Optimización del sistema de ventilación de la mina Charito

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE MINAS
‘‘OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE VENTILACIÓN DE LA MINA CHARITO,
COMPAÑÍA MINERA PODEROSA S.A. ’’
TESIS
PARA OPTAR EL TITULO DE
INGENIERO DE MINAS
AUTOR:
BCH. VERGARAY VALLE, ROY MARLON
ASESOR:
ING. MORALES RODRÍGUEZ, FRANCISCO GUSTAVO
TRUJILLO – PERÚ
2017
BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN
Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú.
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i
‘‘OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE VENTILACIÓN DE LA MINA
CHARITO, COMPAÑÍA MINERA PODEROSA S.A. ’’
JURADOS:
Presidente
Ing. Alberto Cipriano Galván Maldonado
Reg. CIP: 49937
Vocal
Ing. Francisco Gustavo Morales Rodriguez
Reg. CIP: 50917
Secretario
Ing. Filomeno Bilmer Gamarra Reyes
Reg. CIP: 22843

i
DEDICATORIA
A mis padres por ayudarme a
lograr mis objetivos y a la vez
brindarme la motivación para ser
mejor cada día.

ii
AGRADECIMIENTO
A Dios y mis padres por haberme apoyado incondicionalmente en todo momento.
Un agradecimiento a todos los catedráticos e ingenieros de mi alma mater, la escuela
de Ingeniería de Minas, por inculcar sus conocimientos y compartir sus experiencias para
mi formación profesional.
A la empresa Luz del Carmenc SAC así mismo a los ingenieros de Compañía Minera
Poderosa SA por permitir desarrollar esta investigación.
Al asesor por haberme guiado durante toda la investigación.

iii
RESUMEN
El presente trabajo de Investigación titulado: “Optimización del sistema de ventilación
de la mina Charito, Compañía Minera Poderosa S.A.”, cuyo objetivo fue determinar el
diseño y método de ventilación más adecuado, para optimizar el sistema de ventilación
de la mina Charito, Proyecto Palca - Compañía Minera Poderosa S.A. La mina Charito
tiene labores ciegas, por lo que se utiliza ventilación auxiliar. En un inicio el método de
ventilación utilizado fue combinada, con dos ventiladores de 10 000 CFM uno instalado
como aspirante y el otro como impelente; siendo el principal problema el prolongado
tiempo de ventilación para evacuar los gases producto de las voladuras y la necesidad de
ventilación en otros puntos de la mina, que no estaban considerados en el sistema inicial.
Para el presente proyecto de investigación se realizó un levantamiento de ventilación y
cálculos, para determinar el caudal requerido; presentándose dos escenarios, en el primero
donde se evalúa el caudal requerido para personas y el segundo, para dilución de gases
producto de la voladura. Obteniendo que el caudal requerido en la etapa de desarrollo es
de 8,534 CFM, teniendo presente que el caudal para personal, es de 2,966 CFM, cuyo
valor es menor a la necesidad de personal. Además, se realizó una comparación de
rendimiento entre un ventilador de 20 000 CFM y dos de 10 000 CFM enseriado,
conectados a mangas de ventilación de 24”, dando mejores resultados los dos ventiladores
de 10 000 CFM enseriados. Para el diseño del sistema de ventilación se determinó la
necesidad de usar dos ventiladores enseriados de 10 000 CFM cada uno, teniendo en
cuenta que el ángulo de ataque del alabe del ventilador es de 80°, los cuales inyectaran
aire fresco a los diferentes frentes de trabajo en interior mina a través de mangas de
ventilación de 24”x100m, con lo que se cumple la hipótesis planteada.
Palabras Claves: Ventilación, Control y Flujo de aire.

iv
ABSTRACT
This research work entitled: "Optimization of the ventilation system of the Charito
mine, Compañía Minera Poderosa", whose objective was to determine the most suitable
design and ventilation method, to optimize the ventilation system of the Charito mine,
Palca Project of Compañía Minera Poderosa SA. The Charito mine has blind fronts of
work, so auxiliary ventilation is used. In the beginning, the ventilation method was used
in the combination, with two fans of 10,000 CFM one installed as an aspirant and the
other as impeller; the main problem being the prolonged ventilation time to evacuate the
gases produced by blasting and the need for ventilation at other points of the mine, which
are not considered in the initial system. For the present research project, a ventilation and
calculations survey was carried out to determine the required flow; Two scenarios are
presented, in the first where the required flow for people is evaluated and the second, for
dilution of gases produced by blasting. Obtaining the flow required in the development
stage of 8,534 CFM, taking into account the flow for personnel, is 2,966 CFM, whose
value is less than the need for personnel. In addition, a performance comparison was made
between a fan of 20,000 CFM and two of 10,000 CFM in total, connected to a 24 "fan,
giving the best results of the 10,000 CFM fans trained. of 10 000 CFM each, taking into
account that the angle of attack of the fan of 80 °, which will inject fresh air to the different
work fronts in indoor mine through of ventilation sleeves of 24 "x100m, which meets the
hypothesis.
Key Words: Ventilation, Control and Air Flow.

v
INDICE DE CONTENIDOS
DEDICATORIA..……………………………………………………………..…….……i
AGRADECIMIENTO…………..………………………………………………….……ii
RESUMEN…………..……………………………………………………………….…iii
ABSTRACT.……………………………………………………………………….…...iv
INDICE DE CONTENIDOS……….…………………………………………………....v
LISTADO DE TABLAS…..…………………………………………………………….ix
LISTADO DE FIGURAS…………………………………………………………….....x
INDICE DE ANEXOS…………………………………………………………………xii
CAPITULO I
1.1 Realidad problemática……………………..………………………………………...1
1.2 Antecedentes…………………………………………………………………………2
1.3. Marco Teórico……………………………………………………………………….3
1.3.1. Ventilación……………………………………………………………………..3
1.3.2. Ventilación Subterránea………………………………………………………..4
1.3.3. Tipos de Ventilación……………………………………………………………5
1.3.4. Ventilación Natural…………………………………………………………….5
1.3.5. Ventilación mecánica…………………………………………………………..6
1.3.6. Requerimientos de Aire………………………………………………………...7
1.3.6.1. Requerimiento de Aire por el personal…………………………………….7
1.3.6.2. Requerimiento por el polvo en suspensión………………………………..7
1.3.6.3. Requerimiento por consumo de explosivos……………………………….8
1.3.6.4. Requerimiento por Temperatura…………………………………………..9
1.3.6.5. Requerimiento por diseño de labor………………………………………..9
1.3.7. Sistemas de ventilación……………………………………………….………10
1.3.7.1. Ventilación impelente……………………………………………………10

vi
1.3.7.2. Ventilación aspirante………………………………………………….…10
1.3.7.3. Ventilación impelente con apoyo aspirante………………………………11
1.3.8. Ventilador……………………………………………………………………..11
1.3.9. Tipos de ventiladores………………………………………………………….11
1.3.9.1. Ventilador centrifugo…………………………………………………….12
1.3.9.2. Ventilador de hélice…………………………………………………...…12
1.3.9.3. Ventilador axial……………………………………………………….…12
1.3.9.4. Curva característica del ventilador………………………………………13
1.3.10. Mangas de ventilación……………………………………………………….14
1.3.11. La atmósfera de la mina……………………………………………………..15
1.3.11. 1. Dióxido de carbono (CO2)…………………………………………….15
1.3.11. 2. Monóxido de carbono (CO)……………………………………………15
1.3.11. 3. Sulfuro de hidrogeno (SH2)……………………………………………15
1.3.11. 4. Dióxido de azufre (SO2)……………………………………………….16
1.3.11. 5. Hidrógeno (H2)…………………………………...……………………16
1.3.11. 6. Óxidos Nitrosos (NO+NO2)…………………………………………...16
1.3.12. Leyes de Kirchof……………………………………………………………..16
1.3.12.1. Primera Ley de Kirchof………………………………………………...17
1.3.12.2. Segunda Ley de Kirchof………………………………………………..17
1.3.12.3. Algoritmo de Hardy Cross……………………………………..……….17
1.3.13. Perdida por fricción………………………………………………………….18
1.4 Propiedades físicas del aire…………………………………………………………19
1.5 Mediciones de la ventilación………………………………………………………..21
1.5.1 Medición de caudal de aire……………………………………………….……21
1.5.2 Sondas de medida. Tubo de Pitot……………………………………………...22

vii
1.5.3 Método de barrido…………………………………..…………………………23
1.6 Enunciado del problema……………………………………………………………25
1.7 Hipótesis……………………………………………………………………………25
1.8 Objetivos…………………………………………………………………………...25
1.8.1. Objetivo General……………………………………………………………..25
1.8.2. Objetivos Específicos…………………………………………………………25
CAPITULO II
2.1. Materiales…………………………………………………………………………..26
2.1.1. Material de estudio……………………………………………………………26
2.1.2. Equipos y Herramientas………………………………………………………26
2.1.2.1. Anemómetro……………………………………………………………..26
2.1.2.2. Detector de gases………………………………………………………...27
2.1.2.3. Equipo autocontenido……………………………………………………27
2.1.2.4. Tubo de Pitot…………………………………………………………….28
2.1.2.5. Flexómetro……………………………………………………………….29
2.1.3. Equipo de procesamiento……………………………………………………..29
2.1.4. Herramientas informáticas de proceso de datos………………………………29
2.2. Métodos……………………………………………………………………………29
2.2.1. Etapa 1. Mapeo de la ventilación……………………………………………..29
2.2.1.1. Levantamiento inicial de la ventilación………………………………….29
2.2.1.2. Toma de datos de concentración de Monóxido de Carbono (CO)………35
2.2.2. Etapa 2. Calculo de la demanda de Aire del de la mina……………………..38
2.2.2.1. Requerimientos de aire para personal…………………………………...40
2.2.2.2. Requerimientos de Aire para dilución de Gases por voladuras…………40
2.2.2.3. Requerimiento Global de aire …………………………………………..41

viii
2.2.3. Etapa 3. Elección del ventilador……………………………………………..43
2.2.4. Etapa 4. Corrección de fugas de aire en las mangas de ventilación………….48
CAPITULO III
3.1. Resultados y Discusión…………………………………………………………….50
3.1.1. Descripción del sistema de ventilación……………………………………….50
CAPITULO IV
4.1. Conclusiones……………………………………………………………………….51
CAPITULO V
5.1. Referencias Bibliográficas…………………………………………………………52

ix
LISTADO DE TABLAS
Tabla N° 1: Datos del levantamiento inicial de la ventilación…………………………34
Tabla N° 2: Relación de personal de mina por turno…………………………………..39
Tabla N° 3: Cálculo de requerimiento de aire para Personal……………………….….40
Tabla N° 4: Requerimiento de aire para dilución de gases……………………………..41
Tabla N° 5: Resumen de caudales requeridos según RSSO……………………………41
Tabla N° 6: Escenarios de consumo de aire por nivel de desarrollo…………………...42
Tabla N° 7: Datos de medición en ventilador de 20 000 CFM – Removex……………45
Tabla N° 8: Datos de medición en los ventiladores de 10 000 CFM (Airtec)………….47
Tabla N° 09: Punto de Operación y Costo Energético por Ventilación………………..49
Tabla N° 10: Costo del sistema de ventilación…………………………………………49
Tabla N° 11: Accesibilidad hacia la mina Charito…………………………………..…56

x
LISTADO DE FIGURAS:
Figura N° 01: Ventilación impelente……………………………………………………10
Figura N° 02: Ventilación aspirante…………………………………………………….10
Figura N° 03: Ventilación impelente con apoyo aspirante……………………………..11
Figura N° 04: Ventilador centrífugo……………………………………………………12
Figura N° 05: Ventilador de hélice……………………………………………………..12
Figura N° 06: Ventilador de axial………………………………………………………13
Figura N° 07: Curva característica del ventilador………………………………………14
Figura N° 08: Mangas y Accesorios…………………………………………………….14
Figura N° 09: Anemómetros con molinete……………………………………………..22
Figura N° 10: Medida de la velocidad del aire con tubo de Pitot………………………22
Figura N° 11: Método de barrido……………………………………………………….23
Figura N° 12: Método Polar…………………………………………………………….24
Figura N° 13: Labores y sistema de ventilación actual de la mina Charito…………….26
Figura N° 14: Anemómetro Pacer……………………………………………………...27
Figura N° 15: Detector de gases Dräger X-am 2500…………………………………..27
Figura N° 16: Equipo autocontenido…………………………………………………..28
Figura N° 17: Tubo de Pitot……………………………………………………………28
Figura N° 18: Plano del sistema de ventilación actual de la mina Charito…………….30
Figura N° 19: Ventilador de 10,000 CFM (Airtec) en interior mina…………………..32
Figura N° 20: Mangas de Ventilación de 24”x15m……………………………………32
Figura N° 21: Puntos de toma de datos, en la sección de la labor……………………..33
Figura N° 22: Sección de toma de datos, en las mangas de ventilación……………….33
Figura N° 23: Ubicación de los puntos de monitoreo y distribución del personal……..36
Figura N° 24: Personal capacitado, utilizando el equipo autocontenido……………….36

xi
Figura N° 25: Concentración de Monóxido de Carbono (ppm) – Pto 1………………..….37
Figura N° 26: Concentración de Monóxido de Carbono (ppm) – Pto 2……………….…..37
Figura N° 27: Concentración de Monóxido de Carbono (ppm) – Pto 3…………………...37
Figura N° 28: Concentración de Monóxido de Carbono (ppm) – Pto 4…………………...38
Figura N° 29: Instalación de Ventilador de 20 000 CFM (Removex) en bocamina……43
Figura N° 30: Toma de datos, al final de la manga de ventilación……………………..43
Figura N° 31: Angulo de ataque del alabe del ventilador………………………………44
Figura N° 32: Toma de datos de presión, en el ventilador………………………………44
Figura N° 33: Ventiladores enseriado de 10 000 CFM (Airtec), en bocamina…………46
Figura N° 34: Toma de datos de la potencia eléctrica, en tablero de arranque…………46
Figura N° 35: Mangas de ventilación de 24”x100m……………………………………48
Figura N° 36: Plano del sistema de Ventilación propuesto…………………………….50
Figura N° 37: Ubicación de la mina Charito…………………………………………….57
Figura N°38: Era Geológica paleozoica, sistema pérmico correspondiente a CIA…….59

xii
INDICE DE ANEXOS
I. Ubicación y accesibilidad…………………………………………………………….55
I.1. Ubicación………………………………………………………………………..55
I.2. Accesibilidad……………………………………………………………………55
I.3. Generalidades de la operación mina…………………………………………….58
II. Geología……………………………………………………………………………..58
II.1. Geología local…………………………………………………………………..58
II.2. Geometría y formación del yacimiento…………………………………………58
II.3. Características del yacimiento………………………………………………….60
III. Clima y vegetación…………………………………………………………………60
III.1. Clima……………………………………………………………………….….60
III.2. Vegetación……………………………………………………………………..61
IV. Topografía………………………………………………………………………….61

1
CAPÍTULO I
1. INTRODUCCIÓN:
1.1.- Realidad problemática.
La mina Charito, de la Compañía Minera Poderosa, está ubicada en la zona sur del
Anexo de Suyubamba, de la provincia de Pataz, a una altura de 2 890 m.s.n.m, tiene un
solo nivel con dos cortadas principales, CR Charito de 800 m y CR NW de 700m, además
de galerías, las cuales son labores de exploración, con sección de 2.5x2.5 m. El sistema
de ventilación inicial consiste en la combinación de un ventilador impelente y otro
aspirante, ambos con una capacidad de 10 000 CFM, ubicados en interior mina a una
distancia de 450 m de bocamina y mangas de ventilación de 24’’x15m. El aire fresco
ingresa por presión natural a través de la labor y es conducido hacia el frente por
intermedio del ventilador impelente a través de mangas de ventilación, diluyendo la
concentración de gases y polvo generados por la voladura, mientras que el ventilador
aspirante saca este aire viciado a través de las mangas de ventilación hacia superficie.
La distancia del ventilador impelente hacia el frente es excesiva, y se va incrementado
con el avance diario que llega a un aproximado de 70 m por mes, generando que el caudal
de aire llegue con baja presión, además de la presencia de fugas de aire en los empates y
por roturas de las mangas de ventilación, generándose recirculación de aire viciado. Por
lo que el tiempo promedio requerido, para que el ambiente de trabajo tenga
concentraciones de gases por debajo de los límites máximos permisibles es de 2 horas, lo
cual tiene un porcentaje de incidencia significativo en el tiempo total del ciclo de minado.
Por otro lado, se tiene la necesidad de desarrollar otros puntos de trabajo, los cuales no
está considerados dentro en el sistema de ventilación inicial.
Por tal motivo el presente trabajo de investigación tiene por finalidad optimizar el
sistema de ventilación de la mina Charito, con el objetivo de no solo garantizar una buena

2
ventilación para el confort del personal, sino también diluir los gases producto de la
voladura a un nivel por debajo de los límites máximos permisibles en menor tiempo, así
como satisfacer las necesidades de ventilación futuras, en otros frentes de trabajo.
1.2 Antecedentes
Se revisaron estudios de sistemas de ventilación de minas subterráneas y los informes
de investigación realizadas relacionadas al tema:
Hidalgo, F. (1991) en su tesis “Ventilación de minas Catuva, Hada y Esperanza” indica
que, al seleccionar ventiladores principales y auxiliares de tecnología y tamaños
correctos, el rendimiento del trabajador mejora (p2).
Agüero, H y Alvarez, H. (2012) en su tesis “Influencia de la ventilación natural y
mecánica en el diseño del sistema de ventilación de las galerías - del nivel 1950 Mina
Calpa - Arequipa” concluyeron que:
Para definir apropiadamente el sistema de ventilación, hay que conocer bien la red de
ventilación y su dimensionamiento, El caudal necesario y la presión que se genera en
la mina serán los datos primordiales para el dimensionamiento de los equipos, por eso,
un buen cálculo de la red de ventilación implica un diseño más adecuado de los
ventiladores (p64).
Mendez, F. (2012) en su tesis “Optimización del sistema de ventilación utilizando
programa Vnet Pc2003, Mina San Cristóbal” afirma que en la actualidad la velocidad de
las operaciones en Mina requiere se planifique la ventilación por anticipado para evitar
problemas de orden legal y de productividad, ya que la velocidad de avance en las
operaciones mineras es más rápida con el uso de equipos Diésel y estos requieren
cantidades mayores de aire para su buen funcionamiento (pp1-2).
Chambergo, G. (2013) en su tesis “Propuesta de un sistema de ventilación, aplicando
tecnologías de información y manejo de escenarios técnico económico en la unidad

3
productiva San Cristóbal, de Minera Bateas SAC” recomienda enfatizar en un adecuado
plan de minado detallado a largo plazo para una mejor ingeniería de los sistemas de
ventilación de minas (p103).
1.3. Marco Teórico
1.3.1. Ventilación
Según el reglamento de seguridad y salud ocupacional en minería (D. S. Nº 024-2016-
EM), la ventilación en toda labor minera deberá ser con aire limpio a las labores de trabajo
de acuerdo a las necesidades del trabajador, de los equipos y para evacuar los gases,
humos y polvo suspendido que pudieran afectar la salud del trabajador, así como para
mantener condiciones termo-ambientales confortables. Todo sistema de ventilación en la
actividad minera, en cuanto se refiere a la calidad del aire, deberá mantenerse dentro de
los límites de exposición ocupacional para agentes químicos:
Polvo inhalable: 10 mg/ m³.
Polvo respirable: 3 mg/ m³.
Oxigeno (O2): mínimo 19.5 % y máx. 22.5 %
Dióxido de carbono: máximo 5000 ppm.
Monóxido de carbono: máximo 25 ppm
Metano (NH4): máximo 5000 ppm
Gases Nitrosos (NO2): 3 ppm a 5 ppm máximo
Gases Nitrosos (NO): 25 ppm
Anhídrido Sulfuroso: 2 ppm mínimo a 5 ppm máximo
Aldehídos: máximo 5 ppm
Hidrogeno (H): máximo 5000 ppm
Ozono Trabajo Ligero: máximo 0.1 ppm

4
Teniendo en consideración lo estipulado en el reglamento (D. S. Nº 024-2016-EM), se
tomará en cuenta lo siguiente:
En todas las labores subterráneas se mantendrá una circulación de aire limpio y fresco
en cantidad y calidad suficientes de acuerdo con el número de trabajadores, con el total
de HPs de los equipos con motores de combustión interna, así como para la dilución
de los gases que permitan contar en el ambiente de trabajo con un mínimo de
diecinueve punto cinco por ciento (19.5%) de oxígeno. En los lugares de trabajo de las
minas ubicadas hasta mil quinientos (1,500) metros sobre el nivel del mar, la cantidad
mínima de aire necesario por hombre será de tres metros cúbicos por minuto (3
m3/min).
En otras altitudes la cantidad de aire será de acuerdo a la siguiente escala:
 De 1,500 a 3,000 msnm aumentará en 40% que será igual a 4 m³/min
 De 3,000 a 4,000 msnm aumentará en 70% que será igual a 5 m³/min
 Sobre los 4,000 msnm aumentará en 100% que será igual a 6 m³/min
En ningún caso la velocidad del aire será menor de veinte metros por minuto (20
m/min) ni superior a doscientos cincuenta metros por minuto (250 m/min) en las labores
de explotación, incluido el desarrollo y preparación. Cuando se emplee explosivo ANFO
u otros agentes de voladura, la velocidad del aire no será menor de veinticinco metros por
minuto (25 m/min). (D. S. Nº 024-2016-EM)
1.3.2. Ventilación Subterránea
La ventilación en una mina subterránea es el proceso mediante el cual se hace circular
por el interior de la misma el aire necesario para asegurar una atmósfera respirable y
segura para el desarrollo de los trabajos, la ventilación se realiza estableciendo un circuito
para la circulación del aire a través de todas las labores. Para ello es indispensable que la
mina tenga dos labores de acceso independientes: dos pozos, dos socavones, un pozo y

5
un socavón, en las labores que sólo tienen un acceso (por ejemplo, una galería en avance)
es necesario ventilar con ayuda de una tubería, la tubería se coloca entre la entrada a la
labor y el final de la labor, esta ventilación se conoce como secundaria, en oposición a la
que recorre toda la mina que se conoce como principal, los ventiladores son los
responsables del movimiento del aire, tanto en la ventilación principal como en la
secundaria. Generalmente los ventiladores principales se colocan en el exterior de la
mina, en la superficie. (De la cuadra, I. 1974)
1.3.3. Tipos de Ventilación
Se pueden clasificar en dos grandes grupos:
 Ventilación natural
 Ventilación mecánica
Dentro de los tipos de ventilación de una mina existe la ventilación mixta o combinada
como es impelente y aspirante, en la impelente el ventilador impulsa el aire al interior de
la mina o por la tubería, en el caso de aspirante el ventilador succiona el aire del interior
de la mina por la tubería y lo expulsa al exterior, el caudal requerido será calculado:
 De acuerdo por número de personas
 De acuerdo por polvo en suspensión
 De acuerdo por aumento de temperatura.
 De acuerdo por consumo de explosivos. (Mallqui, T. 1981)
1.3.4. Ventilación Natural
Es el flujo natural de aire fresco que ingresa al interior de una labor sin necesidad de
equipos de ventilación, en una galería horizontal o en labores de desarrollo en un plano
horizontal no se produce movimiento de aire, en minas profundas, la dirección y el
movimiento del flujo de aire, se produce debido a las siguientes causas: diferencias de

6
presiones, entre la entrada y salida. Diferencia de temperaturas durante las estaciones.
(Mallqui, T. 1981)
(Ramírez, H. 2005), menciona las causas del movimiento de aire:
 En una mina que cuente con labores horizontales hasta verticales existirá una
diferencia de peso entre el aire superficial y del interior, equivale a la altura H.
 En verano, el aire en la chimenea se encuentra a menor temperatura que en
superficie y por lo mismo es más denso, ejerciendo presiones sobre el aire de la
galería obligando a que el flujo ingrese por la chimenea y salga por la galería. Pero
por las noches es difícil predecir.
 En el invierno se invierte el proceso. En otras estaciones difíciles predecir.
1.3.5. Ventilación mecánica:
Es la ventilación secundaria y son aquellos sistemas que haciendo uso de ductos y
ventiladores auxiliares ventilan áreas restringidas de las minas subterráneas, empleando
para ello los circuitos de alimentación de aire fresco y de evacuación del aire viciado que
le proporcione el sistema de ventilación general.
El caudal de aire es la cantidad de aire que ingresa a la mina y que sirve para ventilar
labores, cuya condición debe ser que el aire fluya de un modo constante y sin
interrupciones, el movimiento de aire se produce cuando existe una alteración del
equilibrio: diferencia de presiones entre la entrada y salida de un ducto, por causas
naturales (gradiente térmica) o inducida por medios mecánicos. (Ramírez, H. 2005)
(Según Mallqui, T. 1981), las reglas de ventiladores son:
 La presión requerida es directamente proporcional a la longitud.
 La presión es directamente proporcional al perímetro.
 La potencia requerida es directamente proporcional al cubo de la velocidad o
volumen.

7
 La presión requerida es directamente proporcional a cuadrado de la velocidad o
volumen.
1.3.6. Requerimientos de Aire
Las necesidades de aire en el interior de la mina, se determinará en base al número de
personas, polvo en suspensión, aumento de temperatura y consumo de explosivos además
de conocer el método de explotación, para determinar el requerimiento de aire total se
utilizan los siguientes parámetros operacionales.
1.3.6.1. Requerimiento de Aire por el personal
Los objetivos a cumplir con respecto al personal es proporcionar 4 m³/min, por cada
persona, debido a la corrección por altitud de 2890 m.s.n.m., a la que se encuentran la
mina. (D. S. Nº 024-2016-EM)
Q1= n x q
Donde:
Q = Caudal total para “n” personas que trabajen en interior mina (m3
/ min.)
q = Caudal mínimo por persona (4 m3
/ min.) En alturas entre 1500 y 3000 m.s.n.m.
n = Número de personas en el lugar.
1.3.6.2. Requerimiento por el polvo en suspensión
El criterio más aceptado es hacer pasar una velocidad de aire determinado por las áreas
contaminadas y arrastrar el polvo, a zonas donde no cause problemas. De acuerdo a lo
establecido en el Reglamento de Seguridad y Salud Ocupacional en Minería en el Art.
274, en el literal (c) nos indica; que la concentración promedio de polvo respirable en la
atmosfera de la mina, a la cual el trabajador está expuesto, no será mayor de 3 mg/m3 de
aire. Así también la ventilación en los espacios indicados deberá cumplir con el estándar
de velocidad del aire de veinte (20) metros por minuto con una cantidad de aire
establecido en el artículo 248° del presente reglamento. (D. S. Nº 024-2016-EM)

8
1.3.6.3. Requerimiento por consumo de explosivos
Según la “Guía metodológica de seguridad para proyectos de ventilación de minas”,
Anexo A, Inciso f), el cual se basa en el Decreto Supremo Nº 072, “Reglamento de
Seguridad Minera", del año 1985, y Decreto Supremo Nº 132, de 2002, de Chile, la
fórmula que se conoce para este cálculo toma en cuenta la formación de productos tóxicos
por la detonación de explosivos, el tiempo que se estima para despejar las galerías de
gases y la cantidad máxima permitida, según normas de seguridad de gases en la
atmósfera.
Para el cálculo de este caudal, se emplea la siguiente.
Relación empírica:
Q = 100 x A x a /d x t (m³/min.)
Dónde:
Q = Caudal de aire requerido por consumo de explosivo detonado (m³/min.)
A = Cantidad de explosivo detonado, equivalente a dinamita 60% (Kg.)
a = Volumen de gases generados por cada Kg. de explosivo.
a = 0.04 (m³/Kg. de explosivo); valor tomado como norma general.
d = % de dilución de los gases en la atmósfera, deben ser diluidos a no menos de 0.008
% y se aproxima a 0.01 %
t = tiempo de dilución de los gases (minutos); generalmente, este tiempo no es mayor
de 30 minutos, cuando se trata de detonaciones corrientes.
Reemplazando en la fórmula tendremos: Q = (0,04 x A x100) / (30 x 0,008) m³/min.
Entonces, tendríamos finalmente:
Qe = 16,67 x A (m³/min)

9
1.3.6.4. Requerimiento por Temperatura
De acuerdo a lo establecido en el Reglamento de Seguridad y Salud Ocupacional en
Minería en el Art. 246 nos indica que las labores subterráneas se mantendrán una
circulación de aire limpio y fresco en cantidad y calidad suficiente de acuerdo al número
de trabajadores. Y el concepto de temperatura efectiva es el resultado de la combinación
de tres factores; temperatura, humedad relativa y velocidad de aire que expresa un solo
valor de grado de confort termo ambiental. En la guía N° 2 de dicho reglamento
obtenemos la medición de estrés térmico (calor) deberá realizarse según el método
descrito en la guía mencionada, para la medición de estrés térmico. Ver el Anexo N°13
de los Valores Límites de Referencia para el Estrés Térmico. (D.S. N° 024-2016-EM)
1.3.6.5. Requerimiento por diseño de labor
el circuito de ventilación en serie se caracteriza por que la corriente de aire se mueve
sin ramificación, por lo que el flujo permanece constante, en este caso todas las galerías
se conectan extremo a extremo. (Hartman, H. 2012)
Propiedades:
Qt = Q1 = Q2 =.........= Qn
Ht = H1 + H2 +.....+ Hn
RT = R1 +R2 +R3 +…….. Rn
Circuito de ventilación en paralelo, las labores se ramifican en un punto, en dos o
varios circuitos que se unen en otro punto, la característica básica de las uniones en
paralelo, es que las caídas de presión de los ramales que la componen son iguales,
independientemente. (Hartman, H. 2012)
Qt = Q1 + Q2 + Q3 +.....+ Qn
H1 = H2 = H3 =....= Hn
1 /√ R = 1 / √ R1 + 1 / √ R2 +..............+ 1 / √ R

10
1.3.7. Sistemas de ventilación
1.3.7.1. Ventilación impelente
El aire entra al frente del fondo de saco a través de la tubería, impulsando por
ventiladores, y desplaza la masa de aire viciado hacia la corriente principal de aire, a
través de la galería. Este es el sistema predominado usado en la mayoría de las minas (Ver
Figura N° 01).
Figura N° 01: Ventilación impelente.
Fuente: Manual de Ventilación de minas, IIMP (1989) (p. 81).
1.3.7.2. Ventilación aspirante
En este método el aire contaminado del frente es succionado a través del conducto
debido a la depresión creada por ventiladores situados en ambos puntos de extremo. Este
aire es evacuado en la corriente de ventilación principal, procedente de la cual entra aire
limpio a través de la galería o ducto de ventilación (Ver Figura N° 02).
Figura N° 02: Ventilación aspirante.
Fuente: Manual de ventilación de minas, IIMP (1989) (p. 81).

11
1.3.7.3. Ventilación impelente con apoyo aspirante
Impelente con apoyo aspirante, forma parte de los sistemas mixtos también llamados
sistema solapado, utiliza un ventilador auxiliar de refuerzo, situado frente a la labor, y
con un tramo de conducto de poca longitud. Estos sistemas combinan las ventajas de cada
sistema, consiguiendo el mejor efecto de ventilación en situaciones concretas de minería,
son posibles dos configuraciones en función de que la línea principal sea la aspirante o la
impelente, una línea impelente con solape aspirante consta de un sistema impelente
principal con una instalación auxiliar aspirante, cuya función por lo general es la de
recoger y evacuar el polvo generado del frente (Ver Figura N° 03).
Figura N° 03: Ventilación impelente con apoyo aspirante.
Fuente: Manual de Ventilación de minas. IIMP (1989) (p. 81).
1.3.8. Ventilador
Un ventilador es una máquina que transmite energía a un fluido (aire o gases),
produciendo el incremento de presión necesario (Presión Total) con la que logra mantener
un flujo continuo de dicho fluido. (Zitron, 2010, p.7)
1.3.9. Tipos de ventiladores
Según Los ventiladores se dividen en el sentido más general en 3 tipos: Ventiladores
de hélice, axiales y centrífugos. (Zitron, 2010, p.7)
1.3.9.1. Ventilador centrifugo
Ventilador centrífugo consiste en un rotor encerrado en una envolvente de forma
espiral; el aire, que entra a través del ojo del rotor paralelo a la flecha del ventilador, es

12
succionado por el rotor y arrojado contra la envolvente se descarga por la salida en ángulo
recto a la flecha; puede ser de entrada sencilla o de entrada doble. Son ventiladores de
flujo radial. La trayectoria del fluido sigue la dirección del eje del rodete a la entrada y
está perpendicular al mismo a la salida. (Zitron, 2010, pp.7-8)
Figura N° 04: Ventilador centrífugo
Fuente: Ventilación de minas – Zitron 2010 (p.7)
1.3.9.2. Ventilador de hélice
Este ventilador está formado por un rodete dentro de un anillo o carcasa de montaje.
La dirección de la corriente de aire es paralela a la flecha del ventilador. Se emplea para
movilizar aire en circuitos cuya resistencia es muy pequeña. Puede manejar grandes
volúmenes de aire a una presión estática baja. (Zitron, 2010, p.10)
Figura N° 05: Ventilador de hélice
1.3.9.3. Ventilador axial
El ventilador axial es de diseño aerodinámico. Este tipo de ventilador consiste
esencialmente en un rodete alojado en una envolvente cilíndrica o carcasa. La adición de

13
álabes-guía, detrás del rotor, convierte al ventilador turbo-axial en un ventilador axial con
aletas guía.
Puede funcionar en un amplio rango de volúmenes de aire, a presiones estáticas que
van de bajas a moderadamente altas y es capaz de desarrollar mayores presiones estáticas
que el ventilador centrífugo a la vez que es mucho más eficiente. Los álabes-guía, en la
succión o en la descarga, o en ambas partes, se han añadido para enderezar el flujo del
aire fuera de la unidad a la vez que sirven de apoyo en el diseño. (Zitron, 2010, p.10)
Figura N° 06: Ventilador de axial
1.3.9.4. Curva característica del ventilador
Un ventilador podemos caracterizarlo por su curva, que es el lugar geométrico de los
puntos de funcionamiento del mismo. Para cada ángulo de regulación de los álabes
tendremos una curva distinta. El punto de corte de la curva del ventilador con la
resistencia del circuito es el punto de funcionamiento del ventilador, (Po,Qo).
Con un punto de funcionamiento, estamos definiendo el punto de corte de la curva
característica del ventilador con la curva resistente del circuito de ventilación. Por tanto,
el punto P0 y Q0 pertenece a la curva resistente de la mina. (Zitron, 2010, p.29)

14
Figura N° 07: Curva característica del ventilador
Fuente: Ventilación de minas – Zitron, 2010 (p.29)
1.3.10. Mangas de ventilación
Las mangas de ventilación es un ducto fabricado para evacuar aire, gases y polvo en
las diferentes labores propias de la minería. Así como también es utilizado para insuflar
aire (presión positiva). Para realizar un sistema de ventilación apropiado se usan
diferentes tipos de acoples (Yes, Tees, reductores, derivaciones, etc.). Para ventilar una
mina se necesitan ciertas cantidades de flujo de aire, con una caída de presión
determinada, a cierta densidad del aire. Conocidas la caída y el caudal de lámina (punto
de operación del sistema), existen casi un número infinito de ventiladores en el mundo
que satisfacen el punto operacional adecuado. (Tomado de
http://www.tecnologiaminera.com/tm/x/novedad.php?id=204)
Figura N° 08: Mangas y Accesorios
Fuente: http://www.cidelsa.com/media/web_brochure/Mangas_de_Ventilacion.pdf

15
1.3.11. La atmósfera de la mina
El aire es una mezcla de varios gases, cuya composición es aproximadamente:
Oxigeno (O2) 20,93%, Nitrógeno (N2) 78,10%, Argón (Ar) 0,9325%, Dióxido de
carbono (CO2) 0,03%, Hidrogeno (H2) 0,01% Neón (Ne) 0,0018%, Helio (He) 0,0005%
Kriptón (Kr) 0,0001% y Xenón (Xe) 0,000009%. (Zitron, 2010, p.59)
1.3.11.1. Dióxido de carbono (CO2)
Es el resultado final de la combustión completa del carbono. Es un gas asfixiante,
incoloro, es soluble en el agua, tiene un sabor y un olor (en altas concentraciones)
ligeramente ácido, es incombustible y pesa más que el aire. Para su detección se usa la
lámpara de seguridad, detectores automáticos de lectura digital y tubos colorimétricos. Se
forma en grandes cantidades en los incendios de mina y en las explosiones de grisú y
polvo de carbón. Se tiende a acumular en los lugares bajos de las labores. (Zitron, 2010,
p.59)
1.3.11.2. Monóxido de carbono (CO).
Es el resultado de la combustión incompleta del carbono. Es altamente toxico,
incoloro, inodoro, insípido y es combustible. Se detecta con detectores automáticos de
lectura digital y tubos colorimétricos. Suele aparecer por rozamientos, calentamientos,
explosiones o cualquier proceso en el que falte el oxígeno. Rara vez se presenta en
solitario ya que suele venir acompañado de otros gases. (Zitron, 2010, p.59)
1.3.11.3. Sulfuro de hidrogeno (SH2).
Se origina en la descomposición de piritas y sustancias que contengan azufre. Es un
gas muy toxico, provoca irritaciones en las mucosas de los ojos y conductos respiratorios,
inflamación del aparato respiratorio, edema pulmonar y parálisis respiratoria irreversible.
Es incoloro, tiene un sabor azucarado y un olor a huevos podridos, pesa más que el aire y

16
por encima de una concentración del 4 % es explosivo. Se detecta con detectores
automáticos de lectura digital y tubos colorimétricos. (Zitron, 2010, pp.59-60)
1.3.11.4. Dióxido de azufre (SO2).
Se produce por la combustión de compuestos de azufre. Es toxico, puede producir
edemas pulmonares muy graves y quemaduras en ojos y piel. Es un gas incoloro con un
olor picante y a -10º C (10 bajo cero) es líquido. Detección por medio de tubos
colorimétricos. Es el causante de la llamada "lluvia ácida". (Zitron, 2010, p60)
1.3.11.5. Hidrógeno (H2)
En la minería aparece en estado libre, también lo encontramos en la descomposición
del ácido sulfúrico en las salas de baterías. Si se apaga con agua el carbón incandescente
también se puede formar hidrogeno. Al reaccionar con el oxígeno es explosivo en algunas
ocasiones, siendo la concentración más peligrosa la compuesta por 71 % de aire y 28 %
de hidrogeno, siendo en este caso más inflamable que el grisú. Es también un gas
asfixiante, incoloro, inodoro, insípido y más ligero que el aire. Los toxímetros y los tubos
colorimétricos se usan para detectarlo. (Zitron, 2010, p60)
1.3.11.6. Óxidos Nitrosos (NO+NO2).
Son gases que raramente se presentan separados NO+NO2. Son óxidos de nitrógeno
que son habituales en las voladuras. Son tóxicos y pueden llegar a producir la muerte por
edema pulmonar. Son de color pardo rojizo (en elevadas proporciones) y de olor acre.
Los tubos colorimétricos son los usados para detectarlos. Hay que poner especial cuidado
en disolverlos bien después de la pega. (Zitron, 2010, p60)
1.3.12. Leyes de Kirchof
Las leyes de Kirchof se basan en la conservación de la energía y la carga en los
circuitos eléctricos. Fueron descritas por primera vez en 1845 por Gustav Kirchof.

17
1.3.12.1. Primera Ley de Kirchof
Esta ley también es llamada ley de continuidad de masa en los nudos, nos dice que: En
cualquier nodo de la red, la suma de los caudales que ingresan a un nudo es igual a la
suma de las caudales que salen, en otras palabras, la suma algebraica de los caudales que
ingresan y salen es igual a cero. (Chambergo, 2013, p16)
1.3.12.2. Segunda Ley de Kirchof
Esta ley es llamada también ley de conservación de la energía en los circuitos. Esta ley
nos dice que: la suma de todas las pérdidas de energía en los tramos que conforman un
anillo cerrado es igual a cero. (Chambergo, 2013, pp. 16-17)
1.3.12.3. Algoritmo de Hardy Cross
Hardy Cross, 1885-1959, ingeniero de estructuras, creador del método de Hardy Cross
la cual es el soporte de las herramientas de cálculo en diseños de circuitos de ventilación,
a su vez este algoritmo se fundamenta por las leyes de Kirchof (primera y sega ley).
(Chambergo, 2013, p17)
Basándose en la función P = RQn, se determina los valores de Q y P.
Q = Qa +ΔQ
P= Pa + ΔP
Donde
Qa= caudal asumido
Pa= caudal asumido
ΔQ= error de corrección de caudal
ΔP=error de corrección de la presión
El método busca minimizar el error cometido al asumir una variable, para el cálculo
de este error de corrección, Hardy Cross determina el siguiente algoritmo

18
Para el cálculo de número de mallas (m) nos basamos en la siguiente relación:
1.3.13. Perdida por fricción
En 1850 el Ing. de minas John Atkinson, establece que la diferencia de presión
requerida para inducir un flujo de aire a través de una galería de mina, es proporcional al
cuadrado de la velocidad por la longitud del perímetro e inverso al área de la misma.
Para su cálculo se utiliza la siguiente fórmula:
Dónde:
Hf: perdida de presión expresadas en pulg. de H20
L: longitud total (Longitud real + longitud equivalente)
O: perímetro
A: sección
K: Factor de fricción (ver tabla 01)
V: velocidad de partícula.
La pérdida de energía que se genera en interior de la mina se debe a dos causas
principales:
 Fricción que se genera en el contacto entre el aire y las paredes de las
excavaciones.
 Impacto de aire, contra elementos u objetos presentes en interior de la mina.
(Chambergo, 2013, p19)

19
1.4 Propiedades físicas del aire
 Densidad es la cantidad de masa de aire contenida en una unidad de volumen:
 =
m
=
G
;
Kgr*seg2
v g * v m4
Donde:
G = peso, kgr;
g = aceleración de la fuerza de gravedad, m/seg2
;
m = masa kgr. seg2
/m;
v = Volumen, m3
; (Troncoso, R. 2004)
 Peso específico del aire, es el peso G del aire en unidad de volumen:
= G/v ; kgr/m3
En la ventilación de minas se utiliza el peso específico standard = 1,2 kgr/m3
que es el
peso de 1 m3
de aire, con la presión de 1 atm., temperatura de 15ºC y humedad de 60%.
De la fórmula anterior tenemos:
= /g.
El peso específico indica también cuántas veces un gas es más pesado o más liviano
que el aire. (Troncoso, R. 2004)
 Volumen específico es el volumen v y en m3
ocupado por 1 Kgr. de aire a presión
y temperatura dadas:
v = 1/G m3
/kgr.
 Presión, la presión de un gas se expresa en atmósferas absolutas o atmósferas
técnicas. (Troncoso, R. 2004)

20
Por una atmósfera absoluta se entiende la presión po = 1,0333 Kg/cm2
de una columna
de 760 mm. de mercurio a 0ºC y al nivel del mar. Con el cambio de la altura sobre el nivel
del mar y de la temperatura, la presión "p" cambia según la relación siguiente:
log. p = log. po -
a
18,04 - 0,667t
Donde:
po = 760 mm. de mercurio, presión al nivel del mar;
a = altura sobre el nivel del mar; m;
p = presión en la altura a; mm. de mercurio;
t = temperatura media del aire entre el nivel del mar y el punto considerado; ºC.
Como en la ventilación de minas las presiones encontradas tienen valores muy
pequeños, estas presiones se miden en kilogramos por metro cuadrado (kg/m2
) o en
milímetro de columna de agua (mm. c.a.) los que numéricamente son iguales conforme a
la definición hecha de la atmósfera técnica o métrica. (Troncoso, R. 2004)
La transformación en mm. de columna de agua de la presión atmosférica expresada en
mm. de mercurio se hace multiplicando los mm. de mercurio por el peso específico de
éste = 13,6 kg/m3
. (Troncoso, R. 2004)
La presión de una labor minera es:
p = po +  * h/13,6 ; mm. de mercurio.
Donde:
po = presión en la superficie; mm. de mercurio;
13,6 = peso específico del mercurio kg./lt.
h = profundidad de la labor, m.
 = peso específico

21
Con el aumento de profundidad, la presión aumenta en 9 a 10mm. de mercurio cada
m. así en una mina profunda a 3.000 m, la presión es: p = 760 + 9,5 * 3.000/100 = 1.045
mm. de mercurio, mayor que la presión normal en 33,5%.
 Temperatura. La temperatura del aire se expresa en las minas, en grados Celcius.
A veces se utiliza también la temperatura absoluta. La relación entre ambas es:
T = t + 273 ºK (grados Kelvin).
Donde:
t = temp. en ºC
T= temp. en ºK.
Por la temperatura normal en ventilación de minas se toman 15 ºC. (Troncoso, R. 2004)
 Calor específico. Es la cantidad de calor, en calorías, que se necesitan para
calentar 1 Kg. de gas de 0 a 1 ºC.
Para calentar G Kg. de gas de la temperatura t1 a t2 se necesitan W calorías.
W = G C (t2 - t1 )
Se diferencia el calor específico del aire a presión constante C = 0,24 y a volumen
constante C = 0,17 kcal(Kg. grado). El calor específico del agua es de 0,46 kcal/kg. grado.
(Troncoso, R. 2004)
 Viscosidad es la resistencia del aire a los esfuerzos tangenciales. En los cálculos
de ventilación, se utiliza el coeficiente cinemática de viscosidad "" m2
/seg. Para el aire
a t = 15 ºC,  = 1,44 * 10-5
m2
/seg. (Troncoso, R. 2004)
1.5 Mediciones de la ventilación
1.5.1 Medición de caudal de aire
El cálculo de los caudales de ventilación en las galerías se realiza a partir de las
mediciones de velocidad del aire y de la sección de la galería Q = v * S (Zitron, 2010,
p83)

22
Medición de la velocidad del aire
Pueden realizarse:
 Mediante anemómetros
 Mediante sondas de medida de la presión dinámica Pd, obteniéndose V
indirectamente a través de la expresión:
Figura N° 09: Anemómetros con molinete
1.5.2 Sondas de medida. Tubo de Pitot
Con las dos tomas de presión conectada a un manómetro mediré la presión dinámica.
De aquí puedo calcular la velocidad de paso del aire por la tubería.
Figura N° 10: Medida de la velocidad del aire con tubo de Pitot

23
Puesto que conoceremos el área del conducto, S[m²], y la presión dinámica la medimos
directamente en el manómetro, conociendo la densidad del aire que pasa por el conducto,
la velocidad de paso es:
Por lo que el caudal que circula por el conducto es:
1.5.3 Método de barrido
Consiste en circular el aparato a lo largo de la sección, efectuando un barrido lo más
amplio y completo posible. Requiere que el anemómetro acumule los valores y dé una
medida integrada. (Zitron, 2010, p86)
Figura N° 11: Método de barrido
1.5.4 Método Polar
Se basa en el conocimiento del perfil de velocidades en una galería. Requiere utilizar
anemómetros de lectura “instantánea”.

24
La velocidad media se obtiene por la expresión:
Vm = 0.083×V4 + 0.313×V3 + 0.286×V2 + 0.282×V1,
en forma simplificada:
Vm = 0.07×V4 + 0.3× (V3 + V2 + V1)
donde:
V4 = Velocidad media en el centro de la galería.
V3 = Velocidad media a una distancia del centro de la galería de aproximadamente
1/10 del ancho de la misma.
V2 = Velocidad media a una distancia del centro de la galería de 1/4 del ancho de la
galería.
V1 = Velocidad media a una distancia del centro de la galería de 1/2 del ancho de la
misma.
Figura N° 12: Método Polar

25
1.6 Enunciado del problema
¿Cuál es el diseño más adecuado, para optimizar el sistema de ventilación de la mina
Charito, Compañía Minera Poderosa S.A.?
1.7 Hipótesis
Es posible optimizar el sistema de ventilación actual de la mina Charito, mediante un
sistema de ventilación auxiliar con dos ventiladores de 10 000 CFM, instalados en serie,
como impelentes en bocamina.
1.8 Objetivos
1.8.1. Objetivo General
Determinar el diseño y método de ventilación adecuado, que permita optimizar el
sistema de ventilación actual de mina Charito, Compañía Minera Poderosa S.A.
1.8.2. Objetivos Específicos
 Determinar el diseño de un sistema de ventilación adecuado, para optimizar el
sistema de ventilación de mina Charito, Compañía Minera Poderosa S.A.
 Determinar el método de ventilación adecuado para optimizar el sistema de
ventilación de ventilación de mina Charito, Compañía Minera Poderosa S.A.

26
CAPITULO II
2.1. Materiales:
2.1.1. Material de estudio
EL material de estudio del presente proyecto es del sistema de ventilación de la
mina Charito, Compañía Minera Poderosa S.A.
Figura N° 13: Labores y sistema de ventilación actual de la mina Charito.
Fuente: Propia
2.1.2. Equipos y Herramientas
2.1.2.1. Anemómetro
Equipo empleado para medir velocidades del aire desde 0.5 mts/seg, a 25 mts/seg., el
equipo que se utiliza en la unidad es el Anemómetro Pacer el cual nos permite obtener
datos de la velocidad del aire en la labor, temperatura, humedad relativa.

27
Figura N° 14: Anemómetro Pacer
Fuente: Propia
2.1.2.2. Detector de gases
Detector de gases Dräger X-am 2500 es un analizador de 1 a 4 gases detecta de forma
segura gases y vapores combustibles, O2, CO, NO2, SO2 y H2S.
Figura N° 15: Detector de gases Dräger X-am 2500
Fuente: Propia
2.1.2.3. Equipo autocontenido
Un equipo de respiración autónoma o ERA es un aparato de protección respiratoria de
circuito cerrado, que permite al personal que lo usa respirar mediante la manguera y
mascarilla que se ajusta a la cara y queda bien adherido a la piel, el tiempo que dura es
depende del ritmo de respiración del personal, por un tiempo mayor a 30 minutos. Es

28
utilizado para ingresar a zonal con elevada concentración de gases, para realizar
mediciones, en caliente, inmediatamente después de una voladura.
Figura N° 16: Equipo autocontenido
Fuente: Propia
2.1.2.4. Tubo de Pitot
El tubo de Pitot se utiliza para calcular la presión total, es decir la suma de la presión
estática y de la presión dinámica.
Figura N° 17: Tubo de Pitot
Fuente: Propia

29
2.1.2.5. Flexómetro
Sirve para medir longitudes y se tiene en medidas de 3, 5 y 8 metros, normalmente son
usados para medir sección y perímetro.
2.1.3. Equipo de procesamiento
 Computadora Personal.
2.1.4. Herramientas informáticas de proceso de datos
 Hoja de Cálculo de MS Excel.
 Software Auto CAD.
2.2. Métodos
El método utilizado en la Optimización del sistema de ventilación de la mina Charito,
Compañía Minera Poderosa S.A, se basan en los siguientes procedimientos:
 Mapeo de ventilación.
 Calculo de la demanda de aire de la mina.
 Medición de flujos de Aire.
 Elección del ventilador.
 Corrección de fugas de aire en las mangas de ventilación.
2.2.1. Etapa 1. Mapeo de la ventilación
2.2.1.1. Levantamiento inicial de la ventilación
Se realizó un levantamiento de datos del sistema de ventilación inicial, el cual consistía
de un método combinado de ventilación auxiliar con dos ventiladores de 10 000 CFM
instalados en interior mina a una distancia de 450 m de bocamina, en la cortada NW, uno
como aspirante y el otro como impelente, tal como se muestra en la Figura N° 18,
utilizando mangas de ventilación de 24” x 15m.

30
Figura N° 18: Plano del sistema de ventilación actual de la mina Charito.
Fuente: Propia
Inicialmente se trabajaba solo en la cortada NW, con un disparo por guardia en el frente
de trabajo, con un avance promedio de 1.5 m por disparo, teniendo dos guardias por día.
Las labores detrás el tapón que se muestra en la Figura Nº 18, estaban paralizadas (Las
galerías GL-E, GL-W y el frente de la cortada Charito), siendo la ventilación
exclusivamente para la cortada NW. Por lo que se colocó este tapón, para evitar pérdidas
de caudal y presión de aire fresco que ingresaba a través de la labor.

31
El sistema de ventilación inicial consistía de dos ventiladores de 10 000 CM, uno
instalado como impelente y el otro como aspirante y en medio de ambos una compuerta
de ventilación hermética, que bloqueaba el área que contenía el aire viciado. El aire fresco
ingresa por presión natural a través de la cortada Charito y parte de la cortado NW, hasta
el ventilador impelente, el cual llevaba el aire fresco hacia el frente de la labor a través de
mangas de ventilación. para diluir y desplazar los gases producto de la voladura, los
cuales iban ocupando al área bloqueada por la compuerta. El ventilador aspirante sacaba
este aire viciado, detrás de la compuerta a través de las mangas de ventilación hacia fuera
de bocamina.
La limpieza de los frentes de trabajo se realiza con pala neumática, el acarreo se efectúa
con carros mineros y locomotora como se evidencia el minado es netamente
convencional.
Según el diseño se presentó tramos de sección amplia para el cruce de carros mineros,
de igual manera los refugios, el sostenimiento se realizó con la aplicación pernos y perno
más malla en algunos tramos.
Se tomaron medidas de velocidad, temperatura y sección de la labor en distintos puntos
a lo largo de la labor y en las mangas de ventilación, para medir el comportamiento de
aire a su ingreso y salida, según se muestra en la Tabla N° 1.
La sección de la labor es de 2.5x2.5 m y con cunetas de 0.30x0.30 m, por donde se
drena el agua de interior mina.
Las mangas de ventilación son de 15 m de longitud y en los empates son con pega
pega (Ver figura N°20).
Entre los principales problemas que se identificaron, fue la recirculación de aire
viciado, ya que este fugaba a través de los empalmes mezclándose con el aire fresco que
ingresaba a través de la labor, otro punto era en bocamina, dado a que la manda de

32
ventilación que sacaba el aire viciado apenas llegaba a bocamina. Otra deficiencia era la
elevada distancia a la que se encontraba la compuerta del frente, aproximadamente 600
m al inicio e incrementándose con el avance, lo cual permitía que se genere un elevado
volumen de aire contaminado con los gases y polvo generado por la voladura, tomando
mayor tiempo para ser expulsado por el ventilador aspirante.
Figura N° 19: Ventilador de 10,000 CFM (Airtec) en interior mina.
Fuente: Propia
Figura N° 20: Mangas de Ventilación de 24”x15m.
Fuente: Propia

33
Los datos de velocidades se tomaron según indican los puntos de la figura, en la
sección de la labor, para medir la velocidad con la que ingresa el aire, por presión natural
cuando los ventiladores están apagados y durante el tiempo que están prendidos para
medir el comportamiento de flujo de aire con la ventilación mecánica.
Figura N° 21: Puntos de toma de datos, en la sección de la labor.
Fuente: Propia
Sección de toma de datos en la manga de ventilación, para medir el comportamiento
del flujo de aire a través de las mangas de ventilación.
Figura N° 22: Sección de toma de datos, en las mangas de ventilación.
Fuente: Propia
Estos datos se tomaron sin la presencia de gases u otro tipo de contaminante.
Las longitudes iniciales de las labores son las siguientes:
 CR Charito: 840 m
 BM - CR NW: 261.5 m
 CR NW: 700 m
 GL W: 170 m
 GL E: 227 m
 BM - GL E y GL W: 450 m

34
Tabla N° 1: Datos del levantamiento inicial de la ventilación
Fuente: Elaboración propia
Toma de Datos CR NW - Nv. 2890 Temp.
Estación V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 VX Ancho Alto Fc m2 m3/min CFM ºC
Pto-05 0.23 0.3 0.16 0 0.2 0 0 0.127 7.6 2.5 2.5 0.93 5.81 44.34 1565.86 21.4
Pto-04 0.19 0.2 0 0 0.5 0 0 0.127 7.6 2.4 2.7 0.93 5.90 45.02 1589.66 20.1
Pto-03 0.24 0.3 0 0 0.2 0 0 0.106 6.3 2.4 2.7 0.93 6.03 38.22 1349.86 20.8
Curva CR NW 0 0 0 0 0.3 0 0 0.043 2.6 2.5 2.5 0.93 5.81 14.95 527.82 20.5
Intersección 0.16 0.1 0.15 0 0.2 0 0 0.087 5.2 2.5 2.5 0.93 5.81 30.39 1073.23 20.5
Intersección-30 m atrás 0.24 0.2 0.21 0 0.2 0 0 0.121 7.3 2.6 2.7 0.93 6.53 47.57 1679.73 21.3
Intersección-60 m atrás 0 0.1 0 0 0 0 0 0.014 0.9 2.7 2.7 0.93 6.78 5.81 205.22 21.4
Intersección-90 m atrás 0 0.2 0.18 0 0.2 0 0 0.083 5.0 2.5 2.5 0.93 5.81 28.90 1020.45 21.1
Intersección-120 m atrás 0.24 0 0 0 0 0 0 0.034 2.1 2.5 2.5 0.93 5.81 11.96 422.25 20.2
Intersección-180 m atrás 0.21 0.3 0.25 0 0.2 0 0 0.137 8.2 2.6 2.7 0.93 6.53 53.72 1897.11 19.1
Intersección-240 m 0.15 0.3 0.21 0 0.2 0 0 0.123 7.4 2.6 2.7 0.93 6.53 48.13 1699.49 18
Entrada BM 0 0 0 0 0.4 0 0.42 0.117 7.0 2.7 2.8 0.93 7.03 49.42 1745.09
BM Nv 2890-22m adelante 10.33 10.74 10.4 - - - - 10.49 629.4 0.29 183.69 6486.95
BM Nv 2890-112m adelante 12.76 11.25 11.33 - - - - 11.78 706.8 0.29 206.28 7284.68
BM Nv 2890-202m adelante 13.1 13.84 12.44 - - - - 13.13 787.6 0.29 229.86 8117.45
BM Nv 2890-292m adelante 11.15 11.28 11.34 - - - - 11.26 675.4 0.29 197.12 6961.05
BM Nv 2890-382m adelante 13.2 14.25 14.62 - - - - 14.02 841.4 0.29 245.57 8671.94
BM Nv 2890-472m adelante 14.4 14.88 15.8 - - - - 15.03 901.6 0.29 263.14 9292.40
BM Nv 2890-532m adelante 21.14 20.02 20.66 - - - - 20.61 1236.4 0.29 360.85 12743.04
Intersección camara-3.3m atrás hacia el
ventilador
11.73 10.26 10.59 - - - - 10.86 651.6 0.29 190.17 6715.76
Intersección camara-213.3m atrás hacia el
ventilador
32.19 32.2 34.16 - - - - 32.85 1971.0 0.29 575.25 20314.24
A 15 m del Frente 0.22 0 0 0 0 0 0 0.031 1.9 2.5 2.5 0.93 5.81 10.96 387.07
Intersección camara-3.3m hacia el frente 0.4 0.46 0.52 0.82 0.62 0.76 0.66 0.606 36.3 3.4 2.7 0.93 8.54 310.27 10957.00
Intersección camara -3.3m hacia el
ventilador
0.88 0.8 1.28 1.09 1.87 1.12 1.92 1.28 76.8 3 2.7 0.93 7.53 578.53 20430.36
ventilador
0.78 0.9 1.17 1.2 0.98 1.21 0.92 1.023 61.4 2.5 2.5 0.93 5.81 356.72 12597.26
ventilador
0.64 0.97 1.08 0.87 0.94 0.73 0.9 0.876 52.5 3 2.85 0.93 7.95 417.79 14754.00
ventilador
1.1 0.85 0.88 0.47 - 1.03 1.1 0.905 54.3 3.65 2.7 0.93 9.17 497.67 17574.64
Caudal
Velocidaddesalidadeaire
(VentilaciónMecánica) Velocidad (m/s)VentilacionNatural
MangaExtracctor
(24"x15m)
Manga
Impelente
(24"x15m) V (m/min)
Área

35
2.2.1.2. Toma de datos de concentración de Monóxido de Carbono (CO)
Haciendo uso de un equipo autocontenido se realizaron pruebas en caliente, para medir
la concentración de monóxido de carbono, durante el tiempo de ventilación, después de
la voladura, teniendo cuatro puntos estratégicos de medición, con el objeto de determinar
el comportamiento de los gases durante el tiempo de ventilación.
El monitoreo se realizará haciendo uso de los equipos autónomos de rescate, los cuales
deberán garantizar la no exposición del personal que realice el monitoreo de los agentes
químicos presentes en la atmosfera de la labor; este trabajo de riesgo alto, fue realizado
por personal entrenado y calificado.
Se realizó el monitoreo de gases, de acuerdo al protocolo de liberación de área de
trabajo, se colocaron puntos referenciales de monitoreo de agentes químicos y físicos a
una distancia aproximada de 100 m (Ver figura 23).
Se efectuó mejoras de la puerta reguladora de ventilación para garantizar hermetizar
el área con aire viciado, de tal manera que se tenga aire limpio fuera de la puerta de
ventilación.
Se efectuó las pruebas de ventilación de acuerdo al siguiente procedimiento:
 Se dejó ventilada la labor por 02 guardias (01 día), bloqueando el área, para
garantizar que no haya presencia de contaminantes.
 Se ingresó monitoreando la labor con el personal autorizado y utilizando el equipo
autocontenido.
 Se limitó el área crítica, para evitar el contacto con la zona de gases, mantener un
margen de seguridad (15 m) y se limitó la zona segura.

36
Figura N° 23: Ubicación de los puntos de monitoreo y distribución del personal.
Fuente: Propia
Figura N° 24: Personal capacitado, utilizando el equipo autocontenido.
Fuente: Propia
Los datos obtenidos de los equipos de medición, fueron procesados en Excel para
visualizar gráficamente la concentración de los gases, en función del tiempo de
ventilación, lo cual se muestra en la Figuras 25, 26, 27 y 28 correspondiente a cada punto
de monitoreo.

37
Figura N° 25: Concentración de Monóxido de Carbono (ppm) – Pto 1.
Fuente: Propia
Fuente: Propia
Fuente: Propia

38
Fuente: Propia
Del análisis de los datos y gráficas, se determinó que los gases se desplazan en una
forma acolchonada con concentraciones que sobrepasan las 1200 ppm de monóxido de
carbono, a una velocidad que depende de la velocidad del flujo del aire.
2.2.2. Etapa 2. Calculo de la demanda de Aire de la mina
Se realizó el análisis de la norma peruana vigente según el Decreto Supremo Nº 024-
2016-EM, correspondiente al rubro de ventilación de minas subterráneas.
• La Mano de Obra en el interior de la mina – Decreto Supremo Nº 024-2016-EM
Título IV, Cap. I, Artículo 247, establece que se requiere 4.0 m3/min de aire por
trabajador para una cota de trabajo de 1500 y 3000 msnm.
• Los Equipo Diesel – Decreto Supremo Nº 024-2016-EM, Título IV, Cap. I, Artículo
254 inciso b), establece que se requiere 3.0 m3/min de aire por cada HP que desarrollen
los motores a combustión Diesel.
• La Velocidad del Aire y Vías de Transporte – Decreto Supremo Nº 024-2016-EM,
Título IV, Cap. I, Artículo 248, se establece que la velocidad del aire requerida en el frente
debe ser 20 m/min si se utiliza dinamita y para ANFO o emulsión es de 25 m/min. En
cualquier caso esta velocidad del aire no debe ser superior a 250 m/min en las labores de
tránsito de personal.

39
Dando que el método de minado es convencional, donde no se utilizan equipos diésel,
se asume, que la norma debe aplicarse de forma tal que se satisfaga el caudal de aire que
se requiere únicamente para satisfacer la demanda de oxígeno del número de personas
empleadas en la mina y para la dilución de los gases productos de la voladura
Es así que para el requerimiento de aire se analizan dos escenarios, siendo el primero
el correspondiente a la demanda de aire fresco requerido para el personal en interior mina,
y el segundo escenario para la dilución de los gases productos de la voladura; tomando
como referencia, el escenario que presenta mayor demanda de aire.
Tabla N° 2: Relación de Personal de mina por Turno
Ítem Descripción 1 Turno 2 Turno
1
Superintendente Mina
1
2 Supervisor de Turno Mina 1 1
3 Jefe de Geología 1
4 Supervisor de Turno Geología 1 1
5 Jefe de Geomecánica 1
6 Jefe de Planeamiento 1
7 Jefe Seguridad 1
8 Jefe de Medio Ambiente 1
9 Topógrafos 1 1
10 Ayudantes de Topografía 1 1
11 Muestreros 1 1
12 Ayudantes Muestreos 1 1
13 Capataz 1 1
14 Mecánico 1 1
15 Electricista 1 1
16 Perforación
17 Perforista Jackleg y Ayudante 4 4
18 Equipo Limpieza Carguío
19 Operador y Ayudante 2 2
20 Total/Turno 21 15

40
2.2.2.1. Requerimientos de aire para personal
En el cálculo del requerimiento de aire fresco analizaremos la cantidad de personas
que trabajarían por nivel y por turno, seleccionando el que presenta mayor número. La
Tabla N° 2: indica la distribución de personal que labora en interior mina.
Teniendo en cuenta la altitud donde se desarrollará el proyecto, siendo ésta en
promedio 2890 msnm, el caudal de aire fresco requerido para satisfacer la demanda de
aire del personal, de acuerdo al RSSO, es de 2,966 CFM. Este cálculo está basado en la
distribución de personal de acuerdo a la Tabla N° 3 siguiente:
Tabla N° 3: Cálculo de requerimiento de aire para personal
Descripción
Número de trabajadores
(N)
Caudal Requerido (Q1)
m3
/min CFM
1° turno 21 84 2,966
Q1 = N x 4 m3
/min
2.2.2.2. Requerimientos de Aire para dilución de Gases por voladuras
Para el cálculo del caudal requerido para dilución de gases productos de la voladura
utilizamos la siguiente relación práctica:
Q2 =
100 × K × A
d × T
(
𝑚3
𝑚𝑖𝑛
)
Dónde:
Q2: Caudal de aire requerido por consumo de explosivo detonado (m3
/min).
K: Cantidad de explosivo detonado, equivalente a dinamita 60% (Kg).
A: Volumen de gases generados por cada Kg. de explosivo. Valor sugerido: 0.04
(m³/Kg. de explosivo).
d: Porcentaje de dilución de los gases en la atmósfera, deben ser diluidos a no
menos de 0.008 y se aproxima a 0.01 (%).

41
T: Tiempo de dilución de los gases (minutos).
El consumo de explosivo por cada frente de desarrollo se estimó en 29 Kg.
Basándonos en la relación (1), determinamos el caudal necesario para la dilución de
los gases. Ver Tabla N° 4.
Tabla N° 4: Requerimiento de Aire para dilución de Gases
Ítem Requerimiento de aire para dilución de Gases
1 K = Explosivo 29 Kg
2 A = Gas Generado 0.04 m3
/Kg
3 d = Porcentaje de dilución 0.008 %
4 T = Tiempo de dilución 60 min
5 Caudal Requerido (Q2)
241.61 m3
/min
8,534 CFM
Q2 =
100 × 29 × 0.04
0.008 × 60
= 241.61(
𝑚3
𝑚𝑖𝑛
)
2.2.2.3. Requerimiento Global de aire
A partir de los caudales requeridos por personal y voladuras se estima el requerimiento
global de aire.
Tabla N° 5: Resumen de caudales requeridos según el RSSO
Ítem Descripción: m3
/min CFM
1 Q1 = Personal (21 hombres) 84.00 2,966
2
Q2 = Explosivo (29 Kg y 60 min
de ventilación)
241.61 8,534

42
En resumen el requerimiento Global de aire, se considera en dos escenarios:
1° Escenario: Caudal para personal.
2° Escenario: Caudal para dilución de los gases de voladura.
Tabla N° 6: Escenarios de Consumo de Aire por nivel de desarrollo
Ítem Escenarios m3
/min CFM
1 Personal (Q1) 84.00 2,966
2 Voladura (Q2) 241.61 8,534
Se entiende que el caudal requerido para el desarrollo es de 8,534 CFM, teniendo
presente que el caudal para personal es de 2,966 CFM, cuyo valor es menor a la necesidad
de caudal para dilución de los gases de voladura.
2.2.3. Etapa 3. Elección del ventilador
Con el objetivo de elegir el ventilador que satisfaga las demandas de aire requerido de
forma más eficiente, se evaluó el rendimiento de un ventilador de 20 000 CFM (Removex)
en comparación con dos ventiladores de 10 000 CFM (Airtec) enseriados. Para lo cual se
instalaron estos ventiladores en bocamina y se realizaron pruebas, tomando datos de
velocidad, presión y temperatura a diferentes distancias de la manga de ventilación.
El ventilador de 20 000 CFM (Removex) se encuentra instalado en superficie,
inyectando aire fresco al interior de la mina través de las mangas de ventilación de
24”x100m. La prueba se realizó con un ángulo de ataque del alabe de 48°, realizando las
mediciones cada 100 m desempatando la manga, según se muestra en la Tabla N° 7.

43
Figura N° 29: Instalación de Ventilador de 20 000 CFM (Removex) en bocamina.
Fuente: Propia
Figura N° 30: Toma de datos, al final de la manga de ventilación.
Fuente: Propia

44
Figura N° 31: Angulo de ataque del alabe del ventilador.
Fuente: Propia
Figura N° 32: Toma de datos de presión, en el ventilador.
Fuente: Propia

45
Tabla N° 7: Datos de medición en ventilador de 20 000 CFM - Removex
De forma similar, para la prueba se instalaron dos ventiladores de 10 000 CFM (Airtec) enseriados en cola, con un ángulo de ataque del alabe
de 80°, inyectando aire a interior mina a través de las mismas mangas que para el ventilador de 20 000 CFM, las mediciones se realizaron a igual
distancia, cada 100 m desempatando la manga.
V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 V8 V9 V10 V11 V12 V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 m/min ANCHO H
1350 5.6 5.5 6.5 6.2 5.8 4.8 5.1 5.9 5.7 5.9 6.3 5.3 5.7 18.0 33.7 0.4 0.6 0.4 0.5 0.6 0.6 0.5 30.4 2.5 2.6 28.4 81.1
1250 5.8 7.7 6.4 6.5 6.5 5.3 6.0 6.5 5.5 5.6 5.8 5.6 6.1 21.0 26.9 0.4 0.4 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 28.4 2.5 2.6 18.2 80.9
1150 5.6 7.1 7.2 6.9 6.6 6.2 5.8 5.3 5.3 6.5 5.9 5.6 5.9 20.3 28.6 0.4 0.5 0.5 0.5 0.5 0.6 0.5 30.6 2.5 2.6 19.7 81.4
1050 5.8 6.5 7.4 6.9 6.1 6.5 5.9 5.4 5.1 4.9 5.6 5.6 5.3 20.8 23.0 0.5 0.5 0.6 0.6 0.5 0.5 0.6 32.6 2.5 2.6 19.2 81.0
950 5.7 6.0 7.0 7.5 7.0 7.9 7.0 6.2 5.8 6.3 6.9 7.3 7.1 23.0 19.6 0.4 0.5 0.5 0.5 0.4 0.5 0.4 27.6 2.5 2.6 20.9 81.7
850 5.6 5.6 6.8 7.5 6.7 6.7 6.6 6.4 7.0 7.0 7.1 6.4 6.0 21.0 23.1 0.8 0.7 0.7 0.7 0.6 0.7 0.5 39.8 2.5 2.6 20.6 81.5
750 5.4 5.6 5.9 6.3 6.9 7.3 7.9 9.1 9.4 9.1 9.5 8.6 8.0 23.0 21.0 0.6 0.6 0.6 0.8 0.7 0.7 0.6 38.3 2.5 2.6 20.6 81.7
650 5.3 8.1 9.2 9.7 9.1 9.7 8.7 8.9 8.2 7.4 7.0 7.4 8.8 21.1 24.8 0.5 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 34.2 2.5 2.6 17.8 80.8
550 5.1 9.5 9.5 9.7 10.7 9.8 8.9 9.0 9.2 9.2 8.4 8.3 8.0 23.0 33.0 0.6 0.7 0.8 0.8 0.7 0.6 0.6 40.6 2.5 2.6 20.1 81.6
450 5.2 9.7 10.0 9.5 9.5 9.3 9.6 10.6 8.1 7.8 8.4 9.2 9.2 18.0 39.2 0.6 0.8 0.7 0.7 0.7 0.7 0.6 41.6 2.5 2.6 17.8 80.8
350 4.6 10.9 11.2 10.8 10.5 11.2 10.9 11.4 11.0 10.0 9.1 9.2 10.3 18.4 37.4 0.8 0.9 1.0 0.9 0.8 0.8 0.7 50.4 2.5 2.6 17.6 80.7
250 4.7 12.4 12.1 12.0 11.6 11.3 12.3 12.2 12.0 11.4 11.1 10.3 10.0 17.3 45.6 1.0 1.8 1.1 1.2 1.1 1.1 0.9 68.7 2.5 2.6 16.8 80.6
MEDICIONES EN VENTILADOR MEDICIONES CERCA A VENTILADOR
Temp.
Vent. (°C)
HR VENT.
(%)
PE Vent.
(mm ca)
Dist.
(m)
T salida-
Labor
HR salida-
Labor

46
Figura N° 33: Ventiladores enseriado de 10 000 CFM (Airtec), en bocamina.
Fuente: Propia
Figura N° 34: Toma de datos de la potencia eléctrica, en tablero de arranque.
Fuente: Propia

47
Tabla N° 8: Datos de medición en los ventiladores de 10 000 CFM (Airtec) enseriados en cola.
Fuente: Propia
De las pruebas se obtiene que los ventiladores de 10 000 CFM enseriados en cola tienen mejor desempeño, dado a que generan mayor presión, alcanzando
una velocidad de 42.10 m/min en el frente de trabajo y un caudal de 8,697 CFM, satisfaciendo la necesidad de 8,534 CFM requeridos para diluir los gases de la
voladura. El principal problema con el ventilador de 20000 CFM es que las mangas ofrecen demasiada resistencia y teniendo la limitación de que el diámetro
de manga no se puede cambiar dado al estar de la sección de la labor.
V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 V8 V9 V10 V11 V12 V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 m/min ANCHO H
1350 9.3 11.7 11.7 11.7 10.5 11.0 10.8 10.7 11.6 11.8 11.9 10.4 10.8 21.0 19.2 0.66 0.65 0.89 0.75 0.55 0.71 0.49 42.10 2.50 2.60 21.20 81.90
1250 9.4 22.2 20.2 21.2 21.6 21.6 21.5 21.6 21.3 21.2 21.4 21.5 21.4 22.1 21.1 0.69 0.77 0.85 0.91 0.74 0.73 0.56 46.90 2.50 2.60 17.90 80.80
1150 9.5 27.3 27.1 26.9 26.7 26.5 26.3 27.1 26.9 27.3 26.5 25.3 25.1 23.2 23.0 0.72 0.71 0.70 0.71 0.68 0.70 0.66 42.20 2.50 2.60 17.70 80.70
1050 9.4 32.4 32.2 32.0 31.8 31.6 31.4 32.2 32.0 32.4 31.6 30.4 30.2 24.3 24.9 0.75 0.76 0.77 0.76 0.79 0.77 0.81 46.00 2.50 2.60 17.60 80.90
950 9.4 33.8 33.9 34.0 34.1 34.2 34.3 33.9 34.0 33.8 34.2 34.8 34.9 25.4 26.8 0.78 0.76 0.74 0.76 0.70 0.74 0.66 44.80 2.50 2.60 17.50 82.80
850 9.3 35.9 35.2 34.5 33.8 33.1 32.4 35.2 34.5 35.9 33.1 28.9 28.2 26.5 28.7 0.81 0.82 0.83 0.82 0.85 0.83 0.87 49.60 2.50 2.60 16.90 81.80
750 9.2 36.7 36.5 36.3 36.1 35.9 35.7 36.5 36.3 36.7 35.9 34.7 34.5 27.6 30.6 0.83 0.82 0.81 0.82 0.79 0.81 0.77 48.80 2.50 2.60 18.00 80.70
650 9.4 38.7 38.8 38.9 39.0 39.1 39.2 38.8 38.9 38.7 39.1 39.7 39.8 28.7 32.5 0.86 0.87 0.88 0.87 0.90 0.88 0.92 52.60 2.50 2.60 17.90 80.50
550 9.1 43.3 43.5 43.7 43.9 44.1 44.3 43.5 43.7 43.3 44.1 45.3 45.5 29.8 34.4 0.89 0.90 0.91 0.90 0.93 0.91 0.95 54.40 2.50 2.60 17.90 81.30
450 9.3 48.9 48.8 48.7 48.6 48.5 48.4 48.8 48.7 48.9 48.5 47.9 47.8 30.9 36.3 0.92 0.93 0.94 0.93 0.96 0.94 0.98 56.20 2.50 2.60 20.10 80.50
350 9.6 52.3 52.4 52.5 52.6 52.7 52.8 52.4 52.5 52.3 52.7 53.3 53.4 32.0 38.2 0.95 0.96 0.97 0.96 0.99 0.97 1.01 58.00 2.50 2.60 19.30 80.90
250 9.5 56.1 56.3 56.5 56.7 56.9 57.1 56.3 56.5 56.1 56.9 58.1 58.3 33.1 40.1 0.98 0.99 1.00 0.99 1.02 1.00 1.04 59.80 2.50 2.60 19.87 80.80
MEDICIONES EN VENTILADOR MEDICIONES CERCA A VENTILADOR
Dist.
(m)
PE Vent.
(mm ca)
Temp.
Vent. (°C)
HR VENT.
(%)
T salida-
Labor
HR salida-
Labor

48
2.2.4. Etapa 4. Corrección de fugas de aire en las mangas de ventilación
Para corregir las fugas por rotura de manga y en los empalmes, se optó por cambiar de
tipo de manga de 24”x15m por otras de igual diámetro pero de mayor longitud, mangas
de 24”x100m, las cuales garantizan menor cantidad de fugas de aire, ya que tienen menos
cantidad de empates, además que el tipo de empate es de cremallera lo cual tiene mejor
desempeño.
Figura N° 35: Mangas de ventilación de 24”x100m.
Fuente: Propia
En la Tabla N° 09, se indican el punto de operación de los ventiladores propuestos,
cabe indicar que corresponden al Modelo: VAV-25¼-18-3450-II-A con cono, los cuales
impulsará 20,000 CFM de aire fresco; así como también se indica el costo energético
anual del mismo.

49
Tabla N° 09: Punto de Operación y Costo Energético por Ventilación
Ítem Código Nivel Ubicación
Presión
Total
(C.A.)
Potencia
Eléctrica
(Kw)
Eff
(%)
Costo
Energétic
o Anual
(US$)
1 VA22-1A Nv. 2890 BM 9.3 13.6 71.8 11,929
2 VA22-2A Nv. 2890 BM 9.3 13.3 72.2 11,639
Costo energético anual 34,435
Fuente: Propia.
También se indica el costo de implementar el sistema de ventilación (Etapa
Desarrollo) según el diseño propuesto. Ver Tabla N° 11:
Tabla N° 10: Costo del sistema de ventilación
Item Descripción Cantidad Und.
Precio
Unitario
(US$)
Precio
Parcial
(US$)
1
Ventilador modelo:
VAV-25¼-18-3450-II-A De:
10,000 cfm, HP 75/56, PT
17.1/12.78” CA 1
2 und 5,000 10,000
2
Tablero de arranque estrella
triangulo
2 und 950 1,900
3 Silenciadores de 29 ¼” Ø 2 und 1,500 3,000
4
Manga de polietileno D300 de
26" Ø
1300 m 2.8 3,640
Costo Total: 18,540
Fuente: Propia
1
Valores a cota de mar y temperatura 25°C

50
CAPITULO III
3.1. Resultados y Discusión
3.1.1. Descripción del sistema de ventilación
Como resultado se propuso un sistema de ventilación teniendo en cuenta, la necesidad
de trabajar en los frentes de la CR Charito en forma paralela a los de la CR NW, por lo
que se consideró necesario instalar en BM, dos ventiladores de 10,000 CFM enseriados,
como impelentes, conectado a mangas de ventilación de 24” de diámetro. Los cuales
inyecta un caudal de 20,000 CFM de aire fresco, desde el exterior de la mina hacia los
diferentes frentes de trabajo, mientras que el aire visitado sale a través de la labor hacia
fuera de la mina, como se muestra en la Figura N° 36. El ángulo del álabe del ventilador
es de 80°. Este sistema de ventilación permite satisfacer los requerimientos de ventilación
en los distintos puntos de trabajo, por un tiempo aproximado de 3 años.
Figura N° 36: Plano del sistema de Ventilación propuesto.
Fuente: Propia

51
CAPITULO IV
4.1. Conclusiones
 El sistema de ventilación de la Mina Charito, es muy sensible a los cambios debido
a la variación de los puntos de trabajo. Por lo que fue necesario usar ventilación mecánica
o forzada desde bocamina, para satisfacer la necesidad en los distintos puntos de trabajo.
 La mina presenta frentes ciegos, por lo que se usó ventilación auxiliar desde la
boca mina, los gases y contaminantes sales fuera de mina a través de la labor, siendo
necesario la evacuación del personal durante la ventilación.
 De acuerdo a la norma del RSSO, el caudal de aire requerido para esta Etapa de
desarrollo será de un caudal de 241.67 m3/min (8,534CFM).
 En la ventilación se utilizará dos ventiladores enseriados 10 000 CFM cada uno
(Airtec), con mangas de 24” de diámetro por 100 m de longitud, el cual inyectará aire
limpio desde la bocamina hacia los frentes de trabajo. El ángulo de ataque del alabe será
de 80°.
 La mina Charito está en una etapa de desarrollo, contando con un permiso de
exploración por 5 años. Con el diseño propuesto, se satisfacen los requerimientos de
caudal cumpliendo la norma establecida en el RSSO, por un tiempo aproximado de 3
años.
 Dando a que se está en una etapa de exploración y sin una información certera de
la cantidad de reservas en la zona, la inversión es limitada.
 Dependiendo de los resultados de la exploración dentro de los 5 años, se está
analizando escenarios de ventilación, para lograr un sistema independiente para la CR
NW de la CR Charito. Por lo que se evalúa la construcción de una chimenea de
ventilación, en la CR NW.

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