Nuevo diseño de recubrimiento controla el polvo de sílice producido en la minería a cielo abierto y en las perforaciones de la construcción

Riesgos

El contacto con el polvo de sílice cristalina respirable suspendido en el aire puede derivar en silicosis, una enfermedad debilitante de los pulmones. En los sitios de construcción y en las minas de carbón a cielo abierto, las perforaciones son fuentes notorias de polvo respirable suspendido en el aire que puede contener cuantiosas cantidades de sílice. Por lo general el operador de la perforadora y el ayudante de perforación son los que más están en contacto con la sílice, en comparación con otras ocupaciones. Por consiguiente, muchas operaciones de perforación han estado, y siguen estando, sujetas a normas contra el polvo más rigurosas. La perforación en diversas formaciones rocosas presenta de manera natural un fuerte potencial de producción de polvo de sílice por varias razones. En primer lugar, la perforación es un proceso de pulverización que genera grandes cantidades de partículas de polvo diminutas. En segundo lugar, el aire lanzado que se usa para hacer volar los cortes del agujero sale a una velocidad muy alta y puede ser difícil de contener. En tercer lugar, muchos recubrimientos fijos utilizados para encerrar el área que está debajo de la plataforma de perforación presentan numerosos escapes debido a 1) los espacios entre el recubrimiento y el suelo creados al elevar o nivelar la perforadora, 2) los espacios en las costuras de las esquinas, y 3) los recubrimientos de plataforma desgarrados.

Controles

Típicamente se conecta un sistema seco de captación de polvo a la plataforma de perforación a fin de contener el polvo a medida que el flujo de aire extrae los cortes (junto con cuantiosas cantidades de polvo respirable) del agujero perforado. Se instalan recubrimientos de plataforma en un intento de encerrar el volumen alrededor de la barrena y de prevenir el escape del polvo. Sin embargo, la mayoría de los recubrimientos de plataforma son rectangulares y están construidos de cuatro piezas de caucho en forma de bandas adheridas a la plataforma. A causa de este diseño, por lo general se presenta una cantidad significativa de polvo que escapa por entre las costuras abiertas y debido al espacio abierto entre el recubrimiento y el suelo. Este polvo puede ser una fuente significativa de contacto con la sílice para los operadores de perforadoras como también para otros integrantes del personal que se encuentren en la dirección de las corrientes de aire arrojadas por la perforadora.

Recubrimiento circular de la plataforma

El recubrimiento de la plataforma de perforación descrito a continuación es exclusivo en el sentido de que es circular y ligeramente cónico en su diseño, sin costuras abiertas. Se usan bandas de acero para adherir el recubrimiento a la parte inferior de la plataforma de perforación y cerrar de esta manera la única costura. Es posible levantar hidráulicamente el recubrimiento para que quede casi a nivel con la plataforma de perforación y de hacerlo descender para que haga contacto con el suelo después de levantar y nivelar la perforadora. Se ha colocado una banda de acero en la parte inferior del recubrimiento a fin de mantener la forma como también proveer peso al hacerlo descender. Para darle flexibilidad, se usa material de láminas de caucho, que es más delgado que el material típicamente usado en los recubrimientos de plataforma. La operación se realiza por medio de guiahilos adheridos a la banda de acero de la parte inferior y un cilíndro hidráulico. El cilindro se controla por medio de una válvula de mano localizada cerca de los otros controles del taladro (Véanse las Figuras). El recubrimiento cuenta con un pequeño escotillón que puede ser elevado o descendido manualmente de manera que los cortes puedan ser retirados de su interior con una pala sin que se pierda la eficiencia de la operación de captura de polvo.

Se llevó a cabo una evaluación del recubrimiento de plataforma en una mina de carbón a cielo abierto a fin de documentar la eficiencia de la operación de captura de polvo. La prueba consistía de comparaciones con el recubrimiento en completo estado de operación y con el recubrimiento levantado parcialmente a fin de simular una condición de escape. Las concentraciones de polvo respirable estaban por debajo de 0.5 mg/m³ con el recubrimiento en posición baja y 52 mg/m³ con el recubrimiento en posición elevada. Se lograron eficiencias por encima del 99% en la reducción del polvo. Las eficiencias típicas para el recubrimiento cuadrado común pueden alcanzar el nivel del 95%. Con una eficiencia del 95%, el nivel de emisión de polvo en esta mina durante las operaciones de perforación sería de 2.5 mg/m³ y podría contribuir a que no se cumplieran las disposiciones.

El flujo de aire arrojado midió aproximadamente 13 metros cúbicos por minuto (460 cfm o pies cúbicos por minuto, por sus siglas en inglés) a 50 libras por pulgada cuadrada (psi) en la barrena. La medición del flujo de aire del colector de polvo alcanzó aproximadamente 19 metros cúbicos por minuto (680 cfm). La proporción mínima del flujo de aire del colector al flujo de aire arrojado que se recomienda para la mayoría de las perforadoras con un recubrimiento típico rectangular es de 3:1, siendo deseables las proporciones más altas. El recubrimiento circular resultó tan efectivo en restringir el polvo que una proporción de flujo de aire de 1.48:1 no permitió que el polvo se escapara. Los elevados niveles de polvo medidos cuando se levantó parcialmente el recubrimiento se debían a una cantidad insuficiente de flujo de aire del colector de polvo y demuestran la necesidad de mantener el contacto entre el recubrimiento y el suelo. Sin embargo, la baja proporción de flujo de aire era insuficiente para imponerse al escape cuando estaba parcialmente levantado el recubrimiento, lo que daba como resultado niveles elevados de polvo.

Figura 1: Sistema de captación de polvo de una perforadora: recubrimiento de plataforma circular.

Figura 2: Operador de perforadora en el panel de control.

Agradecimientos

Los principales colaboradores a esta publicación son Steven J. Page, John A. Organiscak, Jerome P. Flesch, y Rosmarie T. Hagedorn de NIOSH. Los colaboradores expresan sus agradecimientos al Sr. Ray Schneider de Sky Haven Coal, el creador del recubrimiento circular.

Para más información

Este documento es del dominio público y puede ser copiado y reproducido libremente. NIOSH invita a todos los lectores de esta versión de CONTROLES DE RIESGO a que la distribuyan entre todos los empleadores y trabajadores interesados.

Para obtener más información gratuita acerca de cómo controlar este riesgo o para información sobre otros temas de salud y seguridad ocupacionales:

llame al Laboratorio de investigación de Pittsburg al (412) 892-6669, o
llame a NIOSH* al 1-800-CDC-INFO (1-800-356-4636), o
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*NIOSH es la entidad federal a cargo de realizar investigaciones y formular recomendaciones para prevenir enfermedades y lesiones relacionadas con el trabajo. Todos los CONTROLES DE RIESGOS se basan en estudios de investigación que muestran cómo puede reducirse notablemente la exposición de los trabajadores a agentes o actividades peligrosas.