ras

1. ANALISIS DE VENTILADORES
UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS
GONZAGA DE ICA
FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS Y
METALURGIA
ESCUELA DE INGENIERIA DE MINAS
Ing. RUBEN RIVERA CHAVEZ
CURSO: VENTILACION MINERA
Teófilo Antonio, Gutierrez Lloclla
Edwar Gilmar, Mancilla Rivas
Claudia, Pastor Huamani
Daylim, Rodriguez Espinoza
Kriss, Asuero Cordova
Brayan, Risco Perez

2. Ventilador
Los ventiladores son los responsables del movimiento del
aire, tanto en la ventilación principal como en la secundaria.
Generalmente los ventiladores principales se colocan en el
exterior de la mina, en la superficie.
Un ventilador se define simplemente como una máquina
rotatoria que expulsa aire en forma continua.
Los tipos de ventiladores utilizados son:
• Axiales o de hélice
• Radiales o centrífugos

3. Clasificación
Según su tipo:
Para el propósito de ventilación de minas, los ventiladores
pueden clasificarse en dos categorías principales:
• Radiales o centrífugos. El aire abandona el impulsor en
una dirección en90º respecto al eje del impulsor.
• Axial. La forma como el aire es obligado a pasar a través
del ventilador se asemeja al principio de acción de un par
tornillo-tuerca; el impulsor tiene el papel de tornillo y la
corriente de aire hace las veces de la tuerca. Al girar el
impulsor tiene movimiento de avance y de rotación.

4. Según su función:
Según su función los ventiladores se clasifican en:
• Ventilador Principal o de Superficie.
• Ventilador Reforzador.
• Ventilador Auxiliar.

5. Ventilador Principal

6. Ventilador Reforzado

7. Ventilador Auxiliar

8. Leyes del ventilador
Los ventiladores se comportan guardando relación con ciertos parámetros
relevantes de sí mismo y en ciertas circunstancias será útil conocer estas
relaciones como se verá más adelante
Primera Ley:
Para un mismo diámetro del rotor (Diámetro constante)
a) Caudal Inducido es proporcional a la Velocidad de Rotación.
b) Presión Desarrollada es proporcional a la (Velocidad de Rotación)2
c) Potencia Absorbida es proporcional a la (Velocidad de Rotación)3
Se puede observar que si multiplicamos el caudal inducido por la presión
desarrollada se obtiene una potencia mecánica linealmente proporcional al
cubo de la velocidad de rotación entonces:
d) Potencia Mecánica es proporcional a la (velocidad de rotación)3

9. Segunda Ley:
Para una misma velocidad de rotación (rpm = constante)
a) Caudal Inducido es proporcional al (Diámetro de la Hélice)3
b) Presión Desarrollada es proporcional al (Diámetro de la Hélice)2
c) Potencia Absorbida es proporcional al (Diámetro de la Hélice)5
Se puede observar que si multiplicamos el caudal inducido por la
presión desarrollada se obtiene una potencia mecánica linealmente
proporcional a la quinta del diámetro de la hélice:
d) Potencia Mecánica es proporcional al (Diámetro de la Hélice)5

10. Tercera Ley:
Para una densidad del aire variable:
a) Caudal inducido = Constante.
b) Presión Desarrollada es proporcional a la Densidad del Aire
c) Potencia Absorbida es proporcional a la Densidad del Aire
Se puede observar que si multiplicamos el caudal inducido por la
presión desarrollada se obtiene una potencia mecánica linealmente
proporcional a la densidad del aire entonces:
d) Potencia Mecánica es proporcional a la Densidad del Aire.

11. RESOLUCION DE CIRCUITOS
CON VENTILADOR
Como se puede haber deducido, el ventilador es una máquina capaz de comprimir el aire
entregándole unos pocos Kg/cm2 de presión, o sea es un compresor con muy poca eficiencia.
Esta situación hace que al pasar el aire por él no varía su volumen, pero si entrega energía en
forma de presión, capaz de anular las pérdidas de presión de un circuito. Esta circunstancia
explica la importancia del ventilador en un sistema de ventilación. Si hemos calculado un
circuito donde deben pasar Q m3/seg y que tiene una caída depresión igual a H mm.c.a.
debemos encontrar un ventilador capaz de mover un caudal igual a Q m3/seg. , entregando H
mm.c.a. de presión.
Los ventiladores pueden ser representados
matemáticamente mediante un polinomio del tipo:
H = aQ n + bQ n-1 + cQ n-2 + ........ + (n+1).
Generalmente se muestra como:
H=aQ2 + bQ + c.

12. ACOPLAMIENTO DE VENTILADORES
En instalaciones importantes de ventilación, cuando es necesario disponer de caudales o
presiones con grandes variaciones, puede resultar conveniente de dotarlas de equipos
acoplados de forma que trabajando en conjunto o bien separados proporcionen la
prestación exigida en cada momento. Si las variaciones necesarias son discretas puede
bastar un único ventilador con un sistema de regulación, pero cuando sean precisas
unas capacidades muy elevadas, hay que recurrir a un sistema de acoplamiento de
equipos, tanto en serie como en paralelo, pudiendo conectarse éstas de alguna de las
siguientes formas:
 Conexiones en serie.
 Conexiones en paralelo.

13. CONEXIÓN DE VENTILADORES EN SERIE
La conexión de ventiladores en serie es el método de montaje múltiple comúnmente utilizado
en sistemas de ventilación auxiliar. Esta forma de acoplamiento presenta dos variantes bien
definidas: con ventiladores colocados uno a continuación de otro al comienzo de la tubería, o
con ventiladores distribuidos a lo largo del tendido del conducto.

14. TRABAJO EN SERIE DE 2 VENTILADORES
• Con el trabajo en serie de dos ventiladores, el caudal de aire que pasa por ambos ventiladores
debe ser igual, de valor Q1 y la depresión total es igual a la suma de las depresiones producidas
por cada ventilador PT = PT/2 + PT/2.
• En consecuencia, la curva característica totalizada de ambos ventiladores se construye sumando
las ordenadas de sus curvas características individuales.
• El caudal total de dos ventiladores iguales, instalados en serie y que giran con igual número de
revoluciones, es mayor que cada caudal parcial, pero, siempre inferior a la suma de los caudales
del trabajo individual.
• Es decir, Q1< QT < Q1+Q2 =2xQ1
• Para una resistencia dada, como podemos ver en el gráfico adjunto, un solo ventilador podría
trabajar en un punto próximo al bombeo, en cambio, al acoplarle otro ventilador, se puede
observar que (PT, QT), está bastante alejado del régimen inestable.

16. a) Ventiladores en serie montados al comienzo del conducto
• En teoría, cuando varios ventiladores se instalan en serie al inicio de una tubería, la curva
característica resultante debería mantener el caudal constante y sumar las presiones
generadas por cada uno de los equipos. Sin embargo, en la práctica, la presión no duplica
su valor si se conectan dos unidades idénticas, ya que siempre habrá pérdidas por
turbulencias, por diferencia en el ángulo de calaje de sus paletas, o por otros motivos. Una
excepción son los ventiladores contra – rotatorios, ya que al conectarlos en serie estos
generan incrementos extra de presión por su especial modo de funcionamiento.
• La principal ventaja que presenta la instalación en serie de ventiladores al comienzo del
conducto radica en que la energía requerida para accionar los equipos sólo deberá llevarse
hasta la boca de la labor. En cuanto a desventajas, la fundamental es que al inicio de la
tubería la corriente de aire alcanzará presiones elevadas, provocando esto una mayor
cantidad de fugas.

18. b) Ventiladores en serie escalonados a lo largo del conducto
Cuando se utiliza esta variante, también llamada ventilación en cascada, no es necesario emplear
rectificadores, y puesto que las presiones puntuales que se alcanzan son siempre inferiores a las que
se obtienen colocando todos los ventiladores al comienzo del conducto, las fugas de aire se reducen
considerablemente.
La ventilación en cascada puede ser de tres tipos:
• Ventilación en cascada con presión cero: esta es la forma de conectar ventiladores en serie más
comúnmente utilizada en labores de tope ciego. Cuando se aplica, la ubicación de los ventiladores
debe ser calculada de forma tal que cada uno de ellos se instale en el punto donde la presión
generada por el anterior llegue a cero. Este tipo de montaje admite el uso de tubería flexible
común, aunque en los últimos metros antes de un ventilador es aconsejable colocar tubería
reforzada o metálica.
• Ventilación en cascada con presión positiva: en esta variante los ventiladores se instalan de
forma tal que cualquiera de ellos se encuentra en un punto donde la presión generada por el
anterior todavía no llega a cero.
• Ventilación en cascada con presión negativa: esta modalidad generalmente es utilizada con
ventilación aspirante, presentándose en ventilación impelente al fallar alguno de los ventiladores de
la cascada. Para poder aplicar esta variante de conexión en serie es necesario disponer de una
tubería reforzada o metálica.

20. • CONEXIÓN DE VENTILADORES EN PARALELO
La conexión de ventiladores en paralelo se emplea principalmente cuando los caudales de aire
requeridos no pueden ser obtenidos con un solo equipo. Esta situación se presenta muy pocas veces
en ventilación de labores de tope ciego, ya que generalmente es la resistencia que ofrecen los
conductos, y no el caudal de aire requerido en la labor, lo que controla el diseño de una red de
ventilación auxiliar.

21. TRABAJO EN PARALELO DE 2 VENTILADORES
• En un sistema de trabajo de dos ventiladores en paralelo, cada ventilador es concebido para la
mitad del caudal de diseño. Cuando dos ventiladores trabajan en paralelo, forman un sistema que
estará caracterizado por la curva resultante de la suma las abscisas de sus curvas características
individuales.
• La resistencia del circuito corta la curva del sistema en un punto (PT, QT). El punto de
funcionamiento de cada ventilador, como se puede ver en el gráfico anexo, corresponde a (PT,
Q1=Q2), tal que Q1+Q2= QT para el caso de dos ventiladores idénticos. Si sólo uno de los
ventiladores trabajase, su punto de funcionamiento sería distinto, con una presión más baja y con
un caudal de aire mayor, (PT1, QT1).

22. Al contrario del trabajo en serie de 2 ventiladores, si la resistencia del circuito de ventilación es importante, si se
arrancan 2 ventiladores en paralelo, estos pueden entrar en régimen inestable a pesar de que individualmente
trabajen bien.

23. • Acoplamiento mixto
Cuando deban alcanzarse
grandes porciones de
ventilación entre márgenes
muy amplios de variación
suele recurrirse a
acoplamientos múltiples de
varias series de aparatos
conectadas en paralelo. Es
el caso, por ejemplo, en la
ventilación de túneles con
circulación de vehículos en
donde el tráfico es muy
variable alcanzando
momentos álgidos y otros
semivacíos.

24. Curvas de ensayo
Punto de interés en la curva
Punto de funcionamiento
• Se intersecta la curva motriz con la resistencia
El punto optimo
• El rendimiento es el mayor
No tiene porque coincidir los ventiladores
Es la relación entre el caudal y el
rendimiento, la altura, presión, potencia
absorbida
- Presion dinámica
- Presion estatica

25. La curva representante de la tipología
+verticales
+planas
axiales

26. Curvas de ensayo
+presión
-caudal
-presión
+caudal

27. El punto de funcionamiento de la instalación
Sistema de tuberias
Donde se intersecta la curva
Maquina del ventilador
Ó funcionamiento

28. Zona de ruido elevado
peligro de *bombeo* y
bajo rendimiento
Zona de
trabajo
recomendable
Zona de gran velocidad de
aire, elevado ruido y bajo
rendimeinto

29. Asociación en paralelo en ventiladores
Si los ventiladores que se asocian son diferente, hay que ser muy cuidadoso, con la selección del
paralelo, incluso si son iguales
Si es en paralelo conseguimos más caudal

30. Ventiladores axiales acoplados en serie
Son para tener mas altura: para sumar las presiones uno detrás del otro
Ventilador ideal

31. Tener en cuenta:

32. Leyes de semejanza Aplicados en ventiladores

33. Leyes de semejanza Aplicados en ventiladores
Afectan a todos aspectos de funcionamiento de los ventiladores

34. Así se podrá controlar los ventiladores…

38. TRABAJO EN CONJUNTO
VENTILADOR Y VENTILACION
NATURAL

39. La ventilación por la acción conjunta del ventilador y
de la ventilación natural es semejante a la
ventilación de la mina mediante dos ventiladores
instalados en serie, de los cuales uno representa la
ventilación natural.
Por tanto, si tenemos una ventilación natural
favorable, el ventilador irá más desahogado, pero
en cambio, si la ventilación natural trabaja en
contra, si éste es importante o el ventilador ya
estaba cercano al bombeo, entonces el ventilador
finalmente trabajará en régimen inestable.