INTRODUCCION

La ventilacin de una mina consiste en un proceso de hacer pasar un flujo de aire considerable para crear las condiciones necesarias para que los trabajadores se encuentren en una atmsfera agradable. Este proceso se realiza mediante un circuito con el objetivo de que en todas las reas de trabajo se lleve a cabo de igual manera. Para esto es necesario que la mina tenga dos puertas de acceso independiente, dos pozos, un pozo y un socavn y dos socavones. La ventilacin secundaria se lleva a cabo en aquellos espacios donde solo hay un acceso para ello se colocan tubos de ventilacin cuya longitud debe de abarcar la puerta de entrada hasta la puerta de la salida. La ventilacin de una mina subterrnea es muy importante para preservar la vida de los trabajadores, hay que asegurar que debajo de la mina exista una porcin acceso independiente, dos pozos, un pozo y un socavn y dos socavones. La ventilacin secundaria se lleva a cabo en aquellos espacios donde solo hay un acceso para ello se colocan tubos de ventilacin cuya longitud debe de abarcar la puerta de entrada hasta la puerta de la salida. La ventilacin de una mina subterrnea es muy importante para preservar la vida de los trabajadores, hay que asegurar que debajo de la mina exista una porcin necesaria de oxgeno para la respiracin de los trabajadores. Tambin una causa por la cual se necesita de ms ventilacin de oxigeno dentro de la mina es que en muchas ocasiones los minerales que se estn explotando pueden ser txicos al igual que puede resultar alguna emanacin peligrosa por parte de las mquinas que se utilizan para explotar el mineral. Adems hay que considerar que mientras ms profunda es una mina la temperatura tiende a aumentar por lo que es necesaria la climatizacin adecuada del ambiente. Existen dos tipos de ventiladores, estn los ventiladores axiales o de hlices y los ventiladores radiales o centrfugos. Estas mquinas tienen como responsabilidad permitir el flujo de aire en el interior, en ambos tipos de ventilacin.

VENTILACION DE MINASEs el proceso mediante el cual se hace circular por el interior de la misma el aire necesario para asegurar una atmsfera respirable y segura para el desarrollo de los trabajos. La ventilacin se realiza estableciendo un circuito para la circulacin del aire a travs de todas las labores. Para ello es indispensable que la mina tenga dos labores de acceso independientes: dos pozos, dos socavones, un pozo y un socavn, etc. En las labores que slo tienen un acceso (por ejemplo, una galera en avance) es necesario ventilar con ayuda de una tubera. La tubera se coloca entre la entrada a la labor y el final de la labor. Esta ventilacin se conoce como secundaria, en oposicin a la que recorre toda la mina que se conoce como principal.

OBJETIVOS DE LA VENTILACION DE MINAS Medicin del ingreso y salida de aire. Diagnstico Integral de circuitos de ventilacin. Determinar las necesidades de aire Monitoreo de las condiciones ambientales de la mina: evaluar los contaminantes fsicos y qumicos Evaluacin de las condiciones termo-ambientales Proyectos de mejoras.

PRINCIPIOS DE VENTILACIONPara que exista ventilacin debe haber: Dos puntos de diferente presin (>P a T a < T)

TIPOS DE VENTILACIONSe pueden clasificar en dos grandes grupos

VENTILACION NATURALConsiste bsicamente en el movimiento de masas de aire al interior de las minas producto de diferencias de temperaturas entre las labores y la superficie y de la diferencia de altitud entre las galeras conectadas con superficie, fue ampliamente utilizada en los comienzos ; posterior a esto, se utiliz las cadas de agua en los piques para inyectar aire fresco al interior de las minas, tambin se encendan grandes hogueras en los piques para producir tiraje y levantar el aire contaminado desde el interior de las minas, hacia superficie.En la segunda mitad del siglo XIX, se construy los primeros ventiladores mecnicos, los de tipo centrfugo, siendo tales aparatos accionados primitivamente por molinos de vientos o por rueda hidrulica, los cuales en la actualidad son operados por medio de motores elctricos. www.vdmconsultores.cl Con el desarrollo de la ciencia aerodinmica, y posterior a la segunda guerra mundial, se desarroll los primeros ventiladores de flujo axial, es decir, los ventiladores tipo axial, los cuales son los ms utilizados, en la actualidad y a nivel global, para mover grandes caudales de aire en faenas subterrneas, operando -dichas unidades- tanto en interior mina, como en superficie. Los ventiladores de tipo centrfugo, actualmente son ampliamente utilizados en Sistemas de Ventilacin Industrial dado su capacidad de generar altas cadas de presin con caudales relativamente bajos, teniendo como caracterstica esencial: el hecho de emitir un bajsimo nivel de ruido si se les compara con la operacin de los ventiladores de tipo axial.

EL CAUDAL DE AIREEs la cantidad de aire que ingresa a la mina y que sirve para ventilar labores, cuya condicin debe ser que el aire fluya de un modo constante y sin interrupciones. El movimiento de aire se produce cuando existe una alteracin del equilibrio: diferencia de presiones entre la entrada y salida de un ducto, por causas naturales (gradiente trmica) o inducida por medios mecnicos.

SISTEMAS DE VENTILACIONEn el sistema general, el ventilador principal suele estar instalado a nivel de la superficie en la va de salida del aire, con redes que garantizan el flujo de aire a travs de aberturas interconectadas. La red general de ventilacin consta de puntos de conexin en los que se cruzan tres o ms vas de aire ramales entre estos puntos de conexin y mallas, que son pasos cerrados en la red.

VENTILACION MINERA Y SU IMPORTANCIA EN EL RENDIMIENTOLa ventilacin minera en muy importante en el rendimiento del personal, ya que nos brindar: Un ambiente laboral seguro y confortable. Trabajaran con mayor tranquilidad. Estarn alertas a cualquier tipo de accidente. Mayor eficiencia o rendimiento en el trabajo de hombres y maquinarias. Asegurar la salud de los trabajadores.

EL AIRE EN LAS MINASEl aire atmosfrico normal consta de 21% de oxgeno y 78% de nitrgeno, en volumen, Contiene adems.Gas carbnico, gases raros, vapor de agua en porcentajes variables.La composicin del aire atmosfrico normal (seco) es:N2 78% Vol.02 20,86 "CO2 0.20% "Argn 0.93% "Otros gases 0,01% "Vapor de agua 0.05% hasta 4%, en promedio 1%, este porcentaje no influye en la relacin oxigeno - nitrgeno. 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 minerasLos principales contaminantes del aire son: monxido de carbono (CO), gas carbnico (CO2), metano (CH4), gases nitrosos (NO + NO2), anhdrido sulfuroso (SO2), los polvos de rocas y en los casos de los minerales radioactivos, el Radon y el Torno que son los istopos radioactivos, de vida corta, provenientes de la desintegracin de los istopos 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 disminucin de oxigeno que ocasionen.Teniendo en cuenta los gases frecuentes en las minas de carbn, hierro y calizas, como son: el CO, CO2, CH4,( NO + NO2), los estudiramos desde el punto de vista de su peso especfico respecto del aire, algunas propiedades fsicas y qumicas, efectos fisiolgicos de acuerdo al grado de concentracin, limite permisible en la corriente de ventilacin de la mina, su origen en los trabajos subterrneos y los aparatos que nos permiten descubrirlos y medirlos. Por ser el O2 y el N2, componentes principales del aire atmosfrico comenzaremos la parte de estudio, adicionalmente con ellos.Antes de estudiar en forma detallada los gases ms frecuentes en la minas, proponemos al lector estudiar la siguiente carta de gases ms frecuentes en las minas, para que se vaya adaptando a la situacin de estos en las minas y los vaya conociendo desde algunas caractersticas importantes.A la final del estudio de los gases, complementaria a esta tabla estamos presentado otra tabla con el resumen de las caractersticas de los gases, que puede servir al lector para que con ellas se tenga una nocin resumida de esta problemtica.

APARATOS DE DETECCIN Y MEDIDACon la lmpara de seguridad se puede efectuar cualitativamente la deficiencia de 02 de la atmsfera bajo tierra. Cuando la atmsfera se empobrece de oxgeno en presencia del gris o de algunos gases combustibles la llama inicialmente se eleva, se dice que busca el oxgeno, se vuelve rojiza y luego se empequeece para apagarse cuando la concentracin en volumen de oxigeno tiene un valor de 16.25%.Con el medidor de oxgeno, u oxigen metro tambin puede detectarse cuantitativamente la disminucin de oxgeno en cualquier atmsfera de trabajo. El funcionamiento de este aparato est basado en el siguiente principio: se produce una reaccin qumica en la celda del aparato, por medio de un catalizador, y de acuerdo al contenido De oxgeno en el aire, esta reaccin ser ms o menos fuerte y producir una variacin de la resistencia elctrica de la resistencia elctrica, permitiendo el paso de ms o menos corriente, de manera que la corriente que circula a travs del miliampermetro es proporcional al contenido de oxgeno en la atmsfera. Esta funcin es realizada hoy con el Multidetector, aparato que puede realizar en poco tiempo las funciones de detectar el contenido de Oxgeno (O2) de una atmsfera, concentracin de Monxido de Carbono (CO), Metano (CH4) y cido Sulfhdrico (H2S).Particularmente el Oxigen metro consta de las siguientes partes: Un miliampermetro graduado en % en volumen de 02, Una celda de reaccin cuya resistencia depende del con tenido de oxgeno en la atmsfera que se est midiendo Un interruptor de botn para cerrar el circuito de medicin, Una batera de mercurio de 5.6 voltios, la cual suministra la corriente necesaria para real izar la medida

EFECTOS EN LA SALUDLa minera subterrnea crea espacios bajo tierra en los cuales trabajan seres humanos. Las condiciones de trabajo incluyen la humedad ambiental, la temperatura del aire, la presencia de radiaciones nocivas o de gases explosivos, la presencia de agua, la formacin de polvo y la emisin de ruido que dependen tanto del mineral como de la roca en Caja, de la profundidad de la mina y del uso de maquinaria. Por qu es importante el control de la calidad de aire Las emanaciones de Aire Usado en las minas, son el producto normal de las operaciones mineras. Constituidas por la combinacin de vapor, humo de explosivos, polvo, humo de vehculos disel, gases propios de emanaciones rocosas naturales, reacciones qumico-ambientales de los minerales presentes; que constantemente circulan por las labores de lmina y luego emanan a la superficie. El Sistema de Ventilacin, est constituido por la presencia de Aire Fresco que ingresa a la mina por factores de presin y temperatura en el aspecto natural; y por influencia directa dela fuerza de ventiladores aspirantes o impelentes que introducen aire fresco al interior de las minas subterrneas a travs demandas.

Lo opuesto al Aire Fresco, Viene a ser el Aire Usado el que sale del interior de las labores mineras, a travs de las Galeras y/o Chimeneas de Ventilacin en forma natural o por la influencia de ventiladores. En el interior de las Minas Subterrneas, se deben considerar las Vas de Retorno de Aire Usado; Galeras de Mayor Circulacin Vehicular; Frentes de Trabajo en Desarrollo; Tajeas de Explotacin; Echaderos y Tolvas de Mineral; Chimeneas y Tolvas de Desmonte. La nubosidad, los humos de hidrocarburos y explosivos, polvo, presencia de gases y micro partculas contaminantes, son la causa fundamental de los altos grados de morbilidad y mortalidad, como consecuencia de las enfermedades neumoconiticas y cardiovasculares.

GASESEn las minas metlicas como no metlicas, pueden encontrarse diversos gases que estn normalmente presentes, producindose en: Uso de explosivos. Descomposicin de las sustancias orgnicas. Combustiones espontneas. Incendios. Reacciones qumicas de los minerales. Uso de los equipos mecanizados de motores de combustin.A consecuencia de la falta de ventilacin o ventilacin insuficiente en las faenas subterrneas. Estos gases, pueden alcanzar concentraciones capaces de afectar la salud o vida del trabajador.

ORIGEN DE LOS GASES EN LA MINAEn la voladura con el uso de explosivos, origina mayor gases txicos. Por ejemplo el uso de ANFO, genera diversos xidos de nitrgeno los mismos que aun en bajas concentraciones pueden resultar mortales.

OTROS GASESGases de estratos que existen dentro de las estructuras rocosas del yacimiento. Gases producidos por las personas al exhalar anhdrido carbnico (CO2) cuando realiza su trabajo y por los desechos orgnicos que existen en interior de la mina (madera, materiales, sustancias etc.).

GASES PRODUCIDOS POR EQUIPO DIESELMquinas de combustin interna, que liberan gran cantidad de contaminantes, hasta 0.3 m3/min. Por HP. Estos gases son CO, NO2, aldehdos, humos, metano y SO2.

Gas extremadamente venenoso, es incoloro, inodoro e inspido, muy ligero, poco soluble en agua, inflamable y posee una gran capacidad de dispersin.

1. MONOXIDO DE CARBONOSe genera: Por la combustin incompleta de madera (incendios en la mina). Por funcionamiento de motores de combustin interna, cuando no se controla el escape de estos equipos. Por el uso de explosivos. En toda combustin que haya deficiencia de oxgeno. Es uno de los gases ms peligrosos que existen y es la causa del 90% de los accidentes fatales en minas por intoxicacin por gases.

2. GASES NITROSOSLos gases nitrosos en concentraciones bajas no tienen color, olor y sabor. En concentraciones altas se pueden detectar por su olor a plvora quemada, familiar de las voladuras y por sus humos de color rojizo. Los gases txicos e irritantes, se producen por: La combustin. La detonacin de los explosivos. Por la operacin de equipos disel

3. NITROGENOGas inerte, incoloro, inodoro e inspido. No es venenoso y no sostiene la vida ni la combustin. Cuando se encuentra mezclado con un poco de oxgeno, slo produce sofocamiento en el organismo humano; pero cuando se mezcla con el oxgeno en una proporcin mayor aprox., de 78 % a 21 %, este gas causa la muerte por sofocamiento cuando el porcentaje de nitrgeno pasa de 88%.

4. ANHIDRIDO SULFUROSONo existen pruebas definitivas que el SO2 provoque enfermedades respiratorias pero se ha encontrado una correlacin especfica de la incidencia de xidos de azufre en la atmsfera y el ndice de muertes de personas que sufren de enfermedades crnicas cardiovasculares y respiratorias.

VENTILACION SECUNDARIAEs la ventilacin auxiliar o secundaria y son aquellos sistemas que, haciendo uso de ductos y ventiladores auxiliares, ventilan reas restringidas de las minas subterrneas, empleando para ello los circuitos de alimentacin de aire fresco y de evacuacin del aire viciado que le proporcione el sistema de ventilacin general. La ventilacin mecnica tiene como fin sustituir de forma artificial la funcin del sistema respiratorio cuando fracasa. La alta incidencia y la gravedad de la insuficiencia respiratoria hacen que el personal sanitario, mdicos y enfermeros, deba conocer los fundamentos del soporte ventilatorio.Nuestro objetivo al escribir esta obra ha sido desmitificar una tcnica que en ocasiones se ha querido mostrar como muy compleja, y por tanto describir, de forma sencilla, las bases fundamentales de la ventilacin mecnica. A pesar de la disparidad de los recursos disponibles, de la variedad de los equipos y de la diversidad de mbitos donde se tratan los pacientes, las recomendaciones y el uso general de esta medida de soporte vital son los mismos. Nos parece que este libro puede ser de utilidad, tanto para aquellos profesionales que ocasionalmente ventilan pacientes en los servicios de urgencias y emergencias, como para los que utilizan con frecuencia la sustitucin artificial de la ventilacin en las unidades de cuidados intensivos y reanimacin, pero no es un tema de su especial inters. As pues, de forma deliberada hemos omitido los aspectos ms complejos de la tcnica, ya que creemos que su desarrollo debe contemplarse en otro tipo de tratado especficamente dirigido a profesionales con mayor experiencia y dedicacin. Por otra parte, tampoco abordamos los cuidados respiratorios, ya que si bien son imprescindibles en cualquier paciente ventilado, precisaran otro texto para poder describirlos con las debidas profundidad y extensin.

Si este manual puede ayudar en alguna medida al cuidado y el tratamiento de los pacientes graves que precisan ventilacin mecnica, el esfuerzo y el entusiasmo empleados en su elaboracin quedarn plenamente satisfechos. Por ltimo, deseamos expresar nuestro agradecimiento a CSL Behring por su inestimable colaboracin en la edicin de esta obra. Los sistemas de ventilacin auxiliar que pueden emplearse en el desarrollo de galeras horizontales, utilizando ductos y ventiladores auxiliares son:

SISTEMA IMPELENTEEl aire es impulsado dentro del ducto y sale por la galera en desarrollo ya viciado. Para galeras horizontales de poca longitud y seccin (menores a 400 metros y de 3.0 x 3.0 metros de seccin), lo conveniente es usar un sistema impelente de mediana o baja capacidad, dependiendo del equipo a utilizar en el desarrollo y de la localizacin de la alimentacin y evacuacin de aire del circuito general de ventilacin de la zona.

SISTEMA ASPIRANTE El aire fresco ingresa a la frente por la galera y el contaminado es extrado por la ductera. Para ventilar desarrollos de tneles desde la superficie, es el sistema aspirante el preferido para su ventilacin, aun cuando se requieren elementos auxiliares para remover el aire de la zona muerta, comprendida entre la frente y el extremo de la ductera de aspiracin.

SISTEMA ES EL COMBINADO, ASPIRANTE-IMPELENTEEmplea dos tendidos de ductera, una para extraer aire y el segundo para impulsar aire limpio a la frente en avance. Este sistema rene las ventajas de los dos tipos bsicos, en cuanto mantener la galera y la frente en desarrollo con una renovacin constante de aire limpio y en la velocidad de la extraccin de los gases de disparos, con la desventaja de su mayor costo de instalacin y manutencin. Para galeras de mayor seccin (mayor a 12 m2), y con una longitud sobre los 400 metros, el uso de un sistema aspirante o combinado es ms recomendable para mantener las galeras limpias y con buena visibilidad para el trfico de vehculos, sobre todo si ste es equipo disel. Hoy da, es la ventilacin impelente la que ms se usa, ya que el ducto es una manga totalmente flexible, fcil de trasladar, colocar y sacar. En este caso, el ventilador al soplar infla la manga y mueve el aire. En el caso de la ventilacin aspirante, estas mangas deben tener un anillado en espiral rgido lo que las hace muy caras. El uso de sistemas combinados, aspirante impelentes, para ventilar el desarrollo de piques verticales, es tambin de aplicacin prctica cuando stos se desarrollan en forma descendente y la marina se extrae por medio de baldes. En estos casos, el uso de un tendido de mangas que haga llegar aire fresco al fondo del pique en avance es imprescindible para refrescar el ambiente. La aplicacin de sistemas auxiliares para desarrollar galeras verticales est limitada a su empleo para ventilar la galera donde se inicia el desarrollo de la chimenea o pique, dado que la destruccin de los tendidos de ductos dentro de la labor vertical por la cada de la roca en los disparos es inevitable (en su reemplazo se utiliza el aire comprimido).El objetivo de la ventilacin auxiliar es mantener las galeras en desarrollo, con un ambiente adecuado para el buen desempao de hombres y maquinarias, esto es con un nivel de contaminacin ambiental bajo las concentraciones mximas permitidas, y con una alimentacin de aire fresco suficiente para cubrir los requerimientos de las maquinarias utilizadas en el desarrollo y preparacin de nuevas labores.

CLASIFICACION DE LOS VENTILADORESVENTILADORES CENTRIFUGOSEn estos ventiladores, el aire entra por el canal de aspiracin que se encuentra a lo largo de su eje, cogido por la rotacin de una rueda con alabes. Ofrece la ms alta presin esttica y un flujo mediano. Su eficiencia vara entre 60% y 80%, pueden trabajar a altas velocidades. Son ventiladores que pueden considerarse quietos si se observa su cueva caracterstica, produce menos ruido que las axiales, son rgidos, son ms serviciales pero mucho ms costosos.

VENTIALDORES AXIALESEn este tipo de ventiladores, el aire ingresa a lo largo del eje del rotor y luego de pasar a travs de las aletas del impulsor o hlice es descargado en direccin axial. Tambin se les llama ventiladores de hlice. Ofrece el ms alto flujo de aire, su eficiencia esta entre 70 y 80% y son capaces de trabajar a las velocidades ms altas, presentan una gama fuerte de inflexin e inestabilidad, producen los niveles ms altos de ruidos, son ms verstiles y son ms baratos.

CIRCUITOS BASICOS DE CIRCULACION DE MINASCIRCUITOS EN SERIESe caracteriza porque la corriente de aire se mueve sin ramificacin, por lo que el caudal permanece constante, en este caso todas las galeras se conectan extremo a extremo.

CIRCUITO DE VENTILACION EN PARALELOEn la unin en paralelo, las labores se ramifican en un punto, en dos o varios circuitos que se unen en otro punto.

CALCULOS DE LOS CAUDALES REQUERIDOSGENERALIDADESEl objetivo principal de un estudio de ventilacin de minas, es determinar la cantidad y calidad del aire que debe circular dentro de ella. Los factores que influyen en la determinacin de este caudal, dependen de las condiciones propias de cada operacin y del mtodo de explotacin utilizado.El caudal necesario, para satisfacer las necesidades tanto del personal como de los equipos que en conjunto laboran al interior de la mina, se establecen de acuerdo a los requerimientos legales, normas de confort y eficiencia del trabajo.Este caudal debe garantizar la dilucin de los gases generados tanto por los equipos y maquinarias de combustin interna (Disel), como los gases provenientes de la tronadura y los polvos asociados a las distintas operaciones.La normativa a cumplir en Chile, son el Reglamento de Seguridad Minera D.S. N 72, del Ministerio de Minera, artculos desde el N 132 al N 151 y el artculo N 66 del D.S. N 594, Reglamento sobre condiciones ambientales bsicas en lugares de trabajo, del Ministerio de Salud.El aire, al pasar por una mina sufre cambios en su composicin, principalmente de disminucin de oxgeno. En minas poco profundas, el clima dentro de las minas, no presenta mayores preocupaciones, pero cuando tienen profundidades superiores a 1.000 metros, ste es un problema que debe ser atendido. La accin de temperaturas elevadas sobre el personal, pueden incluso provocar la muerte.Ventiladores Minas de Carbn en Virginia, U.S.A.

REQUERIMIENTOS DE AIRELas necesidades de aire al interior de la mina, deben ser determinadas en base al personal y el nmero de equipos que trabajan al interior de las labores en los niveles que componen la mina, adems de conocer el mtodo de explotacin.El clculo de las necesidades, permitir ventilar las labores mineras en forma eficiente, mediante un control de flujos tanto de inyeccin de aire fresco, como de extraccin de aire viciado. Esto permite diluir y extraer el polvo en suspensin, gases producto de la tronadura o de la combustin de los vehculos.Para determinar el requerimiento de aire total se utilizan los siguientes parmetros operacionales: Caudal requerido por el nmero de personas. Caudal requerido por desprendimiento de gases segn Norma Chilena Caudal requerido por temperatura. Caudal requerido por el polvo en suspensin Caudal requerido por la produccin. Caudal requerido por consumo de explosivos Caudal requerido por equipo Disel

CALCULOS DE LOS CAUDALES PARCIALES DE AIRE PARA CADA OPERACIN Perforacin Mecanizada (Jumbo) Carguo de explosivos, acuadoras y trabajos varios interior mina. Tronadura de avance (tiempo de dilucin de 30 minutos) Tronadura de banqueo (tiempo de dilucin 180 minutos) Caudal requerido por la produccin. Caudal requerido por carguo y transporte

El caudal parcial para cada operacin se deber calcular, de acuerdo a normativa de suministrar 2.83 m3/min. Por cada HP motor de todo equipo disel en operacin (equivalente a 100 pie3/min. por cada HP motor) (Art. 132, D.S. N 72). Al caudal de aire obtenido, segn flota disel operativa, se le debe agregar el caudal requerido por la totalidad de personas trabajando al interior de la mina (Art. 132 y 138, D.S. N 72).Una vez calculados los caudales, segn los distintos aspectos considerados (puntos a) hasta f), se debe efectuar un anlisis para determinar cul caudal se debe considerar y cul suma de ellos. Luego, a la cantidad determinada es aconsejable considerar un porcentaje de aumento a causa de prdidas y filtraciones, por ejemplo, un 30 %.Q filtraciones = 30% de Q reqPor lo tanto:

FLUJO DE AIRE EN GALERIA O DUCTOSCuando el aire fluye a travs de un ducto o galera minera, la presin requerida para mover el aire a travs de l depende no slo de la friccin interna, sino tambin del tamao, longitud, forma del ducto, velocidad y densidad del aire.Todos estos factores son considerados en la ecuacin de J. Atkinson, denominada Ley de Atkinson

Donde P = Prdida de presin [Pa]K = Factor de friccin [Ns / m4]C = Permetro [metros]L = Longitud [m.]V = Velocidad [m / seg.]A = rea [m]

A partir de esta ley, se pueden calcular K y la cada de presin esttica. En adelante, se usar la letra P para el clculo de potencia y la cada de presin (prdida de presin) se pasar a llamar H. Conocidos el Caudal (Q) y la Cada de Presin (H) a cierta densidad del aire (W), se establece el punto operacional para el sistema.

SELECCIN DE VENTILADORESPara ventilar una mina se necesitan ciertas cantidades de flujo de aire, con una cada de presin determinada, a cierta densidad del aire. Conocidas la cada y el caudal de la mina (Punto de operacin del sistema), existen casi un nmero infinito de ventiladores en el mundo que satisfacen el punto operacional adecuado.Se deber especificar el punto de operacin (Q vs. H Sist.) Del ventilador requerido, a fin de que los proveedores coticen la unidad ventiladora con la potencia de motor elctrico correspondiente, que satisfaga dicho punto. La especificacin debe incluir adems, la altura geogrfica en donde se instalar dicho equipo.

PUNTO DE OPERACIN DEL SISTEMAExisten cientos de ventiladores que satisfacen cada Cada-Caudal caracterstica. Adems, cada ventilador puede variar su velocidad (RPM), las paletas o el dimetro. Todas estas caractersticas, esenciales para la seleccin del ventilador adecuado, pueden ser obtenidas de los fabricantes.Las curvas de funcionamiento vienen trazadas en funcin de las variables operacionales principales: Cadas de Presin (H), Caudal (Q), Potencia (P) y Eficiencia () a densidad de aire normal, que a nivel del mar es de [1.2 Kg. / m] (W)A una altura de 3.600 m.s.n.m. por ejemplo, la densidad del aire es de [0.866 Kg. / m], razn por la que la densidad debe corregirse por aqulla en donde se desempear la unidad. La forma habitual del trazado de curvas es graficar el Caudal versus las dems variables (cada esttica, cada total, potencia al freno, eficiencia esttica y eficiencia total).Normalmente, se logra una ventilacin efectiva cuando se emplean varios ventiladores principales, los que se ubican de preferencia en las galeras principales de ventilacin o en piques en la superficie y se distribuyen de manera que la carga o cada de presin del sistema est dividido en forma equitativa entre los ventiladores.

POTENCIA DEL MOTORLa potencia que se debe instalar, con un factor de servicio de al menos 1.15, es mayor que la Potencia a consumir Las consideraciones que deben hacerse para calcular la potencia del motor son:Q = Caudal de aire en m/seg.H = Depresin del circuito en Pa (presin esttica en Pascales)P = Potencia del motor en Kw. = Eficiencia del ventilador, la cual vara entre 70 a 85% (dependiendo de la fabricacin, tamao y punto de trabajo).AHP = Potencia necesaria para mover el caudal Q de aire en un circuito cuya depresin es H, en Kw.BHP = Potencia al freno del ventilador, en Kw.DE = Eficiencia de la transmisin, la cual vara entre 90% para transmisin por poleas y correas, y 100% para transmisin directa.ME = Eficiencia del motor, la cual vara entre 85% a 95%.Como la Potencia del motor es directamente proporcional a la cantidad de aire y a la prdida de presin del circuito se tendr que:1) AHP = Q x H / 10002) BHP = Q x H / 1000 x 3) P = Q x H / 1000 x x DE x ME

LEYES DEL VENTILADORSe considera N = la velocidad de rotacin del ventilador. La forma en que afecta al volumen de aire movido, a la presin capaz de producir y a la energa absorbida por el ventilador, constituyen las leyes de rendimiento bsico de cualquier ventilador.Estas relaciones son:Q NH NP NEstas leyes se aplican prescindiendo del sistema de unidades usadas, siempre que sean consistentes. Su importancia radica en que si la resistencia del sistema contra el cual est operando el ventilador no cambia, aunque aumentamos la velocidad del ventilador, por ejemplo al doble:Q1/Q2 = N1/N2 = > Q2 = 2 x Q1 (El Caudal aumenta al doble)H1/H2 = (N1/N2) = > H2 = 4 x H1 (La Presin aumenta 4 veces)P1/P2 = (N1/N2) = 1/8 > P2 = 8 x P1 (La Potencia aumenta 8 veces)

CIRCUITOS CERCANOSCuando la conexin entre las galeras se hace ms complicada, no pudiendo reconocer en el circuito conexiones en paralelo, serie o diagonal, se debe recurrir a otros mtodos de clculo ms complejos que, generalmente, requieren ayuda de instrumentos y/o computadores.

SOFTWARE DE EQUILIBRIO DE REDES DE VENTILACIONUna vez resuelto el caudal resultante, se puede realizar una simulacin de la malla definitiva del proyecto, imponiendo en la rama que representa la estocada en que se instalar el ventilador principal, el caudal de aire de diseo y la presin esttica del punto. El trazado estar compuesto adems por la va principal de aire fresco y la chimenea de extraccin general conectada con la superficie.Para imputar los datos de cada una de las ramas, se define una malla equivalente tomando como soporte por ejemplo, el dibujo en AutoCAD del circuito asociado al Proyecto. Se carga el software con la malla real del circuito, asignando las cotas y largos reales a cada tramo.Para la simulacin, se requieren los siguientes parmetros generales: Densidad del aire : 1,2 Kg./ m (sin factor de correccin) Eficiencia del Ventilador : 75% (por defecto) Coeficientes de friccin : KPara abordar las distintas situaciones a las que se ver enfrentada la explotacin del proyecto, se generan varios escenarios representativos. Cuando se desea evitar que el caudal de aire aumente en demasa en una direccin, se deber adecuar un regulador cuya dimensin variar de acuerdo a cada escenario.El escenario ms desfavorable o de mayor resistencia debe sensibilizarse con los valores del consumo de energa y de la construccin. Entre dos alternativas que presenten un gasto combinado energtico y de construccin similar, se preferir aqulla que acepte mayor caudal de aire, por si las condiciones de explotacin de otro sector as lo necesitan.De acuerdo al resultado de esta simulacin, que entrega como producto final el punto de operacin del sistema (ejemplo: Caudal Q = 1.600 m/min. y Cada de presin Ps = 127 mm. de columna de agua), se seleccionarn los ventiladores de la instalacin.

SISTEMA DE MONITOREO Dado que la instalacin de ventiladores de mediana capacidad, actuando como reforzadores para atender niveles de produccin, reduccin y hundimiento, es una opcin de alta probabilidad de implementacin futura, es necesario que, en la eventualidad de proponer la instalacin y operacin masiva de un alto nmero de tales ventiladores al interior de los sectores, se considere la implementacin de un Sistema de Monitoreo y Control Centralizado (del tipo Inteligente o Semi-inteligente) del estado y operacin de estos equipos.El mismo concepto es vlido para la eventualidad de que, al interior del proyecto se proponga instalar reguladores de flujos de aire, los cuales adems de poder ser operados en forma manual (control local), puedan tambin ser conectados a un sistema de monitoreo y control a distancia (actuacin de tipo tele comandado).