la ventilación puede ser natural siempre que el frente no se encuentre a más de cinco mts. de la chimenea de ventilación; cuando la distancia es mayor, debe emplearse ventilación mecánica auxiliar. ya sea por inyección, por aspiración o por los dos métodos combinados.

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La ventilación auxiliar por inyección consiste en suministrar aire fresco a través de un ducto a la zona próxima al frente; saliendo el aire contaminado por la misma galería. El ventilador se instala en una labor donde exista corriente directa de aire y que no esté afectada por el aire contaminado procedente del frontón, para evitar la recirculación. la distancia efectiva fluctúa entre 12 y 15 mts.

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La ventilación auxiliar por aspiración consiste en un dueto metálico por el que se aspira el aire contaminado del frontón. La zona de acción del sistema se circunscribe al orificio aspirante del dueto, y su eficiencia depende del volumen de aire aspirado por unidad de tiempo, requiriendo en muchos casos de ventiladores de gran caudal; así también influye considerablemente la distancia entre el orificio y el frente.

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En el caso del sistema de ventilación auxiliar combinado, es decir, por inyección y aspiración, éstas se usan en la ejecución de largos socavones y consiste en dos ductos, uno con ventilador impelente y otro con el aspirante. La condición necesaria es que todo el aire contaminado pase a través del ducto aspirante después de producir la circulación del aire en la zona del frente.

CONTROL Y MITIGACIÓN DE POLVO EN LA MINERÍA En toda operación minera deberá hacerse un esfuerzo por prevenir la presencia del polvo en suspensión, o por lo menos por mantener al personal alejado de la zona de alta producción de polvo. Así que en general se recomienda implementar las siguientes medidas: a. Evitar que el personal ingrese a la mina, circule o permanezca en las vías de retorno de aire contaminado. b. Prevenir la formación de polvo empleando duchas de agua en todas las operaciones que generen la formación de partículas finas; c. Mantener la roca fragmentada en condición húmeda hasta su extracción a la superficie. Para lo cual se recomienda mantener un contenido de humedad de alrededor de % en peso, empleando agua limpia para humedecer la roca. Sin embargo 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. Sin embargo 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 productora de polvo a fin de disminuir su generación o por lo menos evitar que contamine la atmósfera. b. Diluirlo lo antes posible c. Filtrarlo d. Evitarlo. Normas de trabajo para el control de polvo en la perforación neumática de frente 1.- Comprobar que el suministro de agua tenga la presión y volumen adecuados, cuidando que el sistema se encuentre en buenas condiciones de funcionamiento 2.- Humedecer con una manguera toda la superficie del frente, así como el techo y costados de la labor en una distancia de por lo menos ocho mts y mantenerlos húmedos durante todo el período de perforación. 3.-Iniciar la perforación abriendo la llave de agua 4.-En caso de ser necesario el empleo de ventilación mecánica auxiliar (cuando el frente se encuentra a más de cinco mts. de la chimenea de ventilación), comprobar su correcto funcionamiento antes de iniciar todo trabajo. PERFORACIÓN EN PIQUES Y CHIMENEAS 

PIQUES El método húmedo en la perforación de piques permite un control efectivo del polvo debido a que el barreno se orienta perpendicularmente hacia abajo casi en forma permanente, lo cual provoca poca cantidad de polvo. Cuando los piques son profundos. siempre es necesario el empleo de ventiladores auxiliares por aspiración o por el método combinado.

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CHIMENEAS

En la construcción de las chimeneas la maquina avanza casi constantemente en posición vertical hacia arriba , lo cual genera concentraciones de polvo , también el empleo de el método húmedo ocasiona molestias al perforista.

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Para el control de polvo en la perforación de chimeneas, se puede considerar dos procedimientos: a) Método húmedo suplementado por ventilación auxiliar por aspiración . b) Empleo de Ventilación Exhaustiva Local.

CONTROL DE POLVO EN OTRAS OPERACIONES  VOLADURAS Los atomizadores de agua, correctamente empleados, pueden eliminar hasta más del 99% del polvo generado por las voladuras, en un tiempo considerablemente menor que cuando se utiliza sólo ventilación. El principio de operación de los atomizadores, se basa en que las finas gotillas de agua producen la presión del polvo, por el impacto que producen sobre las partículas, precipitándolas inmediatamente. Cuando las gotillas son más finas y más numerosas, la supresión del polvo en más efectiva.

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EN EL CARGUIO Y DESCARGA DE CARROS Si las operaciones de Disparo y las de Remoción del material derribado por las voladuras, se han efectuado empleando los métodos húmedos de control de polvo, la generación de este contaminante, en las operaciones de Carguío y Descarga de carros metaleros, es mínima.

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CALIDAD DEL AIRE DE VENTILACIÓN PARA LABORES SUBTERRÁNEAS La contaminación por polvo depende directamente de los métodos de control empleados; sin embargo, por más eficientes que sean los métodos, siempre existirá contaminación, en tal forma que el aire, a medida que avanza su curso, presentará mayores concentraciones de partículas de polvo suspendidas .

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:

Partículas. Cualquier material, excepto agua no contaminada, que exista en estado soplido o líquido en la atmósfera o en una corriente de gas en condiciones normales. Aerosol. Una dispersión de partículas microscópicas, sólidas o líquidas, en un medio gaseoso. Polvo. Partículas sólidas de un tamaño mayor que el coloidal (0.05 micras), capaces de estar en suspensión temporal en el aire. Ceniza fina. Partículas de ceniza finamente divididas y arrastradas por el gas producto de la combustión. Éstas pueden o no contener combustible no quemado. Niebla. Aerosol visible. Partícula. Masa discreta de materia sólida o líquida. Humo. Partículas pequeñas arrastradas por los gases que resultan de la combustión. Hollín. Una aglomeración de partículas de carbón. 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. Equipo Precipitadores electrostáticos Torres empacadas Filtros de papel Filtros de tela Lavadores de gases Separadores centrífugos Cámaras de sedimentación

Rango de partículas que atrapa en micras 0.01 a 90 0.01 a 100 0.005 a 8 0.05 a 90 0.05 a 100 5 a 1000 10 a 10000

Las partículas de mayor tamaño son las que son capturadas por lo equipos de control con 100% de eficiencia. 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. Cámaras de sedimentación.- Son grandes cámaras en las que la velocidad de los contaminantes desciende hasta que por gravedad se deposita en el fondo del equipo. Su máxima eficiencia se logra con partículas no mayores a 1000 micras, siempre y cuando su densidad sea alta.

Separadores centrífugos.- También se les conoce como ciclones y los hay de baja ó 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 micras, 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 micras con 95 % de eficiencia. Colectores húmedos.- 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.

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 micras 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. 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 micra. 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.

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 micra 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 apelmaza el polvo y tapan las bolsas.

Precipitador electrostático.- 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 micras 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.