¿Qué función desempeña la ventilación en las obras subterráneas?
La ventilación es un elemento esencial para la seguridad en todas las obras subterráneas. En una mina, un túnel, una galería técnica o cualquier otra obra subterránea, permite mantener un ambiente respirable, evacuar los contaminantes y limitar el aumento de la temperatura.
Sin un sistema de ventilación adecuadamente dimensionado, los operarios pueden verse expuestos a la falta de oxígeno, a la acumulación de gases nocivos, a los humos de los motores de combustión o a un calor excesivo. Estos riesgos pueden tener consecuencias importantes para la salud de los equipos, la continuidad de los trabajos y la seguridad general de la obra.
¿Cuáles son los tres objetivos de la ventilación?
La ventilación de las obras subterráneas persigue tres objetivos fundamentales:
- renovar el oxígeno indispensable para la respiración;
- diluir y evacuar los contaminantes presentes en la atmósfera;
- evacuar el calor para mantener una temperatura adecuada para el trabajo de los operarios.
Estas tres funciones son complementarias. Sin embargo, dependiendo de las características de la obra, una de ellas puede convertirse en prioritaria y determinar el dimensionamiento del sistema de ventilación.
Una ventilación eficaz garantiza al mismo tiempo:
¿Por qué hay que renovar el oxígeno del aire?
El oxígeno es imprescindible para la respiración de los trabajadores y para el funcionamiento de numerosos equipos presentes en las obras subterráneas. En un espacio confinado, su renovación es imprescindible para mantener una atmósfera segura.
|
Gases |
Concentración |
|---|---|
|
Nitrógeno (N₂) |
78,08 % |
|
Oxígeno (O₂) |
20,95 % |
|
Argón |
0,93 % |
|
Dióxido de carbono (CO₂) |
0,038 % |
|
Otros gases |
Trazas |
¿Por qué es peligrosa una disminución del nivel de oxígeno?
|
Concentración de O₂ |
Consecuencias |
|---|---|
|
< 18 % |
Dificultad para respirar y aceleración del ritmo cardíaco |
|
< 14 % |
Riesgo de anoxemia que puede provocar pérdida del conocimiento |
Por lo tanto, es imprescindible realizar un control permanente de la calidad del aire en las obras subterráneas para prevenir cualquier riesgo relacionado con la falta de oxígeno.
¿Por qué hay que diluir los gases y el polvo?
Además de renovar el oxígeno, la ventilación también permite evacuar los contaminantes generados por las actividades de la obra o presentes de forma natural en determinados terrenos.
Efectos inmediatos
- Monóxido de carbono;
- Dióxido de carbono;
- Óxidos de nitrógeno;
- Sulfuro de hidrógeno;
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Gases |
Riesgo principal |
|---|---|
|
CO |
Intoxicación |
|
CO₂ |
Asfixia |
|
NOx |
Irritación respiratoria |
|
H₂S |
Alta toxicidad |
Los efectos a largo plazo del polvo y los gases en el entorno subterráneo
A diferencia de algunos gases tóxicos cuyos efectos pueden ser inmediatos, otros contaminantes presentes en las obras subterráneas suponen riesgos crónicos. Una exposición repetida, incluso a bajas concentraciones, puede provocar enfermedades respiratorias o patologías graves que, en ocasiones, se desarrollan varios años después de la exposición.
Por eso, la ventilación también desempeña un papel esencial en la prevención de las enfermedades profesionales.
El polvo de sílice cristalina
Las operaciones de perforación, excavación, trituración o serrado de rocas generan un polvo muy fino que, en ocasiones, contiene sílice cristalina respirable.
Invisibles a simple vista, estas partículas penetran profundamente en los pulmones cuando se inhalan. El organismo no consigue eliminarlas de forma natural, lo que provoca progresivamente una inflamación y, posteriormente, una alteración irreversible de los tejidos pulmonares.
Una exposición prolongada puede provocar:
- silicosis, una enfermedad pulmonar crónica que reduce progresivamente la capacidad respiratoria;
- un aumento del riesgo de enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC);
- un mayor riesgo de desarrollar ciertos tipos de cáncer de pulmón, reconocido por las autoridades sanitarias.
Por lo tanto, la reducción de las concentraciones de polvo mediante una ventilación adecuada constituye un elemento fundamental de la protección colectiva de los trabajadores.
Las neumoconiosis
El término «neumoconiosis» hace referencia a un conjunto de enfermedades pulmonares causadas por la inhalación repetida de polvo mineral durante la actividad laboral.
En los trabajos subterráneos, este polvo puede proceder de las diferentes rocas atravesadas o de los materiales manipulados durante las operaciones de excavación.
Con el paso de los años, estas partículas se acumulan en los pulmones y provocan una fibrosis, es decir, un endurecimiento progresivo de los tejidos pulmonares. Esta evolución conlleva, entre otras cosas:
- una dificultad para respirar cada vez más acusada;
- una disminución de la capacidad respiratoria;
- fatiga crónica al realizar esfuerzos;
- una alteración duradera de la calidad de vida.
Dado que estas enfermedades son irreversibles, la prevención se basa principalmente en limitar la exposición mediante sistemas de ventilación eficaces, combinados con otras medidas de protección colectiva.
Le radon
El radón es un gas radiactivo de origen natural que se genera a partir de la desintegración del uranio presente en determinadas formaciones geológicas.
Incoloro, inodoro e imposible de detectar sin instrumentos específicos, puede acumularse en espacios cerrados cuando la renovación del aire es insuficiente.
La exposición prolongada a concentraciones elevadas aumenta significativamente el riesgo de desarrollar cáncer de pulmón, especialmente en personas expuestas durante muchos años.
En las obras subterráneas, el control del riesgo del radón se basa en varias medidas complementarias:
- Una evaluación previa de las características geológicas del emplazamiento;
- La vigilancia periódica de las concentraciones cuando sea necesario;
- Un sistema de ventilación capaz de garantizar una renovación eficaz del aire para evitar cualquier acumulación.
¿Por qué es necesario evacuar el calor?
La temperatura aumenta de forma natural en las obras subterráneas. Sin ventilación, este calor se acumula progresivamente y puede hacer que las condiciones de trabajo resulten difíciles, o incluso peligrosas.
Las principales fuentes de calor :
🌍 calor natural del terreno;
🚜 motores diésel;
⚡ equipos eléctricos;
💥 detonaciones de explosivos;
💧 filtraciones de agua;
📏 profundidad de las obras.
Una persona que trabaja gasta, naturalmente, más energía que cuando está en reposo. Cuanto más intenso es el esfuerzo físico, más calor produce el metabolismo.
El entorno de una obra se caracteriza por una magnitud denominada «temperatura resultante». Esta tiene en cuenta la temperatura real (denominada «temperatura seca»), el contenido de humedad, indicado por la «temperatura húmeda», y la velocidad del aire.
TS = temperatura seca; TH = temperatura húmeda; V = velocidad del aire (m/s).
En resumen
La ventilación en entornos subterráneos no consiste únicamente en hacer circular el aire. Garantiza la seguridad de los operarios, mejora sus condiciones de trabajo y permite que las operaciones de excavación se desarrollen correctamente.
En función de las características de la obra, el dimensionamiento del sistema de ventilación vendrá determinado principalmente por uno de los siguientes factores:
- la presencia de gases;
- el calor natural del terreno;
- las emisiones de la maquinaria diésel;
- el polvo generado por las obras.
Dado que cada proyecto es único, un estudio aerodinámico permite determinar el caudal de aire necesario, los equipos que deben instalarse y su ubicación, con el fin de garantizar una ventilación eficaz y conforme a los requisitos de seguridad.
Preguntas frecuentes
La ventilación de un túnel permite mantener un ambiente respirable y seguro para los operarios. Renueva el oxígeno indispensable para la respiración, evacua los humos de la maquinaria, el polvo generado por las obras y los gases potencialmente peligrosos. También contribuye a limitar la temperatura y la humedad en la obra, mejorando así las condiciones de trabajo y la seguridad de la obra.
En una mina, la ventilación cumple varias funciones esenciales: proporcionar aire fresco a los trabajadores, evacuar los gases y el polvo, controlar la temperatura y garantizar unas condiciones de trabajo que cumplan con los requisitos de seguridad. Es indispensable para limitar los riesgos relacionados con la falta de oxígeno, las emisiones de los equipos y los contaminantes presentes de forma natural en ciertos terrenos.
El caudal de aire se determina a partir de un estudio aeráulico que tiene en cuenta las características de la obra. Se analizan varios parámetros, entre ellos el número de operarios presentes, la maquinaria utilizada, la longitud y la sección de las galerías, las emisiones de contaminantes, la temperatura del terreno y los requisitos normativos. El objetivo es garantizar una renovación de aire suficiente en todas las zonas de trabajo, optimizando al mismo tiempo el rendimiento de la red de ventilación.
La atmósfera de una obra subterránea puede contener diferentes gases en función de la naturaleza de las obras y la geología del emplazamiento. Entre los más habituales se encuentran el dióxido de carbono (CO₂), el monóxido de carbono (CO), los óxidos de nitrógeno (NOx), el sulfuro de hidrógeno (H₂S) y el radón en determinadas formaciones geológicas. Una ventilación adecuada permite limitar su acumulación y garantizar la seguridad de los equipos.
Hay varios fenómenos que explican el aumento de la temperatura a medida que se gana profundidad. El suelo es naturalmente más cálido debido al gradiente geotérmico. A esto se suma el calor generado por los motores diésel, los equipos eléctricos, las operaciones de excavación, los explosivos y la compresión del aire derivada del aumento de la presión. Una ventilación correctamente dimensionada permite evacuar este calor y mantener una temperatura adecuada para el trabajo de los operarios.
La calidad del aire se controla mediante aparatos de medición que permiten supervisar de forma continua diferentes parámetros, como el nivel de oxígeno, las concentraciones de gases, la temperatura, la humedad, la velocidad del aire y, en ocasiones, la presencia de polvo. Estas mediciones permiten verificar la eficacia del sistema de ventilación y ajustar los caudales de aire si es necesario, con el fin de garantizar un entorno de trabajo seguro.
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