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Ventilación en mina: Aire fresco para la operación

Recientemente el proyecto Chuquicamata Subterránea finalizó la construcción de los dos primeros túneles de ventilación, de un total de cinco, proceso clave en el desarrollo de las obras que darán continuidad a esta división de Codelco.

La ventilación en minería subterránea es crucial para la salud de los trabajadores y el correcto rendimiento de los equipos. “En general, se encuentran presentes una serie de elementos en el polvo, siendo el sílice el que presenta mayor cuidado y sobre el cual se realizan las principales mediciones para controlarlo, ya que genera enfermedades profesionales a corto y largo plazo según la exposición del trabajador”, explica Juan Carlos Troncoso, presidente de la Asociación de Profesionales de Climatización y Refrigeración de Chile (Ditar).

Respecto de las máquinas, señala que la mayoría de ellas viene con equipamiento propio capaz de soportar las posibles dificultades para un óptimo rendimiento.

“En minería subterránea la principal necesidad es ventilar su interior. Para ello se realiza un circuito de ventilación primaria, compuesto por túneles utilizados exclusivamente para ventilar, los cuales se dividen en un conjunto de ventiladores axiales de inyección y otro conjunto de ventiladores de extracción. Estos ventiladores no poseen filtros de ningún tipo y los caudales totales manejados son bastante altos (2.000.000 a 3.000.000 de pies cúbicos por minuto, cfm), generando un consumo eléctrico total aproximado de 3.000 kW”, detalla Troncoso, puntualizando que para inyección de aire se requieren alrededor de cuatro ventiladores primarios (de 500.000 cfm cada uno, con un motor de 370 kW) y para extracción de aire, una cantidad similar.

Chuquicamata Subterránea

En octubre último el proyecto Chuquicamata Subterránea vivió un día clave en el desarrollo de las obras que darán continuidad a esta división de Codelco, al finalizar la construcción de los dos primeros túneles de ventilación, de un total de cinco, que inyectarán aire fresco al interior de la mina durante toda la vida útil de la operación.

Asimismo,se encuentra en construcción uno de los dos piques de extracción principal, obras que conforman el sistema de Ventilación Principal de la faena, explica Tomás Leaño, director del proyecto estructural. En tanto, la excavación de los túneles y chimeneas que constituyen las ramificaciones subterráneas del circuito de ventilación, es decir, la ventilación secundaria, se encuentra pronta a iniciar su construcción con los contratos mineros masivos en proceso de licitación, indica.

Se estima que el proyecto de ventilación comenzará su operación a fines de 2017 para asegurar el inicio de la producción en 2019.

De acuerdo con Leaño, la diversidad de operaciones y la gran extensión de la mina (cerca de 400.000 m2 de área abierta) hacen que el potencial de pérdidas e ineficiencias del circuito sea el foco principal a atender en la operación. De esta forma, precisa, “el diseño contempla la incorporación de un Sistema de Control de Ventilación, en su modalidad VOD (Ventilation On Demand), es decir, con acciones automáticas en la operación y distribución de aire, que permitan ajustar la operación del circuito a la condición de demanda instantánea de la mina”.

Agrega que el desafío ahora es la escalabilidad de esta solución que, si bien ya ha sido probada en minería subterránea, de ella “sólo existen ejemplos exitosos en minería de muy menor escala”.

El director del proyecto especifica que “el circuito de ventilación será del tipo pushpull, esto es, con inyección y extracción forzada por ventiladores principales ubicados en la superficie. El circuito de inyección principal estará conformado por cinco túneles principales, cada uno con dos ventiladores en el portal, de 3.500 kW de potencia. El circuito de extracción principal estará conformado por dos piques principales, cada uno habilitado con cuatro ventiladores en el brocal (en superficie) también de 3.500 kW de potencia. La capacidad del circuito será de 8.000.000 cfm, muy similar al circuito de la mina El Teniente, operación que también comparte el concepto de circuito push-pull en su diseño”.

Según el experto, la condición que hace diferente a este circuito de ventilación es la geometría y su gran extensión, “ya que deberá abastecer a una mina que se explotará en cuatro niveles, que constituyen la profundización sucesiva en la explotación de reservas bajo el rajo, con distancias verticales de 220 m entre niveles y la coexistencia de operaciones de dos niveles. Por lo tanto, la diferencia de cota entre los portales y el último nivel de la mina superará los 1.000 m, con más de 7 km de túneles y 840 m de chimeneas, lo que agrega un desafío técnico importante para establecer el mejor diseño desde el punto de vista de la eficiencia energética”, concluye.

EMPRESAS

ABB
Av. Vicuña Mackenna 1602, Ñuñoa, Santiago.
Fono: (2) 2471 4000
www.abb.cl

Con sede en Zúrich, Suiza, el grupo ABB opera en cerca de 100 países. En Chile se estableció en 1955 para atender mercados como el de utilities eléctricas, sistemas industriales para minería, cemento, fundiciones, químicas y pulpa & papel; petroquímicas (oil & gas y refinerías) y servicios, proveyendo equipamiento eléctrico industrial, accionamientos, control automático e instrumentación industrial.

En relación con el consumo de energía en un sistema de ventilación, ABB propone la utilización de accionamientos de velocidad variable para ajustar la velocidad de los motores de acuerdo a la calidad del aire y requerimiento variable de la mina. Por ejemplo, en las tronaduras es necesario incrementar la ventilación y en los cambios de turno es posible reducirla considerablemente, consiguiendo ahorros de hasta un 30% del consumo total del sistema de ventilación.

ABB destaca que sus accionamientos de velocidad variable proporcionan un control ambiental preciso, tanto in situ como remoto, a través de un módulo Ethernet inteligente opcional que permite solucionar cualquier problema de forma rápida y eficiente.

 

ACH Equipos

Gabriela Mistral 6091, Cerrillos, Santiago.

Fono: (2) 2725 7371

www.ach.cl

ACH Equipos es una empresa de ventas y servicios con más de 25 años de experiencia en el mercado minero. Además, cuenta con experiencia en las áreas de drenaje y ventilación, ofreciendo soluciones y apoyo permanente.

Esta compañía es chilena y opera con representaciones exclusivas, destacando entre ellas: Howden (ventiladores), Grindex (bombas sumergibles), Accutron (medición de flujo de aire), Trolex (sensores de gases) y MMD (chancadores sizer).

En ventilación principal de minas dispone de ventiladores marca Howden series tipo AFN y AMF, los que varían en un rango de 600 a 14.000 Hp, diámetros que van desde 1.000 a 10.000 mm, pesos de equipos de cinco a 20 toneladas, y manejan flujos de aire desde 500.000 a 1.200.000 cfm.

En Chile la compañía ha colocado 50 ventiladores de este tipo y al menos 1.000 ventiladores del tipo auxiliares, secundarios y reforzadores.

 

Atlas Copco
Av. Panamericana Norte 5001, Conchalí, Santiago.
Fono: (2) 2442 3600
www.atlascopco.cl

Con sede central en Estocolmo, Suecia, Atlas Copco es un proveedor mundial de soluciones de productividad industrial, con más de 140 años de experiencia. En Chile se encuentra presente desde 1954 y en equipos de ventilación en minería subterránea ofrece ventiladores axiales “Serpent”, con una variedad de tamaños de motor, que van desde los 63 cm hasta los 2,24 m de diámetro, y una potencia de 9 kW a 500 kW, que cubren flujos de aire y presiones, ofreciendo la posibilidad de personalizar el sistema para la necesidad específica del cliente.

La línea de ventiladores es de alta resistencia y posee un tratamiento anti-corrosión para trabajar en ambientes agresivos. Asimismo, cuenta con un sistema de lubricación automática que mantiene los rodamientos en buen estado. Son de fácil mantenimiento, ya que todos sus puntos de servicio tienen fácil acceso.
Una de las cualidades de Serpent son sus aspas cortas y anchas que se separan de la carcasa 1 a 3 mm, lo que se traduce en un ventilador de alta eficiencia.

 

Quant

Av. Apoquindo 3846, Of. 401, Las Condes, Santiago.

Fono: (2) 2471 4173

www.quantservice.com/cl

Por más de 25 años Quant se ha dedicado a proveer servicios de mantenimiento industrial, ayudando a mejorar la producción y el desempeño del equipamiento en más de 300 instalaciones alrededor del mundo, con una dotación de 2.500 personas. La compañía tiene su sede en Estocolmo, Suecia.

Dentro de sus metas en los contratos de ventilación subterránea, destaca el propósito de contribuir a la erradicación de la silicosis, de tender a una mayor eficiencia energética de los activos, a través de un solo proveedor responsable del sistema completo.

Estos contratos abarcan el mantenimiento de las redes de comunicación y control, plataforma de video y producción, sistemas de ventilación secundaria y sistemas de control de polvo. Están basados en cuatro objetivos: alcanzar una visión conjunta de todas las actividades asociadas a ventilación, para tener un mayor control y anticiparse a posibles inconvenientes; incrementar el ciclo de vida de los activos a través de un mantenimiento programado; aportar a la eficiencia energética, optimizando la operación y el control de la ventilación a través de un software especializado; y reducir el sílice en el ambiente a partir de una ventilación más efectiva.

 

Same

Hermanos Carrera Pinto 164, Loteo Los Libertadores, Colina, Santiago.

Fono: (2) 2591 5000

www.same.cl

Con más de 25 años de experiencia, Grupo Same desarrolla soluciones tecnológicas innovadoras para resolver los problemas de contaminación del aire en procesos mineros e industriales, asociados a polvo, gases, neblina ácida y ventilación general, generando ahorro económico y energético para sus clientes.

Este holding especializado en ventilación industrial posee diseños basados en balances energéticos. Sus desarrollos están operando en Chile, Argentina, Perú, Colombia, Canadá, Estados Unidos, Sudáfrica, Noruega y Laos.

El Departamento de Investigación y Desarrollo de Same trabaja constantemente en el perfeccionamiento e innovación de tecnologías, gracias a un equipo de ingenieros (M.Sc. y Ph.D.) altamente especializados, que con el apoyo de herramientas de última generación en modelamiento, análisis numérico, diseño tridimensional y simulación, validan las soluciones de descontaminación del aire, cumpliendo con las normativas más exigentes a nivel nacional e internacional.

 

Ziebtec Process & Mining

Av. Chopin 2922, San Joaquín, Santiago.

Fono: (2) 2553 4414

www.ziebtec.cl

Fundada en 2001, Ziebtec se orienta al desarrollo de soluciones tecnológicas y prestación de servicios en minería subterránea y procesos elaborados por empresas de Chile y Sudamérica. La compañía se especializa en la fabricación de ventiladores axiales que se utilizan en faenas mineras subterráneas, túneles de aducción de centrales hidroeléctricas y desarrollos de túneles carreteros.

Ziebtec Process & Mining cuenta con un departamento de ingeniería especializado con asistencia permanente que calcula sin costo los caudales de aire y caída de presión del sistema.

En su portafolio también se incluyen ductos de ventilación flexibles en PVC de alta resistencia, con diámetros de hasta 2.500 mm.

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