VENTILACION DE MINAS VENTILACIÓN MECÁNICA CIRCUITOS DE VENTILACIÓN Es la representación representación de cómo se encuentran interconectadas las labores horizontales, inclinadas y verticales de una mina. A) UNIÓN EN SERIE: Se caracteriza porque la corriente de aire se mueve sin ramificación, por lo que el caudal permanece constante, en este caso todas las galerías se conectan extremo a extremo. PROPIEDADES: 1. El caudal que pasa pasa por cada labor labor es el mismo. Qt = Q1 = Q2 =…… = Qn. 2. La caída caída de presión presión total total es igual igual a la suma de caídas caídas de de presión presión parcia parcial.l. Ht = H1 + H2 + …… + Hn.
UNIÓN EN PARALELO En la unión en paralelo, las labores se ramifican en un punto, en dos o varios circuitos que se unen en otro punto. CARACTERÍSTICAS: Es que las depresiones de los ramales que la componen son iguales, independientemente independientemente del largo, resistencia y cantidad de aire. H1 = H2 = H3 =………. = Hn.
El caudal total del sistema de galerías en paralelo, es igual a la suma de los caudales parciales. Qt = Q1 + Q2 + Q3 +….. + Qn.
UNIÓN EN DIAGONAL: Es una unión en paralelo de labores, en la que además, los ramales están unidos entre sí por un o varias labores complementarias, denominadas diagonales. USO DE VENTILADORES EN SERIE Y EN PARALELO VENTILADORES EN SERIE: En esta aplicación, teóricamente la curva de operación de dos ventiladores puestos en serie mantienen sus caudales y suman sus presiones. En la práctica las presiones no doblan sus valores en caso de unidades idénticas, ya que siempre hay pérdidas por turbulencias, por diferencia en el ángulo de calajes de sus paletas, entre otras causas. Como excepción a esta consideración, se tienen los ventiladores tubo – axial contra – rotatorios que obtienen una ganancia extra de presión por su especial modo de funcionamiento. CURVA CARACTERISTICA DE VENTILADORES EN SERIE Y PARALELO
Tipos de Instalación
Ventiladores en Serie:
QT Fan A
Fan B
Ventiladores de doble fase Este tipo de instalación permite aumentar la presión considerablemente. Son usados para trabajos largos Como regla general, los ventiladores turbo – axiales no diseñados para operar en contra – rotación y los vane – axiales con paletas guías deben ser separados por un ducto de un largo superior a 10 veces su diámetro, cuando se les instala en serie para incrementar sus respectivas eficiencias y obtener una curva final de operación lo más cercana posible a la teoría. El uso de ventiladores en serie es la aplicación más comúnmente utilizadas en sistemas de ventilación auxiliar, tanto en grupo de unidades como en unidades separadas a lo largo del tendido de ductería. Ventilador de 2 fases para ventilación auxiliar
Este ventilador de 480 V y 2 cuerpos (fases) puede ser utilizado para ventilar desarrollos largos. VENTILADORES EN PARALELO: Cuando se desea mayor caudal en una ventilación de desarrollo sin que se disponga de ventiladores con suficiente capacidad, es factible la instalación de 2 unidades de menor caudal en paralelo, consiguiéndose la suma de sus caudales. La curva final teórica de operación de dos ventiladores similares, operando en paralelo, se obtiene sumando sus caudales y manteniendo los valores de presión estática.
Esta curva en la práctica también es más baja por las mismas razones de pérdida de presión por turbulencias y diferencias en el ángulo de calaje entre ambas unidades y la calidad de su instalación. COMBINACIONES DE VENTILADORES. Cuando dos ventiladores se instalan en serie (uno detrás del otro) sus curvas características se combinan y forman una tercera, más alta en presión, manteniéndose constantes los volúmenes. Esto se realiza cuando el circuito es demasiado resistente para un solo ventilador. Cuando 2 ventiladores son colocados en paralelo sus curvas dan origen a una tercera, de la misma presión pero del doble de los caudales asociados. Este caso es menos común que el anterior pero se ocupa cuando se tienen 2 ventiladores, cuya suma de caudales satisface un requerimiento de volumen, imposible de alcanzar con sólo uno de ellos. Tipos de Instalación
Q
Ven tB
1
QT = Q1 +
S ≥ Fan D
Q2
Q 2
Ven tA
Puertas de Control
Este tipo de instalación permite aumentar el caudal sin afectar mucho la eficiencia. DESCRIPCIÓN DE DUCTOS MÁS UTILIZADOS: De la variedad de tipos de ductería existente en el mercado, aplicables a la ventilación subterránea, se destacan los siguientes: DUCTOS METÁLICOS: Fabricados con planchas de fierro entre 1 a 4 mm. de espesor, de construcción en espiral y largos variables de 3 a 10 mts., dependiendo de su diámetro. Son aptos para ser usados en sistemas de ventilación auxiliar aspirante, para el desarrollo de galerías de gran longitud, por sus ventajas de bajo coeficiente de roca, excelente hermetismo en uniones y bajo costo de mantenimiento. Las desventajas derivan de su peso y rigidez que dificultan y encarecen su instalación y retiro final de la labor. El costo adicional de transporte de los ductos de bajo peso, pero voluminosos encarece el costo unitario en un 30 a 40%. Para túneles se secciones superiores a los 4 x 4 mts., desarrollados desde la superficie y con una longitud mayor a los 800 mts., el ducto metálico supera en ventajas
prácticas a los flexibles, aún considerando su mayor costo inicial que se recupera con su eficiencia, menor potencia requerida y menor mantenimiento del tendido. Instalación de Ductos y Mangas
DUCTOS PLÁSTICOS FLEXIBLES, LISOS: Estos ductos son confeccionados en PVC con tejido sintético de alta resistencia, se proporcionan en tiras de largo y diámetro a pedido para su uso en sistemas impelentes de ventilación, provistos de anillos de acero o madera en sus extremos, para ser conectados entre sí, con o sin uso de collarines de unión. Su aplicación en sistemas impelentes para desarrollos horizontales a desplazado los tendidos de ductos metálicos por las ventajas derivadas de su menor peso y flexibilidad, lo que facilita su almacenamiento, transporte e instalación con un costo muy inferior al metálico. Sus diámetros estándar varían de 300 a 1 200 mm., y el largo de sus tiras desde 5 a 30 o más metros.
Problemas Comunes y Soluciones EN LA INSTALACIÓN DE DUCTOS DE VENTILACIÓN Estos problemas varían desde el diseño del sistema hasta la operación del mismo Los problemas más comunes son: Recirculación de Contaminantes Fugas de Aire Instalación Inadecuada del Sistema Recirculación de Contaminantes El problema se caracteriza por tres cambios en el sistema: cambio en la dirección de aire cambio de temperatura del aire, y cambio en la composición del aire, a veces detectado por un olor distinto (H2S y NOX) Un ventilador sobredimensionado o mal ubicado pueden contribuir a la recirculación del aire Solución: Cambie el ventilador por otro mas adecuado Principio Básico: QT ≥ 1.5 QF
Fugas de Aire Limpio Las fugas pueden ser identificadas por la escasez de aire en el frente de trabajo que no mejora con la capacidad del ventilador
Estas son resultados de una mala instalación de acoples, reductores y otros accesorios Estos problemas pueden ser resueltos utilizando reductores y acoples prefabricados y estableciendo un programa riguroso de mantenimiento de ductos
Instalación Inadecuada del Sistema Los efectos son identificados por fallas frecuentes del ventilador, rotura de álabes, y pérdidas elevadas de energía por fricción y choque. Solución: Los ductos deben ser alineados con el eje de la excavación y provistos de accesorios aero-dinámicos para cambios de dirección o velocidad Otro aspecto: es el de proveer a la galería con un nicho especial para la instalación del ventilador
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