Clase de ventilacion de Minas

1. Clases de Ventilación de
Minas
Esteban López Araya.
Universidad de Aconcagua
TECNICO EN MINAS

2. CAPITULO 7.
VENTILACION EN MINAS
SUBTERRANEA

3. Los sistemas de ventilación tienen básicamente tres
elementos principales:
i.- Caudal de aire.
ii.- Energía : La energía necesaria para que un
ventilador pueda mover una masa de aire.
iii.- Sistema colectores o controladores de polvo.
SISTEMAS DE VENTILACIÓN

4. 1.- Determinación del caudal de aire.
Q = A x V (c. f. m.) (pies3/min)
Área
Se determina en forma directa en una sección de la galería o ducto.
Velocidad
Cuantifica la traslación para gases y fluidos en una unidad de tiempo.
Ejercicio:
1.- En una labor de dimensiones 3 x 3 metros, el aire avanza a una
velocidad de 120 metro en un 1 Minuto, cual es el caudal de aire que
circula en esta labor.

5. 1.1.- Calculo Según el desprendimiento de gases
Se basa en el volumen de gas desprendido en una mina
cada 24 horas.
Q = q . (m3/seg)
864 p
q : Volumen de gas desprendido en 24 horas (m3)
p : Concentración máxima permisible en Chile 0,5 %

6. 1.2.- Calculo Según el personal que trabaja
Se basa en el oxigeno necesario para las personas que
trabajan en una Mina Subterránea.
Q = f x N
f : Volumen necesario por hombre. En Chile 3 m3/min
N : Numero de trabajadores por turno.
Ejercicio:
¿Cuál será el caudal de aire necesario para un turno donde
trabajan 50 personas, exprese el resultado en c.f.m.?

7. 1.3.- Calculo del caudal de aire según el polvo en
suspensión.
Existen normas que limitan la cantidad de partículas de polvo
por m3 de aire. Pero es muy difícil predecir la cantidad de polvo
generado por los distintos procesos industriales.
Por lo cual es más aceptado el criterio de hacer pasar una
velocidad de aire por áreas contaminadas y arrastrar el polvo a
zonas donde no cause problemas.
Velocidades deben ser del orden de 200 a 500 pies/min ó 30 a
40 mt/min son suficiente para mantener áreas despejadas.

8. LHD)
0
1
2
3
4
5
6
7
0,1 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0
Velocidad Aire [pie/min*100]
Conc.
de
Polvo
en
Suspensión
0
1
2
e3
4
5
6
7
1.545 7.726 15.453 30.906 46.359 61.812 772.658 92.718 108.171 123.624
Caudal Inyectado [cfm]
Conc.
de
Polvo
en
Suspensión

9. 1.4.- Calculo del caudal según el consumo de explosivo
Se basa en la eliminación de tóxicos producidos por la
detonación de explosivos y el tiempo que se estima para limpiar
las galerías de gases y C.M.P. según normas.
Q = G x E
T x f
G : Formación de gases en m3 por detonación de 1kg de
explosivos. Como norma general 0,04 m3.
E : Cantidad de explosivo a detonar.
T : Tiempo de dilución en minutos no debe ser > a 30 minutos.
f : Porcentaje de dilución de los gases en la atmósfera, debe ser
diluido a no menos de 0,008 %.
Q = 16,67 x E (m3/min)

10. 1.5.- Caudal por gases de escape equipos diesel.
El existo de los LHD en la Minería, ha significado una serie de
ajustes de la infraestructura para acoger este nuevo equipo.
Por tal razón se debe considerar el control de la emisión de
gases nocivos CO en los motores.
La emisión de gases debe considerar lo siguiente:
1.- Cartas de consumo de petróleo y lubricante que permiten
controlar y detectar situaciones anormales.
2.- Problemas en el suministro de combustible se actúa sobre
los inyectores y sobre bombas de petróleo.
3.- Uso de aditivos anti-smog en el petróleo.

11. 4.- La instalación de un purificador oxi-catalítico controla en
gran medida este problema, teniendo en cuenta que después
de un cierto tiempo de operación 1500 horas se debe agregar
granulado o pellets.
El aire mínimo será de 2,83 m3/min por HP.
EJERCICIO
2.- En una labor de área 9 m2 existe un ventilador de 250 HP
cual es la velocidad del viento que circula si el caudal esta
relacionado con la potencia del ventilador
Requerimiento según
reglamento pala 275 HP
27.484 cfm por total HP

12. HP MOTORES Y CONSUMOS
HP KW AMP
5 3,7 8
7,5 5,5 12
10 7,5 16
15 11 22,5
20 15 30
25 18,5 37
30 22 44
33 25 50
40 30 60
50 37 72
60 45 85
75 55 105
100 75 138
125 90 170
150 110 211
180 132 245
200 150 283

13. 2.- Flujos de aire en galerías o ductos ( ley de Atkinson’s).
Cuando el aire fluye a través de un ducto, una galería minera,
un pique enmaderado o revestido con planchas metálicas, la
presión requerida para mover el aire a través de él depende no
solo de la fricción interna sino también del tamaño, longitud,
forma del ducto, la rugosidad de sus paredes, la naturaleza de
las obstrucciones, la velocidad y densidad del aire.
El movimiento del aire se produce por diferencia de presión,
para originar esta diferencia de presión es necesario agregar
energía al sistema.

14. La energía es consumida en superar la resistencia que ofrece
la galería o ducto al paso del aire, lo que significa consumir
capacidad de mover al aire por el ventiladores.
Este consumo de energía se denomina pérdidas por fricción
(Hf) y está formada por dos componentes.
Hf = R x Q2.
Hf : Perdidas por fricción (pulgada columna de agua)
R : Resistencia aerodinámica
Q : Caudal (pie3/min)

15. PERDIDAS SINGULARES (HX).
En todo sistema de ventilación existen las perdidas
Singulares que son causadas por abruptos cambios de
velocidad.
1.- Cambios en la dirección del flujo.
2.- Entradas y salidas de aire del sistema.
3.- Bifurcaciones o uniones de dos o más flujos.
4.- Obstrucciones en las galerías de ventilación.
5.- Puertas defectuosas.
6.- Poca hermeticidad de los tapados.

16. En ventilación las perdidas singulares se reducen a:
Pérdidas de entrada (Pe)
Perdidas de salida (Ps)
Ambas son gastadas en poner en poner en movimiento una
masa de aire y disipación de la energía a la salida.
Pe = 1 VP + Cr.
Ps = 1 VP.
VP = (V / 4005)2.
VP = Presión cinética Pulg H2O.
V = Velocidad de aire en pies / min.
Cr = Pérdidas de entrada.

17. En galerías subterráneas se expresa las perdidas por medio del
uso de largo equivalente de una galería recta.
A modo de ejemplo y para fijar mejor las ideas, respecto del
efecto negativo que presentan los cambios bruscos de dirección
tenemos que en una tubería rectangular de 1,5 x 0,75 m,
cambios de dirección dan pérdidas equivalentes a las longitudes
de tubería siguiente.

18. Por lo tanto.
H = Hf + Hx
Todas las formulas para pérdidas de presión incluyen un factor
empírico, cuyo valor varía con las condiciones y se determina
por experiencia. Este factor empírico comúnmente llamado K
(coeficiente de fricción).

19. Formula para pérdida de presión para ventilación
de Minas
H = K x L x P x V2
A
H = Pérdidas de presión (Libras / pie2)
K = Factor de fricción (lb x min2/pie4)
L = Largo de la galería (pie)
P = perímetro de la galería (pie)
V = Velocidad (pie/min)
A = Área de la sección de la galería (pie)

20. Para obtener la perdida de presión en pulgadas
de agua la formula se divide por 5,2 y queda
H = K x L x P x V2
5,2 x A
Si alteramos la formula para incluir el caudal de
aire queda
H = K x L x P x Q2
5,2 x A3

21. En ventilación se debe trabajar con densidades por lo tanto
a la formula anterior se debe hacer corrección por
variación de densidad por lo cual queda:
H = K x (L + Le) x P x Q2 x W .
5,2 x A3 x 0,075
H = Resistencia aerodinámica
K = Factor de fricción
L = Longitud del ducto pies
Le = Longitud equivalente
P = Perímetro pies
A = Área del ducto pies2
W = densidad del aire en el lugar.

22. Factores de fricción.
Tipo de galería
K
Túneles de roca 90 x 10-10
Túneles rectos fortificados 80 x 10-10
Ductos de ventilación
Manga lisa 13 x 10-10
Manga corrugada 33 x 10-10

23. Ejercicio:
Cuál será la caída de presión cuando 25.000
pies3/min de aire a 0,064 lb/pies3 de densidad fluyen
a través de manga corrugada de 1640 pies de largo y
1,0 metros de diámetro?