Grisú

El grisú (del francés grisou) ye un gas que pue atopase nes mines subterránees de carbón, capaz de formar atmósferes esplosives.

Composición

El componente principal del grisú ye'l metanu. Dependiendo de los yacimientos, apaecen otros gases como'l etanu, dióxidu de carbonu y, menos, hidróxenu, heliu y argón.

Orixe

El grisú tien el mesmu orixe que'l carbón y se forma al empar que él. Nel procesu de carbonificación, el carbón esprende diversos elementos, como hidróxenu, carbonu y , en forma d'agua y gases como'l dióxidu de carbonu, el metanu, etcétera.

Estos gases queden en parte reteníos na capa de carbón y estratos axacentes, mientres el restu migra.

El grisú nel carbón

La mayor parte del grisú, enredor del 95%, alcuéntrase absorbío sobro la superficie interna del carbón. Esta absorción débese a les fuercies de Van der Waals ente les molécules del gas y les partícules de carbonu. Estímase que'l carbón tien una superficie interna de 20 a 200 m²/g, colo que pue absorber una cantidá importante de grisú.

El restu del grisú, enredor del 5%, tá en forma llibre nos resquiebros, fisures y fractures qu'esisten nel interior de la capa y del propriu carbón.

Tamién ye posible la presencia de grisú n'otros tipos de yacimientos sedimentarios, como potasa, yelsu o caliar. El so conteníu en grisú ye menor que nel casu del carbón debío a la ausencia de sustancies absorbentes.

El grisú na mina

Cuando se crea un güecu dientro de la mina, prodúzse una zona de relaxación de presiones enredor del güecu, que de la mesma tá arrodiada por otra zona de sobrepresiones.

Estos cambios orixinen l'aparición de resquiebros en dambes zones, permaneciendo abiertes namás les presentes na zona distenida. Si nesta zona esiste carbón con grisú, esti fluyirá facia'l güecu. Primero lo fadrá'l gas llibre de les fisures. Y depués, el gas absorbío se mueve lento facia les fisures y d'elles pal güecu. Esti fenómenu nómase desgasificación.

Cuando s'arranca'l carbón, ésti suel tar parcialmente desgasificao y sigue desgasificándose en mientres se tresporta facia l'esterior.

La velocidá cola que se desgasifica depende de diversos factores como la granulometría del carbón, la temperatura y la composición del grisú.

Cuando'l grisú llega al güecu se diluye na atmósfera presente nel mesmu, entemezándose col aire de la ventilación.

Propiedaes

Dende'l puntu de vista de la seguridá nes mines subterránees de carbón, les propiedaes más importantes del grisú son la so inflamabilidá y la so densidá y tan daes pol componente principal, el metanu.

Tocantes a la inflamabilidá la mestura de metanu y aire ye esplosiva ente'l 5% y el 15%, llende inferior d'esplosividá (LIE) y llende superior (LSE), respectivamente. Per enriba del LSE y per embaxu del LIE la mestura nun ye combustible, por escesu de combustible y d'aire, respectivamente. Sicasí, les mestures ente'l 4% y 6% puen arder en presencia de llama esnuda, apagándose al retirala. Y aquelles con concentración ente'l 14% y el 16% tienen el mesmu comportamientu frente a una llama, pero siguen ardiendo depués de ser retirada.

Tocantes a la densidá, el metanu ye más llixeru que'l aire, colo que pue flotar sobro él. En condiciones de baxa velocidá de la ventilación, el grisú pue atropase nes zones más altes de les galeríes en concentraciones inflamables. A altes velocidaes el grisú entemézse col aire non siendo posible la so separación posterior debío a la diferencia de densiades.

Esplosiones

Cuando la concentración de metanu alcuéntrase ente les llendes de esplosividá, pue aportar una esplosión si na zona esiste una fonte de enerxía abondo. Esta pue ser:

Llames esnudes
Chispes d'orixe mecánicu o llétricu
Comrpesiones adiabátiques u ondes de choque
Superficies con gases calientes

La concentración más peligrosa ye la correspondiente al 9,5% que ye la que se corresponde a la mestura que menor enerxía precisa pa provocar una esplosión.

En casu d'aportar una esplosión de grisú, les consecuencies puen ser catastrófiques en pérdides de vides humanes y materiales. Amás, una esplosión de grisú pue entamar una esplosión de polvo de carbón, de consecuencies muncho más catastrófiques.

Una esplosión de grisú se desarrolla como una onda de choque (un aumentu repentín de presión) siguío d'un frente de reaición (una llama). Nel casu de qu'esista polvo de carbón depositao nes parés de les galeríes, la onda de choque provoca que'l polvo se ponga en suspensión na atmósfera, quemando col pasu de la llama y provocando una esplosión de polvo de carbón. Esta esplosión progresará peles partes de la mina onde haya suficiente polvo de carbón depositao nes parés. La mayor catástrofe minera n'Europa aportó en Francia el 10 de marzu de 1906, na nomada Catástrofe de Courrières. Oficialmente morrieron 1099 persones, debío a una esplosión de polvo de carbón que percorrió 110km de galeríes, probablemente orixinada por una esplosión de grisú.

Midíes de seguridá

Les midíes de seguridá rellacionaes col grisú tan rellacionaes con evitar la posibilidá d'esplosiones o menguar los sos efectos. Pa evitar les esplosiones ye posible actuar de dos maneres:

Caltener la concentración de metanu per embaxu del 5%
Evitar les fontes enerxétiques capaces d'inflamar el metanu

Pal primer oxetivu recúrrese a la ventilación. Asina l'aire llimpio que s'introduz del esterior diluye'l metanu nel interior de manera que la so concentración seya inferior al 5%. La midía de la concentración realízase con unos aparatos llamaos metanómetros o grisuómetros.

El segundu oxetivu obliga a usar nel interior de les mines subterránees de carbón equipos y materiales especialmente diseñaos pa usase en atmósferes esplosives. Esto afecta especialmente a equipos, maquinaria, materiales llétricos, esplosivos y accesorios de voladura.

Como midíes de seguridá estremes recúrrese a sistemes qu'eviten una esplosión s'arrobine. Nel casu de dalguna maquinaria llétrica recúrrese a envolventes capaces de soportar una esplosión nel so interior ensin arrobinala.

Tamién s'usen dispositivos asitiaos nes galeríes, que torguen qu'una esplosión s'arrobine al restu de la mina, y se nomen barreres. El so funcionamientu básase na dispersión d'agua o polvo de roca inerte na atmósfera pa esfrecer la esplosión y estinguila.

Usu industrial

El grisú pue ser aprovechao como fonte de metanu. Pa ello se recurre a aprovechar el grisú del interior les mines o'l grisú de les capes de carbón.