Amb 011
- 1. 1 EVALUACIÓN DEL IMPACTO AMBIENTAL ACÚSTICO EN EL AMBIENTE SUBTERRÁNEO DE LA MINA DE PANASQUEIRA Vidal Navarro Torres Centro de Geotecnia, IST Lisboa 1. EL RUIDO EN EL AMBIENTE SUBTERRÁNEO 1.1 Efectos del ruido La polución sonora es una contaminación ambiental a través de la energía mecánica o acústica, que tiene reflejos en todo el organismo y no sólo en el aparato auditivo. En la figura 1 se ilustra los efectos provocados por las ondas sonoras en el organismo humano que, al penetrar a través del oído, se distribuyen en los lóbulos cerebrales hasta llegar al sistema nervioso central. Después siguen a lo largo de la médula y se distribuyen a los órganos manifestándose los efectos nocivos de varias formas, afectando las descargas hormonales y trayendo la pérdida de la audición cuando la intensidad es elevada. Fig. 1: Distribución de las ondas sonoras a través de los lóbulos cerebrales hasta ser conducidas al sistema nervioso central
- 2. 2 El riesgo de sordera permanente varía de acuerdo con la intensidad y la duración de la exposición, como fue demostrado por el estudio realizado por la International Standard Organization ISO 1999 (Tabla 1). Tabla 1 – Riesgo de pérdida de la audición de personas expuestas al ruido (continuo) durante 8 horas de trabajo, en % (ISO 1999) Tiempo de exposición al ruido (años) LAeq,8h (dB) 2 5 10 20 30 40 45 “Normal” 1 2 3 7 14 32 50 85 1 3 6 13 22 42 57 90 3 7 12 23 32 54 65 95 4 10 20 35 45 61 72 100 5 14 31 49 58 74 82 105 8 20 45 65 77 87 91 110 10 28 58 85 91 95 95 1.2 Fuentes de ruido en el ambiente subterráneo El ruido en minas subterráneas está relacionado con las actividades operacionales (fig. 2) como perforación o corte, disparo, soporte, carga de explosivo, transporte, extracción, ventilación, bombeo, chancado primario, etc. que registran altas presiones sonoras. Figura 2: Fuentes del ruido en el ambiente subterráneo 1.3 Particularidades del ruido subterráneo En aberturas subterráneas las propagaciones de las ondas del ruido se dividen en dos componentes: ondas directas y ondas reflejadas (fig. 3). En este proceso Ruido Perforación o corte Carga y transporte Limpieza Disparo Ventilación e bombeo Chancado primario Extracción Compresores Ambiente subterráneo Sondage Limpieza Sondaje
- 3. 3 parte de las ondas son absorbidas por la superficie de las excavaciones (roca, revestimiento o soporte). Figura 3: Fases de transmisión del sonido en el ambiente subterráneo (Howes, M. J., 1982) El nivel de presión sonora para perforadoras neumáticos Lm (dB) puede ser calculado mediante la ecuación (1) en función del consumo de aire comprimido Q (m3 /s). Q Lm log 10 140 + = (1) Para máquinas con motor diesel, el nivel de presión sonora del sistema de escape del motor Lde (dB) se calcula con la ecuación (2) y considerando el sistema motor Ldm (dB) a través de la ecuación (3), en ambos casos mediante la variable del motor Pm (KW). m de P L log 10 110 + = (2) m dm P L log 8 110 + = (3) Para ventiladores principales o nivel de presión sonora Lv (dB) es determinado en función de la potencia del motor Pmv (KW), de la presión estática Hv (Kpa) y del caudal de aire Qv (m3 /s) utilizando cualesquiera de las ecuaciones (3), (4) o (5). v mv v H P L log 10 log 10 97 + + = (3) v v v H Q L log 20 log 10 100 + + = (4) v mv v Q P L log 10 log 20 95 + + = (5) • • • Directa Reflectida
- 4. 4 1.4 Estándares de ruido Los estándares existentes evalúan el ruido utilizando varios índices o niveles como el nivel de presión sonora, nivel percentil, nivel sonoro continuo equivalente, nivel de exposición sonora, nivel pico o máximo, etc. los que son determinados considerando el tiempo de exposición a intensidad sonora, de los cuales el más utilizado es el nivel sonoro continuo equivalente (ecuación 6), que es expresado por la ecuación indicada a continuación, en función de: Presión sonora instantánea PA(t) (Pa), del intervalo de tiempo T = (t2 – t1)/∆t de la duración (s), de la presión de referencia Po = (2x10-5 Pa o 20µ Pa) y del nivel de presión sonora ponderada A para la muestra i LpAi (dB). = = ∑ ∫ = T i L T o A T Aeq pAi T dt P t P T L 1 1 . 0 0 2 2 , 10 1 log 10 ) ( 1 log 10 (6) Entre los estándares del ruido ocupacional adoptados a nivel de varios países del mundo son algo similares (Tabla 2). En Portugal el Decreto Ley N.º 162/90 del 22 de mayo, en el Art. 149 indica: “En los locales de trabajo deben ser adoptadas medidas adecuadas para la eliminación o reducción y propagación del ruido, no debiendo sobrepasar los valores de 85 dB (A) para el ruido y de 200 Pa para la presión acústica instantánea no compensada.
- 5. 5 Tabla 2: Estándares de ruido ocupacional para exposición de 8 horas por día (disponible en www.nrca.org/standards/noise/ review_noise_standards.htm) País Fuente Leq máximo dB (A) Pico dB (A) Australia Australia National Occupational Health and Safety Commission 85 140 Canadá Canadian Centre for Occupational Health and Safety 85 a 90 135 a 140 India Rules of the Factories Act 90 140 Singapur Department of Industrial Health 85 Tailandia Ministry of Interior 90 U. K. Noise at Work Regulations 90 140 E.U.A. Occupational Safety and Health Administration, U.S. Department of Labour 90 140 U. E. European Union Occupational Safety an health 85 140 1.5 Estudios experimentales en la mina de Panasqueira, Portugal 1.5.1 Localización y clima La mina de Panasqueira, propiedad de la empresa Beralt Tin & Wolfram (Portugal) S. A. integrante del grupo Avocet, productora de Wolframio a un ritmo medio de 320.000 toneladas de mineral por año, se localiza en la vertiente sur de la cordillera montañosa denominada Serra da Estrela, a una altitud de 700 metros aproximadamente, en la aldea de Barroca Grande, a 60 kilómetros al este de la ciudad de Coimbra y a 250 kilómetros al noroeste de Lisboa (fig. 4 izquierda). El clima es típico de la región montañosa llamada Beiras y de la península Ibérica con temperatura media mínima de 7.5 º C y máxima de 24 º C , cuya variación anual está ilustrada en la Fig. 4 (derecha) (R. Naique, 2001). Figura 3: Localización geográfica y variación media mensual de la temperatura en la mina de Panasqueira 0 5 10 15 20 25 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Meses del año con inicio en enero(1) Temperatura (ºC) Lisboa Porto N Castelo Branco Covilhã Arganil Pampilhosa da Serra E.N. 238 Mina da Panasqueira 0 0 200 km 50 km Oliveira do Hospital Fundão
- 6. 6 1.5.2 Estudios de impacto acústico en el ambiente subterráneo El nivel sonoro continuo equivalente Leq máximo caracterizado en la mina de Panasqueira (Tabla 3) varía desde 92 dB(A) hasta 120 dB(A) que corresponden a la fuente de producción del ruido. En el pozo de extracción denominado Claudio dos Reis las mediciones del ruido ambiental muestran una tendencia de atenuación según las ecuaciones indicadas en la Tabla 4 y Fig.5. Tabla 3: Nivel sonoro continúa equivalente máximo de ruido registrado en el ambiente subterráneo de la mina de Panasqueira No. Puesto de trabajo Equipo minero Exposición efectiva (h/dia) Leq dB(A) No. de trabajadores 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Desmontes Desmontes Desmontes GalP-5, rampa L2/L2 Gal., ramp. Desmon. Poço extracção Galeria D23:L2 Galeria D23.L2 Desmontes Câmara quebragem Cabeça de correia Virador de mineral LHD Wagner Diesel ST-3.5 LHD eléctrico EST-2D Jumbo Tamrock H107 Dumper Wagner MT 412 Tractor AGRIA Sistema Jaula - Vagones 02 Ventiladores de 80 hp 01 Ventilador de 80 hp 01 ventilador de 7.5 kW Britagem primário Tela transp.Torvas Descarga vagões 6,3 5,2 5,6 6,5 Eventual 6,5 Eventual Eventual Eventual 2,05 2,05 Eventual 102 93 120 104 97 89 111 102 92 103 97 93 02 02 02 01 13 08 variável Variável Variável 01 01 01 Tabla 4: Ecuaciones de atenuación del ruido producido por la operación de izaje con la distancia y superficie de la excavación en esquisto y en galería de 9.65 m 2 de sección (Mina de Panasqueira) Trecho da galería Ambiente próximo al Pozo de Extracción (Fig.3. izquierda) General para galería de 9.65 m2 de sección excavado en esquisto Entrada de vagones á jaula y = -0.2818x + 88.559 R 2 = 0.9829 LeqD = -0.2818D + Leqmáx Salida de vagones da jaula y = -0.2116x + 88.914 R 2 = 0.7898 LeqD = -0.2116D + Leqmáx Donde LeqD es el nivel sonoro continuo equivalente Leq dB(A) a la distancia D (m) y Leqmáx es el ruido expresado en nivel sonoro continuo equivalente Leq dB(A) caracterizado en la fuente. En términos generales y para ambos trechos la ecuación de atenuación por la distancia en una galería de 9,65 m2 excavada en esquisto resulta la ecuación (7) con una correlación de 0,8223.
- 7. 7 LeqD = Leqmáx - 0.2369D (7) Figura 5: Atenuación del ruido en la galería D15 en ambos lados del pozo (izquierda) y general (derecha) en la operación en el pozo de extracción de la mina de Panasqueira El método de explotación en al mina de Panasqueira es de cámaras y pilares con cámaras de 5,0 m de ancho y 2,2 m de altura (11.10 m2 ) y pilares de 3,0 m a 11,0 m. En el sentido recto de estas cámaras la atenuación del ruido debido a la distancia es ligeramente diferente que en el sentido lateral (fig. 6). Figura 6: Sentido de la propagación de las ondas sonoras en tajeos de cámaras y pilares La tendencia del ruido en función de la distancia con fuente fija como es el caso de los ventiladores (fig. 7) resulta expresado por la ecuación (8) para propagación de las ondas sea en sentido recto de las cámaras o en sentido lateral. LeqD = Leqmáx - 0.49454 D (8) y=-0.2369x+88.778 R2 =0.8223 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 DistânciadopoçodeExtracção(m) Nível sonoro continuo equivalente Leq dB(A) y=-0.2116x+88.914 R2 =0.7898 y=-0.2818x+88.559 R2 =0.9829 75 80 85 90 0 5 10 15 20 25 30 35 DistânciadesdeoPoçodeExtracção(m) Nível sono continuo equivalente Leq dB(A) Saídadevagõesdajaula Entradadevagõesájaula Linear (Saídadevagõesdajaula) Linear (Entradadevagõesájaula) Jumbo 95 90 100 Rocha : Xisto Filão: Quartzo com WO3 • • • • • 1 2(119.9) • 1(105.4) 3(104.3) 4(95.8) 6(79.0) 7(90.3) • 80 Escala: 1:1000 Sentido de atenuação em câmara recta Sentido de atenuação em câmara lateral LEGENDA
- 8. 8 Figura 7: Atenuación del ruido producidos por los ventiladores en los tajeos de cámaras y pilares Figura 8: Atenuación por la distancia del ruido producido por el Jumbo Tamrock H107 y LHD Diesel ST-3.5 en los tajeos de cámaras y pilares Esta tendencia para el caso del Jumbo Tamrock H107 y LHD Diesel Wagner ST-3.5 de Atlas Coco (fig. 8) resulta expresado en la ecuación (9) sea en el sentido recto y lateral de las cámaras. LeqD = Leqmáx - 0,8056 D (9) y=-0.4046x+93.655 R2 =0.9547 y=-0.5323x+103.11 R 2 =0.997 y=-0.2869x+109.26 R 2 =0.9497 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Distânciadalocalizaçãodoventilador(m) Nível sonoro continuo equivalente Leq dB(A) 02ventiladoresde80hp 01ventiladorde80hp 01ventiladrode7.5kW Linear(01ventiladrode7.5kW) Linear(01ventiladorde80hp) Linear(02ventiladoresde80hp) y=-0.4606x+109.31 R2 =0.8751 y=-0.7017x+92.681 R 2 =0.9387 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Distânciadesdealocalizaçãodosventiladores(m ) Nível sonoro continuo equivalente Leq dB(A) 02ventiladoresde80hp 01ventiladorde7.5kW Linear(02ventiladoresde80hp) Linear(01ventiladorde7.5kW ) y=-0.8035x+109.17 R2 =0.8832 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Distânciadesdeafontederuído(m) Nível sonoro continuo equivalente Leq dB(A) y=-0.8077x+110.27 R 2 =0.8999 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Distãnciadafontederuído(m ) Nível sonoro continuo equivalente Leq dB(A)
- 9. 9 Tabla 5: Matriz de riesgo (impacto) ambiental en el ambiente subterráneo de la mina de Panasqueira En términos generales la tendencia de la atenuación del ruido por la distancia (ruido ambiental) para todas las fuentes importantes identificadas está en la fig. 9 que corresponde a la ecuación (10). Con los estándares referidos, la matriz de riesgo ambiental en el ambiente subterráneo de la mina de Panasqueira en condiciones de no existir ningún tipo de protección es como se indica en la tabla 5. La matriz (Tabla 7) muestra que en el ambiente subterráneo de la mina de Panasqueira existe impacto ambiental acústico de leve, moderado a alto, estudio que permitió tomar las medidas de corrección adecuadas. LeqD = Leqmáx - 0,4345D (10) LOCAL Frente de trabalho Equipamento Tempo exposiçã o (horas) Distânci a atingida (m) Núme ro de home ns Nível de impacte acústico L2.D15.Raquete Sistema de extracção, guincho e vagões 6.5 5 a 18 do Poço 08 ∇ L3.D15.Galerias base Sistema de extracção e vagões 6.5 14 a 27 do Poço 08 ∇ L2. Virador minério Locomotiva e vagões (no virador) 1.0 - 01 ∇ L2.Galeria D23 L2.Ch.R-4.D23 02 ventiladores de 80 hp 01 ventilador de 80 hp Eventual 42 a 18 do vent. Variá v. ⊗ L3.D19.R- 3.AW34.Pto.60 01 ventilador auxiliar de 7.5 kW Eventual 9 a 21 do vent. Variá v. ⊗ Câmara de Quebragem Britador primário Sistema de tela transportadora 2.05 50 da câmara 01 ♦ L3.D21.R- 2.AW30.Pto.383 L3.D21.R- 2.AW30.Pto.382 Jumbo Tamrock H107 (no.2) Jumbo Tamrock H107 (no.2) 5.6 20 a 30 do frente de furac. 02 ♦ L3.D21.R- 2.AW30.Pto.353 LHD Wager EST-2D (no.2) eléctrico 5.2 13 do LHD 02 ⊗ L3.D19.R- 3.AW34.Pto.80 L3.D19.R- 3.AW34.Pto.84 LHD Wagner ST-3.5 (no.15) diesel 6.3 22 a 35 LHD 02 ♦ L3.Gal.P-5, rampa L2/L3 Dumper Wagner MT- 413(no.1) 6.5 - 01 ♦ Rampas Rebordões, L2/L3 Tractor AGRIA (no.11) Eventual - 13 ⊗ Casa Cabeça de Correia Poço S. Bárbara C.Correia Correia transportadora, Torva de transferência 2.05 Até mais de 80 01 ♦ ∇ Leve ⊗ Moderado ♦ Alto
- 10. 10 Figura 9: Tendencia del ruido ambiental subterráneo en la mina de Panasqueira 2. CONCLUSIONES La evaluación del impacto sonoro en el ambiente subterráneo de la mina de Panasqueira muestra que el riesgo ambiental acústico no debe ser abordado, como se hace tradicionalmente, considerado sólo en un sentido de ruido ocupacional y con referencia puntual de la fuente. Por lo tanto, para una gestión ambiental del ruido que permita obtener una adecuada calidad ambiental es totalmente posible aplicar las normas ambientales como la ISO 14000. 3. BIBLIOGRAFÍA Howes, M.J. 1982. “Noise Control”. Camoborne School Mines. International Standard, ISO 1999-1990. “Determination of occupational noise exposure and estimation of noise induced hearing impairment”. Decreto Lei Nro.162/90 do 22 de maio de 1990, Regulamento Geral de Segurança e Higiene no Trabalho nas Minas e Pedreiras,de Portugal. Navarro Torres, V.F. e Dinis da Gama, C. 2001. “Avaliação do impacte Ambiental Sonoro no Ambiente Subterrâneo da Mina da Panasqueira”. Relatório Centro de Geotecnia IST Lisboa. Cascio, J., et al. 1996. Guía ISO 14000 – Las nuevas normas internacionales para la administración ambienta. McGraw-Hill, México. Naique, R. 2001. “Registos de temperatura e humidade relativa nas minas da Panasqueira”, Barroca Grande, Portugal. y = -0,4345x + 98,517 0 20 40 60 80 100 120 140 0 10 20 30 40 50 60 Distância da fonte do ruído (m) Nível sonoro contínuo equivalente dB(A)