Buscan reducir accidentalidad en minería subterránea

 La Facultad de Minas de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín y la Agencia Nacional de Minería (ANM) trabajan de manera conjunta en la implementación de una guía técnica para diseñar un plan de prevención y mitigación de explosiones por metano y polvo de carbón en las minas subterráneas de Colombia.

Entre 2010 y 2021 Colombia registró 1.591 emergencias (117 en 2021) y 1.469 mortalidades en minas subterráneas de carbón (140 en 2021). Así mismo, el año pasado se presentaron 6 emergencias y 25 víctimas mortales por explosiones, según reportó la ANM.

Con el objetivo de reducir esas cifras, la UNAL Sede Medellín y la ANM unieron esfuerzos para elaborar un documento técnico que brinde directrices para prevenir las atmósferas mineras explosivas en Colombia.

Para ello se formuló y estructuró la implementación de una guía técnica para diseñar un plan de prevención de explosiones por metano y polvo de carbón en las minas de Colombia.

El profesor Jorge Martín Molina Escobar, adscrito al Departamento de Geociencias y Medio Ambiente, líder del proyecto, afirma que “los accidentes por explosiones en Colombia son la segunda causa de mayores fatalidades, alcanzando a un promedio de 60 personas cada año”.

“Es importante elaborar un estudio del riesgo de las minas para establecer variables o puntos críticos; por eso es importante construir una guía que permita evaluar el riesgo y desarrollar estrategias de prevención”.

El profesor Sebastián López Gómez, adscrito al Departamento de Procesos y Energía y quien participó en el proyecto, agrega que “esta es una propuesta que nace de una colaboración que se tiene desde 2019 con el Grupo de Seguridad y Salvamento Minero de la ANM en busca de reducir la accidentalidad en la minería colombiana, en especial en la subterránea”.

“En los años anteriores se realizaron esfuerzos importantes en capacitar al personal de la ANM y representantes del sector minero en la prevención de explosiones e incendios, que es uno de los accidentes más frecuentes en el país y que causa la mayor cantidad de fatalidades”.

“En esta colaboración se identificó que el país no cuenta con una herramienta que brinde lineamientos sobre cómo deben ser las operaciones dentro de una mina para evitar este tipo de accidentes, y por eso uno de los objetivos en 2021 fue crear esta guía”.

“Para construir la guía –que será de acceso gratuito y estará disponible en el sitio web de la ANM– se requirió casi todo el año, en el que la ANM tuvo una participación inicial muy importante y plasmó los objetivos que se deberían abordar”.

Posteriormente el grupo de la UNAL liderado por el profesor Molina inició la elaboración del documento involucrando a expertos de la industria en gestión del riesgo, y además contó con la asesoría del Laboratorio Oficial de Madariaga de la Universidad Politécnica de Madrid (España), un referente mundial en el tema de atmósferas explosivas.

Con respecto al contenido, el académico explica que “la guía da unos lineamientos para valorar el riesgo según las emisiones de gas metano, polvo de carbón y fuentes de ignición en las minas. Esta valoración permite dar los lineamientos del plan de prevención y mitigación que se debería acoger para evitar explosiones, y cómo se debe realizar el seguimiento y control al plan de prevención propuesto; al final se incluye un capítulo asociado con los planes de emergencia ante una explosión”.

Uno de los retos para el equipo de trabajo durante la construcción de la guía fue pensar en que el documento fuera fácil de entender e implementar en cualquier mina del país. Además se trató de que fuera sencillo y poco extenso, pero que abordara todos los temas que se deben considerar en la construcción de un plan de prevención y mitigación de explosiones.

Respecto a la divulgación de este importante proyecto, los académicos manifiestan que la difusión se ha realizado por medio de talleres en Cundinamarca, Boyacá y Norte de Santander, regiones en donde se tiene la mayor cantidad de títulos mineros; además se socializó en eventos técnicos como el “Seminario Minero - Ambiental 2021”, realizado en la Universidad de Cundinamarca, y en el “Congreso Nacional de Gestión del Riesgo en Seguridad Minera” celebrado virtualmente en octubre.

Pilas orgánicas, otra invención de la UNAL con patente de la SIC

 La Superintendencia de Industria y Comercio (SIC) le otorgó patente de invención al método para fabricar pilas orgánicas con desechos de caña panelera, cáscara de plátano y semillas de aguacate, lo cual le permitirá a la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) producir y comercializar de manera exclusiva este producto ecológico en el territorio colombiano por un periodo de 20 años.

Las pilas orgánicas se pueden usar en controles remotos de televisores, en apuntadores, linternas y dispositivos electrónicos del mismo tipo.

Cuando las pilas cumplen su vida útil tienen un tratamiento similar al de una fruta, pues “se pueden desechar sin complicaciones, e incluso aprovecharse como abono para la tierra”.

Así lo asegura el ingeniero físico Favio Nicolás Rosero Rodríguez, de la Facultad de Ciencias Naturales y Exactas y líder de investigación en energías renovables y baterías orgánicas de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Manizales, realizada junto con un grupo de trabajo interdisciplinar conformado por estudiantes de las Maestrías en Ciencias - Física, Ingeniería Física, Química, Eléctrica e Industrial.

La patente de la producción de pilas orgánicas, que forma parte de los resultados de su tesis para la Maestría en Ciencias – Física, “permite darle una mayor utilidad a los desechos orgánicos y se pueden utilizar con potenciales proyecciones y aplicaciones”, como señala el investigador.

“Es genial mostrar, por medio de una invención, el proceso de hacer ciencia utilizando el método científico y brindando soluciones a problemas reales de la sociedad”.

“Los dispositivos fabricados ofrecen importantes proyecciones hacia futuros productos que se pueden utilizar en la industria, ya que minimizan los efectos sobre el medioambiente y poseen eficiencias cercanas a los productos que hoy están en el mercado”, afirma.

Considera además que “su cercanía en eficiencia a las pilas similares del mercado permite seguir trabajando en imponer una nueva tecnología en la industria”.

Según la Dirección de Asuntos Ambientales, Sectorial y Urbana del Ministerio de Medio Ambiente y Desarrollo Sostenible, el impacto ambiental de las baterías comerciales depende especialmente del material del que estén fabricadas. Por ejemplo, las de zinc pueden contaminar hasta 3.000 litros de agua, las alcalinas unos 175.000 litros, y las de mercurio alrededor de 600.000 litros.

Semillas, cáscaras y bagazo

El investigador explica que “para el proceso de fabricación de las pilas se utilizó una semilla de aguacate (pepa), una cáscara de plátano verde y una caña de 50 cm, las cuales se secan en un horno para eliminar el exceso de humedad, se maceran en un mortero y se tamizan con una malla para finalmente obtener polvos semifinos de semilla”. Como compuesto electrolítico se utilizaron los materiales orgánicos, además de cloruro de zinc y de sodio, y el electrolito fabricado”.

“También se tomaron elementos de las pilas AAA desechadas,se les retiró el material contaminante, y los casquetes de zinc y el grafito que quedaron se rellenaron con el químico obtenido”.

Y la labor fue más allá, pues se sintetizó el material a escala nanométrica, una tecnología más avanzada. “Los materiales llevados a escalas tan pequeñas potencian sus propiedades y generan unas nuevas, y por eso es interesante escalarlos a nanopartículas de plata por un método sencillo que es económico y más ecológico que otros procesos de síntesis”, explica el investigador Rosero.

Al final, para las 9 pilas se utilizó el 60 % del material orgánico procesado y el peso aproximado de cada una es de 4,32 g.

Transferencia tecnológica

El magíster de la UNAL explica que esta tecnología formará parte de un proceso de transferencia tecnológica que se trabajará desde la OTRI N-LACE, una apuesta para impulsar negocios innovadores en Caldas.

Al respecto, el director de la OTRI, Sandro Villamil Martha, menciona que “para la adjudicación de la patente de pilas orgánicas es fundamental contar con las protecciones, porque facilita el proceso de acercamiento al sector real y mejora las condiciones de transferencia de posibles negociaciones con empresas interesadas en el desarrollo de esta tecnología para comercializar el producto en el mercado”.

Por su parte, Elisabeth Restrepo Parra, directora de Investigación y Extensión de la UNAL Sede Manizales, explica que “este proceso patentado es el primer piloto; el siguiente paso es formar y capacitar a un grupo de estudiantes de maestría para continuar escalando el proceso, de manera que las pilas alcancen mayor voltaje y duración”.

El profesor Rosero concluye invitando a toda la niñez y juventud a que indaguen en la ciencia, a que se interesen por la investigación y que sigan este camino maravilloso de ser científico.

Islas de San Andrés, muy vulnerables a eventos climáticos extremos

Mediante la medición y el modelado de mapas que contemplan las amenazas por huracanes –como los vientos, inundaciones urbanas y costeras– cruzadas con las condiciones de vulnerabilidad social, un estudio logró definir como “sumamente alto” el riesgo de las islas de San Andrés, Providencia y Santa Catalina ante huracanes como Iota, ocurrido hace un año.

El estudio permitió identificar, por ejemplo, que el 70 % de San Andrés tiene una condición de vulnerabilidad alta frente a estos eventos extremos, tanto por las condiciones físicas de los mismos huracanes como por las condiciones sociales de exposición, fragilidad y capacidad de adaptación y resiliencia respecto a los tipos de vivienda y a los sistemas de drenaje existentes en la Isla.

“Por medio de un equipo multidisciplinar que involucra científicos del área atmosférica, oceanográfica, costera, urbana y del componente de vulnerabilidad, tratamos de reproducir y caracterizar algunas de estas amenazas por medio de mediciones en campo y por modelación matemática,”, refiere el investigador Andrés Fernando Osorio Arias, magíster y doctor en Ciencias y Tecnologías Marinas, profesor de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) y director del Grupo de Investigación en Oceanografía e Ingeniería Costeras (Oceánicos).

El estudio, que se hizo en el marco de un convenio de cooperación entre la Corporación Coralina, la UNAL Sedes Medellín y Caribe, y la Corporación Centro de Excelencia en Ciencias Marinas (CEMarin), quería evaluar las amenazas y la condición de vulnerabilidad y de riesgo a la que estarían sometidas las islas por la presencia de estos fenómenos naturales.

Amenazas del huracán

Según el profesor Osorio, con el huracán vienen tres elementos básicos: el primero son los vientos huracanados, que viajan a grandes velocidades. Por ejemplo, un huracán de categoría 5 puede producir vientos que viajan de los 200 a 250 kilómetros por hora, y suelen ser devastadores. Sin embargo, a medida que baja la categoría también disminuye la velocidad. Para el caso de Providencia, estos vientos fueron modelados, cuantificados y validados con información satelital y otros datos.

La segunda amenaza es la inundación urbana, que ocurre cuando de un huracán se despliegan grandes cantidades de agua lluvia en poco tiempo. En el caso de San Andrés, normalmente puede llover 800 milímetros de agua al año, pero en un evento como el del paso de un huracán puede llover hasta 400 milímetros de agua en dos o tres días, es decir que en ese corto tiempo en la isla había llovido lo de casi seis meses.

“Esto se agrava por el hecho de que islas como San Andrés no tienen sistemas de drenajes pluviales suficientemente funcionales, lo que genera un desbordamiento de las vías, del sistema pluvial que exista haciendo que se sobreeleve el nivel del agua, inundando las casas”, describe el investigador.

La tercera condición de amenaza que se midió fue la inundación costera, que se refiere a un aumento en el nivel del mar que inunda la costa, y al cual se suman olas más grandes de lo  normal (de 6 o 7 m). Este y los otros dos fenómenos también fueron modelados y calibrados con una serie de instrumentación y sus resultados se validaron para sacar mapas de cada una de las amenazas.

Los datos arrojados por los mapas se cruzaron con los de dos tipos de vulnerabilidades: física y social. La física está dada por la infraestructura física de las viviendas, es decir, si están hechas de concreto, bahareque o madera.

“Tuvimos que censar las manzanas de la Isla para observar los materiales de las casas, y con esa información definir a qué tipo de pérdida estará asociado el fenómeno de los huracanes, y con base en esa vulnerabilidad física se le da un porcentaje”, señala el experto.

Es decir, mientras que una casa de concreto tiene una vulnerabilidad ante estos fenómenos entre 20 y 30 %, la vulnerabilidad de una de bahareque puede ser del 60 al 70 % para el mismo viento. “Por ejemplo, un viento de 200 o 250 km/h deja en una casa de concreto una vulnerabilidad del 30 %, mientras que ese mismo viento en una de bahareque o de madera puede llevarla al 80 %”, explica el profesor Osorio.

El otro tipo de vulnerabilidad evaluado fue el social, que hace referencia a qué tan listos o no están los habitantes de la Isla para desplazarse, conocer el fenómeno, entender las instrucciones, dónde protegerse, manejar un botiquín, entre otros.

“Todo esto sirve para que, ante un evento de riesgo máximo, como los huracanes ETA y Iota, los decisores de San Andrés y Providencia puedan saber cuál es la preparación que debe tener el Comité Departamental de Riesgo para enfrentarse a futuros eventos climáticos como estos”, advierte el investigador.

 

Termitas ayudarían a recuperar suelos degradados por la ganadería

 Cuando el bosque natural se modifica o el uso de la tierra se intensifica, la riqueza y abundancia de termitas a menudo disminuye y la composición de especies también puede cambiar, de ahí que estos insectos se consideren como buenos indicadores de biodiversidad en regiones tropicales como la Amazonia.

El ingeniero forestal José Daniel Castro Torres, magíster en Entomología de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), explica que –contrario a lo que se cree popularmente– las termitas no se alimentan solo de madera, pues de hecho participan en todo el proceso de descomposición del material vegetal de los bosques.

Para comprobarlo, evaluó qué tanto se podría recuperar el suelo amazónico sembrado con caucho en cuatro fincas de San Vicente del Caguán, Florencia, Belén de los Andaquíes y Albania, municipios de Caquetá.

Según el investigador, diferentes sistemas de producción de caucho en el piedemonte amazónico pueden ser una alternativa para recuperar los suelos degradados –especialmente por ganadería extensiva–, siempre y cuando su manejo no sea extensivo o químico.

“Indagué sobre la diversidad y acción de las termitas en tres sistemas diferentes de caucho en estos suelos y lo comparé con la pastura cuando dicho suelo está en uso de ganadería. Esto nos diría cuál de los sistemas tendría mayor diversidad y cómo se deberían estructurar según las comunidades de termitas en un entorno natural sin intervención”.

Los sistemas productivos de caucho evaluados fueron: un sistema agroforestal –combinación entre caucho y copoazú (fruta amazónica pariente del cacao, usada en la región para jugos, helados y chocolate de copoazú–; un campo clonal, basado en los cauchos que son clones genéticamente mejorados y que tiene una mayor productividad a largo plazo; y algunas plantaciones comerciales, en las cuales se da un manejo más tradicional, y que eran las más antiguas (20-25 años).

Exploración y colección en campo

Para desarrollar su investigación, el magíster colectó termitas de 15 miniparcelas de los sistemas escogidos y también del bosque y de los suelos con pasturas.

Considerando los lugares donde se alimentan las termitas, trazó una ruta y se establecieron parcelas en las que dos personas examinaron distintas características del suelo durante 20 minutos.

Apenas aparecieron las termitas se capturaron manualmente con pinzas, se almacenaron en alcohol y se etiquetaron indicando el lugar en donde se colectaron.

“Además en cada lugar recolectamos una muestra de suelo de 500 g para hacer análisis fisicoquímicos en laboratorio, y poder comprar las principales propiedades de cada lugar para posteriores análisis”, explica el magíster.

Caucho sí, pero con buen manejo

Uno de los resultados importantes de la investigación es que se trató del primer listado más grande de termitas para Colombia en una zona limitada, en el que se identificaron casi todas las especies, 10 de las resultaron ser nuevas para la ciencia.

Los investigadores también encontraron que no todos los sistemas productivos de caucho pueden ayudar a recuperar el suelo, ya que, por ejemplo, los sistemas agroforestales tendrían un impacto cero en mejorar los suelos y que sería casi igual a tener pasturas, mientras que, al compararse con los campos clonales, la diversidad aumenta considerablemente y crece en los cauchos comerciales.

“Esto no quiere decir que los cultivos de cauchos sean malos, pero sí se encontró una relación negativa con el manejo que se le está dando a las plantaciones, que es la razón que puede estar influyendo”, señala el investigador.

Agrega que “los sistemas agroforestales son los que tienen más manejos químicos, de pesticidas y fungicidas, y además no dejan residuos naturales en los suelos, lo que hace que no llegue materia prima o alimento a las termitas para que consuman y generen nutrientes que posteriormente serían depositadas en las plantas”.

“Al hacer eso químicamente se está generando un impacto negativo en la biodiversidad, y a largo plazo lo tendrán los suelos, ya que estas no solo aportan nutrientes, sino que también ayudan a descompactar el suelo (poca porosidad en el suelo resultado de la ganadería extensiva) y generan una mejor filtración del agua para que crezcan otras yerbas favorables”.

Entre las recomendaciones se encuentran la búsqueda de alternativas de manejo fitosanitaria y de fertilizante a los suelos, lo que les ofrecería a los suelos condiciones ideales para que organismos como las termitas lleguen a mejorar la fertilidad en un largo plazo.