Conceptos clave de aire comprimido

1. SERVICIOS AUXILIARES
MINEROS
AIRE COMPRIMIDO Y LOS COMPRESORES

2. https://www.youtube.com/watch?v=U0eRxYjIy14

3. Capacidad Terminal
Competencia
Aire comprimido y compresores
• Compresores
• Características técnicas de los compresores
• Diseño y dimensionamiento
• Caudal de demanda de aire comprimido
• Capacidad instalada de una planta de compresión
• Trabajo en el compresor
• Densidad de aire
• Almacenamiento de aire comprimido
• Pulmones
• Seguridad
Problemas de aplicación
Conclusiones
Bibliografía
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ÍNDICE

4. CAPACIDAD TERMINAL
• Analizar los parámetros de dimensionamiento de compresores, y la
capacidad instalada de una planta de compresión.
• Debatir acerca del sistema de almacenamiento de aire comprimido.
• Analizar las recomendaciones de seguridad de manejo de aire
comprimido en las actividades mineras.
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5. COMPETENCIA
Al finalizar la sesión el alumno aplica los conceptos del sistema de aire
comprimido, calcula la demanda de aire comprimido y dimensiona los
compresores.
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6. AIRE COMPRIMIDO Y
COMPRESORES
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7. COMPRESORES
Son equipos que generan aire comprimido, aumentan la presión, y pueden
ser estacionarios y transportables.
Fuente: Compresores - DENAIR
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8. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
DE COMPRESORES
Fuente: Compresores - DENAIR
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9. DISEÑO Y DIMENSIONAMIENTO
• Calcular el caudal de demanda de aire comprimido para equipos e instalaciones.
• Calcular la red de aire comprimido.
• Dimensionar el compresor para el suministro de aire comprimido.
• Dimensionar el pulmón (tanque) de aire comprimido.
• Calcular la unidad de mantenimiento y equipos necesarios que garanticen un
aire comprimido limpio, seco y lubricado.
• Diseñar el sistema eléctrico de alimentación al equipo generador de aire
comprimido y de control.
Fuente: Proyecto Fin de Carrera - Romero
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10. CAUDAL DE DEMANDA DE AIRE COMPRIMIDO
La demanda de aire es afectada por los siguientes factores:
1. Factor de altitud
Fh =
Po (P + Ph)
Ph (P + Po)
Po: Presión atmosférica al nivel del mar, lb/pulg2
P : Presión de trabajo o presión entregado, lb/pulg2
Ph: Presión atmosférica en la mina, lb/pulg2
[1.1671991 −
ℎ
122.4 𝑇+460
]
P= 10
P: Presión atmosférica o barométrica, lb/pulg2
h: Altura, pies
T: Temperatura, °F
Presión atmosférica al nivel mar = 1 Atm = 14.7 lb/pulg2 = 105 Pa = 105 N/m2 = 1.01325 bares
= 760 mm Hg.
Fuente: Proyecto Fin de Carrera - Romero
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11. La demanda de aire es afectada por los siguientes factores:
2. Factor de utilización
Fu = 90% a 100% para 10 ó más máquinas.
Fu = 80% a 89% para menos de 10 máquinas.
3. Factor de seguridad
Fs = 05% a 15%
4. Factor de ampliación
Fa = 25% a 50%
Fuente: Proyecto Fin de Carrera - Romero
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CAUDAL DE DEMANDA DE AIRE COMPRIMIDO

12. CAPACIDAD INSTALADA DE
UNA PLANTA DE COMPRESIÓN
Qplanta = Qdemanda * Fh * Fu * Fs * Fa
P= ⍴ ∗ Q ∗ W
P∶ Potencia de motor, Watts.
⍴: Densidad de aire, Kg/m3
.
Q: Caudal, 𝑚3
/s.
W : Trabajo, Joule/Kg
Fuente: Curso Servicios Auxiliares Mineros - UNSC
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13. Fuente: Curso Servicios Auxiliares Mineros - UNSC
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14. TRABAJO EN EL COMPRESOR
W = −
k
k − 1
∗ P1 ∗ V1 ∗ [
P2
P1
(k−1)/k
− 1]
W : Trabajo técnico, Joule.
P1: Presión inicial del proceso, N/m2
P2: Presión final del proceso, N/m2
V1: Volumen inicial del proceso, 𝑚3
k = 1.40 Gas y aire, diatómicos.
k = 1.66 Gases monoatómicos
k = 1.30 Gases triatómicos
Fuente: Curso Servicios Auxiliares Mineros - UNSC
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15. DENSIDAD DE AIRE
⍴ = ⍴𝑠 ∗ 𝑒[
−ℎ
29.2699𝑇+7995.0852
]
⍴: Densidad de aire a “h” m.s.n.m, lb/pie3
⍴s: Densidad de aire al nivel del mar, 0.0749 lb/pie3
h: Altura, m
T: Temperatura, °C
Densidad estándar al nivel del mar = 0.0749 lb/pie3 = 1.20 kg/m3
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16. ALMACENAMIENTO DE AIRE
COMPRIMIDO
El almacenamiento de energía con aire comprimido es un método no
sólo eficiente y limpio, sino económico. En 1973 CAES (Compressed
Air Energy Storage) instaló en Alemania la primera planta de
almacenamiento de energía en aire comprimido, haciendo uso de las
cuevas naturales del subsuelo como almacén. Más tarde se han
instalado plantas similares en Estados Unidos (Alabama y Ohio).
En el sistema de aire comprimido (CAES -COMPRESSED AIR ENERGY
STORAGE), el aire a altas presiones almacenados en depósitos bajo
tierra naturales o artificiales (minas abandonadas, cavidades rellenas
en soluciones minerales, acuíferos, etc), durante las horas de baja
demanda; y, posteriormente, en las horas pico, el aire almacenado se
expande, moviendo un turbo generador.
Fuente: Proyecto Fin de Carrera - Romero
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17. Fuente: Proyecto Fin de Carrera - Romero
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ALMACENAMIENTO DE AIRE
COMPRIMIDO

18. PULMONES
Fuente: Proyecto Fin de Carrera - Romero
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19. NORMAS DE SEGURIDAD
D.S. N° 024-2016-EM
Artículo 367.- En labores subterráneas, las instalaciones de agua,
aire comprimido, gas y relleno hidráulico se ubicarán separadas
de las instalaciones de electricidad, por una distancia mínima de
un (1) metro.
Artículo 370.- Al usar aire comprimido, se deben tomar todas las
precauciones necesarias para prevenir lesiones personales. En
ningún momento se debe dirigir el aire comprimido hacia un
trabajador.
Fuente: D.S. N° 024-2016-EM
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20. D.S. N° 024-2016-EM
Artículo 369.- Los tanques de aire comprimido y los balones de
gas deben estar provistos de manómetros indicadores de
presión; deben tener una o más válvulas de seguridad y serán
inspeccionados periódicamente, junto con la línea matriz de
aire. El titular de actividad minera llevará un registro de las
operaciones de limpieza y mantenimiento.
Fuente: D.S. N° 024-2016-EM
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NORMAS DE SEGURIDAD

21. PROBLEMAS DE APLICACIÓN
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22. SERVICIOS AUXILIARES MINEROS
En una mina subterránea ubicada a 2300 m.s.n.m, se tiene una
temperatura promedio de 8° C, utiliza en su operación 1 perforadora
jackleg de 140 cfm a 90 psi.
a. Determine los factores de corrección por altura
b. Calcular el caudal de la mina

23. CONCLUSIONES
• Los conceptos dimensionamiento de compresores, y los parámetros
de la capacidad instalada de una planta de compresión, se aplican
en los procesos mineros.
• Existen sistemas de almacenamiento de aire comprimido, para
regular el caudal de demanda.
• Es importante conocer y aplicar las recomendaciones establecida en
el Reglamento de Seguridad y Salud Ocupacional en Minería.
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24. BIBLIOGRAFÍA
• Reglamento de Seguridad y Salud Ocupacional en
Minería, aprobado por D.S. N° 024-2016-EM y D.S. N°
023-2017-EM.
• Compresores – Denair
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