HUMOS ROJOS EN VOLADURA

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Los equipos actuales y buenas prácticas de operación permiten garantizar una buena mezcla, lo que ha hecho patente la necesidad de considerar otros factores contribuyentes exógenos, ajenos al explosivo mismo, como algunos de los señalados:

− Selección inadecuada del explosivo o malas prácticas de carguío, como uso de ANFO en presencia de humedad y vaciado de mezclas a través del agua de los pozos, respectivamente.

− Presencia de agua dinámica que daña físicamente el explosivo o agua ácida, que puede atacar químicamente algunos explosivos.

− Enfriamiento de los gases de detonación por agua muy fría o por expansión temprana de los gases en roca muy blanda.

− Iniciación insuficiente.

− Existencia de grietas en el terreno que crucen los barrenos.

− Presencia de minerales sulfurados en el macizo rocoso, especialmente piritas activas.

El objetivo de este trabajo es proponer una sistematización de las acciones necesarias para evitar la generación de gases tóxicos post-voladura y recomendar acciones que permitan mitigar las situaciones más frecuentes, resumidas en una metodología de análisis y prevención de su generación en voladuras en explotaciones a cielo abierto.

Humos Tóxicos Generados por Detonación de Explosivos

En la industria de explosivos el término “humos” se refiere normalmente a los gases tóxicos producidos por la detonación, para distinguirlos de aquellos gases no tóxicos, que son llamados simplemente “gases”.

Los “gases” resultantes de la detonación de mezclas explosivas son principalmente dióxido de carbono (CO2), nitrógeno (N2) y vapor de agua (H2O); todos estos son, esencialmente, no-tóxicos. Adicionalmente, y por razones diversas, se puede producir una variedad de gases tóxicos, siendo los más comunes el monóxido de carbono (CO) y mezclas de óxidos de nitrógeno, principalmente NO2, N2O y NO, que se designan como NOx (Anexo).

Las características relevantes de éstos son:

• Monóxido de carbono (CO):

− Gas incoloro, Inodoro e Insípido.

− TLV= 50 ppm (partes por millón)2.

− Una de las formas en que se produce es por la combustión incompleta del carbono, desde compuestos que los contengan. Este proceso tiene lugar cuando la cantidad de oxígeno disponible es inferior a la necesaria para una combustión completa; en términos prácticos, esto ocurre por un exceso de combustible (petróleo, en el caso del ANFO).[pic 2]

− Efectos nocivos: dolor de cabeza, vómitos, náuseas, asfixia, muerte en caso de exposición prolongada.

• Óxidos de nitrógeno (NOx):

− Gases de color que puede ir de amarillo a anaranjado – rojizo hasta marrón, dependiendo de su concentración.

− TLV = 5 ppm.

− Los NOx corresponden a mezclas de NO y NO2, generados usualmente por combustión de hidrocarburos o carbón. Una de las formas en que se producen es por el exceso de oxígeno durante la detonación de productos nitrados, es decir, cuando el oxígeno disponible es superior a la cantidad necesaria para la combustión (detonación) completa, de la que se desprendería solamente N2 si se tuviera la cantidad de oxígeno correcta.

− Efectos nocivos: edema pulmonar, que puede ser fatal en caso de exposición intensa y/o prolongada. La aparición de síntomas no es siempre inmediata.

Otros gases tóxicos que se pueden generar bajo ciertas condiciones, dependiendo principalmente de la composición del explosivo, son amoníaco (NH3) y ácido sulfhídrico (H2S), fáciles de detectar por sus típicos olores.

Los explosivos se formulan para producir la condición de menor riesgo, diseñando el balance de oxígeno para evitar la generación de óxidos de nitrógeno; por esto en los productos de la detonación está casi siempre presente monóxido de carbono, por ser menos riesgoso que los óxidos de nitrógeno.

El desarrollo de modelos termodinámicos del proceso de detonación, altamente complejo, ha permitido tanto optimizar el diseño de explosivos como desarrollar formulaciones especiales para aplicaciones específicas, a pesar de lo cual se puede afirmar que no existe un explosivo absolutamente inocuo. Más aún, veremos que la generación de humos coloreados depende más de condiciones operacionales y ambientales asociadas a la voladura que a la composición de los explosivos.

Óxidos de Nitrógeno más Comunes

1 NOx

NOx es un término genérico que hace referencia a un grupo de gases muy reactivos, principalmente óxido nítrico (NO) y dióxido de nitrógeno (NO2), que contienen nitrógeno y oxígeno en diversas proporciones.

Los óxidos de nitrógeno se forman cuando se quema combustible, siendo las principales fuentes de NOx los automóviles, las centrales eléctricas calderas industriales y la calefacción doméstica. En la atmósfera, los óxidos de nitrógeno pueden contribuir a la formación de ozono fotoquímico (smog o niebla contaminante) y tener consecuencias para la salud. También contribuye al calentamiento global y puede provocar lluvia ácida.

Muchos de los óxidos de nitrógeno son incoloros e inodoros, sin embargo el dióxido de nitrógeno (NO2) es de color marrón-amarillento; forma en el aire junto a las partículas en suspensión una capa entre rojiza y marrón que cubre muchas zonas urbanas.

2 NO

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Óxido nítrico: gas incoloro; es el compuesto de nitrógeno que con mayor frecuencia se emite directamente a la atmósfera.

En el aire ambiente exterior, el óxido nítrico (NO) emitido por los automóviles se combina con el oxígeno presente en la atmósfera por la acción de la luz solar, produciendo dióxido de nitrógeno (NO2) y otros NOx.

3 NO2

Dióxido de nitrógeno o peróxido de nitrógeno: gas de color rojizo – marrón. Es muy reactivo; se utiliza como un fuerte agente nitrurante u oxidante en