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ENTRENAMIENTO DE RESCATE DE MINA  MÓDULO DE ENTRENAMIENTO # 2  METAL / NO METAL 

 

                                       

2008  

     

SE AGRADECE EL APOYO PARA LA ADAPTACIÓN Y MODIFICACIÓN 

DE ESTE DOCUMENTO A: MARCO ANTONIO LARA TARANGO 

 

 GASES EN AL MINERÍA 

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CONTENIDO  Objetivos del Curso Materiales del Curso Guías del Curso Notas del Instructor y Lectura sugerida Visuales Revisión General Glosario  Objetivo Principal

 

Los miembros de la cuadrilla de rescate identificarán las propiedades físicas y características de los gases que puedan encontrar durante un trabajo de rescate y recuperación. Identificarán dónde son normalmente encontrados los gases, como muestrearlos, y los significados de sus hallazgos.  Objetivos de Apoyo

 

Los miembros de la cuadrilla:  

1. Identificarán el significado de los siguientes términos: gravedad específica, rango explosivo, toxicidad, asfixia y solubilidad.

2. Identificarán las propiedades físicas y características de cada gas que puedan encontrar después de un incendio, una explosión, inundación o desastre, identificarán dónde dichos gases pudieran ser encontrados, cómo detectarlos y explicarán los significados de sus hallazgos.

3. Identificarán la composición, propiedades físicas y características del humo, gases de estrato de roca y las humedades.

 GUÍA DEL CURSO  I. Introducción

a) Detección de gas b) Requerimientos del detector de gas c) Detectores de gas portátiles d) Muestreo de aire y análisis químicos

 II. Principios Básicos de gas

a) Descripción b) Difusión de gases

1. Presión atmosférica y sus efectos en el grado de difusión 2. Temperatura y sus efectos en el grado de difusión 3. Gravedad específica ó peso relativo

 c) Rango explosivo y Flamabilidad d) Solubilidad e) Color/Olor/Sabor f) Riesgos para la Salud

1. Gases tóxicos 2. Gases asfixiantes

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III. Gases de Mina y su detección a) Aire normal b) Oxígeno c) Nitrógeno d) Dióxido de Carbono e) Monóxido de carbono f) Óxidos de Nitrógeno

1. Óxido nítrico 2. Dióxido de nitrógeno

g) Hidrógeno h) Sulfato de Hidrógeno i) Dióxido de azufre j) Metano k) Hidrocarbonos pesados

1. Etano 2. Propano

3. Butano l) Acetileno m) Radón

 IV. Humo  V. Gases de estrato de roca  VI. Las Humedades

 

  

Notas del Instructor  Nota: Debido a la gran diversidad de minerales y metales extraídos en minas de metal y no metal, y a la diversidad de las técnicas mineras usadas, la terminología variará algo entre cada operación. En consecuencia, la terminología minera usada en este módulo de entrenamiento puede o no puede estar de acuerdo por completo con los términos usados en su área. Puede ser necesario que usted adapte y cambie alguna de la terminología para satisfacer las necesidades de la cuadrilla. Por ejemplo, en algunas minas, el término “atrás” (usado a través de este módulo) tendrá que ser cambiado por “techo”.

 

  

INTRODUCCIÓN  Bajo condiciones normales, muchos gases están presentes en la mina. El sistema de ventilación de la mina está diseñado para traer aire fresco, dispersar, remover los gases dañinos y para proveer oxígeno.  Pero durante un desastre, la situación puede ser un poquito diferente. Los incendios o explosiones pueden liberar gases peligrosos dentro de la atmósfera. Y un sistema de ventilación interrumpido podría resultar en una atmósfera deficiente de oxígeno y/o una acumulación de gases tóxicos ó explosivos.  Referencia: La referencia para esto es el Título 30, Código de Regulaciones Federales (30 CFR), sección 49.6 a).

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Nota: Las lámparas de seguridad contra flamas pueden ser fuentes potenciales de ignición. Por esta razón, los expertos en rescate de mina recomiendan que estas lámparas no deberían ser llevadas detrás de la base de aire fresco en minas con atmósferas potencialmente explosivas.  

DETECCIÓN DE GAS  La detección de gas es una parte importante de cualquier operación de rescate y recuperación. Su cuadrilla hará pruebas frecuentes para gases a medida que avanza detrás de la base de aire fresco. Por su propia seguridad, usted querrá saber que gases dañinos están presentes, cuánto oxígeno hay en la atmósfera, y si los niveles de gases están o no, dentro del rango explosivo.  Sabiendo que tipo de gases están presentes y en qué concentraciones, le proporciona pistas importantes acerca de qué es lo que ha pasado en la mina. Los resultados de las pruebas pueden también darle una idea acerca de las condiciones existentes.

 Por ejemplo, si usted obtiene lecturas de monóxido de carbono (CO), eso indica que probablemente hay un incendio. La cantidad de monóxido de carbono indica algo acerca del grado de ese incendio.

 

  

Requerimientos del Detector de Gas Por ley se requiere que cada estación de rescate de mina tenga dos detectores de gas apropiados para detectar cada tipo de gas que pueda ser encontrado en la mina, ya sea dos indicadores de oxígeno ó dos lámparas no inflamables.  Tal vez usted quisiera mencionar que toda lámpara segura contra flamas y cualquier artefacto de prueba conteniendo circuitos eléctricos (tal como los detectores de metano) usados en minas clasificadas como gaseosas deben ser “permisibles”. Esto quiere decir que MSHA ha aprobado los artefactos y los ha encontrado ser seguros para usarse bajo tales condiciones. (Antes del 9 de Marzo, 1978, MESA o Buró de Minas era la agencia que garantizaba tales aprobaciones).  Estos artefactos deben tener una placa de aprobación indicando que son permisibles. En esta placa, usted encontrará el emblema de MHSA (o MESA ó Buró de Minas para artefactos más antiguos), el número de aprobación y si es necesario, información de precaución aplicable al uso del artefacto.  Visual 1: Muestra los detectores de gas portátiles comúnmente usados.

  

 

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Detectores de Gas Portátiles Nota: Los detectores de gas portátiles detectan exactamente la deficiencia de oxígeno, monóxido de carbono, metano y sulfuro de hidrógeno. El análisis químico es un método más exacto para le detección de otros gases.  El tipo de equipo de detección de gas más comúnmente usado por las cuadrillas de rescate de mina es el detector de gas portátil. Los detectores de gas portátiles incluyen artefactos tales como los detectores de monóxido de carbono (CO), detectores multigases usados en conjunto con varios tubos, y monitores de metano usados en minas con metano. La cuadrilla usa estos artefactos para probar el aire de la mina repetidamente a medida que avanza detrás de la base de aire fresco.  Visual 2: Muestra una jeringa o botella evacuada usada para recolectar muestras de aire.

 

 

  

Muestreo de aire y Análisis Químico Otra forma de hacer pruebas de gases es recoger muestras de aire en jeringas especiales, botellas evacuadas (botellas de las cuáles se ha removido el aire) o contenedores de desplazamiento de gas o líquidos. Estas muestras son enviadas a un laboratorio para análisis químico. El análisis químico es algunas veces llevado a cabo en el lugar de la mina con equipo portátil.  Objetivo: Los miembros de la cuadrilla identificarán el significado de los siguientes términos: gravedad específica, rango explosivo, toxicidad, asfixia y solubilidad. El análisis químico es generalmente un proceso que se lleva más tiempo que el muestreo con un artefacto portátil, pero su ventaja es la exactitud. Un análisis químico dice exactamente qué gases contienen las muestras, y en cantidades precisas.  Un análisis químico completo puede revelar también la presencia de gases que los detectores portátiles no detectan debido a su diseño.

 Las muestras de aire no son tomadas tan seguido como las lecturas del detector portátil, pero son todavía una parte importante de las operaciones de rescate y recuperación. Por ejemplo, usted puede ser requerido para tomar muestras de aire de los tiros de ventilación y vías de escape de aire.  Este método es usado con frecuencia para obtener información acerca de las condiciones existentes antes de enviar las cuadrillas al subterráneo.

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Las muestras de aire tomadas de atrás del área sellada de la mina son analizadas para determinar cuándo es seguro para empezar el trabajo de recuperación.  

PRINCIPIOS BÁSICOS DE GAS  Para poder hacer pruebas de gases y para entender lo que la lectura de prueba significa, usted debería primero saber un poquito acerca de las características y propiedades de los gases. Después de que hayamos discutido estos principios generales, hablaremos acerca de los gases específicos que pudiera encontrar durante el trabajo de rescate y recuperación.  Visual 3: Muestra los efectos de la temperatura y de la presión sobre un gas.  Descripción

Para ayudar a entender lo que es un gas, comparémoslo con un líquido y un sólido. Un sólido tiene una forma definida y un volumen. Un líquido tiene un volumen definido, pero cambia la forma de acuerdo a su contenedor. Sin embargo, un gas es una sustancia sin forma o volumen definidos. Se expande o se contrae para llenar el área en la cual está contenido.  Difusión de Gases El volumen de un gas cambia en respuesta a cualquier cambio en la presión atmosférica o temperatura. Por ejemplo  Un incremento de la Presión provoca que un gas se contraiga.

Una disminución en la Presión provoca la expansión de un gas

Un aumento de temperatura provoca la expansión del gas.

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Una disminución en la temperatura provoca la contracción del gas.  El grado de difusión del gas es también afectado por las corrientes de ventilación en la mina. El grado de difusión es aumentado grandemente por velocidades más altas de corrientes de aire o por turbulencias en el aire.  Visual 4: Ilustración de los efectos de la presión atmosférica en el gas.

                   

INICIAL FINAL  

� En primer lugar debemos calentar agua hasta su punto de ebullición, aproximadamente con ¼ de litro nos bastará.

� Después echamos el agua en la botella ayudándonos de un embudo. Veremos que la botella se “arruga un poco por acción del calor.

PRECAUCIÓN: Mucho cuidado con el agua hirviendo puede causar quemaduras. Los niños deben realizar el experimento con ayuda de una persona mayor.

� Agitamos un poco la botella para que el vapor de agua ocupe todo el interior y desplace al aire hacia fuera de la botella.

� Tapamos rápidamente la botella con su tapón. � Por último, enfriamos la botella por fuera con agua fría. Verás como la botella comienza a

aplastarse por acción de la presión atmosférica.  Conociendo los efectos de la corriente del aire, temperatura y presión sobre el gas le ayudarán a determinar su grado de difusión. El grado de difusión es que tan rápido es gas se mezclará o combinará con uno o más gases y que tan rápido pueda ser dispersado.

 

Conociendo los efectos de la corriente de aire, temperatura y presión sobre el gas le ayudarán a determinar su grado de difusión. El grado de difusión es qué tan rápido el gas se mezclara o combinará con uno ó más gases y qué tan rápido puede ser dispersado.  Presión Atmosférica y sus Efectos sobre el Grado de Difusión La presión aplicada sobre un gas es normalmente la presión atmosférica. La presión atmosférica es medida en un barómetro. Un aumento en la lectura barométrica indica un aumento en presión. Una caída en la lectura barométrica indica una disminución en la presión. La presión atmosférica varía dentro de una mina, tal y como lo hace en superficie. La presión atmosférica afecta el grado de difusión de un gas. Por ejemplo, si el barómetro aumenta, indicando una presión incrementada, el gas responde contrayéndose.  Un gas que es comprimido dentro de un área más pequeña como esta está más concentrado, así que se dispersa más lentamente. Como usted pudiera adivinar, es mucho más fácil que las concentraciones de

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gases explosivos se acumulen cuando la presión barométrica es alta. Y es más difícil dispersar los gases por medio del sistema de ventilación de la mina.  Por otro lado, cuando la presión barométrica cae, la presión sobre el gas se reduce. El gas responde expandiéndose. Una vez que el gas se expande, está menos concentrado, así que se difusa más rápidamente.  Temperatura y sus Efectos en el Grado de Difusión Es importante como afecta la temperatura el grado de difusión de un gas.  Altas temperaturas (o calor) provoca que los gases se expandan, así que se dispersan más rápidamente. En consecuencia, el calor de un incendio en una mina provocará que los gases se expandan y se dispersen más fácilmente.  Las temperaturas más bajas actúan en forma opuesta: Los gases responden al frío contrayéndose y dispersándose más lentamente.  Visual 5: Ilustración de los efectos de la temperatura en un gas.

 Gravedad Específica o Peso La gravedad específica es el peso de un gas comparado con un volumen igual de aire normal bajo la misma temperatura y presión. (También se le llama Peso Relativo).  La gravedad específica del aire normal es 1.0 UNO. El peso del aire actúa como un punto de referencia desde el cuál medimos el peso relativo de otros gases. Por ejemplo, un gas que es más pesado que el aire tiene una gravedad específica más alta de 1.0 UNO. Un gas que es más liviano que el aire tendrá una gravedad específica menor de 1.0 UNO.

 

Pe = peso (m . g) = _m . g Volumen v Pe = m . g V

 

pe = e.g

m = masa; e = densidad; v =volumen específico; g = peso (fuerza gravitacional) 9.8 m/s2  

  

Visual 6: Gráfica ilustrando el principio de gravedad específica.

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Si usted conoce la gravedad específica de un gas, usted sabrá donde estará localizado en la mina y donde debería hacer pruebas.  Los gases que se distribuyen dentro de aire inmóvil sin mezclarse tienden a estratificarse de acuerdo a la gravedad específica del gas. Los gases o mezcla livianos tienden a estratificarse contra la parte posterior de gases pesados o las mezclas tienden a estratificarse a lo largo del piso.  El dióxido de azufre, por ejemplo, tiene una gravedad específica de 2.2638. Esto es mucho más pesado que el aire normal. Sabiendo esto, usted puede predecir que el dióxido de azufre se colectará en concentraciones más grandes cerca del fondo o en áreas bajas de una mina. Si el peso de un gas del cual usted está haciendo pruebas es más liviano que el aire normal, usted sabrá que hará pruebas del mismo, cerca de la parte de atrás de la mina. Esto es debido a que los gases más livianos tienden a subir, así que usted puede esperar encontrarlos en concentraciones más grandes en áreas altas de la mina.  Además de ayudarle a determinar dónde hacer pruebas de gas, la gravedad específica indica también que tan rápido el gas se dispersará y que tan fácilmente puede ser dispersado por ventilación.  En aire inmóvil, el proceso ordinario de difusión es un proceso muy lento. Sin embargo, bajo condiciones normales de mina, las corrientes de aire de ventilación y de convección producidas por las diferencias en la temperatura provocan una rápida mezcla mecánica de gases en el aire. Y una vez que estos gases están mezclados no se separarán o estratificarán otra vez.  Los gases livianos, como el hidrógeno, se dispersan rápidamente y son más fáciles de dispersar. Los gases más pesados como el dióxido de azufre y el dióxido de carbono no se propagan rápidamente. Así que son más difíciles de dispersar. Es mucho más fácil remover una concentración de un gas liviano como el hidrógeno por ventilación que remover la misma concentración de un gas más pesado como el dióxido de azufre.  La gravedad específica no es el único factor que i n f l uya en que tan rápido un gas se propagará o se dispersará. La temperatura y la presión lo afectan también.  Recuerde que un aumento de temperatura hace que un gas se propague más rápidamente. Una disminución de temperatura disminuye el grado de difusión.  La presión atmosférica trabaja en forma opuesta: Un aumento en la presión hace más lento el grado de difusión. Una disminución en la presión lo acelera.

 

  

Rango Explosivo en Inflamabilidad  Un gas que arderá se dice que es “inflamable”, cualquier gas inflamable puede explotar bajo ciertas condiciones. Para que un gas inflamable explote, debe haber lo suficiente en el aire, oxígeno suficiente, y una fuente de ignición.  El rango de concentraciones dentro de las cuáles un gas explotará es conocido como “rango explosivo”. Las figuras que representan los límites más altos y más bajos del rango explosivo son expresadas en porcentajes. La cantidad de oxígeno que debe estar presente para que ocurra una explosión es también expresada como un porcentaje. Cuando la concentración necesaria de oxígeno se acerca a la que se encuentra en aire normal, el nivel es expresado simplemente como “aire normal”.

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El rango explosivo del hidrógeno, por ejemplo, es de 4.0 a 74.2 % en la presencia del aire normal.  Solubilidad  La solubilidad es la habilidad de un gas para ser disuelto en agua. Algunos gases encontrados en minas son solubles y pueden ser liberados del agua. El dióxido de azufre y el sulfuro de hidrógeno, por ejemplo, son gases solubles en agua. Ambos pueden ser liberados del agua.  La solubilidad es un factor importante de considerar durante las operaciones de recuperación. Cuando una mina está sellada por cualquier periodo de tiempo, el agua se puede juntar dentro de la misma. Esta agua puede haber ocurrido naturalmente, o puede haber sido introducida durante el combate de incendio.  Cualquiera que sea el caso, los volúmenes de agua pueden liberar gases solubles en agua dentro del aire cuando son agitados. El bombeo de dichos volúmenes de agua, o el caminar a través de los mismos, puede liberar grandes cantidades de gases solubles los cuales no serían encontrados de otro modo en la atmósfera de la mina.  Color / Olor / Sabor  El color, el olor y el sabor son propiedades físicas que le pueden ayudar a identificar un gas, especialmente durante exploración sin mascarillas. El sulfuro de hidrógeno, por ejemplo tiene un olor distintivo de “huevo podrido”, algunos gases pueden saber amargos o ácidos; otros dulce. El olor de llamas de polvo “voladas”, junto con un color café-rojizo, indica que hay óxidos de nitrógeno presentes.  Por supuesto, usted no puede confiar solamente en sus sentidos para identificar un gas positivamente, cualquier gas peligroso, como el monóxido de carbono, no tienen olor, color o sabor. Pero recuerde estas propiedades mientras discutimos cada gas que pueda encontrar en la mina. Una ó más de estas propiedades pueden ser su primera indicación de que un gas en particular está presente.

 

  

Visual 7: Factores que determinan los efectos de un gas tóxico. El efecto de la presión atmosférica

 

Montaje: Ponga suficiente agua en el plato hondo. Coloque la velita sobre el agua. Enciéndala con cuidado cuando la llama se vea estable, cúbrala con la botella boca abajo.

 ¿Qué está pasando? La candela seguirá encendida por unos segundos, porque tiene poca disponibilidad de oxígeno, atrapado en el aire dentro de la botella. Ese gas es necesario para la combustión, la cual produce otros gases.

 Simultáneamente, la vela encendida calienta el gas atrapado a una temperatura cercana a los 800° C, lo que provoca que el gas se expanda. Al apagarse la vela por falta de oxígeno, la temperatura baja rápidamente y el volumen de gases y la presión de los mismos se reduce, esto provoca que la presión atmosférica externa empuje el agua del plato y esta suba de nivel hasta que se igualen las presiones.

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Nota: Quizás usted quiera mencionar que cada gas tóxico tiene un Valor de Umbral Límite (TLV), establecido por el gobierno. El TLV denota concentraciones promedio de gases a los cuales se les permite a los trabajadores estar expuestos por más de un periodo de 8 horas diarias. El TLV de un gas es expresado en “partes por millón” (PPM).  Riesgos de Salud

Gases Tóxicos

Algunos gases encontrados en minas son tóxicos (venenosos). Esto se puede referir ya sea a lo que pasa cuando usted respira el gas, o que pasa cuando el gas tiene contacto con áreas expuestas de su cuerpo.  El grado al cual un gas tóxico le afectará depende de tres factores: (1) qué tan concentrado está el gas, (2) ue tan tóxico es el gas, y (3) cuánto tiempo está expuesto al gas.  Por ejemplo, el TLV del monóxido de carbono CO es relativamente bajo 50 PPM (0.005 por ciento). Esto significa que lo más que usted puede estar expuesto en más de un período diario de 8 horas es 1/2000 del uno por ciento. Eso no es mucho.  El TLV para el dióxido de carbono (CO2) es más alto 5,000 PPM (0.500 por ciento). Usted puede tolerar concentraciones de hasta ½ por ciento de CO2 sobre un periodo de 8 horas diarias sin efectos dañinos.  Algunos gases tóxicos son dañinos al inhalarlos. Un aparato de respiración autónomo (SCBA) le protegerá de dichos gases, siempre y cuando su pieza cara a mascarilla esté ajustada.  Otros gases tóxicos dañan la piel o pueden ser absorbidos por la misma. Como usted pudiera adivinar, un SCBA no lo protegerá de dichos gases. Si usted porta su SCBA en humos basados en petróleo por periodos prolongados o sucesivos, los humos pueden eventualmente infiltrar sus partes de goma así que el aparato ya no le proporciona una protección adecuada. Su cuadrilla puede ser forzada a abandonar el área donde dichos gases son detectados.  Preguntas de repaso:  

1. ¿Cómo afectan la temperatura y la presión a un gas, y cómo afectan estos factores un rescate de mina?

 Respuesta: El aumento en la temperatura causa expansión. La disminución en la temperatura causa contracción. El aumento de la presión causa contracción, la disminución de presión causa expansión. Implicación: Estos factores afectan el grado de difusión de los gases en la mina.  

2. ¿Qué es gravedad específica?  Respuesta: La gravedad específica (o peso relativo) de un gas es su peso en relación a una cantidad igual de aire normal bajo la misma temperatura y presión.  Gases Asfixiantes “Asfixiar” quiere decir sofocar o ahogar. Los gases asfixiantes provocan sofocación. Hacen esto al desplazar oxígeno en el aire, produciendo así una atmósfera deficiente de oxígeno. Dado que su aparato de respiración autónomo lo provee de oxígeno, lo protegerá contra los gases asfixiantes.

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3. ¿Qué puede usted determinar si usted sabe la gravedad específica de un gas particular?  Respuesta: La gravedad específica determina donde se estratificará el gas en aire inmóvil en la mina (si aumentará o disminuirá). Determina también qué tan fácil puede propagarse un gas o evacuado fuera de la mina por ventilación.  

4. ¿Cuál es el rango explosivo de un gas y porqué es tan importante que los miembros de la cuadrilla sepan el rango explosivo de gases que ellos encuentren?

 Respuesta: El rango explosivo de un gas es la concentración dentro de la cual un gas inflamable puede explotar cuando hay una cantidad específica presente de gas. Es importante que usted conozca los rangos explosivos de gases que encuentre y la cantidad de oxígeno necesario para una explosión, de tal forma que usted sabrá inmediatamente cuándo se encuentra con una atmósfera potencialmente explosiva.  

5. ¿Qué es un gas tóxico?

Respuesta: Un gas que es venenoso.

6. ¿Cómo se puede proteger usted de los gases tóxicos?  Respuesta: Utilizando el aparato de respiración autónomo (SCBA) le protegerá de muchos de ellos. Sin embargo un SCBA no le proporciona protección contra los gases que atacan la piel o entran en el cuerpo a través de la piel. Tampoco le proporcionará protección si lo porta por periodos prolongados o sucesivos en humos basados en petróleo debido a que dichos humos pueden infiltrar las gomas. Con la presencia de dichos gases, su cuadrilla puede ser obligada a que abandone el área de la mina donde estén localizados.  

7. ¿Cómo es que un gas asfixiante produce una atmósfera deficiente de oxígeno?

Respuesta: Al desplazar el oxígeno.

 8. ¿Cómo se protege usted en una atmósfera con deficiencia de oxígeno?

Respuesta: Use un SCBA, el cual le provee de oxígeno.

9. ¿Por qué es importante que usted sepa acerca de la solubilidad de ciertos gases en el agua?

 Respuesta: Los gases disueltos en agua pueden ser liberados en grandes cantidades cuando la cuadrilla de rescate de la mina agitan el agua caminando a través de la misma, o empezando las operaciones de bombeo.  

10. ¿Porqué debe usted saber acerca del color característico, olor y sabor de gases que pueda encontrar?

 Respuesta: El color característico, y si la cuadrilla está sin mascarilla, el olor y el sabor pueden ser la primera indicación que tenga una cuadrilla de rescate de que un gas está presente en la atmósfera de la mina.

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Objetivo: Los miembros de la cuadrilla identificarán las propiedades físicas y características de cada gas que puedan encontrar después de un incendio, explosión, inundación, u otro desastre, identificarán el lugar donde dichos gases pudieran ser encontrados, cómo detectarlos, y explicarán el significado de sus hallazgos.  

GASES DE MINA Y SU DETECCIÓN  

COMPOSICIÓN DEL AIRE  

OXÍGENO  GASES RAROS

           

NITRÓGENO  

Visual 8: Gráfica mostrando la composición del aire normal.  Aire Normal El aire que respiramos es realmente una mezcla de gases. El aire limpio, seco al nivel del mar está compuesto por un 78% de Nitrógeno un 21% de Oxígeno. El 1 por ciento restante está compuesto de argón, dióxido de carbono, y pequeños rastros de otros gases.

 

  

Nota: Los otros gases en el aire son: neón, helio, criptón, xenón, hidrógeno, metano, óxido nítrico y ozono.

Composición del aire limpio y seco al nivel del mar  

 

TABLA # 1

GAS SIMBOLO VOLUMEN % 1 NITRÓGENO N2 78.08

OXÍGENO O2 20.95

ARGÓN Ar 0.93

DIÓXIDO DE CARBONO

CO2 0.03

OTROS 2   0.01

1. / Un pie cúbico de gas en 100 pies cúbicos de aire 2. / Incluye neón, helio, kriptón, xenón, metano, óxidos nitrosos y ozono.

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El aire normalmente no tiene color, sabor ni olor. Nos provee el oxígeno necesario para vivir.  Durante las operaciones día a día de una mina, el aire normal puede llegar a estar contaminado. Por ejemplo, el dióxido de carbono y los vapores de agua que los mineros exhalan durante la respiración son contaminantes.  Las fuerzas aplicadas en la parte posterior de la mina, laterales, piso y cara durante las voladuras pueden permitir que las bolsas de gas atrapadas escapen dentro del aire de la mina. La voladura puede también producir contaminantes como el monóxido de carbono, sulfuro de hidrógeno y óxidos de nitrógeno. Aun los motores de combustión interna y estaciones de carga de baterías pueden ser fuentes de contaminación debido a que producen humos dañinos.  Normalmente estos contaminantes son alejados por el sistema de ventilación de la mina. Pero durante una situación de desastre, el sistema de ventilación de la mina puede ser parcial o totalmente interrumpido.  Los incendios y explosiones pueden interrumpir la ventilación al dañar los controles de la misma. Las caídas y estallidos de roca pueden interrumpir la ventilación al obstruir el flujo del aire.  Además, el desastre por si mismo puede proveer fuentes adicionales de contaminación. Los incendios y explosiones, por ejemplo, producen con frecuencia gases peligrosos. Y las inundaciones pueden liberar gases solubles en agua.  Los gases presentes en la mina después de un desastre variarán de acuerdo al tipo de mina y situación del desastre. El tipo de equipo que se usa en la mina (eléctrico, aire comprimido, o diésel) también tendrá efecto en que gases estén presentes.  Sin embargo, para todas las minas, las cuadrillas deben tener que saber como hacer pruebas de sulfuro de hidrógeno, óxidos de nitrógeno, etc. Usted debería saber cómo hacer pruebas para todos los gases que pudieran estar presentes en las minas en las cuales estarán trabajando como una cuadrilla de rescate de mina.  Nota: Las gravedades específicas para la mayoría de los gases en este módulo son de la Circular 33 del Buró de Mineros y Minas.

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Oxígeno O2  Gravedad específica: 1.1054

Rango Explosivo e Inflamabilidad. El oxígeno no es un gas explosivo, pero ayuda a la combustión.

Riesgos para la Salud. El oxígeno encontrado en el aire normal no es tóxico. De hecho, es esencial para la vida. Es riesgoso respirar aire que es bajo en oxígeno, y el hecho de respirar aire extremadamente deficiente en oxígeno puede matarle.  Nota: Quizás usted quiera mencionar que una lámpara no inflamable puede ser una fuente potencial de ignición en atmósferas explosivas. Por esta razón, los expertos en rescate de mina recomiendan que no debería ser llevada atrás de la base de aire fresco en atmósferas potencialmente explosivas. Por ejemplo, usted está acostumbrado a respirar aire que contiene alrededor de un 21% de oxígeno. Cuando el contenido de oxígeno del aire disminuye a un 17% aproximadamente, usted empezará a respirar más rápido y profundo porque su cuerpo está tratando de compensar la falta de oxígeno. Una concentración de un 15% causará mareos y dolores de cabeza. Si el contenido de oxígeno del aire que está respirando cae tan bajo como hasta un 9%, usted puede quedar inconsciente. Una concentración de un 6% o menos, es casi siempre fatal.  Hay cuatro causas principales de la deficiencia de oxígeno en la mina:

1. Ventilación insuficiente o inapropiada la cual falla en traerle oxígeno suficiente al área de trabajo 2. Desplazamiento del oxígeno del aire por otros gases 3. Un incendio o explosión que consume oxígeno 4. Consumo de oxígeno por los trabajadores

Solubilidad. Moderadamente soluble en agua.

Color / Olor / Sabor. Sin ninguno de ellos.

Causa u Origen. El oxígeno es el segundo componente más grande del aire normal. Alrededor del 21% del aire normal es oxígeno.  Métodos de Detección. Para detectar atmósferas deficientes en oxígeno, use ya sea, un indicador de oxígeno o lámpara no inflamable. Dado que el oxígeno es solo ligeramente más pesado que el aire, mantenga su detector portátil al nivel de la cintura cuando pruebe la deficiencia de oxígeno. El análisis químico detectará también la deficiencia de oxígeno.  Cuándo hacer Pruebas. Durante la exploración, haga pruebas tan seguido como sea necesario para determinar si la atmósfera es deficiente en oxígeno.  Significado de los Hallazgos. Si el ventilador principal de la mina todavía está trabajando, una atmósfera deficiente en oxígeno podría indicar que una explosión ha sucedido, o que un incendio en algún lugar en la mina está consumiendo oxígeno. La deficiencia de oxígeno puede también indicar que el sistema de ventilación de la mina ha sido interrumpida.  Nitrógeno N2  Gravedad específica: 0.9674  Rango Explosivo e Inflamabilidad: El nitrógeno no es un gas explosivo y no arderá.

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Riesgos para la Salud: El nitrógeno no es tóxico. Sin embargo, en concentraciones por encima de lo normal actúa como un asfixiante porque baja el contenido del oxígeno en el aire.  Causa u Origen: El aire normal contiene aproximadamente 78% de nitrógeno, haciendo del nitrógeno el componente más grande del aire normal.  El nitrógeno puede surgir del estrato en algunas minas de metales. Otra fuente de nitrógeno en minas subterráneas es la detonación de explosivos.  Encontrado en: Los niveles aumentados de nitrógeno se encuentran presentes con frecuencia, después de que los explosivos han sido detonados.  Método de Detección: Análisis químico.  Cuándo hacer pruebas: Haga pruebas de nitrógeno cuando sospeche que la atmósfera tiene deficiencia de oxígeno, y en áreas de trabajo abandonadas o inactivas donde la ventilación es inadecuada. También haga pruebas en minas donde se sabe que el nitrógeno surge del estrato de roca.  Significado de los Hallazgos: Un elevado contenido de nitrógeno indica una atmósfera deficiente en oxígeno.  Dióxido de Carbono (CO2)  Gravedad Específica: 1.5291  Rango Explosivo e Inflamabilidad: El Dióxido de Carbono no arderá ni explotará.  Riesgos para la Salud: El aire normal contiene alrededor del 0.03% de dióxido de carbono.  Cuando está presente en concentraciones altas (2% o más altas), el dióxido de carbono le provoca que respire más profundo y más rápido. Respirar aire conteniendo un 5% de dióxido de carbono aumenta la respiración en un 300 %, causando dificultad al respirar. Respirando aire conteniendo 10% de dióxido de carbono causa un jadeo violento y puede conducir a la muerte.  Solubilidad: El dióxido de carbono es soluble en agua.  Color/Olor/Sabor: El dióxido de carbono no tiene color ni olor. Las altas concentraciones pueden producir un sabor ácido.  Causa u Origen: El dióxido de carbono es un componente normal del aire. Es un producto de combustión completa (ardiente). La oxidación y deterioro de cuartones, también produce dióxido de carbono. El dióxido de carbono es también un subproducto del proceso de respiración.  Los incendios, explosiones y las operaciones de voladura producen CO2. En algunas minas, es liberado del estrato rocoso.  Dónde se encuentra: Debido a que es relativamente pesado, el CO2 será encontrado en grandes concentraciones a lo largo del piso y en lugares bajos en la mina. Con frecuencia, también aparece en trabajos abandonados, durante incendios, y después de explosiones o detonaciones de explosivos.

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Métodos de detección: Usted puede usar un detector de dióxido de carbono, un detector multigases, ó análisis químico para hacer pruebas del dióxido de carbono. Debido a que el CO2 tiende a reunirse cerca del piso de la mina, mantenga su detector portátil abajo.  Cuándo hacer pruebas: Haga pruebas de CO2 después de un incendio o explosión. También haga pruebas cuando esté entrando a un área inactiva de la mina o reabriendo un área sellada.  Significado de los Hallazgos: Lecturas elevadas de CO2 pueden indicar que un incendio o explosión ha sucedido en algún lugar en la mina. Lecturas altas pueden también indicar una atmósfera deficiente de oxígeno.

 

  

Monóxido de Carbono CO  Gravedad Específica: 0.9672  Rango Explosivo e Inflamabilidad: El monóxido de carbono es explosivo e inflamable. Su rango explosivo en el aire normal es del 12.5% al 74.2%.  Nota: Quizás usted quiera mencionar que el monóxido de carbono es el gas mortal asociado con las emisiones de los automóviles. El monóxido de carbono es así de tóxico porque se combina fácilmente con sus células rojas de la sangre (hemoglobina) las células que normalmente acarrean oxígeno a los tejidos de su cuerpo. Una vez que las células han tomado CO, ya no tienen la capacidad de llevar oxígeno. No se necesita mucho CO para interferir la capacidad del acarreo de oxígeno de su sangre debido a que el gas se combina con la hemoglobina de 200 a 300 veces más rápido que el oxígeno.  El primer síntoma del envenenamiento por monóxido de carbono es una tensión ligera a través de su frente y posiblemente un dolor de cabeza. El monóxido de carbono es acumulativo con el tiempo. A medida que usted continúe exponiéndose a el, los efectos de envenenamiento se acumulan de igual forma. Tan poquito como 500 PPM (0.05%) pueden matarle en tres (3) horas. Si usted está expuesto a concentraciones altas de CO, usted puede experimentar muy pocos síntomas antes de quedar inconsciente.  Solubilidad: El monóxido de carbono es ligeramente soluble en agua.  Causa u Origen: El monóxido de carbono es un producto de combustión incompleta de cualquier material de carbono. Es producido por incendios de mina y explosiones de gas.  El monóxido de carbono también es producido por la quema o detonación de explosivos, y es emitido del escape de motores de combustión interna.  Dónde encontrarlo: El monóxido de carbono es encontrado durante los incendios de mina y después de las explosiones o detonaciones de explosiones. Puede también ser detectado cerca de los motores de combustión interna.  Método de detección: El monóxido de carbono puede ser detectado por medio de detectores de monóxido de carbono, detectores multigases, o por análisis químicos. Debido a que el CO es ligeramente más liviano que el aire, mantenga su detector portátil al nivel del tórax.

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Cómo hacer pruebas: Durante cualquier exploración de cuadrilla, pruebe tan frecuente como sea necesario para determinar el contenido de CO de la atmósfera. Haga esto específicamente si se sospecha que hay un incendio.  Significado de los Hallazgos: La presencia de CO por un periodo de tiempo continuado indica definitivamente que hay un incendio en algún lugar de la mina.

 

  

Dióxido de Nitrógeno (NO2 o N2O4)  Gravedad específica: 1.5894  Rango Explosivo e Inflamabilidad: El NO2 no arderá ni explotará.  Riesgos para la Salud: Los óxidos de nitrógeno son altamente tóxicos. El respirar aún pequeñas cantidades irritará su garganta.  Cuándo se mezcla con la humedad en sus pulmones, forman ácidos que corroen sus vías respiratorias y provoca que se hinchen. A menudo, dichos síntomas no se muestran hasta varias horas después de que usted está expuesto al gas.  La exposición entre un 0.01% y un 0.015% puede ser peligroso por aún exposiciones cortas. Y del 0.02% al 0.07% puede ser fatal en exposiciones cortas. Si la exposición ha sido severa, la víctima puede morir, literalmente por el agua que ha entrado a los pulmones desde el cuerpo, en un intento de reaccionar los efectos corrosivos de los ácidos formados por los óxidos de nitrógeno.  Solubilidad: Solubilidad muy ligera en agua.

 

  

Óxido Nítrico, Óxidos de Nitrógeno (NO)  Nota: El óxido nítrico (NO) no existe en grandes cantidades en el aire debido a que se combina rápidamente con el oxígeno (oxida) para formar óxido de nitrógeno (NO2).  Color/Olor/Sabor: Los óxidos de nitrógeno no tienen color en concentraciones bajas y llegan a formarse café rojizo en concentraciones altas. Huelen y saben como humo de pólvora.  Causa u Origen: Los óxidos de nitrógeno son producidos por incendios, detonación y quemazón de explosivos. También son emitidos de los motores diésel. En la presencia de arcos o chispas eléctricas, el nitrógeno se combina en el aire con el oxígeno (se oxida) para formar óxidos de nitrógeno.  Dónde se encuentra: Debido a que son más pesados que el aire, los óxidos de nitrógeno tienden a reunirse en los lugares bajos de la mina. Pueden ser encontrados cuando desperfectos eléctricos producen arcos o chispas, y después de operaciones de voladura.  Métodos de detección: Para hacer pruebas de óxido de nitrógeno, usted puede usar un detector de óxido de nitrógeno, un detector multigases, o un análisis químico. Mantenga los detectores portátiles abajo cuando haga pruebas por estos gases relativamente pesados. Su característica café rojizo puede ser otra indicación de que hay óxido de nitrógeno.

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Cuándo hacer pruebas: Haga pruebas de óxidos de nitrógeno después de un incendio o explosión o después de la detonación de explosivos. Dado que la emisión de diésel es una fuente de estos gases, pruebe en áreas donde se usa equipo diésel.  Significado de los Hallazgos: Las lecturas de NO2 podrían indicar que ha habido un incendio o que se están quemando explosivos. Un mal funcionamiento de equipo eléctrico que produzca arcos o chispas podría también ser la fuente. Si el equipo diésel está causando las lecturas elevadas de NO2, eso indica que la ventilación es inadecuada.

 

  

Hidrógeno H2

 Gravedad Específica: 0.0695  Rango Explosivo e Inflamabilidad: El hidrógeno es un gas altamente explosivo. El aire conteniendo del 4% al 74.2% explotará aun cuando haya tan poquito como un 5% de oxígeno presente. Explosiones muy violentas son posibles cuando el aire contiene más del 7% al 8% de hidrógeno.  La presencia de pequeñas cantidades de hidrógeno aumentan en gran manera el rango explosivo de otros gases.  Riesgos para la Salud: En las altas concentraciones, el hidrógeno puede reemplazar al oxígeno en el aire y actuar como un asfixiante. El aspecto más riesgoso del hidrógeno, es el hecho de que es altamente explosivo.  Solubilidad: No es soluble en agua.  Color/Olor/Sabor: Sin ninguno de ellos.  Causa u Origen: El hidrógeno es producido por la combustión incompleta de materiales de carbón durante incendios ó explosiones. También puede ser liberado cuando el agua o vapor tienen contacto con materiales calientes de carbón durante el combate de incendios. La recarga de baterías produce hidrógeno también.  Dónde se encuentra: Usted puede esperar encontrar hidrógeno en la cercanía de estaciones de recarga de baterías, dónde se han detonado explosivos, y después de explosiones. El hidrógeno puede también ser detectado durante el combate de incendio cuando se usan los métodos de extinción ya sea de agua, o de espuma. También puede esperar encontrar hidrógeno es relativamente liviano, tiende a juntarse en lugares altos.  Método de detección: El hidrógeno puede ser detectado con un detector multigases, o por medio de análisis químico. Mantenga los detectores portátiles alto.  Cuándo hacer pruebas: Haga pruebas de hidrógeno después de un incendio o explosión y cerca de las estaciones de recarga de baterías en la mina. También haga pruebas cuando el agua, neblinas, o espuma son usadas para combatir incendios.  Significado de los Hallazgos: La presencia de hidrógeno podría indicar que un incendio o explosión ha ocurrido. El combate de incendio con agua o espuma podrían producir el hidrógeno también. Las lecturas elevadas podrían indicar también que hay una ventilación inadecuada alrededor de las estaciones de recarga de baterías.

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Sulfuro de Hidrógeno H2S  Gravedad Específica: 1.1906  Rango Explosivo e Inflamabilidad: El sulfuro de hidrógeno es inflamable y explosivo en concentraciones de 4.3% a 45.5% en aire normal. Es más explosivo a un 14.2%.  Riesgos para la Salud: El sulfuro de hidrógeno es uno de los gases más venenosos conocidos. En bajas concentraciones (0.005 a 0.010%) el sulfuro de hidrógeno provoca inflamación de los ojos y vías respiratorias. Las concentraciones un poco más altas (0.02% a 0.07%) pueden llevar a una bronquitis, o neumonía. Concentraciones más altas (0.07% a 0.10%) pueden causar una rápida pérdida del sentido, paro respiratorio y la muerte. Del 0.10% a 0.20% o más puede causar una muerte rápida.  Solubilidad: Si es soluble en Agua.  Color/Olor/Sabor: El sulfuro de hidrógeno no tiene color, tiene olor a huevo podrido y un ligero sabor dulce.  Causa u Origen: El sulfuro de hidrógeno es producido cuando los compuestos de sulfuro se descomponen. Es encontrado en ciertos campos de aceite y gas en algunas minas de yeso. También puede ser liberado por los alimentadores de metano en minas con metano.  El sulfuro de hidrógeno es a menudo liberado cuando el agua ácida de mina contiene el gas en solución. El calentar los sulfuros en medio de humedad (cómo en incendios de mina) puede producir el gas también.  Dónde se encuentra: El sulfuro de hidrógeno es encontrado en lugares bajos de la mina debido a que es un gas relativamente pesado. Es a menudo, también encontrado en volúmenes de agua.  En algunas minas, puede ser encontrado cerca de pozos de aceite o gas. El sulfuro de hidrógeno puede ser detectado también durante incendios de mina.  Dado que es un gas soluble en agua, el sulfuro de hidrógeno es con frecuencia liberado del agua en áreas selladas de la mina cuando las cuadrillas de recuperación caminan a través del agua o al empezar las operaciones de bombeo.  Métodos de detección: Usted puede hacer pruebas de sulfuro de hidrógeno con un detector de sulfuro de hidrógeno, un detector de gases múltiples, y por análisis químico. Debido a que el H2S es relativamente pesado, mantenga su detector portátil abajo cuando haga las pruebas.  Usted puede reconocer el H2S por su olor distintivo a huevo podrido. Sin embargo, la exposición continua al gas anulará su sentido del olfato, así que este puede no ser siempre un método de detección confiable. La irritación de los ojos es otra indicación de que el sulfuro de hidrógeno está presente.  Cuándo hacer pruebas: Haga pruebas del sulfuro de hidrógeno en áreas pobremente ventiladas de la mina, durante las operaciones de quitar los sellos, y después de incendios de mina.  Significado de los Hallazgos: Una acumulación del sulfuro de hidrógeno podría indicar que la ventilación es inadecuada. Puede también ser producida por fugas de un pozo de petróleo o de gas. La presencia del sulfuro de hidrógeno pudiera también indicar una acumulación excesiva de agua en áreas selladas o inaccesibles de la mina.

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Dióxido de Azufre (SO2)  Gravedad específica: 2.2638  Rango Explosivo e Inflamabilidad: No arderá ni explotará.  Riesgos para la Salud: El dióxido de azufre es un gas muy tóxico, irritante y que es peligroso aún en pequeñas concentraciones. Tan poco cómo un 0.04% al 0.05% es peligroso para la vida.  Aún muy pequeñas cantidades del dióxido de azufre (0.001% o menos) irritarán sus ojos y vías respiratorias. Concentraciones más grandes pueden causar daño severo de los pulmones y pueden causar paro respiratorio y la inhabilidad completa para respirar.  Solubilidad: Altamente soluble en agua. (El dióxido de azufre es uno de los gases más solubles encontrados en las minas).  Color/Olor/Sabor: El dióxido de azufre no tiene color, pero tiene un sabor amargo, ácido y fuerte olor sulfuroso.  Causa u Origen: El dióxido de azufre puede ser producido por voladuras en metales de sulfuro y por incendios que contienen pirita ferrosa (comúnmente conocida como “el oro de los tontos”). El dióxido de azufre puede ser liberado durante la quema de algunos combustibles diésel y por explosiones de metal sulfuroso y polvoso.  Dónde se encuentra: Debido a que es relativamente pesado, el dióxido de azufre tiende a juntarse en lugares bajos de la mina y cerca de fosas. Puede esperar encontrarlo después de algunos incendios o explosiones.  Otra información: Debido a su alta gravedad específica, el dióxido de azufre es difícil para ser dispersado por la ventilación.  Métodos de detección: Usted puede hacer pruebas de dióxido de azufre por medio de un detector de gases múltiples o análisis químico. Debido a que el dióxido de azufre es un gas relativamente pesado, mantenga sus detectores portátiles abajo cuando haga pruebas.  El olor y sabor distintivo del dióxido de azufre, la irritación de las vías respiratorias y de los ojos que usted experimentará cuando esté expuesto a él, son también indicadores confiables de su presencia.  Cuándo hacer pruebas: Debido a que es altamente soluble en agua, haga pruebas cuando el agua estancada es agitada. Haga pruebas de este gas después de incendios o explosiones, y cuando las áreas selladas de la mina sean abiertas después de incendios de mina.  Significado de los Hallazgos: Las lecturas altas de SO2 podrían indicar un incendio de mina o una explosión de polvo de metal sulfúrico.

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Metano (CH4)  Gravedad específica: 0.5545  Rango Explosivo e Inflamabilidad: El metano es inflamable. Su rango explosivo es del 5% al 15% cuando hay, cuando menos 12.1% de oxígeno en el aire. El metano, es sin embargo, más explosivo en el rango de 9.5% al 10%.  El rango explosivo del metano no es una medida absoluta de seguridad. Hay otros factores que se deben considerar. Por ejemplo, la presencia de otros gases combustibles con rangos explosivos más amplios o puntos de ignición más bajos que el metano pueden resultar en una mezcla explosiva más alta.  Riesgos para la Salud: El metano no es tóxico. Sin embargo, en altas concentraciones puede causar asfixia por la baja del contenido de oxígeno en el aire normal. El aspecto más peligroso del metano es el hecho de que es explosivo.  Solubilidad: Ligeramente soluble en agua.

 

  

Color/Olor/Sabor: Sin ninguno de ellos.  Causa u Origen: El metano puede ser liberado por el estrato en minas de metal y no metal cuando el esquisto carbonífero es penetrado, y ocasionalmente cuando la roca carbonífera es contactada o está en la cercanía. El metano puede producirse en cantidades grandes por estallidos repentinos, alimentadores, abanicos o venas de arcilla en algunas minas. El metano puede ser liberado también por la descomposición de bloques de madera y cuando el agua es removida de la mina.  Nota: Señale a la cuadrilla que si el detector indica la presencia de metano, esto puede necesitar más análisis. Los detectores que usan el Principio Wheatstone Bridge, por ejemplo, darán una lectura positiva en la presencia de cualquier gas combustible (incluyendo el metano). El detector Riken, por otro lado, no distingue el metano del CO2.  Donde se encuentra: Debido a que el metano es relativamente ligero, se junta en lugares altos, así que puede esperar encontrarlo cerca de la parte de atrás de la mina. Puede también encontrarlo en áreas recientemente minadas, en áreas con poca ventilación, y en secciones abandonadas o no usadas de la mina, especialmente donde el bloqueo (de madera) es extensivo.  Debido a que es un gas relativamente liviano (baja gravedad específica), el metano es usualmente fácil de dispersar y remover de la mina por medio de la ventilación.  Métodos de detección: Para hacer pruebas de metano, use un detector de metano o un análisis químico, recuerde que el metano es un gas liviano, así que debería mantener su detector portátil arriba.  Dónde hacer pruebas: En las minas donde el metano es posible; pruebe tantas veces como sea necesario durante la exploración para determinar el contenido de metano en la atmósfera alrededor. También haga pruebas de metano cuando la ventilación normal es interrumpida y cuando esté entrando trabajos abandonados o removiendo agua de trabajos viejos.  Significado de los Hallazgos: Si el metano está presente, es importante monitorearlo cuidadosamente debido a que es potencialmente explosivo si hay suficiente oxígeno presente. Si el metano existe en

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concentraciones potencialmente explosivas o en combinación con otros gases que se extienden a su rango explosivo, se le puede requerir a su cuadrilla que abandone la mina.

 

  

Hidrocarbonos Pesados: (Etano C2H6, Propano C3H8, Butano C4H10)  

Gravedad específica: Etano 1.0493 Propano 1.5625 Butano 2.0100

 

Rango explosivo e Inflamabilidad:  

Etano de 3% a 12.5% en aire normal Propano de 2.12% a 9.35% en aire normal Butano de 1.6% a 8.41% en aire normal

 

  

Riesgos para la Salud: Estos gases no son tóxicos. En altas concentraciones pueden desplazar suficiente oxígeno para causar la muerte por asfixia, pero rara vez los hallará en concentraciones altas en las minas.

 Solubilidad: Los tres son ligeramente solubles en agua.

 Color/Olor/Sabor: Sin ninguno de ellos (los tres). En ciertas concentraciones, el propano y el butano pueden producir un olor “gaseoso” característico. El etano no tiene olor.

 Causa u Origen: Después de incendios de mina, las pequeñas concentraciones de estos gases son a menudo detectadas junto con el metano en minas que tienen metano. Algunas veces pueden escapar de pozos de petróleo o gas.

 Dónde se encuentran: Los hidrocarbonos pesados son a menudo encontrados en las minas adyacentes a pozos de petróleo o gas. Debido a que son pesados, los gases se juntan en áreas bajas de la mina.

 Nota: Para algunas minas, el acetileno no será un problema. Por esta razón, enseñe este material solamente si es necesario.

 Método de detección: Usted puede detectar el etano, propano y butano con un detector portátil o por análisis químico. Debido a que estos gases son relativamente pesados, mantenga su detector portátil abajo cuando haga pruebas.

 Cuándo hacer pruebas: Haga pruebas de estos gases después de incendios o explosiones cuando el metano está presente. También debería hacer pruebas de hidrocarbonos pesados si envases de aceites o gas son accidentalmente introducidos durante las operaciones de la mina.

 Significado de los Hallazgos; En concentraciones significantes, los h idrocarbonos pueden extender el rango explosivo del metano si la mina tiene metano. Las lecturas elevadas podrían indicar que ha habido una explosión de metano, si esto es posible en la mina, o que hay fugas de un pozo adyacente de gas o de aceite.

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Acetileno C2H2  Gravedad específica: 0.9107  Rango Explosivo e Inflamabilidad: El acetileno es combustible, pero no apoyará la combustión. Su rango explosivo en aire normal es de 2.5% al 80%.  Riesgos para la Salud: El acetileno es ligeramente tóxico. En concentraciones altas, puede causar asfixia al mermar el oxígeno en la atmósfera.  Solubilidad: Muy ligeramente soluble en agua.  Color/Olor/Sabor: El acetileno no tiene color ni sabor. Tiene un ligero olor a ajo.  Causa u Origen: El acetileno se forma cuando el metano es quemado o calentado en aire con bajo contenido de oxígeno.  Dónde se encuentra: El acetileno es encontrado después de explosiones de metano en aire con un bajo contenido de oxígeno.  Método de Detección: Haga pruebas de acetileno con un detector de gases múltiple o análisis químico. Puede también reconocerlo por su característico olor a ajo. Dado que la gravedad específica del acetileno no está cerca de la del aire normal, mantenga los detectores portátiles al nivel del tórax.  Cuándo hacer pruebas: Haga pruebas de acetileno después de una explosión de metano en aire que es deficiente en oxígeno.  Significado de los Hallazgos: La presencia del acetileno podría indicar que una explotación ha tenido lugar en un área con un bajo contenido de oxígeno, como área sellada.

 

  

Radón Rn  Gravedad específica: 7.5260  Rango Explosivo e Inflamabilidad: No explosivo y no inflamable.  Riesgos a la Salud: El radón no es tóxico. Sin embargo, el radón y sus derivados son radioactivos y emiten radiación. La exposición continuada a niveles altos de estos gases han sido ligados a la incidencia de cáncer de pulmón.  Nota: WLM = Nivel Mensual de Trabajo. El nivel de trabajo es una medida de la energía de partícula potencial alfa de las derivadas de radón en la atmósfera de la mina. Las minas son requeridas a mantener la exposición a la radiación por debajo de 4 WLM por año. La exposición para cualquier mes está limitada a 1 WLM.  Solubilidad: El radón es altamente soluble en agua.

Color/Olor/Sabor: Sin ninguno de ellos.

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Causa u Origen: El radón es un producto gaseoso descompuesto de la serie de uranio y es encontrado en todas las minas de uranio. Puede ser liberado también, pero a menor grado, por casi cualquier roca o suelo.  A medida que el radón es liberado dentro de la atmósfera de la mina, continúa descomponiéndose y forma partículas en el aire del tamaño de los átomos llamadas derivadas del radón. Las derivadas del radón son particularmente peligrosas. Se adhieren al polvo respirable, y pueden ser inhaladas con el polvo. Una vez que son inhaladas, llegan a ser depositadas en los pulmones donde continúan su descomposición, liberando radiación y dañando el tejido del pulmón.  La radiación puede también ser absorbida por la piel. Si el riesgo de radiación en el área es muy alto, se puede requerir protección para la respiración y ropa de protección.  Dónde se encuentra: La mayoría de las veces en minas de uranio. El aire estancado tiene las concentraciones más altas. También, los volúmenes de agua acarrean el radón. Los niveles de radiación pueden elevarse extremadamente rápido cuando la ventilación es interrumpida.  Métodos de detección: Los medidores de topografía son usados para muestrear una materia en particular en forma programada. Los dosímetros pueden ser usados para monitorear una exposición individual y pueden ser portados por los mineros.  Cuándo hacer pruebas: Se requieren pruebas regulares en minas de uranio. Las pruebas deberían ser hechas cuando la ventilación es interrumpida y al abrir un área sellada.  Significado de los Hallazgos: Las lecturas elevadas indicarían una interrupción de la ventilación.

 

  

HUMO  Objetivo: Los miembros de la cuadrilla identificarán la composición, propiedades físicas y características del humo, gases de estrato rocoso y las humedades.  Nota: Quizás quiera mencionar que el humo de bandas transportadoras o aislante de cable contiene también substancias tóxicas producidas por la descomposición del Neopreno. Estas son muy tóxicas cuando se inhalan. Para más información sobre estos gases, refiérase al módulo: Incendios, su combate, y explosiones. El humo es un resultado de la combustión. Consiste de partículas muy pequeñas de materia sólida y líquida suspendida en el aire. Las partículas en el humo son usualmente hollín o carbón y substancias parecidas al alquitrán tal como los hidrocarbonos.  Aunque el humo puede irritar sus pulmones cuando lo inhala, normalmente se considera no asfixiante. Sin embargo, el humo contiene usualmente monóxido de carbono y otros gases tóxicos o asfixiantes producidos por los incendios. A esto se debe que sea tan peligroso inhalar el humo.  También, si hay una cantidad suficiente de hidrocarbonos en el aire pueden hacer el humo explosivo.

 

  

Además de los peligros comprendidos en la inhalación del humo y su potencial de explosión, el humo es también dañino en otra forma importante: La presencia del humo limita su visibilidad. Este único factor añade un elemento extra de dificultad a cualquier operación de rescate o recuperación.

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Gas de Estrato Rocoso  Los gases del estrato rocoso se dan en algunos distritos de minas de metal en los Estados Unidos, particularmente en Colorado y en Nevada.  El gas del estrato rocoso, comúnmente llamado gas de roca, se presume que es gran parte nitrógeno y dióxido de carbono. Es liberado del estrato rocoso bajo la influencia de presiones atmosféricas.  Debido a que el gas de roca es en gran parte nitrógeno y dióxido de carbono, el efecto del gas de roca es producir una atmósfera deficiente en oxígeno, y esto a la vez, puede causarle a uno sofocarse si no lleva protección de respiración.  Las Humedades (Damps)  Nota: Quizás quiera mencionar que la palabra “damps” viene de la palabra en alemán “dampf”, que significa “vapores o gases”.  “Humedades” son los nombres que los primeros mineros le dieron a las mezclas de gases. Muchos de estos términos todavía se usan. Estos nombres describen con frecuencia qué es lo que causa las mezclas y cómo afectan a los mineros.  Las humedades más comúnmente encontradas en las minas son:  Humedad blanca: Es una mezcla de monóxido de carbono y aire que resultan de un incendio de mina. Obtiene el nombre del hecho de que es encontrado en concentraciones altas de humo de polvo negro, el cual es blanco. El monóxido de carbono en esta mezcla lo hace tóxico.  Humedad sucia: Esta es una mezcla de sulfuro de hidrógeno y aire. Su nombre se deriva del característico olor a “huevo podrido” del sulfuro de hidrógeno. Es altamente tóxico y en ciertas concentraciones puede ser explosivo.  Humedad posterior: Esta es una mezcla de monóxido de carbono, dióxido de carbono, metano, oxígeno, nitrógeno e hidrógeno. Es llamado “humedad posterior” debido a que es usualmente encontrado después de un incendio de mina o explosión. Es tóxico al respirarlo, y puede ser también oxígeno deficiente. El monóxido de carbono es el más venenoso de los gases en esta mezcla.  Humedad negra: Obtiene su nombre del hecho de que esta mezcla provocó que las luces de los mineros se apagaran. Es realmente una mezcla de dióxido de carbono, nitrógeno y aire. La humedad negra es producida por incendios de metano y explosiones, así que probablemente contiene también monóxido de carbono.

Esta mezcla es deficiente en oxígeno así que hace difícil la respiración, y puede causar sofocamiento.

Humedad de Incendio: Esta es una mezcla de metano y aire que arderá o explotará si hay ignición. “Incendio” en humedad de incendio viene del hecho de que la mezcla es inflamable.

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G R Á F I C A D E T E C C I Ó N DE G A S  

GAS MÉTODOS DE DETECCIÓN CUANDO HACER PRUEBASOxígeno (O2) Indicador de oxígeno.

Lámpara no inflamable. Durante cualquier exploración de cuadrilla.

 Nitrógeno (N2)

 Análisis químico.

Cuando se sospecha de una atmósfera deficienteen oxígeno. En minas dónde el nitrógeno se libera del estrato rocoso. En áreas inactivas dónde la ventilación es inadecuada.

Dióxido de Carbono (CO2)

Detector de dióxido de carbono.Detector de gases múltiples.

Análisis químico

Después de un incendio o explosión. Al entrar enáreas abandonadas. Al abrir áreas selladas.

Monóxido de Carbono (CO)

Detector de monóxido de carbono óde gases múltiples. Análisis químico.

Durante cualquier exploración de cuadrilla,especialmente cuando se sospecha de un incendio.

Dióxido de nitrógeno (NO2)

Detector de dióxido de nitrógeno.Color Detector multi-gases. Análisis

químico.

Después de incendios o explosiones, cuando se usaequipo diésel. Después de la detonación de explosivos.

 Hidrogeno

(H2)

 Detector multi- gases.

Análisis químico

Después de incendio de mina o explosión. Cerca de estaciones de recarga de baterías. Cuando el agua produce vapor, neblina o espume en el combate.

Sulfuro de hidrogeno (H2S)

Detector de (H2S). Detectormulti-gases. Análisis químico.

Irritación de ojos.

En área pobremente ventilada. Durante laoperación de quitar sellos. Después de incendio de mina.

Dióxido de Azufre (SO2)

Detector multi-gases. Análisisquímico, olor, sabor, e irritación de

vías respiratorias.

Cuando el agua es agitada. Después de incendios oexplosión en mina, al reabrir áreas selladas de la mina después de incendio.

Metano (CH4)

Detector de metano. Análisis químico.

Durante cualquier exploración de cuadrilla.Cuándo la ventilación normal es interrumpida. Al entrar en trabajos abandonados.

Hidro-carbonos pesados Etano (C2H6) Butano (C3H8)

Propano (C4H10)

 Detector multi-gases.

Análisis químico.

Después de incendios o explosiones cuando elmetano está presente. Después la entrada accidental en pozos de petróleo ó gas.

Acetileno (C2H2)

Detector multi-gases.Análisis químico.

Después de una explosión de metano en airecon poco oxígeno.

Radón (Rn)

Medidor de topografía. Cuándo la ventilación normal es interrumpida,y durante operación de quitar sellos.

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Contaminante Fuente

Óxidos de azufre Combustión del carbón y petróleo - Automóviles - Calderas - Centrales térmicas - Explotación minerales de azufre - Fabricación sulfúrico y otros

Sulfuros y mercaptanos Refinerías Procesos industriales Putrefacción de aguas y basuras Fabricación de papel, pasta etc.

Monóxido de carbono Combustión incompleta - Motores de gasolina - Centrales eléctricas - Acerías - Calefacciones

Hum o de cigarrillo

Dióxido de carbono Combustión productos orgánicos

Hidrocarburos Combustión Motores de gasolina Evaporación zonas petrolíferas

Ozono Reacciones fotoquímicas (zonas urbanas)

Óxidos de ni trógenos Combustión a altas temperaturas Motores de combustión interna (diésel)

- Central es eléctricas - Fábricas de explosivos

- Vol canes y tormentas

Mercurio Minería Evaporación Construcción

Fluoruros  

Industrias de cerámicas, abonos" Obtención del a11.J.rninio

Polvo Erosión eólica Terremotos y volcanes Minería Agricultura Industria del cemento

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Preguntas de Repaso:  

1. Nombre dos formas en que la deficiencia de oxígeno puede ocurrir en una mina:  Respuesta: La presencia de otros gases pueden diluir el contenido de oxígeno del aire de la mina. Incendios y explosiones pueden consumir oxígeno. La ventilación interrumpida puede resultar en deficiencia de oxígeno.  

2. Cuáles con los gases explosivos que pueden darse en la mina o minas a las que pueden ser llamados para trabajar:

 Respuesta:

a) Monóxido de carbono 12.5% a 74.2% b) Hidrógeno 4.0% a 74.2% aún con tan poco oxígeno presente, como de un 5% c) Sulfuro de Hidrógeno 4.3% a 45.5% d) Metano 5% al 15% en cuando menos 12.1% de oxígeno e) Etano 3.0% a 12.5% f) Propano 2.12 a 9.35% g) Butano 1.86 a 8.41% h) Acetileno 2.5% a 80%

 3. Nombre los gases que pueden ser detectados por el color, olor o sabor, y explique cuáles son

estas características de identificación: a) Dióxido de carbono sabor ácido en concentraciones altas. b) Dióxido de nitrógeno color café rojizo en concentraciones altas, olor y sabor de humos de

polvo de voladuras. c) Sulfuro de Hidrógeno olor a huevo podrido (sin embargo, la exposición continua anula su

sentido del olfato), ligero sabor dulce. d) Dióxido de Azufre olor a azufre, sabor ácido. e) Propano y Butano olor “gaseoso” en ciertas concentraciones. f) Acetileno ligero olor a ajo.

 4. De los gases que hemos hablado, cuáles son tóxicos si los inhala:

 Respuesta: Monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno, sulfuro de hidrógeno, dióxido de azufre y acetileno. (Todos estos gases son altamente tóxicos, con la excepción del acetileno, el cual es ligeramente tóxico)

 

  

5.- Cuáles son las cinco “Humedades” principales. Explique lo que contiene cada mezcla y porqué es peligrosa:

 

Respuesta:  

 

a) Humedad blanca monóxido de carbono y aire. Tóxica. b) Humedad sucia sulfuro de hidrógeno y aire. Tóxica y puede ser explosiva. c) Humedad posterior monóxido de carbono, metano, oxígeno, nitrógeno e hidrógeno.

Tóxico, explosivo y puede ser deficiente en oxígeno. d) Humedad negra dióxido de carbono, nitrógeno y aire. Oxígeno deficiente, puede causar

sofocamiento. e) Humedad de incendio metano (5 al 15%) y aire. Puede explotar.

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GLOSARIO  Asfixiar: Sofocar ó desmayar  Presión Atmosférica: Fuerza aplicada por el aire. La presión atmosférica es medida en un barómetro.  Ventilador, Abanico: Un alimentador de gas bajo alta presión lo cual causa que el gas se libere a velocidad considerable.  Envase: Tubería usada para apoyar los lados de una perforadora y prevenir la entrada de roca suelta, gas o líquido.  Combustible: Capaz de arder, inflamable.

Contaminante: Algo que impurifica.

Corroe: Comer, desgastar gradualmente.

Humedades (damps): Nombres descriptivos dados por los mineros para identificar mezclas de gases.  Difusas: Esparcir, propagar o mezclar.  Dispersar: Deshacerse de, disipar.  Rango explosivo: El rango de concentraciones dentro del cual un gas explotará si hay ignición (expresado en porcentajes).  Alimentador: Pequeñas fracturas en estrato rocoso a través de las cuales se escapa el metano u otros gases.  Inundación: Estar siendo inundado.  Ignición: Encender un fuego.  Estallido (explosión) de metano: Emisión repentina de metano.  Atmósfera de mina: El aire en una mina subterránea

Oxidar: Provocar el combinarse con oxígeno.

Envenenar: Sustancia que destruye la vida o la salud.

PPM: Partes por millón.

Humo: Partículas finas de materia sólida y líquida suspendidas en el aire.  Solubilidad: Habilidad para disolverse en agua.  Gravedad Específica: El peso de un gas comparado a un volumen igual de aire bajo la misma temperatura y presión.

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Sulfuro: Un elemento no metálico el cual existe libre o en combinación con otros elementos. Se da a menudo como sulfuro de pirita, comúnmente conocida como el “oro del tonto”.  TLV (umbral del valor límite): Usado para denotar las concentraciones promedio de gases a los cuales los trabajadores pueden (bajo las regulaciones Federales) estar expuestos en un periodo de 8 horas diariamente.  Tóxico: Venenoso.  Botella evacuada: Recipiente usado para reunir muestras de gas para análisis químico.  WL (nivel de trabajo): medida de potencial de energía de partículas alfa derivadas del radón en atmósferas de mina.  WLM (nivel de trabajo mensual): Unidad especial usada para medir la explosión del trabajador a la radiación del aire.

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