control del contaminante polvo en minas y plantas - Bvs.minsa.gob ...

MINISTERIO DE SALUD PUBLICA Y ASISTENCIA SOCIAL
INSTITUTO DE SALUD OCUPACIONAL
DIRECTOR: Dr. Ramón Vallenas
COMISION DE PUBLICACIONES
Ing. Rómulo Ochoa L., Presidente Ing. Aníbal Gastañaga C.
Dr. José G. Cosio Z. Dr. Leonardo Rodríguez B.
Para cualquier información relativa a esta publicación, dirigirse a la siguiente
dirección:
INSTITUTO DE SALUD OCUPACIONAL, Las Amapolas 350, Urbanización
San Eugenio, Lince Teléfono 22011 - LIMA - PERU

CONTROL DEL CONTAMINANTE
POLVO EN MINAS Y PLANTAS
CONCENTRADOR~,S
Por:
Aníbal Gastañaga ColI
Ingeniero Jefe del Departamento
de Seguridad y Riesgos Físicos
Amado Yataco Medina
Ingeniero Asistente del Departamento
de Seguridad y Riesgos Físicos 1>'­
INSTITUTO DE SALUD OCUPACIONAL
LIMA·PERU
1963
~~
fJ

CUADRO DE ORGANIZACION DEL INSTITUTO DE SALUD OCUPACIONAL
MINISTERIO DE SALUD PIJIlUCA
y ASISTENCIA SOCIAL
Dirección General de Sah'd
JUNTA DE VIGILilNCIA ----1 INSTITUTO DE SALUD OCUPACiONAL
y CONTROL ECONOMICO DIRECCION
~----------------~
CON,UL TORES
DIVISION DE
SANIDAD AM81ENTAl
-1
I I 1
Laboratorio Químico Evaluativos 't Control y Riesgos Físicos
Deparl.menlo de ~I Deplo. de E,tudios Oepto. de Seguridad
!.--__._----'
•
DIVISION DE
SALUD PERSONAL
-1
Depto. de Estudios Depaltarncnto de Departamento de
Evaluativos y Conlro: (om;:>ensac¡ón laboratorio Clínico
'---------'
I 1
Sección ESladr=l
ISeCCión Administración I
Unidad Regional Centro
la Oroya

-.:....0111
PRESENTACION
El Instituto de Salud Ocupacional, dependencia del Ministerio
de Salud Pública y Asistencia Social, tiene como uno de sus
objetivos principales, la prevención de las enfermedades ocupacionales,
especialmente la silicosis en los trabajadores de la industria
minera y conexas.
"'-- Para este propósito es de trascendental importancia la publicación
de este trabajo "CONTROL DEL CONTAMINANTE
POLVO EN MINAS Y PLANTAS CONCENTRADORAS", que
gracias a la capacidad y esfuerzo de los Ings. Aníbal Gastañaga
Coll y Amado Yataco Medina, ha sido posible editar.
En relación a la neumoconiosis, es necesario recordar algunos
hechos:
La neumoconiosis en general es una enfermedad de los pulmones
producida por la inhalación de partículas de polvo. Si esas
partículas contienen sílice libre (SiO~) pueden producir la silicosis,
que es una enfermedad progresiva e i'flCapacitante. Por ser
la silicosis adquirida en el trabajo, se considera como enfermedad
ocupacional o profesional; y por consiguiente indemnizable.
La silicosis no es una enfermedad reversible, es decir que
una vez adquirida no se cura, el tejido lesionado no se restituye,
por el contrario, hay casos en que la silicosis, no obstante se haya
abandonado el trabajo en ambientes polvorientos, sigue progresando.
Junto a estos hechos, existe el principio fundamental de que
la silicosis es evitable, mediante la adopción de métodos y técnicas
especiales para el control del polvo generado en las diferentes
operaciones y procesos industriales.
Por este motivo, el Instituto ha creído conveniente preparar
este trabajo, para ser utilizado por los profesionales encargados
del cuidado de la salud de los trabajadores, ya sean mineros, de.
plantas de beneficio de minerales o actividades conexas.
-3
.~

De otro lado, considerando que en nuestro medio no es fácil
encontrar tratados adecuados en Castellano, creemos haber cubierto
una necesidad de primer orden.
Este volumen explica claramente en sus nueve capítulos, las
principales características del polvo en minas y plantas concentradoras,
la potencialidad silicógena de las partículas de polvo,
las fuentes de polvo en minas y plantas concentradoras, y luego
señala para cada una de las variadas operaciones los métodos de
control más convenientes, formulando las recomendaciones necesarias
para su eficiente aplicación. Finalmente se ocupa de los
respiradores para polvo, poniendo especial énfasis en su selección
y mantenimiento adecuados.
Estamos seguros que esta publicación será de gran utilidad
para los Ingenieros de Minas, Seguridad, Higiene Industrial, y
otras personas interesadas en velar por la salud y el bienestar
de los trabajadores.
Lima, Noviembre de 1963.
Dr. Ramón ValIenas
Director del Instituto de Salud
Ocupacional
-4­

CONTENIDO
INTRODUCCION ........ ' .. '
'7,
CAPITULO 1 EL CONTAMINANTE POLVO EN MINAS
Y PLANTAS CONCENTRADORAS ... 11
Generalidades.- Sílice Libre.- Potencialidad
Silicógena de un Polvo.- Concentración
en el Ambiente.- Tamaño de las Partículas.-
Composición Mineralógica.- Concentraciones
Máximas Permisibles.
CAPITULO II - FUENTES DE POLVO EN LAS LABORES
SUBTERRANEAS ... ..' ... ... ... 17
Perforación Neumática en Seco.- Voladuras.-
Remoción del Material Derribado por
los Disparos.- Carguío y Descarga de Carros
Metaleros.- Desatado del Mineral o
de Rocas.- Enmaderado.
CAPITULO III PRINCIPIOS GENERALES PAR A EL
CONTROL DE POLVO EN LAS OPERA­
CIONES DE PERFORACION ,.. . .. 20
Método Húmedo.- Ventilación.- Principios
Generales de Ventilación de Minas.- Control
del Polvo de Perforación Mediante la
Ventilación Exhaustiva Local.- Limitaciones
en el Empleo de la.'lentilación 'Exhaustiva
Local. ;,
CAPITULO IV - CONTROL DE POLVO EN LAS OPERA­
CIONES DE PERFORACION .. , , .. 37
Perforación en Frentes.­ Perforación en
Blocks de Explotación (Stopes o Tajeos).­
Perforación en Piques y Chimeneas.
CAPITULO V CONTROL DE POLVO EN OTRAS OPE­
RACIONES ... ... ... ... ... ... ... 43
En Voladuras.'- En la Remoción del Material
Derribado por los Disparos.- En el
Carguío y Descarga de Carros Metaleros.­
En el Desatado de Mineral o de Rocas.­
En el Enmaderado.- Calidad del Aire de
Ventilación para Labores Subterráneas.
-5

CAPITULO VI FUENTES DE POLVO EN LAS PLANTAS
CONCENTRADORAS ... . ..... 57
Factores que Influyen
Polvo.
en la Exposición a
CAPITULO VII
CONTROL DE POLVO
CONCENTRADORAS ...
EN PLANTAS
. ..... 64
CAPITULO VIII
-
Segregación.~~ Encerramiento.·­ Atomizadores
de Agua.- Empleo de Atomizadores
en las Operaciones de Quebrantamiento.­
Empleo de Atomizadores en Cribas Vibradoras
y Puntos de Transferencia de Mineral.-
Recomendaciones Generales.­ Consumo
de Agua y Riesgo de Sobrehumedecimiento.
VENTILACION EXHAUSTIVA LOCAL 76
"Campanas de Succión.- Sistema de Tuberías.-
Colectores de Polvo.- Colectores de
Tela.- Colectores de Tipo Húmedo.- Pérdidas
de Presión.- Fuente de Succión.
CAPITULO IX - RESPIRADORES PARA POLVO ... 89
Resistencia a través de Respiradores.- Escapes.-
Válvulas.- Eficiencia del Filtro.-~
Respiradores con Línea de Aire.- Conservación
de los Respiradores.- Selección de
Respiradores.- Nombres y Direcciones de
las Compañías a las Cuales se ha Concedido
Aprobación.
BIBLIOGRAFIA ... ... ... ... ... ... ... ... .,. ... ... 94
6­

CONTROL DEL CONTAMINANTE POLVO EN MINAS Y
PLANTAS CONCENTRADORAS
INTRODUCCION
Los objetivos de la Higiene Industrial son: el reconOClm1ento,
la evaluación y el control de todos aquellos agentes ambientales
que pudieran afectar la salud, el bienestar o la integridad
física de los trabajadores. El reconocimiento permite establecer
los agentes en el lugar de trabajo; la evaluación determina el
grado de exposición de los trabajadores; y el control, significa
la eliminación del agente o su reducción a un nivel que no constituya
un riesgo para la salud.
Uno de los agentes ambientales de gran importancia en nuestro
medio, sobre todo en la industria minera, es el contaminante
polvo, por ser causa de una de las enfermedades ocupacionales
más serías, como es la silicosis, cuyas implicaciones económicas
pesan directamente sobre las compañías miJ.1s:ras.
El número de trabajadores mineros en el Perú, de acuerdo
con los cálculos efectuados por el Departamento de Estadística
del Instituto de Salud Ocupacional, pasa de los 70,000; lo cual
significa que esta población económicamente activa está expuesta
potencialmente al riesgo de contraer silicosis.
/. Por otro lado, estudios médicos efectuados en 30,533 trabajadores,
correspondientes a 77 centros mineros, entre los años
1949 y 1962, arrojaron una tasa de prevalencia de silicosis de
4.8%. Considerando esta tasa y el número de trabajadores, se
puede apreciar que en la actualidad existen 3,360 silicosos en
diversos grados de evolución, todos ellos con derecho a la indemnización
que la ley les señala.
En conformidad con el Decreto-Ley N9 14212 del 2 de octubre
de 1962, la indemnización por enfermedad ocupaGional comprende
a obreros y empleados cuyo salario anual no exceda de
7­

~._._--~---
Sj. 20,000.00 en lugar de Sj. 5,000.00 que hasta entonces regia.
Si el salario anual excede de SI. 20,000.00, se puede aplicar el
derecho común, pero pueden los afectados acogerse a la Ley
hasta la referida suma, en cuyo caso hay renuncia implícita para
toda indemnización por daños y perjuicios, conforme a las reglas
del derecho común.
Considerando un jornal promedio de Sj. 50.00 por día para
un minero, el salario anual sería de Sj. 18,000.00 (50 x 360 =
= 18,000). En caso de incapacidad total, como es el que corresponde
a la silicosis en tercer grado y sílico-tuberculosis, se pagaría,
como renta vitalicia anual el 70% de este salario anual o
sea Sj. 12,600 (18,000 x 0.7 = 12,600). Si la incapacidad es parcial,
a juicio del examen médico, puede ser el 50% o el 75% del 70%
del salario anual, según se trate de silicosis en primer o segundo
grado de evolución, o sea:
Para el 1er grado: 12,600 x 0.50 = 6,300.00
Para el 2do. gfa~o: 12,600 x 0.75 = 9,450.00
De acuerdo con el .estudio médico mencionado, el 55.3% de
los silicosos corresponden al primer grado, el 24.8% al segundo,
el 7.3% al tercero y el 12.6% a sílico-tuberculosis. De aquí podemos
deducir que la renta vitalicia anual que debe pagar la industria
minera a los 3,360 silicosos es de Sj. 28'006,650.00, como
se indica en el siguiente cuadro:
Renta Vitalicia
Monto Total
Sílicosos t)f! Número Anual/Caso Anual
SI.
SI.
Silicosis 1er. Grado 55.3 1,858 6,300.00 11'705,400.00
Silicosis 2do. Grado 24.8 833 9,450.00 7'871,850.00
Silicosis 3er. Grado 7.3 245 12,600.00 3'087,000.00
Sílico-Tuberculosis . 12.6 424 12,600.00 5'342,400.00
TOTALES ..... 100.0 3,360 28'006,650.00
Los empresarios pueden redimir esta renta vitalicia, pagando
el capital correspondiente a dos años del salario de la víctima,
para quedar libres de la obligación. El salario de los dos años
está sujeta a las mismas reducciones anteriormente indicadas de
acuerdo con el grado de incapacidad. En este caso el desembolso
de las empresas mineras sería de Sj. 56'013,300.00, conforme al
siguiente cuadro:
-8­

l
Silicosos
\
Número
Salario de
dos años
Sj.
Monto Total
Sj.
Silicosis 1er. Grado 1,858
Silicosis 2do. Grado 833
Silicosis 3er. Grado 245
Sílico-Tuberculosis . 424
12,600.00
18,900.00
25,200.00
25,200.00
23' 410,800.00
15'743,700.00
6'174,000.00
10'684,800.00
TOTALES ..... 3,360 56'013,300.00
Estas elevadas sumas de dinero, constituyen únicamente el
costo directo que tiene que pagar la industria minera, ya que
aparte de esto es necesario considerar los costos indirectos u
ocultos, que en muchos casos pueden igualar a los directos. Entre
los costos ocultos merecen especial mención:
Baja de la producción debido a la pérdida de personal calificado.
Pérdida de tiempo de los supervisores y jefes en la selección,
preparación y enseñanza del nuevo personal que reemplazará
al indemnizado.
Descenso de la productividad por la desmoralización que produce
la incidencia de casos de silicosis~
Costo de los trámites legales.
Todo lo expuesto se refiere al impacto j!conómico que sufre
la industria minera, pero, también es necesario considerar las
pérdidas económicas y el sufrimiento de los trabajadores que
han adquirido esta enfermedad ocupacional, que los incapacita
para todo trabajo físico, y que, invariablemente y a muy corto
plazo, tiene desenlaces fatales, dejando en el desamparo económico
a sus respectivas familias. Este aspecto humano de la silicosis,
tiene hondas repercusiones, ya que los problemas socioeconómicos
que conlleva inciden directamente en la marcha del
país.
El presente trabajo, preparado como un medio de divulgación
dirigido especialmente a la industria minera, tiene como
objetivo, mostrar la aplicación de los diferentes métodos de la
Ingeniería de Higiene Industrial, para el control del contaminante
polvo en las minas y plantas concentradoras.
En nueve capítulos se trata de exponer y resolver los diferentes
problemas que se presentan en el control de polvo. E!
-9­

¡
primer Capítulo se dedica a las generalidades del polvo en minas
y plantas concentradoras, poniendo especial énfasis sobre la po~
tencialidad silicógena de este contaminante. El segundo Capítulo
trata de las fueIffes de contaminación en las labores subterráneas.
Los capítulos tercero, cuarto y quinto, comprenden los métodos
de control para las diferentes operaciones de minado. El
Capítulo sexto trata de las fuentes de polvo en las plantas concentradoras.
Los capítulos sétimo y octavo describen los métodos
de control en plantas concentradoras; y el Capítulo noveno,
como un complemento del trabajo, se dedica a los respiradores
para polvo.
Los autores expresan su reconocimiento al Ing. César Macher
Becerra, Jefe de la División de Sanidad Ambiental del Instituto
de Salud Ocupacional, por sus valiosas sugerencias y por haber
tomado a su cargo la revisión de los originales .
.. ...
- 10­

CAPITULO 1
EL CONTAMINANTE POLVO EN MINAS Y PLANTAS
CONCENTRADORAS
Generalidades
Los polvos que se presentan en las diferentes operaciones
de minado y beneficio de mineraIes, son partículas sólidas, finamente
divididas, que se generan por acción mecánica en las operaciones
de perforación, voladura, transporte, molienda, clasificación
y otras propias de la industria minera.
.~ Desde épocas muy remotas, el polvo generado en esta industria,
ha constituido un serio problema, ya que su inhalación ha
dado lugar a neumoconiosis y otras afecciones de la salud de
los trabajadores.
Desde el punto de vista de Higiene Industrial (1), es decir,
de los efectos que producen sobre la salud del hombre, estos polvos
se clasifican en los siguientes grupos:
a.
b.
c.
d.
e.
Polvos que producen fibrosis pulmonar, tales como los de
sílice libre y asbesto;
Polvos que producen pequeña o ninguna fibrosis pulmonar,
como los de carbón y hierro;
Polvos tóxicos, o sea aquellos que tienen efectos sistémicos
sobre el organismo, como los de plomo y manganeso;
Polvos irritantes, tales como los de cal; y
PoI vos carcinógenos, como los radioactivos.
.~
La palabra neumoconiosis significa retención de polvo en los
pulmones, sin especificar el carácter o magnitud del daño en la
función respiratoria, no indicando por tanto, presencia o ausencia
de enfermedad. La neumoconiosis puede clasificarse, en:
a. Benigna, aquella que no produce fibrosis pulmonar ni incapacidad;
y
b. Específica, la que sí produce fibrosis pulmonar e incapacidad.
..
-11­

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 as bestosis,
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.
Entre las diferentes definiciones de la silicosis, la más completa
parece ser la dada por la Asociación Americana de Salud
Pública de Estados Unidos, y es la siguiente: "La Silicosis es una
enfermedad debida a la inhalación de polvo que contiene partículas
de sílice libre (Si0 2 ), caracterizada anatómicamente por
cambios fibrosos gemeralizados 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."
Sílice Libre
La Sílice libre, cuya fórmula es Si0 2 , se presenta en la naturaleza
bajo tres formas: cristalizada, criptocrista.li.na 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%, lo cual indica que este mineral
es bastante difundido, formando parte esencial en unas rocas, y
como accesorio o secundario en otras; tal es así, que su presencia
en las rocas ígneas sirve de base para su clasificación en: ácidas,
intermedias, básicas y ultrabásicas. Siendo las ácidas las que
contiellen más de 10% de cuarzo, las intermedias menos de 10%
y las básicas y ultrabásicas carecen de este mineral como componente
esencial.
El cuarzo tiene un peso específico de 2.66, dureza de 7 en la
escala de Mohs, cristaliza en el sistema Romboédrico y sus índices
-12 ­

de refracción son 1.544 y 1.553. A simple vista puede confundirse
con la cordierita, nefelina, berilo, topacio, pólux y, a veces, con
calcita. Las principales variedades de cuarzo, son: cristal de roca,
cuarzo amatista, rosado, azul, citrino, ahumado, lechoso y
ferruginoso.
Potencialidad Silicógena de un Polvo
El grado de peligrosidad de un polvo, referido a su capacidad
de producir silicosis, depende de tres factores importantes, que
son:
a. Concentración en el ambiente;
b. Tamaño de las partículas; y
c. Composición mineralógica.
Concentración en el Ambiente
La concentración de polvo en el amqiente es un factor de
suma importancia y su evaluación es el primer paso a seguir en
el estudio del grado de su peligrosidad. La concentración es la
cantidad de partículas de polvo suspendida en un volumen dado
de aire; usualmente se expresa en números de partículas por pie
cúbico de aire; también puede expresarse en peso por volumen
de aire, tal como miligramos de polvo por metro cúbico de aire.
La determinación de las concentraciones de polvo, requiere
de dos operaciones: el muestreo y la cuenta. El muestreo se
efectúa siguiendo diferentes técnicas basadas en principios físicos,
siendo los más importantes: filtración, estrellamiento o impacto,
precipitación electrostática y preci¡>ijación térmica. La
cuenta de partículas se efectúa mediante un microscopio provisto
de un sistema óptico estandarizado y diferentes tipos de celdas,
siendo las más empleadas la celda Dunn, el hemacitómetro y la
celda Hatch.
Tamaño de las Partículas
Considerando que un polvo está constituído por partículas
finamente divididas, con tamaños que fluctúan desde fracciones
de miGra hasta más o menos 150 micras, es fácil imaginar que
no todas pueden ingresar a los pulmones a través del tracto respiratorio;
así, W. Findeisen (2), después de muchas experiencias,
afirma que las partículas menores de 10 micras son retenidas en
el tracto respiratorio superior; las de más o menos cinco micras
son parcialmente atrapadas, llegando una cierta proporción a los
alveolos pulmonares, donde las partículas de una micra son las
que predominan. Tratándose de partículas comprendidas entre
0.1 y 0.3 micra, solamente el 35% de ellas son retenidas en los
-13 ­

•
'
'
fl
,~
1
alveolos, escapándose el resto; lo cual permite deducir que la proporción
de partículas retenidas disminuye cuando sus tamaños
disminuyen a partir de una micra; esto corrobora el hecho de
que las partículas del orden de 0.1 micra se comportan como
gases.
Por otro lado, estudios efectuados en pulmones silicosos (3),
han demostrado que el 70% de las partículas encontradas corresponden
a un tamaño menor de una micra; y el resto, o sea el 30%,
nunca excede de 10 micras. De lo expuesto, se deduce que las
partículas de sílice libre menores de 10 micras, son las peligrosas
por ser las únicas capaces de llegar a los alveolos pulmonares y
quedar retenidas. Hay autores que afirman que las partículas
menores de 5 micras, son las que tienen significado higiénico. Por
razones de seguridad, en el presente trabajo se consideran peligrosas
todas las menores de 10 micras.l
1 I
I!
~"
1:,1'
La medición del tamaño de partículas es el segundo paso él
seguir en la evaluación del grado de peligrosidad de un polvo,
y su importancia ~~ manifiesta por el hecho de indicarnos la proporción
de partículas menores de 10 micras presentes en el polvo.
Esta medición se efectúa microscópicamente dispersando la muestra
sobre una lámina de vidrio en un medio adecuado, midiéndose,
ya sea por comparación con una escala insertada en el ocular,
por proyección directa del campo microscópico o por microfotografía.
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.
Estudiar la composición mineralógica de un polvo, es de suma
importancia por ser la que indica la cantidad del componente
peligroso, y constituye, juntamente con la concentración y tamaño
de partículas, la base para señalar el grado de peligrosidad
de un polvo.
Existen varios métodos para la determinación cuantitativa
de sílice libre (4), 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, de todos los componentes de la muestra con excepción
de la sílice libre; luego ésta puede ser separada, pesada y
-- 14­

determinada por diferencia. Los métodos físicos comprenden
principalmente el petrográfico, difracción de rayos X y el de
fusión.
Concentraciones Máximas Permisibles
El Comité encargado de las concentraciones máximas permisibles
de la Conferencia Americana de Higienistas Industriales
(EE.UU.), realizada en 1961, considerando las experiencias efectuadas
y combinando los datos encontrados en Africa del Sur,
Australia, Inglaterra, EE.UU. y otros países, señala los siguientes
valores como concentraciones máximas permisibles a las que
un trabajador, normalmente sano, puede estar expuesto durante
ocho horas diarias sin sufrir daño alguno en su salud:
Polvos que contienen más de 50% de sílice libre: 5 mpppca(*)
Polvos que contienen de 5 a 50% de sílice libre: 20
Polvos que contienen menos de 5% de sílice libre: 50
Como se puede observar, el tamaño de las partículas, no figura
en los datos indicados por el citado Comité, debido a que
se refiere a partículas de polvo de tamaño respirable, es decir,
todas ellas menores de 10 micras.
Este mismo Comité en su reunión anual N9 24 correspondiente
al año 1962, ha adoptado la siguiente ecuación para determinar
la Concentración Máxima Permisible de polvos que contienen
sílice libre cristalizada:
250
CMP
5 lO"
En el caso de sílice libre al estado amorfo, se ha establecido
20 mpppca.
Con fines prácticos, el Departamento del Trabajo de los
EE.UU., ha establecido un patrón de comparación, basado en el
contenido de sílice libre y la concentración de polvo. Este patrón
se obtiene multiplicando el porcentaje de sílice libre por la concentración
de partículas, si el resultado está por debajo de 5 millones,
la condición se considera permisible, pero, si está por encima
de 5 millones, la condición es peligrosa. Por ejemplo, para
un polvo con una concentración de 30 mpppca. y un contenido
de sílice libre de 10%, se tiene:
30 x 0.1 3 millones.
(*) mpppca millones de partículas por pie cúbico de aire.
15

Vale decir, que la condición es permisible. Para otro polvo,
cuya concentración es de 50 mpppca y su contenido de sílice libre
de 30%, el resultado será:
50 x 0.3 15 millones.
Que corresponde a una condición peligrosa. El patrón de
comparación de los 5 millones, sólo se aplica a polvos con un contenido
de sílice libre mayor que 5%.
El Estado de Nueva York de los EE.UU., en su Código Industrial
N9 33, clasifica todas las formaciones rocosas en dos grupos,
de acuerdo a su contenido de sílice libre:
II
I -
Formaciones rocosas con un contenido de sílice libre
menor que 10% en peso; y
Formaciones rocosas que contienen 10% o más de sílice
libre, y las que presenten proporciones variables
e imprell'it;ibles de sílice libre.
Para estos dos grupos, se asigna las siguientes concentraciones
máximas permisibles: 100 mpppca para el primero y 10
mpppca para el segundo. Es de advertir que estos dos valores
han sido establecidos para las operaciones de perforación neumática.
16 ­

CAPITULO II
FUENTES DE POLVO EN LAS LABORES SUBTERRANEAS
Las principales fuentes de polvo en las labores subterráneas,
en orden de importancia, son:
1 . Perforación neumática en seco (los taladros verticales que
operan hacia arriba, generan las más altas concentraciones
de polvo, disminuyendo éstas a medida que varía, hacia abajo,
la dirección del barreno).
2. Voladuras (cuando no se toman las debidas precauciones,
generan altas concentraciones de polvo fino que contamina
grandes extensiones por tiempos variables de acuerdo a las
condiciones de ventilación).
3. Remoción del material derribado por los disparos (cuando
el material minado es seco y la ventilación del lugar es deficiente).
4. Carguio y descarga de carros metaleros Jcuando el material
está seco).
5. Desatado del mineral o de rocas (cuando previamente no se
ha humedecido la superficie de la zona a desatar).
6. Enmaderado (en particular de piques y chimeneas durante
el empatillado, cuando la ventilación es deficiente).
Entre estas fuentes, la perforación neumática en seco produce
la mayor cantidad de polvo, ya que actúa como un mecanismo
triturador que reduce la roca a polvo en el lugar donde se
hace el impacto. Las partículas generadas varían en tamaño desde
Y-4 de pulgada hasta diámetros su bmicroscópicos.
La cantidad de polvo producida por la perforación neumática
en seco es bastante grande, una "jackhammer" por ejemplo
(5), perforando 100 pies diarios, tritura más de 200 libras de roca
durante las 8 horas de trabajo; de esto por lo menos el 5% es
- 17­

educido a partículas menores de 10 micras; lo cual quiere decir
que por cada pie perforado se genera aproximadamente 50 gramos
de polvo de tamaño respirable. Se ha encontrado que esta
máquina produce más o menos mil millones de estas partículas
por minuto de operación.
Usualmente se cree que las voladuras producen la mayor
cantidad de polvo; esto puede no ser cierto en todos los casos,
puesto que la explosión dispersa una gran cantidad de polvo
depositado en la superficie de las rocas, y que fue originado por
operaciones anteriores.
La cantidad de polvo generado por la limpieza del material
removido y por otras operaciones, varía grandemente con la naturaleza
del trabajo. En cielo abierto es probablemente de poca
importancia, pero en espacios confinados, como en las labores
subterráneas, la concentración de polvo puede alcanzar niveles
peligrosos.
Un examen de"las fuentes de polvo en las labores de subsuelo,
indica de Ínmediato que los métodos de control se circunscriben
al humedecimiento del mineral o de la roca derribada y
a una adecuada ventilación; esto es, a la aplicación de métodos
húmedos de supresión de polvo o al control del mismo mediante
la ventilación natural o mecánica. La experiencia ha demostrado
que la acción combinada de los dos métodos, brinda los resultados
más satisfactorios.
Para ilustrar lo expuesto anteriormente, se señala a continuación
algunas de las conclusiones formuladas al respecto por
la Escuela de Minas del Estado de Colorado, EE.UU. (3).
a) Es posible controlar el polvo generado en las diferentes
operaciones de minado, mediante la ventilación, siempre
que se proporcione el aire necesario a los lugares de trabajo;
ésto implica ventilación mecánica para cada operación.
b) La aplicación de la ventilación exhaustiva local en la perforación
neumática en seco, reduce las concentraciones de
polvo hasta niveles por debajo de las consideradas higiénicamente
permisibles, siempre que el contenido de sílice
libre del material, sea bajo o medio. Cuando el contenido
de sílice libre es alto, o sea por encima de 50%. la ventilación
por sí sola no es suficiente para reducir las concentraciones
de polvo a un nivel seguro.
c) La perforación en húmedo sin una adecuada ventilación, es
un método de control efectivo sólo cuando el contenido de
sílice libre del material es bajo (menor de 5%).
- 18­

d) La perforación en húmedo suplementada por una buena
ventilación, ya sea natural o mecánica, ofrece los mejores
resultados en el control de polvo, incluso para materiales
con alto contenido de sílice libre.
e) Los chisguetes de agua a presión (atomizadores o pulverizadores),
correctamente empleados, pueden eliminar hasta
más del 99% del polvo generado por los disparos, dentro de
10 a 15 minutos de producidos éstos. El tiempo requerido
para la supresión del polvo es siempre menor cuando se
emplean estos dispositivos. que cuando se utiliza sólo
ventilación.
."
-19 ~

CAPITULO III
PRINCIPIOS GENERALES PARA EL CONTROL DE POLVO
EN LAS OPERACIONES DE PERFORACION
Método Húmedo
Como se mencionó en el capítulo anterior, el mejor método
de control de polvo en las operaciones de perforación, es el
húmedo complemeñt1tdo por una buena ventilación. El método
húmedo en perforación significa la aplicación continua de agua
limpia a través del orificio central del barreno, durante todo
el tiempo que la máquina está en operación.
Para conseguir los mejores resultados en la aplicación del
método húmedo, es necesario tener en cuenta ciertos factores que
afectan su eficiencia; entre los más importantes tenemos: el
volumen y presión del agua empleada, así como los métodos
de trabajo seguidos. Las experiencias realizadas por diferentes
instituciones han demostrado que el gasto mínimo por máquina
es de un galón de agua por minuto, y la presión óptima fluctúa
alrededor de 30 libras por pulgada cuadrada (6 Y 7). A este
respecto, es interesante anotar el empleo generalií!ado en nuestro
medio de los tanques portátiles de agua, cuyo volumen es de 25
galones en la mayoría de los casos. Prescindiendo de la presión
de trabajo del agua, se observa que un tanque de esta naturaleza
permitiría el trabajo continuo de solamente 25 minutos, ya que
el gasto mínimo, como hemos visto, es de un galón por minuto;
ésto supone que, para un control satisfactorio, se debe llenar el
tanque cada 25 minutos. En la práctica esto no sucede y los
tanques suministran agua hasta por dos horas de perforación
continua, lo cual nos indica que el suministro de agua es de
0.4 galones por minuto (25/60 = 0.4), valor que está muy por
debajo del mín~mo requerido; en otras palabras, la supresión de
polvo es deficiente. Aparte de estas limitaciones técnicas, se
debe considerar que los perforistas generalmente trabajan "a
destajo", lo que da lugar a que, una vez agotada la dotación de
agua del tanq}le, éstos por ganar tiempo, prosiguen la perforación
en seco.
20 ­

De lo expuesto se puede afirmar que el volumen y presión
del agua a emplearse en la perforación, sólo puede conseguirse
a través de un sistema de tuberías que alcance a todos los lugares
de trabajo.
En cuanto a los métodos de trabajo, la educación de los trabajadores
sobre la importancia de los métodos de control de
polvo, es de vital importancia; sin la colaboración de ellos es
muy difícil llevar adelante un programa efectivo de control de
polvo. La labor de supervisión de los capataces, caporales, jefes
de cuadrilla, capitanes de mina y personal profesional, juega un
rol importante en la adopción de los adecuados métodos de
trabajo; partiendo por el principio de que una buena supervisión
no sólo supone una mayor producción, sino que la protección de
la salud e integridad de los trabajadores incide directamente en
los costos de explotación.
Aparte de los factores mencionados, también deben considerarse
los siguientes: a) tipo de máquina perforadora, b) dureza
del material, c) tiempo efectivo de perforación, d) inclinación
del barreno y e) grado de control requerido.
El tipo de máquina perforadora es un factor de importancia
y de acuerdo a este criterio se tiene, en términos generales, dos
tipos de máquinas, las manuales como "jackhammer" y las montadas
como "Leyner" y "jackleg". Las manuales siempre son de
poca potencia debido a su bajo requerimiento de aire comprimido
y, por lo tanto, baja velocidad de perforación que se traduce
en una menor producción de polvo; las del tipo montado son máquinas
de gran potencia con requerimientos de mayor volumen
de aire comprimido, dando lugar a una ma:i,o.r velocidad de perforación
y por tanto mayor generación de polvo. Por estas razones
el control de polvo en la perforación con máquinas montadas,
requiere una mayor atención.
La velocidad de perforación, si bien es diferente para cada
tipo de máquina, también depende de la dureza o resistencia a
la perforación del material, por lo tanto, los materiales duros generan
durante esta operación, bajas concentraciones de polvo
pero con una mayor proporción de partículas de tamaño respirable;
esto muchas veces conduce a la equivocada apreciación de
que estos materiales son menos peligrosos debido a que la présencia
de polvo en el lugar de trabajo es muy notoria; en cambio
los materiales blandos o friables, por la facilidad que ofrecen a
la perforación, generan mayores concentraciones .de polvo pero
con una proporción menor de partículas de tamaño respirable.
Como se mencionó anteriormente, la perforación neumática
en seco es la primera fuente de polvo en las operaciones de
(ÓCj0029
/MIIIS"'" DE ~Il" - ell_ J
_._.._--­
- 21 ".

~nado, y de aquí se puede decir que la exposición del trabajadar
depende del tipo de labor (frente, chimenea o tajea), así
como del método de explotación empleado y de la dureza del
material. De ello se puede concluir que el grado de control de
polvo depende también del tiempo efectivo de perforación.
El efecto de la inclinación del barreno, en la generación de
polvo durante la perforación, ya fue señalado en el acápite correspondiente
a fuentes de polvo.
En cuanto al grado de contról requerido, éste es función del
contenido de sílice libre del material, es decir, del agente etiológico
de la silicosis; un material con alto contenido de sílice libre
(por encima de 50%) lógicamente requiere un control más
estricto que uno de bajo contenido de sílice libre (menos de 5%).
Ventilación
La ventilación se define como el suministro de aire, por medios
naturales o me~ánicos, ajo de un espacio dado. 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: 1) suministrar a los
trabajadores aire limpio y fresco en cantidad suficiente para su
respiración normal, 2) reducir por dilución las concentraciones
de los contaminantes del ambiente, a niveles tolerables, y 3) regular
las condiciones termo-ambientales manteniéndolas en un
grado confortable. \
Los Reglamentos del Código de Minería señalan que se debe
suministrar 106 pies;{jmin.jpersona (3mts. 3 jmin.) en las labores
de subsuelo cuando éstas se encuentran próximas al nivel del
mar. Para alturas mayores este flujo es aumentado en la siguiente
escala:
de 1500 a 3000 mts. . ........ .
de 3000 a 4000 mts. . ......... .
más de 4000 mts............. .
40%
70%
100%
Por otra parte, existen autores que, en base a trabajos experimentales,
determinan otras cantidades de aire; así, Edward C.J.
Urban en su artículo: Control of Health Hazards Encountered in
Underground Metal Mines, publicado en el A.I.H.A. Quart. 11 :201
(Dec. 1950), señala como mínimo 500 pies 3 jmin.jpersona. R. Peel
en su Mining Engineers' Handbook, establece entre 100 y 150
pies 3 jmin.jpersona, lo cual está de acuerdo con lo establecido por
los Reglamentos del Código de Minería para labores próximas
al nivel del mar. En todos los casos, los valores exceden considerablemente
el volumen de aire requerido para la función res­
- 22­

piratoria, que en promedio es de 10 pies::jmin.jpersona, considerándose
el excedente como un margen de seguridad para diluir
los gases productos de la respiración de hombres y animales, de
los liberados por el yacimiento en sí, por el agua subterránea y
por los gases y polvos resultantes de las operaciones mineras.
De acuerdo con la literatura especializada y con los Reglamentos
del Código de Minería, los 106 pies 3 jmin.jpersona son suficiente
para minas subterráneas que comprenden largos intervalos
entre los turnos de trabajo, donde las voladuras se efectúan
sólo al final de cada turno, y se aplican los métodos húmedos de
control de polvo en todas las operaciones. Cuando los minas son
"gaseosas" o cuando, por razones del método de explotación, se
tenga que efectuar voladuras en forma interminente y cuando
los intervalos entre los turnos sean cortos, el volumen de aire
requerido deberá oscilar entre 200 y 300 pies 3 jmin.jpersona;
pudiendo llegar hasta 500 pies:!/min.jpersona de acuerdo con las
características propias de la mina y de los métodos de trabajo
seguidos.
El volumen de aire necesario para un lugar de trabajo puede
calcularse teniendo en cuenta los requerimientos por persona y
la altura sobre el nivel del mar; así p.e., para ventilar un frente
de 6' x 7' donde normalmente trabajan 6 personas, estando la
mina situada a más de 4000 mts. s.n.m .. se necesitará:
Q = nq(1 +

V=
1270
30 pies/minuto
42
Velocidades del flujo de aire comprendidas entre 20 y 30
pies lineales por min., son capaces de remover polvos y gases
como una nube compacta; velocidades mayores que 30 pies lineales
por min., rompen esta nube compacta y ocasionan una rápida
dilución de los contaminantes. Las minas "gaseosas" y las de
carbón con alto contenido de volátiles, requieren velocidades de
aire por encima de 100 pies lineales por minuto, para favorecer
la dilución de los contaminantes y prevenir en esta forma, la
acumulación de gases o polvo que pueden dar lugar a explosiones.
Respecto a las velocidades de las corrientes de aire en las
galerías de tránsito, los Reglamentos del Código de Minería establecen
que éstas no deben ser menores que 50 pies lineales por
min., (15 mts/min.), ni mayores que 830 pies lineales por mino
(250 mts/min.), lo cual como se ha visto, es más que suficiente
para romper las nubes cargadas de polvo y gases, y producir una
satisfactoria dilucióll..
En cuanto a los requerimientos de ventilación para regular
las condiciones termo-ambientales, específicamente para la corrección
de altas temperaturas, los Reglamentos del Código de
Minería establecen: "en ningún caso la temperatura del aire
ambiente, en las zonas de trabajo, deberá ser mayor de 409 C en
las galerías y pasajes de tránsito"; asimismo señala: "la humedad
prevaleciente en la zona de trabajo debe ser proporcionada a la
temperatura reinante y mantenida dentro de límites adecuados
para evitar la excesiva fatiga de los operarios".
Las condiciones termo-ambientales, en los lugares de trabajo
del subsuelo, dependen de la temperatura, la humedad relativa
y el movimiento del aire; la combinación de estos factores da
como resultado la "temperatura efectiva", la cual expresa el grado
de confort del ambiente y, en un solo valor, señala los efectos
de la temperatura, humedad y movimiento del aire en la sensación
de calor o frío del cuerpo humano.
Las altas temperaturas y humedades relativas del aire, influyen
sobre la salud y bienestar de los trabajadores, disminuyen
su rendimiento y los predispone a los accidentes. La temperatura
del cuerpo humano se mantiene dentro de los límites normales
gracias a la evaporación del sudor segregado por las glándulas
sudoríparas; el poder de evaporación de una corriente de aire
(en definitiva, el poder refrigerante) depende de su temperatura,
humedad relativa y velocidad.
A 309C, con 100% de humedad relativa, y con el aire en reposo,
no puede haber evaporación del sudor y la temperatura
~ 24­

del cuerpo aumenta; cuando la humedad relativa disminuye y
el aire se pone en movimiento, comienza la evaporación y se
evita que la temperatura del cuerpo exceda sensiblemente de lo
normal. Con temperaturas altas, aire seco y corrientes de gran
velocidad, la evaporación se hace tan rápida que el viento produce
sensación y efectos de quemadura. El aire, aún por encima
de la temperatura normal del cuerpo humano de 37C, si no
está saturado, puede. absorber humedad y ejercer acción refrescante
sobre el cuerpo.
Se ha comprobado que la temperatura efectiva óptima varía
con las estaciones del año y que es más baja en Invierno que en
Verano; la zona de "confort" para cada una de estas estaciones,
indica las condiciones bajo las cuales el 50% o más, de la gente,
se siente cómoda. Así, la zona de "confort" para el Verano se
encuentra entre 19 y 24 9 C de temperatura efectiva, registrándose
un máximo de 98% de personas expuestas, cómodas a una
temperatura efectiva de 22 9 C. La zona de "confort" para el Invierno
queda comprendida entre 17 y 22 9 C con el 97% de personas
expuestas que se sienten cómodas a una temperatura
efectiva de 19

Como puede observarse en la Tabla N\) 1, es necesario aumentar
la velocidad del aire cuando aumenta su temperatura para
una humedad establecida; así, para una temperatura del aire de
209C y 50% de humedad relativa, es necesario un movimiento de
aire menor que 20 pies lineales por minuto para obtener una
temperatura efectiva de 18 9 C; cuando la temperatura del aire es
de 29 9 C, con la misma humedad relativa de 50%, la velocidad
del aire deberá ser de 800 pies lineales por minuto, para ofrecer
una temperatura efectiva de 18 9 C. Del mismo modo se puede
observar que la velocidad del aire aumenta con el incremento
de la humedad relativa, así p.e., para un ambiente con 209C de
temperatura del aire y humedad relativa de 50%, la velocidad
del aire debe ser menor que 20 pies lineales por minuto; cuando
la humedad relativa aumenta a 90%, manteniéndose la misma
temperatura del aire, será necesario 45 pies lineales por minuto
para obtener una temperatura efectiva de 18 9 C. En esta forma
se demuestra la interrelación entre los tres factores que deter··
minan las condiciones termo-ambientales de trabajo en subsuelo.
-.
Cuando las temperaturas reinantes fluctúan alrededor de
259C, puede ser satisfactoria la temperatura efectiva de 18 9 C.:
pudiendo entonces aplicarse las velocidades del aire indicadas
en la Tabla N9 1. En el caso de ambientes con temperaturas que
fluctúan alrededor de 309 C, se puede emplear la temperatura
efectiva de 24 9 C, o sea el límite superior de la zona de "confort",
con cuyo objeto se presenta la Tabla N° 2.
TABLA N9 2
VELOCIDAD DEL AIRE (en pies lineales por minuto) NECE­
SARIA PARA OBTENER UNA TEMPERATURA EFECTIVA
DE 24 9 C
Es necesario señalar que las temperaturas efectivas se calculan
utilizando el gráfico desarrollado por Houghten, Yaglou y
Drinker, publicado por la Sociedad Americana de Ingenieros de
Ventilación y Aire Acondicionado (8).
2G -­

Principios Generales de la Ventilación de Minas.
La circulación del aire en las minas, tiene su origen en las
diferencias de presión que pueden ser producidas por fuerzas
naturales, por fuerzas mecánicas o por ambas. La mayoría de
las minas del Perú, dependen para su abastecimiento principal
de aire, de la ventilación natural, a menudo completada con inyecciones
de aire comprimido, o algunas veces, con corrientes de
aire producidas por pequeños ventiladores auxiliares. La cantidad
de aire suministrada por la ventilación natural puede resultar
adecuada para abastecer de aire puro a los mineros y para
diluir gases y polvos, pero si ocurre un incendio en la mina, los
trabajadores y los hombres de las cuadrillas de salvamento estarán
en peligro por los cambios de dirección y la falta de control
de la corriente de aire.
La circulación de aire por ventilación natural se debe principalmente
a la diferencia de peso entre el aire que entra y el
aire que sale de la mina; esta diferencia de peso se debe, a su
vez, en gran parte, a las diferencias de temperatura; es decir, en
donde la temperatura sea menor, el peso del aire será mayor y
viceversa.
En minas poco profundas (que alcanzan una profundidad
menor de 300 a 600 mts.), la ventilación natural puede ser seriamente
afectada por los vientos reinantes en el exterior o por
el desplazamiento de jaulas, carros o locomotoras, o por acción
del agua que gotea en los pasajes del aire; también influyen la
temperatur11 del aire exterior y la del aire interior.
En minas profundas (más de 300 a 600 mts. de profundidad
vertical), la dirección de la corriente de aire principal permanece
relativamente constante sin que le afecte la temperatura del
exterior, aunque ésta sí puede afectar la cantidad de aire en
circulación. Cuando la temperatura del exterior es materialmente
más elevada que la de la roca, el aire de la mina tiende
a circular en una dirección; en caso contrario, esa dirección se
invierte. Cuando la temperatura de la roca es aproximadamente
la misma que la del aire exterior, 10 más probable es que haya
muy poca o ninguna corriente de aire.
La ventilación natural de las minas, está sujeta a considerables
regulaciones por medio de cambios en las aberturas, labores
de ventilación y abriendo o cerrando comunicaciones del interior.
A veces se acepta una ventpación deficiente como si se tratara
de algo muy natural, cuando con unos pocos cambios muy
sencillos en las condiciones de las labores de ventilación o en el
agrupamiento de las mismas, podría lograrse una gran mejora.
Sin embargo. la ventilación natural es generalmente variable,
:ti ­

siendo frecuente el caso en que la circulacion del aire en las labores
principales (galerías, socavones y piques) es buena, pero
no así en los lugares de trabajo, precisamente donde más se le
necesita; es decir, algunos lugares reciben una cantidad de aire
mayor que la necesaria, y en otros lugares, sucede 10 contrario.
Para que la distribución del aire sea efectiva, debe controlarse
el flujo y la dirección de la corriente. La dirección del flujo,
puede determinarse por los puntos del sistema en donde se generan
las presiones; y la cantidad de aire, por las intensidades
de dichas presiones. '
La dirección y el flujo, pueden controlarse no sólo regulando
la posición e intensidad de las presiones generadas, sino también
modificando las resistencias naturales de la mina o, si es necesario,
construyendo conductos para el aire de ventilación. La resistencia
al paso del aire en una labor de ventilación, se incrementa
por labores estrechas que algunas veces pueden llegar a
detener el flujo, se incrementa también con labores "holgádas".
Las resistencias al ,paso del aire, pueden disminuirse por todos
los distintos métoaos que cambien las condiciones físicas particulares
de cada labor de ventilación; por otro lado, también puede
obtenerse un resultado equivalente, empleando ventiladores secundarios.
Donde no haya, a la vez, labores de admisión y de retorno
del aire, como en las labores de desarrollo, la simple galería de
ventilación, puede dividirse en dos conductos empleando una
pared; también puede adaptarse una ventilación auxiliar, es decir,
empleando ventiladores con duetos metálicos o de lona de
longitud variable.
Donde las labores de ventilación no están perfectamente controladas
o herméticamente cerradas, los escapes no sólo incrementan
la potencia requerida para producir la circulación del
aire, sino que incrementa también el peligro en los incendios,
debido a la falta de control. Si una parte del aire contaminado
no llega a superficie, sino que vuelve a circular, el peligro de
incendios y la pérdida de potencia se incrementan grandemente.
En la mayoría de las minas grandes y profundas, la ventilación
mecánica se convierte en necesidad para mantener un
ritmo eficiente de operaciones, y en casi toda labor del interior
hay que utilizar ventiladores o cualquier otro dispositivo para
arrastrar los polvos, gases y vapores; para evitar demoras en la
acción de la ventilación natural existente. Los principales tipos
de ventiladores son los centrífugos y los axiales.
Los ventiladores, de acuerdo a su empleo (9) pueden dividirse
en:
- 28 -­

a) Principales, para el serViCIO general de una mina o de la
mayor parte de ella;
b) Secundarias (booster), para aumentar el volumen de aire
circulante en una zona determinada; y
c) Auxiliares, para ventilar frontones, piques, chimeneas u otros
espacios confinados; generalmente operan provistos de duetos
construidos de diferentes materiales y de dimensiones
variables; pudiendo trabajar por aspiración, inyección o en
forma combinada.
La utilización de inyectores de aire comprimido u otros aparatos
similares para producir flujos de aire, tienen cierta aplicación
en la ventilación auxiliar de minas metálicas. Su instala~
ción es sencilla y su construcción barata; pero, debido al alto costo
de la energía neumática, comparado con el de la energía eléctrica,
su uso resulta antieconómico (lO). Estos inyectores pueden
ser de formas muy variadas, desde toberas diseñadas para
enroscarlas a una tubería o manguera de aire comprimido, hasta
los tipos venturi. En general, la eficiencia de los inyectores de
aire comprimido es baja y su costo de operación elevado.
SeLección de VentUadores.
Para seleccionar el ventilador necesario, ya sea principal o
secundario, hay que calcular la caída total de presión, originada
tanto por la fricción como por los choques debidos a curvatura::;,
cambios de sección, obstrucciones, etc. Esto quiere decir que
cada mina es un problema distinto y la solución depende de las
características del terreno, forma y dimensiones de las labores,
y de la cantidad de aire que se desee suministrar. A partir de la
caída total de presión y de la cantidad de ajr.e necesaria, puede
calcularse la potencia requerida para vencer la resistencia de la
mina o de la zona a ventilar. Las fórmulas necesarias para los
cálculos, son las siguientes:
Caída de Presión por Fricción:
p f
13.3 k O L w Q~ En la que:
AS
P caída de presión por fricción, en Ibs/pie 2 (si se quief
re expresar en pulgadas de agua, dividir la fórmula
entre 5.2),
k constante experimental (Peel 14-26),
O perímetro de la labor, en pies cuadrados,
L longitud de la labor, en pies lineales,
w peso específico del aire del ambiente, en Ibs.jpie 3 ,.
29

Q : cantidad de aire requerida, pies cúbicos/min.; y
A : sección de la labor, pies cuadrados.
Caída de Presión por Choque:
p
43,210 w X Q:!
En la que:
p caída de presión por choque, en lbs';pie:.! (si se quies
re expresar en pulgadas de agua, dividir la fórmula
entre 5.2).
X factor empírico (Peel 14-27); y
w, Q y A, con las mismas especificaciones anteriores.
Muchas veces es mejor expresar esta caída de presión en términos
de "longitud equivalente", L' :
L'
3,240 A X
- "O k
10 10
En pies lineales.
La potencia requerida, en HP, está expresada por la fórmula:
HP
33,000 Eff.
En la que p es la caída total de presión, es decir la suma de
todas las caídas t de presión por fricción y por choque. Esta p
puede calcularse por las fórmulas:
t
P
t
f
Pf+
f
p
13.3 k O w
_ ......._-'---­
A:~
Ambas con las mismas especificaciones anteriores. La primera
fórmula es la más racional puesto que en ella se considera
el perímetro y la sección como variables, lo cual es cierto ya
que no todas las labores de una mina tienen las mismas dimensiones.
La segunda fórmula sí los considera constantes, lo cual
puede presentarse sólo en un tramo de la mina, mas no en toda
ella, razón por la cual podría considerársele en el cálculo de
ventiladores secundarios.
En cuanto al problema de los ventiladores auxiliares, el
asunto es más o menos parecido, con la diferencia de que en
este caso se emplea ductos, motiva por el cual la caída de pre­
-. 30

sión debe calcularse para el paso del aire a través de dicho dueto.
En casos como éste generalmente se prescinde del cálculo de la
caída de presión por choque, ya que siempr' se toma un margen
de seguridad para compensar ésa y otras pérdidas de presión.
13.3 k O L W Q2
La fórmula general p -~~~---~-~-------, para el
f
A"
caso de tuberías metálicas, se reduce a;
P f D"
0.034_1_~w ~~~_
En la que:
p
f
L
w
Q
caída de presión por fricción en la tubería, pulgs. de agua,
longitud de la tubería, pies,
peso específico del aire del ambiente, lbs./pie a ; y
flujo de aire. en miles de pies cúbicos por minuto.
Para seleccionar el ventilador, hay que referir los datos .f:l
condiciones comunes, es decir, al nivel del mar y a 70' F, condiciones
en las que se expresarán la cantidad de aire requerida
y la caída de presión.
Los ventiladores auxiliares producen generalmente de dos
a 10 pulgadas de agua de presión estática; para evitar tanteos
engorrosos en el cálculo del diámetro del dueto, se considera
como aceptable una caída de presión de seis pulgadas de agua,
dejando el resto para cubrir las eventualidades arriba mencionadas.
Un ejemplo servirá para aclarar conceptos.
Se desea ventilar un frontón que va ; tener 2000 pies de
longitud con una sección de 8' x 10', situado a 10,000 pies s.n.m.,
a una temperatura de 709F y el máximo número de personas, en
el lugar, será 12. Calcular el ventilador necesario.
Por persona se necesita: 106 piesa/min.
para 12 personas será:
Q =c. 106 x 1.7 x 12 2,160 pies:!/min.
70% (por altura);
De otro lado. para diluir cont

Bajo las condiciones dadas, el peso específico del aire es
0.0505 lbs./pie;{; entonces el flujo a condiciones comunes será:
Qo = (0.0505 /0.0750)Y2
Qo = 2,050 pies 3 /min.
2500 (0.673H~:
La caída de presión a condiciones comunes será:
p =
f
0.0341 x 2000 x 0.0505 x (2.5F
De donde, asumiendo un valor de tanteo de seis pulgadas
de agua para p y despejando D, se tiene:
f
D = 1.3 pies o aprox. 16 pulgs.
Siendo 16" el diámetro comerciaL se calcula la verdadera
caída de presión por fricción, siempre a condiciones comunes:
~

polvo es capturado apenas sale del taladro y es conducido hacia
el separador. Para que la captura sea efectiva, la velocidad de
entrada debe ser suficiente para controlar todas las partículas;
por otro lado, la velocidad de transporte dentro del sistema debe
ser tal que evite el asentamiento que pudiera ocasionar
obstrucciones.
Las partículas de polvo son transportadas por una corriente
de aire a través de una manguera hacia un separador, en donde
el polvo y el aire son separados, descargándose este último como
aire limpio.
El flujo de aire requerido a través de la campana de succión
depende del tipo de perforadora, de la posición de perforación
y del diseño de la campana.
Se entiende que el aparato debe ser capaz de reducir las
concentraciones de polvo a niveles higiénicamente seguros.
Las partes esenciales del sistema son: campana de succión,
manguera de succión, separador de polvo y fuente de succión.
El equipo puede diseñarse tanto para una perforadora como para
varias. La manguera que une la campana al colector debe ser
de longitud suficiente para poder llegar a cualquier punto del
lugar de trabajo, la capacidad de la fuente de succión del sistema
debe ser determinada para la máxima longitud de manguera
requerida (un valor práctico es 100 pies); la velocidad del aire
en la manguera debe ser suficiente para asegurar el transporte
continuo del polvo al colector (se recomienda de 3000 a 4000
pies/min.).
.­
El separador de polvo debe tener una suficiente capacidad
de almacenaje para mantener el material colectado durante un
determinado período de trabajo (por lo menos cuatro horas), de
modo que el funcionamiento del equipo no sea interrumpido en
momentos en que la perforadora esté trabajando. El volumen
requerido puede ser calculado fácilmente si se conoce la longitud
de perforación y el diámetro del taladro. Por supuesto que
la eficiencia del colector debe estar por encima del 99.999%.
Como una variedad de estos sistemas de Ventilación Exhaustiva
Local, existe una que merece la pena considerar. Se trata
de un tipo de perforadora que es atravesada longitudinalmente
por un canal que llega hasta el punto de impacto; por este canal
se aspira el polvo de perforación, que luego es conducido por
medio de una manguera a un colector; la fuente de succión está
constituída por una trampa de vacio accionada por aire comprimido
(11), ver el gráfico adjunto.
-33­

Limitaciones en el Empleo de la Ventilación Exhaustiva Local
El Bureau de Minas de EE.UU. aprueba periódicamente una
serie de sistemas de Ventilación Exhaustiva Local para las operaciones
de perforación, considerando como una unidad a la
máquina perforadora y al sistema de ventilación. El requisito
importante para la aprobación consiste en que las concentraciones
de polvo al nivel de respiración del perforista y en la
descarga del aire a través del colector de polvo, presentan valores
por debajo de 10 mpppca. Esta norma tal vez considere materiales
con contenidos de sílice libre comprendidos entre cero y
50%, es decir, bajo y medio, puesto que la concentración máxima
permisible para materiales con alto contenido de sílice libre
(mayor que 50%) es de 5 mpppca, exactamente la mitad de la
concentración tomada como base para su aprobación.
Teniendo en cuenta estas consideraciones se puede decir
que los sistemas de ventilación exhaustiva deben ser aplicados
cuando se opere en materiales cuyos contenidos de sílice fluctúen
entre cero y~5t%; la aplicación de este sistema de control
cuando el contenido de sílice libre es alto, no reduciría la exposición
al polvo a niveles seguros, quedando por lo tanto el riesgo
de contraer Silicosis.
Por otra parte, la educación del trabajador, el mantenimiento
y conservación del sistema, la disposición del material
colectado, el volumen de los colectores y el tipo de fuente de
succión, constituyen verdaderos problemas de cuya solución
depende la eficiencia de estos sistemas.
Como se señaló anteriormente, en todo programa de control
de polvo, la educación del trabajador es un factor muy importante
puesto que en última instancia, depende de su colaboración
el éxito en la supresión de polvo; teniendo en cuenta las características
sociales e intelectuales de nuestro trabajador minero,
es tal vez uno de los problemas más difíciles de resolver ya que
para su solución se requiere de una supervisión estricta y continua
de cada operario, dando como resultado un alto costo de
supervisión.
El mantenimiento y conservación del sistema de control
debe ser minucioso; cualquier falla en alguna de las partes del
sistema, incide directamente en la eficiencia del control.
La disposición del material colectado debe efectuarse en superficie
fuera de la mina o en un lugar expresamente destinado
para este fin, cuyo movimiento de aire sea independiente de los
que se emplea para la ventilación de la mina; si se omite este
punto y se procede a la disposición del material colectado en las
- 34­

VENTILACION EXHAUSTIVA LOCAL APLICADA
A LA PERFORACION
1,- INSERTO DE CAR8URO DE TUNGSTENO.
2,- 8ARRENO.
3.- TUlJO CONDUCTOR DEL POLVO A TRAVES DE
LA MAOUINA.
4.- PISTON.
S ,- L LAVE DE AIRE.
6.- UNION DIE LA MANGUERA CON RESORTE
AL TUllO @.
7. - CONEXION CON LA MANGUERA QUE LLEGA
AL COLECTOR.
..- RESORTE.
9.- PIEZA DE MANGUERA CON RESORTE.
10.- MECANISMO AUTOMATICO DE ROTACION.
11.- SISTEMA AUTOMA.TICO DE LU8RICACION.
12.- SOSTEN °FIJAOOR DEL 8ARRENO.
13,- SUPERFICIE OE LA ROCA.
1.- MAOUINA PERFORADORA.
Z.- MANGUERA DE TRANSPORTE DIE POLVO (51.",.
lI.- COLECTOR DE POLVO.
4.- MANIUERA AL EDUCTOR (I/Z·'.
5.- DEPOSITO DE ACEITE LUBRICANTE.
6.- MANGUERA DE AIRE.
7.- CONIEXION lEN Y.
8.- AVANCE.
- 35­

inmediaciones del lugar de trabajo, se estaría contaminando el
aire a respirar por los mismos operarios, por los de las labores
vecinas o por los que se encuentran en los cursos de las corrientes
de aire, ya que, durante la disposición, la dispersión del
polvo contamina el ambiente y se mantiene en suspensión por
tiempos considerables de acuerdo al tamaño de las partículas;
así por ejemplo, las partículas de dos micras tienen una velocidad
de asentamiento de 29 pulgadas/hora, las de una micra 7 pulgadas/hora,
las de 0.5 micras 1.8 pulgadas/hora; y las que son
menores de 0.1 micras, se comportan como gases; ésto muestra
que la disposición del polvo colectado es una labor delicada que
demanda mano de obra y supervisión también continua.
El volumen de los colectores debe estar de acuerdo con la
cantidad de polvo producido, la cual, como sabemos depende del
diámetro, longitud y número de taladros por tarea. Siendo considerable
la cantidad de polvo producido, se hace necesaria la
presencia de colectores de repuesto, los que debido a su gran
volumen ocasionan apiñamientos en los lugares de trabajo.
En cuanto a -- la fuente de succión, la mayoría de estos sistemas
funcionan accionados por motores eléctricos, que, como es
fácil comprender, requieren de conexiones eléctricas en todos
los lugares de trabajo, elevando con ellos el costo de control de
polvo.
Todas estas razones han hecho que el control de polvo en
la perforación, mediante la Ventilación Exhaustiva Local, no
haya tenido la aceptación que tiene la perforación en húmedo
suplementada por ventilación. De allí que su uso sea recomendable
solamente en el caso en que la escasez de agua imposibilite
la aplicación de los métodos humedos de perforación, o en casos
especiales como en la perforación de chimeneas.
36 ­

CAPITULO IV
CONTROL DE POLVO EN LAS OPERACIONES DE
PERFORACION
Perforación en Frentes.-- En este caso, aparte del método
húmedo de control, la ventilación puede ser natural siempre que
el frente no se encuentre a más de cinco mts. de la chimenea de
ventilación; cuando la distancia es mayor, debe emplearse ventilación
mecánica auxiliar. ya sea por inyección, por aspiración
o por los dos métodos combinados. Tratándose de minas de carbón
o de minas metálicas con vetas "manteadas" puede utilizarse
también el método de la Labor Paralela (lO).
La ventilación auxiliar por inyección consiste en summlStrar
aire fresco a través de un ducto a la zona próxima al frente;
saliendo el aire contaminado por la misma galería. El ventilador
se instala en una labor donde exista corriente directa de aire y
que no esté afectada por el aire contaminado procedente del
frontón, para evitar la recirculación. El movimie'1to del aire en
el espacio comprendido entre la descarga del ducto y el frente,
corresponde al de la descarga libre de fluídoo;" la zona de acción
del chorrro de aire depende de una serie de factores tales como
la presión total del ventilador, el volumen de aire, la velocidad
de descarga y la sección del frente; en general la literatura señala
que la distancia efectiva fluctúa entre 12 y 15 mts. (lO).
:
,
=1
ZONA DE MEZCLA
ALCANCE DE --:"ZONA INMOVIL
CORRIENTE LIBRE ¡ :
:-,
.. ))
/;/.
I lONA DE REPUL-J lONA DE REPULSION I
I SION DE POLVO . I DE POLVO 1
FIG.I-A
FIG I·e
- 37­

En la figura l-A se muestra la zona efectiva del chorro de
aire; yen la l-B, la zona inmóvil, que debe evitarse aumentando
la longitud del dueto o variando algunos de los factores enunciados.
La ventilación auxiliar por aspiración consiste en un dueto
metálico por el que se aspira el aire contaminado del frontón.
La zona de acción del sistema se circunscribe al orificio aspirante
del dueto, y su eficiencia depende del volumen de aire aspirado
por unidad de tiempo, requiriendo en muchos casos de ventiladores
de gran caudal; así también influye considerablemente
la distancia entre el orificio y el frente. Los Reglamentos de
Seguridad prohiben la ventilación por aspiración en las minas
"gaseosas" de carbón.
VEIITILAOOII
L.----,-.L..l-----¡ T -
t-----_-----------.­
....--30~~--.~~~-_---~~.~-~~~----~------~-ojJ
V.400 PS/IoIIH.
POR
INYECCION
VELOCIDAD DEI. AIIIE
EH AIotBAS ABERTUIIAS
V. 4000 PS/IoIIII.
A ,O OIAIoIETIIO$ DE OISTAIICIA, DE LA SALIDA DEL
CHOIIIIO DE AIIIE, LA YELOCIOAD SE IIEOUCE AL.
10 % DE LA INICIAL.
POR
ASPIRACION
A SOLO UH OlAIoIETIIO OE OlSTANCIA, DE
'LA AOlol151011 OE AIIIE, LA YELOCIOAO
TAIoIBIEII SE IIEOUCE AL 10 'lEo DE .LA
IIIICIAL.
eAIIACTERI.TICAS DEL FLUJO DE AIIIE EN SISTEMAS OE VENTlLACIOII
AUXILIAR POR IIIYECCION y POli ASPIRACIOII.
38

"y-..:-.y~~",~~').I.\");,,\\IIIIt\ ....+...", I MEZCLA ___ . ¡
..::;) ::.
oo.
ZONA DE MEZCLA~
1.- ZONA DE....J ~ ZONA
I'NNOV'L
~
~.
,'.. :~...:)'.
I •
, .......,.
..
;.
" :"Y'
. ,". ," .
fIG.2,-A
FIG.2,-8
En la figura 2-A se muestra la zona de acción de la ventilación
auxiliar por aspiración; y en la 2·B se muestra la zona inmóvil
que debe evitarse. En general, la zona de acción es considerablemente
menor comparada con la del método por inyección,
como puede observarse en la figura Nº 3, tomada del libro
de Frank A. Patty, Volumen 1 (1).
En el caso del sistema de ventilación auxiliar combinado, es
decir, por inyección y aspiración, éstas se usan en la ejecución
de largos socavones y consiste en dos ductos, uno con ventilador
impelente y otro con el aspirante. La condición necesaria es que
todo el aire contaminado pase a través del ducto aspirante después
de producir la circulación del aire en la zona del frente.
))
--~
( Al ~ ~ (B)
En la figura N9 4 (a, by c), se muestra tres diferentes disposiciones
de los duetos aspirantes e impelentes.
La literatura (10) considera el método por inyección como
el más seguro y el que tiene mayor zona de acción; siendo su
0CJ0023
-11_ml. - 39 M SALID ­ elNIOC J"

único inconveniente que el aire contaminado se mueve por la
labor.
La ventilación por aspiraclOn, debido a que la aCClOn del
extremo aspirante es pequeña, hace que en zonas alejadas el aire
contaminado se mantenga estacionario; por otro lado, la descarga
del ventilador contiene altas concentraciones de polvo, que es
necesario orientar hacia zonas donde no contamine el aire limpio.
El método combinado, requiere de ciertos cuidados, ya que
es afectado por la distancia existente entre los extremos de los
ductos así como por la distancia neta entre estos extremos y el
frente. Los inconvenientes del método por aspiración, se conservan
íntegramente en el método combinado.
La ventilación de un frente mediante una labor paralela,
consiste en correr paralelamente a la galería principal otra a
una distancia de 10 a 20 metros. El aire limpio se mueve en dirección
al frente ~gún la labor principal, pasa por el último
recorte de las umones que se construyen cada 20 o 30 metros
y regresa con la corriente saliente de la labor paralela. A medida
que avanza la galería, los recortes se cierran con tabiques
de madera o de roca. La ventilación de frentes puede realizarse
a cortas distancias entre recortes o chimeneas, mediante tabiques
longitudinales y canales de ventilación y, a grandes distancias,
por ventiladores auxiliares.
, \ ",,'
-------==:J
..
t
FIG.5
Como normas de trabajo, para el control de polvo en la perforación
neumática de frente, se deben instituir las siguientes:
- 40­

1.-Comprobar que el suministro de agua tenga la presión y volumen
adecuados, cuidando que el sistema se encuentre en
buenas condiciones de funcionamiento.
2.-Humedecer con una manguera toda la superficie del frente,
así como el techo y costados de la labor en una distancia de
por lo menos ocho mts., y mantenerlos húmedos durante todo
el período de perforación.
3.-Iniciar la perforación abriendo la llave de agua ("empatado"
húmedo).
4 . ~En caso de ser necesario el empleo de ventilación mecánica
auxiliar (cuando el frente se encuentra a más de cinco mts.
de la chimenea de ventilación), comprobar su correcto funcionamiento
antes de iniciar todo trabajo.
Perforación en Blocks de Explotación (Stopes o TajeoSr).-Se
debe considerar todo lo señalado para la perforación en frente
y tener además en cuenta que en los tajeas, aparte del perforista
y su ayudante, están presentes otros trabajadores como enmaderadares,
lamperos, etc., cuya labor genera también concentraciones
de polvo; debiéndose por tanto, considerar en cada caso el
número de trabajadores y la naturaleza del trabajo, asignándose
a cada uno de ellos la cantidad de aire mínima establecida por
los Reglamentos del Código de Minería.
El volumen de aire es usualmente menos importante que
la velocidad, cuando se trata de remover polvos y gases hacia la
corriente principal o para proveer de aire fresco a las zonas
calientes. El volumen de aire aumenta con la sección de la labor,
mientras que la velocidad decrece con la misma; por lo tanto
las labores de ventilación deben ser de tamaño máximo en todas
las partes del circuito y de tamaño míl!il'ño en los lugares
de trabajo; precisamente lo contrario sucede en los tajeos, ya que
éstos son grandes cavidades y las conexiones con las labores de
ventilación son relativamente pequeñas. De este modo las velocidades
del aire son pequeñas; pero puede incrementarse regulando
los tamaños de las aberturas y estableciendo las conexiones
respectivas con las galerías superior e inferior. En todos los
casos, los métodos de explotación seguidos influyen considerablemente
en la distribución del aire.
Si la ventilación natural no es suficiente para cumplir con
los requisitos mínimos por persona, se hace imprescindible el
empleo de ventiladores auxiliares o también de ventiladores secundarios
para cubrir las necesidades de más de un tajea en
operación.
Perforación en Piques y Chimeneas.- El método húmedo
en la perforación de piques permite un control efectivo del polvo
41 ­

po
debido a que el barreno se orienta perpendicularmente hacia
abajo casi en forma permanente, lo cual, como ya se indicó, provoca
poca cantidad de polvo. Cuando los piques son profundos.
siempre es necesario el empleo de ventiladores auxiliares por
aspiración o por el método combinado.
La perforación de chimeneas, por el hecho de que la máquina
avanza casi constantemente en posición vertical hacia arriba,
genera altas concentraciones de polvo no obstante el empleo del
método húmedo ocasiona molestias al perforista, razón por In
cual a veces no acata las instrucciones al respecto, especialmente
durante el 'empatado", por la dificultad que ofrece el barreno
al resbalar en la superficie húmeda, hecho que se agrava cuando
el material es resistente a la perforación.
Para el control de polvo en la perforación de chimeneas, se
puede considerar dos procedimientos:
a) Método húmedo suplementado por ventilación auxiliar por
aspiración o ¡Jo" inyección.
b) Empleo de Ventilación Exhaustiva Local.
Ambos procedimientos requieren de una estricta supervisión.
-~ 42

CAPITULO V
CONTROL DE POLVO EN OTRAS OPERACIONES
En Voladuras.
Como se puntualizó anteriormente, los atomizadores de agua,
correctamente empleados, puedt:n eliminar hasta más del 99%
del polvo generado por las voladuras, en un tiempo considerablemente
menor que cuando se utiliza sólo ventilación.
En 1936 Hay (12) describió por primera vez un atomizador
para la supresión de polvo en minas de carbón después de las
voladuras. Posteriormente, Phillips (13) Y el Bureau of Mines
de los EE.UU. (14) llevaron a cabo experiencias con atomizadores;
concluyendo el polvo generado en las voladuras podía
ser reducido en del 99% con estos dispositivos. Willianson y
Shugert (15) confirman estas conclusiones en sus trabajos sobre
control de polvo.
El principio de operación de los atomizadores, se basa en
que las finas gotillas de agua producen la _upresión del polvo,
por el impacto que producen sobre las partículas, precip'itándolas
inmediatamente. Cuando las gotillas son más finas y más numerosas,
la supresión del polvo en más efectiva; si a esto se añade
ciertas sustancias humectantes (sustancias de superficie activa),
la supresión del polvo es aún más eficiente.
Los atomizadores pueden ser Hidráulicos y Neumáticos. Los
primeros operan por descarga de agua. a alta presión, a través
de un orificio fino; los segundos, por acción del aire comprimido
sobre el agua. Experiencias demuestran que los Neumáticos son
los más efectivos puesto que: a) producen gotillas más finas y
más numerosas; b) permiten el control de la relación aire-agua
(mayor volumen de aire, produce gotillas más finas y más ilUmerosas;
y c) el aire comprimido aumenta la ventilación y remueve
las partículas no afectadas por el agua pulverizada.
Los atomizadores Hidráulicos pueden ser de dos clases: Normal,
o sea aquel en el que se descarga agua a alta presión a tra­
- 43­

vés de un pequeño orificio (p1ain atomizer); y el de Turbulencia
swirl atomizer) en el cual se produce una turbulencia debido a
que el agua es forzada, a través de una ranura o un canal helicoidal
hacia una pequeña cámara "vortex" (dispositivo que
tiene por objeto provocar un movimiento circular de alta turbulencia),
antes de descargarse en la atmósfera. La efectividad
de los atomizadores Hidráulicos depende de: a) la presión aplicada
y b) el diámetro del atomizador.
Estudios efectuados en atomizadores de turbulencia por diferentes
autores (16), demuestran que el tamaño de las gotillas
guarda una relación inversa con la presión aplicada; encontrándose,
al incrementar la presión desde 30 lbs/pulg~ hasta 80 lbs/
pulg 2 , una marcada reducción en el tamaño de las gotillas.
Esta reducción es considerable hasta una presión de 80 lbs/
pulg 2 , y luego ya es menor y casi sin importancia. De ello se
deduce que las altas presiones originan gotillas más pequeñas,
pero que existe un límite por encima del cual no se justifica un
aumento de presi~ como puede observarse en el Gráfico Nq 1,
derivado de la Tabla que aparece en el trabajo de W. Gibb et
al. (16).
La presión aplicada también afecta en forma directa el gasto
de agua, de acuerdo con la fórmula dada por estos autores.
q = 0.15 (100 d)2 c (P)1/:! ; en la que:
q = gasto de agua, en Galones Imperiales/hora,
d = diámetro del orificio, en pulgadas,
P presión aplicada, en lbs/pulg 2 ; y
c = coefiCiente de descarga, usualmente 0.42 para estos casos.
Si el gasto de agua se expresa en pies cúbicos por minuto
la fórmula es:
q
5/3 d 2 (P)1/2
En el gráfico N9 2, se muestra esta variación del gasto de
agua en función de la presión aplicada en un atomizador Normal.
El tamaño de las gotillas varía además en forma directa con
el diámetro del orificio; así, al incrementar el diámetro desde
0.0142 pulgadas hasta 0.0200 pulgadas, se incrementa el tamaño
promedio de las gotillas desde 44.4 micras hasta 52.5 micras, para
una presión de 62 lbs/pulg 2 .
Por otra parte, se ha demostrado que la presencia de agentes
humectantes influyen también directamente sobre el grado de
-- 44­

, __o 45
80
EFECTO DE lA PRESION SOBRE El TAMAÑO DE GOTlllA;;,
(PARA UN ORIFICIO DE 0.0134 PULGADAS DE DIAMETRO l
... 70
!!'
::l
Q.
:; 60
.1:1
Z 50
o
¡¡;
UJ
re 40
o. I
30
~
GRAFICO N~ I
50 60 70 80 90 100 110 120
TAMAÑO GOTILLAS (MICRAS l
80
EFECTO DE lA PRESION SOBRE El GASTO DE AGUA
(PARA UN ORIFICIO DE 0.0200 PULGADAS DE DIAMETROl
70
N.
O'
:; 50
Q.
"..
:!!! 50
z
o
¡¡; 40
w
re
Q.
30
20
60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160
GASTO (ce/min.)
-.

---
EFECTO DE LA RELACION AGUA:AIRE SOBRE EL TAMAÑO DE GOTILLAS
(PARA UN FLUJO DE AIRE DE 43.2 Us./min.)
-
30
~ 25
oc
!2
:lE 20
O
IZ

atomización; asi a una preSlOn de 62 lbs!pulg~, empleando un
agente humectante, se reduce el tamaño promedio de las goti~
Has desde 44.4 micras hasta 38.0 micras, en un orificio de 0.0142
pulgs. (16); lo cual nos indica que una reducción en la tensión
superficial del agua, favorece la atomización. Esto aparte de la
polaridad de estas sustancias, que hace que se dispersen sobre
superficies secas, asegura un buen humedecimiento sin mucho
gasto de agua.
En el caso de los atomizadores Neumáticos, aparte de los
factores ya anotados, debe considerarse la acción del aire comprimido.
En principio, el agua, a cierta presión, descarga a tra~
vés de un orificio, originándose una atomización previa que luego
es completada al entrar en contacto con el aire comprimido ya
sea dentro del dispositivo del atomizador, o en el ambiente a
una distancia pre~determinada. tal como puede observarse en
los planos Nos. 321-01 y 320-01.
El atomizadar que se muestra en el plano N9 321-01 corresponde
al desarrollado por el Departamento de Seguridad de la
Braden Copper Ca. de Chile, cuyo empleo ha reportado muy
buenos resultados en ese Centro Minero. El mostrado en el plano
NQ 320-01 es una modificación del desarrollado por Clifford
S. Gibson, Ingeniero de Ventilación de la Ontario Mining Association
de los EE.UU. (17).
En los atomizadores Neumáticos, el tamaño de las gatillas
varía en forma directa con la relación volumétrica agua: aire;
así, al incrementar la relación (agua:aire) x 10 6 , desde 200 hasta
400, se incrementa el tamaño promedio de las gatillas desde 16
micras hasta 20 micras empleando un flujo t!e"'aire de 43.2 litros!
mino como puede observarse en el gráfico N9 3 reproducido del
trabajo de W. Gibb et al.
La distribución de las gatillas, por tamaños, es directamente
afectada por la relación aire: agua; así, para la relación aire:agua
de 3160 se obtiene la curva 2 del gráfico Nq 4; Y para una relación
de 6550, la curva 1 del mismo gráfico. En esta última se
observa que la atomización es más uniforme y se obtiene una
alta proporción de gotillas más finas ya q"ue el 29% presentan
un tamaño menor que ocho micras, mientras que para la relación
de 3160 se obtiene un máximo de 11 % de gotillas de 22 micras,
llegando apenas a un 59í para las gotillas menores de 10
micras.
Todo lo expuesto demuestra que el grado de atomización es
mayor cuando mayor es también la relación volumétrica aire:
agua.
- 47­

side
i: x t profundidad
e
'"
e
poro tubo de 1, conicidad ¡¡ t p(ofúndídod %
I~ 12 He
------------------ 6~ ----------------1
f------­
s1­
CORTE A-t
-- 48­

5&-----­
l
-1..
4 eríficio. da 0.03931"0 día..
(:'I(;tl'olment. opuesto. a 90° 1m...
,i '1 45° con el eje
CORTE A-A
Ro,eo para t\lbo d. t ' 0
conicidad te
t
pl'ofundidQd t
'Ji.
FA
R~1 ..
1
TOSERA
2 CAMISETA
ACERO FUNDIDO
ACERO FUNDIDO
EMPAOtlETAOURA
FISRA
4 EMPAQUETADURA I ! I FIBRA
!-!"P";¡"~"Ac1I-N-O-"-B-R~E·DE LA PIEZA CANTIDAD I MATERIAL I08SER'

YALVULA Ot AGUA DE 1­
----....,~/
t
\
TUBERIA DE AGUA DE ~ O
_
VALVULA DE AlflE DE I
TUBERIA DE AIRE DE I D
flOSCA CONICA PARA
TUBO DE -t ­
CONICIDAD T¡¡
'J...T"J...
4 2
OflIFICIO- BROCA -le
i
o
-¡­
~~~~~~qltHffi~~--T- I ~~
ROSCA CONICA p,
TUBO OE I -
CONICIDAD -k
o
~C~~fI~~~~~~~~~IHI
_L

ROSCA corUCA PARA
TUBO DE I ­
CONICIDAD 11
-'
TUllO DE I O
.,
"
-lí R
o-j!
N
I ,.
I
I
I
i
I
®
MATERIAL;
ACERO FUNDIDO,
BRADEN COPPER CO.
SAFETV DEPARTMENT.-SEWELL

A continuación se presenta un cálculo de la relación aire:
agua para el atomizador mostrado en el plano N" 320-01.
Suponiendo una presión de 80 lbs/pulg~ para el aire comprimido
que descarga a través del orificio de 0.75 pulgs. de diámetro;
y una presión de 30 Ibs/pulg 2 para d agua que descarga
por cuatro orificios de 0.04 pulgs. (1 mm.) de diámetro, los gastos
de aire yagua serán los siguientes:
El gasto de aire puede calcularse según la fórmula que aparece
en el Mining Engineers' Handbook de R. Peele:
q = 80 d:! (P)1i~; en la que:
a
q
a
d
p
gasto de aire en pies: 3 /min.,
diámetro del orificio en pulgadas; y
presión aplicada en Lbs/pulg:!.
.. e
Reemplazando valores tenemos:
q = 80 x (0.75F X (80)1/:! 403 pies:l/min.
a
q 11.400 lts.lmin.
ti
Para el gasto de agua aplicamos la fórmula de Gibb:
q
W
5/3 d:! (P)l/:!; con las mismas especificaciones y
unidades de la anterior.
Reemplazando valores tenemos:
q
q
W
w
5/3 x (0.04F x (30)1/:!- 0.014 pies:1/in.
0.4 lts./min.; pero tratándose de cuatro orificios
tenemos:
q 0.4 x 4 1.6 lts.jmin.
Entonces la relación aire :agua será:
11,400 : 1.6 7,125
De acuerdo con los trabajos experimentales de Gibb et al.,
la relación óptima está por encima de 5200, lo cual nos permite
asegurar una buena atomización.
52 ~

Tratándose del atomizador Neumático de la Braden Copper
Ca., que aparece en el plano N9 321-01, los cálculos pueden realizarse
de la misma manera, con la única excepción de que el agua
no descarga directamente al ambiente sino que lo hace dentro
del dispositivo del atomizador donde la presión reinante es menor
que la del ambiente debido al vacío creado por la corriente
de aire comprimido.
Uno de los problemas más frecuentes en el empleo de atomizadores,
ya sean Hidráulicos o Neumáticos, es la obstrucción
dél orificio de agua; de allí que sea condición imprescindible,
para el buen funcionamiento de estos dispositivos, que el agua
se filtre previamente. Las obstrucciones afectan considerablemente
la eficiencia de los atomizadores, pudiendo, en ciertos casos,
hasta anularlos completamente. El medio filtrante más adecuado
es la malla de alambre, la misma que debe seleccionarse
teniendo en cuenta el diámetro del orificio de descarga; así p.e.,
en el caso del atomizador mostrado en el plano Ng 2, donde los
orificios de agua tienen un mm. de diámetro, debe emplearse
una malla de alambre de 100 hilos/pulgada (malla N' 100 de la
serie Tyler) que proporciona aberturas de 0.147 mm.; también
puede emplearse mallas de 65 y 48 hilos/pulgada, que corresponden
a aberturas de 0.208 mm. y 0.295 mm. respectivamente. Estas
aberturas son considerablemente menores que el diámetro del
orificio; con lo cual, se libra de obstrucciones por amplio margen.
Las mallas deben colocarse tanto en la admisión como en
la descarga del sistema de captación de agua de la mina, cambiándolas
periódicamente así como controlando su buen estado
de conservación.
Otro inconveniente bastante frecuente eṅ" las minas que operan
a grandes altura::: es el congelamiento del agua en el orificio
de descarga. Su prevención consiste en cubrir la tubería de agua,
así como el atomizador, con un aislante término adecuado tal
como el Thermo-tape, que es una cinta a base de Tierra de Diatomeas.
En cuanto a la instalación en sí del atomizador, está demostrado
que la posición que ocupa, con respecto a la fuente de
polvo, es de vital importancia. La experiencia en el terreno es
la que muestra claramente la posición que deben guardar estos
dispositivos de acuerdo al tipo de labor o la fuente de polvo a
controlar.
Normas de Trabajo.
Como normas de trabajo, para el control de polvos en vola·
duras se aconsejan las siguientes:
5~ ­

-
1. -Efectuar el disparo sólo al final de la guardia, cuando el personal
esté fuera de la mina o en un lugar libre de la acción
de los gases productos del disparo. Estos lugares deben ser
previamente estudiados y periódicamente controlados.
2.-Humedecer profusamente la zona donde va a efectuarse el
disparo. Tratándose de frentes debe humedecerse toda su
superficie así como techo y costados en una distancia de por
lo menos ocho metros. En el caso de los blocks de explotación,
seguir el criterio anterior. tratando de cubrir la mayor
superficie posible.
:3. -Instalar el atomizador, o los atomizadores (de acuerdo con
la magnitud del disparo), ya sea Hidráulico o Neumático,
dirigiendo la corriente hacia el lugar del disparo.
4.-Los atomizadores deben funcionar antes, durante v 30 minutos
después de los disparos.
•
5. -En el caso de emplearse atomizadores Hidráulicos en espacios
confinados, debe disponerse de inyectores de aire comprimido,
los mismos que deben operar el mismo tiempo asignado
a los atomizadores.
6.-Impedir el ingtbso del personal a los lugares del disparo
hasta que las concentraciones de polvos y gases se hayan disipado
a un grado seguro.
En la Remoción del Material Derribado por los Disparos
De acuerdo con los estudios realizados por el Instituto de Salud
Ocupacional en más de 70 centros mineros, la remoción del
material derribado por los disparos es una de las operaciones
que originan las más altas concentraciones de polvo, después de
las de perforación y disparos.
Las altas concentraciones de polvo registradas en aquellos
estudios, estaban en relación directa con la sequedad del material
minado y la deficiente ventilación de los lugares de trabajo.
También se ha observado que cuando la remoción se realiza
mecánicamente o sea mediante palas mecánicas, las concentraciones
de polvo sobrepasan considerablemente a las registradas
cuando la operación es manual (lamperos).
Los métodos de control de polvo en esta operación, también
están circunscritos al humedecimiento del material y a una adecuada
ventilación, razón por la cual se indica la siguiente norma
de trabajo:
La primera tarea que deben cumplir los obreros al llegar
al frente o tajea (blocks de explotación), es humedecer mediante
mangueras todo el material derribado, así como toda la superficie
de su labor, a fin de prevenir la dispersión del polvo en
las operaciones subsiguientes y reducir las concentraciones de
-.. 54 -­

ciertos gases, como los óxidos de Nitrógeno (gases producto de los
disparos, tóxicos e irritantes del tracto respiratorio) ocluídos en
el material y que son solubles en agua.
Durante la remOClOn, ya sea manual o mecamca, se debe
mantener el material húmedo; y en el caso de que la ventilación
sea deficiente, suministrar ventilación mecánica auxiliar ya sea
por inyección. aspiración o en forma combinada.
En el Carguío y Descarga de Carros Metaleros
Si las operaciones de Disparo y las de Remoción del materiai
derribado por las voladuras, se han efectuado empleando los
métodos húmedos de control de polvo, la generación de este contaminante,
en las operaciones de Carguío y Descarga de carros
metaleros, es mínima.
Cuando el carguío de los carros metaleros se realiza en la
proximidad del frente de una galería, socavón o crucero, pueden
aplicarse, a esta operación, las medidas de control indicadas en
el acápite correspondiente a la remoción del material derribado
por los disparos.
Cuando el carguío de los carros se realiza a través de un
"chute" (buzón) y el material es seco, debe procederse al control
de polvo mediante atomizadores Hidráulicos. ya que es innecesario
el uso de los Neumáticos, debido a que lo que se persigue
es precipitar las partículas de polvo, originadas por la caída
del material, y no una dispersión o dilución que siempre acompaña
al empleo de los Neumáticos. La posición del "chutero"
debe ser tal que las corrientes de aire de 'á labor despejen el
polvo sin que nfecte a su persona, es decir, aprovechar las corrientes
de nire para que el polvo generado sea arrastrado en
sentido opuesto a él. Esto supone una educación del trabajador
sobre los peligros que representa la exposición a este contaminante.
Tratándose de la Descarga de los carros metaleros, al igual
que en el Carguío, el mejor método de control es el control de
polvo en las operaciones previas; es decir, la aplicación de los
métodos húmedos en el Disparo y Remoción del material.
En el Desatado de Mineral o de Rocas
En el Desatado o "desquinche", el control de polvo se reduce
al humedecimiento, mediante una manguera, de la superficie en
donde se va a efectuar la operación, debiendo mantenerse, además,
las mismas condiciones de ventilación recomendadas para
las operaciones anteriores.
- 55­
_,___....__4;"""­

En el Enmaderado
El problema más serio se presenta durante el empatillad'J
para la instalación de puntales o el encribado de los piques y
chimeneas. En todos los casos se debe humedecer la superficie
del lugar de trabajo. Cuando el empatillado se efectúa en piques
y chimeneas, aparte del humedecimiento, debe considerarse la
Ventilación Mecánica Auxiliar si es que la ventilación del lugar
es deficiente.
Calidad del Aire de Ventilación para Labores Subterráneas
El aire puro que ingresa a una mina sufre una contaminación
por la presencia o generación de ciertos gases y polvos, debido
al desarrollo normal del trabajo o como resultado de la respiración
de los hombres y animales, así como por las emanaciones
propias del yacimiento. La contaminación por polvo depende
directamente de los métodos de control empleados; sin embargo,
por más eficientes que sean los métodos, siempre existirá contaminación,
en tal forma que el aire, a medida que avanza su curso,
presentará mayoreSl concentraciones de partículas de polvo suspendidas
en su seno, sobre todo de aquellas partículas pequeñas
de significado higiénico que, por su baja velocidad de sedimentación,
se mantienen suspendidas por tiempos considerables.
Como regla general, el aire "puro" presenta una concentración
de polvo comprendida entre uno y dos m.p.p,p.c.a., lo cual es considerado
como "normal"; a medida que este aire circula, por los
diferentes lugares de trabajo y tránsito, incrementa su contenido
de polvo, pudiendo llegar hasta tres a cuatro m.p.p.p.c.a" y presentar
un máximo de 10 a 20 m.p.p,p.c.a. en lOS puntos de descarga;
todo esto tratándose de la marcha normal de la mina, sin
tomar en cuenta el momento de los disparos donde estas concentraciones
pueden alcanzar cifras bastante altas. Indudablemente
que las concentracoines promedios que hemos indicado, también
pueden incremEntarse considerablemente cuando no se emplean
los métodos de control de polvo.
Por todas estas razones, es necesario proceder a la limpieza
del aire en diferentes lugares del circuito de ventilación, convenientemenet
seleccionados de acuerdo a las condiciones propias
de la mina y siempre a criterio del Ingeniero de Seguridad o de
las personas encargadas de este problema. El procdimiento más
empleado con este objeto es el de las cortinas de agua, que consiste
en una serie de atomizadores hidráulicos que se instalan
en las galerías u otras labores de ventilación. También se emplea
simples duchas, lluvias o chorros de agua aunque con una eficiencia
considerablemente menor con respecto a los atomizadores.
La supresión de las partículas de polvo se produce por el
impacto de las gotillas de agua o por el barrido que puede producir
la lluvia, según se trate de atomizadores o duchas.
56 ­

CAPITULO VI
FUENTES DE POLVO EN LAS PLANTAS
CONCENTRADORAS
Para determinar las fuentes de polvo en las Plantas Concentradoras,
conviene recordar el objeto y las diferentes operaciones
de la Preparación Mecánica de Minerales.
La Preparación Mecánica comprende el estudio de las diferentes
operaciones encaminadas a separar los minerales valiosos
de la ganga que los acompaña, mediante el aprovechamiento de
las diferentes propiedades físicas y físico-químicas de los minerales,
sin alterar en momento alguno la naturaleza química de
los mismos. Las principales operaciones que comprende son:
Molienda, Clasificación y Concentración.
Considerando que los minerales valiosos están casi siempre
asociados a gangas, la separación de la parte valiosa supone una
trituración o molienda previa del material minado, para conseguir
su liberación. Este es pues el objeto de la molienda de minerales,
operación de suma importancia en*'lá marcha de una
Planta Concentradora, y desde el punto de vista de Higiene Industrial,
la sección más expuesta al contaminante polvo.
Los productos resultantes de la molienda de minerales, son
una mezcla de partículas de diferentes tamaños, siendo necesario
que, antes de su ingreso a los diferentes procesos de concentración,
el material esté constituído por partículas de un volumen
o peso comprendido entre ciertos límites. Del mismo modo, es
necesario evitar el paso, por las máquinas de molienda, de cierta
cantidad de mineral que ya tiene las dimensiones requeridas,
no sólo para evitar el desgaste innecesario de la maquinaria, sino
también para evitar la molienda excesiva. Estas operaciones de
agrupamiento en volumen o peso, son pues materia de la Clasificación.
Cuando esta operación se lleva a cabo en seco, tal
como el tamizado o cribado, origina altas concentraciones de
polvo, mientras que cuando la Clasificación es hidráulica, no
hay generación de este contaminante.
- 57­

Una vez molido y clasificado el material hasta los límites
predeterminados, es sometido a las operaciones de concentración
propiamente dichas, para lo cual se aprovecha las diferencias
que existen entre las propiedades físicas y físico-químicas de los
minerales y las gangas, derivándose por tanto, de éstas, el método
de concentración más conveniente. Los principales métodos
de concentración, en nuestro medio son: Flotación, Gravimétrico,
Inmersión en medios densificados y Magnético; sin considerar
el escogido manual de gran arraigo en nuestro medio.
En líneas generales, las operaciones de concentración no son
polvorientas por efectuarse la mayoría de ellas en húmedo; aunque,
durante el ensacado y despacho de los concentrados, puede
haber generación de polvo.
De lo expuesto, las operaciones de Molienda y Clasificación
en seco son las que generan polvo en una Planta Concentradora;
sin embargo es necesario reconocer que existen otras operaciones
auxiliares, tales como el transporte de mineral, almacenamiento
en tolvas y sistemas de alimentación, que también son
fuentes de polvo. ",PIara una revisión más racional de estas fuentes,
se presenta en hoja aparte un diagrama de flujo de la sección
Molienda de una planta concentradora, que, en mayor o
menor grado, representa una planta típica de nuestro medio y
que por tanto sirve a nuestro propósito. En este diagrama de
flujo, la recepción del mineral proveniente de la mina, se realiza
en la tolva de gruesos. En este punto, los trabajadores expuestos
a polvos son aquellos encargados de romper los trozos
de mineral que, por sus grandes dimensiones, no pueden pasar
a través de la parrilla (cuya luz entre barras está de acuerdo con
la máxima abertura de alimentación de la quebrantadora), las
concentraciones de polvo generadas en esta operación, de acuerdo
con la experiencia del Instituto de Salud Ocupacional, no
son tan peligrosas; en cambio cuando uno de estos operarios
ingresa a la tolva, con el fin de hacer correr el mineral o a remediar
cualquier atoro, la exposición es considerable debido a
que la tolva es un espacio confinado, carente de todo movimiento
de aire, que hace que el polvo generado por cualquier actividad
se mantenga en suspensión por tiempos considerables, sobre
todo aquellas partículas finas, como se ha visto en capítulos precedentes.
Las tolvas están provistas de una abertura de descarga
regulable para evitar la excesiva afluencia de mineral a la
quebrantadora o como en el caso del diagrama, disponen de un
alimentador mecánico.
El mineral alimentado, antes de ingresar a la quebrantadora,
pasa or un sistema de Clasificación de tamaños, constituí do genera
te por una parrilla, con el fin de separar todos aquellos
trozos que tengan un tamaño igualo menor al producto que se
va a obtener en la quebrantadora. El cambio de nivel en el flujo
- 58­

@
~
;¡
:;1")
-i
"" :'lI
=
o,...,
,...,
~
;:
c:::I
n
......
.7"
'=' :":.;1
:;")
01
ce
o
DIAGRAMA DE FLUJO
SECCION MOLIENDA DE MINERALES
I®--:;;l
r::- _~_ __- _ _ ,_' ®
® b ~I
® ~
e _____ '~~ ( H
--" r--;-l
® '-'-c1:---= U
1, PARRILLA
2, TOLVA DE GRUESOS
"
3, ALIMENTADOR
4. PARRILLA
5. QUEBRANTADORA PRIMARIA
6. ELEC~ROMAGNETO
7. QUEBRANTADORA SECUNDARIA
8. FAJA TRANSPORTADORA
9. CRIBA VIBRATORIA
10. TOLVA DE FINOS
II • ALIMENTADOR
12. MOLINO DE BOLAS
13. CLASIFICADOR

de material, entre la abertura de descarga de la tolva y la parrilla
o entre la descarga del alimentador y la parrilla, ocasiona,
cuando el material es seco, concentraciones de polvo que pueden
afectar al obrero encargado del control de ]a abertura o del alimentador,
así como al de la chancadora.
De la parrilla de clasificación, el mineral pasa directamente
a la quebrantadora primaria para su trituración; ésta es una de
las operaciones que genera altas concentraciones de polvo, no
influyendo mayormente que el material esté húmedo, ya que
durante el quebrantamiento se manifiestan continuas superficies
nuevas, no afectadas por la humedad, que liberan partículas de
una diversidad de tamaños, muchas de ellas de significado higiénico.
Aparte de este polvo generado por el quebrantamiento en
sí, debemos añadir el que se genera a raíz de la descarga del material
triturado, es decir, el ocasionado por la caída del material
sobre la faja transportadora; lógicamente, en este punto, la
generación de polvo será mayor si el material es seco; esto se
puede hacer extensivo al material que pasa la parrilla que antecede
a la quebrde la
criba a la segunda faja. Las concentraciones de polvo dependen
de la sequedad del mineral.
El mineral transportado por la segunda faja alimenta la
quebrantadora secundaria, donde se efectúa la trituración correspondiente;
los productos descargan en la primera faja, es decir,
en circuito cerrado, siendo la criba vibradora la que cierra el
circuito. En este caso la generación de polvo se debe a la descarga
de la segunda faja, a la trituración propiamente dicha y
a la caída de los productos, de la trituración, a la primera faja.
El material depositado en la tolva finos, pasa al molino
de bolas para su molienda fina o pulverización. Por efectuarse
esta tercera etapa de reducción de tamaños, por lo general, en
húmedo, no constituye una fuente de polvo, salvo cuando se
efectúen trabajos dentro de la tolva de finos.
Por más variado que sea el diagrama de flujo de la sección
molienda de una planta concentradora, a consecuencia de la to­
60

pografía del terreno, tipo de edificación o capacidad, lo expuesto
es suficiente para considerar las fuentes de polvo. .
Factores que InfZuyen en la Exposición a Polvo
En las Plantas Concentradoras, son muchos los factores que
influyen en la exposición de los trabajadores al contaminante
polvo. Entre éstos merece especial atención las características
del local, la maquinaria empleada, las propiedades físicas y mineralógicas
del material a tratarse y el orden y limpieza del
local.
El local generalmente es diseñado y construído de acuerdo
con las principales operaciones de la planta y con la topografía
del terreno, pero siempre se descuida las condiciones de ventilación
e iluminación naturales y se ignora, como regla general,
todos los métodos o sistemas de control de polvo; razón por la
cual, con posterioridad, cuando la planta está en plena marcha
y a raíz de la severidad de los casos de silicosis, se tiene que
recurrir a cambios e instalaciones, que si bien, en el mejor de
los casos, no interrumpen su funcionamiento, irrogan gastos mayores
que cuando se hubieran tomado en cuenta durante su fase
inicial; así por ejemplo, es frecuente encontrar en nuestro medio,
que la tolva de gruesos es de reducida capacidad con relación
al tonelaje a tratarse, razón por la cual la quebrantadora
primaria debe trabajar las 24 horas del día para habilitar espacio
en la tolva. Una planta con una tolva de capacidad igual
o mayor al tonelaje a pasarse por día, hace que la quebrantadora,
convenientemente seleccionada, trabaje sólo un turno, reduciendo
en esta forma la exposición de los trabajadores al
polvo, a solamente una guardia. Otra falla frecuente es que la
sección molienda primaria se encuentra ell -fa misma sala con
la de la molienda secundaria; ésto hace que dos fuentes de polvo
de primera magnitud se encuentren en un solo compartimiento,
con la consiguiente contaminación del ambiente, ya que,
aparte de las quebrantadoras en sí, se tiene los sistemas de transporte
del material, clasificación y alimentación, que como se ha
visto, generan polvo. Cuando estas secciones de molienda se encuentran
en compartimientos especiales y separadas, la exposición
de los trabajadores a polvo, es menor; y, por otro lado, es
más fácil aplicar los métodos de control de polvo.
Siguiendo el mismo criterio, la molienda fina, que generalmente
se lleva a cabo en húmedo, debe estar en compartimiento
aparte, para evitar la contaminación de su ambiente por las anteriores
secciones; se hace extensivo lo expuesto a la sección
concentración propiamente dicha. En esta forma se circunscribe
la exposición a polvo, a solamente dos secciones de la planta,
y si la capacidad de la tolva de gruesos y el de la quebranta­
61

dora lo permiten, a una sola guardia, es decir, a un pequeño
grupo de trabajadores.
En cuanto a la maquinaria empleada, es frecuente encontrar
dos quebrantadoras primarias de trabajo simultáneo, así
como de más de una secundaria y hasta intermedias, para plantas
de baja capacidad tales como las que tratan alrededor de
500 TM/día; es decir, un número excesivo e innecesario de
fuentes de contaminación y por tanto de obreros que los atienden.
La molienda primaria debe efectuarse en una sola quebrantadora
de suficiente capacidad, considerando inclusive las
proyecciones para el futuro, ya que presenta la ventaja de ser
atendida por un solo obrero, aparte de que ofrece mayor resistencia,
solidez, mayor abertura de carga y, sobre todo, que en
una guardia de ocho horas puede pasar todo el mineral necesario
para las 24 horas de trabajo de la planta. Todo lo dicho
se puede aplicar a la molienda secundaria, no así a la molienda
fina que tiene que trabajar las 24 horas. En general, se debe
procurar que la molienda primaria y secundaria se efectúe
con el menor número de máquinas, ya sean las plantas chicas,
medianas o grandes.
Las propiedades físicas y mineralógicas del material a tratarse,
se relacionan principalmente con el grado de humedad del
mineral, con su resistencia al quebrantamiento y con el contenido
de sílice libre. El grado de humedad del mineral, como
se ha visto anteriormente, influye en la generación de polvo,
sobre todo en las operaciones de almacenamiento, alimentación
y transporte, no así en las de trituración donde su influencia
es mínima. Se puede afirmar que la generación de polvo debido
a estas operaciones, está en relación inversa con el grado de
humedad del mineral.
La resistencia del material al quebrantamiento influye
también, debido a que el rendimiento de las máquinas disminuye
considerablemente con este factor, debiendo trabajar mayor
tiempo para entregar un determinado tonelaje, o en su defecto,
para compensar, se disminuye la escala de reducción de
las quebrantadoras y se añade otra unidad para no sacrificar
la producción; en ambos casos, ya sea aumentando el tiempo
de trabajo o añadiendo otra máquina al circuito de molienda,
se está incrementando la exposición a polvo, en el primero por
el mayor tiempo y en el segundo por añadir otra fuente de
contaminación.
El contenido de sílice libre, el agente etiológico de la silicosis,
señala la peligrosidad del polvo y por tanto, es la que indica
el grado de control requerido; ya que, materiales con alto
contenido de este mineral (mayor que 50%) demandan un con­
- 62­

trol más minucioso que cuando se trata de aquellos que presentan
contenidos medios o bajos, y en consecuencia, es un factor
de mucha importancia en la exposición de los trabajadores.
El orden, limpieza y mantenimiento de las plantas concentradoras,
inciden directamente en la exposición a polvo. El establecimiento
de un buen programa de limpieza de aquellos
lugares afectados por el polvo es importante, no sólo por la pésima
impresión que causa el polvo asentado en los pisos, vigas,
cornizas, escaleras, etc., sino porque pueden en cualquier momento
dispersarse en el ambiente por las vibraciones de la
maquinaria o por el tránsito de personal o vehículos, dando lugar
a exposiciones peligrosas. El desorden en la planta, aparte
de constituir un riesgo de accidentes, contribuye a la exposición
a polvo, desde que la limpieza y el orden tienen que marchar
paralelamente o mejor dicho son ínter-dependientes. Por último,
la buena conservación y mantenimiento de la planta, maquinaria
y equipo, son parte esencial de un programa de
supresión de polvo; estando comprendidos en este acápite el
mantenimiento de las guardas o protecciones y los sisteMas de
control de polvo.
.. .'
- 6:3

CAPITULO VII
CONTROL DE POLVO EN PLANTAS CONCENTRADORAS
El control de polvo en las plantas concentradoras puede efectuarse
por uno o más de los siguientes métodos:
1) Segregación;
2) Encerramientó;·
3) Atomizadores de agua; y
4) Ventilación exhaustiva local.
Como regla general para un control satisfactorio, es necesario
una combinación de dos o más de estos métodos. En este
capítulo se prescinde de la educación de los trabajadores, factor
de mucha importancia que ha sido ya tratado anteriormente.
Segregación
Este método de control es uno de los más conocidos y empleados
en Higiene Industrial, no solamente para el polvo sino
también para otros contaminantes del ambiente industrial. Consiste,
en líneas generales, en aislar o segregar en compartimientos
especiales aquellas operaciones que por su naturaleza sean
fuentes de contaminacinó de polvo, con el fin de prevenir su
dispersión en el ambiente de toda la planta y afectar a trabajadores
encargados de otras actividades. De acuerdo con lo
expuesto, las operaciones que deben ser segregadas en una planta
concentradora son las de molienda primaría y secundaria, lo
cual está de acuerdo con lo dicho en el capítulo anterior; sin
embargo, la segregación en su sentido estricto es muy difícil de
aplicar en las plantas concentradoras, debido a que supone la
ausencia de personal en el compartimiento segregado. Salvo el
caso de grandes instalaciones, donde la sección quebrantadora
primaria está perfectamente aislada; en nuestro medio como
regla general, la segregación no es un método efectivo por sí
solo, sino que requiere el concurso de uno o más de los otros
-64 ­

señalados; no obstante, es de gran importancia y facilita la aplicación
de los otros métodos, aparte de que, al instalarse las
máquinas quebrantadoras en locales independientes, no se afee··
ta a todos los trabajadores sino solamente al encargado de su
operación o control, a quien, en última instancia, se le puede
dotar de implementos de protección personal.
Encerramiento
El encerramiento de ciertas operaciones polvorientas es un
método bastante efectivo, pero, al igual que el anterior, no es
un método eficiente por sí solo, sino que requiere de otros, como
el de los atomizadores de agua o de la ventilación exhaustiva
local, para obtener los mejores resultados. Las operaciones de
quebrantamiento, clasificación, transporte y cambios de nivel en
el flujo de los materiales, pueden ser encerradas, impidiendo en
esta forma el escape de las partículas de polvo.
El encerramiento o confinación de una operación polvorienta,
no puede efectuarse completamente en las plantas concentradoras,
debido a que el flujo de los materiales lo impiden; así
por ejemplo, se efectúa el encerramiento de una criba vibratoria
dejando siempre abierto el espacio imprescindible para el ingreso
del material a clasificarse, así como también el que corresponde
a la descarga o descargas; caso análogo ocurre con las
máquinas trituradoras y en las fajas transportadoras, sobre todo
en las zonas de cambio de nivelo de dirección. Por este motivo,
este relativo encerramiento requiere de otro método, tal como
el de los atomizadores de agua o de la ventilación exhaustiva
local, para controlar el polvo dentro del encerramiento y en los
espacios abiertos de carga o descarga. El. encerramiento, tal
como se ha descrito, es pues de mucha importancia y utilidad
y constituye un requisito indispensable para la aplicación de
otros métodos.
Los materiales empleados para los encerramientos pueden
ser de diferentes clases, así se utilizan: madera, planchas de calamina,
eternit, lona, lona impermeabilizada, etc. El encerramiento
en sí, depende de las características de la operación, así
como de la maquinaria y equipo; tratando, en todo momento, de
no interferir la marcha de la operación y, al mismo tiempo, procurando
controlar al máximo el escape del contaminante.
Atomizadores de Agua
El uso de atomizadores de agua, para la supresión de polvo
en las plantas concentradoras, se inició alrededor de 1945 (18).
Antes de esta fecha y con este fin se utilizaban los métodos húmedos
y el de la ventilación exhaustiva local. Los métodos
-- 65 -­

-~----------
húmedos, o sea el humedecimiento de los materiales en las
quebrantadoras primaria y secundaria, no dieron resultados satisfactorios,
debido a que era necesario grandes volúmenes de
agua para humedecer en forma instantánea cada superficie de
roca recientemente fracturada. lo cual conducía invariablemente
a un sobrehumedecimiento del material, el que ocasionaba atoros
en las cribas vibratorias, parrillas buzones de alimentación;
aparte de que reducía la eficiencia las trituradoras tal como
lo especifica Pring (19); por este motivo, el único método seguro
de control de polvo era el de la ventilación exhaustiva locaL
La aplicación de los atomizadores en las operaciones de
molienda, fue el resultado del éxito alcanzado en los trabajos
de subsuelo, sobre todo como un sustituto de los sistemas de
ventilación exhaustiva local cuyo alto costo de instalación, operación
y mantenimiento constituyen su única desventaja en relación
con los atomizadores.
En cuanto a la.eficiencia de este método de control, Jack
Baliff (18) del Départamento de Trabajo del Estado de Nueva
York de los EE.UU., reporta los siguientes datos empleando
atomizadores Hidráulicos:
CONCENTRACIONES DE POLVO EN mpppca (*)
Sin Con %
Fuentes de Contaminación Atomizadures AtomizaJores Reducción
------,,-­
Alimentador Principal 310 21 93.2
Criba Vibratoria 490 9 98.2
Quebrantadora, alimentación 530 35 93.4
Quebrantadora, descarga 980 56 94.3
Descarga de Faja 890 8 99.1
Quebrantadora secundaria, carga
y descarga 210 9 95.7
(") mpppca: Millones de partículas por pie cúbíco de aire.
Como se observa en este cuadro, la eficiencia de los atomizadores
es bastante alta, fluctuando entre un mínimo de 93.2 y
un máximo de 99.1 Resultados similares, aunque un tanto
más bajos, son reportados por Kenneth W. Nelson (20), empleando
atomizado res Neumáticos, los mismos que se indican a continuación:
66

CONCENTRACIONES DE POLVO EN mpppca
...._--­
Sin Con %
Fuentes de Contaminación Material Atomizadores Aromizadores Reducción
D2scarga Trit. Symons Caliza 1,76{) 1,040 41
3,300 1,710 48
2,780 2,260 19
Descarga Trit. Rodillos Mineral 375 179 52
Caliza 910 51 94
Escoria 567 316 44
Mineral 667 89 87
Descarga Trit. Giratoria Mineral 141 37 74
---~....._---­
Comparando los valores consignados en este cuadro con los
que figuran en el nnterior, salta n la vista que la eficiencia registrada
para los atomizadores neumáticos es menor, lo cual
puede conducir a la conclusión de que estos últimos no son los
indicados para el control de polvo en plantas de molienda; esto
puede ser verdad, si se recuerda que los neumáticos tienen como
una de sus principales características provocar el movimiento
del aire y por tanto remover las partículas no afectadas por las
finas gotillas de agua; si bien esta característica es de gran importancia
en el control de polvo en las operaciones de subsuelo,
donde el aire comprimido del atomizador no sólo remueve las
partículas no afectadas por el atomizador sino también los gases
producto de los disparos; en las plantas concentradoras no tiene
la misma importancia, debido a la naturale7¡l. de las operaciones
que no generan gases, y que lo que se persigue es suprimir el
polvo tan pronto como se produce; es decir, no se requiere la
acción del aire comprimido que provoca cierta dispersión desfavorable
de las partículas de polvo.
Estas consideraciones teóricas han sido pues, hasta cierto
punto, confirmadas por los datos mostrados en los dos cuadros;
sin embargo, prescindiendo del tipo de atomizador, intervienen
un sinnúmero de factores, generales y específicos, que afectan
el rendimiento de estos dispositivos.
Entre los principales factores generales se tiene: 1) el encerramiento,
2) posición del atomizador, 3) dirección de la neblina
y 4) número de atomizadores.
El encerramiento de las fuentes de contaminación, afecta
considerablemente el grado de supresión de polvo; un buen encerramiento
favorece el contacto más efectivo entre las gotillas
67 ~

~_.
de agua y de las partículas de polvo, aumentando las posibilidades
del impacto y el asentamiento; aparte de que excluye
completamente la acción de las corrientes súbitas de aire que
tienden a dispersar el contaminante. La posición del atomizador
debe establecerse cuidadosamente, por lo general a más de dos
o tres pies de la fuente de contaminación, con el fin de que la
neblina de agua pueda expandirse y cubrir completamente la
zona de origen. El atomizador debe orientarse siempre en sentido
contrario a la dirección del flujo de los contaminantes con el
fin de que la neblina actúe como una cortina de agua que impida
su dispersión. El número de atomizadores a emplearse depende
del área a controlar y por tanto de las características del
encerramiento.
En cuanto a los factores específicos, éstos están relacionados
con el tipo de operación a controlar, la maquinaria qUE. interviene,
los métodos de trabajo y, en general con todo lo que puede
afectar directa o indirectamente la acción de los atomizadores .
..
Atomizadores Hidráulicos
De todo lo expuesto se desprende que los atomizadores hidráulicos
son los indicados para el control de polvo en las plantas
concentradoras, razón por la cual conviene tratar más sobre este
asunto.
En el Capítulo V, al tratar sobre el control de polvo en voladuras,
se ha visto que los atomizadores hidráulicos pueden ser
de dos clases: 1) Normal (plain atomizer), o sea aquel en el
que se produce la atomización por la simple descarga de agua
a presión a través de un orificio, y 2) el de Turbulencia (swirl
atomizer), en el cual, para producir una mayor turbulencia, el
agua es forzada a través de una ranura tangencial o un canal
helicoidal a una cámara "vodex" en donde se produce una corriente
de alta turbulencia.
Los atomizado res hidráulicos de Turbulencia, son los más
efectivos de acuerdo con los trabajos experimentales de W. Gibb
et al. (16) y por tanto se puede generalizar que una atomización
óptima se obtiene en la región del flujo turbulento. Por otra
parte, sabiendo que los atomizadores hidráulicos normales no
son más que simples orificios, no requiere mayor discusión.
En los planos Nos. 322-01 y 323-01, se muestran dos atomizadores
hidráulicos de turbulencia, el de canal helicoidal y el
de ranura tangencial, respectivamente; ambos han sido utilizados
extensamente en los EE.UU. e Inglaterra para el control de
polvo en plantas concentradoras con muy buenos resultados.
68 ~-

La presión del agua, el diámetro de la boquilla del atomizador
y la adición de sustancias de superficie activa, marcan la
efectividad de estos atomizadores, como se especificó en el Capítulo
V. Por otra parte, el ángulo del cono de descarga del atomizador
es el responsable de la forma que asume la neblina; ángulos
de 909, como se muestra en los planos 322-01 y 323-01,
proporcionan una dispersión bastante aceptable, pudiendo éstas
variar desde 15~ hasta 1309 (21), de acuerdo con la forma que
más convenga a un fin determinado.
Empleo de Atomizadores en las Operaciones de Quebrantamiénto
Como se vio anteriormente, una de las condiciones fundamentales
para la aplicación de atomizadores, es el referente al
encerramiento de las operaciones polvorientas, no solamente con
el fin de propiciar el contacto íntimo entre las gotillas de agua
y las partículas de polvo, sino también de prevenir la acción de
las corrientes súbitas de aire que podrían dispersar el contaminante.
Tratándose de las quebrantadoras, sobre todo de las primarias,
ya sean del tipo Blake o giratoria, es un tanto difícil el
encerramiento, debido a que el material alimentado requiere la
atención permanente de un operario para prevenir atoros o la
excesiva afluencia de mineral; por esta razón el encerramiento,
sobre todo de la zona de alimentación de estas máquinas, es
siempre parcial, tomando la forma de un canal de suficiente
altura con una abertura en su parte superiGr próxima a la quebrantadora
para el control de la alimentación mediante "espetones"
(varillas metálicas); el resto del canal, o caja, debe tener
tapas movibles en su parte superior que p~rmite el control del
flujo del mineraL El canal, que puede ser de madera o planchas
de metal, deberá cubrir la distancia comprendida entre el chute
de la tolva de gruesos (o la descarga del alimentador) y la abertura
de alimentación de la máquina, pasando por la zona de la
parrilla de clasificación que antecede a la quebrantadora. El
atomizador debe instalarse a la altura de la abertura de control
de alimentación, sin interferir con la labor de los espetones y
dirigiendo la corriente hacia la máquina.
El encerramiento de la zona, que corresponde a la descarga
del material quebrantado y al de la descarga de finos de la parrilla
de clasificación, no presenta dificultades, ya que ambas lo
hacen sobre una misma faja; en este caso el encerramiento es
bastante efectivo, quedando únicamente dos aberturas, que corresponden
al paso de la faja, que se podrían designar como de
ingreso y salida. El de ingreso debe tener una luz que solamente
permita el paso de la faja o, en su defecto, se puede colocar
franjas de jebe, o de cuero, a manera de cortina oscilante
--- 69 -­

CD
I.ID 8
O ---o
I~ O ( 2 HUECOS)
CORTE A-A
1----- I~
4
CORTE e-e
MATERIAL: BRONCE

!OSCA CONICA PARA
TUBO DE I
NURA~ ANCHO
I.L D
2
®
NURA %ANCHO A I,~ D
OSCA CONICA PARA
TUSa DE I
-I~
N~
.­ESPIRAL CaNICA
®
C .... ~
~ ___.-L
~j-j
~~I~
IWt "'lID
fe ~ ~ORTE C-C
I~ay!~uu,:,¡
ATOMIZADOR HIDRAULlCO DE TUR-
IBULENCIA. TIPO CANAL HELICOIDAL
Plano: 322 - 01

para cerrar el escape de polvo. La abertura de salida de la faja,
es el lugar donde se debe instalar el atomizador, dirigiendo la
boquilla en sentido contrario al flujo del mineral. El material
para el encerramiento puede ser madera, planchas metálicas o
planchas de eternit.
Las quebrantadoras secundarias e intermedias, no presentan
dificultades para su encerramiento, debido a que están libres de
atoros o afluencia excesiva de mineral, no requiriendo por tanto
la atención continua de los operarios. Muchas veces es suficiente
el empleo de telas impermeabilizadas sobre viguetas de madera
o metal con este fin, a excepción del lugar que corresponde
a la abertura de alimentación de las máquinas, donde debe
emplearse planchas metálicas o de madera por la presencia de
rocas saltarinas o proyección de fragmentos de mineral. El encerramiento
de estas máquinas supone dos aberturas, una en la
zona de carga y otra en el de descarga. Es práctica frecuente
instalar un atomizador en la abertura de descarga y una cortina,
o franja de jebe Q. (¡uero oscilante, en el de carga; en muy raras
instalaciones se emplea también un atomizador en la abertura
de alimentación o ingreso del mineral.
Empleo de Atomizadores en Cribas Vibradoras y Puntos
de Transferencia de Mineral
Siguiendo el criterio anterior, el encerramiento de las cribas
vibradoras no constituyen un problema, aparte de dejar tapas
movibles para las inspecciones y reparaciones. La zona de ingreso
de mineral no requiere de atomizadores, bastando la cortina
de jebe o cuero. La zona de descarga de la criba es el lugar
indicado para su instalación. Tratándose de cribas de más de
un piso, es decir de aquellos de más de dos productos, se deberá
disponer de un atomizador para cada uno de ellos. En el caso
de la criba que se muestra en el diagrama de flujo anterior,
bastaría un solo atomizador en la zona de descarga de gruesos.
La descarga de finos se efectúa directamente a la tolva respectiva;
la misma que debe estar cubierta en su parte superior para
prevenir la dispersión de polvo, y disponer de una puerta de
acceso para las inspecciones, la misma que debe permanecer
siempre cerrada.
Los puntos de transferencia de mineral, o sea aquellos en
que se cambia la dirección o el nivel del flujo de materiales,
se encierran generalmente con telas impermeabilizadas, instalándoseel
atomizador solamente en la zona de descarga o mejor
dicho en la abertura de salida del material.
Es muy difícil establecer reglas generales para el empleo de
atomizadores, ya que cada planta concentradora constituye un
72 ~

A !.¡\!I o
ROSCA CONICA
PARA TUBO DE
MATERIAL: BRONCE
D~ ~'45°
ORIFICIO DE
-J
C;;)
C()AT~ A-A

problema diferente y el éxito del control de polvo con estos
dispositivos depende en gran parte de la habilidad y experiencia
de la persona responsable, para efectuar los encerramientos más
conveniente. A continuación se presenta algunas recomendaciones
que no son otra cosa que un resumen de lo que se ha tratado
de explicar sobre este tema.
Recomendaciones Generales
Para lograr un trabajo eficiente de los atomizadores en plantas
concentradoras se recomienda lo siguiente:
Seleccionar atomizadores hidráulicos, y dentro de éstos los
de turbulencia, ya sean del tipo de ranura tangencial o los
de canal helicoidal. Con una abertura de descarga compren­
dida entre 0.5 y 1.0 mm.
Mantener la presión del agua entre 40 y 80 libras por pul­
gada cuadrada, cuidando que el sistema de cañerías sea ex­
clusiva para los atomizadores.
El agua debe-:;,~r limpia, libre de partículas sólidas, para
evitar obstrucciones en la boquilla del atomizador. Con este
fin es conveniente filtrar el agua a través de mallas de alam­
bre de 100 o 65 hilos por pulgada, controlando contnuamen­
te su buen estado de conservación.
Efectuar el encerramiento de las operaciones que son fuen­
tes de polvo. Un buen encerramiento favorece el contacto
íntimo entre las gotillas y las partículas de polvo. El mate­
rial a emplearse en el encerramiento puede ser madera,
planchas metálicas, lona o cualquier tela impermeabilizada.
La posición del atomizador debe establecerse a unos dos o
tres pies de la fuente de contaminación, con el fin de que
la neblina de agua pueda expandirse y cubrir la zona de
origen.
El atomizador debe orientarse siempre en sentido contra­
rio a la dirección del flujo de los contaminantes, con el fin
de que la neblina actúe como una cortina de agua que im­
pida su dispersión.
El número de atomizadores a emplearse depende del área
a controlar y de las características del encerramiento.
Efectuar controles periódicos de la concentración de polvo
en el ambiente de la planta, para verificar la eficiencia o
detectar cualquier falla en el sistema.
Consumo de Agua y Riesgo de Sobre-Humedecimiento
Es frecuente encontrar personas que ofrecen cierta resistencia
al empleo de atomizadores, por el temor de provocar sobrehumedecimientos
del mineral, que podría ocasionar obstrucciones
en las cribas vibratorias, parrillas de clasificación, buzones
-74 ­

de alimentación, etc., así como reducir la eficiencia de las que­
brantadoras. Para explicar el consumo de agua, y por tanto el
grado de humedecimiento alcanzado, vamos a considerar el si­
guiente caso hipotético:
Planta Concentradora que pasa 30 ton/hora en la sección molienda
gruesa e intermedia.
Humedad promedio del mineral: 5.0%
Número de atomizadores: seis
Diámetro de la boquilla de los atomizadores: 0.75 mm. 0.0295
pulgadas.
Presión del agua: 50 libras/pulgada!!.
El gasto de agua por atomizador según la ecuación de Gibb
será:
q
5/3 d 2 (P)1/2
Reemplazando valores:
q = 5/3 (0.0295)2 (50)1/:!
q
0.010 pies 3 /min.
Que equivalen a:
0.283 litros/mino
El gasto de agua por los seis automízadores será:
6 x 0.283 1.69 litros/min., o 1.69 x 60 101.5 litrosjhora.
Estos 101.5 litros de agua por hora repr~entan:
(101.5/30,000) x 100 0.34%
Es decir, el incremento de agua ocasionado por los seis atomizadores
representa el 0.34% del peso del mineral y por tanto,
el contenido de humedad del mineral al final del quebrantamiento
primario e intermedio será de 5.0 + 0.34 = 5.34%. Como
es fácil comprender un incremento de esta magnitud no
afecta las operaciones de una planta concentradora.
- 75

CAPITULO VIII
VENTlLACION EXHAUSTIVA LOCAL
Este método consiste en prevenir el escape de los contaminantes,
de su punto de origen, mediante la formación de una
barrera aerodinámica que provoca la aspiración de éstos hacia
una campana de succión, para luego pasar por: un sistema de
tuberías; un elemento colector; un ventilador, que crea la presión
negativa; y fiMalmente descargar fuera del ambiente de la
planta. Es pues un procedimiento contrario a la ventilación general
o de dilución y es considerado como el método más efectivo
de control, siendo su única desventaja el alto costo de instalación,
operación y mantenimiento; y por otro lado requiere,
para su aplicación racional, la intervención de ingenieros especializados
en este tipo de ventilación industrial.
La naturaleza y extensión de este importante tema sobrepasa
los fines de esta publicación, razón por la cual, a continuación
se indican solamente algunas consideraciones generales relacionadas
con el diseño de estos sistemas.
Campanas de Succión
Uno de los aspectos más importantes en el diseño de sistemas
de ventilación exhaustiva local, es el referente al diseño en
sí de las campanas de succión, ya que es el factor determinante
de la eficiencia del sistema. Una campana en operación crea
una barrera aerodinámica que transporta hacia el sistema el
polvo u otros contaminantes, impidiendo que escapen a las áreas
vecinas. La zona de acción de la barrera aerodinámica, depende
principalmente de la forma y dimensiones de la campana, así
como de su posición y la distancia efectiva entre la campana y
el punto de origen del contaminante. Conviene a esta altura
considerar la dispersión de las partículas de polvo para comprender
la importancia de la zona de acción o velocidades de contorno
de estas campanas. La manera como se dispersan las partículas
depende de su tamaño; aquellas de gran tamaño, proyectadas
por la quebrantadora primaria por ejemplo, se dispersan
- 76

considerablemente como consecuencia de su energía cinética y
en forma independiente de las corrientes de aire; mientras que
las pequeñas se dispersan como resultado exclusivo de las corrientes
de aire, debido a que la energía cinética de éstas es
despreciable como resultado de su pequeña masa; así por ejemplo,
John L. Alden (22), señala que una partícula de 10 micras
proyectada por una rueda esmeril a una velocidad tangencial
de 10,000 pies por minuto puede avanzar, en una zona libre de
corrientes de aire, alrededor de una pulgada; mientras que una
partícula de 1.5 mm., a esa misma velocidad y condiciones, puede
avanzar 100 pies de distancia. Esto nos demuestra que la
dispersión de las partículas pequeñas, las menores de 10 micras,
por su significado higiénico, pueden ser controlados fácilmente
por la captura del aire contaminado. En el caso de las partículas
mayores, por no ser afectadas por las corrientes de aire que
usualmente se emplean en la ventilación exhaustiva local, es
necesario situar la campana en tal forma que se aproveche para
su captura la dirección de las partículas proyectadas.
De lo expuesto, salta a la vista que es necesario establecer
para cada caso, la velocidad de captura conveniente; errores por
defecto afectan la eficiencia del sistema y por exceso conducen
a un dispendio de potencia, con sus consiguientes implicaciones
económicas. El valor de la velocidad de captura establecido
para las diferentes campanas de succión de un sistema, es el
punto de partida o base del diseño. La inter-relación entre la
velocidad de captura con el caudal de aire, distancia al punto
de generación del contaminante y la abertura de la campana,
está dada por la ecuación de Dalla Valle (23):
V =:
Q ..
10 X2 + A
En la que: V
Q
x
A
Velocidad de captura en pies por minuto.
Caudal de aire en pies cúbicos por minuto.
Distancia, en pies, entre la campana y el punto
de generación del contaminante.
Abertura de la campana en pies cuadrados.
Antes de proseguir conviene definir la velocidad de captura
como aquella que se produce a una distancia determinada, frente
a la campana de succión, capaz de vencer las corrientes de aire
que se oponen, y provocar el flujo de aire contaminado hacia el
sistema. De acuerdo con la ecuación de Dalla Valle, se ve que
la velocidad de captura decrece con el incremento del cuadrado
de la distancia. La ecuación permite calcular las velocidades
de captura de campanas circulares y también de rectangulares
donde la relación ancho:largo es mayor que 0.1; cuando esta
-77­

elación es igual o menor que 0.1, la campana asume la forma
de una rendija o "slot", en este caso la velocidad de captura
se calcula con la ecuación de Silverman (24):
v
Q
3.7 x L
Donde: V, Q , y x, igual que en la ecuación de Dalla Valle; L,
largo del sIot.
Para aumentar la efectividad de las campanas, es siempre
aconsejable el uso de "flanges" o barreras que eliminen el flujo
de aire de lugares no contaminados; así, para campanas con
flanges las ecuaciones anteriores son:
Q
V =
_ 4
0.75 (lO x:! A)
V -­
Q
2.8 x L
Y
Es decir, se reduce en un 25% los requerimientos de aire,
para ofrecer la misma velocidad de captura.
En los diferentes manuales y libros de ventilación industrial,
aparecen cuadros con las velocidades mínimas de captura para
operaciones específicas. Tratándose de operaciones de quebrantamiento,
tamizado, transferencia de materiales y transporte en
fajas de alta velocidad, se recomienda velocidades comprendidas
entre 200 y 500 pies por minuto (8); es decir, no se establece
valores exactos debido a las múltiples variables que intervienen,
pero es bueno considerar que las velocidades de captura para
polvo no deben ser nunca menores de 200 pies por minuto (8).
El diseño de las campanas requiere también el conocimiento
perfecto de la operación a controlar, para en esta forma decidir
la campana o el encerramiento más conveniente, capaz de trabajar
con un volumen mínimo de aire; aquí se puede decir que
cuanto más completo es el encerramiento, más efectivo y económico
será el sistema; pero sin interferir con la operación o los
métodos de trabajo.
El flujo de aire en la campana de succión debe ser lo suficiente
alto para mantener las velocidades de captura y vencer
las corrientes de aire que se oponen. La forma, dimensiones.
78 ­

situación y el flujo de aire a pasar por la campana, son factores
importantes en el diseño.
El cálculo del flujo de aire, en el caso de los encerramientos
se efectúa teniendo en cuenta las dimensiones de la abertura o
aberturas y la velocidad establecida para éstas, de acuerdo con
la fórmula Q = A V; en la que Q es el flujo de aire en pies
cúbicos por minuto, A el área de la abertura en pies cuadrados
y V la velocidad del aire en pies lineales por minuto.
Se puede generalizar que en las plantas concentradoras, son
los encerramientos los que más se usan, así se tiene encerramientos
para las quebrantadoras, elevadores, transferencias de
fajas transportadoras, cribas, vibradoras, etc., a los que directamente
se conectan las tuberías de succión. Las precauciones a
tomar en su diseño se circunscriben a establecer las velocidades
mínimas de aire en las aberturas del encerramiento para controlar
los escapes o fugas de polvo, y a mantener una velocidad
mínima de aire dentro del encerramiento para prevenir pérdidas
de material por succión.
Sistema de Tuberías
El objeto de las tuberías de un sistema de ventilación exhaustiva
local, es comunicar las diferentes campanas de succión o
encerramientos, a un elemento colector de polvo para luego
pasar al ventilador y, por último, descargar el aire fuera del
ambiente de la planta.
Las dimensiones de lu tubería, así como la velocidad de
transporte en cada ramal, son los que aseguran el correcto flujo
de aire en cada campana o encerramiento. Una velocidad de
transporte apropiada en cada dueto, transpo1'tá neumáticamente
el polvo capturado por la barrera aerodinámica de la campana
hasta el colector central.
El área transversal de las tuberías en cualquier punto del
sistema obedece a la siguiente ecuación general:
A
Q
Vt
Donde: A
Q
Vt
Area transversal del ducto en pies cuadrados.
Flujo de aire en pies cúbicos por minuto.
Velocidad necesaria para transportar el polvo,
en pies lineales por minuto.
Las dimensiones de las tuberías son las responsables de la
distribución del flujo de aire a cada campana de succión de
- 79

acuerdo a sus requerimientos mínimos, y brindar en esta forma
un sistema balanceado.
La velocidad de transporte apropiada, depende del tamaño
y peso especifico del material. Muchos autores (23) han determinado
las velocidades mínimas de transporte para diferentes
materiales de acuerdo al tamaño de las partículas, habiendo inclusive
propuesto ecuaciones empíricas. Tratándose de polvos
minerales y metálicos, Drinker y Hatch (25) recomiendan 4,000
pies lineales por minuto para las tuberías ramales y 3,000 pies
lineales por minuto para la tubería central. Tablas completas
para diferentes materiales, operaciones y procesos industriales
se tiene en el Manual de Ventilación de la American Conference
of Governmental Industrial Hygienists (26).
El sistema de tuberías debe estar construido de planchas
de acero galvanizado, y considerando que en las plantas concentradoras
no hay gases corrosivos sino más bien materiales abrasivos,
se recomiendan los siguientes espesores de acuerdo con
los diámetros de lo~ duetos. tomados del Manual de Ventilación
antes indicado:
.._~-~.. _------------­
Diámetro del ducto Espesor de la U.S. Gauge
Tramo recto plancha en pul. Number
8" Y menores 0.0368 20
8-1/2" a 18" 0.0490 18
18-1/2" a 30" 0.0613 16
Mayor de 30" 0.0780 14
El espesor de las planchas en los codos y ángulos de entrada,
debe ser mayor que en los tramos rectos; se recomienda dos
gauges más que en los tramos rectos. El espesor de las planchas
de las campanas de succión y encerramientos, sigue el mismo
criterio, es decir dos gauges mayor que su correspondiente ducto.
Colectores de Polvo
Casi todos los sistemas de ventilación exhaustiva local requieren
de colectores de polvo, no sólo para recuperar las sustancias
valiosas sino con el fin de prevenir su recirculación en
las salas de trabajo o la contaminación de las áreas vecinas o el
ambiente de la comunidad, ocasionando molestias o riesgos para
la salud. También son necesarios estos dispositivos para proteger
al ventilador contra las propiedades abrasivas del polvo.
Existe un sinnúmero de tipos de colectores de polvo, y su
elección depende de la cantidad de polvo que pasa por el siste­
- 80­

ma por unidad de volumen de aire, así como de las características
del polvo y la eficiencia deseada. La cantidad de polvo a
colectar es muy variable, y generalmente se mide, en nuestro
medio, en miligramos por pie cúbico de aire; así por ejemplo,
la cantidad de polvo en un sistema de ventilación exhaustiva
local de una planta de quebrantamiento de minerales, puede alcanzar
hasta 3200 miligramos/pie cúbico de aire, según Drinker
y Hatch. En cuanto a las características del polvo, los tamaños
varían desde partículas submicroscópicas hasta algunos milímetros;
el porcentaje de partículas menores de 10 micras es el importante
por su significado higiénico. La eficiencia de colección
requerida depende de la naturaleza del polvo, es decir de la
composición química y el tamaño de las partículas.
La condición esencial de todo colector de polvo, es que la
concentración de polvo en el aire que sale del colector se encuentre
por debajo de la concentración máxima permisible o
por debajo del límite predeterminado en su diseño; y que su
eficiencia sea independiente de las fluctuaciones del flujo de
aire, así como de las concentraciones de polvo.
De acuerdo con Drinker y Hatch (25) y el Manual de Ventilación
del A.C.G.LH. (26), los colectores de polvo más empleados,
teniendo en cuenta el tamaño de las partículas de polvo y
su eficiencia, son los siguientes:
Tamaño Promedio Pérdida de Eficiencia
Tipo de Colector de partículas Presión Colección
en micras (,.)
% en peso
_.._.._._._-----~----
Electrostático .. .. .. 0.25 (t,.31'H 2 O 90-99.99
Filt.ro de Tela
Convencional .. .. .. 0.40 3-6"H 2
O 99-99.99
Reverse Jet .. .. 0.25 3-8"H 2 O 99-99.99
Húmedo
Torres de Lavado 1- 5 1.5-3.5" 74-99.6
Centrífugo .. .. .. 1- 5 2.5-6"H z O
Dinámico .... .. . . 1- 2 2.5-6"H 2 O
Orificio .. .. .. . . 1- 5 2.5-6"H "
2
O
Seco
"
Ciclones de Alta Eficiencia 10-30 3-6"H 2 O 50-98
Dinámico .......... " 10-20 2.5-6"H:P 50-98
("') La eficiencia de los colectores se aumenta con el incremento del tamaño de
las partfculas de polvo.
De los cuatro tipos de colectores indicados, los que más se
usan son los de filtro de tela y los húmedos. Los electrostáticos,
no obstante su alta eficiencia para las partículas submicroscópi­
81 ­

cas, no tienen un empleo generalizado en las plantas concentradoras,
debido exclusivamente a su alto costo inicial. Los ciclones
de alta eficiencia, como puede observarse, son para partículas mayores
de 10 micras, es decir para aquellas que no tienen significado
higiénico; razón por la cual en ciertos casos se les utiliza
como pre-colectores para aliviar el trabajo de los otros colectores,
entre estos precolectores se pueden mencionar los siguientes:
cámaras de sedimentación. trampas de inercia (inertial trap) y
los ciclones normales.
Colectores de Tela
Entre los filtros de tela. los más usados en plantas concentradoras
son los de algodón, ya sean lisos o corrugados, con peso
de unas nueve onzas por yarda cuadrada, suficiente para resistir
las frecuentes vibraciones o sacudimientos a los que son sometidos
para descargar la capa de material acumulado. De acuerdo
a la forma y disposición de estos filtros de tela, se tiene dos
tipos, los tubulare:¡ o más comúnmente conocidos como bolsas
(bags) y los de sobre o tipo "envelope" en los que la tela se
acondiciona sobre un soporte de malla de alambre con sus correspondientes
marcos. Un número determinado de estos elementos
filtrantes se acondicionan en una caseta metálica, que a su vez
dispone de depósito para el polvo colectado y generalmente un
dispositivo para el sacudimiento y vibración; estas casetas se
denominan "baghouse", debido a que los filtros tubulares o de
bolsa son los más empleados.
La eficiencia de retención de estos filtros cuando están nuevos,
o mejor aún al inicio de la operación, es baja y aumenta a
medida que se va formando la capa de polvo colectado, pudiendo
llegar hasta 99.99% de eficiencia para partículas submicroscópicas,
pero paralelamente esta capa de material ocasiona un
aumento en la resistencia al flujo de aire, pudiendo llegar a anularlo
por completo; por esta razón. periódicamente debe parar
el sistema para la descarga de la capa de polvo. ya sea por sacudimiento,
vibración o raspado; recogiéndose el polvo colectado
en su depósito correspondiente. Esta operación se repite cada
cuatro u ocho horas. según la carga de polvo por unidad de
volumen de aire del sistema. La caída de presión del filtro después
de esta limpieza es siempre mayor que cuando el filtro es
nuevo.
La velocidad del filtrado raras veces excede de cuatro pies
lineales por minuto. correspondiendo a un flujo de cuatro pies
cúbicos de aire por pie cuadrado de filtro. Las caídas de presión
que ocasionan estos colectores son del orden de dos a cinco
pulgadas de agua, entre el inicio y el final d€'l ciclo de limpieza.
- 82­

.......
La resistencia de un filtro, para una velocidad de filtración
determinada, varía directamente con la carga de polvo que va
a originar la capa, la misma que a su vez depende de las características
del polvo; así, para el granito y el feldespato, los coeficientes
de resistencia son de 19.8 y 27.3, respectivamente, para
tamaños menores de 20 micras (25). Cuando la formación de la
capa de polvo es progresiva. se tiene la siguiente relación:
h = h .. -
h, = r v w
Donde: h Resistencia del filtro en pulgadas de agua.
h~ Resistencia máxima permitida en pulgadas de
agua.
h 1 Resistencia del filtro después de la limpieza,
en pulgadas de agua.
r Coeficiente de resistencia del polvo en pulgadas
de agua por libra de polvo por pie
cuadrado de filtro y por velocidad de filtrado.
v Velocidad de filtrado (Q/A) en pies por
minuto.
w Peso de polvo depositado por pie cuadrado
de filtro.
El tiempo de operación entre dos sacudimientos, está dado
por la siguiente relación:
t
h~ -- h¡
r g v
Donde: t Tiempo de operación en minutos entre dos sacudimientos.
ti ­
.,
f,!' Carga de polvo en libras por pie cúbico de
aire.
v, h~, h 1 Y r, igual que en el anterior.
El tiempo de operación entre dos sacudimientos, en el caso
de grandes instalaciones, está controlado por un manómetro que
registra la caída de presión, y el sacudimiento se realiza mecánicamente.
Tratándose de unidades pequeñas, el sacudimiento
es manual y el tiempo es calculado por esta ecuación o en forma
experimental.
El número y dimensiones de las unidades filtrantes es variable
y depende del caudal de aire a limpiar, de la velocidad de
filtración asumida y del coeficiente de resistencia del material
tratado; así, el número de bolsas puede variar desde unas decenas
hasta cientos, y los tamaños pueden alcanzar hasta 30 pies
de largo por 1.5 pies de diámetro.
- 83­

En el trabajo de los "baghouse" se ha encontrado experimen~
talmente que el empleo de pre~cole

M J\ ./Snl "A
11 I LI O· 0
i.d~®
l. Aire contaminado
2. Anillo con rendl ja de
inyección de aire
3. Depósito de pOlvo
4. TrClnsportador de tornillo
5.Compresor
S.Aire limpio al eltheustor
flG. NO S. COLECTOR DE TELA dREVERSE JET'
- 85­

colector, desde 74 hasta 99.6%; igualmente las pérdidas de pre·
sión que ocasionan al sistema, fluctúan entre 1.5 y 6 pulgadas
de agua, según el diseño.
Dentro de este tipo de colectores se ha mencionado las torres
de lavado, los centrífugos, los dinámicos y el de orificio, como
los más importantes.
Las torres de lavado (Packed Towers), consisten en capas
de material filtrante de diversa naturaleza, desde material cerá·
mico triturado hasta plásticos. El aire contaminado pasa a tra·
vés de este medio filtrante, generalmente en contracorriente con
el agua de lavado que ingresa en forma de lluvia por la parte
superior de la torre y descarga por la parte inferior arrastrando
el polvo colectado. La caída de presión está en razón directa
con el espesor del medio filtrante; así, para cuatro pies de material
cerámico triturado o de coque, varía entre 1.5 y 3.5 pul.
gadas de agua.
Los colectores ~entrífugos en húmedo, combinan el efecto
de la fuerza centrífuga y el contacto con el agua, para la colección
de las partículas de polvo; en lineas generales, estos co·
lectores son análogos a los ciclones, diferenciándose únicamente
en las placas de contacto que forman dos o tres grupos en la
parte cilíndrica del ciclón y en el separador, yue viene a ser
otro grupo de placas pero situada en la parte superior, encima
del chisguete de agua a presión que mantiene las placas de contacto
húmedas, e inyecta agua en contracorriente con el flujo
de aire. El agua de lavado descarga por el vértice del ciclón.
La entrada del aire contaminado y la salida del aire limpio es
similar al de los ciclones en seco. La eficiencia es bastante variable
y depende de su diseño; para partículas de uno a cinco
micras de tamaño promedio, fluctúa entre 74 y 99.6% en peso,
ocasionando caídas de presión comprendidas entre 2.5 y seis
pulgadas de agua.
Los colectores dinámicos en húmedo (Wet Dynamic Precipitator)
consiste en un ventilador o exhaustor de hojas de di·
seño especial, que se mantienen húmedas por medio de un ato·
mizador de agua que se encuentra dentro de la misma caseta.
El polvo precipita en las hojas húmedas del ventilador y son
descargadas por la parte inferior conjuntamente con el agua del
atomizador. Su ventaja radica en que se combina en una sola
unidad el extractor de aire y colector de polvo.
En cuanto a los colectores del tipo orificio, el aire a limpiar
se pone en contacto con una lámina de agua en un orificio restringido,
con lo que se asegura un contacto íntimo entre el agua
y el aire; en ciertos casos es frecuente añadir al agua ciertos
- 86 .~.

.---011IIII
agentes humectantes, o de superficie activa, para conseguir mejores
resultados.
Pérdidas de Presión
La pérdida de preslOn total de un sistema de ventilación
exhaustiva local, es el resultado de la suma de las siguientes
pérdidas parciales:
Pérdida de entrada en la campana de succión o encerra­
miento.
Pérdidas por fricción en las tuberías ramales, incluyendo
los codos, expansiones, contracciones, cambios de forma y
ángulos de ingreso al ducto principaL
Pérdidas por fricción en el dueto principal, codos, contrac­
ciones, expansiones y cambios de forma.
Resistencia al flujo ocasionado por los colectores de polvo.
Pérdidas de fricción en el dueto que conecta el coleetor con
el exhaustor.
Pérdidas de fricción en el ducto que sale del ventilador has­
ta el punto de descarga, incluyendo la caperusa (Weather
Cap).
Las pérdidas de entrada, en las campanas de succión o encerramientos
está dada por la siguiente ecuación (26):
Donde h
C
Pérdida de entrada en la campana en pulga­
das de agua.
Coeficiente de entrada o coeficiente de res­
tricción de la campana.
"Velocity Head" en el ramal que conecta la
campana con el dueto principal, en pulgadas
de agua.
e
e
VP
(1 ~- C ~)
e
h----------- VP
e (e !!)
e
.­
Los valores para el coeficiente de entrada, para las diferentes
campanas y encerramientos, se encuentran en todos los libros
y manuales de ventilación, variando desde 0.95 hasta 0.50,
de acuerdo con las características de la campana o encerramiento.
La resistencia del sistema de tuberías, tanto de los ramales
como del principal, teniendo en cuenta los codos, expansiones,
etc., se pueden determinar fácilmente mediante gráficos o tablas
que se incluyen en todos los libros de ventilación.
- 87­

Las pérdidas de presión ocasionadas por los diferentes colectores,
son suministradas por el fabricante o calculadas teniendo
en cuenta su principio de operación, la carga de polvo
y la eficiencia de colección establecida.
Fuente de Succión
La fuente de succión, o más propiamente el ventilador o
exhaustor (Fan), es el que origina el movimiento de aire en todo
el sistema. Tratándose de estos sistemas para el control de polvo,
se recomienda (25) (26) los exhaustores centrífugos del tipo de
hojas radiales (Straight or Radial Blade), que operan eficientemente
a una velocidad moderada contra una resistencia hasta
de 12 a 14 pulgadas de agua.
La elección de un exhaustor depende del caudal de aire y
de la resistencia total del sistema. Las casas fabricantes proporcionan
tablas o catálogos en los que se indica para cada exhaustor
el flujo de aire, las revoluciones por minuto, la presión estática
o la total y)as características del motor.
Las tablas y curvas que proporcionan los fabricantes, asumen
que el aire se encuentra a una temperatura de 70º F, con
una humedad relativa de 50% y una presión barométrica de
760 mm de Hg.; es decir, un aire cuya densidad es de 0.075 Lbsí
pie 3 • Cuando se presentan variaciones apreciables en la temperatura
o la presión barométrica, es necesario considerar los
cambios en la densidad del aire. Tratándose de plantas concentradoras,
los cambios de densidad obedecen a la presión barométrica,
como resultado de la altura sobre el nivel del mar.
Estos cambios requieren de ciertas correcciones, tanto en el volumen
de aire como en la presión desarrollada y la potencia
consumida; ya que un exhaustor moverá el mismo volumen de
aire sea cualquiera su densidad, pero el peso de aire, o sean las
libras movilizadas, dependen de su densidad, así como también
la presión desarrollada y la potencia consumida.
--- 88 ­

-"'II1II
CAPITULO IX
RESPIRADORES PARA POLVO
No obstante la aplicación de los métodos de control de polvo,
señalados en los capítulos precedentes, pueden surgir ciertas
situaciones en las cuales los trabajadores estén expuestos a concentraciones
peligrosas de polvo, requiriendo entonces, de dispositivos
personales para su protección. Los respiradores, son
equipos muy necesarios para ser usados como protección complementaria
en lugares donde exista un riesgo no controlado de
contaminación de aire, en casos de emergencia, cuando fallan
las medidas de control general o cuando los métodos generales
no son suficientes para controlar completamente la contaminación.
Es bueno puntualizar que los respiradores deben usarse
únicamente cuando la aplicación de todos los otros medios de
control de polvo no sean prácticos, tratándose de operaciones
intermitentes.
Los respiradores son aparatos filtrantes que sirven para remover
las partículas de polvo del aire aspirado. Generalmente
protegen la boca y nariz, aunque puede adaptársele anteojos
para proteger también la vista. El material usado en su fabricación
es caucho, aluminio o plástico, cubriendo su perímetro
con material gomoso o esponjoso, forrado en ciertos casos con
paño. El fil tro puede ser de papel, lana, algodón o cualquier
otro medio filtrante y puede ser renovable o permanente. Proporcionan
protección respiratoria contra polvos, humos metálicos
(fumes), neblinas y humos, pero no contra gases, vapores o
deficiencia de oxígeno. Deben ser usados en ambientes con suficiente
oxígeno para la respiración normal.
Resistencia a través de respiradores
Es práctica establecida calcular la eficiencia filtrante de los
respiradores a un flujo de 32 lts.jmin.; aunque la resistencia,
antes y después de la exposición al polvo, se mida a 85 ltsjmin.
El Bureau de Minas de los EE.UU. demanda que los respiradores
después de una exposición a polvo de 40-60 mgjm 3 , a
-- 89­

un flujo de 32 lts/min.. no tengan una resistencia superior a
50 mm. de agua en la inhalación, ni superior a 25 mm. en la
exhalación; ambas medidas a 85 lts/min.
Se ha comprobado que la resistencia en la expiraclOn es la
mitad de la existente en la inspiración, concepto que se aplica
a todos los tipos de equipo de protección respiratoria.
Escapes
Son aberturas que pueden existir alrededor del conjunto de
piezas que forman la máscara. y aún a través de las válvulas,
por donde puede pasar polvo. Estos escapes se pueden determinar
fácilmente haciendo que algunos hombres se coloquen su
respirador para luego "chisguetearles" polvo fino, digamos de
carbón, en los bordes de las piezas de la máscara o directamente
en las válvulas. Si hay aberturas, éstas se evidenciarán en las
caras de los hombres (por manchas que demuestran por dónde
puede ingresar el1Jtllvo a la nariz. boca u ojos del trabajador).
Después de efectuada esta prueba, se hace que dichos hombres
se soplen la nariz en una gasa limpia, y se revisa el respirador.
Válvulas
Si se usa un respirador sin válvulas, el aire inspirado se calienta.
rápidamente y la humedad y el CO:! pueden aumentar a
niveles notables. El empleo de buenas válvulas, es decir, d'2
baja· resistencia al flujo de aire y poco espacio muerto, reduce
el esfuerzo respiratorio. Deben tener una baja presión de operación,
además debe cerrarse al final de cada ciclo respiratorio.
La válvula expiratoria, especialmente en trabajos pesados, se
humedéce y aún se moja. Las válvulas deben ser intercambiables,
pero también deben asentarse perfectamente y no ser afectados
por la humedad acumulada.
Eficiencia del filtro
El Bureau de Minas mide la eficiencia filtrante en filtros
nuevos y en aquellos que han sido expuestos a polvo durante
cuatro minutos. En el caso de respiradores de polvo de sílice las
concentraciones se mantienen entre 40-60 mg/m!l; en una prueba
de 30 minutos a un flujo de 32 lts/min., se permite pasar, a través
del filtro, menos de cuatro miligramos de polvo para su
aprobación.
90

..........
Respiradores con línea de aire
Requieren de una fuente de aire comprimido que sea suplido
al trabajador a través de una manguera. La línea de aire comprimido
se conecta, en el cinturón del trabajador, a una manguera
corta que llega hasta la máscara. Estos respiradores lo
emplean personas que limpian tanques, colectores de polvo como
los "baghouses" compartimentos con gases ahumas y espacios
similares; generalmente estos respiradores están equipados
con indicadores, alarmas o "flow meters" para asegurar que en
realidad se está abasteciendo de aire. Algunos son equipados
con dos líneas telefónicas. Los componentes de la máscara de
aire, el cable de seguridad (life line), el cinturón y las conexiones,
deben ser de la mejor calidad. Las mangueras deben resistir
el aplastamiento de un camión y deben ser a prueba de penetración
de gasolina o aceite.
La cantidad de aire suplido a un hombre trabajando con
chorros abrasivos (como pn la talla de piedras y limpieza de
metales) debe ser más o menos de tres a seis pieslljmin., por
supuesto ajustando este intervalo a sus requerimientos.
Es recomendable equipar a los operarios de grúa (tipo puente),
con máscaras de línea de aire, para lo cual se suple el aire
desde frascos montados en el carro, en lugar de encerrar el carro
y dotarle de aire acondicionado. lo cual es más costoso.
Conservación de los respiradores
..
Todo el equipo debe ser revisado antes de su uso, para reemplazar
las partes dañadas que pudiera tener. La vida de la máscara
no es eterna; las válvulas tampoco duran indefinidamente
y por lo tanto deben ser revisadas a menudo. Los filtros deben
ser lavados o renovados periódicamente.
Si los respiradores se usan en forma rutinaria, su uso debe
turnarse con regularidad; por ejemplo, dejando un día para
limpiarlos completamente y poder redistribuirlos en perfecto estado.
Para la limpieza basta fregar con agua caliente y jabón,
enjuagar y secar en un lugar limpio.
Para que la campaña sobre el uso de los respiradores sea
efectiva, los trabajadores deben instruirse sobre la manera de
usarlos y cuidarlos. Los respiradores deben ser aprobados por
una agencia calificada con garantía del Estado o por el Instituto
de Salud Ocupacional.
- 91

"
Selección de Respiradores
Es necesario establecer que no existe un respirador universal,es
decir, que sirva de protección contra todo tipo de contaminantes
sólidos, algunos son diseñados para polvos minerales,
otros para humos metálicos y otros para polvos tóxicos; en tal
forma que un respirador para polvo mineral no servirá para la
protección contra humos metálicos y uno de este último tipo no
presta protección contra los polvos tóxicos. Por esta razón, es
importante el empleo del respirador adecuado y desde el punto
de vista de la naturaleza del contaminante contra el cual se
usa, éstos pueden clasificarse en diferentes tipos, tales como:
respiradores contra polvos que producen Neumoconiosis y polvos
adventicios, contra polvos tóxicos, humos y contra neblinas.
Respiradores contra polvos que producen Neumoconiosis y
polvos adventicios
Estos respir~res han sido aprobados únicamente para la
protección contra la inhalación de polvos que producen Neumoconiosis,
tales como los de sílice libre, asbesto y para los polvos
que constituyen una molestia, tales como los de aluminio, celulusa,
cemento, carbólf vegetal, hulla, coque, harina, yeso, mineral
de hierro, caliza y madera.
Respiradores contra polvos tóxicos
Estos respiradores han sido aprobados para la protección
contra la inhalación de polvos tóxicos que no sean mucho más
tóxicos que los de plomo, tales como los de arsénico, cadmio,
cromo, magnesio, selenio, vanadio y sus compuestos. No están
indicados para polvos apreciablemente más tóxicos que el plomo.
Respiradores contra todos los polvos
Estos respiradores se han aprobado para la protección contra
polvos que no sean mucho más tóxicos que el plomo, como los
mencionados líneas arriba, polvos que producen Neumoconiosis
(también ya mencionados) y polvos adventicios.
Respiradores contra humos metálicos (Fumes)
Estos respiradores han sido aprobados para la protección
contra la inhalación de humos metálicos (dispersiones sólidas o
partículas de materias formadas por la condensación de vapores
tales como los que se producen por el calentamiento de metales
y otras sustancias).
92 ~.

........
Nombres y direcciones de las compañías a las cuales se ha
concedido aprobación
Guardian Safety Equipment. Co., 37E - 21 Sto Street - Linden
New Jersey.
Acne Protection Equipment Co., 3037 - West Lake Street,
Chicago 12, Illinois.
American La France and Foamite Industries, Inc. Elmira,
N.Y.
Binks Manufacturing Co.. 3114 Carroll Ave., Chicago 12,
Illinois.
E.D. Bullard Co., 275 Eighth Street. San Francisco 3, Calif.
Chicago Eye Shield Co.. 2300 Warren Boulevard, Chicago 12.
Illinois.
H.S. Cover, Station A, South Bend. Ind.
Davis Emergency Equipment Co., Ine. 45 Halleck Street,
Newark 4, N.Y.
The De Vilbiss Co .. Toledo. Ohío.
Draegerwerk, Lubeck. Germany.
Hygeia Filtering Corp. 129 East 8th. Street, New York 3, N.Y.
B.F. Me Donald Co .. 5721 West 96th Street, Los Angeles 45,
California.
Metallizing Engineering Co.. Ine., 38 - 14.-· 30th Street, Long
Island CUy 1, N.Y.
Mine Safety Appliances Co., Braddoek, Thomas and Meade
Streets, Pittsburgh 8, Pa.
Pangborn Corp.. Hagerstown. Md.
Pulmosan Safety Equipment Corp., 644 Pacific St. Brooklyn
17, N.Y.
Scott A viation Corp., Lancaster, N.Y.
Siebe, Gorman and Co., Ltd. London, England.
W.W. Sly Manufacturing Co., 4735 Train Ave., Cleveland 2,
Ohio.
Standard Safety Equípment Co., 232 W. Ontario St., Chicago
10, Illinois.
WilIson Products. Inc. Reading, Pa.
- 93­

BlBLIOGRAFIA
l.-Frank A. Fatty; Industrial Hygienc and Toxícology, Volume 1, Imersciencc'
Publishers lnc., N~w York 194il.
2.-Findeisen, W,; The Deposit in ¡he Human Lungs oE Small Partides Suspended
in Air, Abs, Journal Ind. Hyg. aod Toxico!., Vol. 18, 1936.
3.-U.S. Departmem oi the Interior, Bureau of Mines, Review of Literature on
Dust, Bulletín N" eí ~il, Government Printing Office, Washington D,C., 1950,
-"
4 .-J.K. Brasch.: Free Sílica Physical Methods for Determination, A.I.H.A.
Quarterly 1~: l' 1956,
5.-Theodore Hath; Dust Comrol in Rock Excavatíon, '!';ew York Departme"t
of Labor, Di"ision of Industrial Hygiene, New York, 1946.
6.-'!';ew York Department ot Labor. Code Bulletin N'" 33, Rules Relating to
Control of Silica DlIst in Rock Drilling, New York, 1937.
7. -Bernard D. Tebbcns; El Ambiente Industrial y su Control, SCISP, La Paz,
Bolivia, 194 ~.
S.-American Society of Heating and Venrilating Engineer; Heating Ventílating
Air Conditioning Guide 191il, N"w York 10, '!';ew York.
9.-G.E. McElrov; Engineering Factor;; in the Ventilation of Metal Mines, Bureau
of Mines, Washington D L. 19"S.
10 .-Alejandro Novitzky; Ventilación de Minas, Talleres Gráficos Yunke, 1961,
Buenos Aires, An~entina.
11,. ioJman Bros. Ltd.; The Holman Drycluctor System, General Catalogue
,ection E6, Camb:ltne, England,
12 ,--Hay, P.S.; Mist Proyector fur Supressing Dust and Fume After Shot·Firing,
!ron and Coa! Tralles. Rev. 1)2: SilO, 1936.
13 .-Phillips, W,; Sprav Atomizers for Dust Abatment, Mining Journal 46, 193 -'.
14.-Brown, C.E. ami Scherenk, H.H.; Control oE Dust from Blasting by a Spray
of Water Mist, Repon of Investigation N'" 3380, Bureau of Mines, 1938.
15, - Willianson, W.c. and Shugert, rL.; Practical Dust Control in Metal Mines.
Mining Engineering !il7; 86·90, 1950.
94 _.

I6.-W. Gibb, W. Glen, G. Hibberd and P.D. Ritchie; Studies on Dust Suppresion,
A.M.A. Archives of Industrial Health, 1956. Vol.
17.-Clifford S. Gibson; La Prevención de la Silicosis en las Minas del Perú,
BoletÍn de la Sociedad Nacional de Minería, Junio de 1946, Lima-Perú.
18. - Jack Baliff; Spray Systcms as a Means 01 Dust Control in Stone Crushing,
New York, State Department 01 Labor, Mondy Review, June 1955.
19.-Pring, R.T.; Dust Control en Large-Sede; Bulletín N'! 1225; American
Institute 01 Mining and Metallurgical Engineering, Set. 1940.
20.-Kenneth W. Nelson.: Control of Dust by Water; A.M.A. Archives 01
Industrial Hygiene and Occupational Medicine, July 1951.
21.-Kirk - Othmer; Encyclopedia 01 Chemical TechnDlogy; The Interscience
Encyclopedia Ine.; New York, 195·1.
22. - John 1. Alden; Design 01 Industrial Exhaust System; The Industrial Press;
New York, 1948.
23.-J.M. Dalla Valle; Exhaust Hoods; The Industrial Press, New York, 1952.
24.-Leslie Silverman; Copias del Departamento de Higiene Industrial de la
Escuela de Salud Pública de la Universidad de Harvard, Bastan, EE.UU., 1956.
25.-Drinker, P. and Hatch, T; Industrial Dusr; Me Graw-Hill Book Company
Ine., New York, 1954.
26. -Industrial Vendlation, A Manual 01 Recommended Praerice; Commite on
Industrial Ventilatíon; American Conference 01 Governmental Industríal
Higienists; Lansing, l\1: