Uso de Aire Comprimido en Piques y Chimeneas

Universidad de la Serena Facultad de ingeniería Departamento de Minas

Uso de comprimido  piques chimeneas Jose Segundo Chebair Pastenes.  lumnos!

Diego "arra Mu#o$.  Juan Carvacho Pere$. %gnacio Ponce Mondragon. Cristian &idalgo Soto.

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aire en y 

Fecha

!

'()*+)'+*,.

Índice

Introducción: 2 Desarroo:

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!"u# es e aire$ Princi&ios de aire co'&ri'ido ( Co'&onentes )ásicos en siste'as de aire co'&ri'ido * Aire co'&ri'ido en 'iner+a ,0

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Concusión ,(Introducción

La a&icación de siste'as au-iiares &ara e desarroo de gaer+as .erticaes está i'itada en cuanto a su e'&eo &ara .entiar a gaer+a donde se inicia e desarroo de una c/i'enea o &iue1 de)ido a riesgo ue &resenta a instaación de 'angas &ara a .entiación1 a ue &or a ata &ro)a)iidad de ca+da de roca estas &ueden su3rir da4os1 os cuaes son de ata di5cutad de re&aración6 Dado o anterior en ree'&a7o de os ductos se utii7a aire co'&ri'ido1 e cua &or su ato costo1 en reación a a .entiación 'ecani7ada1 de)e i'itarse e-cusi.a'ente a aueas a&icaciones donde no es &osi)e utii7ar os siste'as au-iiares de .entiación1 se /a)a en concreto de desarroo 'anua de c/i'eneas o &iues incinados6 Por otra &arte e aire co'&ri'ido se re5ere a a tecnoog+a o a&icación t#cnica ue /ace uso de aire  ue /a sido so'etido a &resión &or 'edio de un co'&resor6 En a 'aor+a de a&icaciones1 e aire no sóo se co'&ri'e sino ue ta')i#n se des/u'idi5ca  se 5tra6 E uso de aire co'&ri'ido es 'u co'8n en a 'iner+a  su uso tiene a .enta9a so)re os siste'as /idráuicos de ser 'ás rá&ido1 aunue es 'enos &reciso en e &osiciona'iento de os 'ecanis'os  no &er'ite generar 'ediante su uso 3uer7as grandes6 Se &rocederá &or tanto a de5nir conce&tos &rinci&aes a 'o'ento de a .entiación 'ediante e aire co'&ri'ido  &rinci&ios )ásicos ue a rigen1 se anai7aran as situaciones 'ás con.enientes &ara su uso  as i'itantes ue &ueden &er9udicar su a&icación1 ade'ás de otros 3actores i'&ortantes re3erentes a a i'&e'entación de esta en c/i'eneas o &iues incinados6

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1.- ¿Qué es el aire? Se de5ne co'o una sustancia gaseosa1 trans&arente1 inodora e ins+&ida ue en.ue.e a Tierra  3or'a a at'ós3era está constituida &rinci&a'ente &or o-+geno  nitrógeno1  &or cantidades .aria)es de argón1 .a&or de agua  an/+drido car)ónico6

 Ta)a ,: Constituentes generaes de aire  sus concentraciones a&ro-i'adas en &orcenta9e de .ou'en6

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2.- Principios básicos del aire comprimido 2.1 Presión de un gas. Se de5ne co'o e cociente entre a 3uer7a nor'a  a su&er5cie so)re a ue incide1 sus unidades de 'edida genera'ente son en &ascaes6

I'agen 2: ;e&resentación de a &resión6

2.2 Unidades de medida.  Newton

La unidad &asca es unidad de 3uer7a &or área <

m

2

¿

  sin e')argo

e-isten otras unidades ue a de5nen  se utii7an en otras atitudes6

 Ta)a 2: =nidades ue de5nen a &resión de aire6

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2. Presión atmos!érica En genera a &resión at'os3#rica es 'u i'&ortante cuando de aire co'&ri'ido en 'iner+a se trata1  es ue de ea de&enden os rendi'ientos )a9o os cuaes e eui&o tra)a9e a generaro1 &or eo e-isten una serie de 3actores ue 'odi5can as &ro&iedades de esta1 a cua de&enderá de a ocai7ación1 a te'&eratura a')ienta  as condiciones ci'áticas1 de 'o'ento1 ca)e destacar ue a &resión at'os3#rica dis'inue &ro&orciona'ente con a atura6

I'agen %: Ca')io de a &resión en 3unción de a atura so)re e ni.e de 'ar6

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2." Que sucede cuando se comprime un gas A con5nar un gas en un reci&iente1 e c/oue de as 'o#cuas entre s+  con as &aredes de reci&iente es o ue origina a &resión6 A co'&ri'ir e gas &auatina'ente se au'entará e c/oue de as &art+cuas1 &or tener 'enos área de acción1 au'entando &or ende a &resión6 ;igi#ndonos &or as ees 3unda'entaes de a ter'odiná'ica1 ese au'ento de &resión  c/oue de &art+cuas1 trae consigo un au'ento de a te'&eratura  una reducción de .ou'en origina ue ocu&a e aire en a at'ós3era6

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.- #omponentes básicos en los sistemas de aire comprimido

Los co'&onentes )ásicos de siste'a de aire co'&ri'ido se reacionan con e co'&resor1 ue act8a co'o ee'ento rece&tor o trans3or'ador1 otorgando as condiciones necesarias a aire co'&ri'ido @&resión  cauda 'ediante a trans3or'ación en energ+a &otencia de a energ+a cin#tica de ue es su'inistrado con e siste'a de distri)ución @tu)er+as1 +neas o conductos de distri)ución1 ue están a cargo de trans&orte de aire co'&ri'ido a tanue de a'acena'iento  a os &untos de a&icación  VENTILACION DE MINAS

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con os actuadores  /erra'ientas neu'áticas1 ue deter'inan e consu'o de siste'a6

I'agen,: Esue'a genera de generación de aire co'&ri'ido6

#ompresores seg$n su mo%ilidad& A Co'&resores Estacionarios: Su uso 3recuente es cuando as instaaciones están destinadas a ser.ir &or 'uc/os a4os6 Las 3unciones de)en /a)erse cacuado  es&eci5cado cuidadosa'ente1 a sea contra .i)raciones u otras soicitaciones a as ue &udiesen ser e-&uestas6 B Co'&resores &ortáties: Este ti&o de co'&resores tienen a caracter+stica de tener una gran 'o.iidad de)ido a ue todo e con9unto @ 'otor co'&resor .a 'ontado so)re un 'is'o c/as+s con VENTILACION DE MINAS

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ruedas1 estos co'&resores se caracteri7an &or tra)a9ar a .eocidades ue .an de os ,00 a %00 ;6PM6 C Co'&resores Se'i&ortaties: Co'o su no')re o indica tiene una &osición inter'edia con res&ecto a os a 'encionados1 su ca'&o de a&icación es ta')i#n di3+ci de esta)ecer en 3or'a categórica1 sin e')argo1 de)ido a a gran ga'a de &osi)iidades ue se &uede encontrar en a 'ina1 no se descarta6 Su instaación &uede ser directa'ente so)re un sueo arregado  /aci#ndoo descansar so)re istones de 'adera1 e con9unto co'&resorunidad 'otri7 @di#se o e#ctrica está 'ontado so)re un )astidor 'etáico1 su ca&acidad &uede estar en ?>0 &ieFG'in6 A >> ;6P6M6

'ransmisión de aire comprimido& Ca4er+as  'ateria de 3a)ricación: La trans'isión de aire co'&ri'ido se reai7a &or 'edio de conductos o ca4er+as6 E 'ateria de 3a)ricación de as ca4er+as &ara trans'isión de aire es e acero6 Sin e')argo /o en d+a se están utii7ando con #-ito en tra)a9os &ro.isorios o te'&oraes a ca4er+a de &ástico6 Ade'ás agunas co'&a4+as euro&eas  a'ericanas /an desarroado un ti&o de ca4er+as 'etáicas )astante 'ás i.ianas ue a de acero co'8n  corriente en )ase de au'inio6 La di3erencia 'ás nota)e en os ti&os de ca4er+a radica &rinci&a'ente en e aco&a'iento de as uniones6 ;es&ecto a as 3ugas de aire1 a unión ue da 'e9ores resutados ue se a&ica 'uc/o en a actuaidad en as trans'isiones &rinci&aes  &er'anentes1 es a unión sodada e#ctrica'ente1 a 8nica des.enta9a o &ro)e'a ue e-iste es a inco'odidad ue &ro.oca a 'o'ento de sodar dentro de a 'ina6

(antención de la red de ca)er*as + control de las !ugas de aire La 'antención de a ca4er+a de aire co'&ri'ido de)e reai7arse &eriódica'ente &ara 'antener as 3ugas de aire reducidas a '+ni'o6 No es &osi)e egar a tener una red i)re en un ,00H de esca&es de)ido a ti&o de VENTILACION DE MINAS

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tra)a9os  condiciones a ue está so'etida a instaación6 Esto uiere decir ue sie'&re /a)rá &#rdidas o esca&es ue son di3+cies de detectar6 La i'&ortancia econó'ica de as 5traciones &esa )astante so)re todo si os esca&es son cuantiosos6 La utii7ación de aire co'&ri'ido es su'a'ente caro6 itraciones en a red1 &or &eue4as ue sean  'ás si son nu'erosas1 &ueden acan7ar en ciertos casos .aores i'&ortantes co'o &or e9e'&o un esca&e de aire &or ori5cio de &ugada es eui.aente a consu'o de aire de una &er3oradora de ta'a4o reguar @2>2 Jgs6 Agunas de as causas co'unes &ara e esca&e de gases son: , En as uniones de as co&as atorniadas @ a 'ás co'8n  'ás i'&ortante 2 En .á.uas 'a instaadas con e'&auetadura de5ciente % En uniones so'etidas a .i)raciones1 'o.i'iento1 etc6 @ ca4er+as con 3ata de a&oo

".-,ire comprimido en miner*a

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=n i'&ortante reueri'iento en a 'iner+a es de5niti.a'ente e su'inistro con5a)e de aire co'&ri'ido1 entendido co'o a dis&oni)iidad &er'anente de aire a a &resión adecuada1 en a cantidad reuerida  con a caidad a&ro&iada6 E aire co'&ri'ido es .ita &ara as o&eraciones 'ineras1 a sea co'o 3uente de energ+a1 co'o 'edio de trans&orte de +uidos  sóidos1 co'o insu'o &ara un &roceso o co'o 'edio de trans'isión de se4aes &ara instru'entación  contro6 Muc/as de as o&eraciones cr+ticas de una 3aena 'inera están indisou)e'ente igadas a su'inistro adecuado de aire co'&ri'ido6 Kenera'ente se tiende a tratar e te'a de a con5a)iidad de su'inistro de aire 'ediante a adición de ca&acidad de generación se agregan co'&resores  eui&os de trata'iento1 en a 'edida en ue se /aga necesario de acuerdo con e co'&orta'iento o)ser.ado en a &anta6 Esto crea a noción de ue un siste'a con5a)e es si'&e'ente un siste'a so)redi'ensionado en su ca&acidad de generación1 ue cuente con co'&resores de res&ado6 Lo anterior es cierto en &arte un siste'a so)redi'ensionado tendrá e.entua'ente a ca&acidad su5ciente &ara cu)rir a de'anda tota de siste'a6 Sin e')argo1 dis&oner de una gran &anta de co'&resores no es su5ciente: es &reciso ta')i#n contar con e siste'a de reguación  a ca&acidad de a'acena'iento adecuados &ara ue os eui&os entren en carga  sagan de carga cuando e consu'o de siste'a o reuiera1  no ante se4aes de &resión ue &ueden generarse a interior 'is'o de a tu)er+a de conducción de aire co'&ri'ido1 &roducto de a'acena'iento insu5ciente o consu'os de grandes .o8'enes6 Otro 3actor ue se de)e tener en cuenta &ara garanti7ar e su'inistro de aire es a entrada de os co'&resores de res&ado6 Estos de)en ser integrados a siste'a de contro auto'ático &ara &oder ser &uestos en 'arc/a sin a inter.ención de o&erario1 ante una e.entua 3aa de uno de os co'&resores &rinci&aes @esto garanti7a ue se &ondrán en 'arc/a de in'ediato cuando se reuieran6 Es i'&ortante tener en cuenta e tie'&o ue tarda un co'&resor de res&ado desde e 'o'ento en ue reci)e a se4a de &artida /asta ue entra en condición de carga6 E aire acu'uado en e siste'a de)e su&ir os reueri'ientos de consu'o durante este a&so1 de o contrario a &resión de siste'a caerá1 con o cua se a3ecta a e5ciencia de secado  5tración  se &ueden .er co'&ro'etidos os &rocesos &roducti.os6 Se tiene1 &ues1 un siste'a so)redi'ensionado con ca&acidad de res&ado1 VENTILACION DE MINAS

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con siste'a de reguación auto'ática @con acti.ación in'ediata de os eui&os de res&ado  con a ca&acidad de a'acena'iento adecuada1 a cua &uede ser co'&e'entada con a instaación de dis&ositi.os de e-&ansión de aire1 os cuaes o&ti'i7an e .ou'en de aire acu'uado en os estanues6 Lo anterior1 nue.a'ente1 es un reuisito1 &ero no es su5ciente &ara o&ti'i7ar a con5a)iidad de su'inistro6 Es &reciso conocer a a&icación  nor'ar e consu'o .

".1 Uso del aire comprimido en miner*a

=tii7ado &rinci&a'ente en a .entiación de c/i'eneas  &iues .erticaes1 una a&icación &ráctica cuando #stos se desarroan en 3or'a descendente  a 'arina se e-trae &or 'edio de )ades6 En estos casos1 e uso de un tendido de 'angas ue /aga egar aire 3resco a 3ondo de &iue en a.ance es i'&rescindi)e &ara re3rescar e a')iente6 La a&icación de siste'as au-iiares &ara desarroar gaer+as .erticaes está i'itada a su e'&eo &ara .entiar a gaer+a donde se inicia e desarroo de a c/i'enea o &iue1 dado ue a destrucción de os tendidos de ductos dentro de a a)or .ertica &or a ca+da de a roca en os dis&aros es ine.ita)e @en su ree'&a7o se utii7a e aire co'&ri'ido6 E o)9eti.o de a .entiación au-iiar es 'antener as gaer+as en desarroo1 con un a')iente adecuado &ara e )uen dese'&a4o de /o')res  'auinarias1 esto es con un ni.e de conta'inación a')ienta )a9o as concentraciones 'á-i'as &er'itidas1  con una ai'entación de aire 3resco su5ciente &ara cu)rir os reueri'ientos de as 'auinarias utii7adas en e desarroo  &re&aración de nue.as a)ores6

E e'&eo de so&adores de aire co'&ri'ido &ara .entiar os desarroos /ori7ontaes se de)e restringir a aueas gaer+as de &eue4a sección ue1 &or a 3ata de es&acio 3+sico1 no /acen &osi)e os tendidos de 'angas de .entiación  &ara aceerar a saida de os gases en os siste'as as&irantes1 instaando os so&adores en e e-tre'o de a ca4er+a de aire co'&ri'ido cercana a as 3rentes @7ona 'uerta6 Esto1 sie'&re ue no sea &osi)e e uso de .entiadores e#ctricos &ortáties con 'anga isa ue i'&use aire a a 3rente en a.ance6 VENTILACION DE MINAS

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 Ta')i#n ca)e destacar as nor'ati.as ante e uso de aire co'&ri'ido se4aadas en e ;ega'ento de Seguridad Minera1 as cuaes nos dicen ue as redes de aire co'&ri'ido de)erán ir enterradas o su9etas a as ca9as de a gaer+a de ta 3or'a ue i'&ida su des&a7a'iento en caso ue se sueten de sus uniones1  os aco&a'ientos de 'angueras de aire co'&ri'ido cuo diá'etro sea igua o su&erior a cincuenta @>0 'i+'etros1 de)en ser su9etos con a)ra7aderas  con cadenia o asegurados de cuauiera otra 3or'a &ara e.itar ue a7ote1 a +nea de aire co'&ri'ido1 a ro'&erse o desaco&arse6

Esta dis&osición se a&icará ta')i#n a 'angueras de diá'etro 'enor de cincuenta @>0 'i+'etros1 si estu.iesen so'etidas a &resiones su&eriores a siete @* at'ós3eras  a os ee.adores de &resión @Booster6

".2 #' 1. In!ormación /eneral !Cuá es e costo de Aire Co'&ri'ido$ Para agunas instaaciones1 a generación de aire co'&ri'ido &uede ser res&onsa)e de %0H o 'ás de a eectricidad consu'ida6 Agunas e'&resas utii7an un .aor de ,%0 centa.os de dóar &or cada ,6000 &ies c8)icos de aire6 E rendi'iento tota de un siste'a de aire co'&ri'ido &uede ser tan )a9o co'o ,0H ,>H6 Por e9e'&o1 &ara o&erar un , /& 'otor de aire a ,00 i)ras &or &si1 a&ro-i'ada'ente 6* /& de &otencia e#ctrica se su'inistra a a de co'&resor de aire6

2. #osto de ,ire #omprimido Para cacuar e costo de aire co'&ri'ido en sus instaaciones se utii7a a siguiente 3ór'ua:

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Dónde:  )/&: Ca)aos de 3uer7a de 'otor a &ena carga6  06*(?: Con.ersión entre /&  J6  Porcenta9e de Tie'&o: &orcenta9e de tie'&o o&erando a este ni.e6  Porcenta9e a Pena Carga )/&: )/& co'o &orcenta9e de carga co'&eta a este ni.e o&erati.o6  E5ciencia de Motor: E5ciencia de 'otor a este ni.e o&erati.o6

. 0emplo =na &anta t+&ica tiene un co'&resor de 200 /& @ue reuiere 2,> )/& ue o&era ?00 /oras anuaes6 Está a &ena carga >H de tie'&o @e5ciencia de 'otor  06>  descarga e resto de tie'&o @2>H a &ena carga )/&  e 'otor de e5ciencia  0606 La tari3a e#ctrica tota es de =S 060>GJ/6 Costo cuando está co'&eta'ente cargado:

Costo cuando está descargado:

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#onclusión

e'os .isto en e &resente in3or'e ue a utii7ación de aire co'&ri'ido tiene sus .enta9as  des.enta9as1 &or o tanto1 e )uen conoci'iento  a correcta to'a de decisiones &or &arte de &ersona a cargo en e uso de este ti&o de .entiación es de .ita i'&ortancia &ara 'antener a '+ni'o e ato costo ue con e.a a utii7ación de aire co'&ri'ido en a .entiación de 'inas6 Co'o se di9o anterior'ente e aire co'&ri'ido se utii7a en e desarroo de c/i'eneas  &iues en diagonaes1 &ero ta')i#n1 de)ido a a in5nidad de .aria)es ue act8an en una 'ina1 a sea &or di'ensiones1 dise4o u otros1 &uede utii7arse ta')i#n en donde no es renta)e &oner e ti&o de .entiación tradiciona @ áreas &eue4as 6  Ta')i#n es i'&ortante tener &resente  reai7ar controes &eriódicos en as ca4er+as de .entiación1 &ara as+ e.itar a 'á-i'o as &#rdidas durante e traecto de aire co'&ri'ido1 a ue os gastos inducidos &or &erdidas &ueden egar a ser de'asiado atas  a8n 'ás i'&ortante1 &uede co'&ro'eter a saud de &ersona a no estar .entiando de 'anera correcta e &o.o1 gases1 conta'inantes1 etc6 en as a)ores donde se está tra)a9ando6

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