El director peligros en el aire en la industria minera incluyen varios tipos de partículas, gases naturales, gases de escape de motores y algunos vapores químicos; el director Peligros físicos son el ruido, la vibración segmentaria, el calor, los cambios en la presión barométrica y la radiación ionizante. Estos ocurren en diversas combinaciones dependiendo de la mina o cantera, su profundidad, la composición del mineral y la roca circundante y los métodos de extracción. Entre algunos grupos de mineros que viven juntos en lugares aislados, también existe el riesgo de transmitir algunas enfermedades infecciosas como la tuberculosis, la hepatitis (B y E) y el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH). La exposición de los mineros varía según el trabajo, su proximidad a la fuente de peligros y la efectividad de los métodos de control de peligros.

Peligros de partículas en el aire

sílice cristalina libre es el compuesto más abundante en la corteza terrestre y, en consecuencia, es el polvo en el aire más común al que se enfrentan los mineros y los trabajadores de las canteras. La sílice libre es dióxido de silicio que no está unido químicamente con ningún otro compuesto como un silicato. La forma más común de sílice es el cuarzo aunque también puede aparecer como tridimita o cristobalita. Las partículas respirables se forman cada vez que se perfora, explota, tritura o pulveriza roca que contiene sílice en partículas finas. La cantidad de sílice en diferentes especies de roca varía, pero no es un indicador confiable de la cantidad de polvo de sílice respirable que se puede encontrar en una muestra de aire. No es raro, por ejemplo, encontrar un 30 % de sílice libre en una roca, pero un 10 % en una muestra de aire, y viceversa. Las areniscas pueden ser hasta un 100% de sílice, granito hasta un 40%, pizarra un 30%, con menor proporción en otros minerales. La exposición puede ocurrir en cualquier operación minera, de superficie o subterránea, donde se encuentra sílice en el desmonte de una mina de superficie o en el techo, piso o depósito de mineral de una mina subterránea. La sílice puede ser dispersada por el viento, por el tráfico vehicular o por maquinaria de movimiento de tierras.

Con suficiente exposición, la sílice puede causar silicosis, una neumoconiosis típica que se desarrolla insidiosamente después de años de exposición. Una exposición excepcionalmente alta puede causar silicosis aguda o acelerada en unos meses, con un deterioro significativo o la muerte en unos pocos años. La exposición a la sílice también se asocia con un mayor riesgo de tuberculosis, cáncer de pulmón y algunas enfermedades autoinmunes, como la esclerodermia, el lupus eritematoso sistémico y la artritis reumatoide. El polvo de sílice recién fracturado parece ser más reactivo y más peligroso que el polvo viejo o rancio. Esto puede ser consecuencia de una carga superficial relativamente mayor en las partículas recién formadas.

Los procesos más comunes que producen polvo de sílice respirable en la minería y las canteras son la perforación, la voladura y el corte de rocas que contienen sílice. La mayoría de los agujeros perforados para la voladura se realizan con un taladro de percusión accionado por aire montado en un tractor de orugas. El agujero se hace con una combinación de rotación, impacto y empuje de la broca. A medida que se profundiza el agujero, se agregan varillas de perforación de acero para conectar la broca a la fuente de energía. El aire no solo impulsa la perforación, sino que también expulsa las virutas y el polvo del orificio que, si no se controla, inyecta grandes cantidades de polvo en el medio ambiente. El martillo neumático manual o el taladro de inmersión funcionan según el mismo principio pero en una escala más pequeña. Este dispositivo transmite una cantidad significativa de vibraciones al operador y, con ello, el riesgo de vibraciones en el dedo blanco. Se ha encontrado vibración de dedo blanco entre mineros en India, Japón, Canadá y otros lugares. La perforadora de orugas y el martillo neumático también se utilizan en proyectos de construcción donde se debe perforar o romper roca para hacer una carretera, para romper roca para cimientos, para trabajos de reparación de carreteras y otros fines.

Se han desarrollado controles de polvo para estos taladros y son efectivos. Se inyecta una neblina de agua, a veces con un detergente, en el aire de soplado que ayuda a que las partículas de polvo se unan y se caigan. Demasiada agua da como resultado la formación de un puente o collar entre el acero de perforación y el costado del pozo. Estos a menudo tienen que romperse para quitar la broca; muy poca agua es ineficaz. Los problemas con este tipo de control incluyen la reducción de la velocidad de perforación, la falta de un suministro de agua confiable y el desplazamiento del aceite, lo que resulta en un mayor desgaste de las piezas lubricadas.

El otro tipo de control de polvo en los taladros es un tipo de ventilación de extracción local. El flujo de aire inverso a través del acero de perforación extrae parte del polvo y un collar alrededor de la broca con conductos y un ventilador para eliminar el polvo. Estos funcionan mejor que los sistemas húmedos descritos anteriormente: las brocas duran más y la velocidad de perforación es mayor. Sin embargo, estos métodos son más caros y requieren más mantenimiento.

Otros controles que brindan protección son las cabinas con suministro de aire filtrado y posiblemente con aire acondicionado para operadores de perforadoras, operadores de excavadoras y conductores de vehículos. El respirador apropiado, correctamente ajustado, puede usarse para la protección del trabajador como una solución temporal o si todos los demás resultan ser ineficaces.

La exposición a la sílice también ocurre en las canteras de piedra que deben cortar la piedra a las dimensiones especificadas. El método contemporáneo más común para cortar piedra es con el uso de un quemador de canal alimentado por combustible diesel y aire comprimido. Esto da como resultado algunas partículas de sílice. El problema más importante de los quemadores de canal es el ruido: cuando el quemador se enciende por primera vez y sale de un corte, el nivel sonoro puede superar los 120 dBA. Incluso cuando está sumergido en un corte, el ruido ronda los 115 dBA. Un método alternativo para cortar piedra es usar agua a muy alta presión.

A menudo adjunto a una cantera de piedra o cerca de ella hay un molino donde las piezas se esculpen en un producto más terminado. A menos que haya una muy buena ventilación de extracción local, la exposición a la sílice puede ser alta porque se utilizan herramientas manuales giratorias y vibratorias para darle a la piedra la forma deseada.

Polvo de mina de carbón respirable es un peligro en las minas de carbón subterráneas y de superficie y en las instalaciones de procesamiento de carbón. Es un polvo mixto, que consiste principalmente en carbón, pero también puede incluir sílice, arcilla, piedra caliza y otros polvos minerales. La composición del polvo de la mina de carbón varía según el manto de carbón, la composición de los estratos circundantes y los métodos de extracción. El polvo de las minas de carbón se genera mediante la voladura, la perforación, el corte y el transporte del carbón.

Se genera más polvo con la minería mecanizada que con los métodos manuales, y algunos métodos de minería mecanizada producen más polvo que otros. Las máquinas de corte que eliminan el carbón con tambores giratorios tachonados con picos son las principales fuentes de polvo en las operaciones mineras mecanizadas. Estos incluyen los llamados mineros continuos y máquinas de minería de tajo largo. Las máquinas de minería de tajo largo generalmente producen mayores cantidades de polvo que otros métodos de minería. La dispersión de polvo también puede ocurrir con el movimiento de escudos en la minería de tajo largo y con la transferencia de carbón desde un vehículo o cinta transportadora a algún otro medio de transporte.

El polvo de las minas de carbón provoca la neumoconiosis de los trabajadores del carbón (CWP) y contribuye a la aparición de enfermedades crónicas de las vías respiratorias, como la bronquitis crónica y el enfisema. El carbón de alto rango (p. ej., alto contenido de carbono, como la antracita) está asociado con un mayor riesgo de CWP. También hay algunas reacciones de tipo reumatoide al polvo de las minas de carbón.

La generación de polvo de mina de carbón puede reducirse mediante cambios en las técnicas de corte del carbón y su dispersión puede controlarse con el uso de ventilación adecuada y rociadores de agua. Si se reduce la velocidad de rotación de los tambores de corte y se aumenta la velocidad de desplazamiento (la velocidad con la que el tambor avanza en la veta de carbón), se puede reducir la generación de polvo sin pérdidas de productividad. En la minería de tajo largo, la generación de polvo se puede reducir cortando el carbón en una pasada (en lugar de dos) a lo largo del frente y traccionando hacia atrás sin cortar o mediante un corte de limpieza. La dispersión de polvo en las secciones de tajo largo se puede reducir con la minería homotropal (es decir, el transportador de cadena en el frente, el cabezal de corte y el aire viajan todos en la misma dirección). Un método novedoso de corte de carbón, que utiliza un cabezal de corte excéntrico que corta continuamente de forma perpendicular al grano de un depósito, parece generar menos polvo que el cabezal de corte circular convencional.

Una ventilación mecánica adecuada que fluya primero sobre la cuadrilla minera y luego hacia y a través del frente minero puede reducir la exposición. La ventilación local auxiliar en el frente de trabajo, utilizando un ventilador con conductos y depurador, también puede reducir la exposición al proporcionar ventilación de extracción local.

Los rociadores de agua, colocados estratégicamente cerca del cabezal de corte y que empujan el polvo lejos del minero y hacia la cara, también ayudan a reducir la exposición. Los surfactantes brindan algún beneficio al reducir la concentración de polvo de carbón.

Exposición al asbesto ocurre entre los mineros de asbesto y en otras minas donde se encuentra asbesto en el mineral. Entre los mineros de todo el mundo, la exposición al asbesto ha elevado el riesgo de cáncer de pulmón y mesotelioma. También ha elevado el riesgo de asbestosis (otra neumoconiosis) y de enfermedades de las vías respiratorias.

escape del motor diesel es una mezcla compleja de gases, vapores y partículas. Los gases más peligrosos son el monóxido de carbono, el óxido de nitrógeno, el dióxido de nitrógeno y el dióxido de azufre. Hay muchos compuestos orgánicos volátiles (COV), como aldehídos e hidrocarburos no quemados, hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAH) y compuestos nitro-PAH (N-PAH). Los compuestos PAH y N-PAH también se adsorben en partículas de diesel. Los óxidos de nitrógeno, el dióxido de azufre y los aldehídos son irritantes respiratorios agudos. Muchos de los compuestos PAH y N-PAH son cancerígenos.

Las partículas diésel consisten en partículas de carbono de pequeño diámetro (1 mm de diámetro) que se condensan a partir de los gases de escape y, a menudo, se agregan en el aire en grupos o cadenas. Estas partículas son todas respirables. Las partículas de diésel y otras partículas de tamaño similar son cancerígenas en animales de laboratorio y parecen aumentar el riesgo de cáncer de pulmón en trabajadores expuestos a concentraciones superiores a 0.1 mg/m³. Los mineros en las minas subterráneas experimentan exposición a partículas de diesel a niveles significativamente más altos. La Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC, por sus siglas en inglés) considera que las partículas de diésel son un probable carcinógeno.

La generación de gases de escape diésel se puede reducir mediante el diseño del motor y con combustible de alta calidad, limpio y bajo en azufre. Los motores desclasificados y el combustible con un bajo número de cetano y bajo contenido de azufre producen menos partículas. El uso de combustible bajo en azufre reduce la generación de SO₂ y de material particulado. Los filtros son efectivos y viables y pueden eliminar más del 90 % de las partículas de diésel del flujo de escape. Los filtros están disponibles para motores sin depuradores y para motores con depuradores de agua o secos. El monóxido de carbono se puede reducir significativamente con un convertidor catalítico. Los óxidos de nitrógeno se forman siempre que el nitrógeno y el oxígeno se encuentran en condiciones de alta presión y temperatura (es decir, dentro del cilindro diesel) y, en consecuencia, son más difíciles de eliminar.

La concentración de material particulado de diésel disperso puede reducirse en una mina subterránea mediante una ventilación mecánica adecuada y restricciones en el uso de equipos diésel. Cualquier vehículo diésel u otra máquina requerirá una cantidad mínima de ventilación para diluir y eliminar los productos de escape. La cantidad de ventilación depende del tamaño del motor y sus usos. Si más de un equipo con motor diesel está funcionando en un curso de aire, se deberá aumentar la ventilación para diluir y eliminar el escape.

Los equipos que funcionan con diésel pueden aumentar el riesgo de incendio o explosión, ya que emiten gases de escape calientes, con llamas y chispas, y las altas temperaturas de su superficie pueden encender cualquier polvo de carbón acumulado u otro material combustible. La temperatura de la superficie de los motores diésel debe mantenerse por debajo de los 305 °F (150 °C) en las minas de carbón para evitar la combustión del carbón. Las llamas y chispas del escape se pueden controlar con un depurador para evitar la ignición del polvo de carbón y del metano.

Gases y Vapores

La Tabla 1 enumera los gases que se encuentran comúnmente en las minas. Los gases naturales más importantes son metano y sulfuro de hidrógeno en minas de carbón y radón en uranio y otras minas. La deficiencia de oxígeno es posible en cualquiera de los dos. El metano es combustible. La mayoría de las explosiones en minas de carbón son el resultado de igniciones de metano y, a menudo, son seguidas por explosiones más violentas causadas por polvo de carbón que ha sido suspendido por el impacto de la explosión original. A lo largo de la historia de la minería del carbón, los incendios y las explosiones han sido la principal causa de muerte de miles de mineros. El riesgo de explosión se puede reducir diluyendo el metano por debajo de su límite explosivo inferior y prohibiendo las posibles fuentes de ignición en las áreas frontales, donde la concentración suele ser la más alta. Quitar el polvo de las costillas (pared), el piso y el techo de la mina con piedra caliza incombustible (u otro polvo de roca incombustible libre de sílice) ayuda a prevenir explosiones de polvo; si el polvo suspendido por el impacto de una explosión de metano no es combustible, no ocurrirá una explosión secundaria.

Tabla 1. Nombres comunes y efectos sobre la salud de los gases peligrosos que se producen en las minas de carbón

El radón es un gas radiactivo natural que se ha encontrado en minas de uranio, minas de estaño y algunas otras minas. No se ha encontrado en minas de carbón. El peligro principal asociado con el radón es que es una fuente de radiación ionizante, que se analiza a continuación.

Otros peligros gaseosos incluyen los irritantes respiratorios que se encuentran en los gases de escape de los motores diesel y los subproductos de las voladuras. Monóxido de carbono se encuentra no solo en el escape del motor sino también como resultado de incendios en minas. Durante los incendios de minas, el CO puede alcanzar no solo concentraciones letales, sino que también puede convertirse en un peligro de explosión.

Oxido de nitrógeno (Yo no tengo_x), principalmente NO y NO₂, son formados por motores diesel y como subproducto de voladuras. En motores, NO_x se forman como un subproducto inherente al poner aire, el 79% del cual es nitrógeno y el 20% es oxígeno, en condiciones de alta temperatura y presión, las mismas condiciones necesarias para el funcionamiento de un motor diesel. La producción de NO_x puede reducirse hasta cierto punto manteniendo el motor lo más frío posible y aumentando la ventilación para diluir y eliminar los gases de escape.

NO_x es también un subproducto de voladura. Durante la voladura, los mineros son retirados de un área donde ocurrirá la voladura. La práctica convencional para evitar la exposición excesiva a óxidos de nitrógeno, polvo y otros resultados de las voladuras es esperar hasta que la ventilación de la mina elimine una cantidad suficiente de subproductos de las voladuras de la mina antes de volver a ingresar al área por una vía de aire de entrada.

Deficiencia de oxígeno puede ocurrir de muchas maneras. El oxígeno puede ser desplazado por algún otro gas, como el metano, o puede ser consumido por combustión o por microbios en un espacio de aire sin ventilación.

Hay una variedad de otros peligros en el aire a los que están expuestos grupos particulares de mineros. La exposición al vapor de mercurio, y por lo tanto el riesgo de envenenamiento por mercurio, es un peligro entre los mineros y molineros de oro y entre los mineros de mercurio. La exposición al arsénico y el riesgo de cáncer de pulmón ocurren entre los mineros de oro y plomo. La exposición al níquel, y por lo tanto al riesgo de cáncer de pulmón y alergias en la piel, ocurre entre los mineros de níquel.

Algunos plásticos también están encontrando uso en las minas. Éstas incluyen urea formaldehído y espumas de poliuretano, ambos de los cuales son plásticos hechos en el lugar. Se utilizan para tapar agujeros y mejorar la ventilación y proporcionar un mejor anclaje para los soportes del techo. El formaldehído y los isocianatos, dos materiales de partida para estas dos espumas, son irritantes respiratorios y ambos pueden causar sensibilización alérgica, lo que hace que sea casi imposible que los mineros sensibilizados trabajen con cualquiera de los ingredientes. El formaldehído es un carcinógeno humano (IARC Grupo 1).

Peligros físicos

ruido es omnipresente en la minería. Es generado por potentes máquinas, ventiladores, voladuras y transporte del mineral. La mina subterránea suele tener un espacio limitado y, por lo tanto, crea un campo reverberante. La exposición al ruido es mayor que si las mismas fuentes estuvieran en un entorno más abierto.

La exposición al ruido se puede reducir mediante el uso de medios convencionales de control del ruido en la maquinaria minera. Las transmisiones se pueden silenciar, los motores se pueden silenciar mejor y la maquinaria hidráulica también se puede silenciar. Los conductos se pueden aislar o revestir con materiales que absorben el sonido. Los protectores auditivos combinados con pruebas audiométricas periódicas suelen ser necesarios para preservar la audición de los mineros.

Radiación ionizante es un peligro en la industria minera. El radón puede liberarse de la piedra mientras se suelta mediante voladuras, pero también puede ingresar a una mina a través de corrientes subterráneas. Es un gas y por lo tanto está en el aire. El radón y sus productos de descomposición emiten radiación ionizante, algunas de las cuales tienen suficiente energía para producir células cancerosas en el pulmón. Como resultado, las tasas de mortalidad por cáncer de pulmón entre los mineros de uranio son elevadas. Para los mineros que fuman, la tasa de mortalidad es mucho mayor.

PROCESADOR es un peligro para los mineros subterráneos y de superficie. En las minas subterráneas, la principal fuente de calor proviene de la propia roca. La temperatura de la roca sube alrededor de 1 °C por cada 100 m de profundidad. Otras fuentes de estrés por calor incluyen la cantidad de actividad física que realizan los trabajadores, la cantidad de aire que circula, la temperatura y la humedad del aire ambiente y el calor generado por los equipos de minería, principalmente equipos que funcionan con diésel. Las minas muy profundas (más profundas de 1,000 m) pueden presentar problemas significativos de calor, con una temperatura de las nervaduras de la mina de alrededor de 40 °C. Para los trabajadores de superficie, la actividad física, la proximidad de motores calientes, la temperatura del aire, la humedad y la luz solar son las principales fuentes de calor.

La reducción del estrés por calor se puede lograr enfriando la maquinaria a alta temperatura, limitando la actividad física y proporcionando cantidades adecuadas de agua potable, protección contra el sol y ventilación adecuada. Para maquinaria de superficie, las cabinas con aire acondicionado pueden proteger al operador del equipo. En las minas profundas de Sudáfrica, por ejemplo, se utilizan unidades subterráneas de aire acondicionado para brindar algo de alivio y se dispone de suministros de primeros auxilios para tratar el estrés por calor.

Muchas minas operan a gran altura (p. ej., más de 4,600 m), y debido a esto, los mineros pueden experimentar el mal de altura. Esto puede agravarse si viajan de un lado a otro entre una mina a gran altura y una presión atmosférica más normal.

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