Polvo de carbón

El polvo de carbón suspendido en el aire es explosivo; tiene mucha más superficie por unidad de peso que los trozos de carbón y es más susceptible a la combustión espontánea . Sin embargo, se necesitan cinco elementos para que ocurra una explosión: oxígeno, una fuente de ignición, polvo de carbón, dispersión del polvo de carbón y confinamiento del polvo. ^{[ 4 ]} Por ejemplo, un almacén de carbón casi vacío presenta un mayor riesgo de explosión que uno lleno. Esto se debe al mayor espacio disponible en el almacén para que se produzca la oxigenación y la dispersión.

Los peores accidentes mineros de la historia han sido causados ​​por explosiones de polvo de carbón , como el desastre de Senghenydd en el sur de Gales en 1913, en el que murieron 439 mineros; el desastre de la mina Courrières en el norte de Francia, que mató a 1099 mineros en 1906; el desastre de la mina Luisenthal en Alemania, que se cobró 299 vidas en 1962; y el peor: la explosión en la mina de carbón de Benxihu , China, que mató a 1549 personas en 1942. Estos accidentes generalmente se iniciaban por igniciones de grisú , cuya onda expansiva levantaba polvo de carbón del suelo de las galerías de la mina, creando una mezcla explosiva. El problema fue investigado por Michael Faraday y Charles Lyell en la mina de carbón de Haswell, condado de Durham, en 1844, pero sus conclusiones fueron ignoradas en su momento. ^{[ 5 ]}

La inhalación de polvo de carbón puede causar diversas enfermedades respiratorias. La neumoconiosis del trabajador del carbón, o enfermedad del pulmón negro , afecta a más de una décima parte de los mineros veteranos en los Estados Unidos (con un mínimo de 25 años de experiencia). ^{[ 6 ]} La enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) es otra enfermedad que se observa en los mineros con exposición prolongada al polvo de carbón. ^{[ 7 ]} Los mineros de Kentucky, Virginia Occidental y Virginia contraen estas enfermedades con mayor frecuencia. ^{[ 8 ]} Esto se debe en parte a la mayor cantidad de sílice en el polvo de carbón que se genera en los Apalaches en comparación con otros yacimientos mineros de carbón en los Estados Unidos. ^{[ 8 ]}

De igual manera, la inhalación de polvo de carbón puede causar enfisema . Si bien es una enfermedad común en fumadores, la inhalación de polvo de carbón tiene un efecto aditivo con el tabaquismo y provoca enfisema. ^{[ 7 ]} La ​​inhalación crónica de polvo de carbón, generalmente el subproducto de la minería del carbón , deposita el polvo en las vías respiratorias, causando estas enfermedades. Los síntomas de las enfermedades mencionadas, así como los relacionados con la bronquitis , se observan en mineros del carbón con tan solo dos años de exposición al polvo de carbón. ^{[ 7 ]}

La Administración de Seguridad y Salud Ocupacional (OSHA) ha establecido el límite legal ( límite de exposición permisible ) para la exposición al polvo de carbón en el lugar de trabajo en 2,4 mg/m³ ⁽ 5 % SiO₂ ₎ durante una jornada laboral de 8 horas. El Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH) ha establecido un límite de exposición recomendado (REL) de 1 mg/m³ ⁽ medido por la Administración de Seguridad y Salud Minera (MSHA)) o 0,9 mg/m³ ⁽ medido por ISO/CEN/ACGIH) durante una jornada laboral de 8 horas. NIOSH, OSHA y MSHA también han establecido numerosos programas para estudiar el polvo de carbón y sus riesgos, y ayudar a prevenir las enfermedades que puede causar. NIOSH estableció el Programa de Vigilancia de la Salud de los Trabajadores del Carbón (CWHSP) en 1969 para estudiar las enfermedades causadas por la inhalación crónica de polvo de carbón. Este programa incluye exámenes gratuitos de neumoconiosis para los mineros del carbón en los Estados Unidos y un mejor acceso a las autopsias de los mineros del carbón para NIOSH. ^{[ 9 ]} En 2014, la MSHA instituyó la norma sobre polvo de carbón respirable para aumentar la protección que reciben los mineros del carbón con respecto al polvo de carbón. ^{[ 10 ]} Esta norma también ha reducido los límites de exposición permisibles a medida que se han promulgado nuevas fases del plan. El Departamento de Trabajo de los Estados Unidos (DOL) también tiene un Programa Federal de Neumoconiosis, o Compensación para Trabajadores de Minas de Carbón, para proporcionar compensación a los mineros del carbón que no pueden trabajar como resultado de contraer neumoconiosis por exposición al polvo de carbón. ^{[ 11 ]}

Siempre es recomendable mantener un lugar de trabajo limpio y controlar cualquier material peligroso, especialmente polvo combustible fugitivo como el polvo de carbón. Muchas explosiones causadas por polvo combustible se deben a su acumulación en paredes, pisos y otras superficies. ^{[ 12 ]} La acumulación incontrolada de polvo de carbón en un lugar de trabajo es una situación peligrosa que debe eliminarse. El control del polvo de carbón puede mejorarse mediante el uso de aspiradoras homologadas para polvo, sistemas de recolección de polvo, métodos para reducir el polvo de carbón fugitivo y el cumplimiento de los procedimientos generales de limpieza. ^{[ 2 ]}

Para prevenir explosiones, es mejor promover y ejecutar buenas prácticas de higiene en el lugar de trabajo controlando tanto el polvo de carbón como cualquier posible fuente de ignición. ^{[ 2 ]} Algunas fuentes de ignición que pueden necesitar ser controladas o utilizadas con cuidado cerca del polvo de carbón incluyen maquinaria pesada, componentes eléctricos y llamas abiertas o chispas. ^{[ 2 ]} Los principales intentos para prevenir explosiones debido al polvo de carbón incluyen el uso de lámparas de seguridad , la adición de cofres de polvo de piedra a las galerías de la mina para diluir el polvo de carbón, el riego de las labores y asegurar una ventilación eficiente de todas las labores.

Otro método para prevenir explosiones consiste en esparcir polvo de roca en la mina de carbón, generalmente polvo de caliza pulverizada , que absorbe la energía térmica de los gases calientes. El esparcimiento de polvo de roca se utiliza desde principios del siglo XX, pero desde entonces se han producido mejoras tecnológicas. ^{[ 13 ]} Posteriormente, el NIOSH desarrolló un medidor de explosividad de polvo de carbón (CDEM) para analizar la mezcla de carbón y polvo de roca en las minas. ^{[ 14 ]} Este proceso de prueba de campo permite a los mineros evaluar la explosividad de su entorno laboral.