La ventilación, proceso clave en las operaciones mineras subterráneas
Escrito por: Donna Carpio Palomino, participante del programa de becas “Women for Safety”, primera generación.
Entre los años 2007 y 2019 los accidentes mortales por gaseamiento en el Perú, han representado el 10.64% del total, ocupando de esta forma la cuarta causa de muerte en la industria minera (OSINERGMIN, 2019).
Dentro de la problemática que presentan las minas subterráneas en el mundo, se encuentra la existencia de un sistema de ventilación inadecuado, puesto que este es un proceso de vital importancia para asegurar una atmosfera respirable y segura en beneficio de sus trabajadores y para el óptimo desarrollo de sus operaciones (Minería Chilena, 2014).
Ernesto Arancibia, director de la Especialidad Minería Subterránea de la Gerencia de Tecnología e Innovación de Codelco, indica que “no solamente las personas necesitan una buena calidad de aire; también las máquinas diésel dependen de ello para efectuar su combustión interna” (Minería Chilena, 2014).
Pero, ¿Qué es la ventilación?
Es el arte y ciencia que se encarga de distribuir y encausar la circulación de volúmenes de aire dentro de las operaciones mineras del modo más económico, puede ser por medios naturales o mecánicos, con el fin de satisfacer las necesidades de oxigeno del personal y las maquinas. Este aire debe ser de buena calidad y cantidad para mantener la vida y confortabilidad en las áreas de trabajo (Jimenez, 2002).
¿Por qué necesitamos de la ventilación?
Es necesario establecer un buen circuito de ventilación por los siguientes motivos:
· Se debe asegurar un contenido mínimo de oxígeno
· Se requiere diluir los gases.
· Se necesita climatizar la mina.
· Se requiere confort térmico en los frentes de trabajo.
Ninguna actividad de explotación minera subterránea puede ser efectiva si en el ambiente laboral existe la presencia de humos, polvos y gases en el aire, lo que genera falta de visibilidad y claridad en las galerías y lugares de trabajo llegando a ocasionar en el personal fastidios, pérdida de tiempo y riesgos (Jimenez, 2002).
Los ambientes de trabajo inadecuados y con problemas de contaminación repercuten negativamente en la producción, haciendo lentas las operaciones y bajando la velocidad en la extracción de mineral (Instituto de seguridad minera, 2018).
¿Cuál es el requerimiento mínimo de aire?
Por estas razones, que justifican que el aire que ingrese a una mina sea de calidad y en la cantidad necesaria; el estado peruano en el Reglamento de Seguridad e Higiene Minera DS 023–2017-EM, estipula los requerimientos mínimos de aire para el personal y equipos Diésel, así como sus velocidades mínimas y máximas en las labores mineras; también establece los límites máximos permisibles de los diferentes agentes contaminantes y la obligatoriedad de contar con los equipos e instrumental para su detección y evaluación.
La cantidad de aire necesario para ventilar adecuadamente una mina se calcula en función de diferentes necesidades y parámetros establecidos, teniendo como objetivo (Carbajal, 2016):
· Satisfacer la necesidad vital mínima establecida, dando un cierto grado de confort a los trabajadores que laboran en interior mina.
· Para diluir y trasladar los gases, polvos, humos y calor producidos en las operaciones mineras.
· Brindar las condiciones mínimas requeridas para el desarrollo de los equipos Diésel dentro de la mina.
· Entregar un ambiente térmico confortable.
El Reglamento de Seguridad y Salud Ocupacional del Estado Peruano DS 023–2017-EM, establece en el Anexo 38 lo siguiente (Ministerio de Energía y Minas, 2017):
Anexo 38
Calculo del requerimiento de aire
REQUERIMIENTO DE AIRE TOTAL (QTo). — Cuando en la operación se utilice equipos con motor petrolero:
La demanda de aire al interior de la mina debe ser calculada de acuerdo al literal d) del artículo 252 del reglamento, considerando la fórmula siguiente:
QTo = QT1 + QFu
Donde:
· QTo = Caudal total para la operación.
· QT1 = La sumatoria de caudal requerido por: a) el número de trabajadores (QTr), b) el consumo de madera (QMa), c) temperatura en labores de trabajo (QTe) y d) equipos con motor petrolero (QEq).
· QFu = 15% del QT1
¿Qué tipos de ventilación existen en minas subterráneas?
Existen dos tipos de ventilación en minería subterránea:
Ventilación natural
Es el flujo natural de aire que ingresa a la mina, sin la necesidad de alguna fuerza mecánica externa. Este movimiento se debe a la diferencia del peso específico del aire entrante y saliente (Jimenez, 2002).
Ventilación auxiliar
Es la ventilación en la que el flujo de aire ingresa a la mina mediante dispositivos mecánicos accionados por energía eléctrica, aire comprimido, combustión interna, etc. Se utiliza cuando la ventilación natural no es posible o no es suficiente. Se utilizan ventiladores principales, secundarios o auxiliares (Jimenez, 2002).
Aires de mina, ¿Qué es y cuál es su composición?
El aire es la mezcla homogénea que constituye la atmosfera terrestre, compuesto por la combinación de gases en proporciones variables, también contiene vapor de agua, alrededor de 1% a nivel del mar y 0,4% en la atmosfera (Enciclopedia de Conceptos, 2018).
¿Qué gases están presentes en las minas subterráneas?
Los gases están presentes en las minas, en condiciones normales. El sistema de ventilación debe estar diseñado para introducir aire fresco y diluir los gases dañinos(Instituto de Seguridad Minera, 2016). Entre los gases tenemos:
· Nitrógeno
· Anhídrido carbónico
· Monóxido de carbono
· Gases nitrosos
· Anhídrido sulfuroso
· Gas sulfhídrico
Finalmente, ¿Qué debemos tener en cuenta?
1. Ninguna labor minera subterránea debe ser considerada optima si presenta menos del 19.5% de oxígeno.
2. El caudal mínimo de aire por persona es de 3m3/min, el cual irá aumentando de acuerdo a la altitud de las labores mineras.
3. Las velocidades de aire no deben ser menores de 25 m/min ni mayores de 250 m/min.
4. Capacitar al personal de mina sobre los riesgos críticos de ventilación, gases tóxicos, generación y mitigación de los mismos.
5. Las conexiones de las labores de preparación, desarrollo y producción deben encontrarse sin obstáculos de materiales u otros elementos, ya que las labores que se encuentran con acumulación de desmonte y/o rellenos, reducen el paso del flujo de aire necesario, por consiguiente, aumenta el costo de energía.
6. Las labores que se conectan a zonas antiguas, deben ser cerradas o clausuradas sino se realiza trabajo alguno (para evitar riesgos por gaseamiento).
7. Colocar tableros de registro en zonas de trabajo, donde se señale: Área, velocidad, caudal, temperatura y humedad relativa, además si pertenece al circuito de aire limpio o viciado.
8. Hacer un sistema de drenaje eficiente ya que la presencia del agua y el incremento de la temperatura hace que la humedad relativa suba, provocando neblina y poca visibilidad en el ambiente, afectando al personal.
9. Optimizar el uso de los equipos LHD Diésel, para ello se recomienda un estudio del requerimiento óptimo de la demanda de los equipos (producción, transporte y servicios).
10. Realizar el aforo de caudales de aire y monitorear las estaciones de ventilación, sugeridas con períodos cada 3 meses (actualizar los planos isométricos y publicarlos en las zonas donde circula el personal).
11. Es necesario evaluar el sistema de ventilación de los polvorines (accesorios y explosivos).
12. Es necesario cumplir con la matriz de ventilación para evitar sanciones y multas por el ente fiscalizador del estado.
Referencias bibliográficas
Carbajal, C. (2016). Optimización del sistema de ventilación aplicando tecnologías informáticas minera Hemco — Nicaragua (Tesis de pregrado). Universidad Nacional de Ingeniería.
Enciclopedia de Conceptos. (2018). Concepto de aire. https://concepto.de/aire/
Instituto de seguridad minera. (2018). Consideraciones técnicas de ventilación subterránea. http://www.revistaseguridadminera.com/operaciones-mineras/consideraciones-tecnicas-de-ventilacion-subterranea/
Instituto de Seguridad Minera. (2016). 7 gases presentes en mineras subterráneas. http://www.revistaseguridadminera.com/operaciones-mineras/7-gases-presentes-minas-subterraneas/
Jimenez, P. (2002). Ventilación de minas subterráneas y túneles (1ra Edició).
Minería Chilena. (2014). Ventilación subterránea: Adecuándose a grandes proyectos mineros. 2014. http://www.mch.cl/informes-tecnicos/ventilacion-subterranea-adecuandose-grandes-proyectos-mineros/
Ministerio de Energía y Minas. (2017). D.S. 023–2017-EM.
OSINERGMIN. (2019). Compendio Ilustrativo de Accidentes en el Sector de Mediana Minería y Gran Minería — 2019. 1, 1–170.
Vargas, E. (2015). Ventilacion De Minas. Ventilacion Minera, 5.
