Ventilación

FUENTES DE CALOR EN LAS MINAS

1. Calor proveniente de la roca:

Debido a la gradiente geotérmica de la corteza terrestre.

Depende del tipo de roca, de la zona donde se encuentra ubicada la mina y de su profundidad.

La cantidad de calor transferida desde la roca al aire dependerá de:

• La diferencia de temperatura entre la roca y el aire circulante.

• El coeficiente de transferencia de calor de la roca, y

• El caudal de aire que circula a través de la mina.

2.- Autocompresión del aire:

La columna de aire en el pique ejerce una presión cuyo efecto es una reducción de volumen, y por lo tanto un incremento de temperatura. El incremento de temperatura por efecto de la autocompresión del aire es del orden de 1ºC por cada 100 m de profundidad.

Otras posibles fuentes de calor son:

• Calor generado por el personal, equipos y motores de combustión interna.

• Procesos exotérmicos (oxidación de minerales).

• Incendios.

Una persona desarrollando una actividad física moderada aspira 1.6 litros de aire que contiene 21% de oxígeno y 0.03% de CO2 por respiración y expira el mismo volumen de aire conteniendo 16% de oxígeno y 4% de CO2.

De acuerdo con lo establecido en el RSHM, las concentraciones mínima y máxima permisible para

estos dos gases es 19.5% para el oxígeno y 0.5% para el CO2.

Una persona desarrollando una actividad física intensa consume 3,960 cc/min O2 y expira 4,000 cc/min de CO2.

Por lo tanto, para dotarlo de la cantidad de oxígeno que requiere, habrá que abastecer un caudal de aire fresco de no menos de:

ATMÓSFERA DE MINA

Q = 3,960/(0.210-0.195) = 264,000 cc/min

o lo que es lo mismo: Q = 0.26 m3 / min

y para garantizar una adecuada dilución del CO2 :

Q = 4,000/(0.005-0.0003) = 851,064 cc/min

o lo que es lo mismo: Q = 0.86 m3 / min

Al exigir el RSHM un caudal mínimo de 3 m3/min por persona, se estará cubriendo ampliamente este requerimiento.

Requerimiento aire por persona, de acuerdo con el RSHM

De 0.00 msnm a 1500 msnm 3.0 m3/min.

De 1501 msnm a 3000 msnm 4.2 m3/min.

De 3001 msnm a 4000 msnm 5.1 m3/min.

A más de 4000 msnm 6.0 m3/min

PRINCIPALES CAUSAS DE CONSUMO DE OXIGENO

1.-Respiración del personal.

2.-Equipos de combustión interna

3.-Disparos e incendios (explosivos nitrosos, ANFO).

4.-Descomposición de sustancias o materias minerales

y/u orgánicas.

5.-Presencia de aguas estancadas.

6.-Operaciones básicas de la explotación.

7.-Empleo de lámparas de carburo(C2 H2 )

8.-Talleres de soldadura y otros (humos nitrosos).

La llama de una vela o de un fósforo se apaga cuando el contenido de oxígeno baja del 16%. El encendido del fósforo dentro de las labores mineras es un buen método para detectar la deficiencia del oxígeno, aunque esto no está permitido en las minas de carbón, debido al peligro de explosión por la presencia de metano.

MEDICION DE LA VELOCIDAD

Tubo de humo. Permite determinar en forma rápida la dirección y velocidad de flujos lentos de aire (V< 35 m/min).

Para determinar la velocidad del aire con el tubo de humo, se mide en una galería de sección uniforme una distancia menor o igual a 5 m.

Luego se suelta la nube de humo y se toma el tiempo que demora en recorrer la distancia conocida o establecida.. Como d = v * t v = d/t

Criterio de Medición:

a.- Medición central:

Conviene hacer varias mediciones para lograr una mayor exactitud, para luego calcular la velocidad promedio. - Vm = Σ Vi/n

Como la velocidad fue calculada en el centro de la labor y se sabe que la velocidad cerca de las paredes es más lenta, esnecesario hacer una corrección:

Vreal = 0.8 * Vm

b.- Cuadrantes:

Para lograr una mayor exactitud se recomienda dividir la sección de la labor en cuadrantes y obtener un promedio. Para cada cuadrante se descargan nubes en el centro y se toman varias mediciones.

Vm1, Vm2, Vm3, Vm4  Vm = Σ Vm/4

Luego: Vr = 0.9 * Vm

Se deben medir las áreas en los diferentes puntos y se calcula el caudal de la siguiente forma:

Q =Vr * Σ Ai

2.- Anemómetro de aletas

Es un pequeño aeromotor que posee una rueda alada de aluminio, cuyo número de revoluciones es proporcional a la velocidad del aire e impulsa un mecanismo indicador que posee una graduación que permite registrar el camino recorrido por el aire en un cierto tiempo de medición (mecánica o digitalmente)

Criterios de medición:

A) Método lectura central:

El anemómetro se ubica en el centro de la labor y se realiza unasola medición durante un minuto.

El resultado de la medida debe corregirse en un 20 % para obtener la lectura real.

Vel. Medida = Vm = D/T

Vel real = 0.8 * Vm (recomendable para labores de secciones transversales menores o iguales a 4 m2)

B) Método de lectura traversa :

Utilizado para labores mayores a 4 m2 y labores de corrientes principales de ventilación donde circula aire fresco.

B 1.- Traversa continua:

Consiste en planificar un recorrido por toda la sección. Este movimiento se hace lentamente y los cambios de posición, en forma perpendicular al flujo.

Se deberá tomar o controlar el tiempo de barrido, llegando hasta unos 10 cm de las cajas.

Vr = Vmedición * ( S - 0.4 )/S

Donde : S es la sección de la labor en m2

La fórmula indicada es para labores mayores a 2 m de altura, para lo cual se utiliza varilla de extensión y el operador deberá ubicarse al costado del instrumento y lo más escondido posible

Vr = Vmedición * 1.14

Esta fórmula es utilizada para labores menores a 2m de altura, debiendo ubicarse el operador frente a la corriente y con el anemómetro en la mano.

La ecuación general para determinar el caudal de aire en cualquiera de las dos situaciones será:

Q= S * Vr

B 2.- Traversa discontinua:

b.2.1 Método del reticulado: Se divide la sección en 8 @ 24 cuadrados y en cada uno de ellos se hace una medición central durante 1 min.

Vm = Σ Vmi/n ; Vr = (0,95)*Vm

b.2.2 Método Posicional : En cada punto de medida se mantiene el anemómetro durante un tiempo breve predeterminado (entre 10 y 12 s) y se hacen registros durante un tiempo máximo 2 minutos.

El anemómetro registrará la distancia total acumulada, por lo que:

Vm = distancia acumulada / tiempo acumulado y Vr = (0,95)*Vm

b.2.3 Método Cardinal

Vm = (Vm1 + Vm2 + Vm3

...