Planificación previa a los incidentes de incendios en minas subterráneas de roca dura: riesgos antiguos y nuevos

Descargue el documento de investigación completo a continuación:

Los incendios en minas subterráneas pueden suponer un reto para el personal de extinción de incendios y salvamento cuando el complejo entorno y las múltiples influencias de un incendio no se tienen debidamente en cuenta durante la planificación previa al incidente.

*Nota editorial del CTIF: Este documento de investigación trata específicamente de los incendios en minas subterráneas de roca dura, pero muchas de las conclusiones pueden adaptarse a la planificación previa de cualquier área subterránea u otro espacio confinado y/o con acceso, ventilación y vías de evacuación limitados.

Los incendios en minas subterráneas plantean retos que incluyen la característica tridimensional de la mina, las largas distancias llenas de humo y el número limitado de rutas para acceder al incendio. Los riesgos existentes incluyen la propagación del humo, la caída de rocas y los incendios que afectan al flujo de ventilación.

Entre los nuevos riesgos cabe citar la introducción de vehículos mineros a batería con un comportamiento diferente ante el fuego, la emisión de sustancias tóxicas y las condiciones cambiantes a las que se enfrentará el personal de bomberos y rescate.

En este estudio sobre la planificación previa a los incidentes en minas subterráneas se aplicaron datos procedentes de experimentos, inventarios y estudios de incendios de diseño. Se consideraron una serie de cuestiones relacionadas con las fuentes de información, la modelización de incendios, la captación de la complejidad y el uso de escenarios de incendios. A la hora de elaborar modelos de incendios, los modelos empíricos podrían utilizarse como complemento de otras herramientas de modelización.

El estudio concluyó que, para la modelización de secciones de mina espacialmente extensas, el uso de simulaciones de incendios en minas basadas en redes de ventilación podría ser una mejor opción. Utilizando un conjunto de herramientas analíticas, una prueba iterativa de los planes y un proceso de planificación continuo, se pueden mitigar los retos de la planificación previa de una mina.

Una herramienta clave durante las operaciones contra incendios y de rescate es la planificación previa al incidente , que ayuda al personal en el proceso de toma de decisiones y puede remediar la falta inicial de información. Los principales problemas de la planificación previa a los incidentes en las minas subterráneas son el complejo entorno minero, la disposición siempre cambiante de la mina y las numerosas y muy transitorias formas en que se comportará un incendio.

Este artículo estudia la planificación previa a los incidentes en minas subterráneas de roca dura y propone fuentes de información, herramientas de modelización y contenidos de estos planes. Las cuestiones que se plantean son: ¿Qué fuentes de información utilizar? ¿Cómo utilizar la modelización de incendios? ¿Cómo captar la complejidad de la mina? En este estudio se aplicaron datos y conclusiones de experimentos de incendios, inventarios y estudios de incendios de diseño.

Para investigar la planificación previa a los incidentes de incendios en minas subterráneas, se aplicaron datos procedentes de experimentos de incendios , inventarios y estudios de diseño de incendios. Se recomienda utilizar modelos empíricos centrados en fenómenos específicos para complementar otras herramientas de modelización.

El uso de modelos empíricos puede resultar engorroso, por lo que el empleo de software de simulación de incendios en minas basado en redes de ventilación constituye una alternativa. Los escenarios de diseño de incendios y los resultados de la modelización son una herramienta clave a la hora de analizar el comportamiento del fuego y probar el plan, y actúan como punto de control durante el proceso de planificación. Los sistemas de ventilación de minas deben tener instrucciones sobre cómo gestionar el sistema y cómo probarlo frente a los escenarios de incendios de diseño para las secciones de la mina y las acciones de refuerzo.

Mediante el uso de herramientas analíticas, pruebas iterativas de los planes y un proceso de planificación continuo, se pueden mitigar los elevados riesgos de incendio en una mina subterránea.

A continuación se citan algunos ejemplos del documento de investigación:

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Efectos en cascada

Un incendio subterráneo puede propagarse más allá del objeto de inicio y los gases del incendio pueden afectar a instalaciones más alejadas. La ignición del combustible adyacente o la propagación del humo pueden iniciar otros riesgos. Es necesario identificar y analizar estos efectos en cascada e incluirlos en el plan. Al analizar los efectos en cascada, los datos de entrada procedentes del análisis de riesgos de las secciones de la mina, las descripciones del proceso de producción y la gama de efectos de un incendio son activos valiosos. Los efectos en cascada podrían identificarse y describirse en el plan, lo que permitiría a los bomberos y al personal de rescate romper la cadena de sucesos y mitigar las consecuencias.

Cadenas alternativas de sucesos

Una de las partes clave de la planificación previa a un incidente son las cadenas alternativas de sucesos, que aumentan el número de opciones tácticas disponibles y proporcionan margen de maniobra. La planificación abarca las diferentes direcciones que puede tomar un incidente y el desarrollo de planes y acciones de respaldo. La planificación incluye el análisis de posibles escenarios y la preparación de opciones tácticas para contrarrestar la secuencia de acontecimientos. La preparación de opciones tácticas incluye la obtención o preposicionamiento de equipos especializados y la formación del personal para situaciones específicas.

Las minas subterráneas con vías de acceso y opciones de ventilación limitadas aumentan la necesidad de planificación. La sensibilidad y vulnerabilidad en caso de fallo del sistema aumenta la necesidad de un plan de reserva.

Vías de acceso

Las rutas de acceso deben planificarse cuidadosamente, ya que el número de rutas de acceso puede ser limitado y tendrán que servir como rutas de ataque y como rutas de evacuación. Preferiblemente, las rutas deben dividirse en rutas de ataque y de evacuación primarias y alternativas para limitar el riesgo de que las 2 operaciones interfieran entre sí. A la hora de determinar las rutas de acceso, deben tenerse en cuenta parámetros como la posición del incendio y las barreras existentes contra el fuego y el humo. La selección de las vías de acceso debe sincronizarse con la gestión de la ventilación de la mina durante un incendio. La elección de las rutas de acceso no será estática, sino que variará de un incendio a otro y durante un incendio.

Al planificar la evacuación en vehículo, el objetivo es evitar atascos y garantizar un flujo de tráfico constante. También existe la posibilidad de que los vehículos circulen a través del humo con visibilidad limitada. Deben verificarse las vías de acceso designadas para los equipos y vehículos especializados a fin de garantizar la accesibilidad y la posibilidad de dar la vuelta al vehículo. Las posiciones consideradas críticas podrían identificarse en el plan y habría que considerar acciones para facilitar el giro (como la iluminación). Podría incluirse la inclinación del declive si afecta a la accesibilidad. El tiempo de transporte para llegar a las posiciones subterráneas podría incluirse en el plan.

Sistemas de protección contra incendios

Los planos deben enumerar los sistemas automáticos de extinción de incendios existentes, así como contener información sobre el diseño del sistema. La información debe ser específica: ¿el sistema de extinción está diseñado para extinguir el fuego o para contenerlo? Un sistema de extinción de incendios en una zona de estacionamiento con vehículos mineros de gran tamaño puede estar diseñado para contener el fuego. Esta información es necesaria cuando se envían recursos adicionales de supresión de incendios al lugar y podría esperarse una producción de humo prolongada.

La falta general de puertas o barreras cortafuegos en un desvío y la alta frecuencia de vehículos hace que sea aplicable un escenario de incendio de diseño (Hansen 2010a). El resultado será útil a la hora de planificar la evacuación, las cadenas alternativas de sucesos y la gestión de la ventilación de la mina.

Sistema de ventilación

La planificación previa relativa al sistema de ventilación debe incluir instrucciones sobre cómo gestionar el sistema de ventilación en caso de incendio en una sección de la mina. Las instrucciones especificarían qué ventiladores deben funcionar o no y qué puertas deben estar abiertas. El plan también debe contener las posiciones de los ventiladores, los pozos, las cámaras de refugio y los lugares donde se puede encontrar aire fresco. El plan debe verificarse en función de los escenarios de incendio diseñados para la sección de la mina. Deben planificarse acciones de reserva en caso de pérdida de energía o de cierre de las barreras cortafuegos. Deben identificarse y controlarse los lugares críticos con respecto a la ventilación de la mina, y deben iniciarse las acciones del plan de respaldo si una barrera funciona mal o el humo se propaga en una dirección no deseada.

Liberación de calor y tasa de crecimiento del incendio

La tasa de crecimiento del fuego y la tasa de liberación de calor de los incendios de vehículos pueden ser muy altas debido a la carga de combustible de los vehículos. Una alta tasa de liberación de calor causará retroceso y una severa producción de humo y una alta tasa de crecimiento del fuego puede iniciar un efecto de estrangulamiento que afecte seriamente a la ventilación de la mina (Hansen 2020). La figura 2 muestra la tasa de liberación de calor de un cargador en una mina subterránea (Hansen & Ingason 2013). Las tasas iniciales de crecimiento del fuego y de liberación de calor son muy altas y causan problemas a la ventilación de la mina. Se puede observar un segundo pico en la tasa de liberación de calor después de aproximadamente 50 minutos. Esto se debe a que el combustible se inflama o es engullido en etapas posteriores. Por lo tanto, cabe esperar que se produzcan periodos de máxima emisión de calor en fases posteriores.