Composición del Aire en Minas y su Alteración
El aire al pasar por una mina se altera con la siguiente composición: Nitrógeno, Oxígeno, Anhídrido carbónico, Argón y otros gases.
Razones para la Ventilación en Minas
Las razones que justifican el ingreso de aire a una mina son:
- Permitir el mantenimiento del oxígeno necesario para la vida de los trabajadores.
- Suprimir los gases tóxicos producidos en las tronaduras con explosivos.
- Evitar la formación de mezclas explosivas gas-aire.
- Eliminar la concentración nociva de polvo en suspensión.
- Reducir la temperatura en lugares muy calurosos y aumentarla si es muy baja.
- Proporcionar el aire suficiente para el trabajo seguro de equipos diésel dentro de las minas.
- En todos los lugares de la mina donde accede personal, el ambiente deberá ventilarse por medio de una corriente de aire fresco.
- Es necesario asegurar un contenido mínimo de oxígeno en la atmósfera de la mina para permitir la respiración de las personas que trabajan en su interior.
Deficiencia de Oxígeno: Causas y Riesgos
La deficiencia de oxígeno puede ser causada por:
- Introducción de un gas diluyente.
- Desplazamiento del oxígeno.
- Combinación de ambos procesos.
La causa más grave de deficiencia de oxígeno es la dilución, que ocurre cuando un gas se introduce en la atmósfera de la mina, reduciendo así el porcentaje de oxígeno en el aire y crea de por sí un riesgo. Estos gases provienen de los estratos del depósito o de las formaciones adyacentes.
Consumo de Oxígeno en Minas
El consumo de oxígeno en las minas se debe a:
- La respiración del personal.
- Oxidación de material orgánico.
- Incendios.
- Uso de motores.
- Uso de explosivos.
En minas subterráneas existen 4 fuentes principales de gases:
- El uso de explosivos.
- Las máquinas de combustión interna.
- Los gases de estrato.
- La respiración humana.
En voladura, el ANFO genera óxidos de nitrógeno los que, aun en baja concentración, pueden ser mortales.
En máquinas de combustión interna, se generan hasta 0,3 m3/min por HP, emanando monóxido de carbono, dióxido de nitrógeno, aldehídos, humos, metano y dióxido de azufre.
En los gases de estratos, son los que están dentro de las estructuras rocosas del yacimiento.
Peligrosidad de los Gases: Factores Clave
La peligrosidad de los gases presentes depende de 3 factores:
- TOXICIDAD: Depende de la composición química del gas.
- CONCENTRACIÓN: Una concentración alta de gases tóxicos origina accidentes fatales.
- TIEMPO DE EXPOSICIÓN: A menor tiempo de exposición, menos daños al organismo.
Clasificación de Gases en Minería
Gases en la minería:
- IRRITANTES AFIXIANTES:
- Monóxido de carbono
- Hidrógeno sulfurado
- Dióxido de nitrógeno
- Anhídrido sulfuroso
- SOFOCANTES:
- Nitrógeno
- Anhídrido carbónico
- Metano
- EXPLOSIVOS INFLAMABLES:
- Metano
- Monóxido de carbono
- Hidrógeno sulfurado
Características de Gases en Minería
Monóxido de Carbono (CO)
Gas incoloro, inflamable, olor a huevo podrido.
Se genera por descomposición de pirita, descomposición de sustancias orgánicas, y disparos en minerales que tienen azufre.
Efectos fisiológicos:
- 8 ppm: 8 horas de exposición.
- 50-100 ppm: Intoxicación, conjuntivitis, irritación.
- 200-300 ppm: Conjuntivitis e irritación.
- 700 ppm: Intoxicación aguda, pérdida de conocimiento, paro respiratorio y muerte.
- 1000-2000 ppm: Intoxicación aguda, pérdida de conocimiento, paro respiratorio y muerte.
Hidrógeno Sulfurado (H2S)
Gas incoloro, inflamable.
Se genera por descomposición de pirita, descomposición de sustancias orgánicas, y disparos en minerales que tienen azufre.
Efectos fisiológicos:
- 8 ppm: Máximo 8 horas de exposición.
- 50-100 ppm: Intoxicación subaguda, leve conjuntivitis, irritación.
- 200-300 ppm: Fuerte conjuntivitis e irritación.
- 700 ppm: Posible intoxicación aguda, pérdida de conocimiento, paro respiratorio y muerte.
- 1000-2000 ppm: Intoxicación aguda, pérdida de conocimiento, paro y muerte.
Dióxido de Nitrógeno (NO2)
Gas color pardo rojizo a temperatura sobre 23°C, picante y algo dulce.
Se produce al detonar explosivos o dinamitas, se desprende del escape de equipos que funcionan a gasolina y diésel, y se produce en operaciones de soldadura al arco y con gas.
Efectos fisiológicos:
- 2,4 ppm: Máximo 8 horas.
- 60 ppm: Irritación a la garganta.
- 100 ppm: Cantidad mínima que produce tos.
- 150 ppm: Peligroso incluso en exposiciones cortas.
- 200-700 ppm: Fatal, aun en exposiciones cortas.
Anhídrido Sulfuroso (SO2)
Gas incoloro, picante, irritante, sabor ácido y olor a azufre quemado.
Se genera por la combustión del azufre, por la combustión de carbón rico en azufre, y por disparos en minerales con azufre.
Efectos fisiológicos:
- 1,6 ppm: Máximo 8 horas.
- 20 ppm: Irritación en los ojos.
- 150 ppm: Desagradable pero soportable.
- 400-500 ppm: Peligroso, respiración dificultosa.
- 1000 ppm: Muerte en pocos segundos.
Nitrógeno (N2)
Gas incoloro, inodoro, físicamente inerte.
Se encuentra en el aire en forma de amoniaco y se genera por disparos, en lugares de ventilación deficiente y se produce una deficiencia de oxígeno.
Efectos fisiológicos: Efectos nocivos sobre el organismo, asfixia y muerte por falta de oxígeno.
Anhídrido Carbónico (CO2)
Gas incoloro, inodoro, sabor ácido.
Se genera por la respiración de las personas y animales, por la combustión de sustancias carbonatadas en presencia de exceso de aire, por disparos, y por escape de motores diésel.
Efectos fisiológicos:
- 4000 ppm: Concentración máxima 8 horas.
- 5000 ppm: Se produce mareos.
- 6000 ppm: Se considera peligroso.
- 10000 ppm: Se resiste pocos minutos.
- 15000 ppm: Fatalidad.
Metano (CH4)
Gas incoloro, inodoro e insípido.
Se genera a través de fisuras en los mantos de carbón, por la descomposición de madera bajo agua, por la descomposición de materias orgánicas y en alcantarillas.
Efectos fisiológicos: Asfixiante y desplaza el oxígeno.
Cuando el aire contiene 25% de metano produce asfixia por deficiencia de oxígeno.