Control de Generacin de Gases Txicos en Voladuras en Minas a Cielo AbiertoCarlos P. Orlandi1

RESUMEN: La aparicin de humos de color luego de una voladura es seal de alguna anormalidad en el proceso de detonacin. Este fenmeno ocurre usualmente a causa de una reaccin de combustin desbalanceada en oxgeno, incompleta o de bajo orden. Excepcionalmente se pueden generar humos nitrosos por un efecto termodinmico debido al enfriamiento brusco de los gases de la detonacin, aun cuando sta haya sido completa, o por reacciones indeseadas del explosivo o productos de la detonacin con sustancias contenidas en el macizo rocoso. La aparicin de estos humos, todos ellos de alta toxicidad, presenta en primera instancia un riesgo para las personas, y, adems, un problema econmico, por la necesidad de detener la operacin y esperar la evacuacin total de los gases.

PALABRAS CLAVE: Gases nitrosos, humos nitrosos, humos txicos.

1 Introduccin

La aparicin de humos de color distinto al blanco luego de una voladura es seal de alguna anormalidad en el proceso de detonacin. Este fenmeno ocurre usualmente a causa de una reaccin de combustin desbalanceada en oxgeno, incompleta o de bajo orden, como una deflagracin. Excepcionalmente se pueden generar humos nitrosos por un efecto termodinmico debido al enfriamiento brusco de los gases de la detonacin, aun cuando sta haya sido completa, o por reacciones indeseadas del explosivo o productos de la detonacin con sustancias contenidas en el macizo rocoso.

La aparicin de estos humos, todos ellos de alta toxicidad, presenta en primera instancia un riesgo para las personas, y, adems, un problema econmico, por la necesidad de detener la operacin y esperar la evacuacin total de los gases. Humos de color gris oscuro a negro reflejan un exceso de combustible, o falta relativa de oxgeno. Por el contrario, humos de color amarillento, anaranjado o rojizo reflejan exceso de oxgeno o, dicho de otro modo, insuficiente combustible.

La causa de este fenmeno puede estar en el explosivo mismo, en algn fenmeno fsico o qumico asociado al macizo rocoso o en la interaccin entre ambos.

En minera a cielo abierto, lo ms usual es un mal balance de oxgeno del explosivo, tpicamente causado por una mezcla errnea de nitrato de amonio y

1 Gerente Tcnico y de Desarrollo de ENAEX S.A.; Director de CINTEX, Centro de Innovacin Tecnolgica en Explosivos y Voladura de Enaex S.A.; Acadmico Part-time de la Facultad de Economa y Negocios de la Universidad Alberto Hurtado; Consultor Internacional de Dyno Nobel Samex S.A. (Per); Co-Chairman del Comit de I+D de la ISEE, International Society of Explosives Engineers; Miembro del Directorio del Grupo FragBlast Intl.; Presidente de la Asociacin Chilena de Ingenieros Explosivistas A.G. (ASIEX).

petrleo en el Anfo o en las mezclas de Anfo Pesado, por lo que se tiende siempre a culpar al explosivo, sin un anlisis ms profundo de otras posibles causas.

Pero tambin existen causas ajenas al explosivo:Presencia de agua dinmica que daa fsicamente el explosivo.Agua cida que lo ataca qumicamente.Enfriamiento de los gases de detonacin por agua muy fra.Presencia de minerales sulfurados en el macizo rocoso, especialmente piritas activas (en proceso de oxidacin natural).

El objetivo de este trabajo es plantear las principales posibles causas de aparicin de gases txicos luego de las voladuras, proponer una metodologa de anlisis y prevencin de su generacin en voladuras en explotaciones a cielo abierto. En trminos generales, las causas de generacin de estos gases puede extrapolarse a faenas subterrneas.

2 Humos Txicos Generados por Detonacin de Explosivos

En la industria de explosivos el trmino humos se refiere normalmente a los gases txicos producidos por la detonacin, para distinguirlos de aquellos gases no txicos, que son llamados simplemente gases.

Losgasesresultantesdeladetonacindemezclasexplosivasson principalmente dixido de carbono (CO2), nitrgeno (N2) y vapor de agua (H2O); todos estos son, esencialmente, no-txicos. Adicionalmente, y por razones diversas, se puede producir una variedad de gases txicos, siendo los ms comunes el monxido de carbono (CO) y los xidos de nitrgeno, principalmente NO2 y NO. Las caractersticas relevantes de stos son: Monxido de carbono (CO):Gas incoloro, Inodoro e InspidoTLV= 50 ppm (partes por milln).Punto de ebullicin = - 192 CUna de las formas en que se produce es por la combustin incompleta del carbono, desde compuestos que los contengan. Este proceso tiene lugar cuando el oxgeno disponible es inferior a la cantidad necesaria para una combustin completa, de la que se desprende CO2.Efectos nocivos: dolor de cabeza, vmitos, nuseas, asfixia, muerte. xidos de nitrgeno (NOx):Gases de color amarillo anaranjado rojizoTLV = 5 ppm.Los NOx corresponden a mezclas de NO y NO2, generados usualmente por combustin de hidrocarburos o carbn. Una de las formas en que se