CONTROL DE SISTEMAS DE VENTILACION ,VENTILADORES PRINCIPALES, VENTILADORES AUXILIARES ,IMPULSORES DE AIRE COMPRIMIDO ,REGULADORES

ING. DANIEL ALEJANDRO ALVA HUAMN

VENTILADORES DE MINAS

Los ventiladores se utilizan para producir corrientes de aire que se manipulan para neutralizar y eliminar la presencia de calor, polvo, humo, gases, condensaciones, olores, etc., tambin se los ocupa en secadores, torres de enfriamiento, ayuda a la combustin en hornos, transportacin, o ventilacin en los lugares de trabajo, que puedan resultar nocivos para la salud de los trabajadores. Muchas de estas partculas disueltas en la atmsfera no pueden ser evacuadas al exterior porque pueden daar el medio ambiente. INTRODUCCIN

El sistema de ventilacin proyectado requiere de un control acucioso para que su efectividad sea ptima, para lograr tal propsito se realizan Aforos y mediciones de temperatura para determinar los flujos de aire que ingresan y que salen por diferentes laboreos. Para su efecto se crean estaciones de aforo estables en varias secciones de la mina por donde circula el aire para su utilizacin en la medicin de la velocidad del aire en la galera.

Ese trabajo debe estar regularmente realizndose ya que nuevos desarrollos y preparaciones, alteran de cierta manera el equilibrio de las redes de ventilacin en particular cuando ocurre una nueva abertura a superficie como en el caso de las chimeneas de extraccin o inyeccin proyectadas. De modo que la mina al adquirir una nueva dimensin tanto en su extensin como en profundidad, requiere de un nuevo conocimiento en materias de las cantidades de aire que se manejan a esa fecha. CONTROL DEL SISTEMA DE VENTILACIN

El sistema de ventilacin propuesto es del tipo aspirante con circuitos de ventilacin separados para cada casern en explotacin. Cada uno de estos estar dotado con una chimenea de extraccin propia y un ventilador extractor situado sobre la chimenea en superficie. En total las chimeneas de extraccin son 5 unidades, todas de 2,4 m de dimetro y sus correspondientes ventiladores de diferentes capacidades.

El aire de reposicin ser suministrado desde superficie por dos vas distintas y separadas, la primera correspondiente al portal del tnel rampa de acceso y la otra por la construccin de chimenea Raise Borer de 3.1 m de dimetro.

En los planos del proyecto y en los planos de ventilacin entregados en anexos se muestran estas disposiciones destacndose las elevaciones entre superficie y el cuerpo mineralizado con la ubicacin de toda la infraestructura principal de ventilacin principal.DISEO DEL SISTEMA DE VENTILACIN

VentiladoresFunciona como una bomba de aire, creando diferencias de presin

CompresoresFuncionan como ventiladores de alta presin (6.9 kPa)Inyectores (jet fans)Utilizan la energa cintica del aire comprimido para ingresar el aireDireccionan un chorro de aire comprimido hacia una entrada ciegaTipos de equipos de ventilacin

Que son y para qu sirven?Los ventiladores son los responsables del movimiento del aire, tanto en la ventilacin principal como en la secundaria. Generalmente los ventiladores principales se colocan en el exterior de la mina, en la superficie.Un ventilador es un conjunto de motor y labes que tiene como funcin principal desplazar un gas (normalmente aire) de un lugar a otro.

CONDICIONES PARA INSTALAR UN VENTILADORSer instaladas en casetas incombustibles y protegidas contra derrumbes, golpes, explotacin y agentes extraos.Tener por lo menos dos (2) fuentes independientes de energa elctrica que, en lo posible, debern llegar por vas diferentes.Estar provistos de dispositivos automticos de alarma para el caso de disminucin de velocidad o paradasContar con otras precauciones aconsejables segn las condiciones locales para protegerlasVENTILADORES

Las partes principales que componen un ventilador y que afectan sus propiedades aerodinmicas son:

HELICE: El ngulo de las hlices es la parte mas importante en el diseo

IMPULSOR :que es la parte del ventilador que al rotar imparte energa cintica al aire. (este es el dimetro del ventilador)

CARCAZA :que es estacionaria y que gua el aire hacia y desde el impulsor transformando energa cintica a esttica.

PARTES IMPORTANTES DE UN VENTILADOR

El concepto de ventilacin principal es proporcionar el diseo de seccin econmica de labores, adecuada a altos volmenes de aire que deben ser conducidos desde y hacia superficie al sector en explotacin.La distribucin de caudales de aire, depende de las elevaciones de cada nivel incorporado a la explotacin y al grado de contaminacin esperado en cada faena operacional. La suma de los volmenes de aire requeridos bajo rgimen de mxima produccin del sector, ms un porcentaje esperado de prdidas por filtraciones, definen la capacidad del ventilador. El flujo de aire, tiene asociado una fuerte cada de presin dependiente de la longitud, forma y caractersticas de rugosidad de las caras de la galera de ventilacin, condicin que determina la presin esttica diferencial, valor que define la potencia del ventilador. VENTILACIN PRINCIPAL

Generalmente los ventiladores principales se colocan en el exterior de la mina, en la superficie.ClasificacinSe pueden clasificar segn su tipo y su funcin.Segn su tipo:Radiales o Centrfugos: Axiales: Segn su uso:Ventiladores principales o de superficieVentiladores reforzadoresVENTILADORES PRINCIPALES

Ventiladores centrfugos radiales.Este tipo de ventilador pueden ser de baja, media, y de alta presin; la embocadura de entrada es una tobera de perfil aerodinmico con lo cual se puede reducir las prdidas. Se llama ventiladores centrfugos a las mquinas para el mezclado de gases puros con materiales slidos menudos que poseen un grado de elevacin de la presin no mayor de 1.15 Pascales. Con la densidad de 1.2 Kg/ . El ndice caractersticos de los ventiladores centrfugos es la elevacin de presin a cuenta del trabajo de, la fuerza centrifuga que se desplazo en la rueda de trabajo hacia la peri ferie. Los ventiladores de flujo radial se usan en las tres clasificaciones de ventiladores para mina; segn sea la configuracin de las aspas, en relacin con la direccin de rotacin, se tiene:Ventilador de aspas inclinadas hacia adelante.Ventilador de aspas radial.Ventilador de aspas inclinadas hacia atrs.

SEGN SU TIPO:

a) Ventiladores Centrfugos con palas hacia delanteLas palas son pequeas y curvadas en la direccin de rotacin. Son ventiladores de baja velocidad para el volumen de aire que maneja. Aplicacin. Normalmente para bajas presiones, ventilacin y aire acondicionado en unidades centrales y de paquete. b) Palas radiales.- Las palas estn perpendiculares a la direccin de rotacin, pueden o no tener cubiertas laterales. Son ventiladores de velocidad media para los volmenes de aire que maneja. Aplicacin. Las palas radiales se disearon para el manejo de materiales, son robustas y fciles de reparar en el campo. Se utilizan en aplicaciones industriales que demanda alta presin.

C) Ventiladores Centrfugos con palas hacia atrsLos ventiladores de aspas inclinadas hacia atrs son bsicamente ms eficientes que los otros tipos y el desarrollo de aspas con una seccin de superficie de sustentacin ha incrementado an ms su eficiencia acercndose a valores de 90%; con esta caracterstica este ventilador ha resultado ser un serio rival para los ventiladores axiales.Aplicacin. En sistemas de aire, ventilacin y calefaccin, tambin es utilizado en muchas aplicaciones industriales donde uno de diseo aerodinmico puede estar sujeto a erosin por bajas cargas contaminantes. d) Palas aerodinmicas.- Aunque no es un tipo bsico, corresponde a una variacin significativa del diseo de paletas inclinadas hacia atrs Desarrolla las mejores eficiencias y opera a velocidades un poco mayores que el diseo anterior. Aplicacin. Normalmente utilizado en sistemas grandes de aire acondicionado y ventilacin. Aplicaciones industriales donde se manejan atmsferas limpias. En construcciones especiales pueden manejar gases erosivos.

e) Punta radial. Se obtiene buen rendimiento en aplicaciones con transportacin neumtica (el aire puede estar limpio, polvoso, con astillas de madera.), extraccin de gases. Su principal caracterstica es obtener altas presiones, altas velocidades y capacidades ms o menos bajas y las aspas tienden a realizar auto limpieza. Aplicacin. Este diseo se adapta a situaciones sucias y corrosivas. Es ms eficiente que el ventilador de palas radiales.

Ventiladores Helicoidales / AxialesSe le llama ventilador axial a todo ventilador en que el flujo de aire pasa en direccin paralela a su eje.Los ventiladores axiales pueden mover grandes volmenes de aire con muy poca presin.Un ventilador con impulsor corriente con aspas rectas, es el aparato ms sencillo para mover el aire. Pero, sus caractersticas de rendimiento seran inaceptablemente bajas. En las aplicaciones mineras, el trmino de ventilador de flujo axial se refiere, generalmente, a un ventilador con aspas de seccin con superficie de sustentacin, acondicionado en una carcaza resistente y que, a menudo, tiene aspas guas para rectificar el movimiento del aire y mejorar su eficiencia. Su poca capacidad para producir presin respecto al ventilador radial se supera agregando ms de una etapa, teniendo el inconveniente de aumentar el largo de las instalaciones.

Ventajas del ventilador axial. El ventilador axial presenta grandes ventajas, respecto al centrfugo, en la ventilacin auxiliar:Su forma cilndrica lo asemejan a los ductos, facilitando su colocacin en los sistemas auxiliares;El motor incluido en el interior del cilindro facilita su refrigeracin y colocacin;Su forma cilndrica tambin facilita su traslado y manejo.

Existen tres tipos bsicos de ventiladores axiales: Helicoidales, tubulares y tubulares con directrices.

Los ventiladores tipo hlice el rotor normalmente tiene dos o ms aspas dentro de una carcasa sencilla. Eficiencia y presiones bajas, sus aplicaciones son de alto volumen y para presin como circulacin de aire a travs de una pared.

TIPOS DE VENTILADORES AXIALESLos ventiladores tipo aspa axial, es el ms eficiente de los axiales utiliza en la carcasa aspas enderezadoras del flujo que mejoran su eficiencia y presin, su aplicacin en sistemas de ventilacin y aire acondicionado. Utilizado extensamente en aplicaciones industriales.

Los ventiladores helicoidales se emplean para mover aire con poca prdida de carga, y su aplicacin ms comn es la ventilacin general. Se construyen con dos tipos de labes: labes de disco para ventiladores sin ningn conducto; y alabes estrechas para ventiladores que deban vencer resistencias bajas (menos de 25 Mm. cda). Sus prestaciones estn muy influenciadas por la resistencia al flujo del aire y un pequeo incremento de la presin provoca una reduccin importante del caudal.

Los ventiladores tubulares disponen de una hlice de labes estrechos de seccin constante o con perfil aerodinmico (ala portante) montada en una carcasa cilndrica. Generalmente no disponen de ningn mecanismo para ende rezar el flujo de aire. Los ventiladores tubulares pueden mover aire venciendo resistencias moderadas (menos de 50 mm.) Los ventiladores turbo axiales con directrices tienen una hlice de labes con perfil aerodinmico (ala portante) montado en una carcasa cilndrica que normalmente dispone de aletas enderezadoras del flujo de aire en el lado de impulsin de la hlice. En comparacin con los otros tipos de ventiladores axiales, stos tienen un rendimiento superior y pueden desarrollar presiones superiores (hasta 600 mm.cda).

Las directrices (compuertas) tienen la misin de hacer desaparecer la rotacin existente o adquirida por el fluido en la instalacin, a la entrada del rodete o tras su paso por el mismo. Estas directrices pueden colocarse a la entrada o a la salida del rodete, incluso las hay fijas removibles.

Ventilador principal o de superficie: ventilan toda la mina. Por el pasa todo el aire del circuito que sirve.

Ventilador reforzador: instalados en un paso principal subterrneo, para ayudar al ventilador principal, comnmente se usan para ventilar circuitos de alta resistencia.

Ventilador Auxiliar: se instalan en conjunto con ductos para ventilar una galera de avance o un terminal ciego. Son axiales y muy compactos. CLASIFICACION SEGN SU FUNCIN:

VENTILADORES AUXILIARESVentilacin auxiliar prcticamente se usa solamente el ventilador axial, por su facilidad de instalacin donde el ventilador se confunde con el ducto, acusando su presencia solamente por su ruido de funcionamiento.Ventiladores en serie. En esta aplicacin tericamente la curva de operacin de dos ventiladores puestos en serie mantiene sus caudales y suman sus presiones. En la prctica las presiones no doblan sus valores en caso de unidades idnticas, ya que siempre hay prdidas por turbulencias por diferencias en el ngulo de calajes de sus paletas, entre otras causas.El uso de ventiladores en serie es la aplicacin ms comnmente utilizada en sistemas de ventilacin auxiliar, tanto en grupos de unidades como en unidades separadas a lo largo del tendido de ductera.Ventiladores en paralelo. Cuando se desea mayor caudal en una ventilacin de desarrollo sin que se disponga de ventiladores con suficiente capacidad, es factible la instalacin de dos unidades de menor caudal en paralelo, consiguindose la suma de sus caudales. La curva final terica de operacin de dos ventiladores similares, operando en paralelo, se obtiene sumando sus caudales y manteniendo los valores de presin estticas.

El impulsor de aire comprimido del depurador provee aire fresco, respirable sin usar energa elctrica. La unidad trabaja con oxgeno a presin y aire comprimido de cilindros.

El viento producido desde los cilindros proporciona el necesario movimiento de aire para lograr la depuracin. La unidad controladora del aire cuenta con un proveedor de aire comprimido que permite al depurador operar durante 96 horas.En lugares donde no se pueda utilizar el sistema de ventilacin soplante o aspirante (por ejemplo en un tope cerrado) y es difcil ventilar con aire natural, puedes hacerlo utilizando ventilacin a base de aire comprimido.El aire comprimido deber llegar a los parajes donde hay compaeros trabajando (ver figura abajo).

IMPULSOR DE AIRE COMPRIMIDO

Regulador, suele hacer referencia a un dispositivo capaz de realizar un control o regulacin de una magnitud fsica de un sistema.

REGULADORES CON EL USO DE PUERTAS DE VENTILACINCuando en una galera circula aire natural con mucha fuerza, ese viento fro, se puede controlar con el uso de una puerta con ventana.La puerta esta cubierta con lata pintada de color amarillo. La ventana abierta reduce el flujo del aire.El sistema consiste en distribuir aire natural en lugares donde ms necesitan los parajes del interior de la mina. REGULADORES