Propiedades Físicas del Aire y Partículas en Suspensión en Minas, Diapositivas de Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente

¡Descarga Propiedades Físicas del Aire y Partículas en Suspensión en Minas y más Diapositivas en PDF de Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente solo en Docsity! ] VENTILACIÓN DE MINAS Ing. Jesús G. Vilca Pérez. A N UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE SABERES PREVIOS La Ventilación ¿Qué aspectos consideramos en una planificación en ventilación de minas? LEYES DE KIRCHOFF Estas son las conocidas Leyes de Kirchoff donde se ha asimilado: Q ≈ I (intensidad eléctrica) R ≈ R (resistencia eléctrica) H ≈ V (voltaje o tensión eléctrica) AIRE ATMOSFÉRICO Y PROPIEDADES DEL AIRE. • El aire normal consta de 21% de oxígeno y 78% de nitrógeno, en volumen. Contiene además, Gas carbónico, gases raros, vapor de agua en porcentajes variables. • Vapor de agua 0.05% hasta 4%, en promedio 1%, este porcentaje no influye en la relación oxigeno-nitrógeno. AIRE ATMOSFÉRICO Y PROPIEDADES DEL AIRE PROPIEDADES FÍSICAS DEL AIRE: •Densidad: Es la cantidad de masa de aire contenida en una unidad de volumen: Donde: • G = peso, kg*m/s2 • g = aceleración de la fuerza de gravedad, m/seg2 • m = masa, kg • v = Volumen, m3 AIRE ATMOSFÉRICO Y PROPIEDADES DEL AIRE PROPIEDADES FÍSICAS DEL AIRE: •Presión, se define como el cociente entre una fuerza aplicada perpendicularmente a una superficie y el valor de la superficie. •Donde: • P= Presión, Pascal o N/m2 •La presión en la superficie de la Tierra es la presión atmosférica que es la que suele tomarse como referencia. El peso del aire de nuestra atmósfera ejerce una presión sobre la superficie de la tierra. •Esta presión es conocida como presión atmosférica. Generalmente, cuanto más aire hay sobre una zona más alta es la presión, esto significa que la presión atmosférica cambia con la altitud. AIRE ATMOSFÉRICO Y PROPIEDADES DEL AIRE PROPIEDADES FÍSICAS DEL AIRE: •Presión, la presión de un gas se expresa en atmósferas absolutas o atmósferas técnicas. •Por una atmósfera absoluta se entiende la presión Po = 1.0333 Kg/cm2 de una columna de 760 mm de mercurio a 0º C y al nivel del mar. Con el cambio de la altura sobre el nivel del mar y de la temperatura, la presión “P" cambia según la relación siguiente: •donde: • Po= 760 mm de mercurio, presión al nivel del mar; • h = altura sobre el nivel del mar; m; • P = presión en la altura h; mm de mercurio; • T = temperatura media del aire entre el nivel del mar y punto dado; ºC. AIRE ATMOSFÉRICO Y PROPIEDADES DEL AIRE PROPIEDADES FÍSICAS DEL AIRE: •En la práctica para facilitar los cálculos se utiliza la atmósfera técnica o métrica, igual a 1 kg/cm2 (10 metros de columna de agua) = 737,5 mm de mercurio. •Como en la ventilación de minas las presiones encontradas tiene valores muy pequeños, estas presiones se miden en kilogramos por metro cuadrado (kg/m2) o en milímetro de columna de agua (mm. c.a.) los que numéricamente son iguales conforme a la definición hecha de la atmósfera técnica o métrica. •Las principales equivalencias con otras unidades de presión se muestran a continuación: • 1 mca = 9806,65 Pa • 1 atm. = 10,33 mca • 10,33 mca = 760 mm Hg • 1 bar = 10,2 mca • 10 mca = 1 kg/cm2 = 100 kg/dm2 = 10 tn/m2 • 1 mca = 0,1 kg/cm2 = 10 kg/dm2 = 1000 kg/m2 • 1 mca * m2 = m3 = 1000 kg AIRE ATMOSFÉRICO Y PROPIEDADES DEL AIRE PROPIEDADES FÍSICAS DEL AIRE: •Viscosidad, es la resistencia del aire a los esfuerzos tangenciales. En los cálculos de ventilación, se utiliza el coeficiente cinemática de viscosidad "Ω" m2/s. •Para el aire a t = 15 ºC, Ω = 1,44 * 10-5 m2/s. PARTÍCULAS EN SUSPENSIÓN • El material particulado es uno de los contaminantes atmosféricos más estudiados en el mundo, este se define como el conjunto de partículas sólidas y/o líquidas (a excepción del agua pura) presentes en suspensión en la atmósfera (Mészáros, 1999), que se originan a partir de una gran variedad de fuentes naturales o antropogénicas y poseen un amplio rango de propiedades morfológicas, físicas, químicas y termodinámicas. • Material particulado es toda sustancia que se encuentra presente en la atmósfera, en estado sólido o líquido, por causas naturales o por efectos, procesos o materiales resultantes de actividades humanas, dentro de los cuales, los principales son el polvo y los gases. PARTÍCULAS EN SUSPENSIÓN Polvo •El polvo de minas es un conjunto de partículas que se encuentran en el aire, paredes, techo y piso de las labores mineras. Cuando el polvo se encuentra en el aire, forma un sistema disperso llamado "aerosol", puede permanecer en él un largo tiempo, dependiendo de varios factores, tales como: finura (tamaño), forma, peso específico y velocidad, humedad y temperatura del aire. En general, concentraciones superiores a 0,5 mgr/m3 de aire en el ambiente, deben considerarse como lugares peligrosos. Gases •Los gases son compuestos que no tienen forma ni volumen independientemente, por lo que ocupan el espacio confinante y se difunden en los espacios abandonados de la mina. El trabajador en interior mina se encuentra en espacios cerrados y requiere mucho cuidado a la exposición de gases, pues las exposiciones letales pueden producirse en 98 las minas sin ventilación, donde el oxígeno en el aire contaminado llega a menos del 16%. FACTORES QUE DETERMINAN LA PELIGROSIDAD DEL POLVO Tamaño de las Partículas •Considerando que un polvo está constituido por partículas finamente divididas, con tamaños que fluctúan desde fracciones de micra hasta más o menos 150 micras, es fácil imaginar que no todas pueden ingresar a los pulmones a través del tracto respiratorio. •W. Findeisen, después de muchas experiencias, afirma que las partículas: • <10 micras, retenidas en el tracto respiratorio superior • Más o menos 5 micras son parcialmente atrapadas, llegando una cierta proporción a los alveolos pulmonares, donde las partículas de una micra son las que predominan. • Entre 0.1 y 0.3 micra, solamente el 35% de ellas son retenidas en los alveolos, escapándose el resto. FACTORES QUE DETERMINAN LA PELIGROSIDAD DEL POLVO Composición Mineralógica •Los polvos que se presentan en la industria minera son generalmente una mezcla de varios minerales, y la cantidad de sílice libre que contengan, es naturalmente el factor importante que determina su grado de peligrosidad. La composición mineralógica de un polvo varía con respecto a la roca o material que lo genera. •Existen varios métodos para la determinación cuantitativa de sílice libre. estando la mayoría de ellos dedicados al cuarzo por ser la forma más abundante de sílice libre. •Estos métodos se pueden dividir en dos: químicos y físicos. • Los métodos químicos se basan en la descomposición o disolución, mediante reactivos especiales. • Los métodos físicos comprenden principalmente el petrográfico, difracción de rayos X y el de fusión. ENFERMEDADES OCUPACIONALES • Es todo estado patológico permanente o temporal que sobrevenga como consecuencia obligada y directa de la clase o tipo de trabajo que desempeña el trabajador o del medio en que se ha visto obligado a trabajar. • Es la enfermedad contraída como consecuencia directa del ejercicio de una determinada ocupación, por la actuación lenta y persistente de un agente de riesgo, inherente al trabajo realizado. • Trastornos en la salud ocasionados por las condiciones de trabajo de riesgo derivados del ambiente laboral y de la organización del trabajo. ENFERMEDADES OCUPACIONALES TIPOS DE NEUMOCONIOSIS •Al primer grupo corresponden principalmente la siderosis, antracosis, estañosis, baritosis y talcosis, que resultan de la inhalación de polvos de hierro, carbón, estaño, baritina y talco, respectivamente. •En el segundo grupo se consideran la silicosis y la asbestosis, producidas por la inhalación de polvos que contienen sílice libre y asbesto, respectivamente. “En el Perú la neumoconiosis más importante, por su alta frecuencia y carácter de enfermedad profesional incapacitante, es la silicosis, razón por la cual, todas las consideraciones sobre polvo de la industria minera estarán circunscritas al de sílice libre”. ENFERMEDADES OCUPACIONALES • "La Silicosis es una enfermedad debida a la inhalación de polvo que contiene partículas de sílice libre (Si02 ), caracterizada anatómicamente por cambios fibrosos generalizados y el desarrollo de nódulos miliares en ambos pulmones; y clínicamente por disnea, disminución de la expansión torácica, disminución de la capacidad para el trabajo, ausencia de fiebre, susceptibilidad aumentada a la tuberculosis y por imágenes radiográficas características.“ “Definición de la Asociación Americana de Salud Pública de Estados Unidos” ENFERMEDADES OCUPACIONALES Sílice Libre •La Sílice libre, cuya fórmula es Si02, se presenta en la naturaleza bajo tres formas: cristalizada, criptocristalina y amorfa. •Entre las variedades cristalizadas tenemos el cuarzo, la tridimita y la cristobalita; son variedades criptocristalinas: la calcedonia, ágata, jaspe, pedernal, crisoprasa, ónix y chert; y amorfas: ópalo, hialita, geiserita, trípoli y tierra de diatomeas. •Comúnmente se designa como sílice libre el cuarzo, debido a que es el mineral más frecuente y acaso el más conocido. •Un estudio general del carácter químico y mineralógico de las rocas de la corteza terrestre, señala al cuarzo presente en ella en una proporción aproximada del 12%. CONTROL DE POLVO EN LAS OPERACIONES MINERAS • Ventilación natural o mecánica: • 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: • Suministrar a los trabajadores aire limpio y fresco en cantidad suficiente para su respiración normal. • Reducir por dilución las concentraciones de los contaminantes del ambiente, a niveles tolerables. • Regular las condiciones termo-ambientales manteniéndolas en un grado confortable. GRACIAS!