Ventilacion

Profesor Juan Andrés Orellana M.

REFERENCIA HISTÓRICA VENTILACIÓN DE MINAS

”Los inicios de la Ventilación de Minas son difícil de precisar, lo que sí puede señalarse es que, antes del siglo XVI la mayoría de los requerimientos actuales de ventilación, tales como suministrar el oxígeno necesario para la respiración de las personas, diluir y extraer polvo y gases tóxicos, ya eran materia de estudios e implementación de soluciones acorde con la época“.

Ventilación de Minas en Nuestro País

En lo que respecta a Ventilación de Minas en nuestro país (CHILE), es de interés mencionar, en forma muy especial, la minería del carbón, teniéndose como clásico ejemplo: las minas Lota y Schwager (ambas submarinas), en las cuales forzosamente se utilizó desde sus inicios, hasta su cierre definitivo- la ventilación a la par con las operaciones extractivas, de modo tal de diluir y extraer el gas metano, los gases de las operaciones de tronadura, el polvo de carbón y tosca (material estéril anexo al carbón), y otros contaminantes ambientales.

En el caso de minería metálica, es de interés señalar que uno de los primeros controles de ventilación se realizó en el año 1943, en Mina El Teniente, en donde se aforó un caudal total mina igual a 26000 pie3/min.

Objetivo de la Ventilación de Minas

La Ventilación de Minas tenía como objetivo central el suministro de aire fresco para la respiración de las personas y dilución-extracción de polvo y gases producto de las operaciones subterráneas de tronadura, extracción, carguío y

transporte; en estos últimos treinta años, han aumentado fuertemente los requerimientos de aire con el objeto de poder diluir y arrastrar fuera de la mina las fuertes concentraciones de gases tóxicos emitidos por los equipos diesel -de alto tonelaje incorporados en forma masiva a las operaciones subterráneas involucradas en los diversos métodos de explotación utilizados.

El aumento de los caudales de aire requeridos para ventilar minas modernas en operación (altamente intensivas en equipos diesel), ha implicado el desarrollo de galerías de grandes secciones para conducir dicho aire ; además, el requerimiento de elevados caudales de aire, ha obligado la construcción de ventiladores de grandes dimensiones y elevada potencia eléctrica, capaces de mover dichos caudales.

En la mayoría de las operaciones subterráneas de nuestro país, se cuenta -a la fecha con sistemas de ventilación mecánica, es decir, ventilación por medio de ventiladores que inyectan o extraen aire hacia o desde el interior de las minas, respectivamente. Mínimos son los casos en que sólo se atiende las operaciones mineras mediante el uso de la ventilación natural, sobre la cual es posible consignar lo siguiente :

Ventilación de minas



El control de la atmósfera en una mina es el aspecto más vital de la operación ya que influye en la:



Salud de las personas  Productividad por condiciones atmosféricas mas confortables para el trabajo humano



La ventilación de minas es la herramienta más versátil de control atmosférico



Es la aplicación de los

principios de la mecánica de fluidos al flujo de aire en excavaciones subterráneas

Acondicionamiento total del aire en minas



Control de calidad  Control de gases  Control de polvo Control de cantidad  Ventilación  Ventilación a la frente o auxiliar Control de humedad y temperatura  Enfriar/ calentar aire  Humidificación/de humidificación





Principios de la ingeniería de control

1.

2.

3.

4.

5.

Prevención:  modificar operaciones o mejorar practica  Reducir formación de gases o polvo Remover o eliminar  Limpiar labores  Depuración del aire con colectores de polvo Suprimir o absorber (con agua)  Infusión con agua o vapor previo al arranque (polvo)  Apaciguamiento con rociado de agua o espuma  Tratamiento de polvo asentado con productos químicos delicuescentes Contener o aislar (encerrar la fuente)  Tronadura aislada o con personal afuera  Encerramiento de operaciones generadoras de polvo  Sistema de aireamiento local Diluir o reducir  Dilución local por ventilación auxiliar  Dilución por corriente de la ventilación principal Cualquier esfuerzo en controlar las materias particuladas antes que lleguen a ser suspensiones áreas es mas económico y simple tanto en superficie como en interior mina.

Composición del aire

COMPOSICION DEL AIRE SECO GAS Nitrógeno - N2 Oxígeno - O2 Anh. Carbónico - CO2 % en volumen 78,09 20,95 0,03 % en peso 75,53 23,14 0,046

Argón y otros

0,93

1,284

Respiración humana

INHALACION DE OXIGENO Y AIRE EN LA RESPIRACION HUMANA ACTIVIDAD REPOSO MODERADA MUY

VIGOROSA

Ritmo respiratorio por minuto,

12 - 1

30

40

Aire inhalado por respiración m3/seg. x 103,

5 - 13

46 - 59

98

Oxígeno consumido en m3/seg. x 10-6,

4,70

33,04

47,20

Cuociente respiratorio "CR",

0,75

0,90

1,00

CO2 CR  consumido O2

exhalado

Efectos de falta de Oxigeno

EFECTOS DE LA DEFICIENCIA DE OXIGENO. Contenido de Oxígeno 17 % 15 % 13 % 9 % 7 % 6 % Efectos

Respiración rápida y profunda. Equivale a 2.500 m.s.n.m. Vértigo, vahido, zumbido en oídos, aceleración latidos. Pérdida de conocimiento en exposición prolongada. Desmayo e inconsciencia. Peligro de muerte. Equivale a 8.800 m.s.n.m. Movimientos convulsivos, muerte.

Gas inodoro, sin color, sin sabor, no toxico, fundamental para la vida. -19% concentración mínima en el ambiente. -Norma en edificios= 10-30 cfm/hombre (0,56 m3/min/hombre)

-Norma minera : 3 m3/min por hombre

Concentración de Gases



Cada gas tóxico o explosivo (grisú) tiene una Concentración Ambiental Máxima Permitida (CAMP) a una exposición de 8 horas.

En Chile la legislación establece para los gases un Límite Permisible Ponderado (LPP) y un Límite Permisible Absoluto (LPA) LPP: Para exposición típica jornadas de 8 horas continuadas y 48 horas/semana

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