ventilacion de minas

1. 1
INDICE
Prólogo 4
Introducción: Importancia de la ventilación 7
Cómo se presentan los problemas de ventilación 9
Objeto de la ventilación – Conclusiones 9
CAPÍTULO I
EL AIRE EN LAS MINAS 9
Composición del aire, presión barométrica, peso específico del aire
OXÍGENO 18
Efectos fisiológicos, limite permisible causas de reducción
Aparatos de detección y medida 19
NITRÓGENO 20
Propiedades, efectos fisiológicos, origen en los trabajos, Aparatos de detección y medida 23
MONÓXIDO DE CARBONO 21
Propiedades, efectos fisiológicos, valor límite permisible VLP origen en los trabajos mineros. Aparatos
de detección y medida
GAS CARBÓNICO 24
Propiedades, efectos fisiológicos, valor límite permisible VLP, origen en los trabajos mineros, Aparatos
De detección y medida
METANO O GRISÚ 26
Efectos fisiológicos, limites de inflamabilidad, presencia en el carbón, disposición reglamentaría y
Valor límite permisible - VLP- en atmósferas bajo tierra, desprendimiento de metano (grisú)
Desgasificación del grisú, lámpara de bencina seguridad (lámpara de Davis), manómetro, multidetector,
otros aparatos
GASES DIVERSOS 28
ACIDO SULFHÍDRICO
Propiedades, efectos fisiológicos, valor límite permisible VLP, origen en los trabajos mineros
Aparatos de detección y medida
ÓXIDOS DE NITRÓGENO 32
Propiedades, efectos fisiológicos, valor limite de permisible VLP, origen en los trabajos mineros,
detección y medida
Aldehídos 34
Generalidades, efectos fisiológicos, origen.
Problemas: Aspectos Relativos a los problemas de gases

2. 2
CAPITULO II
HUMEDAD Y TEMPERATURA 35
Generalidades, humedad absoluta, humedad relativa o grado higrométrico, grado de saturación,
mediciones de la humedad, el higrómetro de cabellos humanos, el psicrómetro, causas de elevación de la
temperatura del aire de la mina. Medida de la temperatura en las minas. Influencia del clima en el cuerpo
humano, humedad, temperatura y clima bajo tierra. Problemas relativos a la presión barométrica a
diferentes alturas, humedad absoluta, humedad relativa (), determinación en una carta psicométrica,
averiguación de la humedad relativa () por medio de un Nomograma, Cálculo de la humedad relativa
() por medio de la fórmula de Sprung, medición de las temperaturas húmeda y seca, por medio del
psicrómetro. Clima. Grado de Confort, grado de comodidad e incomodidad, necesidad de la desecación
en una mina húmeda. Humidificación de una mina seca.
PROBLEMAS
CAPITULO III
CÁLCULOS DE VENTILACIÓN 29
Metas que debe reunir la ventilación, métodos de cálculo, cálculo de caudal de aire según el
desprendimiento de metano (grisú), respiración del personal, animales, utilización de equipos accionados
por combustible ACPM, uso de explosivos, otras condiciones. Definiciones y unidades empleadas en los
cálculos de ventilación, flujos(Q), presiones(pt, pe, pd, H), potencia, otras magnitudes, flujo compresible no
viscoso, ecuaciones de movimiento: ecuación de continuidad, ecuación de estado, ecuación de
velocidades, ecuación calorimétrica, significación de la perdida de carga, caso de un fluido real con
fuerzas de rozamiento. Condiciones de aplicación de las ecuaciones de los fluidos no compresibles.
RESISTENCIA
Definiciones y Unidades; relaciones entre las diferentes unidades, otras definiciones, resistencias
prácticas, nomogramas para diferentes tipos de vías subterráneas, valores prácticos de resistencia: Mina
la Chapa, Samacá, El Uvo. Resistividad, Orificio Equivalente, Grados de dificultad en la ventilación,
Relaciones entre Q, H y ; Escalas métrica y logarítmica (representación); Densidad el aire, Valores
prácticos de abertura () equivalente en las minas de Acerías Paz del Río, Mina la Chapa, Mina Samacá,
Mina Caliza, Mina El Uvo.
MEDIDAS DE VENTILACIÓN, 64
Instrumentos para la medición de velocidades, medidas de presión, medidas de presiones absolutas,
determinación de presiones absolutas bajo tierra, medidas de presiones diferenciales, aparatos
complementarios. Medida de secciones.
CAPITULO IV
VENTILACIÓN NATURAL
Definición: Método deductivo para definir las ecuaciones de la ventilación natural:
Sistemas de ventilación 51
Ventilación en bucle y en diagonal, entrada de ventilación en el techo o piso del yacimiento, ventilación
ascendente y descendente: grado de empolvamiento, costo de los diferentes tipos de ventilación.
Ventilación principal, ventilación natural 54
Influencia en ventilación por método explotación, ventilación U en avance y en regreso, Y en avance y en
regreso ventilación en Z en avance y en regreso, consideraciones de otros tipos de ventilación al techo y
al piso del yacimiento.

3. 3
Repartición de la corriente de aire, movimiento del aire con peso especifico constante, elementos en
serie, elementos en paralelo, perdida de carga en un nudo, perdida de carga entre dos nudos, red con
varias entradas y varias salidas, red cualquiera: ecuaciones de nudo (primera ley de Kirchoff) ecuaciones
de las mallas (segunda ley de Kirchoff).
Distribución de la ventilación de una mina por computador 69
Levantamiento de los datos de la red de ventilación, medición de la red: personal, aparatos, libretas,
planos. Proceso de las mediciones. Mediciones de secciones y longitud de vías, mediciones de
velocidades, temperaturas y flujos, mediciones de presión por el sistema de paso peregrino. Balanceo y
correcciones de las mediciones en una red de ventilación: balanceo de flujos, correcciones de mediciones
depresión y resultados.
Programa de ventilación Acerías 83
Descripción del programa de ventilación de Acerías Paz del Río. Cálculo iterativo de los flujos de
ventilación en la red. Teoría de las redes malladas. Datos de entrada: clases de tarjetas: K11, K12, K13,
K14, K15, K16, K17 K03. Explicación de cada una de las tarjetas. Orden de las tarjetas. Entrega de
resultados (out-put). Ejemplo de entrada de una mina al computador: Otro programa.
CAPITULO V
VENTILADORES PRINCIPALES 91
Ventiladores principales en superficie, diversos tipos de ventiladores. Ventiladores centrífugos,
ventiladores helicoidales, características teóricas. Curva H= F (q, curva de potencia W= f (0); curva de
rendimiento p= (Q); características practicas: potencia absorbida, rendimiento, instalación de un
ventilador sobre el túnel de salida o entrada, requisitos de una instalación.
Estudio de una instalación: proyecto de una instalación de ventilador principal Mina El Uvo.
Anexo 13
CAPITULO VI
DISPOSICION PRÁCTICA DE LA CORRIENTE DE AIRE 99
Secciones independientes, circuitos y corrientes diagonales, puertas de ventilación, cortinas de
ventilación
CAPITULO VII
VENTILACION AUXILIAR 104
Metas que debe atender, flujos necesarios, efecto de la ventilación soplante, efecto de la ventilación
aspirante, combinación de la ventilación soplante-aspirante, ventiladores auxiliares, control en le flujo de
ventiladores auxiliares, mediante el empleo del tubo pitot, método de las coronas concéntricas de igual
superficie, tuberías, pérdida de carga en tuberías, Pérdidas en canales, escogencia de un ventilador
auxiliar para un frente ciego y adopción del diámetro de la tubería.
CAPITULO VIII
COSTOS DE LA VENTILACION PRINCIPAL Y AUXILIAR 116
Concepto de costos para la ventilación principal y auxiliar, datos de la ventilación principal, datos de la
ventilación auxiliar, costos de la ventilación principal, costos de la ventilación auxiliar, organización,
necesidades y costos de equipo, costos diarios de energía: consumo según tipo de ventilador, datos,
otras consideraciones de importancia: índice de ventilación.
BIBLIOGRAFIA 121

4. PROLOGO
El presente Texto fue desarrollado como fruto de la experiencia del autor en el campo de la ventilación en
diferentes minas del país: minas de Carbón, Hierro. y Calizas de la Empresa Acerías Paz del Río; en
Amagá, departamento Antioquia, en la empresa Industrial Hullera, en Cúcuta, departamento de norte de
Santander, en la minas de carbón de minas Maturín Ltda., otras minas del departamento en la empresa
Carbonorte, hoy liquidada y como docente en la preparación de un programa de estudios en Ventilación
de Minas, dirigido a estudiantes de Ingeniería de Minas de la Universidad Nacional de Medellín, UPTC y
UFPS, en la formación de los futuros ingenieros con conocimientos de ventilación, para que se apliquen
en su experiencia.
Me movió a realizarlo el hecho, de que mi tesis para optar el grado de Ingeniero de Minas, era eso, una
Tesis de Grado, entonces decidí complementarlo con ejemplos de mi experiencia en las diferentes minas
colombianas y en los túneles de Chingaza del acueducto de Bogotá, con problemas de ejemplo que
fueron adquiridos de la práctica, en el campo de las minas y de la docencia.
Pensé que con este texto podía ofrecer al estudiante de ingeniería de minas, al ingeniero y al técnico,
una herramienta práctica en la problemática de la ventilación de las minas; sobre todo, hoy, cuando
tenemos minas que por una u otra razón abundan en problemas de ventilación, a causa del metano y de
las necesidades de aire, aparejados a su magnitud y su profundidad. Lo anterior, hace más compleja la
solución de problemas técnicos de ventilación en estas minas, por estos factores: desgasificación y
profundidad. Espero que este texto sea de utilidad al lector.
En este mundo, hoy globalizado que se ve convulsionado por la crisis energética y por el auge de los me
tales preciosos por la siempre “fiebre del oro”, fenómenos de los cuales nuestro país no es ajeno, por la
reciente crisis del carbón en el mundo por los cambios de políticas de producción de carbón en la China,
nuestro país está mirando hoy su presente panorama minero, con nuevas perspectivas e exigencias en
las reglamentaciones, en la seguridad, en la fabricación de ventiladores y tuberías para la conducción del
aire a las minas, en el empleo de nuevos y sofisticados aparatos para la medición de los gases, unas
veces originados por el yacimiento y otras por el método de explotación, que hacen necesario estimar
cálculos de los caudales de ventilación. Esto nos induce a que la industria de los minerales y a quienes
los consumen interna y externamente investiguen y promuevan compras de ellos en las minas que los
produzcan y que se certifiquen los requisitos “ de mineral limpio” en la producción de las minas bien
ventiladas, que aseguren el trabajo de medio ambiente y seguridad de ellas, con la expectativa de
producciones que garanticen las necesidades del mercado, hacia nuevas minas que se planifiquen a
futuro con producciones que hagan rentable este negocio. A decir la verdad, a nuestro país no le sirven
esas minas pequeñas, de escasa producción- entre 200 a 3.000 toneladas mensuales- sino minas con
buena producción que se ocupen seriamente de los problemas de medio ambiente, seguridad y buena
ventilación, como garantía a la salubridad y a la vida de los trabajadores.
Si lo anterior es así, somos conscientes que todavía se debe aportar mucho a esta industria, y son los
nuevos ingenieros de minas quienes deben tener en cuenta el conocimiento de esta herramienta de ayer,
la que aquí presento, para continuar dialogando con el empresario minero de hoy; cómo se hacía ayer y
cómo se debe hacer hoy, ya que ambos coinciden en el pensamiento de sus economías y costos, en
razón a que los precios del carbón, en razón a que sus utilidades siguen son reducidas. Aparejado lo
anterior, a que el Estado sigue siendo laxo en las exigencias de una seguridad minera no acorde con la
época.
Lo que si no debe perderse de meta, es que el correcto empleo de la ventilación de una mina da al
Productor y al Inversionista una seguridad suficiente en el empleo de su personal, de su mina y de su
capital, porque reduce o elimina los riesgos de catástrofes y accidentes bajo tierra.
Por otra parte, el buen aspecto de una correcta seguridad minera, con una adecuada ventilación en los
trabajos produce, además, del buen rendimiento del obrero, una buena Imagen Corporativa del
empresario y de su empresa, tanto al interior del país como en el exterior.

5. 5
Con frecuencia he escuchado que los costos para obtener una buena ventilación no hacen rentable el
negocio de la minería, sobre todo la del carbón, porque se encarece su producción. Esto fuera cierto si
la ventilación de las minas fuese un adorno innecesario. Pero no es así. Hemos sido testigos de grandes
tragedias, con muchos obreros muertos, de muchas viudas y de niños huérfanos que han llenado de
relatos los periódicos y las revistas, de nuestro país. Todavía siguen ocurriendo estos eventos
desagradables, no sólo aquí, sino en muchas partes del mundo.
Se sabe que al que trabaja en las labores subterráneas hay que llevarle un caudal de aire, determinado,
necesario y suficiente, que sea capaz de diluir gases tóxicos y explosivos a niveles permisibles, así como,
de permitir la respiración de la gente que trabaja en las labores bajo tierra, buscando que se reduzca la
temperatura del aire, especialmente en minas profundas y aún en minas de poca profundidad por
carbones de elevado factor de oxidación y alta humedad del aire como se tienen en Colombia.
Las anteriores consideraciones sirvieron al autor para la realización de este texto. Los conceptos que se
complementaron y compilaron en él, por el contrario trataron de no dejar de lado algunos criterios
teóricos. Por ello se procuró llevarlos al campo de la práctica para lograr su aplicación, como lo hacen
otros textos de ventilación que se consultaron.
Este texto consta de ocho capítulos que hablan sobre el tema de la ventilación de las minas, deseo
motivar al lector con una introducción que le deje ver a éste la importancia del tema y de la gestión que
debe esperarse al proyectar una mina con una buena ventilación.
En el capítulo I se trata sobre el aire en las minas y su composición en cuanto a gases se refiere; la
aplicabilidad de este asunto debe centrarse, en otros puntos de importancia como el Valor Límite
Permisible- VLP, de cada gas nocivo y la forma de registrarlo y hacer su detección.
El capítulo II trata la Humedad y Temperatura del aire, así como también la influencia de los factores del
clima subterráneo en el cuerpo humano; conocimientos estos que siguen inquietándonos por la
profundización de nuestras minas a niveles inferiores, como los casos de muchas minas colombianas en
Boyacá, Cundinamarca, Antioquia, Norte de Santander y aun en el Valle del cauca, donde la minería del
carbón ha perdido su importancia, por el cierre y agotamiento de varias minas.
El capítulo III toca el tema de los Cálculos de Ventilación, matemática que deber ser tenida en cuenta
para obtener valores reales y cercanos a los caudales necesarios de aire, así como también valores
prácticos de resistencia, obtenidos como, resultado de la utilización de un NOMOGRAMA, herramienta,
que se emplea, en los cálculos por computador, en lugar de la presión de cada vía y su caudal. Las
medidas de ventilación con instrumentos como: barómetros, anemómetros, psicrómetros, manómetros,
tubo en U, tubo pitot, mangueras y otros, que nos permitan realizar los cálculos con los valores medidos.
El capitulo IV contiene diversos diagramas que permiten hacer un recorrido de la ventilación y la
incidencia de cada uno de ellos en los problemas de explotación. Diagramas o sistemas de ventilación en
“U”, “Z” y “Y”, en avance y retroceso, ventajas y desventajas. Ventilación natural y su influencia en
nuestras minas de montaña. Repartición de la corriente de aire, aplicando los criterios de las leyes de
Kirchoff. Al final, como se menciona en el párrafo anterior, se maneja la situación de los caudales de aire,
presiones y valores de resistencia de una mina para su almacenamiento en el computador digital en
futuras planeaciones y otros usos.
En el capítulo V se tocan aspectos de la ventilación principal y las características técnicas en el del
trabajo de un ventilador, en relación al circuito de ventilación (abertura equivalente y resistencia total en el
circuito de una mina). Igualmente se dan algunos consejos sobre los requisitos que deben ser
observados al hacer una instalación de un ventilador principal.
Las disposiciones sobre la distribución de la corriente de aire, como puertas de ventilación, reguladores y
cortinas, así como las dimensiones de puertas se tratan en el capítulo VI.

6. 6
Los capítulos VII y VIII tratan sobre la ventilación auxiliar, efectos de la ventilación soplante y aspirante;
ventiladores para vías de ventilación auxiliar (vías ciegas), escogencia del tipo de ventilador de acuerdo al
empleo de Nomogramas; tuberías y pérdidas de aire en un canal, además de algunas consideraciones de
costos e inversiones que deben ser tenidas en cuenta al planificar la ventilación principal y auxiliar de una
mina. Y por supuesto, en el capítulo octavo, se trató el asunto de los costos que inciden en la ventilación
principal y auxiliar.
En la mayoría de estos capítulos, el autor trató de presentar ejemplos y problemas, al lado de lo que
sucede en los Proyectos de Ventilación cuando se hace necesario desarrollar un nuevo esquema de
ventilación cuando surgen nuevas tareas en las necesidades de aire.
Finalmente deseo expresar mis más sinceros agradecimientos a la Rectoría de la UPTC, a la Decanatura
de Ingeniería en Sogamoso y al Director de la Escuela de Ingeniería de Minas, Ingeniero Luis Alejandro
Fonseca, quien hizo posible que este Texto saliera del anonimato, como lo estuvo la Tesis de grado del
suscrito, por más de 30 años.
También sigo recordando a mi dilecto amigo el Dr. Diego Cardona, hoy fallecido y quien hoy, a pesar de
estar ausente, me inspiró a realizar este texto. El doctor Cardona durante su tiempo, en vida, me prestó
toda su colaboración y atención en el desarrollo de la famosa tesis de grado que me sirvió de base para
realizar este texto, colaborando por intermedio de Acerías. Al doctor William Botero Suárez, quien con su
experiencia y conocimientos me dio directrices y metodología que aun aplico para convertir la famosa
tesis de grado en Texto.
Recuerdo con mucha gratitud al doctor Gustavo Jaramillo, también hoy fallecido, quien desde el principio
creyó en que el trabajo que utilizó el suscrito para dictar en el año 1975, un curso de 40 horas de la
materia Ventilación de Minas, a estudiantes del quinto al décimo semestre de Ingeniería de minas de la
Escuela de Minas, Universidad Nacional de Medellín, podía servir como Tesis de Grado para optar el
título de Ingeniero de Minas. Me atrevo a pensar que si Gustavo, aun viviera, me diría hoy, porque
demoré tanto para convertir esa tesis en libro.
También agradezco al Ingeniero Héctor Naranjo, colega y colaborador de la mina Samacá a quien invité,
para que se graduara conmigo, utilizando “la famosa tesis” y a quien no le he pedido permiso para
convertirla en Texto. Si él me lo negara, que estoy seguro que nó, le contestaría: “Volvámonos a graduar
con una tesis, como inicialmente lo quisimos hacer, con un trabajo sobre Hornos de Colmena, en la mina
Samacá, para la coquización de carbones”.
A muchas personas que me han acompañado en mi vida; a ellas más que a nadie, también, les
agradezco el haberme ayudado y dado su tiempo que yo les negué ayer y hoy, y a quienes estoy
reconocido como a Adelaida, hoy fallecida, y a Nelly quien hoy me acompaña, grandes mujeres; a mis
hijos grandes y pequeños quienes saben de este afán para convertir este sueño en realidad. También
agradezco a mis estudiantes de ingeniería de la UPTC, del 2004 hasta 2006, quienes me sirvieron de
“conejillos de indias”, para realizar este experimento, que hoy lo presento a la Universidad Pedagógica y
Tecnológica de Colombia UPTC, como un texto de consulta para Estudiantes y Profesores.
Gracias a Dios por haberme brindado esta oportunidad de servir a la comunidad y a mis lectores por
consultar este texto.
Del Autor.

7. 7
INTRODUCCION
Importancia de la ventilación
Para poner en evidencia la importancia de la ventilación en la explotación de minas, existe la costumbre
de comparar el peso del aire circulante en los trabajos mineros con el de los minerales extraídos; el peso
del aire es generalmente muy superior. El pese del aire, en el conjunto de las carboneras francesas, era
en 1960, igual 7,5 veces el tonelaje extraído. En Colombia, en minas como la Chapa, en el año 74, fue de
3 veces s la producción explotada En cifras totales el consumo de energía para la ventilación es
ciertamente importante. Para el conjunto de; es carboneras francesas el consumo medio de electricidad
en los ventiladores principales fue en 1960 de 3.9 Kwh. por tonelada neta; este consumo varia
sensiblemente de urna mina a la otra y en algunos grupos mineros ella sobrepasa de 6kwh/t. En la mina
La Chapa de. Acerías Paz del Río se tiene un consumo de 5 Kwh. por tonelada bruta de carbón.
Los gastos de energía no representan más que una fracción del costo de la ventilación; es necesario
igualmente tener en cuenta la amortización y el mantenimiento de los ventiladores, trabajos de
distribución de la corriente de aire, mano de obra de la supervisión y control. En e total de los gastos
imputados directamente a la ventilación en Francia es del orden de 0.60 NF/t; costo promedio de todo el
conjunto de las carboneras francesas, o sea alrededor de 1% del costo total. En la mina La Chapa de
Acerías Paz del Río, teniendo en cuenta amortización: del equipo y energía, se tienen unos costos de
ventilación para 1500 toneladas de producción de $ 0.69/ton. Un costo global que tenga en cuenta
factores que se anotan comienzo de este párrafo, alcanzaría una cifra de $ 3.50/ton.
El costo de la ventilación no es entonces despreciable merece que se le tenga en cuenta para controlarlo,
pero él no da más que una idea muy fragmentaria de la importancia de esta operación en la explotación y
de su incidencia en los costos totales.
Es frecuente en efecto que para asegurar un flujo suficiente de aire en todos los frentes de trabajo sea
necesario dar e las vías de acceso (transversales, bajadas, tambores y galerías dimensiones muy
superiores en las que exigiría el transporte de personal y de material y la evacuación de los productos. A
menudo quien explota se ve obligado a ejecutar obras mineras especiales, tales como: Tambores,
Transversales y aún en los Pozos de ventilación. En la mayoría de los casos la armazón de la mina está
determinada por las exigencias de la ventilación. Si entonces se imputase a la ventilación todos los
trabajos mineros que su realización hace necesarios, se llegaría a relaciones de aire muy superiores a los
ya anotados anteriormente.
Existen también cases de minas ya abiertas, en donde de vez en cuando se llegue a un manto con
contenido de metano, donde la concentración de los trabajos, por el aumento de la velocidad de avance
de los frentes deben ser limitados por la imposibilidad que se encuentra en hacer circular un flujo de aire
suficiente que haga bajar el contenido de grisú a cantidades aceptables. La producción debe ser algunas
veces disminuida, incluso suspendido temporalmente, porque la ventilación es insuficiente. En este caso
la ventilación viene a ser el cuello de botella de la explotación de la mina. Si entonces se imputan a la
ventilación, todas las pérdidas de producción, donde la falta de ventilación puede ser la causa, su
incidencia en la economía de la explotación llega a ser considerable.
Su influencia en la higiene y la seguridad es evidente, Ella es particularmente indispensable en las minas
con grisú, donde la dilución del CH4 por la corriente aire constituye el medio de lucha más eficaz centra
las explosiones, y en las minas prefundas, donde una buena ventilación es necesaria para mantener una
temperatura que sea soportable.
En fin es necesario anotar que las dificultades encontradas en el establecimiento de una ventilación
conveniente irán en aumento, de una parte, por el aumento de la profundidad media en los trabajos, y de
otra parte la, por la concentración y aumento de velocidades de avance, que hoy son posibles por los
progresos obre ratos en las técnicas de arranque y sostenimiento. Para sacar el máximo de provecho a
estos progresos, es importante no estar limitado por una ventilación insuficiente.

8. 8
PROBLEMA
Para la resolución del siguiente tipo de problemas, sugerimos utilizar las siguientes fórmulas que son
bastante aproximadas si no se dispone de un barómetro, para calcular las siguientes variables:
Presión barométrica [pbarométrica] (Unidad: mm. de Hg.)
Peso específico del aire [] (Unidad: Kg./m
3
)
FORMULAS
5.2550.0065*
760*´(1 )
273
0.455*
273
barometrica
s
barometrica
s
h
p
t
p
t

 



1. Cuál será el índice de ventilación de una mina cuya producción de carbón es de 3.000 toneladas por
día, sabiendo que el caudal de aire que sale por el ventilador principal es de 6.000. Si el sitio donde está
ubicada la mina está localizado a una altura de 2800 metros sobre el nivel del mar. Las temperaturas
seca y húmeda promedias de la mina, son: ts=24 ºC; th= 20ªC.
5.2550.0065*
760*´(1 )
273
barometrica
s
h
p
t
 

= 545.120 mm Hg.
30.455*545.120
0.835 /
273 24
Kg m  

Peso del aire que sale por el ventilador en 24 horas = Q (m
3
/min.)*(Kg./m
3
)x60min*24horas/1h*1 día
=1.440Q *  (Kilogramos de aire/día)
= 1,440*Q*0.835/1000 (ton. aire/día)
= 1.440*6.000*0.835= 7.214tons aire/día
min 7.214
( ) 2.4
min 24 3.000
  
Pesodeairequesaledela a
Indicedeventilacion I
produccionde eral en horas
Es decir, que por cada tonelada de carbón producida se están entrando a la mina 2.4 toneladas de aire.
En este problema se ve que si queremos mejorar este índice, es necesario entrar más aire a la mina o
extraer menos carbón por día.

9. 9
COMO SE PRESENTAN LOS PROBLEMAS DE VENTILACION?
Un problema simple que se presenta de una manera permanente, es el de la supervisión y control de la
ventilación. Se trata de medir en diferentes puntos de la mina las características de la corriente de aire:
velocidad, flujo, presión de los puntos de empalme, concentración de sustancias perjudiciales (gases
nocivos). Para esto es necesario disponer de aparatos y de métodos convenientes de medida.
Otro problema más complejo consiste en buscar cuáles deben ser las modificaciones que serán
necesarias introducir a las instalaciones, configuración de los trabajos mineros y de los ventiladores, ya
sea para remediar una insuficiencia de la ventilación, ya sea para adaptar la ventilación a una nueva
situación de la explotación. Este problema no es en principio diferente al de 'Proyectar la ventilación, que
consiste en determinar las disposiciones que permiten asegurar una ventilación conveniente en un frente
de explotación futuro, sobre el cual se fijan a priori las características de ventilación.
En un caso como en el otro, es necesario saber en - primer lugar, cuáles son los flujos de aire necesarios
en rada frente de trabajo para tener en cuenta las diferentes causas de polución y de calentamiento de la
atmósfera También es necesario entrar a prever inmediatamente sobre cuál sería la repartición de los
flujos entre los diferentes tajos de explotación en función de diferentes parámetros, como la configuración
de los trabajos mineros y características de los ventiladores, a fin de escoger aquellos que cumplan con
las tareas necesarias de caudal de aire.
El establecimiento de esta previsión exige el conocimiento de:
a) Las características de los diferentes elementos de la red de ventilación; ellas pueden ser estudiado en
un nomograma, o tomadas de elementos análogos de una mina existente;
b) Las características de los ventiladores disponibles en la marcha, En fin es necesario disponer de
un método y medios de cálculo.
OBJETO DE LA VENTILACIÓN – CONCLUSION
La ventilación tiene por meta mantener en la atmósfera de la mina una composición una temperatura y un
grado de humedad compatible con la seguridad, la salud y el rendimiento del personal, Lo anterior es
indispensablemente necesario para:
a) Asegurar la respiración del personal minero
b) Diluir los gases nocivos de la mina, en particular el grisú,
c) Reducir la temperatura, especialmente en las minas profundas.

10. 10
CAPITULO I:
EL AIRE EN LAS MINAS
Generalidades
El aire atmosférico normal consta de 21% de oxigeno y 78% de nitrógeno, en volumen, Contiene además.
Gas carbónico, gases raros, vapor de agua en porcentajes variables.
La composición del aire atmosférico normal (seco) es:
N2 78% Vol.
02 20,86 "
CO2 0.20% "
Argón 0.93% "
Otros gases 0,01% "
Vapor de agua 0.05% hasta 4%, en promedio 1%, este porcentaje no influye en la relación oxigeno -
nitrógeno. Fuera de estos componentes normales el aire de las minas contiene otras impurezas que son
provenientes de:
- Humos y gases de voladuras
- Gases de las mismas formaciones
- Polvo proveniente de las labores mineras
Los principales contaminantes del aire son: monóxido de carbono (CO), gas carbónico (CO2), metano
(CH4), gases nitrosos (NO + NO2), anhídrido sulfuroso (SO2), los polvos de rocas y en los casos de los
minerales radioactivos, el Radon y el Torno que son los isótopos radioactivos, de vida corta,
provenientes de la desintegración de los isótopos de radio pertenecientes a las familias de actinio y del
torio. Estos componentes del aire pueden representar un peligro, tanto por su propia nocividad como por
la disminución de oxigeno que ocasionen.
Teniendo en cuenta los gases frecuentes en las minas de carbón, hierro y calizas, como son: el CO, CO2,
CH4,( NO + NO2), los estudiáramos desde el punto de vista de su peso especifico respecto del aire,
algunas propiedades físicas y químicas, efectos fisiológicos de acuerdo al grado de concentración, limite
permisible en la corriente de ventilación de la mina, su origen en los trabajos subterráneos y los aparatos
que nos permiten descubrirlos y medirlos. Por ser el O2 y el N2, componentes principales del aire
atmosférico comenzaremos la parte de estudio, adicionalmente con ellos.
Antes de estudiar en forma detallada los gases mas frecuentes en la minas, proponemos al lector
estudiar la siguiente “carta de gases” más frecuentes en las minas, para que se vaya adaptando a la
situación de estos en las minas y los vaya conociendo desde algunas características importantes.
A la final del estudio de los gases, complementaria a esta tabla estamos presentado otra tabla con el
resumen de las características de los gases, que puede servir al lector para que con ellas se tenga una
noción resumida de esta problemática

11. 11
TABLA 1: CARTA DE GASES
CARACTERÍSTICA METANO
MONOXIDOI
DE CARBONO
ACIDO
SULFHIDRICO
GAS
CARBONICO
NITROGENO OXIGENO
FORMULA QUIMICA CH4 CO H2S CO2 N2 O2
GRAVEDAD
ESPECIFICA
0.555 0.967 1.191 1.5291 0.967 1.105
INCIDENCIA EN EL
AIRE %
* * * 0.03 78.10 20.93
¿ESCOMBUSTIBLE? SI SI SI NO NO NO
¿ES SOPORTE DE LA
COMBUSTION?
NO NO NO NO NO SI
¿ES VENENOSO? NO SI SI NO NO NO
¿COMO SE
DETECTA?
LAMPARA DE
SEGURIDAD
MULTIDETECTOR
MULTIDETECTOR
ANALISIS
QUIMICO
MULTIDETECTOR
ANALISIS
QUIMICO
TUBO DE
CONTROL
ANALISIS
QUIMICO
LAMPARA DE
SEGURIDAD
ANALISIS
QUIMICO
LAMPARA DE
SEGURIDAD
ANALISIS
QUIMICO
MULTIDETECTOR
LAMPARA DE
SEGURIDAD
RANGO EXPLOSIVO
EN EL AIRE
5 A 15% 12.5 A 73% 4.3 A 46% NINGUNO NINGUNO NINGUNO
TEMPERATURA DE
IGNICION EN ºC
593 a749 593 371 NINGUNA NINGUNA NINGUNA
ORIGEN
Ocluido en el
carbón y mantos
de arcilla;
Descomposición
de materia
vegetal en el
agua
Combustión
incompleta;
Fuegos de mina;
explosiones de
metano y en
voladuras con
dinamitas
En aguas de
mantos de
carbón; en
formaciones de
sal líneas de
tubería tuberías
en lugares
pobremente
ventilados
Combustión
completa;
pequeñas
cantidades
son
encontradas
en forma
natural en el
aire
Es
encontrado
en forma
natural en el
aire; la
oxidación de
carbón libera
nitrógeno
Se encuentra
naturalmente en
el aire
¿CUAL ES EL
EFECTO SOBRE
LA VIDA?
Causa la muerte
por sofocación
si es respirado
en altas
concentraciones;
el efecto pasa al
refrescarse en
aire limpio de
de metano
0.10% en el aire
causa un
colapso
completo;
excluye el
oxigeno de la
sangre
0.07% causa la
muerte en una
hora; muy
venenoso;
destruye el
nervio del olfato
Causa la
muerte por
sofocación;
reemplaza el
oxigeno de
la sangre;
respiración
difícil
Causa la
muerte por
sofocación;
reemplaza el
oxigeno de
la sangre
Necesario para
la vida
1.1 OXIGENO
Gás incoloro, inodoro e insípido Formula: O2
Peso específico: 1.11 (respecto al aire)
1.1.1 Efectos fisiológicos
En las siguientes concentraciones en el aire produce en el organismo humano los siguientes efectos:
De 21-18% Ritmo de respiración normal
De 18-12% Aumento del ritmo respiratorio. Aceleración del pulso

12. 12
De 14-9% Aceleración notable de la respiración y del pulso, respiración intermitente, cianosis, vomito,
astenia.
De 10-6% Excitación con cianosis intensa, síncopes llegado hasta el estado de coma,
respiración superficial y rápida terminando en el espasmo respiratorio. Concertaciones tan bajas se
resisten únicamente durante muy cortos periodos de tiempo.
De 5-3% Muerte en poco tiempo.
1.1. 2 LÍMITE PERMISIBLE:
Por debajo de una concentración del 18% debe cerrarse el frente de trabajo a la operación del personal.
1.1.3 CAUSAS DE REDUCCIÓN
Se resume en las siguientes:
- Absorción por el carbón. Ej. oxidación de la pirita y del mismo carbón.
- Respiración de los hombres y animales
- Mezcla del aire con diversos productos gaseosos preexistentes. Emisión continua, desgasificaciones
instantáneas, voladuras, explosiones del grisú o polvos del carbón, incendios.
- La extensión de los frentes de trabajo y la velocidad del aire, a través de ellos, influye sobre la
absorción de 02 por el carbón.
- El tenor se disminuye más en as secciones donde el aire está quieto o es lento. Cuando la velocidad
es débil, por ejemplo, en los trabajos abandonados o en recuperación no es rara una disminución del 1%
en 02.
- La cantidad de personal y la intensidad del trabajo influyen sobre el consumo de aire, por respiración.
Según el trabajo realizado, un hombre consume de 0.25 a 2.5 lt/min. de 02, aspirando de 7 a 60 lts/min.
de aire y expulsando de 0.2 a 2.4 lts/min. de CO2.
1.1.4 APARATOS DE DETECCIÓN Y MEDIDA.
Con la lámpara de seguridad se puede efectuar cualitativamente la deficiencia de 02 de la atmósfera bajo
tierra. Cuando la atmósfera se empobrece de oxígeno en presencia del grisú o de algunos gases
combustibles la llama inicialmente se eleva, se dice que busca el oxígeno, se vuelve rojiza y luego se
empequeñece para apagarse cuando la concentración en volumen de oxigeno tiene un valor de 16.25%.
Ver explicaciones en Fig. 1 y 2, Anexo 5.
Con el medidor de oxígeno, u oxigenómetro también puede detectarse cuantitativamente la disminución
de oxigeno en cualquier atmósfera de trabajo. El funcionamiento de este aparato está basado en el
siguiente principio: se produce una reacción química en la celda del aparato, por medio de un catalizador,
y de acuerdo al contenido de oxigeno en el aire, esta reacción será más o menos fuerte y producirá una
variación de la resistencia eléctrica de la resistencia eléctrica , permitiendo el paso de más o menos
corriente, de manera que la corriente que circula a través del miliamperímetro es proporcional al
contenido de oxígeno en la atmósfera. Esta función es realizada hoy con el Multidetector, aparato que
puede realizar en poco tiempo las funciones de detectar el contenido de Oxígeno (O2) de una atmósfera,
concentración de Monóxido de Carbono (CO), Metano (CH4) y Acido Sulfhídrico (H2S).
Particularmente el Oxigenómetro consta de las siguientes partes:
1. Un miliamperímetro graduado en % en volumen de 02,
2. Una celda de reacción cuya resistencia depende del con tenido de oxigeno en la atmósfera que se esté
midiendo
3. Un interruptor de botón para cerrar el circuito de medición,
4. Una batería de mercurio de 5.6 voltios, la cual suministra la corriente necesaria para real izar la medida

13. 13
FIG. 1 CIRCUITO ELECTRICO DE UN OXIGENOMETRO
1. 2 NITROGENO:
Gas incoloro, inodoro e insípido, químicamente inerte Fórmula: N2
Peso específico: 0,97 (respecto del aire),
1.2.1 EFECTOS FISIOLOGICOS:
No tiene ninguna acción química durante la respiración. Su peligrosidad radica en que su aumento
disminuye el O2 a porcentajes peligrosos para la vida del hombre.
1.2.2.1 ORIGEN DE LOS TRABAJOS
Su aumento en la corriente de ventilación de las mismas se debe a la putrefacción de materias orgánicas
y en el trabajo con explosivos. También se presenta en el desprendimiento por las rocas y cartones.
En las minas de potasa y algunas de carbón de Alemania, el grisú contiene hasta un 40% de Nitrógeno.
En 1894, en hulleras de Lens (Francia), se comprobó en una arenisca cavernosa, un flujo de N2 casi
punto con un caudal de 200m
3
/día durante 6 meses.
1.3 MONOXIDO DE CARBONO
Gas sin color, sin sabor, ni olor. Debidamente soluble en el agua. Toxico y combustible; combustible
cuando su contenido es de 13 – 75% y por el calor a la llama se inicia la oxidación del CO
Formula: CO
Peso específico: 0.97 (respecto del aire).
1.3.1 EFECTOS FISIOLOGICOS
Es un gas bastante venenoso que tiene mucha mas afinidad por la hemoglobina de la sangre que el
oxígeno, (200-300 veces más) formando la carboxihemoglobina, reduciendo en esta forma el aporte de
oxigeno a los tejidos según su concentración y según la siguiente ecuación:
Hb O2+CO HbCO+O2
El efecto inmediato del CO es comparable al de un anestésico suave. Con relación al CO se han
realizado 2 tipos de estudio:
a) El primero relacionado al efecto fisiológico ocasionados por la presencia del CO.
b) El segundo, a los efectos sobre los individuos que permanecen en forma prolongada en atmósfera de
CO.
TALES ESTUDIOS PUEDEN OBSERVARSE CON BASTANTE AMPLITUD EN EL ANEXO 5, FIG. 3: EFECTO DEL
MONÓXIDO DE CARBONO EN EL HOMBRE EN FUNCIÓN DE LA CONCENTRARON EN LA SANGRE FIG. 4:
EFECTO DEL MONÓXIDO DE CARBONO EN EL HOMBRE EN FUNCIÓN DE LOS TIEMPOS DE EXPOSICIÓN.

14. 14
La rapidez en la presentación sucesiva de los síntomas típicos y el advenimiento de un desenlace fatal
fuera de la sensibilidad en cada individuo y se si estado de salud, dependen también en menor grado, de
la temperatura, humedad y movimiento del aire.
El peligro del CO radica principalmente en que el individuo aun consciente puede notar en su organismo
un cierto estado general de intoxicación, pero la debilidad que presenta le impide retirarse de la zona de
peligro, por si mismo. Los primeros auxilios deben limitarse al suministro de oxigeno.
1.3.2 EL TENOR DE CO EN LA CORRIENTE DE VENTILACIÓN DE LOS TRABAJOS MINEROS
DEPENDE DE LOS REGLAMENTOS DE CADA PAÍS.
El reglamento Decreto 1335 para las Labores Subterráneas establece que el CO tiene como limite
máximo permisible 0.005% en volumen de CO o sea 50 p.p.m (p.p.m= partes por millón).
1.3.3 ORIGEN DE LOS TRABAJOS MINEROS
Las fuentes de monóxido pueden ser ocasionadas por los siguientes agentes:
a) Explosivos: los explosivos al ser detonados desprenden humos constituidos principalmente por CO y
peróxidos de nitrógeno (N2O).
b) Motores Diesel (locomotoras, transcargadores): como todos los motores de combustión desprenden
cantidades más o menos importantes de CO. Los factores que intervienen en mayor o menor grado son:
el motor propiamente dicho, la inyección del combustible, los elementos componentes de los
combustibles lubricantes, las condiciones de trabajo.
c) Incendios, Explosivos de Grisú y Polvo de carbón. Todas estas situaciones pueden originar grandes y
variables cantidades CO.
d) Oxidación lenta del carbón. Que depende de: la composición de las cenizas del carbón; la alúmina y
la sílice tienden a retardar la oxidación; el Na2CO3, CaO y los minerales de hierro tienden a acelerarla, La
oxidación de la pirita en presencia de humedad libera calor y aumenta el volumen de los gases en las
fisuras de las partículas de carbón, incrementando así, la superficie de oxidación. Lo mismo ocurre con el
azufre.
e) La concentración de oxígeno en el aire ambiente y por consiguiente la ventilación; la velocidad de
oxidación es proporcional a la presión parcial de oxígeno. El incremento de la temperatura favorece
considerablemente la velocidad de oxidación
1.3.4 APARATOS DE DBTECCION Y MEDIDA
La peligrosidad de este gas exige una detección rápida y precisa de los bajos porcentajes. De esto se
distinguen diversas clases de aparatos que se dividen así:
1.3.4.1 APARATOS PORTATILES DE INDICACION INMEDIATA
Son aparatos esenciales para la protección del personal contra CO, pero mientras unos efectúan la
medición por el cambio de coloración del elemento reducido, otros lo hacen por el calor desprendido en la
oxidación, se describen así:
A) Aparatos Colorimétricos:
a) Bomba Drager 19/31 y tubos de Control
b) Aparato Cerchar - Mont-Luzón Siebe Gorman: similar al Drager, pero es un aparato más incomodo.
d) Indicador Calorimétrico de Paladio, cuyo límite inferior de medición es de 0,1%.
B) Medidores calorimétricos:
a) Medidor a base de hopcalita (mezcla de MnO2 y CuO, catalizadores de muchas reacciones.
CO + 1/2O2 + CATALIZADOR = CO2 + 68 calorías
Permite detectar porcentajes de CO del orden de 0.002%, la precisión alcanza hasta 0.005
b) Detector Maknil de funcionamiento similar al de la U.R,S.S, con limites de utilización de 0,002% a
0.02% con precisión de 0,02%

15. 15
1.3.4.2 APARATOS MUY SENSIBLES Y DE GRAN PRECISION
Analizadores infrarrojos hasta de 2 partes por millón.
1.3.4.3 APARATOS Y METODOS DE MEDICION EN EL LABORATORIO
a) Combustión por calentamiento del CO en tubo de - cuarzo. El CO2 formado es absorbido en agua de
barita. Mediciones desde 50 a 10.000 p.p.m.
b) Oxidación por el pentóxido de yodo. La medición se efectúa:
c) Ya sea sobre el 12 por el tío sulfato.
d) Ya sea sobre el CO2 por el cambio de conductibilidad del CO2 formado, pasando por una solución de
titrisol (NaOH). Este tipo de aparato es llamado ULTRAGAS y es fabricado por la casa Whösthof de
Alemania, también se conoce con el nombre de aparato Wösthoff, consultar ANEXO 3.- DESCRIPCION DEL
EMPLEO DEL APARATO WHÖSTHOFF, PARA EL ANALISIS DE CH4, CO2, CO.
e) Oxidación por diferentes oxidantes titulando el CO2 re cogido por métodos volumétricos.
f) Método de la sangre. Método especializado característico del CO complicado y recomendable sólo para
expertos.
1.4. GAS CARBONICO
Gas sin color, inodoro con un sabor ligeramente ácido, se disuelve bien en el agua, no es tóxico, sino
más bien asfixiante.
• Fórmula: CO2.
* Peso específico: 1,53 respecto del aire.
1.4.1 EFECTOS FISIOLOGICOS
Existe en trazos (0,03%) en el aire natural, cuando su concentración alcanza el 0.5% ocasiona el
aumento del ritmo y la profundidad de la respiración.
Con 2% de CO2 la respiración aumenta en 50%, con 5% la respiración se hace más penosa, con 10% no
se puede resistir sino unos pocos minutos.
Para personal en actividad, los fenómenos enunciados se presentan más rápidamente. El personal
minero con experiencia reconoce la presencia del CO2 por la dificultad de la respiración, el calentamiento
de las piernas v de la piel que enrojece, el dolor de cabeza y el decaimiento general. Con el aumento de
la concentración se provoca la tos, la aceleración de la respiración y accesos de temblor.
1.4.2 LIMITE PERMISIBLE
Las normas francesas consideran como límite superior para CO2 1,25% en sitios donde se trabaja
continuamente, Las normas alemanas fijan un máximo de 0,5%. En los reglamentos de Acerías se ha
fijado un valor máximo permisible de 5.000 p.p.m. para 8 horas de trabajo.
1.4.3 ORIGEN EN LOS TRABAJOS MINEROS
Las causas de origen del CO2 se pueden dividir en normales o rutinarias y accidentales.
a) Normales: respiración de los hombres y animales, funcionamiento de motores de combustión interna,
las voladuras y la oxidación de la madera o carbón. Esta última es más importan te y en algunas partes
se le atribuyen los 16/17 del CO2 total que sale de la mina.
b) Accidentales: el fuego y los incendios en las minas. Emisiones de CO2 ya sea en forma gradual o
repentina y violenta. En ambos casos los volúmenes de gas producidos son incomparablemente mayores
que los provenientes de todas las demás causas juntas.

16. 16
1.4.4 APARATOS DE DETECCION Y MEDIDA
La lámpara de seguridad es el aviso más eficaz en una atmósfera sospechosa de CO2 o de otros gases
contaminantes porque nos advierte la ausencia de O2. El CO2 tiene la tendencia, por su densidad, a
acumularse en el piso, en las vías de bajo tierra.
Existen aparatos portátiles que permiten medir el CO2 inmediatamente e in situ por la reacción del gas
con un álcali. También se utiliza la coloración por un reactivo que combinado con el CO2 produce un color
violeta; la longitud de la coloración indica el tanto por ciento de CO2. La casa Drager, de Alemania, fabrica
tubos de control para CO2, los que se usan con la bomba referencia Drager Modelo 19/31 o 21/31 la cual
se anotó al tratar sobre el CO.
En el laboratorio se analiza este gas mediante el empleo del aparato Wösthoff, por el principio del cambio
de conductibilidad de una solución patronada de titrisol (NaOH), a una conductibilidad de 265 microhmios.
Este aparato analizador de gas sirve igualmente para analizar otros gases como el CO y CH4. Con el
objeto de contribuir al conocimiento de aparato versátil, comúnmente usado en minas, especialmente de
carbón, introduciremos en el Anexo 3 la descripción y empleo del aparato Wösthoff.
1.5.0 EL GRISÚ (metano)
El grisú es prácticamente sinónimo de metano (CH4) del que contiene en promedio 95% con pequeños
porcentajes de anhídrido carbónico (CO2), hidrógeno y, a veces, etino (C2H2), ácido sulfhídrico (H2S) y
monóxido de carbono (CO). La parte combustible del grisú está casi representada por metano puro. Es
un gas combustible que se desprende de ciertos yacimientos de origen orgánico como el carbón, la
potasa y algunas pizarras bituminosas.
1.5.1 EFECTOS FISIOLOGICOS
El CH4 no es tóxico y por lo tanto no tiene acción nociva específica sobre el organismo. Su presencia en
porcentajes elevados ocasiona la disminución del oxígeno a concentraciones insuficientes para la
respiración, y ha ocasionado muertes por asfixia en sitios, tales como: trabajos antiguos o ángulos
muertos (partes superiores de tajos, avance de pozos en ascenso, etc.) muy mal ventilados.
1.5.2 LIMITE DE INFLAMABILIDAD EN MEZCLAS CON EL AIRE
En condiciones normales el metano (CH4) es inerte.
La propiedad más característica es su combustibilidad y la capacidad de formar con el aire mezclas
explosivas Por combustión origina con el aire:
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O (1)
CH4 + 2O2 + 8 N2 + ∆= 2H2O+CO2 + 2H2O + 8N2 O (2)
La fórmula anterior nos enseña que se necesitan:
2 volúmenes de oxígeno o 10 volúmenes de AIRE para que el grisú arda íntegramente. La combustión
perfecta corresponde a 9% de CH4 y 91% de aire.
El índice de explosividad del metano está comprendido dentro de ciertos límites que dependen, por cierto,
de un gran número de factores, tales como; temperatura, presión y mezcla de otros gases, como CO2,
vapor de agua, forma y dimensiones del recinto o túnel que contenga la mezcla, Para las condiciones
más frecuentes en bajo tierra, los límites de explosividad oscilan entre 5 y 14%, ver ecuaciones (1) y (2).
1.5.2.1 PRESENCIA DEL GRISÚ EN EL CARBÓN: EL GRISÚ, PUEDE ENCONTRARSE BAJO TRES
FORMAS:
En poros y grietas: cuya importancia no es relativamente grande
Por adsorción: que es la acumulación del gas en la superficie del carbón (unión física) y

17. 17
Absorción: que es la dilución del gas dentro de la estructura del carbón en forma de penetración
molecular, formando una solución sólida.
Estas formas ocurrencia del metano en el carbón tienen una dependencia directa con la presión
atmosférica. Cuando aumenta la presión barométrica, el carbón puede admitir más gas, y cuando ésta
disminuye pueden desprenderse cantidades grandes de gas.
1.5.3 DISPOSICIONES REGLAMENTARIAS CONCERNIENTES A LOS TENORES DE GRISÚ EN LA
ATMÓSFERA DE LA MINA:
Las - principales disposiciones de las reglamentarias sobre los tenores de grisú en los frentes y galerías
son las siguientes:
Art. 39: La actividad de los frentes situados sobre una misma corriente de aire y el volumen de aire que
circula por ellos deben ser regulados de manera que la concentración (en volumen) no sobrepase:
 1% En tajos de explotación.
 1.5% en los retornos de aire de frentes de avance en carbón, carbón y roca.
 1% en los retornos de aire principales.
Art. 40. Parágrafo 1. Los lugares donde el tenor de grisú sobrepase del 2% deben ser evacuados por el
personal, ya sea por iniciativa propia, o por la iniciativa del control de gas o por la supervisión; si este
personal dispone de Lámparas de bencina, Metanómetro o Multidetector; al respecto deben darse
instrucciones claras y precisas para este fin con las indicaciones en el caso de la altura de la llama en la
lámpara.
Parágrafo 2. Sin perjuicio de la aplicación del art. 44 (parágrafos 2 y 3) se deben tomar medidas
inmediatas por la supervisión de la mina para la limpieza de la atmósfera de todo frente donde aparezca
un tenor peligroso de grisú. En todo caso se considera como peligroso un tenor de grisú superior al 2%.
Los anteriores valores son similares, en nuestro caso, a los reglamentos de la mayor parte de países
mineros de Europa.
1.5.4 TIPOS DE DESPRENDIMIENTO DEL GRISU, O DESGASIFICACION:
Los desprendimientos metano se efectúan según las tres formas siguientes:
a) Por SOPLOS: caso realmente excepcional. Este tipo de desprendimiento es causado por fallas o
grietas naturales en las rocas.
b) Por DESGASIFICACION INSTANTANEA: con proyección de grandes volúmenes de roca y carbón
pulverizados. Tal tipo de desprendimiento de metano es bastante reducido, hasta el presente, a
yacimientos muy bien caracterizados.
c) Por EMISION CONTINUA Y DIFUSA: denominada también normal, pues es el caso general; el cual
varía en límites grandes que dependen de: permeabilidad propia del manto carbonífero; la roca
encajante (techo y piso), en la presión de la fase gaseosa; accidentes geológicos naturales; perturbación
de los estratos superyacentes, provocada por la explotación, la cual produce un verdadero drenaje a
través de la red de grietas que permiten la emigración del grisú a grandes distancias
En las minas europeas las cantidades de grisú desprendidas por tonelada de carbón se sitúan en
promedio, alrededor de 20 m3; pero, algunas minas que no son grisutuosas llegan a desprender hasta
150 y hasta 200 m3 de metano por tonelada de carbón extraído.
1.5.5 DISTRIBUCION DE LOS PUNTOS DE DESPRENDIMIENTO
El grisú se desprende no sólo de fragmentos arrancados, sino también del carbón, in situ, por todas las
superficies libres y fisuras que presenta; se mezcla a la atmósfera en los mismos frentes de trabajo, pero

18. 18
puede igualmente emigrar a través de los terrenos fracturados para reaparecer en las vías, a grandes
distancias de su punto de emisión.
En las labores de Desarrollo y Preparación no influidas por otros trabajos, el desprendimiento de metano
proviene de las paredes del frente; siendo generalmente escaso a excepción de los yacimientos con
soplos. En los tajos de explotación el desprendimiento a lo largo del frente puede limitarse a 1/3 del total,
el resto migra a través de las grietas del techo para salir, luego, dentro de los 100 metros de la vía de
retorno en la cabecera del tajo. Diversas razones nos conducen a pensar que las rocas de la capa (techo
y piso) pueden, según su naturaleza, contener grandes cantidades de metano, que se suman al metano
del manto, cuando se afectan los terrenos por las labores mineras.
1.5.6 INFLUENCIA DE LA VENTILACION
Entre los factores de ventilación que influyen en la emisión de grisú, unos son naturales, como la presión
barométrica; si ésta disminuye, la desgasificación aumenta. Durante la jornada de trabajo, le
desgasficación es bastante irregular y aumenta, especialmente en los turnos de picada del carbón
(arranque). Otros factores son artificiales e inherentes a la acción del ventilador principal o auxiliar, con la
repartición de las presiones entre los diversos puntos de la mina y sus valores están en relación con la
presión atmosférica.
Para explicar los fenómenos que se relacionan con estas condiciones se puede citar varios mecanismos:
1. Desgasificación del metano (CH4) ocluido en el carbón, que es tanto más rápida si la presión exterior
es demasiado débil.
2. Evolución del volumen de gas contenido en reservas.
3. Corrientes gaseosas parásitas que se establecen entre la superficie y las excavaciones de la mina, o
entre los diversos puntos de la mina, a través de grietas que atraviesan terrenos vírgenes o trabajos
cargados de grisú.
1.5.7.1 DETECCION DEL GRISU
La detección del grisú en los trabajes de bajo tierra ha comenzado a preocupar a los explotadores de
carbón, a medida que las minas van siendo cada día más profundas. Las características inflamable y
explosiva del grisú, es básica para la detección y determinación de su porcentaje en bajo tierra.
El primer paso en la detección del grisú fue el descubrimiento de la lámpara de seguridad de DAVY en el
año de 1.815, en 1.881 aparece el primer estudio serio sobre manómetros, debido a MALLARD y LE
CHATELLIER
1.5.7.2 LÁMPARA DE SEGURIDAD:
Actualmente existen varios modelos de la lámpara original bastante mejorados, increíblemente se usa la
bencina como combustible.
Las indicaciones dadas por lámpara de seguridad son cualitativas e imprecisas y solamente son validas
en presencia de tenores que oscilen entre 1 y 5% de metano en el aire. La lámpara, es entonces un
grisuscopio, más que un grisúmetro. La enorme ventaja de la lámpara, hasta los actuales momentos,
ha radicado en que es al mismo tiempo un indicador de la ausencia de oxigeno, pues ella se apaga
cuando el tenor de oxígeno es inferior al 16,25%.
Las partes esenciales de la lámpara de bencina son:
- El encendedor
- El cierre magnético
- El vidrio de protección
- y las rejillas interior y exterior (2)

19. 19
Existen varios métodos para destacar la visibilidad de la aureola: sin puntilla y con puntilla de sal:
1. SIN PUNTILLA DE SAL: La lámpara enciende con una llama azul y la aureola es de un color azul
claro, hasta color violeta, ver ANEXO 2.- FORMA DEL CONO LUMINOSO (aureola) DE LA LAMPARA DE
BENCINA SIN PUNTILLA DE SAL.
2. CON PUNTILLA DE SAL: la aureola inicial es amarilla y la aureola formada es de color gris
amarillento, ver ANEXO 1, FORMA DEL CONO LUMINOSO (aureola) DE LA LAMPARA DE BENCINA CON
PUNTILLA DE SAL.
Para precisar mejor el conocimiento de llama, se recomienda disponer de una pequeña cámara de
combustión que nos permita conocer el tamaño y color de la llama en presencia de una atmósfera
grisutuosa, consultar ANEXO 4.- CAMARA DE COMBUSTION PARA EL ESTUDIO DE LA AUREOLA DE
METANO
Como desventaja al uso de la lámpara pueden citarse los desperfectos que puedan presentarse en las
rejillas, vidrios, en el cierre o una corriente de ventilación fuerte que pueden iniciar una explosión, si hay
grisú dentro de los límites explosivos es factible que ocurra este evento, ver ANEXO 5.- Fig. 1: CURVAS DE
VARIACION ALTURA LLAMA SEGÚN PORCENTAJE DE OXIGENO. Fig. 2: COMPORTAMIENTO DE UNA
LAMPARA EN FUNCION DE LA CONCENTRACION DE OXIGENO Y METANO DE UNA ATMOSFERA
En la actualidad el uso de la lámpara de seguridad ha sido prohibido en gran mayoría de los países
europeos por las inseguridades que puede provocar. Por ello, ha sido reemplazada por el
METANOMETRO aparato que sirve para medir la concentración del metano y el OXIGENOMETRO,
aparato que mide la concentración, en volumen, del oxígeno en la atmósfera del aire estudiada, ver
ANEXO 6.- NORMA PARA LAS MEDICIONES DE LAS VARIABLES PARA EL CALCULO DE LA ABERTURA
EQUIVALENTE.
Actualmente, en el mercado se ha introducido el Multidetector, aparato del que hablaremos más adelante.
Existen otros tres tipos de aparatos, utilizados en la detección y medición del metano que son:
- Los aparatos de conducción catalítica
- Los aparatos interferómetros
- Los aparatos de conductibilidad térmica.
Aquí, solamente hablaremos de los aparatos de conducción catalítica, por ser este aparato, más usado
en el caso de las minas de Acerías y cuyo uso se generalizó en nuestro medio, en el pasado y en los
trabajos mineros del carbón en el mundo.
1. 5.7.3 METANÓMETRO:
El principio general de ellos, se basa en la combustión catalítica del grisú sobre un filamento,
generalmente de platino, precalentado e insertado en una de las ramas de un puente Wheatstone. La
combustión del metano calienta el filamento conectado al puente: resulta así una modificación de la
resistencia y por consiguiente, se produce un desequilibrio del puente que está en relación directa con la
concentración del grisú, de manera que miliamperímetro colocado en la diagonal de este puente puede
ser graduado directamente en porcentaje (%) de CH4.
El metanómetro G.F.G. usado por las minas de Acerías Paz del Río S.A., en su apogeo, el Mod. G-70,
estaba provisto de dos escalas para diferentes concentraciones.
Escala superior, de 0 a 2% de metano.
Escala inferior de 0 a 5%
Este equipo, además, posee otras indicaciones especiales cuando los porcentajes están entre + 5 y 15%,
más 15 y 60% y + 60 y 100%. Este aparato viene también provisto de una sonda o antena para
muestrear los techos de las vías bajo tierra. Su precisión está dentro del rango ±0.1% de CH4.

20. 20
1.5.7.4 APARATO ULTRAGAS:
En el laboratorio de las minas de Acerías se analizaba la concentración de una muestra de CH4 mediante
el empleo del aparato Whösthoff, explicado al principio de ese texto, al hablar de la detección del CO2 y
que ampliaremos en el ANEXO 3.- DESCRIPCION DEL EMPLEO DEL APARATO WÖSTHOFF, PARA EL
ANALISIS DE CH4, CO2, CO
1.6 GASES DIVERSOS
1.6.1 ACIDO SULFHIDRICO:
Arde cuando se encuentra en una concentración superior al 6%, que constituye una mezcla explosiva. Es
fácilmente soluble en el agua. Es reconocible por su olor característico a huevos podridos.
Fórmula: H2S. Peso específico: 1.19 (respecto al aire)
1.6.2 EFECTOS FISIOLOGICOS:
Es un gas venenoso en concentraciones de:
50 a 100 p.p.m.: produce síntomas leves tales como una ligera conjuntivitis e irritación de las vías
respiratorias.
200 a 300 p.p.m.: ocasiona fuertes conjuntivitis e irritación de las vías respiratorias después de una
hora de exposición.
500 a 700 p.p.m.: tenor peligroso, después de media hora de exposición.
700 a 1000 p.p.m.: intoxicación aguda, inconsciencia, paralización de la respiración y muerte.
1000 a 2000 p.p.m.: intoxicación inmediata, inconsciencia, paralización de la respiración y muerte en
pocos minutos.
1.6.3 VALOR LIMITE PERMISIBLE (VLP)
La concentración máxima permisible en el reglamento Decreto 1335 es de 20 p.p.m, para 8 horas de
trabajo.
1.6.4 ORIGEN EN LOS TRABAJOS MINEROS
Se debe a circunstancias propias en la formación de carbón. Descomposición de maderas abandonadas
en viejos trabajos u otras materias orgánicas y por descomposición de algunos minerales que contengan
azufre. Hay que tener en cuenta que este gas se disuelve en el agua, pudiéndose liberar posteriormente
en cantidades importantes después de haber recorrido grandes distancias.
1.6.5 APARATOS DE DETECCION Y MEDIDA
A pesar de su olor característico, no es éste un medio seguro para su detección, pues los terminales de
los nervios olfativos pueden paralizarse después de una o dos inhalaciones.
El método más sencillo, para su detección consiste en impregnar un papel de filtro con una solución de
acetato de plomo, la que en presencia de H2S cambia su color a café o negro. También existen tubos
detectores para usar con una bomba de aspiración referencia Drager 19/31 o 21/31, de la casa Dräger de
Alemania.
1.7.0 OXIDOS DE NITROGENO:
El NO2 es un gas fácilmente soluble en el agua.
Fórmulas de Óxidos de Nitrógeno: N2O, NO2, N202, N2O3 y N2O5.
Peso específico del NO, 1.02 y NO2: 1,58 (respecto al aire).

21. 21
1.7.1 EFECTOS FISIOLOGICOS:
Los Óxidos de Nitrógeno son tóxicos. Según los efectos que pueden ocasionar las concentraciones de
peróxido de Nitrógeno se clasifican así:
- 60 p.p.m. Producen irritación inmediata en la gargantas
- 100 p.p.m. como mínimo provoca una tos persistente
- 100 a 150 p.p.m. concentración muy peligrosa durante exposiciones muy cortas.
- 200 a 700 p.p.m. rápidamente lleva a la muerte durante exposiciones relativamente cortas.
Su peligrosidad radica en que los óxidos de nitrógeno son capaces de disolverse en el agua de los
pulmones formando ácidos nitrosos hasta nítricos, capaces de corroer las mucosas de las vías
respiratorias.
El NO es mucho más nocivo e igual de tóxico como el NO2, en igual concentración.
1.7.2 VALOR LIMITE DE PERMISIBLE:
Su límite máximo permisible según reglamento Decreto 1335, en minas bajo tierra y para 8 horas de
trabajo, es de 5 p.p.m.
1.7.3 ORIGEN EN LOS TRABAJOS MINEROS
Su formación en las minas está relacionada con el trabajo con explosivos, particularmente en voladuras
incompletas de dinamita (deflagración). También entra como componente en el exhosto de los Motores
diesel y de gasolina, en la salida de los gases.
1.7.4 DETECCION Y MEDIDA.
La medida de estos gases se efectúa mediante el empleo de tubos Dräger y una bomba de aspiración.
Como indicador del óxido de Nitrógeno sirve, también, el papel humedecido con una solución de yoduro
de potasio que se colorea rápidamente de azul en presencia de estos óxidos.
1.8.0 ALDEHIDOS
Los Aldehídos son, producidos principalmente por el funcionamiento de motores de combustión interna.
Sin embargo, pueden presentarse también por la destilación del carbón en el curso de incendios.
El cuerpo humano es bastante sensible a tenores bajos en aldehídos: el olfato los detecta a partir de 1 x
10 6. Los efectos de exposiciones prolongadas a tenores débiles no se conocen muy bien y están en el
campo de estudio. Ciertos autores los consideran como nocivos al organismo humano.

22. 22
TABLA 1.1 CARACTERISTICA DE LOS GASES MÁS FRECUENTES EN LAS MINAS
GAS
FORMULA
QUIMICA
PESO
ESPECIFICO
Kg/m3
PROPIEDADES
FISICAS
EFECTOS
NOCIVOS
ORIGEN EN LOS
TRABAJOS
MINEROS
DETECCCION Y
APARATOS
USADOS
VLP
PUNTO FATAL O
VALOR PELIGROSO
OBSERVACIONES
% PPM % PPM
OXIGENO O2 1.1056
INCOLORO
INODORO
INSABORO
NO ES
TOXICO
AIRE NORMAL
RESPIRACION
LAMPARA DE
BENCINA
OXIGENOMETRO
MULTIDECTECTOR
Min.
19
< 6%
El reglamento
establece 6m3 min.
por cada hombre en
un frente
subterráneo
NITROGENO N2 0.9673
INCOLORO
INODORO
INSABORO
SOFOCANTE
ASFIXIANTE
AIRE NORMAL
Y EN
ESTRATOS
ENTRE LAS
CAPAS DE
ROCA
UN AUMENTO POR
ENCIMA DEL
VALOR NORMAL
EXTINGUE LA
LLAMA
80
GAS
CARBONICO
CO2 1.5291
INCOLORO
INODORO
SABOR
LIGERAMENTE
ACIDO, IRRITA
LA VISTA
ASFIXIANTE
RESPIRACION
ESTRATOS
INCENDIOS
VOLADURAS
COMBUSTION
INTERNA DE
MAQUINAS ,
CUALQUIER
COMBUSTION
RESPIRACION,
EXTINCION DE LA
LLAMA EN LA
LAMPARA DE
BENCINA, BOMBA
DE APIRACION Y
TUBOS
0.5 5.000 >12 %
Por ser más pesado
que el aire se le
encuentra en el piso
de las vías en bajo
tierra
METANO CH4 0.5545
INCOLORO
INODORO
INSABORO
EXPLOSIVO
ASFIXIANTE
ESTRATOS,
MANTOS DE
CARBON,
PUTREFACCION
ATERIAS
ORGANICAS
LAMPARA DE
BENCINA
METANOMETRO,
MRLTIDETECTOR
Y MEDIDOR DE
MEZCLAS
EXPLOSIVAS
Max.
1.0
5 a 15%
mezcla
explosiva
Por ser más liviano
que el aire se le
encuentra en las
partes altas de las
vías bajo tierra
MONOXIDO
DE
CARBONO
CO 0.9672
INCOLORO
INODORO
INSABORO
VENENOSO
Y
EXPLOSIVO
VOLADURAS,
MOTORES DE
COMBUSTION,
INCENDIOS
BOMBA DE
ASPIRACION Y
TUBOS,
MULTIDECTECTOR
0.005 50
13-75%
mezcla
explosiva
Tiene mucha más
afinidad por la
hemoglobina de la
sangre que el
oxígeno, forma con
ella la
carboxihemoglobina
OXIDOS DE
NITROGENO
NO2
N2 O
NO
1.5895
1.5192
1.0358
OLOR
IRRITANTE,
PARDO
ROJIZO,
SABOR
AMARGO
VENENOSO
VOLADURAS
MOTORES DE
COMBUSTION,
COMBUSTION
INCOMPLETA
OLOR, COLOR,
BOMBA DE
ASPIRACION Y
TUBOS,
MULTIDETECTOR
0.0005 5 0.005% 50
Es el gas más
peligroso. En minas
debe controlarse
periódicamente en
los frentes donde se
produzca en
voladuras con
ANFO ventilar bien
ACIDO
SUFHIDRICO
H2S 1.1912
OLOR A
HUEVOS
PODRIDOS,
SABOR ACIDO
VENENOSO
Y
EXPLOSIVO
AGUA DE
ESTRATOS,
VOLADURAS
OLOR, BOMBA DE
ASPIRACION,
MULTIDETECTOR
0.002 20
4-46%
mezcla
explosiva
1000
ppm
causa
muerte
inmediata
Ocupa el segundo
lugar de
peligrosidad. Los
frentes donde
aparezca deben ser
bien ventilados

23. 1.9 ASPECTOS RELATIVOS A PROBLEMAS CON LOS GASES
Respecto a los problemas de gases, es bueno tener en claro las siguientes consideraciones:
Esta relación es de volumen. Esta ecuación nos lleva a concluir que una persona, en el caso de la mina,
un trabajador minero, en la ejecución de una actividad determinada consume una determinada cantidad
de oxígeno y por consiguiente de aire. Estudios médicos han dado como resultado las cifras que
aparecen a continuación en la tabla siguiente:
TABLA 2
ACTIVIDAD RESPIRA
CIONES
POR
MINUTO
AIRE
INHALADO EN
CADA
RESPIRACIÓN
LITROS
TOTAL AIRE
INHALADO
LITROS/MIN
OXIGENO
CONSUMIDO
LITROS/MIN
COCIENT
E
RESPIRA
TORIO
REPOSO 12-18 0.4-0.71 5-13 0.283 0.75
MODERADA
30 1.5-2 46-59 1.98 0.90
ESFUERZO
40 2.5 98 2.83 1.00
De acuerdo con la tabla anterior y el máximo cociente respiratorio, la cantidad de bióxido de carbono
(CO2) expulsado en la respiración al inhalar el volumen de oxígeno establecido en la tabla 2, es igual a
2,83 litros/minuto, para un trabajo con esfuerzo.
El reglamento de Seguridad en las Labores Subterráneas, Decreto 1335 de 1987, establece 6 m
3
/min. de
aire para cada trabajador que labore en la mina.
Para el cálculo de la cantidad mínima de aire requerida en el proceso de respiración, deben tenerse en
cuenta los siguientes compromisos del reglamento anterior, en el capitulo de ventilación:
 Límite de seguridad (%) en volumen de oxígeno en la atmósfera de trabajo, según lo establecido en el
reglamento anterior: 19%
 Contenido máximo permisible, de gas carbónico CO2, según el reglamento antes mencionado 0.5%.
PROBLEMA 1.- Calcular la cantidad de aire necesaria, “Q” de acuerdo con el cuadro anterior, en
m
3
/minuto.
Solución: Para la solución a este problema nos situaremos en una actividad de trabajo con mucho
esfuerzo, que es la actividad que realiza, regularmente, un minero en bajo tierra.
ECUACION DE CONSUMO
Cantidad de O2 el aire – Cantidad de O2 para respiración = Cantidad Min. de O2 en frente
0.21*Q – 2.83 litros/min.* 1m
3
/1.000litros = 0.19*Q
De donde: Q = 0.00283/(0.21-0.19) = 0.1415 m
3
/minuto, o sean 141.5 litros/min. de aire
PROBLEMA 2.- Como en el ejemplo anterior, calcular “Q” requerido en m
3
/min.
DATOS DEL PROBLEMA: Máxima Concentración de CO2 es igual a: 0.5%.

24. 24
Solución: Cociente respiratorio para máximo esfuerzo = 1
CO2 exhalado /O2 = 1 De donde: CO2 exhalado = 1 * 0.00283 = 0.00283 m
3
/minuto
ECUACION DE BALANCE
Cantidad CO2 en aire + Cantidad de CO2 de respiración = Cantidad de CO2, VLP en frente
O sea que: 0.03% * Q + 0.00283 = 0.5% * Q
De donde: Q = 0.0283 /(0.005 – 0.0003) = 0.602 m
3
/minuto, o sean 602 litros/ minuto de aire.
CAPÍTULO II
HUMEDAD Y TEMPERATURA
2.0 GENERALIDADES:
El aire seco atmosférico es una mezcla gaseosa que contiene N2 y 02, también, tiene trazas de CO2 y de
H2, lo mismo que pequeñísimas cantidades de gases raros como He, Ne, A, Kr; entre estos últimos
constituyentes del aire, solamente el Argón(A) se encuentra presente en una concentración relativamente
apreciable. En los trabajos de bajo tierra algunos gases diferentes a los mencionados pueden agregarse
a la mezcla de aire. Es así como el tenor de CO2 puede ser más elevado, es posible que llegue a
contener una cierta cantidad de CH4. Sin embargo, el aire, en aplicaciones industriales y para el
establecimiento de documentos de trabajo relativos al aire húmedo, se caracteriza generalmente por su
composición volumétrica (numéricas o moléculas), así:
O2 = 0.210 N2 = 0.781 A = 0.009
El peso molecular ficticio de esta mezcla se obtiene haciendo la suma de los pesos moleculares de los
constituyentes; multiplicando, previamente, cada uno de ellos por la concentración molecular (Ma)
correspondiente, o sea:
Ma = 32 [%O2] + 28.06 [%N2] + 39.944 [%A]
= 32 x 0.210 + 28.016 x 0.781 + 39.944x 0.009
= 28.96 Kg./mol
Pero el aire atmosférico no es seco, es húmedo y contiene vapor de agua. Ello, hace necesario definir el
tenor de agua en el aire húmedo por una concentración (sea en peso o sea en volumen). En la práctica
se ha recurrido a tres características, como se ha hecho a menudo en el estudio de mezclas binarias.
Tales características son: la humedad absoluta, el grado higrométrico y el grado de saturación.
2.1 HUMEDAD ABSOLUTA:
Se llama humedad absoluta la característica en la cual Pv designa el peso de vapor de agua en
kilogramos, mezclado con Pa kilogramos de aire seco,
X=
Pv
Pa
Como se observa, entonces, el peso Pv no está relacionado al peso total (Pa+Pv) de la mezcla, sino al
peso Pa del aire seco. Esta forma de expresión se halla justificada, por el hecho de que en las
aplicaciones, el peso Pa permanece constante, mientras que el vapor de agua, Pv varía a causa de la
evaporación o de la condensación del constituyente agua (H20).

25. 25
Si Pa = 1Kg., entonces, se tiene que Pv = X Kg., lo que significa que en la mezcla, un kilogramo de aire
esta acompañado de X Kg. de H2O. Una cantidad determinada de aire húmedo podrá entonces, ser
definida por el peso Pa de aire seco que ella contenga y pesar en total Pa*(1+X) kg.
2.2 HUMEDAD RELATIVA O GRADO HIGROMÉTRICO
Esta segunda característica se obtiene comparando la presión parcial pv del vapor en la mezcla, con la
presión de saturación p’v (psh en la fórmula de Sprung) del vapor de agua a la misma temperatura. Ella se
define por:
( * * )
'
v v
v sh
p p
formula de Sprung
p p
  
Que relaciona la presión de saturación del vapor de agua con la temperatura; es conocida por la curva de
vaporización del agua y se expresa en tablas del vapor de agua saturado a las diferentes temperaturas.
Si “p” es la presión total de la mezcla y la presión parcial del aire seco es: “pa”. Entonces:
'
a v vp p p p p   
Como las presiones parciales pa y pv, según las leyes, de las mezclas gaseosas, son respectivamente
proporcionales a las concentraciones en aire seco y de agua, también finalmente a los números de k-
moles Pa/28,96 y Pv/18,02 de aire seco y de agua; 28,96 y 18,02 siendo respectivamente los pesos
moleculares ficticios del aire seco y del agua, se tendrá:
118.02 1.607
' 0.622
28.96

   

v v
a v
Pv
p p Pv Pv
Pap p p Pa Pa
de donde se saca la relación entre x y  :
'
0.622 0.622
' '
v v
v v
p p
x
p p p p

 
 
 
Cuando  = 0; se tiene también, que x = 0. La mezcla es, entonces, completamente aire seco.
Cuando  = 1 el aire está saturado de vapor de agua; el vapor de “x” correspondiente, que
designaremos por x’, se convierte entonces, en:
X' = 0'622.
'
'
v
v
p
p p
2.3 GRADO DE SATURACION
La tercera característica utilizada, a veces para de finir la humedad del aire, es el grado de saturación, o
sea la relación:
'
x
x
 
Del peso de vapor de agua mezclado a 1 Kg. de aire seco, el peso x' de vapor de agua que podría
contener 1 kg. de aíre seco en el estado de saturación y a la misma temperatura. Según las fórmulas
anteriores se obtiene, entonces, lo siguiente:
'
' '
v
v
p px
x p p
 


 


26. 26
Cuando no sea demasiado diferente de la unidad"(0.8< <1) la diferencia entre  y  es pequeña, lo
que explica, el porqué estas dos magnitudes son a veces confundidas, por error, en algunos problemas o
asimiladas la una a la otra por aproximación.
A continuación le presentamos al lector una tabla para el cálculo de la humedad relativa. Esta fórmula
nos da una gran precisión.
La fórmula de Sprung.- También se puede determinar la humedad del aire a partir de mediciones
efectuadas con el psicrómetro utilizando la “fórmula empírica de Sprung”.
, * *( )v s h s hp p a p t t  
En esta fórmula “ps,h“(p’v)designa la presión de saturación del H2O, a la temperatura del termómetro
húmedo; p la presión total del aire o la presión barométrica en el lugar de la medición, medida con el
barómetro y pv la presión parcial del vapor de agua en la mezcla a la misma temperatura. La pv se busca
en las tablas; “a” es una constante denominada “constante psicrométrica” que para aparatos de
circulación forzada del aire es generalmente igual a 0.00066. Entonces, la fórmula anterior se transforma
en:
, 0.00066 * *( )v s h barometrica s hp p p t t  
TABLA 3
FORMULA DE SPRUNG PARA CALCULAR HUMEDAD RELATIVA
TABLA PARA BUSCAR LA PRESION DE SATURACIÓN DE AGUA EN mm Hg.
ºC
Tensión
del
vapor
en mm.
Hg.
ºC
Tensión
del
vapor
en mm.
Hg.
ºC
Tensión
del
vapor
en mm.
Hg.
ºC
Tensión
del
vapor
en mm.
GW
ºC
Tensión del vapor en mm.
GW
1 4,924 11 9,839 21 18,646 31 33,689 41 58,337
2 5,291 12 10,513 22 19,823 32 35,652 42 61,493
3 5,687 13 11,226 23 21,059 33 37,72 43 64,795
4 6,097 14 11,982 24 22,368 34 39,889 44 68,253
5 6,534 15 12,782 25 23,751 35 42,171 45 71,872
6 6,998 16 13,528 26 25,2 36 44,453 46 75,645
7 7,51 17 14,524 27 26,73 37 47,061 47 79,595
8 8,041 18 15,469 28 28,348 38 49,687 48 83,721
9 8,605 19 16,469 29 30,033 39 52,438 49 88,024
10 9,204 20 17,528 30 31,813 40 55,314 49,9 92,06
pv = psh - 0,00066*pbarométrica(ts - th)
pbarométrica = 760*((1-0,0065*h/(273+ts))^
5.255
PRESION BAROMETRICA (pbarométrica) EJEMPLO A CONTINUACION
H 2700 altura del sitio donde se desea calcular la presión barométrica
ts 30ºC Temperatura seca en ºC del sitio donde se quiere calcular la humedad relativa
th 25ºC Temperatura húmeda del sitio donde se quiere calcular la humedad relativa.
PRESION DE VAPOR (pv)
pv 21,918 presión del vapor de agua de la mezcla a una temperatura th cualquiera en mm de Hg.
psh 23,751 presión de saturación del vapor de agua a la temperatura húmeda en mm de Hg.
pbarométrica 555,447 presión barométrica o presión total del aire en mm Hg.
HUMEDAD RELATIVA ()
 0.9228 humedad relativa en %
(= (pv/ps,h)*100= 99.28%

27. 27
Es conveniente, sin embargo, señalar que para atmósferas muy secas ( <0.2… 0.3) y para temperaturas
elevadas y cercanas a (t > 45… 50 ºC), la constante psicrométrica deberá ser ligeramente reducida si se
quieren obtener resultados muy exactos.
2.4 MEDICIONES DE LA HUMEDAD
La humedad del aire se puede definir por la humedad absoluta, la humedad relativa al grado de
saturación y punto de rocío. Cuando se encuentra una de estas magnitudes, además de la temperatura y
presión, se pueden encontrar las otras, ya sea por las fórmulas anteriores, por tablas o gráficos
psicrométricos. Para efectos prácticos, la humedad se determina con los siguientes aparatos:
higrómetros, hipsómetros y psicrómetros. En bajo tierra se emplean usualmente los psicrómetros.
2.4.1 EL HIGROMETRO
Más conocido es el de cabellos humanos desengrasados, cuya longitud varia directamente en función de
la humedad relativa del medio ambiente.
Estos aparatos son poco precisos; además, los cabellos pierden poco a poco sus propiedades
higrométricas y deben regenerarse periódicamente dentro de un ambiente saturado.
El mejor método de medida de la humedad del aire es por medio del método psicrométrico, que
aprovecha los fenómenos que se producen durante la evaporación adiabática del agua en contacto con el
aire.
2.4.2 EL PSICROMETRO, VER ANEXO 7 PSICROMETRO MANUAL
Es un higrométro que consta esencialmente de 2 termómetros idénticos y que permite lecturas hasta
décimas grado. El bulbo de mercurio del primero es seco (Termómetro seco); el del segundo se mantiene
húmedo por medio una mecha de algodón, muselina o pabilo que se moja con agua destilada antes de
usarse (termómetro húmedo) y en cada medición. Los dos bulbos están construidos al abrigo de la
radiación de paredes vecinas por medio de una cubierta apropiada.
Si se hace circular aire, cuya humedad se desea determinar sobre los dos termómetros, se producirá una
evaporación del agua que moja el termómetro húmedo. Si la acción calorífica del medio exterior sobre el
termómetro húmedo es despreciable, esta agua hará descender la temperatura después de un cierto
tiempo hasta una temperatura limite de enfriamiento que será indicada en ese momento por el
termómetro húmedo; llamaremos a esta temperatura, la temperatura húmeda del aire y la designaremos
por th,
Al mismo tiempo se lee la temperatura del aire en el termómetro seco, que llamaremos temperatura
seca, ts; estas dos lecturas permiten la determinación del estado higrométrico del aire. Las lecturas
deben hacerse después de unos 4 minutos de haber hecho funcionar el ventilador del psicrómetro,
tiempo aproximado, en la práctica, para la estabilización; de las temperaturas húmeda y seca.
Por este método se obtienen resultados bastante precisos tratándose de un psicrómetro cuyo bulbo
húmedo esté bien protegido de las radiaciones de las paredes vecinas y de los incrementos de calor por
conducción.
La velocidad del aire a través de los dos termómetros debe ser del orden de 2,5 m/seg. En el ANEXO 8
NOMOGRAMA PARA LA AVERIGUACION APROXIMADA DE LA HUMEDAD RELATIVA (), se explica por
medio de un ejemplo la manera rápida de averiguar en forma aproximada la humedad relativa de un
lugar, conociendo las temperaturas húmeda y seca. Este valor en el nomograma tiene un apreciable
margen de error, pero es una información bastante aproximada cuando se desea tener en forma rápida.
2.5 CAUSAS DE ELEVACION DE LA TEMPERATURA DEL AIRE DE LA MINA:
La temperatura de la corriente de ventilación de una mina está basada en el hecho de que las galerías y
las explotaciones, en una mina poco profunda, están situadas en terrenos donde la temperatura es,
generalmente superior a la temperatura de la corriente de ventilación.

28. 28
En efecto, se sabe que el calor interno del globo se manifiesta sobre la casi totalidad de la extensión de
los corrientes de masas de aire y océanos por un flujo térmico, transmitido por conductibilidad; valor que
alcanza hasta 1 2 x 10
-6
cal/seg.cm
2
en la corteza terrestre, dando origen a un gradiente térmico que es
del orden de 1°C por 30m de profundidad, en promedio. La temperatura del suelo aumenta, entonces,
con la profundidad, sobre todo en los primeros kilómetros de espesor de la litosfera; solamente se
descartan aquellas formaciones extremadamente cerca a la superficie del suelo y que están sometidas a
variaciones diversas y anuales de la temperatura del aire.
El aumento de profundidad correspondiente á una elevación de temperatura de 1°C se llama grado
geométrico. El valor inverso del grado geotérmico, se denomina “gradiente geotérmico” correspondiente
al aumento de temperatura por metro de profundidad. En Francia, el valor medio del grado geotérmico es
de 32 m/1°C,
Se citan grados geotérmicos mínimos como en Yugoslavia, de 10 m por 1°C y máximos de 70 m por 1°C
en Checoslovaquia. Se concluye, entonces, que un grado geotérmico pequeño origina una elevación
rápida de la temperatura del aire de la mina.
En minas profundas, las seis causas principales para el aumento de la temperatura son:
a) La compresión adiabática del aire en el pozo de entrada.
b) El calor del terreno.
c) El calor debido a las diferentes formas de oxidación (la oxidación del carbón que desempeña el papel
importante, la combustión de los motores Diesel, efectos de los explosivos, lámparas de llama abierta y la
respiración del personal y animales).
d) Temperatura del aire en superficie.
e) Intensidad de la ventilación, y
f) Otros factores.
En general en las minas profundas, las medidas siguientes ocasionarán una mejora sensible de la
temperatura:
1) Introducción de aire comprimido a la mina, cuando las instalaciones de compresores se encuentran en
superficie; desagüe y extracción del agua por los retornos de aire y no por las entradas de aire.
2) Empleo de relleno, en lugar de método de hundimiento,
2.6 MEDIDA DE LA TEMPERATURA EN LAS MINAS
Con el objeto de efectuar mediciones de temperatura en las minas se pueden usar:
2.6.1 TERMOMETROS ORDINARIOS:
De vidrio, basados en la dilatación del mercurio, u otro líquido coloreado.
2.6.2 PARES TERMO-ELECTRICOS
Los cuales se basan en la propiedad que tienen dos metales diferentes, al calentarse, de producir una
fuerza electromotriz según la naturaleza de cada metal y por la temperatura en la unión entre los dos
metales.
2.6.3 DE RESISTENCIA VARIABLE
Con coeficientes de temperatura positiva o negativa. Los más importantes y generalizados son los
negativos, llamadas terminstancias, fabricados con sustancias semiconductoras cuya resistencia varía
en función de temperatura absoluta.

29. 29
2.7 INFLUENCIA DEL CLIMA EN EL CUERPO HUMANO
El obrero en el trabajo, emite al rededor del medio en que labora un flujo de calor animal (manifestación
del metabolismo), que es una función característica de la actividad física es necesaria para el equilibrio
fisiológico del trabajador.
Los cambios térmicos del cuerpo humano con el medio se efectúan esencialmente por radiación,
convección y evaporación; la conducción, por medio del suelo y herramientas, juega papel de poca
importancia.
En este orden de ideas, los parámetros característicos de un lugar de trabajo son: la temperatura media
de las paredes de la vía subterránea, de la cual dependen cambios por radiación; la temperatura seca , y
la velocidad del aire de la que se originan cambios por convección, a temperatura seca y humedad del
aire que caracterizan la tensión de vapor de agua en la atmósfera del frente de trabajo bajo tierra, las que
para una velocidad determinada del aire fijan un limite en los cambios por evaporación, la temperatura
media de las paredes de las vías bajo tierra, difícil de medir, es generalmente cercana a la temperatura
seca del aire, aún cuando aquella puede excederla sin embargo, en algunos grados de temperatura.
También puede, además, reducirse en primera aproximación a tener en cuenta la temperatura seca, la
temperatura húmeda y la velocidad del aire para caracterizar el clima del medio. La temperatura seca ts y
la temperatura húmeda th se miden aislada y rápidamente con el psicrómetro, con una precisión bastante
grande; en cuanto a la velocidad del aire su medida se realiza con el empleo del anemómetro; de ningún
modo es necesario tener en cuenta velocidades inferiores a 30 cm. /seg., cantidad generalmente
asegurada al contacto del obrero por la sola agitación de éste en el curso del trabajo.
El obrero se adapta más a las atmósferas calientes, de tal manera, que los reflejos fisiológicos que elevan
la temperatura del cuerpo (crecimiento del ritmo del pulso) y de la piel (vaso dilatación de los vasos
superficiales), determinan una transpiración más o menos desarrollada o acelerada. En minas calientes,
la temperatura seca del aire y la de las paredes de las vías son más a menudo superiores a la de la piel
del obrero, que recibe así calorías por radiación y convección; la evaporación del sudor es, entonces,
factor esencial de la disipación del flujo de calor del trabajador en el medio de trabajo, lo que explica la
abundante sudoración de los obreros generalmente desvestidos en los ambientes más calientes (minas
del Valle del Cauca).
Se define como temperatura efectiva te, de un lugar, la de un recinto equivalente, desde el punto de vista
de la disipación del flujo de calor, para la cual la temperatura de las paredes, la temperatura seca y la
temperatura húmeda son iguales (aire saturado de humedad) con velocidad del aire igual a cero. En este
recinto el obrero experimentaría para una actividad, la misma sensación que la que experimentaría en un
frente de trabajo en bajo tierra.
Entre la temperatura efectiva y el flujo de calor máximo, que un obrero normalmente pueda disipar en un
lugar, existe una relación aproximada simple que puede traducirse por la expresión siguiente, en
militermios por hora, de flujo máximo emitido por un obrero completamente desvestido:
Flujo de calor emitido = 100 + 30 (34 - te)
Válida para te >27°C. Entre mayor sea la temperatura efectiva, menor será el flujo de calor que el obrero
pueda disipar en cualquier sitio de trabajo (ambiente de trabajo); el flujo de calor del adulto en reposo es
alrededor de 100 militermios por hora, se puede decir que toda actividad física sostenida es
prácticamente imposible para un obrero medio, a partir de cuando la temperatura pase de 34 grados
centígrados.
En el rendimiento del motor humano, se considera bastante baja, una emisión de 450 militermios por
hora, la cual corresponde a un trabajo pesado del orden de 8,500 kilográmetros útiles a la hora
(equivalente mecánica de 20 militermios). La elevación de la temperatura implica obligatoriamente una

30. 30
reducción de la productividad del obrero, tanto más, si se trata de trabajos pesados; al mismo tiempo se
produce una reducción de sus facultades generales, (destreza, atención) desfavorable para la seguridad.
Se puede naturalmente buscar, seleccionar y entrenar los obreros que manifiesten aptitudes particulares
para soportar altas temperaturas; los mineros indígenas de ciertas regiones tropicales a ambientes
calientes y húmedos se adaptan a temperaturas que no podrían ser toleradas por obreros de climas fríos
y secos.
No existe una relación precisa simple entre la temperatura resultante y los diferentes parámetros
característicos de un frente minero. Aproximadamente para las minas calientes en las cuales la
temperatura media de las paredes no exceda notablemente la temperatura del aire se puede utilizar la
siguiente expresión:
tε η σ= 0.7t + 03t - ς
Un cálculo más preciso puede lograrse con el empleo del Nomograma del ANEXO 9.- NOMOGRAMA PARA
EL CALCULO DE LA TEMPERATURA EFECTIVA, el cual trae un ejemplo para el cálculo de la temperatura
efectiva de un frente. En la cual ts y th (temperaturas húmedas y secas) son expresadas en grados
centígrados y V, la velocidad del aire en el sitio de trabajo del obrero, está expresado en m/s; tal
expresión da un valor bastante aproximado a la temperatura efectiva en el sitio de trabajo. La relación
anterior, nos muestra la preeminencia de la temperatura húmeda del aire y la influencia de la velocidad
del aire, en la evaporación y en el cálculo de la temperatura efectiva de un lugar de trabajo.
El aumento del flujo de la ventilación juega por lo tanto un papel importante no sólo para el término V sino
también para la reducción de ts y th, como se observa.
Conviene tener en cuenta que las disposiciones materiales de un frente de trabajo pueden ser tales que
la velocidad del aíre tenga valor muy diferente en puntos relativamente cercanos, por lo tanto, las
condiciones de trabajo del obrero pueden, entonces, variar de una manera sensible en el estudio de un
mismo frente.
Sí una necesidad absoluta (trabajos de salvamento) o que tenga por objeto el disminuir un peligro
inminente, impone que determinada actividad física deba realizarse en un lugar de temperatura excesiva,
cae de su peso que ella no podría ejecutarse en una jornada normal de trabajo; sí no con esfuerzos en
tiempo de duración limitada y cortos, y disponer de un reposo conveniente en ambientes confortables
donde el obrero esté en condiciones para restablecer su equilibrio fisiológico.
PROBLEMAS
a. Calcular la densidad del aire de Sogamoso, para temperaturas ts= 18ºC y th= 14ºC. Calcule también
la humedad relativa por el Método de Sprung. Compare este valor de humedad relativa del gráfico
Nomograma con el valor obtenido de la fórmula de Sprung. Ver ANEXO 8.- NOMOGRAMA PARA LA
AVERIGUACION APROXIMADA DE LA HUMEDAD RELATIVA ()
1. Valiéndose de las fórmulas estudiadas, para el cálculo de la humedad relativa y utilizando la fórmula
de Sprung, calcule las columnas que aparecen en blanco en el cuadro de acuerdo con la información que
se suministra en el mismo. Saque conclusiones del cuadro.

31. 31
FRENTE
ALTU
RA m
pbarom
étrica
mm
Hg.
p.especi
f.
m3
TEMPERAT
URAS ºC
v del
aire
m/s
efect
iva
PRESIONES
SPRU
NG
%
ABA
CO
%
Grado
de
comodi
dad
SECA
tS
HU
ME
DA
tH
VAPO
R
pv
SAT
URA
CIÓ
N
ps,h
CHINGAZA
DIAMANTE
3580 6 5 3
Saca
r
CHINGAZA
VENTANA
3300 8 6 3 De
SAMACA 3er.
NIVEL
3105 8 6 2 La
SAMACA NIVEL
PATIO
2880 10 7 2 tabla
LA CHAPA
TUNEL 4
2800 12 8 2
LA CHAPA
TUNEL 7 nin. Inf.
2720 14 9 2
Saca
r
CALIZA TUNEL
VENTILACION
2750 13 10 1 De
CALIZA
TUNEL PATIO
2550 14 11 1 La
SOGAMOSO
PATIO
2565 17 14 2 tabla
SOGAMOSO
BAJO TIERRA
2365 19 15 2
UVO 4to. Niv..
INF.
2200 24 21 2
Saca
r
UVO 6to. Niv. Inf. 2100 27 22 2 De
AMAGA
SUPERFICIE
1450 24 22 1 La
AMAGA
SILENCIO Niv. Inf.
1350 27 23 1 tabla
CUCUTA
SUPERFICIE
768 28 26 1
CUCUTA
BAJO TIERRA
459 31 27 1
Saca
r
BARRANQUILLA
Niv. PATIO
0 31 26 3 De
BARRANQUILLA
B.Tierra
-300 41 27 3 tabla
El grado de comodidad se calcula sumando a 40 el 72% de la suma de las temperaturas húmeda y seca.
Si el valor obtenido es inferior a 70 se puede decir de un grado de comodidad satisfactorio, es decir, hay
confort en el sitio. Si es superior a 70, ya existe un grado incomodidad en el ambiente. También usted
puede relacionar este factor climático al de la temperatura efectiva. Si esta temperatura es menor que las
temperaturas seca y húmeda, usted tiene un grado de confort acepta

32. 32
CAPÍTULO III
CÁLCULOS DE VENTILACION
3. OBJETIVOS:
Las metas que debe llenar la ventilación son:
- Aprovisionamiento de los trabajos mineros con la suficiente cantidad de aire limpio,
- Dilución por aire y eliminación de diversos gases explosivos y tóxicos contenidos en el aire de las
labores subterráneas.
- Disminución de la a temperatura del aire en las minas profundas y húmedas y en secciones calientes
como en los yacimientos azufre (S) y de pirita (Fe2S).
De acuerdo con la clase de mineral expulsado prevalece uno u otro factor, así: en las minas grisutuosas,
la cantidad de grisú que se desprende, en las minas metálicas el consumo de explosivos y la cantidad de
polvo suspendido en el aire.
Los métodos de cálculo de caudal de aire depende, entonces, de:
- La cantidad de gases que se desprende en la mina o frente bajo tierra
- La producción diaria
- El mayor numero de personas que se encuentran al mismo tiempo en las labores subterráneas y
- El polvo resultante del arranque de carbón en el avance de vías.
Generalmente, el cálculo de aire se hace para toda la mina en su conjunto. El calculo según la incidencia
del factor de temperatura se hace exclusivamente para las minas de profundidad mayor de 800 a 900m.
3.1 Calculo del caudal de aire según desprendimiento de metano.
Esta evaluación es básica para aquellas minas grisutuosas:
3100 * *100
( / )
24 * 60 * 60 86.400
necesario
q q
Q m s
p
 
Donde:
q= Volumen de gases que se desprenden en la mina en 24 horas (m
3
).
p= Norma de contenido de metano en el aire, 1% según reglamento Decreto 1335.
Para mantener este caudal con un margen de seguridad aceptable, que tenga en cuenta las pérdidas de
aire que normalmente se presentan en las minas, se acostumbra calcular este valor teniendo en cuenta
un factor de seguridad del 30%. Ejemplo: Para une mina de carbón cuya producción diaria en 3 turnos
sea de 2.000 ton/día (igualmente repartida) con una desgasificación de metano de 10 m
3
/ ton., la cantidad
de aire necesario será:
q = 2.000 x 10 = 20.000 m
3
de CH4/día
3
3
3 3
100 * 20.000
23.15 /
86.400 *1
23.15 (30% 23.15 6.95) 30.10 /
:
30.10 / * 60 /1min 1.806 /min
Q m seg
de m seg
O sea que
Q m s s m
 
  
 

33. 33
3.2 CALCULO PARA RESPIRACION DEL PERSONAL
El caudal de aire necesario para la totalidad de personal, teniendo en cuenta el turno de mayor personal
es:
Q = 6 n (m
3
/min.)
Donde 6 = m
3
/min., cantidad de aire para cada hombre en bajo tierra, según norma reglamentaria Decreto
1335.
n = número de personas que se encuentran trabajando al mismo tiempo en la mina, en el turno más
cargado de mineros
3. 3 CÁLCULO PARA CONSUMO DE EXPLOSIVOS
Es el método principal en las minas metalíferas; también se utiliza en minas de carbón que tengan
elevado consumo de explosivo.
Se basa este cálculo en dos valores:
- Formación de 0,040 m
3
de productos tóxicos por la voladura de 1 Kg., de explosivo.
- Tiempo de ventilación no mayor de 30 min. con excepción de explosiones en masa; o sea el tiempo
dentro del turno, que gasta el minero en regresar al frente después de haber realizado la voladura.
De acuerdo a algunos reglamentos de seguridad, los productos tóxicos de la explosión deben ser diluidos
a no más de 0,008% en volumen, entonces se obtendrá que el caudal del aire por llevar al frente de
trabajo debe ser:
100 * *
0.008 *
a A
Q
t

En donde:
A = Cantidad de explosivo en la voladura en Kg.
a = 0,040 m
3
/kg.
t = Tiempo de pausa entre la voladura y el regreso al frente o tiempo de ventilación en minutos.
Q = Cantidad de aire necesario en m
3
/min.
PROBLEMAS
1. La rata de desprendimiento de CH4 en una cámara de explotación, de un manto, varía entre 1.4 (1.8; 2)
a 7(9; 11) m
3
/minuto. Calcular el volumen de aire fresco necesario que requiere este frente, con el objeto
de mantener la concentración de metano en 1 %(0.5%; 0.75%).
2. La perforación de un frente en roca en bajo tierra libera polvo estéril a la rata de 453.6 (600; 750)
gramos/minuto. Si la cantidad máxima permisible de este polvo es de 9.1 (10;11) miligramos/ m
3
de aire.
Calcular el caudal de aire necesario en m
3
/minuto para diluir el polvo producido por la perforación a un
nivel apto para el organismo. La concentración de polvo que se supone contiene el aire que entra a la
mina es de 1.14 (1.5; 2) gramos/ m
3
de aire.
3. El parágrafo 2º del Artículo 28 del Reglamento de Seguridad para Minas, Decreto Ley 1335 establece:
“ En las labores subterráneas donde haya transito de locomotoras Diesel( Locomotoras, transcargadores,
como los de la mina El Uvo de Acerías, etc.), debe haber el siguiente volumen de aire por contenido de
CO en los gases del existo:
b. Seis metros cúbicos (6m
3
) por minuto por cada HP. de la máquina, cuando el contenido de monóxido
de carbono (CO) en los gases del existo no sea superior a cero punto doce por ciento (0.12%);
c. Cuatro metros cúbicos (4m
3
) por minuto por cada HP. de la máquina cuando el contenido de monóxido
de carbono (CO) en los gases del existo no sea superior de cero punto cero ocho por ciento (0.08%).

34. 34
En este problema establecer el caudal de aire de una mina donde se hace una voladura dentro del turno
de trabajo con 200 Kg.(150Kgs; 250Kgs) de ANFO cuya producción de gases tóxicos es de 0.40% y el
tiempo de ventilación es de 20 minutos. En esta mina circulan los siguientes equipos Diesel: dos(1;3)
transcargadores, un bus y una(2;3) locomotora, los cuales tienen la siguiente potencia: 500 HP. 120 HP. y
60 HP respectivamente. El contenido de CO de los transcargadores es de .18%(0.12%;0.15%); el del bus
es 0.015%(0.12% 0.16%) y el de la locomotora es 0.010%(0.08;0.015). Cuál es la cantidad de aire de
seguridad de esta mina, cuando en el turno de mayor personal laboran 150(100;200) hombres?
4. La voladura de dinamita en un tambor bajo tierra libera 5.66 metros cúbicos de humos tóxicos y
humos. la sección del tambor es de 1.22x1.83 metros y 12.20 metros de longitud sobre el nivel. ¿Si el
ventilación auxiliar proporciona 23 metros cúbicos por minuto (mcmn) de aire fresco hasta el frente del
tambor, cuánto tiempo tomará diluir los humos a una concentración de 50 p.p.m, para que los mineros
pueden regresar el lugar de trabajo?
5. Calcule la cantidad de aire requerido para ventilar un frente si se desea diluir los humos de la descarga
del existo de un máquina del diesel utilizada para el descargue en bajo tierra. Un análisis en el existo
muestra la siguiente producción de gases por el BHP del equipo Diesel utilizado:
Los óxidos de nitrógeno. 4.245x10
-5
Monóxido de carbono 1.68x10
-5
Anhídrido carbónico 7,556x10
-3
Aldehídos 2.86x10
-6
Los cálculos se efectúan y llevan a cabo, de acuerdo con los VLP establecidos en el reglamento 1335.
Asumir: (1) que es necesaria una dilución física, y (2) que las reacciones químicas tienen lugar, así como
las diluciones físicas ocurren.
3.4 DEFINICIONES y UNIDADES EMPLEADAS EN CÁLCULOS DE VENTILACION:
En los problemas de ventilación, es común el empleo del Sistema Internacional SI en unidades M.K.S.
cuyas unidades de base son:
- El metro para las longitudes
- El segundo para los tiempos
- El kilogramo para las fuerzas,
En este sistema y para efectos de ventilación, las magnitudes que entramos a considerar: son los flujos y
las presiones.
3.4.1 FLUJOS:
El flujo es el volumen del aire Qv, el cual se expresa en m
3
/s. El flujo en peso Qq es expresado en Kg./s y
es igual a:
Qq=*Qv
 siendo el peso especifico del fluido (o peso volúmico) en Kg./m
3
Igualmente se considera el flujo en volumen normal Qn (m
3
/s) que es el flujo en volumen que se
observaría si el flujo estuviera en las condiciones normales de temperatura y presión, o sea 15°C de
temperatura y 760 mm de Hg. de presión.
El peso especifico del aire seco `o' bajo condiciones normales es: 1,226 Kg./m
3
; el peso específico del
aire a nivel del mar 'nm' es: 1,293 Kg./m
3
. El peso especifico del aire en las minas boyacenses 'b´ varia
entre 0,8 y 0,9 Kg./m
3
.
3.4.2 PRESIONES
La unidad de presión del sistema SI de Kg./m2. Un kg../m
2
es igual a la presión de 1mm columna de agua
o a 0.10198 pascales; normalmente se expresan las presiones en Kg./m
2
o en mm de agua.
La unidad del sistema cegesimal CGS en el barye (o DINA/cm
2
)con sus múltiplos: el bar o
megabarye=10
6
baryes el milibar=10
3
baryes.