Contaminantes mineros concretosLa minera genera productos txicos, o potencialmente txicos (por ejemplo, minerales que en contacto con la atmsfera se hidrolizan ygeneran lixiviadoscon metales pesados, o acidez extrema).Aqu vamos a repasar algunos ejemplos, con objeto de conocer en lo posible los riesgos concretos que pueden representar estos productos si se liberan en el medio ambiente, y se incorporan a la cadena trfica humana. En concreto vamos a analizar dos tipos de contaminantes: el polvo y los metales pesados.El polvoComo veremos con ms detalle en el tema de minerales y salud humana, las caractersticas del polvo que afectan a sta son fundamentalmente la composicin y granulometra. La composicin afecta porque determinados minerales contienen metales que a su vez pueden tener efectos txicos. Por otra parte, la granulometra es muy importante puesto que las partculas de polvo de tamao inferior a 10 micras (las denominadas PM10) entran en el sistema respiratorio alcanzando los pulmones, donde pueden quedar acumuladas y generar graves daos al sistema respiratorio (e.g. silicosis). Las partculas menores de 2.5 micras (denominadas PM2.5) son an ms peligrosas, ya que se mantienen en suspensin en al aire, lo que permite que se desplacen muy largas distancias.El polvo generado por los procesos mineros puede proceder de distintas fuentes:-Voladura y arranque. Es una fuente muy importante de este contaminante, puesto que normalmente se lleva a cabo sobre roca seca, lo que facilita an ms el desprendimiento del polvo.Emisiones polvo causadas por voladura de roca en minas a cielo abierto-Carga. En este caso es ms sencillo de evitar o controlar, puesto que durante el proceso se puede proceder al regado del material.

Operaciones de carga de mineral. Mina de cobre Toquepala.-Transporte. Si se realiza mediante cinta transportadora el viento podr levantar y arrastrar un volumen significativo de polvo, si no se evita mediante el humedecimiento del material transportado, o utilizando cintas cerradas. Si el transporte es en vehculos, se puede producir una doble emisin e polvo: la relacionada con el escape de polvo procedente de la propia carga, y el polvo levantado durante la rodadura del vehculo. Ambos son relativamente sencillos de controlar, en un caso recubriendo la carga, en el otro regando las pistas de rodadura.

Polvo levantado por un camin durante el transporte de minerales.-Molienda. Es otra de las fuentes ms importantes de este elemento, puesto que como el arranque (voladura de roca) por lo general se realiza en seco. Por otra parte, se puede llevar a cabo dentro de edificaciones realizadas al efecto, lo que permite evitar la dispersin generalizada del polvo que se genera.

Operaciones de molienda primaria.-Disposicin en escombreras. El volcado del estril (u otros productos) en escombreras produce una emisin inmediata, durante el propio proceso de descarga, y un riesgo potencial de emisin, si la escombrera no se trata de alguna forma para prevenir que el viento levante polvo de la misma.

Descarga de minerales.-Metalurgia. El tratamiento metalrgico de menas puede llevarse a cabo de distintas maneras, siendo las ms comunes la pirometalugia (descomposicin trmica de los minerales o tostacin) y la hidrometalurgia (descomposicin del mineral en medio acuoso, mediante reactivos especficos que permiten la separacin del elemento de inters minero). En el primer caso se suelen emitir a la atmsfera gases y partculas, mientras que en el segundo caso las emisiones pueden ser de aerosoles que contienen reactivos ms o menos txicos (e.g. cianuro, cido sulfrico), y se puede levantar polvo de las pilas de lixiviacin. El particulado emitido por las chimeneas puede ser muy importante en algunos casos, como en Chuquicamata (ver siguiente figura) donde por ejemplo el ao 2002 se emitieron unas 1040 t toneladas de este tipo de material.

Pirometalurgia, fundicin de cobre

Hidrometalurgia: cianuracin en pila.

Encuanto a la naturaleza del polvo generado, puede ser de distintas tipologas:-Polvo mineral. Es el ms comn, y puede ser muy variado en sus caractersticas: su composicin depender de la del material minero explotado, mientras que su granulometra depender por una parte de la composicin, y por otra del proceso minero que lo genere: ser ms grueso el levantado durante las voladuras, y ms fino el procedente de procesos de molienda y subsecuentes.

Fragmentos de cuarzo fcilmente inhalables (imagen SEM).-Polvo de rodadura. Depender de la naturaleza del firme de rodadura sobre el que se muevan los camiones.-Cenizas. Son las partculas procedentes de procesos de pirometalurgia o de combustin de productos mineros, como el carbn. Tambin podrn tener composiciones variadas, en funcin de la naturaleza del proceso y de los productos afectados por el mismo. La granulometra ser por lo general muy fina, muy inferior a la caracterstica de los procesos mineros propiamente dichos.

Emisiones de humo con cenizas desde una planta generadora de electricidad por combustin de carbones.Los minerales que podemos encontrar en forma de partculas en el aire, pueden ser muy variados: los ms comunes son el cuarzo, por su gran abundancia y resistencia a la alteracin meterica, y las arcillas, que son tambin muy comunes en medio exgeno, y que por su morfologa plana y su pequeo tamao de grano suelen constituir la fraccin ms fina del polvo en suspensin.EFECTOS PATOLGICOS DEL POLVO EN LA MINERALas partculas que llegan a la atmsfera constituyen lo que denominamos vulgarmente polvo en suspensin. Su efecto principal es el de oscurecimiento de la atmsfera, pero tiene o puede tener, enfuncinde distintos parmetros, efectos notables sobre lasaludde los que lo inhalan. Hay dos cuestiones especialmente relevantes en este sentido: la granulometra de las partculas, y su composicin.ASPECTO GRANOLUMTRICO.-En lo que se refiere a la granulometra, las partculas de polvo pueden tener tamaos muyvariables, en funcin de la energa que las sustenta. Esta energa puede ser un fuerte viento, o lafuerzade una erupcin volcnica, o una voladura de rocas. En cualquier caso, las partculas de tamaos menores se mantienen sistemticamente durante periodos detiempoms largos que las mayores. Las ms pequeas tienen mayores "tiempos de residencia" en la atmsfera, aunque todas tienden a sedimentarse en cuanto la energa de sustentacin disminuye lo suficiente o cesa.Enconcreto, las de tamao inferior a2.5 m mpresentan los mayores tiempos de residencia, con diferencia respecto a las de mayor tamao. Esto hace que a menudo se estudie ladistribucinde estas partculas, que pueden tener procedencias remotas. Otra cuestin, que afecta especialmente a la salud, es que las partculas de tamao inferior a10 mmson capaces de alcanzar las zonas ms profundas delsistemarespiratorio (pulmones), mientras que las de tamao mayor suelen quedar retenidas en el tracto respiratorio. Las menores, por tanto son susceptibles de causar mayores daos orgnicos.Por otra parte, las partculas de estos tamaos menores se suelen originar casi exclusivamente por efecto de procesos decombustin, por lo que suelen ser partculas asociadas acontaminacin industrialo urbana.Las partculas de tamaos mayores tienen a depositarse con mayor facilidad, y se denominanpartculas sedimentables. El principal problema que plantean es de suciedad, que puede combinarse con otros fenmenos, como puede ser su alteracin en contacto conel agua, generando compuestos de mayor o menor toxicidad ambiental.Los tamaos de las partculas que contaminan el aire son su mejor descriptor y varios de los equipos decontrolse seleccionan por esta caracterstica. A continuacin se presenta una tabla general en la que se establecen los tamaos de algunos elementos contaminantes del aire. Contaminante o material Rango del tamao en micras

LluviaRocoNieblaNubesVaporesPolvos metalrgicosVirusHumo de cigarroHumo de petrleoNegro de humoVapores de xido de zincSlica coloidalPolvo atmosfricoNcleos de sal marinaBacteriasPolvo dainoVapores alcalinosTalco molidoInsecticidasPigmentos de pinturasNiebla sulfricaPolvo de carbnCeniza finaPolenGotas de boquillas neumticasGotas de boquillas hidrulicasArena de playa 1000 a 10000100 a 10000.001 a 1012 a 900.001 a 10.001 a 1000.006 a 0.090.01 a 10.05 a 10.01 a 0.150.01 a 0.120.03 a 0.080.001 a 800.05 a 0.70.5 a 500.8 a 80.1 a 80.8 a 800.8 a 100.1 a 80.5 a 51 a 1001 a 40010 a 10010 a 10070 a 8000100 a 1500

ASPECTO COMPOSICIONAL.-La cuestincomposicionaltiene tambin una gran importancia, puesto que algunas partculas pueden producir efectos muy nocivos. Determinados asbestos pueden producirasbestosisy la slice,silicosis. En otros casos, contienen metales pesados susceptibles de producir enfermedades concretas: el plomo (a travs de combustin de gasolinas) producesaturnismo, elmercurioproduce hidrargirismo, etc.MEDIDAS PREVENTIVAS RECOMENDABLES.-En toda operacin minera deber hacerse un esfuerzo por prevenir la presencia del polvo en suspensin, o por lo menos por mantener alpersonalalejado de la zona de altaproduccinde polvo.As que en general se recomienda implementar las siguientes medidas:Evitar que el personal ingrese a la mina, circule o permanezca en las vas de retorno de aire contaminado.Prevenir la formacin de polvo empleando duchas de agua en todas lasoperacionesque generen la formacin de partculas finas;Mantener la roca fragmentada en condicin hmeda hasta su extraccin a la superficie. Para lo cual se recomienda mantener un contenido de humedad de alrededor de % en peso, empleando agua limpia para humedecer la roca.CONTROL Y MITIGACIN DE POLVO EN LA MINERAANTECEDENTES.- En elmercadoexisten muchasempresasque se dedican a laventa,diseo, instalacin y prueba de equipos de control de emisiones contaminantes.Con este tipo de empresas elingenierode minas; debe tratar de dar la solucin de algunos de losproblemasdecontaminacin ambiental, por ello es que se debe tener una idea general de las principales caractersticas de los contaminantes del aire y de algunos equipos de control que se desarrollaran a continuacin.Sin embargo existen 4principiosbsicos que se pueden implementar a fin de disminuir el peligro de polvo en una mina:Mantener un control estricto en la fuente productora de polvo a fin de disminuir su generacin o por lo menos evitar que contamine la atmsfera.Diluirlo lo antes posibleFiltrarloEvitarlo.SELECCINDE EQUIPOS DE CONTROL DE CONTAMINANTES.-Para seleccionar el mejor equipo de control de un contaminante como el polvo, se deben conocer muy bien las caractersticas de las emisiones, por ejemplo en el caso de las emisiones contaminantes del aire los principales trminos que describen a las partculas suspendidas en el aire son los siguientes:Partculas.Cualquier material, excepto agua no contaminada, que exista en estado soplido o lquido en la atmsfera o en una corriente degasen condiciones normales.Aerosol.Una dispersin de partculas microscpicas, slidas o lquidas, en un medio gaseoso.Polvo. Partculas slidas de un tamao mayor que el coloidal (0.05 micras), capaces de estar en suspensin temporal en el aire.Ceniza fina.Partculas de ceniza finamente divididas y arrastradas por el gasproductode la combustin. stas pueden o no contener combustible no quemado.Niebla. Aerosol visible.Partcula. Masa discreta demateriaslida o lquida.Humo.Partculas pequeas arrastradas por los gases que resultan de la combustin.Holln.Una aglomeracin de partculas de carbn.Los equipos purificadores del aire se pueden relacionar con el tamao de partculas que pueden capturar. A continuacin se presenta una tabla coninformacinaproximada de los tamaos de partculas que pueden ser atrapadas por diferentes equipos de control.EquipoRango de partculas que atrapa en micras

Precipitadores electrostticos Torres empacadasFiltros de papel Filtros detelaLavadores de gasesSeparadores centrfugosCmaras de sedimentacin 0.01a 900.01 a 1000.005 a 80.05 a 900.05 a 1005 a 100010 a 10000

Las partculas de mayor tamao son las que son capturadas por lo equipos de control con 100% deeficiencia.DESCRIPCINDE EQUIPOS.-La definicin del tipo de equipo a utilizar para controlar un contaminante, no slo depende del tamao de las partculas a controlar, tambin son muy importantes sus caractersticas fsicas y qumicas. De nada servir unfiltrode tela con material hmedo o con altatemperatura, tampoco funcionar un precipitador electrosttico si el material a capturar no se puede ionizar. Por ello se debern conocer las caractersticas fsicas y limitaciones operativas de los equipos de control. A continuacin se hace una pequeadescripcinde los equipos de control de polvos y gases y se establecen sus caractersticas de operacin.1.- Cmaras de sedimentacin.- Son grandes cmaras en las que lavelocidadde los contaminantes desciende hasta que por gravedad se deposita en el fondo del equipo.Su mxima eficiencia se logra con partculas no mayores a 1000 micras, siempre y cuando su densidad sea alta.

2.- Separadores centrfugos.-Tambin se les conoce como ciclones y los hay de baja alta energa. Estos equipos utilizan la fuerza centrfuga para hacer que las partculas se adhieran a una de sus paredes, de en donde stas caen a una tolva receptora. Pueden captar con 95 % de eficiencia partculas de 50 micras, cuando su dimetro es pequeo, porque la fuerza centrfuga es mayor que con dimetros grandes. A estos equipos se les puede inyectar agua y volverlos hmedos con lo que su eficiencia aumenta notablemente, pues llegan a captar polvo de 5 micras con 95 % de eficiencia.3.- Colectores hmedos.-En los colectores hmedos lo que se hace es atrapar a las partculas contaminantes en las gotas de agua que circulan por el colector y luego eliminar del agua los contaminantes atrapados. Tambin en los colectores hmedos puede haber algunas reacciones qumicas o trmicas que pueden ayudar al control de emisiones de gases, por ejemplo si se tienen una emisin de xidos de azufre (SOx) u xidos de nitrgeno (NOx) al mezclarse con el agua se podr tener cido sulfrico o ntrico, los que se pueden controlar en el equipo. Otro ejemplo es cuando se tienen emisiones de tretracloruro de etilo lquido que se utiliza para desengrasar. Su evaporacin se da a temperaturaambientey su condensacin se logra a 15 C, as que al pasar los gases evaporados por un recipiente en el que el agua baje su temperatura a 15C se lograr la condensacin y por lo tanto su captura en el fluido de control.

Hay tres tipos de colectores hmedos:Colectores de baja energa.Son aquellos en los que el flujo de aire contaminado pasa por una niebla o cortina de agua. Son para atrapar partculas de ms de 50 micras o para hacerreacciones qumicaso trmicas con los contaminantes. Los ms conocidos son las cajas de aspersin en los que el flujo contaminado pasa entre el agua que es aspersada por unas boquillas. En los colectores hmedos lo que se hace es atrapar a las partculas contaminantes en las gotas de agua que circulan por el colector y luego eliminar del agua los contaminantes atrapados. Tambin en los colectores hmedos puede haber algunas reacciones qumicas o trmicas que pueden ayudar al control de emisiones de gases, por ejemplo si se tienen una emisin de xidos de azufre (SOx) u xidos de nitrgeno (NOx) al mezclarse con el agua se podr tener cido sulfrico o ntrico, los que se pueden controlar en el equipo. Otro ejemplo es cuando se tienen emisiones de tretracloruro de etilo lquido que se utiliza para desengrasar. Su evaporacin se da a temperatura ambiente y su condensacin se logra a 15 C, as que al pasar los gases evaporados por un recipiente en el que el agua baje su temperatura a 15C se lograr la condensacin y por lo tanto su captura en el fluido de control

Tambin entre estos equipos se encuentran las casetas depinturacon cortina de agua.b. Lavadores de energa media o scrubbers. En ellos flujo de contaminantes pasa por una serie de mamparas con cortinas de agua o junto a las paredes hmedas de los lavadores, las partculas del contaminante se unen al agua y luego sta es tratada para separarla de los contaminantes.

c. Aglomeradores de alta energa.Son aquellos equipos que utilizan la energa para mezclar con gran eficiencia a las emisiones y el agua, los equipos ms conocidos son los venturis de alta energa. Estos equipos logran capturar con 99% de eficiencia a partculas de 0.5 de micra. Para lograr estas eficiencias se llegan a tener cadas depresinhasta de 40 pulgadas de agua, lo que implica el uso de muchapotencia.

4.- Filtros de tela o bolsas.-En estos equipos el flujo contaminado pasa por un medio filtrante que por lo regular es de tela. Su eficiencia es muy alta y su cada de presin es media, pueden manejar grandes volmenes y su potencia es media. Son equipos de gran eficiencia ya que llegan a capturar partculas de menos de 0.5 de micra con 99% de eficiencia. Sus limitantes son la temperatura y la humedad; ya que no pueden manejar flujos a ms de 200 C y deben estar totalmente secos, de lo contrario se queman las bolsas o se apelmaza el polvo y tapan las bolsas.

5.- Precipitador electrosttico.-Es un equipo de muy alta eficiencia que funciona al ionizar las partculas contaminantes, posteriormente stas pasan entre unas placas con carga contraria a la de la ionizacin por lo que se adhieren a stas. Cuando las placas se encuentran impregnadas con los contaminantes son descargadas y sacudidas para que los contaminantes caigan a una tolva inferior. Los precipitadores electrostticos son los equipos ms eficientes para el control de partculas de menos de 0.2 micras con eficiencia superior a 99%, su cada de presin es muy baja y pueden manejar grandes volmenes. Sus mayores desventajas son sucostoy que no pueden manejar sustancias explosivas.

ALGUNOS CONTAMINANTES EN LAINDUSTRIAY SU CONTROLIndustriaFuente de emisin Mtodo de control

Produccin dehierroy aceroAltos hornos, hornos para la produccin de aceroP.E.., Bolsas, Venturis, ciclones hmedos

Fundicin de hierro gris Hornos de cubilote, vibradores y fabricacin de corazones. Ciclones hmedos o scrubbers.

Metalurgia no ferrosa Fundicin P.E., Bolsas

Refineras depetrleoCatalizadores e incineradoresCiclones, P.E., Bolsas, lavadores

Fabricacin decemento. Hornos secadores, envasado y manejo demateriales. P.E., Bolsas, ciclones

Fabricacin de papel Kraft Hornos de recuperacin de cal, tanques de beneficio P.E., Cajas de aspersin

cidos fosfrico y sulfrico Molienda, aciduacin de rocas, procesos trmicos P.E., cajas de aspersin, venturis

Manufactura de coque Estufas, molinos ymanejo de materialesP.E.,mantenimientoy manejo adecuado de materiales

Vidrio y fibra devidrioHornos, formacin y curado Post quemadores y bolsas

P.E. = Precipitador electrostticoBolsas = Filtro de bolsasVenturis = Aglomerador venturiCONCLUSIONES:Se considera polvo a partculas de 1 a 100 micras de dimetroSiendo la operacin minera un proceso en el que elobjetivoprincipal es fragmentar la roca, es inevitable que prcticamente todaaccinemprendida dentro de las labores mineras genere polvo en mayor o menor grado. Lo cual nos motiva a dar la debida importancia de estudiar el polvo.El polvo es daino: segn el Art. 86 los limites mximos permisibles (LMP) del polvo son: polvo inhalable 10 mg / m3. y polvo respirable 3 mg/m3.RECOMENDACIONES:Implementar y controlar las medidas preventivas mencionadas, para disminuir la generacin de polvo y evitar en lo posible los efectos dainos del polvo para la salud ocupacional.Cumplir con lasnormasdel reglamento deseguridad.BIBLIOGRAFA:http://www.uclm.es/users/higueras/mam/MMAM2.htm"Manualde Ventilacin de Minas" Instituto de Ingenieros de Minas del Per