Esteban Lpez Araya.Universidad de AconcaguaTECNICO EN MINAS

TOXICOS

1.- Conceptos de toxicologa

1.1.- Toxicidad : Es la capacidad de una sustancia en producir un efecto inadecuado en el organismo, cuando esta alcanza una concentracin suficiente para producir dao, en un cierto lugar del organismo.

1.1.- Sustancias txicas : Son gases, lquidos o slidos que por sus propiedades qumicas al ser inhalados, absorbido o introducidos al medio interno y metabolizados, pueden producir daos o lesiones a un organismo vivo, pudiendo provocarle la muerte.

2.- Formas de toxicidad:a.- segn su grado de toxicidad:

Aguda y sub aguda.Crnicas (Acumulacin de dosis, suma de efectos)

b.- segn zona del organismo afectada:

Local.Sistmica.

3.- Parmetros de toxicidad.

3.1.- Dosis letal 50 = Cantidad de txico que causa la muerte al 50 % de los individuos por va distinta a la inhalacin.DL0 = Muerto con mxima concentracin.DL100 = 100% de muertos con menor concentracin.

3.2.- Concentracin letal 50 = 50 % muertos va inhalacin.

3.3.- Dosis dermal 50 = 50% muertos por absorcin de txicos va piel.

A la dosis se le debe indicar la especie y la va para que tenga validez.

4.- Niveles mximos permitidos.En chile se conocen como LPP = lmite permisible ponderado, el cual est referido a una exposicin de 8 o 12 horas diarias, en un total de 45 horas semanales.

LPA = Lmite permisible absoluto, el cual seala que no podrn excederse en ningn momento.

Aquellas sustancias donde no se indican estos LPA ste se calcula multiplicando por 5 el LPP

5.- Limites permisibles ponderados de contaminantes de minas.

5.1.- LPP de gases.

Segn la legislacin, los LPP y LPA de los gases que principalmente se encuentran en la atmsfera de minas, se muestran a continuacin.

Los LPP en este caso estn dados en p.p.m. (parte por milln).

GASComo se generaEfecto en el organismoLPPLPANitrgenoEn la atmosfera y emanaciones de rocasSofocamiento por falta de O2**Monxido de carbonoDetonaciones, combustin incompleta, incendioExtremadamente venenoso a 0,2 %.40(46)458Anhdrido carbnicoDetonacin, combustin, respiracin humana.Sofocante peligro sobre 6%4000(7200)54000Anhdrido SulfurosoAccin del agua sobre minerales sulfurosos.Venenoso a 0,04 %1,6(4)13Hidrgeno SulfuradoAccin del agua sobre minerales sulfuradosSumamente venenoso20(25)21Oxido de NitrgenoDetonacin, combustinTxico, ataca los tejidos pulmonares.20(25)*MetanoProducto natural de yacimiento de carbn.Sofocante, explosivos.1%1%

5.2.- LPP polvo silicgeno.

El reglamento establece los LPP para polvo de minas que contiene slice libre. Se establece que el LPP para la slice cristalizada es de 0,08 mgr de slice cristalizado por m3 de aire, considerando polvo respirable, o sea menor de 10 micrones.

5.3.- Correccin por altura.La legislacin establece una correccin a los LPP que se entregan en mgr / m3 dados por la siguiente formula.

LPPh = LPP * Presin atmosfrica en h/760

LPPh = LPP * Presin atmosfrica en h/760

Donde: h = altura sobre el nivel del mar donde se requiere determinar el LPP.Presin atmosfrica en h / 760 mm Hg.

Esta altura solo se aplica en alturas superiores a 1.000 m.s.n.m.

Ejemplo:

Para una altura de 3000 m.s.n.m. se tiene una presin atmosfrica de 523 mm hg. El LPP para el monxido de carbono ser.

h = 3.000 m.s.n.m. LPPh = 46 mgr/m3 x 523 mm Hg. 760 mm Hg.

LPPh = 31,66 mgr/m3.

CLIMA SUBTERRANEO

CLIMA SUBTERRNEOEl clima dentro de las mina subterrnea no presenta mayores preocupaciones en minas de poca profundidad.

Sin embrago cuando se presentan yacimientos mayores a 1000 mts. es una ocupacin que debe ser atendida con profesionales y personal capacitado en el tema.

1.- Temperatura en las Minas. La temperatura del aire depende de muchos factores de los cuales los mas importantes son los siguientes:

1.1.- Influencia de la Temperatura del aire exterior.La T del aire exterior, que ingresa a una mina, oscila con el tiempo y depende de la regin, diferente entre verano y fro.Cuando en algunas regiones y pocas del ao la T baja los 0 C se hace necesario calentar el aire hasta los + 2 C, para evitar congelamientos

1.2.- Influencia del calor de compresin

El calentamiento del aire durante su descenso en las minas se debe a su compresin.

La T del aire sometido a la presin atmosfrica esta dada por:

T = T0 + 0,0098 H.

Donde

T = Temperatura a una profundidad igual a H en metros.T0 = Temperatura de la superficie.H = Profundidad en metros.

La T aumente en 0,0098 C, por cada metro de profundidad.

Con esto adems podemos decir que cada 100 metros aumente la Temperatura en 1C.

O sea:

A 1000 metros de profundidad cuanto aumentara la T, si en el exterior esta es de 1 C.

1.3.- Influencia de la T de las rocas.

De la T de las rocas depende como se calienta el aire durante su camino por la mina.

La temperatura de las rocas en los primeros metros, segn la vertical desde la superficie terrestre, cambia durante el ao en relacin con la temperatura del aire en la superficie y despus, al alcanzar la capa neutral de temperatura constante (aproximadamente de 20 a 40 metros en las latitudes medias), queda todo el ao igual.

A profundidades mayores, la temperatura de las rocas sube. El aumento es caracterizado por el "grado geotrmico" - profundidad en metros correspondiente al aumento de temperatura en un grado.

El grado geotrmico vara en amplios lmites, segn las condiciones locales (composicin de rocas, presencia de agua, etc.).

El valor inverso del grado geotrmico es el gradiente geotrmico, que es la temperatura correspondiente al aumento de profundidad por un metro.

El grado geotrmico se calcula por la frmula:

G = H - ht tmdonde:

H = profundidad de la medicin, m.h = profundidad de la zona a temperatura constante.t = temperatura en la profundidad H, gradostm = temperatura promedio anual de la regin

EjercicioCalcular la temperatura que se tendr, a una profundidad de 1000 m, donde el grado geotrmico es a 30 metros, la T promedio anual es de 10 C y la t constante se produce a 40 m.

t = tm + (H - h) GSi tenemos

tm = 10 CG = 30 mH = 1.000 mh = 40 m

t = 10 + (1.000 - 40)/30 = 42 C

1.4.- Influencias de los procesos qumicos.

A stos pertenecen las oxidaciones de toda clase, oxidacin de carbn, putrefaccin de maderas, oxidacin de pirita, etc.

1.5.- Influencias de la evaporacin del agua.

Entre los procesos endotrmicos que compensan la elevacin de temperatura de los procesos exotrmicos, el ms importante es la evaporacin del agua. Pero, este tipo de enfriamiento no es deseable de ninguna manera ya que a consecuencia del aumento de la humedad relativa, las condiciones mineras pueden hacerse insoportables.Exotrmico => liberan calor.Endotrmico => absorven calor.

1.6.- Influencia de la velocidad del aire.

La velocidad del aire es tambin de gran importancia en las condiciones climticas del interior de la mina.

Un trabajador no se siente bien en el aire tranquilo, sin movimiento, ya que el calor de su cuerpo producido por el trabajo no se elimina bien desde su piel al medio exterior.

Su rendimiento aumenta con el aumento de velocidad del aire, pero no en forma lineal, ya que el aumento de velocidad del aire por arriba de los 5m/seg. no tiene influencia prctica.

1.7.- Influencia de otros factores. Adems de lo ya estudiado existen otros factores que entregan calor al aire de las minas, estos son:

Trabajos con explosivosCaeras de aire comprimidoMotores elctricosCombustin de equipos dieselEfectos de respiracin, etc.

2.- Accin de las temperaturas elevadas sobre el personal.

Por la digestin de los productos alimenticios en el organismo humano, se desarrollan los procesos del metabolismo, acompaados de la produccin del calor.

Con esto, la temperatura del cuerpo humano se conserva a un nivel fijo de 36,6 C. Durante el sueo o en reposo, un hombre adulto desarrolla de 70-80 Kcal/hora.

Durante el trabajo fsico el calor sobrante es de cerca de 500 Kcal/hora que deben ser eliminadas por la piel mediante conveccin, radiacin y evaporacin.

Con la evaporacin de 1 litro de agua se eliminan aproximadamente 540 Kcal; este valor del orden del exceso de calor desarrollado por hora por un hombre en trabajo.

En ciertas rea calientes, se observaron evaporaciones de hasta 3 litros de sudor y en las minas de oro del Rand hasta 10 litros. La eficiencia del desprendimiento del calor depende:

De la temperatura del aire, o ms exactamente, de la diferencia de las temperatura de la piel del cuerpo humano y del aire;Del valor de la humedad relativa;De la velocidad del aire.

Prescripcin reglamentaria.

Segn los estudios de fisilogos ingleses, la accin prolongada de las temperaturas mayores de 28 C por el termmetro seco (lo que es igual a 26 C del termmetro hmedo) es nociva para el cuerpo humano.

A temperaturas hmedas mayores a 32 C, no es posible ningn trabajo duradero. Los reglamentos de seguridad minera de diferentes pases, fijan las condiciones de trabajo en las minas con altas temperaturas.

En las minas secas, nada se opone a la eliminacin del sudor; el aire puede absorber la diferencia entre su humedad relativa y absoluta.

Cuando menor es esta diferencia y cuanto ms se acerca la humedad del aire al 100%, tanto ms difcil es la evaporacin del sudor.

Particularmente difcil es la presencia de atmsferas con alta temperatura hmeda y sin movimiento.

La estada prolongada del hombre en condiciones trmicas desfavorable conducen inevitablemente al aumento de la temperatura en el organismo. La temperatura del hombre puede subir hasta ms de 42 C y provocar la muerte.

DETERMINACION DE ALGUNOS PARAMETROS

1.- Peso Especifico.

Se le llama peso especfico a la relacin entre el peso de una sustancia y su volumen.

El peso especifico del aire puede ser calculado de la siguiente forma:

y = 0,465 p (kgr/m3) 273 + t

p = presin baromtrica, mm Hg.t = Temperatura del aire, C.

2.- Medicin de presin al interior de la Mina.

El instrumento que generalmente se usa para medir la presin absoluta, tanto en el interior de la mina como en la superficie, es el "barmetro aneroide".

El barmetro corriente de mercurio, el barmetro de estacin y el bargrafo, por las dificultades de manejo y gran sensibilidad, solamente son apropiados para las mediciones en el exterior.

El barmetro aneroide es un equipo que no utiliza mercurio para realizar sus mediciones.

Es un barmetro preciso y prctico donde la presin atmosfrica deforma la pared elstica de un cilindro en el que se ha hecho un vaco parcial, lo que a su vez mueve una aguja.

Fue inventado en 1843 por el cientfico Lucien Vidie. Utiliza una pequea caja de metal flexible que se llama una clula de aneroide (cpsula), que est hecha de una aleacin de berilio y cobre.

Aparato que sirve para medir el peso del aire que nos rodea, este peso se denomina presin atmosfrica y no es uniforme ya que hay lugares de presin ms elevada que otros.

Por regla general se dice que la presin normal, es decir que no es ni alta ni baja, es de 1.013 hectopascales (medida internacional equivalente a los milibares).

Cuando la presin est por encima de esta cantidad decimos que tenemos Anticicln, es decir, altas presiones y esto suele ser sntoma de tiempo estable (sol, vientos en calma, nieblas, inversiones trmicas, mar de nubes, etc.).

En cambio, cuando la presin est por debajo decimos Borrasca o baja presin que es sntoma de tiempo inestable (posibilidad de lluvias, tormentas, vientos fuertes, etc.), este aparato comenz a utilizarse el siglo XV.

3.- Medicin de la velocidad del aire.

La medicin de la cada de presin, por lo general tiene que estar acompaada de la determinacin del volumen del aire; la medicin de ste (pie3/min) se hace mediante la ecuacin de continuidad

Q = V x A

Determinando la velocidad y el rea en el terreno.

Para la determinacin de la velocidad del aire en las minas se utilizan los "Anemmetros" y otros instrumentos.

3.1.- Anemmetro de paleta.

Son pequeos aeromotores, en los que una rueda de paletas de aluminio, cuyo nmero de revoluciones es proporcional a la velocidad del aire, impulsa un mecanismo indicador.

Este mecanismo tiene una graduacin tal que permite medir el camino recorrido por el aire, en metros, en el tiempo de medicin. El recorrido dividido por el tiempo, en minutos, nos da la velocidad del aire en m/min.

El tiempo de medicin no debe ser menor a un minuto y no necesita rebasar los cuatro minutos.

3.2.- Tubo de humo. Este sencillo instrumento permite determinar en forma rpida y ms o menos exacta la direccin y velocidad de flujos lentos de aire.

El aparato consiste en un tubo de vidrio de 10 mm. de dimetro y 14 cm. de largo, lleno con piedra pmez granulada que ha sido tratada con cloruro estnnico fumante.

Al quebrar los extremos hermticamente sellados del tubo y al hacer pasar aire a travs de l, por medio de una pera aspiradora, se forma un humo blanco de cido estnnico y clorhdrico, en presencia de la humedad del aire.

El humo producido, sale del tubo y se mueve con la misma velocidad del aire.

Para determinar la velocidad con el tubo de humo, se mide una galera, de seccin uniforme, una distancia (generalmente son dos metros), se suelta una nube de humo y se toma el tiempo que demora en recorrer el espacio determinado.

Para su mayor exactitud, cada determinacin de velocidad se puede repetir varias veces.

Medicin de la velocidad media y del caudal de aire. En una galera la velocidad se mxima en su centro, disminuyendo hacia los bordes, en forma de fajas ms o menos circulares. Para el clculo del caudal de aire, la velocidad que necesitamos saber es la velocidad media. Entre la velocidad mxima (Vmx) y la velocidad media (vm) existe la siguiente relacin:

Para el clculo del caudal de aire, la velocidad que necesitamos saber es la velocidad media. Entre la velocidad mxima (Vmx) y la velocidad media (vm) existe la siguiente relacin:

Vm = * Vmx.

donde: entre 0,75 y 0,80

Dos mtodos son los ms comunes usados para medir la velocidad media de un caudal de aire:

Medicin frente al medidorMedicin en la seccin.

En el primer caso el operador se coloca frente a la corriente, con la cara hacia el lado que viene el aire, teniendo el anemmetro adelante, con la mano extendida, se le mueve regularmente por la seccin.

Este mtodo se usa slo en galera menores de dos metros de alto y a la velocidad media obtenida se multiplica por c = 1,14.

En el segundo caso, el operador se coloca en la pared de la galera, lo ms escondido posible y hace pasear el anemmetro por la seccin de la galera, para este objeto el anemmetro se sostiene sobre una varilla que se atornilla en la base del anemmetro. En este caso, la correccin de la velocidad media es:C = (A - 0,4) / A;

4.- Cada de presin.

En ventilacin de minas, como en hidrulica y en otros campos donde se aplican los principios de mecnica de fluidos, es de mayor inters determinar la diferencia de presin entre dos puntos que la determinacin de la presin en ellos. Sabemos que el flujo de aire se origina porque existe una diferencia de presin entre dos puntos del sistema, para poder lograr esta diferencia es necesario agregar energa al sistema.

Esta energa entonces, es consumida en superar las resistencias que las labores mineras le ponen al paso de una cantidad determinada de aire.

Estas resistencias originan entonces una cada o prdida de presin que llamaremos "H" y est dada en mm. de columna de agua o Kg/m2.