Ventilación de minas subterráneas y túneles
Ing. Pablo Jiménez Ascanio - Postgrado en Ventilación Minera de la UNI.
EN el libro Ventilación de minas subterráneas, en su tercera edición, exponemos conocimientos, leyes, parámetros, prácticas y costos para el establecimiento de efectivos circuitos de ventilación en una mina y mostramos circuitos de ventilación en minas peruanas con sus respectivos diagramas como modelos básicos para ser aplicados, así como los errores hallados en la instalación de ventiladores principales que deben evitarse.
En él, se muestran la evaluación de la cantidad de aire que circula en una mina con su respectivo balance, el mapeo de resistencia de las galerías al paso del flujo de aire, diagramas de flujos de aire en mina, casos de cálculos de redes de ventilación minera, la selección, elección y especificación del ventilador adecuado a un circuito de galerías ya construidas en una mina y la determinación de la eficiencia del ventilador en funcionamiento.
Asimismo, menciona la importancia de saber elegir el factor de fricción o cómo diseñar un circuito de ventilación auxiliar para acelerar el avance de un túnel, o la determinación del costo operacional anual de un motor ventilador, el raicé borings y la velocidad de aire a que debe viajar dentro de este para bajar el costo de energía consumida y los medios de reducir o controlar el costo de operación de la ventilación principal.
Y dentro de toda esta gama de conocimientos hacemos conocer algo que es necesario precisar cómo son las efectivas velocidades de aire en mina para chequear o tener un buen establecimiento de flujos dentro de la mina a un costo de operación aceptable.
Efectivas velocidades de aire en las galerías
Entre los factores de la ventilación minera efectiva tenemos: el volumen del aire, el área o sección del conducto y su perímetro, la velocidad del aire, la presión del flujo, el sentido del flujo y su encausamiento, la distribución del volumen de aire, el balance de la distribución, la densidad del aire, la resistencia de un tramo de galería o de toda la mina, el factor de fricción y, por último, los planos de ventilación que indican el más reciente levantamiento de ventilación de la mina.
De estos, es el área de las galerías de mina, su conservacion y las velocidades de aire que atraviesan la mina, los factores que tienen la mayor importancia en la ventilación. Luego de haber realizado estudios en 18 minas peruanas, hemos determinado que para decir que una mina tiene buena ventilación esta debe tener efectivas velocidades de aire y de este tema, es lo que trataremos a continuación, muy aparte de muchos otro temas prácticos e interesantes que se tratan en el libro.
Efectivas velocidades de aire
Con efectivas velocidades de aire en las galerías, lugares de trabajo, en los tajos, chimeneas, raicé borings, galerías de transporte de mineral y túneles aceleramos las diarias actividades de los trabajadores y de las operaciones de trasporte en mina, así como también la dilución y traslado de los contaminantes que hubieran dentro de esta y evitamos especialmente que los operadores estén pensando en retirarse de la mina por ser de un ambiente inadecuado.
Con efectivos volúmenes y efectivas velocidades de aire satisfacemos rápidamente las necesidades de oxígeno para los trabajadores, para los motores en funcionamiento y para la dilución de los contaminantes, polvos, gases, carbón y condiciones termo ambientales y, al mismo tiempo, prevenimos las enfermedades ocupacionales en un año de operación. Del mismo modo, se logran retirar los contaminantes ambientales en el menor tiempo posible para tener claridad y visibilidad que permita transitar a los trabajadores y viajar a los equipos de transporte a mayor velocidad y hacer más viajes de extracción de mineral.
Por ejemplo, si un pie cúbico de aire viaja a 20 ft/m, atravesando 300 pies de longitud y emplea 15 minutos en recorrerlo, es lento, mientras que si ese mismo pie cúbico viaja a 60ft/m lo hace en 5 minutos y si este mismo aire viaja velozmente a 82ft/m los recorre en 3.67 minutos y si recorre más velozmente a 110ft/m los 300 pies los recorre en 2.73 minutos.
Lo anterior nos dice que a mayor velocidad de aire, la mina tendrá un mayor número de cambios total de aire en las ocho horas que duran las operaciones de extracción de mineral. Y esto es lo que persigue una efectiva ventilación de mina: con efectivas velocidades sin haber raspado las paredes de las galerías o tajos y haber dado más bien, mayor claridad, visibilidad y transporte de mineral y de contaminantes.
Bajo este criterio, una mina subterránea de minería clásica debe tener una efectiva velocidad de más de 82ft/m y una mina que es explotada por trakelss debe tener una efectiva velocidad de más 110ft/m. porque ambas, las más de las veces, crecen en longitud y en profundización en pocos meses.
Esto indica que toda mina que se jacta de tener buena ventilación debe mantener una efectiva velocidad de aire mucho mayor que la mínima velocidad establecida por ciertos reglamentos, aún en los lugares más alejados de los últimos niveles de la mina, de manera que se logra así mayor extracción de mineral por guardia y, consecuentemente, un menor número de enfermos profesionales en el año.
Y siendo la velocidad una variable que depende del volumen de aire que viaja por la sección de la galería o conducto ya construido y por la que viajan también el personal, los equipos y el flujo, con la mínima velocidad de aire mencionada y con sinuosidades en las galerías y cortes irregulares en el avance de las galerías, esta velocidad disminuye por los choques, y su energía y velocidad decaen prontamente a más profundización y la ventilación ya no es buena en los lugares de trabajo.
Es cierto que a altas velocidades se arrastran contaminantes y se consume mayor energía, pero es también cierto que hay velocidades económicas para las diferentes secciones de galerías y chimeneas o rampas de mina, que no raspan las paredes y que es necesario precisar basado en las experiencias halladas. Así:
* La efectiva velocidad para trasladar rápidamente los contaminantes es de 82ft/m a 110 ft/m y las mejores velocidades son 180, 220, 350, 400 ft/m según sea clásica o trakelss y la máxima debe ser 700ft/m, valores experimentados que no trasladan polvos o particulado grueso, pues a altas velocidades se raspa las paredes de las galerías o conductos y ya no se puede caminar y el particulado penetra por la nariz y boca y no se puede abrir los ojos.
* En galerías de ingreso de aire las velocidades pueden ser de 300 a 400Ft/m.
* En chimeneas las velocidades de 82ft/m a más son buenas.
* En rampas de salida de volquetes la velocidad debe ser de 350ft/m a 400ft/m.
* En galerías de salida de aire usado, con gases, polvos o particulado de carbón y donde no ingresa personal, las velocidades deben ser de 1,
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