El grisú es un gas inflamable que se encuentra en las minas de carbón , por lo general metano en capas de carbón . [1] Se encuentra particularmente en áreas donde el carbón es bituminoso . El gas se acumula en bolsas en el carbón y en los estratos adyacentes y cuando se penetran en ellas, la liberación puede provocar explosiones. Históricamente, si una bolsa de este tipo estaba muy presurizada, se la denominaba "bolsa de suciedad". [2]
Humedad es el nombre colectivo que se da a todos los gases (excepto el aire) que se encuentran en las minas de carbón de Gran Bretaña y América del Norte. [1]
Además del grisú, otras humedades incluyen la humedad negra (mezcla no respirable de dióxido de carbono , vapor de agua y otros gases), la humedad blanca (monóxido de carbono y otros gases producidos por la combustión), la humedad pestilente y explosiva ( sulfuro de hidrógeno ), con su característico olor a huevo podrido, y la humedad residual insidiosamente letal ( monóxido de carbono y otros gases) que se produce después de explosiones de grisú o polvo de carbón.
Este término, que a menudo se escribe con guion como grisú, para designar un tipo inflamable de gas de minas subterráneas, en la primera parte deriva del inglés antiguo fyr y del protogermánico fūr para "fuego" (el origen de la misma palabra en holandés y alemán, con ortografías originales similares en sajón antiguo, frisón y nórdico, así como en holandés medio y alto alemán antiguo). En la segunda parte, el significado de "húmedo" (que se entiende más comúnmente como humedad) presenta evidencia de haberse separado de ese significado más nuevo e irrelevante al menos en la primera década del siglo XVIII, donde el significado relevante original de "vapor" también deriva de un origen protogermánico, damnaz , que dio lugar a su predecesor inglés inmediato, el bajo alemán medio moist (sin registro de un intermediario en inglés antiguo). Al igual que con la derivación del primero, el protogermánico damnaz dio lugar a muchos otros cognados, incluido el alto alemán antiguo damageh , el nórdico antiguo damagepi y el alemán moderno Dampf , el último de los cuales todavía se traduce como "vapor". [3]
El grisú es explosivo en concentraciones de entre el 4% y el 16%, y la mayoría de las explosiones se producen en concentraciones cercanas al 10%. Provocó muchas muertes en las minas de carbón antes de la invención de la lámpara Geordie y la lámpara Davy . [4] Incluso después de que las lámparas de seguridad se volvieran de uso común, las explosiones de grisú todavía podían ser causadas por chispas producidas cuando se golpeaba carbón contaminado con piritas con herramientas de metal. La presencia de polvo de carbón en el aire aumentaba el riesgo de explosión con grisú y podía causar explosiones incluso en ausencia de grisú. Las minas de carbón de Tyneside en Inglaterra tenían la combinación mortal de carbón bituminoso contaminado con piritas y hubo un gran número de muertes en accidentes causados por explosiones de grisú, incluidas 102 muertes en Wallsend en 1835. [4]
El problema del grisú en las minas había sido llevado a la atención de la Royal Society en 1677 [5] y en 1733 James Lowther informó que, mientras se perforaba un pozo para un nuevo pozo en Saltom, cerca de Whitehaven, se había producido una fuga importante cuando una capa de piedra negra se había abierto paso hasta una veta de carbón. Al encenderlo con una vela, había producido una llama constante "de aproximadamente media yarda de diámetro y cerca de dos yardas de alto". Al extinguirse la llama y lograr una penetración más amplia a través de la piedra negra, al volver a encenderse el gas se produjo una llama más grande, de una yarda de diámetro y aproximadamente tres yardas de alto, que se extinguió con dificultad. El soplador se separó del pozo con paneles y se condujo a la superficie, donde más de dos años y medio después continuó tan rápido como siempre, llenando una gran vejiga en unos pocos segundos. [6] Los miembros de la sociedad eligieron a Sir James Fellow, pero no pudieron encontrar ninguna solución ni mejorar la afirmación (que finalmente se demostró que era incorrecta) de Carlisle Spedding, el autor del artículo, de que "este tipo de vapor, o aire húmedo, no se incendia excepto con llama; las chispas no lo afectan, y por esa razón es frecuente usar pedernal y acero en lugares afectados por este tipo de humedad, lo que dará una luz tenue, que es de gran ayuda para los trabajadores en casos difíciles".
Un gran paso adelante en la lucha contra el problema del grisú se produjo cuando George Stephenson y Humphry Davy propusieron las lámparas de seguridad , destinadas a proporcionar iluminación sin poder encender el grisú, en respuesta a accidentes como el desastre de la mina Felling cerca de Newcastle upon Tyne , que mató a 92 personas el 25 de mayo de 1812. Davy experimentó con una gasa de latón , determinando el tamaño máximo de los huecos y el grosor óptimo del alambre para evitar que una llama pasara a través de la gasa. [7] Si una llama desnuda estaba así totalmente encerrada por una gasa de este tipo, entonces el metano podía pasar a la lámpara y arder de forma segura por encima de la llama. La lámpara de Stephenson (la "lámpara Geordie") funcionaba con un principio diferente: la llama estaba encerrada por un vidrio; el acceso del aire a la llama se realizaba a través de tubos lo suficientemente estrechos como para que la llama no pudiera retroceder con el grisú entrante y los gases que salían tenían un contenido demasiado bajo de oxígeno para permitir que la llama encerrada alcanzara la atmósfera circundante. Ambos principios se combinaron en versiones posteriores de lámparas de seguridad.
Incluso después de la introducción generalizada de la lámpara de seguridad, las explosiones continuaron porque las primeras lámparas eran frágiles y se dañaban fácilmente. Por ejemplo, la malla de hierro de una lámpara Davy solo necesitaba perder un cable para volverse insegura. La luz también era muy pobre (en comparación con una llama desnuda) y hubo continuos intentos de mejorar el diseño básico. La altura del cono de metano en llama en una lámpara de seguridad de llama se puede utilizar para estimar la concentración del gas en la atmósfera local. No fue hasta la década de 1890 que las lámparas eléctricas seguras y confiables estuvieron disponibles en las minas de carbón.
El silbato de grisú fue desarrollado por Fritz Haber en 1913 como indicador profiláctico de grisú, pero la calibración en una mina de carbón en funcionamiento finalmente resultó poco práctica. [8]