VENTILACION_DE_MINA_LM2B5T3_R0-20190418

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Juan Herrera Herbert 
 
 
 
Introducción a la ventilación 
minera 
 
 
 
Madrid - 2019 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Foto de portada: Global Engineering Business Howden (https://im-mining.com) 
 
 
DOI: 10.20868/UPM.book.70227 
Archivo Digital de UPM: http://oa.upm.es/70227/ 
 
 
Copyright © 2019. Todos los derechos reservados 
 
Juan Herrera Herbert 
 juan.herrera@upm.es 
 
 
 
 
 
 
Universidad Politécnica de Madrid 
Departamento de Ingeniería Geológica y Minera 
Laboratorio de Tecnologías Mineras 
 
Calle Rios Rosas 21 
28003 Madrid (España) 
 
 
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“Una mina que no tiene un buen diseño del sistema de ventilación, 
es inviable”. 
 
 
Contenido 
1. INTRODUCCIÓN A LA VENTILACIÓN MINERA ........................... 7 
1.1. La ventilación en excavaciones subterráneas ............................. 7 
1.2. Importancia dentro del conjunto de la mina ................................. 8 
1.3. Complejidad de la ventilación de una mina ............................... 10 
2. CARACTERÍSTICAS DE LAS ATMÓSFERAS DE MINA ............ 11 
2.1. La atmósfera en excavaciones subterráneas ............................ 11 
2.2. Composición de la atmósfera de aire en la mina ....................... 12 
2.2.1. (O2) Oxígeno .............................................................................. 15 
2.2.2. (N2) Nitrógeno ............................................................................ 17 
2.2.3. (CO) Monóxido de carbono ........................................................ 18 
2.2.4. (CO2) Dióxido de carbono .......................................................... 19 
2.2.5. (H2) Hidrógeno .......................................................................... 20 
2.3. Gases de mina ........................................................................... 24 
2.3.1. Metano y gas Grisú .................................................................... 24 
2.3.2. (H2S) Ácido Sulfhídrico .............................................................. 31 
2.3.3. (NOx) Óxidos de Nitrógeno ........................................................ 32 
2.3.4. Aldehidos ................................................................................... 33 
2.3.5. Radón ........................................................................................ 33 
2.4. Contaminación generada por los gases emitidos por los motores 
térmicos ...................................................................................... 35 
2.5. Aspectos generales relativos a los métodos de detección de 
gases .......................................................................................... 38 
2.6. Humedad y temperatura ............................................................ 39 
2.6.1. Humedad absoluta ..................................................................... 40 
2.6.2. Humedad relativa o grado higrométrico ..................................... 40 
2.6.3. Grado de saturación .................................................................. 42 
2.7. Mediciones de la humedad ........................................................ 42 
2.8. Causas de elevación de la temperatura en el aire de mina ...... 42 
2.8.1. Temperatura en el interior de la mina ........................................ 44 
2.8.2. Aumento de temperatura por compresión .................................. 44 
2.8.3. Influencia de la velocidad del aire .............................................. 44 
2.9. El polvo en la atmósfera de mina............................................... 45 
2.9.1. Polvo de roca ............................................................................. 45 
2.9.2. Clasificación de labores respecto al polvo respirable (ITC 
04.8.01) ...................................................................................... 46 
2.9.3. Polvo de carbón ......................................................................... 49 
2.9.4. Medición del polvo respirable .................................................... 49 
3. CÁLCULO DE LAS NECESIDADES DE VENTILACIÓN ............. 53 
3.1. Cálculo de las necesidades de ventilación ................................ 53 
3.2. Necesidades de aire para la respiración .................................... 54 
3.3. Cantidad de aire necesario según el número de equipos diésel 
en la mina ................................................................................... 55 
3.4. Cantidad de aire necesario según el consumo de explosivos ... 56 
3.5. Caudal para la reducción de calor ............................................. 57 
4. TÉCNICAS DE MEDIDA DE LA PRESIÓN Y DEL CAUDAL DE LA 
CORRIENTE DE AIRE .................................................................. 59 
4.1. Medición de la presión ............................................................... 59 
4.1.1. Instrumentos para medir presiones absolutas ........................... 59 
4.1.2. Instrumentos para medir presiones manométricas .................... 60 
4.1.3. Levantamientos depresiométricos ............................................. 61 
4.2. Medición del caudal .................................................................... 63 
4.2.1. Técnica del gas trazador ............................................................ 63 
4.2.2. Instrumentos de medida ............................................................ 63 
4.2.3. Metodología ............................................................................... 66 
5. PRINCIPIOS TERMODINÁMICOS Y DE MECÁNICA DE FLUÍDOS 
APLICABLES AL CÁLCULO DE CIRCUITOS DE VENTILACIÓN 
EN LA MINA ................................................................................. 69 
5.1. Introducción ................................................................................ 69 
5.2. Ecuación de la energía............................................................... 69 
5.2.1. Conducción horizontal sin ventilador ni pérdidas por rozamiento
 ................................................................................................... 71 
5.2.2. Conducción horizontal ............................................................... 71 
5.2.3. Pozo vertical de sección constante y sin ventilador intercalado 72 
5.2.4. Circuito de ventilación principal de una mina ............................. 72 
5.3. Pérdidas de presión por rozamiento .......................................... 73 
5.3.1. Valores del coeficiente de rozamiento “K” ................................. 74 
5.3.2. Pérdidas de presión por cambios de dirección o de sección ..... 75 
6. CIRCUITOS DE VENTILACIÓN ................................................... 77 
6.1. Finalidad y objetivos de la ventilación ........................................ 77 
6.2. Cálculo de redes ........................................................................ 77 
6.3. Conexión en serie ......................................................................78 
6.4. Conexión en paralelo ................................................................. 79 
6.5. Curvas características de los circuitos ....................................... 80 
6.6. Regulación del caudal por estrangulación de la vena fluida ...... 81 
 
 
 
7. VENTILADORES .......................................................................... 83 
7.1. Introducción al concepto de ventiladores .................................. 83 
7.2. Potencia y rendimiento de un ventilador .................................... 83 
7.3. Curva característica de un ventilador ........................................ 85 
7.4. Leyes de los ventiladores .......................................................... 86 
7.5. Acoplamiento de ventiladores .................................................... 87 
7.5.1. Acoplamiento en serie ............................................................... 87 
7.5.2. Acoplamiento en paralelo .......................................................... 88 
7.5.3. Acoplamiento en semiparalelo ................................................... 89 
7.5.4. Acoplamiento en semiserie ........................................................ 89 
7.6. Ventilación natural ..................................................................... 91 
7.7. Combinación de ventilador y ventilación natural ....................... 92 
7.8. Clasificación de los ventiladores ................................................ 93 
7.9. Ventiladores axiales ................................................................... 95 
7.10. Ventiladores de hélice .............................................................. 101 
7.11. Ventiladores centrífugos o radiales.......................................... 102 
7.12. Ventiladores de flujo mixto ....................................................... 106 
8. VENTILACIÓN PRIMARIA Y SECUNDARIA ............................. 107 
8.1. Ventilación principal ................................................................. 107 
8.2. Tajos de ventilación principal y ubicación del ventilador ......... 108 
8.3. Cálculo de circuitos de ventilación principal ............................ 111 
8.4. Ventilación secundaria ............................................................. 112 
8.4.1. Elementos de una instalación de ventilación secundaria ......... 112 
8.4.2. Ventiladores ............................................................................. 112 
8.4.3. Tubería .................................................................................... 113 
8.4.4. Filtros ....................................................................................... 114 
8.4.5. Cassettes ................................................................................. 114 
8.5. Sistemas para llevar a cabo la ventilación secundaria ............ 115 
8.6. Cálculo de sistemas de ventilación secundaria ....................... 116 
9. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................... 117 
9.1. Referencias bibliográficas ........................................................ 117 
 
 
JUAN HERRERA HERBERT (2019). INTRODUCCIÓN A LA VENTILACIÓN MINERA 
7 
 
 
 
1. INTRODUCCIÓN A LA VENTILACIÓN 
MINERA 
 
 
 
1.1. LA VENTILACIÓN EN EXCAVACIONES SUBTERRÁNEAS 
 
Se denomina "aire", o “atmósfera de mina a la 
mezcla de gases existentes en los huecos o labores 
de la misma. Se le denomina "fresco" cuando resulta 
plenamente apropiado para la respiración; "viciado", 
cuando no es apto para respirarlo plenamente; 
"tóxico", cuando contiene gases o polvos que 
pueden producir enfermedades, y "explosivo", 
cuando contiene gases o polvos que, en la 
proporción adecuada, pueden producir explosiones. 
 
El control de la atmósfera en una mina subterránea 
es el aspecto más importante de la operación, ya que 
influye en: 
 
• Salud del personal de la operación. 
• Productividad de la mina, que mejora cuando 
se consiguen condiciones atmosféricas más 
confortables para el trabajo humano. 
• Seguridad en conjunto de las operaciones. 
 
Por tanto, la ventilación debe mantener una 
atmósfera en la mina que permita trabajar en 
condiciones ambientales y de seguridad adecuadas. 
En éste sentido, las funciones básicas de 
la ventilación son: 
 
• Aporte del oxígeno necesario para la 
respiración. 
• Mantenimiento de una temperatura 
adecuada. 
• Dilución y extracción del polvo 
generado. 
• Dilución y extracción de aquellos 
gases que son producto de las 
operaciones subterráneas 
(voladuras de arranque, carga, 
transporte, trituración y 
conminución, etc.). 
• Dilución de gases inflamables o tóxicos 
desprendidos o generados en el interior de la 
mina. 
 
La ventilación de la mina se convierte en la 
herramienta más versátil para el control y 
mantenimiento de la atmósfera del interior de la 
mina. 
 
Pueden encontrarse distintas definiciones aplicables 
a la ventilación: 
 
• La ventilación es la aplicación de los 
principios de la mecánica de fluidos al flujo 
de aire en excavaciones subterráneas. 
• La ventilación es la gestión de la atmósfera 
JUAN HERRERA HERBERT (2019). INTRODUCCIÓN A LA VENTILACIÓN MINERA 
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de mina, manteniéndola en un rango de 
parámetros adecuados. 
• La ventilación es uno de los factores más 
importantes en la seguridad del personal 
porque reduce o elimina los riesgos de 
catástrofes y accidentes bajo tierra, al 
tiempo que mejora sustancialmente el 
rendimiento de las operaciones. 
 
La ventilación minera, en su concepto moderno, 
abarca varias ramas muy inter-relacionadas entre sí: 
 
• La primera se refiere al estudio y vigilancia de 
la calidad del aire 
• La segunda, al "clima" de la atmósfera de la 
mina. 
• La tercera, se refiere al caudal y al movimiento 
de los volúmenes de aire implicados. 
• Finalmente, es necesario abarcar el tema de 
los accidentes relacionados directamente con 
la ventilación: explosión de grisú, polvo, 
asfixia, etc. Y, consecuentemente las medidas 
de salvamento y rescate. 
 
 
 
 
1.2. IMPORTANCIA DENTRO DEL CONJUNTO DE LA MINA 
 
Para mostrar la importancia de la ventilación en la 
explotación de minas, existe la costumbre de 
comparar el peso del aire circulante en los trabajos 
mineros con el de los minerales extraídos; se 
comprueba así que el peso del aire es generalmente 
muy superior. El peso del aire, en el conjunto de las 
carboneras francesas, era en 1960, igual 7,5 veces 
el tonelaje extraído. 
 
Es fácil comprender que los requerimientos actuales 
no se daban en el pasado ni la intensidad era la 
misma, ya que entonces los ritmos de explotación en 
las minas no eran como los actuales, y, por tanto, no 
se puede perder de vista que los niveles de confort y 
seguridad adoptados hoy día son mucho más 
exigentes, lo que trae como consecuencia el 
aumento del número y tamaño de los ventiladores 
para cada sistema de ventilación, así como su 
optimización en el control de los mismos. 
 
Actualmente las operaciones mineras subterráneas 
son altamente intensivas en el uso de equipos diésel, 
que además son de grandes dimensiones y potencia. 
Por ello, las técnicas de ventilación han tenido 
obligatoriamente que reorientarse estratégicamente 
al estudio y control de escenarios mineros 
subterráneos con altas concentraciones de 
gases notablemente mayores a aquellos 
períodos de menor mecanización de las 
operaciones mineras. 
 
A las concentraciones de gases de mina 
emitidos por las formaciones rocosas, se 
suman las también en muchas ocasiones 
altas concentraciones de gases tóxicos 
producidas por la operación de equipos 
diésel, lo que implica un fuerte aumento de 
los caudales de aire de ventilación 
requeridos para diluir y extraer dichos 
contaminantes. 
 
A su vez, dichos altos caudales de aire fresco 
necesarios han obligado al desarrollo de galerías de 
grandes secciones y de equipos ventiladores 
también de grandes dimensiones y potencia 
eléctrica, lo cual implica el desembolso de fuertes 
sumas de dinero. 
 
El consumo de energía enla ventilación es muy 
grande. Basta para ello considerar que el peso de 
aire que circula en una mina bien ventilada es en 
general varias veces superior al del mineral extraído. 
 
La ventilación puede suponer entre el 40 y el 60 % 
de los costes de energía eléctrica que consume una 
mina subterránea. Sin embargo, los gastos de 
energía no representan más que una fracción del 
costo de la ventilación, ya que es necesario 
igualmente tener en cuenta la amortización y el 
mantenimiento de los ventiladores, trabajos de 
JUAN HERRERA HERBERT (2019). INTRODUCCIÓN A LA VENTILACIÓN MINERA 
9 
distribución de la corriente de aire, mano de obra de 
la supervisión y control. El coste de la ventilación no 
es entonces despreciable y merece ser tenido muy 
en cuenta para controlarlo. Sin embargo, tampoco el 
coste en sí permite llegar a comprender del todo la 
importancia que tiene esta operación en la 
explotación y de su incidencia en los costos totales. 
 
Está demostrado que al haber un ambiente mal 
ventilado disminuye considerablemente el 
rendimiento de los trabajadores, al tiempo que 
también aumenta la frecuencia de mantenimiento de 
los equipos, generalmente por limpieza o cambio de 
filtros, oxidación de partes y piezas al haber más 
humedad, ‘gripamiento’ de piezas, etc. 
 
Es frecuente que, para asegurar un flujo suficiente de 
aire en todos los frentes de trabajo, sea necesario 
dar a las vías de acceso de la ventilación (pozos, 
galerías y transversales, rampas, etc.) dimensiones 
muy superiores en las que exigirían solamente las 
necesidades de transporte de personal y de material 
o de la extracción al exterior de la producción de la 
mina. A menudo quien explota se ve obligado a 
ejecutar obras mineras especiales que están 
determinadas por las exigencias de la ventilación. Si 
entonces se imputase a la ventilación todos los 
trabajos mineros que su realización hace necesarios, 
se llegaría a relaciones de costes muy superiores a 
los ya indicados anteriormente. 
 
Si además se está en el caso de explotaciones 
mineras donde se presentan problemas de 
emisiones de gases de mina como metano y donde 
la concentración de los trabajos, por el aumento de 
la velocidad de avance de los frentes, deben ser 
limitados por la imposibilidad que se encuentra en 
hacer circular un flujo de aire suficiente que haga 
bajar el contenido de grisú a cantidades aceptables, 
se entiende fácilmente los problemas de reducción 
de la producción que se pueden producir: la 
producción debe ser en muchas ocasiones 
disminuida, llegando incluso a ser suspendidas 
temporalmente, porque la ventilación es insuficiente. 
En este caso la ventilación viene a ser el cuello de 
botella de la explotación de la mina. Si entonces se 
imputaran a la ventilación todas las pérdidas de 
producción en las que la falta de ventilación puede 
ser la causa, su incidencia en la economía de la 
explotación llegaría a ser considerable como se 
puede comprender. 
 
Con respecto a la influencia en la seguridad y salud 
de los trabajadores, pero también desde el punto de 
vista de su eficiencia y rendimiento, su relación con 
la ventilación es evidente. La ventilación es 
particularmente indispensable en las minas con 
grisú, donde la dilución del CH4 por medio de la 
corriente de aire constituye el medio de lucha más 
eficaz centra las explosiones, o en las minas 
profundas, donde una buena ventilación es 
necesaria para mantener una temperatura que sea 
soportable. 
 
Es por ello que un sistema de ventilación 
subdimensionado o mal implementado, 
 
a) No será capaz de entregar los caudales de 
aire fresco requeridos por la legislación 
vigente. 
b) Probablemente impactará de forma negativa 
la productividad del trabajador, 
especialmente en aquellas tareas que exijan 
una alta componente de trabajo manual, 
repercutiendo consecuentemente en una 
reducción de la eficiencia y de la calidad del 
trabajo. 
 
Por el contrario, desde el punto de vista del negocio, 
si el sistema está sobredimensionado, generará 
costes innecesarios, afectando al conjunto de los 
costes operativos y de capital. 
 
 
 
 
 
 
JUAN HERRERA HERBERT (2019). INTRODUCCIÓN A LA VENTILACIÓN MINERA 
10 
 
1.3. COMPLEJIDAD DE LA VENTILACIÓN DE UNA MINA 
 
Las dificultades encontradas en el establecimiento 
de una ventilación efectiva y suficiente irán en 
aumento tanto por el incremento de la profundidad 
media en los trabajos de la mina como por la 
concentración y aumento de velocidades de avance 
por el progreso de las técnicas de arranque y 
sostenimiento. Para sacar el máximo de provecho a 
estos progresos, es importante no estar limitado por 
una ventilación insuficiente. 
 
Hoy en día, los principales retos a que se enfrenta la 
ventilación de minas son fundamentalmente técnicos 
y orientados a mejorar la atmósfera de trabajo en las 
minas, especialmente en aquéllas más profundas 
donde la temperatura y las presiones del terreno son 
factores muy determinantes a tener en cuenta. De 
hecho, las altas temperaturas generadas en minas 
muy profundas, obligan a complementar las 
instalaciones de ventilación con otras de 
refrigeración de aire, que representan un sustancial 
incremento de coste a veces insostenible. 
 
No obstante, también hay otros factores a tener en 
cuenta. Ya en la fase operativa, hay aspectos que 
inciden en el buen funcionamiento del sistema de 
ventilación y que no tienen que ver con una faceta 
técnica sino cultural o de educación: puertas que no 
son cerradas adecuadamente, ventiladores que no 
se mantienen encendidos o mala calidad y/o 
deficiente ejecución de los trabajos en cerramientos 
y aislamientos, lo que de una manera directa afecta 
a la eficiencia de los circuitos de ventilación, y 
compromete a todos los trabajadores y supervisores 
que se encuentran dentro de las áreas productivas. 
 
Los problemas asociados a los sistemas de 
ventilación se pueden dividir en tres ámbitos: 
 
• Error en el diseño, normalmente asociado a 
información deficiente en términos de los 
aspectos relevantes a tener en cuenta. 
• Implementación y mantenimiento deficiente, 
vinculados a malas prácticas, como es usar el 
ventilador que estaba disponible y no el 
requerido, o una manga de menor tamaño, o 
no mantener las mangas de forma adecuada, 
parchando los agujeros y sin reemplazarlas 
cuando es necesario. 
• El cambio de requerimientos una vez que el 
sistema ya fue diseñado, provocando que sea 
deficiente al momento de implementarlo. 
 
Actualmente se ha visto que otra mala práctica es 
dejar la ventilación en manos de los softwares de 
simulación, sin un planteamiento riguroso ni 
conocimiento de fondo que sustente al ingeniero de 
ventilación. Los programas tienen que ser 
calibrados, pues puede haber diferencias 
importantes entre lo que se simula y el modelo real 
de la mina, debido a errores en alguna variable 
introducida por el usuario o de la geometría, fallos 
propios del programa o situaciones no 
contempladas, entre otros. Sin embargo, los avances 
en materia de software de modelización son un 
aspecto destacado por los expertos, a la hora evaluar 
las principales tendencias e innovaciones en 
sistemas de ventilación para minería subterránea. 
Otro aspecto relevante es la implementación de 
sistemas de control de la ventilación (VCS, de 
acuerdo a sus siglas en inglés) para lograr la ansiada 
ventilación bajo demanda (VOD), Los expertos 
subrayan que esta solución permite obtener ahorros 
sobre 50% en costes operativos de ventilación. 
 
Por todo lo anteriormente visto, puede afirmarse que 
“el desconocimiento es el mayor enemigo de la 
ventilación, junto con las estrecheces de 
producción”. El recurso humano dedicado a esta 
rama de la ingeniería es fundamental. Muchos de los 
profesionales que se han dedicado al tema de la 
ventilación lo han hecho por iniciativa propia, auto-
formándose, porque en las universidades el tema de 
la ventilación no se ha desarrollado lo suficiente y 
hay muy poca investigación sobreel tema. 
 
 
 
 
 
JUAN HERRERA HERBERT (2018). LA ESTRUCTURA DE LOS COSTES MINEROS Y SU ESTIMACIÓN 
11 
 
 
 
2. CARACTERÍSTICAS DE LAS ATMÓSFERAS 
DE MINA 
 
 
 
2.1. LA ATMÓSFERA EN EXCAVACIONES SUBTERRÁNEAS 
 
La atmósfera de mina es el aire que existe en el 
interior de una mina o en una explotación a cielo 
abierto. Precisamente por las características de la 
actividad minera, el aire presente en éste entorno es 
una mezcla con gases, polvo y partículas 
procedentes de: 
 
• Oxidaciones (originadas en la respiración, 
descomposición de materia orgánica, motores 
de combustión interna, explosivos, etc.): CO2, 
CO, NO, NO2, SO2, material particulado. 
• Gases propios por la naturaleza de la mina: 
CH4, SH2 
• Polvo de roca procedentes de trabajos de 
laboreo minero: polvos de carbón y de roca 
(sílice). 
• Otras sustancias. 
 
Entre los factores que afectan a la atmósfera de mina 
se encuentran principalmente: 
 
• Temperatura (profundidad, calor corporal, 
maquinaria, oxidaciones, etc.). 
• Humedad. 
• Grado de contaminación. 
 
Como se ha indicado 
anteriormente, la 
ventilación tiene por 
objeto mantener una 
atmósfera en la mina 
que permita trabajar 
en condiciones 
ambientales y de 
seguridad adecuadas 
y confortables. Por 
tanto, la ventilación 
minera deberá 
proporcionar a la mina 
un flujo de aire en 
cantidad y calidad 
suficiente para diluir 
contaminantes a 
límites seguros y, 
además, en todos los 
lugares donde el personal esté trabajando. Requiere, 
pues, de un sistema eficiente, que responda de 
forma óptima a los requerimientos de la labor minera 
y a la vez sea suficientemente económico a la vez 
que fiable. 
 
 
 
 
 
 
JUAN HERRERA HERBERT (2019). INTRODUCCIÓN A LA VENTILACIÓN MINERA 
12 
 
2.2. COMPOSICIÓN DE LA ATMÓSFERA DE AIRE EN LA MINA 
 
El aire seco atmosférico que se respira normalmente 
es una mezcla gaseosa que contiene un 21 % de 
oxígeno y 78% de nitrógeno en volumen. También, 
tiene trazas de dióxido de carbono y vapor de agua 
en porcentajes variables, así como pequeñísimas 
cantidades de gases raros como He, Ne, A, Kr. De 
entre estos últimos constituyentes del aire, 
solamente el Argón se encuentra presente en una 
concentración relativamente apreciable. 
 
Composición del aire seco 
Gas % en volumen % en peso 
Nitrógeno - N2 78,09 75,53 
Oxígeno - O2 20,95 23,14 
Anh. Carbónico - CO2 0,03 0,046 
Argón y otros 0,93 1,284 
 
El vapor de agua está presente en un porcentaje 
habitualmente comprendido entre un 0,05 % y un 4 
%, dependiendo de la localización geográfica, con un 
promedio cifrado en un 1 %, aunque este porcentaje 
no influye en la relación oxigeno - nitrógeno. 
 
Cuando el aire se introduce en la mina, sufre un 
deterioro y se necesitan técnicas para hacer que el 
aire sea lo más parecido al del exterior. Para este 
deterioro del aire varias son las razones, entre las 
que se destacan: 
 
• Oxidaciones y descomposición de hierro, 
madera, carbón, etc. 
• Humos y gases de voladuras (CO, CO2, NO, 
H2S) 
• Gases de las mismas formaciones (también 
llamados gases de estratos). Son 
emanaciones que se producen por 
migraciones de gases desde el macizo rocoso 
hacia la excavación debido a la actividad de 
extracción (CH4, grisú, dióxido de carbono, 
nitrógeno, SO2, H2S). 
o El metano es el más “popular” en minería 
del carbón. Este se moviliza entre los 
estratos por cambios en la presión 
existente por la minería. Rango explosivo: 
5-15% 
o Los gases de estratos no solo se 
relacionan a sedimentos, sino también a 
roca ígnea. 
 
• Gases procedentes de aguas subterráneas. 
• Respiración humana, y antiguamente también 
animal (caballerizas utilizadas para acarreo de 
vagonetas). 
• Elevación del nivel de humedad. 
• Polvo proveniente de las labores mineras. 
• Fuegos y explosiones (CO, CO2, CH4). 
• Baterías (genera H). 
 
Los principales contaminantes del aire en un entorno 
subterráneo de una mina son: monóxido de carbono 
(CO), el dióxido de carbono (CO2), metano (CH4) en 
forma de grisú, el sulfuro de hidrogeno (SH2), el 
dióxido de azufre (SO2), el Hidrogeno (H2), gases 
nitrosos (NO + NO2), polvo de roca y, en los casos 
de los minerales radioactivos, el Radón y el Torio que 
son los isótopos radioactivos, de vida corta más 
frecuentes, provenientes de la desintegración de los 
isótopos de radio pertenecientes a las familias de 
actinio y del torio. Estos componentes del aire, en 
función de su grado de concentración, pueden 
representar un peligro, tanto por su propia nocividad 
como por la disminución de oxígeno que ocasionen. 
 
Para conocer las características de la atmósfera de 
mina, los gases más frecuentes en las minas 
subterráneas serán estudiados desde el punto de 
vista de su peso específico respecto del aire, algunas 
propiedades físicas y químicas, efectos fisiológicos 
sobre el cuerpo humano según el grado de 
concentración, su límite permisible en la corriente de 
ventilación de la mina, su origen en los trabajos 
subterráneos y los aparatos que permiten 
descubrirlos y medirlos de una manera práctica y 
operativa. 
 
 
 
 
 
 
 
JUAN HERRERA HERBERT (2019). INTRODUCCIÓN A LA VENTILACIÓN MINERA 
13 
 
JUAN HERRERA HERBERT (2019). INTRODUCCIÓN A LA VENTILACIÓN MINERA 
14 
 
CARTA DE GASES 
CARACTERÍSTICA METANO MONOXIDO DE CARBONO 
ACIDO 
SULFHIDRICO GAS CARBONICO NITROGENO OXIGENO 
Formula química CH4 CO H2S CO2 N2 O2 
Gravedad especifica 0.555 0.967 1.191 1.5291 0.967 1.105 
Incidencia en el aire % * * * 0.03 78.10 20.93 
¿Es combustible? SI SI SI NO NO NO 
¿Es soporte de la combustion? NO NO NO NO NO SI 
¿Es venenoso? NO SI SI NO NO NO 
¿Cómo se detecta? 
Lámpara de 
seguridad 
Multidetector 
Multidetector 
Análisis químico 
Multidetector 
Análisis químico 
Tubo de control 
Análisis químico 
Lámpara de 
seguridad 
Análisis químico 
Lámpara de 
seguridad 
Análisis químico 
Multidetector 
Lámpara de 
seguridad 
Rango explosivo en el aire 5 a 15% 12.5 a 73% 4.3 a 46% Ninguno Ninguno Ninguno 
Temperatura de ignición en ºC 593 a749 593 371 Ninguna Ninguna Ninguna 
Origen 
Ocluido en el carbón 
y mantos de arcilla; 
Descomposición de 
materia vegetal en 
el agua 
Combustión 
incompleta; Fuegos 
de mina; 
explosiones de 
metano y en 
voladuras con 
dinamitas 
En aguas de mantos 
de carbón; en 
formaciones de sal 
líneas de tubería 
tuberías en lugares 
pobremente 
ventilados 
Combustión 
completa; pequeñas 
cantidades son 
encontradas en 
forma natural en el 
aire 
Es encontrado en 
forma natural en 
el aire; la 
oxidación de 
carbón libera 
nitrógeno 
Se encuentra 
naturalmente en el 
aire 
¿Cuál es el efecto sobre la vida? 
Causa la muerte por 
sofocación si es 
respirado en altas 
concentraciones; el 
efecto pasa al 
refrescarse en aire 
limpio de de metano 
0.10% en el aire 
causa un colapso 
completo; excluye el 
oxígeno de la 
sangre 
0.07% causa la 
muerte en una hora; 
muy venenoso; 
destruye el nervio del 
olfato 
Causa la muerte 
por sofocación; 
reemplaza el 
oxígeno de la 
sangre; respiración 
difícil 
Causa la muerte 
por sofocación; 
reemplaza el 
oxígeno de la 
sangre 
Necesario para la 
vida 
JUAN HERRERA HERBERT (2019). INTRODUCCIÓN A LA VENTILACIÓN MINERA 
15 
 
 
Irritantes 
Asfixiantes 
Monóxido de carbono (CO) 
Anhídrido sulfhídrico (H2S) 
Humos nitrosos (NO2) 
Anhídrido sulfuroso (SO2) 
Sofocantes 
Nitrógeno (N) 
Anhídrido carbónico (CO2) 
Acetileno (HC) 
Metano (CH4) 
Explosivos 
Inflamables 
Metano (CH4) 
Monóxido de carbono (CO) 
Anhídrido sulfhídrico (H2S) 
Acetileno (HC) 
 
 
 
 
 
2.2.1. (O2) OXÍGENO 
 
En condiciones normales de presión y temperatura, 
el oxígeno (O2) es un gas incoloro, inodoro e insípido, 
no toxico y fundamental para la vida. Tiene un peso 
específico de 1,11 (respecto al aire). 
 
2.2.1.1. Efectos fisiológicos 
 
Su concentración en el aire respirable es de un 21 %, 
con un valor mínimo en el ambiente de un 19 %. En 
concentraciones por debajo del 16% empiezaa crear 
problemas respiratorios. 
 
Dependiendo de la concentración de oxígeno en el 
aire, se producen en el organismo humano los 
siguientes efectos: 
 
• Entre un 21 y un 18 % de3 concentración de 
oxígeno en el aire respirado, se produce un 
ritmo de respiración normal. 
• Si la concentración se reduce a entre un 18 
y un-12 %, se produce un aumento del ritmo 
respiratorio y una aceleración del pulso. 
Equivale a 2.500 m.s.n.m. 
• Con una concentración de entre un 14 y un 
9 %, se produce una aceleración notable de 
la respiración y del pulso, una respiración 
intermitente, cianosis, vértigos, vomito, 
astenia. Pérdida de conocimiento en 
exposición prolongada. 
• Con una concentración de entre un 10 y un 
6 %, se produce una excitación con cianosis 
intensa, síncopes llegando hasta el estado 
de coma, respiración superficial y rápida, 
terminando en el espasmo respiratorio. 
Concentraciones tan bajas se resisten 
únicamente durante muy cortos periodos de 
tiempo. Equivale a 8.800 m.s.n.m. 
• Con una concentración de entre un 5 y un 
3%, se producen movimientos convulsos y 
muerte en poco tiempo. 
 
JUAN HERRERA HERBERT (2019). INTRODUCCIÓN A LA VENTILACIÓN MINERA 
16 
Efectos de la falta de oxígeno 
Contenido 
de 
Oxígeno 
Efectos 
17 % Respiración rápida y profunda. Equivale a 2.500 m.s.n.m. 
15 % Vértigo, vahídos, zumbido en oídos, aceleración latidos. 
13 % Pérdida de conocimiento en exposición prolongada. 
9 % Desmayo e inconsciencia. 
7 % Peligro de muerte. Equivale a 8.800 m.s.n.m. 
6 % Movimientos convulsivos, muerte. 
 
2.2.1.2. Límite permisible 
 
Con carácter general, se establece que la 
concentración mínima en el aire debe 
mantenerse en un 19 %. La norma en edificios 
establece 0,56 m3/min/hombre. La norma minera 
establece 3 m3/min por hombre. 
 
Por debajo de una concentración del 18 % debe 
cerrarse el frente de trabajo a la operación del 
personal. 
 
2.2.1.3. Causas de reducción de la cantidad 
de oxígeno en la corriente de 
ventilación 
 
Especialmente en el caso de la minería del carbón, 
se resumen en las siguientes: 
 
• Absorción por el propio mineral de carbón. Por 
ejemplo, oxidación de la pirita y del mismo 
carbón. 
• Respiración de los hombres (y animales 
cuando hay caballerías presentes) y 
fundamentalmente funcionamiento de 
motores de explosión interna. La cantidad de 
personal y la intensidad del trabajo influyen 
sobre el consumo de aire, por respiración. 
Según el trabajo realizado, un hombre 
consume de 0.25 a 2.5 lt/min de O2, aspirando 
de 7 a 60 lts/min. de aire y expulsando de 0.2 
a 2.4 lts/min. de CO2. 
• Mezcla del aire con diversos productos 
gaseosos preexistentes. Emisión continua, 
desgasificaciones instantáneas, voladuras, 
explosiones del grisú o polvos del carbón, 
incendios. 
• Extensión de los frentes de trabajo y la 
velocidad del aire, a través de ellos, que 
influye sobre la absorción de O2 por el carbón. 
La concentración disminuye más en aquellas 
secciones donde el aire está quieto o se 
mueve lentamente. Cuando la velocidad es 
débil, por ejemplo, en los trabajos 
abandonados o en recuperación, no es rara 
una disminución del 1% en O2. 
 
2.2.1.4. Aparatos de detección y medida 
 
Con la lámpara de seguridad se puede hacer una 
determinación cualitativa del déficit de oxígeno en la 
atmósfera subterránea ya que, cuando dicha 
atmósfera se empobrece de oxígeno en presencia 
del grisú o de algunos gases combustibles, la llama 
inicialmente se eleva (se dice que busca el oxígeno), 
se vuelve rojiza y luego se empequeñece para 
apagarse cuando la concentración en volumen de 
oxigeno tiene un valor de 16,25 %. 
 
Con el medidor de oxígeno, u “oxigenómetro”, 
también puede detectarse cuantitativamente la 
disminución de oxígeno en cualquier atmósfera de 
trabajo. El funcionamiento de este aparato está 
basado en el siguiente principio: se produce una 
reacción química en la celda del aparato, por medio 
de un catalizador, y de acuerdo al contenido de 
oxígeno en el aire, esta reacción será más o menos 
fuerte y producirá una variación de la resistencia 
eléctrica, permitiendo el paso de más o menos 
corriente, de manera que la corriente que circula a 
través del miliamperímetro es proporcional al 
contenido de oxígeno en la atmósfera. Esta función 
es realizada hoy en día con el “Multidetector”, 
aparato que puede realizar en poco tiempo las 
funciones de detectar el contenido de Oxígeno (O2) 
de una atmósfera, la concentración de Monóxido de 
Carbono (CO), Metano (CH4) y Ácido Sulfhídrico 
(H2S). 
 
Particularmente, el Oxigenómetro consta de las 
siguientes partes: 
 
1. Un miliamperímetro graduado en % en volumen 
de O2, 
2. Una celda de reacción cuya resistencia 
depende del con tenido de oxígeno en la 
atmósfera que se esté midiendo 
3. Un interruptor de botón para cerrar el circuito de 
medición, 
4. Una batería de mercurio de 5,6 voltios, la cual 
suministra la corriente necesaria para realizar la 
medida 
 
 
JUAN HERRERA HERBERT (2019). INTRODUCCIÓN A LA VENTILACIÓN MINERA 
17 
 
2.2.2. (N2) NITRÓGENO 
 
El nitrógeno (N2) es un gas incoloro, inodoro e 
insípido, químicamente inerte y cuyo peso específico 
es 0,97 (respecto del aire), 
 
2.2.2.1. Efectos fisiológicos 
 
No tiene ninguna acción química durante la 
respiración. Su peligrosidad radica en que su 
aumento disminuye el O2 a porcentajes peligrosos 
para la vida del hombre. 
 
2.2.2.2. Límite permisible 
 
No se han referido valores mínimos ni máximos en el 
aire respirable. 
 
2.2.2.3. Causas de aumento durante los 
trabajos 
 
Su aumento en la corriente de ventilación de una 
mina se debe a la putrefacción de materia orgánica y 
al trabajo con explosivos y la ejecución de voladuras. 
También puede presentarse emanaciones y 
aumentos en la concentración como consecuencia 
de desprendimientos de rocas y “derrabes” de 
carbón. 
 
En las minas de potasa y en algunas de carbón, el 
grisú contiene hasta un 40% de Nitrógeno. En 1894, 
en hulleras de Lens (Francia), se comprobó en una 
arenisca cavernosa un flujo de N2 con un caudal de 
200m3/día durante 6 meses. 
 
 
 
JUAN HERRERA HERBERT (2019). INTRODUCCIÓN A LA VENTILACIÓN MINERA 
18 
 
2.2.3. (CO) MONÓXIDO DE CARBONO 
 
El monóxido de carbono (CO) es un gas sin color, sin 
sabor, ni olor, soluble en el agua, de carácter toxico 
y combustible cuando su contenido es de 13 – 75 % 
y, por el calor a la llama se inicia la oxidación del 
carbón. Su peso específico es de 0.97 (respecto del 
aire). Se le considera fundamentalmente un gas 
tóxico, aunque también potencialmente explosivo. 
 
2.2.3.1. Efectos fisiológicos 
 
Su toxicidad es debida a que tiene mucha más 
afinidad por la hemoglobina de la sangre que el 
oxígeno (200 - 300 veces más), por lo que desplaza 
el oxígeno que normalmente transporta la 
hemoglobina de la sangre y transforma la 
oxihemoglobina en carboxihemoglobina, reduciendo 
de esta forma el aporte de oxígeno a los tejidos 
según su concentración. El efecto inmediato del CO 
es comparable al de un anestésico suave. 
 
Con relación al CO se han realizado 2 tipos de 
estudios: 
 
a) El primero relacionado al efecto fisiológico 
ocasionados por la presencia del CO. 
b) El segundo, a los efectos sobre los individuos 
que permanecen en forma prolongada en 
atmósfera con presencia de CO. 
 
El peligro del CO radica principalmente en que el 
individuo aun consciente puede notar en su 
organismo un cierto estado general de intoxicación, 
pero la debilidad que presenta le impide retirarse de 
la zona de peligro, por sí mismo. Los primeros 
auxilios deben limitarse al suministro de oxígeno. 
 
2.2.3.2. Límite permisible 
 
La concentración de monóxido de carbono CO en la 
corriente de ventilación de mina depende de los 
reglamentos de cada país. A modo de referencia, en 
algunos países se establece que el CO tiene como 
límite máximo permisible 0,005 % en volumen de 
CO, es decir, 50 ppm. 
 
2.2.3.3. Causas de aparición en las labores 
subterráneasEl CO tiene su origen en distintos procesos 
incompletos de oxidación. Entre las causas de su 
aparición en la corriente de ventilación, figuran las 
siguientes: 
 
• Uso de explosivos: al ser detonados, 
desprenden humos constituidos 
principalmente por CO y peróxidos de 
nitrógeno (N2O). 
• Motores Diésel: como todos los motores de 
combustión, desprenden cantidades más o 
menos importantes de CO. Los factores que 
intervienen en mayor o menor grado son el 
motor propiamente dicho, la inyección del 
combustible, los elementos componentes de 
los combustibles lubricantes, las condiciones 
de trabajo, etc. 
• Incendios, Explosiones de Grisú y polvo de 
carbón. Todas estas situaciones pueden 
originar grandes y variables cantidades CO. 
• Oxidación lenta del carbón, que depende de la 
composición de las cenizas del carbón; la 
alúmina y la sílice tienden a retardar la 
oxidación; el Na2CO3, CaO y los minerales de 
hierro tienden a acelerarla. La oxidación de la 
pirita en presencia de humedad libera calor y 
aumenta el volumen de los gases en las 
fisuras de las partículas de carbón, 
incrementando así, la superficie de oxidación. 
Lo mismo ocurre con el azufre. 
• La concentración de oxígeno en el aire del 
ambiente subterráneo y, por consiguiente, la 
ventilación. La velocidad de oxidación es 
proporcional a la presión parcial de oxígeno. 
El incremento de la temperatura favorece 
considerablemente la velocidad de oxidación 
 
2.2.3.4. Aparatos de detección y medida 
 
La peligrosidad de este gas exige una detección 
rápida y precisa de su concentración en la corriente 
de ventilación, por muy baja que sea ésta. Por ello, 
se distinguen diversas clases de aparatos de 
detección y medida: 
 
Aparatos portátiles de indicación inmediata: 
Son aparatos esenciales para la protección del 
personal contra el CO, pero en los que mientras unos 
efectúan la medición por el cambio de coloración del 
elemento reducido, otros lo hacen por el calor 
JUAN HERRERA HERBERT (2019). INTRODUCCIÓN A LA VENTILACIÓN MINERA 
19 
desprendido en la oxidación. Entre estos aparatos, 
se encuentran: 
 
A) Aparatos Colorimétricos: 
a) Bomba Drager 19/31 y tubos de Control 
b) Aparato Cerchar - Mont-Luzón Siebe 
Gorman: similar al Drager, pero es un 
aparato más incómodo. 
c) Indicador Calorimétrico de Paladio, cuyo 
límite inferior de medición es de 0,1%. 
 
B) Medidores calorimétricos: 
a) Medidor a base de hopcalita (mezcla de 
MnO2 y CuO, catalizadores de muchas 
reacciones. Permite detectar porcentajes de 
CO del orden de 0.002%, la precisión 
alcanza hasta 0.005. 
b) Detector Maknil con límites de utilización de 
0,002% a 0.02% con precisión de 0,02% 
 
Aparatos muy sensibles y de gran precisión: 
Analizadores infrarrojos hasta de 2 partes por millón. 
 
Aparatos y métodos de medición en laboratorio: 
 
a) Combustión por calentamiento del CO en 
tubo de cuarzo. El CO2 formado es 
absorbido en agua de barita. Mediciones 
desde 50 a 10.000 ppm. 
b) Oxidación por el pentóxido de yodo. La 
medición se efectúa: 
• Bien sobre el I2 por el tiosulfato. 
• Bien sobre el CO2 por el cambio de 
conductividad del CO2 formado, 
pasando por una solución de titrisol 
(NaOH). Este tipo de aparato es 
llamado ULTRAGAS y es fabricado 
por la casa Whösthof de Alemania, 
también se conoce con el nombre de 
aparato Wösthoff, 
c) Oxidación por diferentes oxidantes midiendo 
el CO2 recogido por métodos volumétricos. 
d) Método de la sangre. Método especializado 
característico del CO complicado y 
recomendable sólo para expertos. 
 
 
 
2.2.4. (CO2) DIÓXIDO DE CARBONO 
 
El CO2 es el resultado final de la combustión 
completa del carbono. Es un gas incoloro e inodoro, 
pero con un sabor ligeramente ácido y que se 
disuelve bien en el agua. No es tóxico, pero sí más 
bien asfixiante. Se acumula en zonas abandonadas 
y desprovistas de ventilación. Al reemplazar al 
oxígeno de la atmósfera, exige una mayor ventilación 
de los pulmones, lo que ocasiona una respiración 
más rápida y profunda y, en concentraciones muy 
altas, la muerte por asfixia. Tiene un peso específico 
de 1,53 respecto del aire. 
 
2.2.4.1. Efectos fisiológicos 
 
Se encuentra en bajas concentraciones (0,03 %) en 
el aire natural y, cuando su concentración alcanza el 
0.5 %, ocasiona un aumento del ritmo y de la 
profundidad de la respiración. Con un 2 % de CO2 la 
respiración aumenta en un 50 % y ya con un 5 %, la 
respiración se hace más penosa. Con un 10 % de 
concentración no se puede resistir sino unos pocos 
minutos. 
 
Para personal en actividad, los fenómenos 
enunciados se presentan más rápidamente. El 
personal minero con experiencia reconoce la 
presencia del CO2 por la dificultad de la respiración, 
el calentamiento de las piernas v de la piel que 
enrojece, el dolor de cabeza y el decaimiento 
general. Con el aumento de la concentración se 
provoca la tos, la aceleración de la respiración y 
accesos de temblores. 
 
2.2.4.2. Límite permisible 
 
Las normas francesas consideran como límite 
superior para el CO2 un valor de 1,25 % en sitios 
donde se trabaja de manera continuada, Las normas 
alemanas fijan un máximo de 0,5 %. En los 
reglamentos de Acerías se ha fijado un valor máximo 
permisible de 5.000 ppm para 8 horas de trabajo. 
 
2.2.4.3. Origen en los trabajos mineros 
 
Las causas de origen del CO2 se pueden dividir en 
normales o rutinarias y accidentales. 
a) Normales: respiración del personal, 
JUAN HERRERA HERBERT (2019). INTRODUCCIÓN A LA VENTILACIÓN MINERA 
20 
funcionamiento de motores de combustión 
interna, las voladuras y la oxidación de la 
madera o carbón. Esta última es más 
importante y, en algunas partes se le 
atribuyen la mayor parte del CO2 total que 
sale de la mina. 
b) Accidentales: entre estas destaca el fuego y 
los incendios en la mina. En estos casos, las 
emisiones de CO2 pueden presentarse de 
forma gradual o de manera brusca y 
repentina, llegando incluso a ser hasta 
violenta. En ambos casos, los volúmenes de 
gas producidos son incomparablemente 
mayores que los provenientes de todas las 
demás causas juntas. 
 
2.2.4.4. Aparatos de detección y medida 
 
La lámpara de seguridad es el aviso más eficaz en 
una atmósfera sospechosa de presencia de CO2 o 
de otros gases contaminantes porque advierte la 
ausencia de O2. También los detectores automáticos 
de lectura digital y los tubos colorimétricos resultan 
sumamente eficaces. El CO2 tiene la tendencia, por 
su densidad, a acumularse en lugares bajos de las 
labores (el suelo que se pisa o parte inferior de las 
galerías y excavaciones subterráneas). 
 
Existen aparatos portátiles que permiten medir el 
CO2 de una manera inmediata e in-situ por la 
reacción del gas con un álcali. También se utiliza la 
coloración por un reactivo que combinado con el 
CO2 produce un color violeta; la longitud de la 
coloración indica el porcentaje de CO2. La casa 
Dräger fabrica tubos colorimétricos de control para 
CO2, que se usan con una pequeña bomba manual 
para la medida mediante el tubo colorimétrico. 
 
En el laboratorio se analiza este gas mediante el 
empleo del aparato Wösthoff, por el principio del 
cambio de conductividad de una solución patron de 
titrisol (NaOH), a una conductividad de 265 
microhmios. Este aparato analizador de gas sirve 
igualmente para analizar otros gases como el CO y 
CH4. 
 
 
 
 
2.2.5. (H2) HIDRÓGENO 
 
En minería el hidrógeno aparece en estado libre, 
aunque también se origina en la descomposición del 
ácido sulfúrico en las salas de baterías. En casos de 
incendio, si se apaga con agua el carbón 
incandescente también se puede formar hidrogeno. 
 
Aunque su presencia no es muy común, allí donde 
haya cierta concentración, al reaccionar con 
oxígeno, es altamente explosivo en algunas 
ocasiones, siendo la concentración más peligrosa la 
compuesta por 71 % de aire y 28 % de hidrogeno, 
situación en la que es más inflamable que el grisú. 
La figura siguiente muestra la inflamabilidad y 
explosividad del hidrogenoal mezclarse con el 
aire. 
 
Es también un gas asfixiante, incoloro, inodoro, 
insípido y más ligero que el aire. Los toxímetros y 
los tubos colorimétricos se usan para detectarlo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Explosividad del hidrógeno (Coward, Jones. 1952) 
 
 
JUAN HERRERA HERBERT (2019). INTRODUCCIÓN A LA VENTILACIÓN MINERA 
21 
 
CARACTERISTICA DE LOS GASES MÁS FRECUENTES EN LAS MINAS 
GAS FORMULA QUIMICA 
PESO 
ESPECIFICO 
Kg/m3 
PROPIEDADES 
FISICAS 
EFECTOS 
NOCIVOS 
ORIGEN EN LOS 
TRABAJOS MINEROS 
DETECCCION Y 
APARATOS USADOS 
VLP PUNTO FATAL O VALOR PELIGROSO OBSERVACIONES 
% PPM % PPM 
OXIGENO O2 1.1056 
INCOLORO 
INODORO 
INSABORO 
NO ES TOXICO AIRE NORMAL 
RESPIRACION LAMPARA 
DE BENCINA 
OXIGENOMETRO 
MULTIDECTECTOR 
Min. 19 < 6% 
El reglamento establece 
6m3 min. por cada hombre 
en un frente subterráneo 
NITROGENO N2 0.9673 
INCOLORO 
INODORO 
INSABORO 
SOFOCANTE 
ASFIXIANTE 
AIRE NORMAL Y EN 
ESTRATOS ENTRE LAS 
CAPAS DE ROCA 
UN AUMENTO POR 
ENCIMA DEL VALOR 
NORMAL EXTINGUE LA 
LLAMA 
80 
GAS 
CARBONICO CO2 1.5291 
INCOLORO 
INODORO 
SABOR 
LIGERAMENTE 
ACIDO, IRRITA LA 
VISTA 
ASFIXIANTE 
RESPIRACION 
ESTRATOS INCENDIOS 
VOLADURAS 
COMBUSTION INTERNA 
DE MAQUINAS , 
CUALQUIER 
COMBUSTION 
RESPIRACION, 
EXTINCION DE LA LLAMA 
EN LA LAMPARA DE 
BENCINA, BOMBA DE 
APIRACION Y TUBOS 
0.5 5.000 >12 % 
Por ser más pesado que el 
aire se le encuentra en el 
piso de las vías en bajo 
tierra 
METANO CH4 0.5545 
INCOLORO 
INODORO 
INSABORO 
EXPLOSIVO 
ASFIXIANTE 
ESTRATOS, MANTOS 
DE CARBON, 
PUTREFACCION 
ATERIAS ORGANICAS 
LAMPARA DE BENCINA 
METANOMETRO, 
MRLTIDETECTOR Y 
MEDIDOR DE MEZCLAS 
EXPLOSIVAS 
Max. 
1.0 
5 a 15% 
mezcla 
explosiva 
 
Por ser más liviano que el 
aire se le encuentra en las 
partes altas de las vías bajo 
tierra 
MONOXIDO 
DE 
CARBONO 
CO 0.9672 
INCOLORO 
INODORO 
INSABORO 
VENENOSO Y 
EXPLOSIVO 
VOLADURAS, 
MOTORES DE 
COMBUSTION, 
INCENDIOS 
BOMBA DE ASPIRACION 
Y TUBOS, 
MULTIDECTECTOR 
0.005 50 
13-75% 
mezcla 
explosiva 
 
Tiene mucha más afinidad 
por la hemoglobina de la 
sangre que el oxígeno, 
forma con ella la 
carboxihemoglobina 
OXIDOS DE 
NITROGENO 
NO2 
N2 O 
NO 
1.5895 
1.5192 
1.0358 
OLOR IRRITANTE, 
PARDO ROJIZO, 
SABOR AMARGO 
VENENOSO 
VOLADURAS MOTORES 
DE COMBUSTION, 
COMBUSTION 
INCOMPLETA 
OLOR, COLOR, BOMBA 
DE ASPIRACION Y 
TUBOS, MULTIDETECTOR 
0.0005 5 0.005% 50 
Es el gas más peligroso. En 
minas debe controlarse 
periódicamente en los 
frentes donde se produzca 
en voladuras con ANFO 
ventilar bien 
ACIDO 
SUFHIDRICO H2S 1.1912 
OLOR A HUEVOS 
PODRIDOS, SABOR 
ACIDO 
VENENOSO Y 
EXPLOSIVO 
AGUA DE ESTRATOS, 
VOLADURAS 
OLOR, BOMBA DE 
ASPIRACION, 
MULTIDETECTOR 
0.002 20 
4-46% 
mezcla 
explosiva 
1000 
ppm 
causa 
muerte 
inmediata 
Ocupa el segundo lugar de 
peligrosidad. Los frentes 
donde aparezca deben ser 
bien ventilados 
 
 
JUAN HERRERA HERBERT (2019). INTRODUCCIÓN A LA VENTILACIÓN MINERA 
22 
 
 
 
GAS Densidad relativa (aire = 1) EFECTO ORIGEN Concentración admisible (máx) 
CO 0'97 Tóxico (Explosivo) Oxidación carbón Combustión 
incompleta 
50ppm (100) 
CO2 1'53 Asfixiante Formación Combustión Voladura 5000 ppm (12500) 
NO+ N02 1'59 Tóxico Motores térmicos; Voladura 10ppm (25) 
SH2 1'19 Tóxico (Explosivo) Acción del agua sobre pirita o 
yeso 
10ppm (50) 
SO2 2'26 Tóxico Combustión pirita Motores 
térmicos Voladura en pirita 
5ppm (10) 
H2 0'07 Explosivo Formación Gasificación de carbón 
Recarga de baterías 
1000 ppm (10.000) 
CH4 0'55 Explosivo Formación 8000 ppm (10.000) 
Aldehídos CnH2nO 1'17 Tóxicos Motores térmicos (2 ppm) 
Radón 7'66 Radiactivo Formación 130000 Mev 
 
 
La densidad relativa respecto al aire es importante por cuanto indica la facilidad para diluirse en éste o, por el contrario, la tendencia a estratificarse en las zonas altas 
o bajas de la labor. 
 
 
 
 
 
Cada gas tóxico o explosivo (como el grisú), tiene una concentración máxima admisible en una atmósfera de mina 
para una exposición de 8 horas. 
 
En algunas legislaciones, se establecen para los gases unos límites permisibles: 
Límite Permisible Ponderado (LPP): para exposición típica de jornadas de 8 horas continuadas y 48 horas/semana. 
Límite Permisible Absoluto (LPA): Límite que no puede excederse en ningún momento. Por ejemplo, si la legislación 
no lo establece, se puede fijar, por ejemplo: LPA = 5 x LPP 
JUAN HERRERA HERBERT (2019). INTRODUCCIÓN A LA VENTILACIÓN MINERA 
23 
 
JUAN HERRERA HERBERT (2019). INTRODUCCIÓN A LA VENTILACIÓN MINERA 
24 
 
2.3. GASES DE MINA 
 
2.3.1. METANO Y GAS GRISÚ 
 
El grisú es prácticamente sinónimo de metano (CH4) 
ya que es un gas constituido en un 95 % por ésta 
sustancia con pequeños porcentajes de anhídrido 
carbónico (CO2), hidrógeno y, a veces, etino (C2H2), 
ácido sulfhídrico (H2S) y monóxido de carbono (CO). 
 
La parte combustible del grisú está casi 
representada por metano puro. Es un gas incoloro, 
inodoro e insípido que, por su baja densidad respecto 
del aire (0,7 kg/m3, mitad de la del aire, tiende a 
acumularse y estratificarse en zonas altas de los 
huecos mineros donde no hay una turbulencia 
suficiente de la corriente de aire. El punto de ignición 
del metano está en 650 ºC pero, Su mezcla con aire 
en ciertas proporciones (5 - 16%) es explosiva 
(Grisu). El porcentaje más peligroso es en torno al 9 
% 
 
El metano es el más común de los gases 
contaminantes que pueden encontrarse en las minas 
de carbón y es sabido que, a lo largo de la historia 
de la minería, ha dado lugar a múltiples y gravísimos 
accidentes. Aunque su presencia se asocie 
normalmente a las minas de carbón (es un gas 
combustible que se desprende de ciertos 
yacimientos de origen orgánico como el carbón, la 
potasa y algunas pizarras bituminosas), se 
encuentra también en otras formaciones como 
calizas, pizarras, sal o yesos. Se genera dentro del 
mismo proceso geológico que da origen a los 
yacimientos de carbón e hidrocarburos, estando por 
tanto retenido en los poros, huecos o fracturas de la 
roca o adsorbido en la superficie de sus minerales, 
particularmente en el carbón. 
 
Su origen está en la descomposición de materia 
vegetal bajo el agua, la destilación de carbón debida 
al calor generado por fenómenos geológicos (fallas o 
intrusiones ígneas) o la emigración que se produce 
desde o hacia otras formaciones. La 
despresurización que se produce al perforar o 
excavar la formación en la que se encuentra 
encapsulado, puede dar origen a desprendimientos 
puntuales de metano que pueden variar desde unos 
pocos m3 hasta varias decenas de m3 de gas por 
tonelada de carbón arrancada, en ocasiones, 
además, de forma brusca y violenta. 
 
Por esta razón la reglamentación española establece 
que la ventilación de galerías y talleres deberá ser 
horizontal o ascendente. (ITC 05.0.01). 
 
2.3.1.1. Efectos fisiológicos 
 
El CH4 no es tóxico y por lo tanto no tiene acción 
nociva específica sobre el organismo. Sin embargo, 
su presencia en porcentajes elevados ocasiona la 
disminución del oxígeno presente a concentraciones 
insuficientes para la respiración, lo que lleva a 
ocasionar muertes por asfixia en sitios tales como 
labores antiguas o ángulos muertos (partes 
superiores de tajos, avance de pozos en ascenso, 
etc.) muy mal ventilados o frentes de explotación 
donde éste gas puede manifestarse de manera 
súbita. 
 
 
 
Explosividad del metano 
(Coward, Jones. 1952) 
 
 
JUAN HERRERA HERBERT (2019). INTRODUCCIÓN A LA VENTILACIÓN MINERA 
25 
 
2.3.1.2. Límite de inflamabilidad en mezclas 
con aire 
 
En condiciones normales el metano (CH4) es inerte, 
pero su propiedad más característica es su 
combustibilidad y la capacidad de formar con el aire 
mezclas explosivas. 
 
Por combustión origina con el aire: 
 
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O 
CH4 + 2O2 + 8 N2 + ∆ = 2H2O + CO2 + 2H2O + 8N2O 
 
La fórmula anterior muestra que se necesitan 2 
volúmenes de oxígeno o 10volúmenes de aire para 
que el grisú arda íntegramente. La combustión 
perfecta corresponde a 9 % de CH4 y 91 % de aire. 
 
El índice de explosividad del metano está 
comprendido dentro de ciertos límites que dependen 
de un gran número de factores como la temperatura, 
presión o mezcla de otros gases como CO2, vapor de 
agua, etc. Pero también depende de la forma y 
dimensiones del recinto o túnel que contenga la 
mezcla. Por todo ello, para las condiciones más 
frecuentes bajo tierra, los límites de explosividad 
oscilan entre 5 y 14 %. 
 
Sin embargo, en minería se habla de gas grisú y se 
da la circunstancia de que el metano, mezclado con 
el aire en una proporción entre el 5 y el 15% forma 
una mezcla explosiva, que se conoce comúnmente 
con el nombre de grisú. La mezcla más peligrosa es 
la correspondiente a una concentración de CH4 del 
orden de un 9- 10%. 
 
2.3.1.3. Presencia del Grisú en el carbón y 
formas de desprendimiento 
 
El grisú puede presentarse de tres formas distintas: 
 
• Gas libre: por almacenamiento bajo presión en 
los poros o grietas de las capas o rocas de los 
hastiales 
• Gas combinado: mezclado en la estructura del 
carbón 
• Gas adsorbido: se acumula y concentra en la 
superficie porosa del carbón (unión física) 
• Gas absorbido: integrado en la estructura del 
carbón: dilución del gas dentro de la estructura 
del carbón en forma de penetración molecular, 
formando una solución sólida. 
 
Estas distintas formas de aparición del metano en el 
carbón tienen una dependencia directa con la 
presión atmosférica. Cuando aumenta la presión 
barométrica, el carbón puede admitir más gas, y 
cuando ésta disminuye pueden desprenderse 
grandes cantidades de gas. 
 
Los desprendimientos metano se efectúan según las 
tres formas siguientes: 
 
a) Lentos. Por emisión continua y difusa, 
denominada también normal pues es el caso 
general. Varía en límites grandes que 
dependen de la permeabilidad propia del 
manto carbonífero, la roca encajante (a techo 
y muro), de la presión de la fase gaseosa, de 
accidentes geológicos naturales, perturbación 
de los estratos suprayacentes provocada por 
la explotación y que puede dar lugar a un 
verdadero drenaje a través de la red de grietas 
que permiten la emigración del grisú a grandes 
distancias, etc. 
 
b) En forma de surtidor o “soplos” audibles, sin 
violencia: Este tipo de desprendimiento es 
causado por fallas o grietas naturales en las 
rocas. Puede decirse que ésta forma de 
desprendimiento tiene un cierto carácter 
excepcional. Se eliminan cerrando la salida; 
captándolo con tubería o aumentando la 
ventilación en ese lugar para diluirla 
 
c) Por desgasificacion instantánea o 
liberación violenta. Emisiones violentas de 
grandes cantidades tanto de CH4 como de 
CO2, con proyección de grandes volúmenes 
de carbón pulverizado e incluso llegando a 
proyectar importantes volúmenes de roca. La 
causa de los desprendimientos instantáneos 
es la presencia de bolsas de carbón finamente 
triturado y comprimido por grandes presiones 
que, al ponerse en contacto con una labor, 
liberan el gas adsorbido y absorbido por una 
especie de reacción en cadena. Este tipo de 
desprendimiento de metano es bastante 
reducido en Europa y se presenta 
normalmente en yacimientos muy bien 
caracterizados. 
 
En las minas europeas las cantidades de grisú 
desprendidas por tonelada de carbón se situaban en 
promedio, alrededor de 20 m3, pero, algunas minas 
que no son grisuosas llegaron a desprender hasta 
150 y hasta 200 m3 de metano por tonelada de 
carbón extraído. 
 
El grisú se desprende no sólo de fragmentos 
arrancados, sino también del carbón in situ, por todas 
las superficies libres y fisuras que presenta; se 
mezcla con la atmósfera en los mismos frentes de 
JUAN HERRERA HERBERT (2019). INTRODUCCIÓN A LA VENTILACIÓN MINERA 
26 
trabajo, pero puede igualmente emigrar a través de 
los terrenos fracturados para reaparecer en las 
galerías de comunicación, a grandes distancias de 
su punto de emisión. 
 
En las labores de desarrollo de mina y preparación 
que se hayan visto influidas por otros trabajos, el 
desprendimiento de metano proviene de las paredes 
del frente, siendo generalmente escaso a excepción 
de los yacimientos con soplos. En los tajos de 
explotación, el desprendimiento a lo largo del frente 
puede limitarse a 1/3 del total; el resto migra a través 
de las grietas del techo para salir, luego, dentro de 
los 100 metros de la vía de retorno en la cabecera 
del tajo. Diversas razones llevan a pensar que las 
rocas de la capa (techo y muro) pueden, según su 
naturaleza, contener grandes cantidades de metano 
que se suman al metano del manto cuando se 
produce la afección estructural por las labores 
mineras. 
 
Entre los factores de la ventilación que influyen en la 
emisión de grisú, unos son naturales como es la 
presión barométrica: si ésta disminuye, la 
desgasificación aumenta. Durante la jornada de 
trabajo, le desgasificación es bastante irregular y 
aumenta especialmente en los turnos de picado del 
carbón (arranque). Otros factores son artificiales e 
inherentes a la acción del ventilador principal o 
auxiliar, como la repartición de las presiones entre 
los diversos puntos de la mina y cuyos valores están 
en relación con la presión atmosférica. 
 
Para explicar los fenómenos que se relacionan con 
estas condiciones se puede citar varios mecanismos: 
 
a) Desgasificación del metano (CH4) ocluido en 
el carbón, que es tanto más rápida si la presión 
exterior es demasiado débil. 
b) Evolución del volumen de gas contenido en 
reservas. 
c) Corrientes gaseosas parásitas que se 
establecen entre la superficie y las 
excavaciones de la mina, o entre los diversos 
puntos de la mina, a través de grietas que 
atraviesan terrenos vírgenes o trabajos 
cargados de grisú. 
 
2.3.1.4. Riesgo de estratificación 
 
Al tener una densidad de aproximadamente la mitad 
que la del aire, el metano se diluye en la corriente de 
ventilación con una cierta dificultad, ya que tiende a 
estratificarse en las zonas más altas. 
 
Por esta razón es importante que la velocidad de la 
corriente de ventilación sea lo suficientemente alta 
como para asegurar una turbulencia tal que impida 
la estratificación del metano. 
 
El índice de estratificación de Leach permite 
valorar cuantificadamente la posible estratificación 
de un gas en una corriente de aire. Este índice viene 
dado por un número adimensional calculado 
mediante la siguiente expresión: 
 
𝐼𝐼𝑒𝑒 = 
𝑣𝑣
�𝑔𝑔 ∙ �∆𝜌𝜌𝜌𝜌 � ∙ �
𝑄𝑄𝑔𝑔
𝑎𝑎 ��
1
3�
 
donde: 
 
v: Velocidad de la corriente de ventilación en 
m/seg. 
(∆ρ/ρ): Diferencia relativa de densidades 
respecto a la del aire. 
Qg: Caudal de gas emitido. 
a: Anchura de la conducción. 
 
Para el caso concreto del metano: 
 
𝐼𝐼𝑒𝑒 = 
𝑣𝑣
�1,64 ∙ �
𝑄𝑄𝑔𝑔
𝑎𝑎 ��
1
3�
 
 
De los ensayos realizados se desprende que no 
existe estratificación si: 
 
Ie > 5 en conducciones horizontales. 
Ie > 8 en conductos inclinados con corriente de 
aire ascendente. 
Ie > 3 en conductos inclinados con corriente de 
aire descendente. 
 
2.3.1.5. Emanaciones de metano: 
 
E = A·(P/h)n 
 
Donde: 
 
• E: emisión de CH4 en m3/Tm 
• (P/h): producción de carbón horaria (Tm/h) 
• n: exponente función de la proximidad de 
otros focos de emisión y de la permeabilidad 
del terreno. (n =1 aprox.) 
• A: coeficiente variable según la mina. 
 
Con arreglo a ésta expresión, 
 
JUAN HERRERA HERBERT (2019). INTRODUCCIÓN A LA VENTILACIÓN MINERA 
27 
Si E= 1-2 m3/Tm entonces se está en condiciones de 
MINA POCO GRISUOSA 
 
Si por el contrario, E= 50-100 m3/Tm entonces se 
está en condiciones de MINA MUY GRISUOSA 
 
2.3.1.6. Tiempo de dilución 
 
Cuando la emisión de gas se produce de forma 
continua o cuando se trate de diluir un 
desprendimiento instantáneo de gas hasta una 
determinada concentración, es necesario disponer 
de una expresión que relacione la concentración de 
gas “x” en cada instante con el tiempotranscurrido 
“t”. Para ello se puede plantear que la variación “dx” 
experimentada por la concentración del gas en un 
tiempo infinitesimal “dt”, vendrá dada por la siguiente 
expresión: 
 
𝑑𝑑𝑑𝑑
𝑑𝑑𝑑𝑑
= 
��𝑄𝑄 ∙ 𝑐𝑐 + 𝑄𝑄𝑔𝑔� − �𝑄𝑄 + 𝑄𝑄𝑔𝑔� ∙ 𝑑𝑑�
𝑉𝑉
 
 
donde: 
 
Q: Caudal de la corriente de aire en m3/seg 
c: Concentración del gas en dicha corriente en 
tanto por uno 
Qg: Cadencia de la emisión de gas en m3/seg 
V: Volumen en m3 del recinto o labor de que se 
trate 
 
Agrupando términos: 
 
𝑑𝑑𝑑𝑑 = 
𝑉𝑉 ∙ 𝑑𝑑𝑑𝑑
��𝑄𝑄 ∙ 𝑐𝑐 + 𝑄𝑄𝑔𝑔� − �𝑄𝑄 + 𝑄𝑄𝑔𝑔� ∙ 𝑑𝑑�
 
 
e integrando entre el valor inicial de la concentración 
x0 y el valor x al cabo de un tiempo t, se obtendrá la 
siguiente expresión: 
 
𝑑𝑑 = 
𝑉𝑉
�𝑄𝑄 + 𝑄𝑄𝑔𝑔�
 ∙ ln �
�𝑄𝑄 ∙ 𝑐𝑐 𝑄𝑄𝑔𝑔 − �𝑄𝑄 + 𝑄𝑄𝑔𝑔� ∙ 𝑑𝑑0�
�𝑄𝑄 ∙ 𝑐𝑐 𝑄𝑄𝑔𝑔 − �𝑄𝑄 + 𝑄𝑄𝑔𝑔� ∙ 𝑑𝑑�
� 
 
Un caso particular de aplicación de la fórmula 
anterior es el de la dilución por la corriente de 
ventilación de los gases de la voladura. En tal caso: 
c=0 y Qg=0, con lo que: 
 
𝑑𝑑 = 
𝑉𝑉
𝑄𝑄
ln �
𝑑𝑑0
𝑑𝑑
� 
 
lo que daría lugar a una curva concentración tiempo 
de la forma que se indica en la figura siguiente: 
 
 
Por otra parte, de la ecuación 
 
𝑑𝑑𝑑𝑑
𝑑𝑑𝑑𝑑
= 
��𝑄𝑄 ∙ 𝑐𝑐 + 𝑄𝑄𝑔𝑔� − �𝑄𝑄 + 𝑄𝑄𝑔𝑔� ∙ 𝑑𝑑�
𝑉𝑉
 
 
puede también deducirse cuál sería el caudal de aire 
necesario para alcanzar una concentración 
permanente “x” de gas al cabo de un tiempo 
teóricamente infinito. Para ello basta hacer dx/dt =0. 
 
𝑄𝑄 = 
𝑄𝑄𝑔𝑔 ∙ (1 − 𝑑𝑑)
(𝑑𝑑 − 𝑐𝑐)
 
 
Esta fórmula es igualmente válida para el cálculo del 
caudal de aire necesario para diluir mediante 
ventilación una atmósfera de polvo. Bastaría con 
sustituir Qg por Mp (masa de polvo emitida por unidad 
de tiempo) y expresar las concentraciones de polvo 
“x” y “c” en mg/m3. 
 
 
2.3.1.7. Límites permisibles y reglamentación 
 
Las principales disposiciones reglamentarias sobre 
las concentraciones de grisú en los frentes de trabajo 
y galerías, establecen que la actividad de los frentes 
situados sobre una misma corriente de aire y el 
volumen de aire que circula por ellos deben ser 
regulados de manera que la concentración (en 
volumen) no sobrepase: 
 
• Un 1 % en tajos de explotación. 
• Un 1,5% en los retornos de aire de frentes de 
avance en carbón, carbón y roca. 
• Un 1 % en los retornos de aire principales. 
 
Aquellos lugares donde la concentración de grisú 
JUAN HERRERA HERBERT (2019). INTRODUCCIÓN A LA VENTILACIÓN MINERA 
28 
sobrepase el 2 % deben ser evacuados por el 
personal, ya sea por iniciativa propia a la vista de las 
lecturas de sus medidores personales, o por la 
iniciativa del personal a cargo del control de la 
ventilación, por aviso de los vigilantes de mina o por 
la supervisión de mina. En aquellos casos en los que 
el personal de mina dispone de lámparas de 
seguridad, de metanómetros o multidetectores, 
deben darse instrucciones claras y precisas al 
respecto para asegurar una rápida y correcta 
interpretación de la altura de la llama en la lámpara 
o de las lecturas en cada caso, así como de los 
procedimientos de actuación en cada caso. 
 
En la legislación española, los contenidos límites de 
CH4 en la corriente de aire vienen fijados por la ITC 
05.0.02. En eslla se establece que si los contenidos 
superan los siguientes límites, se detendrán los 
trabajos 
 
 
 
Si los contenidos superan el límite máximo de 2,5 %, 
se abandonarán las labores. Como puede 
observarse, estos límites son superiores a los de 
otras legislaciones extrajeras. 
 
Sin perjuicio de la aplicación de la reglamentación 
pertinente, la mina debe adoptar e implantar la toma 
de medidas inmediatas por parte de la supervisión de 
la mina para garantizar la limpieza de la atmósfera 
de todo frente donde aparezca una concentración de 
grisú que alcance niveles peligrosos, entendiendo 
por nivel peligroso una concentración de grisú 
superior al 2 %. 
 
La ITC 04.1.01 establece una clasificación de las 
minas subterráneas o zonas de las mismas 
potencialmente grisuosas en cuatro categorías 
según el nivel de presencia de Grisú: 
 
• 1ª Categoría: sin grisú. No habrá indicios en 
la corriente de salida 
• 2ª Categoría: débilmente grisuosas. 
Cantidades reducidas. Menos del 0,3 % en la 
corriente de salida 
• 3ª Categoría: fuertemente grisuosas. Se 
desprenden cantidades abundantes de grisú y 
gases o si el contenido es mayor del 0,5 % en 
el retorno de ventilación general 
• 4ª Categoría: con desprendimientos 
instantáneos de gas o de forma súbita, 
masiva y con arrastre 
 
2.3.1.8. Aparatos de detección y medida 
 
El carácter inflamable y explosivo del grisú es la 
razón para asegurar la existencia de procedimientos 
y equipos básico que aseguren la detección y 
determinación de su porcentaje en la ventilación 
subterránea. El primer paso en la detección del grisú 
fue el descubrimiento de la lámpara de seguridad de 
DAVY en el año de 1815. 
 
LÁMPARA DE SEGURIDAD: 
Actualmente existen varios modelos de la lámpara 
original que han sido bastante mejorados y que, 
aunque parezca increíble, utilizan gasolina como 
combustible. 
 
Las indicaciones dadas por lámpara de seguridad 
son cualitativas e imprecisas y solamente son válidas 
en presencia de concentraciones que oscilen entre 
un 1 y un 5 % de metano en el aire. La lámpara, es 
entonces un grisuscopio, más que un grisúmetro. 
JUAN HERRERA HERBERT (2019). INTRODUCCIÓN A LA VENTILACIÓN MINERA 
29 
 
 
Diseño original de la lámpara Davy 
 
La enorme ventaja de 
la lámpara, que ha 
hecho que siga siendo 
utilizada hasta la 
actualidad, ha 
radicado en que es 
también al mismo 
tiempo un indicador de 
la ausencia de 
oxígeno, pues la 
lámpara se apaga 
cuando la 
concentración de 
oxígeno es inferior al 
16,25 %. 
 
Las partes esenciales 
de la lámpara de 
gasolina son: 
 
• El encendedor 
• El cierre 
magnético 
• El vidrio de 
protección 
• y las rejillas 
interior y exterior 
(2) 
 
 
Existen varios métodos para destacar la visibilidad 
de la aureola: 
 
a) Sin puntilla de sal: La lámpara enciende 
con una llama azul y la aureola es de un 
color azul claro, hasta color violeta. 
b) Con puntilla de sal: la aureola inicial es 
amarilla y la aureola formada es de color gris 
amarillento. 
 
La principal desventaja del uso de la lámpara son los 
desperfectos que puedan presentarse en las rejillas, 
pantallas de vidrio, en el cierre o la presencia de una 
corriente de ventilación fuerte, todas ellas 
circunstancias que pueden iniciar una explosión si 
hay grisú dentro de los límites explosivos, ya que es 
posible que en estas circunstancias la seguridad de 
la lámpara se vea comprometida y de lugar a tal 
suceso. 
 
Por ello, aunque la lámpara de seguridad constituyó 
un verdadero adelanto en su tiempo, la existencia de 
estos factores de riesgo que pueden comprometer la 
seguridad ha hecho que su utilización haya dejado 
de estar permitida en muchos países, y haya sido 
totalmente reemplazada por equipos de detección 
mucho más modernos y precisos, como es el caso 
del Metanómetro, aparato que sirve para medir la 
concentración del metano y el oxigenometro, 
aparato que mide la concentración en volumen del 
oxígeno en la atmósfera estudiada. Actualmente, en 
el mercado se ha introducido el Multidetector. 
 
Existen otros tres tipos de aparatos, utilizados en la 
detección y medición del metano que son: 
 
• Los aparatos de conducción catalítica 
• Los aparatos interferómetros 
• Los aparatos de conductibilidad térmica. 
 
 
JUAN HERRERA HERBERT (2019). INTRODUCCIÓN A LA VENTILACIÓN MINERA 
30 
 
 
METANÓMETRO: 
El principio general de estos aparatos se basa en la 
combustión catalítica del grisú sobre un filamento, 
generalmente de platino, precalentado e insertado 
en una de las ramas de un puente Wheatstone. La 
combustión del metano calienta el filamento 
conectado al puente: resulta así una modificaciónde 
la resistencia y, por consiguiente, se produce un 
desequilibrio del puente que está en relación directa 
con la concentración del grisú, de manera que 
miliamperímetro colocado en la diagonal de este 
puente puede ser graduado directamente en 
porcentaje (%) de CH4. 
 
Algunos modelos existentes en el mercado pueden 
estar provistos de dos escalas para diferentes 
concentraciones (una escala superior, para 
concentraciones de 0 a 2 % de metano, y una escala 
inferior para concentraciones de 0 a 5 %). Además, 
pueden disponer de otras indicaciones especiales 
cuando los porcentajes están entre un 5 y un 15%, 
entre un 15 y 60 % y entre un 60 y 100 %. Sus 
precisiones están dentro del rango ± 0.1 % de CH4. 
 
JUAN HERRERA HERBERT (2019). INTRODUCCIÓN A LA VENTILACIÓN MINERA 
31 
 
 
 
APARATO ULTRAGAS: 
Es el aparato Whösthoff, explicado al hablar de la 
detección del CO2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.3.2. (H2S) ÁCIDO SULFHÍDRICO 
 
El ácido sulfhídrico (H2S), es fundamentalmente un 
gas tóxico, aunque también potencialmente 
explosivo. Arde cuando se encuentra en una 
concentración superior al 6 %, concentración a la que 
se produce una mezcla explosiva. Es fácilmente 
soluble en el agua y, en bajas concentraciones, es 
reconocible por su olor característico a huevos 
podridos. Tiene un peso específico de 1,19 respecto 
al aire. 
 
2.3.2.1. Efectos fisiológicos 
 
Es un gas venenoso que produce diferentes efectos 
en función de sus concentraciones: 
 
• De 50 a 100 ppm: produce síntomas leves 
tales como una ligera conjuntivitis e irritación 
de las vías respiratorias. 
• De 200 a 300 ppm: ocasiona fuertes 
conjuntivitis e irritación de las vías 
respiratorias después de una hora de 
exposición. 
• De 500 a 700 ppm: concentración ya de 
carácter peligroso después de media hora de 
exposición. 
• De 700 a 1000 ppm: intoxicación aguda, 
JUAN HERRERA HERBERT (2019). INTRODUCCIÓN A LA VENTILACIÓN MINERA 
32 
inconsciencia, paralización de la respiración y 
muerte. 
• De 1000 a 2000 ppm: intoxicación inmediata, 
inconsciencia, paralización de la respiración y 
muerte en pocos minutos. 
 
El SH2, a diferencia del CO que es inodoro, se 
reconoce por su fuerte olor a huevos podridos, 
aunque su efecto narcótico sobre el sistema 
nervioso, hace que, pasado un tiempo de exposición, 
deje de detectarse dicho olor. La rapidez en la 
presentación sucesiva de los síntomas típicos y el 
advenimiento de un desenlace fatal, fuera de la 
sensibilidad en cada individuo y de su estado de 
salud, dependen también, en menor grado, de la 
temperatura, humedad y movimiento del aire. 
 
2.3.2.2. Límite permisible 
 
Dependiendo de la concentración, el Valor Límite 
Permisible (VLP) es de 20 ppm de concentración 
máxima para 8 horas de trabajo. 
 
2.3.2.3. Origen en las labores mineras 
 
Se debe a circunstancias propias en la formación de 
carbón: descomposición de maderas abandonadas 
en viejos trabajos u otras materias orgánicas y por 
descomposición de algunos minerales que 
contengan azufre. 
 
Hay que tener en cuenta que este gas se disuelve en 
el agua, pudiéndose liberar posteriormente en 
cantidades importantes después de haber recorrido 
grandes distancias. 
 
2.3.2.4. Aparatos de detección y medida 
 
A pesar de su olor característico, éste no es un medio 
seguro para su detección pues los terminales de los 
nervios olfativos pueden paralizarse después de una 
o dos inhalaciones. El método más sencillo, para su 
detección consiste en impregnar un papel de filtro 
con una solución de acetato de plomo, que en 
presencia de H2S cambia su color a café o negro. 
También existen tubos detectores para usar con una 
bomba de aspiración Drager. 
 
 
 
 
 
2.3.3. (NOX) ÓXIDOS DE NITRÓGENO 
 
Los óxidos de nitrógeno se presentan bajo diferentes 
formulaciones, N2O, NO2, N202, N2O3 y N2O5. Son 
gases que raramente se presentan separados. El 
NO2 es un gas fácilmente soluble en el agua. El peso 
específico del NO es 1,02 y el del NO2 es 1,58 con 
respecto al aire. Son de color pardo rojizo (en 
elevadas proporciones) y de olor acre. 
 
2.3.3.1. Efectos fisiológicos 
 
Los óxidos de nitrógeno son extremadamente 
tóxicos por cuanto en presencia de humedad 
generan ácidos nítrico y nitroso, de forma que al 
inhalarlos producen la corrosión de las vías 
respiratorias. Según las concentraciones que 
pueden alcanzar en la atmósfera de mina, sus 
efectos pueden clasificarse de la forma siguiente: 
 
• 60 ppm: producen irritación inmediata en la 
garganta 
• 100 ppm: como mínimo provoca una tos 
persistente 
• 100 a 150 ppm: concentración muy peligrosa 
durante exposiciones muy cortas. Edema 
pulmonar. 
• 200 a 700 ppm: rápidamente lleva a la 
muerte durante exposiciones relativamente 
cortas. 
 
Su peligrosidad radica en que los óxidos de nitrógeno 
son capaces de disolverse en el agua de los 
pulmones formando ácidos nitrosos y hasta nítricos, 
capaces de corroer las mucosas de las vías 
respiratorias. 
 
El NO es mucho más nocivo e igual de tóxico que el 
NO2, en igual concentración. 
 
2.3.3.2. Límite permisible 
 
Su límite máximo permisible y para 8 horas de 
JUAN HERRERA HERBERT (2019). INTRODUCCIÓN A LA VENTILACIÓN MINERA 
33 
trabajo, está en torno a las 5 ppm. 
 
2.3.3.3. Origen en las labores mineras 
 
Su formación en las labores mineras está 
relacionada con el trabajo con explosivos, 
particularmente en voladuras incompletas de 
dinamita (deflagración). Hay que poner especial 
cuidado en disolverlos bien en la corriente de 
ventilación después de la pega. 
 
También entra como componente en el escape de 
los motores diésel y de gasolina. 
 
2.3.3.4. Aparatos de detección y medida 
 
La medida de estos gases se efectúa mediante el 
empleo de tubos Dräger y una bomba de aspiración. 
Como indicador del óxido de Nitrógeno sirve, 
también, el papel humedecido con una solución de 
yoduro de potasio que se colorea rápidamente de 
azul en presencia de estos óxidos. 
 
 
 
 
 
 
 
2.3.4. ALDEHIDOS 
 
Los Aldehídos se originan, principalmente, por el 
funcionamiento de motores de combustión interna. 
Sin embargo, pueden presentarse también por la 
destilación del carbón que se produce en el 
transcurso de episodios de incendios. 
 
El cuerpo humano es bastante sensible a 
concentraciones bajas en aldehídos: el olfato los 
detecta a partir de 1 x 106. Los efectos de 
exposiciones prolongadas a concentraciones débiles 
no se conocen muy bien y están en el campo de 
estudio. Ciertos autores los consideran nocivos al 
organismo humano. 
 
 
2.3.5. RADÓN 
 
El radón es un gas inerte generado durante la 
desintegración del uranio. Su periodo de 
semidesintegración (tiempo que tarda en perder la 
mitad de su radiactividad) es de 3,825 días, pero, 
generalmente, es portador de partículas sólidas con 
otros productos (218Po, 214Pb, 214Bi y 214Po) que, por 
tener un período de semidesintegración mucho más 
corto (del orden de minutos), constituyen un riesgo 
20 a 50 veces mayor que el propio radón. Las 
radiaciones alfa, beta y gamma que dichas partículas 
emiten en el corto período de tiempo que pudieran 
permanecer en los pulmones, producen fenómenos 
de ionización de los tejidos, lo que en definitiva 
constituye un alto riesgo de cáncer de pulmón. En 
España no existen, que se sepa, minas subterráneas 
con este problema y por lo tanto no hay 
reglamentación al respecto. Sin embargo, el radón 
no sólo aparece en las minas de uranio, sino que se 
ha encontrado también en minas de hierro (Suecia), 
en minas de plata (Canadá) y en minas de carbón, 
cobre y fosfato (USA). 
 
La cifra de 130.000 Mev de su concentración máxima 
admisible, corresponde a un valor generalmente 
aceptado en diversos países como la máxima 
cantidad de energía que todos los productos de corto 
período de semidesintegración que contenga 1 litro 
de aire serían capaces de desprender en forma de 
radiación alfa hasta llegar al siguiente isótopo de 
período largo, el 210Pb (ver tabla siguiente). 
 
 
 
 
JUAN