Informe Tecnico Supresor de Polvo Final

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informeFotografa: Juan Carlos Recabal MINERA CHILENAEN CAMINOS MINEROSPrcticas parasuprimir el polvoPor Ramn Rada J. y Ricardo Cruz M. (Dust A Side, en base al informe Impacto Potencial de la Aplicacin de Supresores de Polvo del panel de expertos de la Universidad de Nevada y la Agencia de Proteccin Ambiental de EE.UU. (Mayo de 2002).E l polvo es hoy una de las principales amenazas para la minera. Su carcter furtivo pone en riesgo la salud de las personas y la seguridad operacional, as como la continuidad del proyecto. La emisin de polvo daa la carpeta de rodado y compromete la vida til de los caminos, acelerando su erosin y creando un entorno de polucin que afecta a usuarios y comunidades aledaas, as como el desempeo de los equipos.Sin un adecuado sistema de monitoreo y control de polvo, una gran cantidad de material particulado fi no compromete la salud de los operadores e impacta nega-tivamente en el desempeo de los equipos, afectando la productividad de la ope-racin.La normativa vigente defi ne valores mximos permitidos de PM10 (150 Ug/m3 diario y 50 Ug/m3 mensual en pro-medio anual).Un estudio realizado por el Departamento de Transpor-tes de Wisconsin (DTW), de EE.UU., establece que un vehculo liviano que circula diariamente levanta una to-nelada de polvo al ao por cada 1.600 metros recorri-dos. No siempre la solucin al problema del polvo es la pavimentacin de cami-nos; en faenas mineras esta medida muchas veces es impracticable, por la invia-bilidad tcnico-econmica en caminos de alto tonelaje y por la disponibilidad opera-cional que estos requieren. Entendiendo que el polvo daa la carpeta de rodado y compromete la vida til de los caminos, acelerando su erosin y creando un entor-no de polucin que afecta a los usuarios y comunidades aledaas, es necesario eva-luar diferentes prcticas para su abatimiento.Los supresores de pol-vo, cualquiera sea el tipo, abaten el polvo a travs de la modifi cacin de las propiedades fsicas de lawww.mch.cl Junio 2013 / n 384 57Fotografa: Juan Carlos Recabal MINERA CHILENA informedad, generan una condicin jabonosa e insegura ante presencia de humedad.La forma tradicional y ms eficiente de aplicar los su-presores es con una ba-rra aspersora, dosificando con inyectores o boquillas especialmente diseadas para una cobertura eficiente del camino. La formacin superficial puede requerir movimiento de tierra y com-pactacin, dependiendo del trnsito que soportar y el material de la superficie.Tipos de supresores de polvoAguaLa aplicacin de agua como supresor de polvo es una solucin de corto plazo y opera a partir de la aglomeracin de partculas en la superficie. superficie. Una vez aplica-do un supresor de polvo, las partculas y material del suelo son agrupadas y cap-turadas, hacindolas ms pesadas, lo que permite evitar la polucin por esta va, mejorando la calidad logran una carpeta de roda-do de propiedades asflti-cas, seguras y resistentes. Muchos de los productos orgnicos bituminosos y no bituminosos son combi-nados con aglomerantes y emulsificantes, que aportan La aplicacin de agua como supresor de polvo es una solucin de corto plazo y opera a partir de la aglo-meracin de partculas en la superficie. Dependiendo de la temperatura y humedad tiene una eficiencia relativa de rango acotado entre 30No siempre la solucin al problema del polvo es la pavimentacin de caminos; en faenas mineras esta medida muchas veces es impracticable, por la inviabilidad tcnico-econmica en caminos de alto tonelaje y por la disponibilidad operacional que estos requieren. minutos y 12 horas. El por-centaje de control de polvo del agua en caminos ha sido estimado en un 40%. Su capacidad de controlar polvo decrece desde 100% a 0% en muy corto tiempo, especialmente si el clima es caluroso y seco.del aire y la visibilidad del camino. Algunos supreso-res o matapolvos forman una pelcula superficial por aglomeracin de partculas, lo que requiere de una gran cantidad de producto para no romperse. Otros, como las emulsiones bituminosas, propiedades de adhesividad para que las partculas de polvo se agrupen y peguen, evitando su elevacin. La sal y derivados de cloruros no obstante logran un efecto visual favorable, con una superficie de base higrosc-pica que absorbe la hume- El agua es ms eficiente donde el trnsito vehicular es limitado. Adems, es un bien muy escaso en la industria minera. Por otra parte, no evita la elevacin de partculas ms finas que se generan, ya que el agua no encapsula el camino. Awww.mch.cl Junio 2013 / n 384 59su vez, el sobrerriego facilita la formacin de barro, lo que dificulta la limpieza y mantenciones de equipos, genera erosin acelerada y determina mayores cortes en neumticos OTR, ya que afila cantos de roca.Sales y clorurosLas sales ms ampliamente usadas son el cloruro de magnesio (MgCl2) y el clo-ruro de calcio (CaCl2). Estas suprimen polvo a partir de la atraccin de la hume-dad del ambiente. El cloruro de sodio (NaCl) no es muy usado en regiones ridas, porque solo absorbe agua logra controlar la humedad requerida; sin embargo, no forman una capa impermea-ble, con lo que su compo-sicin migra fcilmente del camino al ambiente, modifi-cando la salinidad del suelo y pH del agua.Polmeros sintticosLas propiedades adhesivas de los polmeros sintticos promueven la ligazn de las partculas del suelo. Estos polmeros pueden fortalecer la superficie del camino, au-mentando la tensin de ro-tura en 10 veces, lo que en clima seco permite mante- informetre s. Tienden a mantener la plasticidad, permitiendo la compactacin del suelo cuando son aplicados en caminos con alto contenido de arcilla. La eficiencia y superficie de los lignosul-fonatos puede ser reducida o completamente destruida en presencia de lluvia. Estos productos escurren por la solubilidad que poseen en agua. No logran formar una superficie hidrorrepelente. -Los aceites vegetales son generalmente una mezcla de glicridos y provienen de semillas y/o frutos. Algunos ejemplos de aceites vege-cuando la humedad excede el 75%. El cloruro de calcio, en tanto, absorbe la hume-dad del ambiente en funcin de la humedad relativa y la temperatura del entorno. Es ms efectivo en lugares que tienen alta humedad y bajas temperaturas; a 25C Muchos de los productos orgnicos bituminosos y no bituminosos son combinados con aglomerantes y emulsificantes, que aportan propiedades de adhesividad para que las partculas de polvo se agrupen y peguen, evitando su elevacin.comienza a absorber agua al 29% de humedad relativa y a 38C al 20%. El cloruro de magnesio, por su parte, incrementa la tensin super-ficial y genera una superficie ms dura que el cloruro de sodio cuando se seca. Sin embargo, requiere un mnimo de 32% de hume-dad para absorber el agua ambiental, independiente de la temperatura, con lo que genera una superficie inestable ante la presencia de agua.Comparadas con el agua, las sales son ms eficientes en el control de polvo, si se ner su densidad compacta-da. Sin embargo, tienden a fallar en presencia de agua, neblina o temperaturas bajo cero, ya que se congelan o resquebrajan al no tener la flexibilidad suficiente. En general, los polmeros com-pactan eficientemente, pero no impiden la generacin de polvo, al saturarse la superficie donde han sido aplicados.Productos orgnicos no bituminosos-Los lignosulfonatos actan como cementante, ligando las partculas del suelo en- tales son: canola, soya, semilla de algodn. Actan originando la aglomeracin de las partculas de suelo, creando una suave costra sobre la superficie, pero su eficiencia es de corto plazo. -Las melazas o produc-tos derivados de la caa de azcar ligan tempo-ralmente las partculas de suelo. Para su permanen-cia es necesario realizar aplicaciones constantes, principalmente porque son hidrosolubles. El produc-to se ve afectado por la humedad ambiental y la presencia de lluvias. 40%es el porcentaje estimado de control de polvo con la aplicacin de agua en caminoswww.mch.cl Junio 2013 / n 384 61Productos bituminososEn este grupo se incluyen los asfaltos cortados y emulsio-nes asflticas, entre otros. Aglomeran partculas finas, generalmente formando una superficie que mantiene las partculas de suelo en su lugar. Encapsulan y estabi-lizan la superficie de rodado, obteniendo una eficiente respuesta, similar al pavi-mento, con propiedades de visibilidad y seguridad como las de caminos asfaltados. Bajo condiciones adecua-das de suelo y material de relleno, esta solucin puede mantener un camino de ve-hculos livianos estabilizado y encapsulado por ms de un ao.Son productos muy resis-tentes, insolubles en agua, sin presentar evaporacin. Generalmente resisten el informerodado y poseen un alto punto de tensin de rotu-ra, traspasando la fortaleza de la base a su superficie. Existen emulsiones asflti-cas que se complementan con aglomerantes y emul-sificantes, los cuales son pieza clave en su eficacia, ya que impiden en casos particulares la lixiviacin del agente bituminoso, pues no todos los tipos de sue-Tabla 1. Eficacia, impacto ambiental y efecto funcional de supresores de polvoTipo de SupresorEficacia en control de polvo e impactoEfecto funcional sobre operacinambiental50% (2 l/m2 mes) Lixivia componentes delRecurso escaso. Sobre riego daa neumticosAguasuelo. Zonas ridas de alta salinidad cambianOTR. Permite circulacin inmediata. Genera barro.pH de napas subterrneas.Cloruro de CalcioCloruro de calcio 55%Corrosin de vehculos, infraestructura vial yCloruro de magnesio 77%Contaminacin de napas subterrneas porhormign.cloruro arrastrado por el agua a travs delsuelo. Altamente solubles. Modifican pH ySuperficies resbaladizas cuando se humedecensalinidad del medio acuoso.(higroscpicos).Cloruro de MagnesioAlta concentracin salina puede ser txicapara las plantas y seres vivos.Seca gomas, caucho y revestimientos en equipos.Concentracin por sobre los 400 ppm estxica para ciertas especies de peces, y sobreNo es complementario con riego de agua paralos 1.830 mg/l es mortal para microorganis-controlar polvo.mos y crustceos.63%. 7.300 mg/l afecta peces y 2.500 mg/lpuede afectar colon en roedores.No bituminososProduce ulceracin y prdida de peso enCon baja humedad y alta temperatura es msanimales pequeos.efectivo que cloruros.(Lignosulfonato)Reduccin de la actividad biolgica en elMancha equipos y vehculos durante su aplicacin.agua, debido a la contaminacin por ligno-sulfonatos.No bituminosos84%.Mayoritariamente son higroscpicos. Se lavanReduccin de la actividad biolgica producto(Aceites vegetales y melazas)con el agua y no impermeabilizan el camino.de la decoloracin del agua.Considerado supresor de larga duracin.95%Mancha vehculos durante aplicacin.Orgnicos bituminosos (Emulsin asfltica)Alta resistencia al rodado y tensin de carga.Gran capacidad impermeabilizante.Reduce ciclos de riego y permite reparacin delcamino sobre riego.40-50%. Incrementa la fuerza de traccinPolmeros sintticosdel suelo. Fuerza depende de un tiempoNo permite circulacin inmediata.de curado.Emulsin con polmero (promedio)Inicial 96%, 3 meses 84%,No soporta alto tonelaje.Despus de 11 meses 67%Inicial 33%, despus de 3 meses 0%Solo compacta. No permite reparacin ni re-Estabilizador de suelo biocatalticoLa vegetacin no se restablece en reasaplicacin. Se debe rehacer una vez saturado otratadas.combinar con otro supresor.www.mch.cl Junio 2013 / n 384 63informelo compactan de la misma manera. Las emulsiones de alto contenido bituminoso (sobre 50%) forman una car-peta altamente resistente a la carga y rodado, de gran adherencia e hidrorrepelen- Dependen fuertemente de la composicin mineral del suelo y arcilla, por lo que son efectivos ante la pre-sencia de ciertos minerales especficos. ternativas que estn a la altura de dicho propsito. La eficacia en el control de polvo tiene directa relacin con la calidad y desempeo del producto aplicado. Este, no siendo resbaladiza ante la presencia de agua o humedad.Productos electroqumicosEstos supresores son usualmente derivados de petrleo sulfonatado y pro- La forma tradicional y ms eficiente de aplicar los supresores es con una barra aspersora, dosificando con inyectores o boquillas especialmente diseadas para una cobertura eficiente del camino.ductos altamente inicos. Se incluyen en este grupo los aceites sulfonatados, enzimas y cloruro de amo-nio. Los estabilizadores electroqumicos trabajan expulsando el agua ad-sorbida por el suelo, dis-minuyendo las burbujas de aire, incrementando la compactacin del suelo. Programa integralLas diferencias y parme-tros de desempeo ex-puestos permiten determi-nar la mejor aplicacin para el desafo que presenta el camino minero. Sin duda las condiciones de seguri-dad que exige una va de alto tonelaje son difciles de alcanzar, existiendo al- por eso que un progra-ma integral de control de polvo es una inversin en un mejor estndar opera-cional, donde adems de caminos libres de polvo, se puede establecer una virtuosa gestin de activos, logrando externalidades positivas que sustenten el negocio minero. mchTabla 2. Compactacin comparada. Resultado visual de prueba de compactacin e inmersinTipo de SupresorCompactacinInmersin despus de 24 hrs.Solucin salina (cloruro)LignosulfonatoEmulsin asflticaNota: Solamente la aplicacin de emulsionado asfltico resisti la prueba.Referencia: Estudio presentado en Asia Tech Australia Conference, Gold Coast, Qld, Australia.www.mch.cl Junio 2013 / n 384 65