Ventilacion secundaria 513400306

aaaaa
CODIGO: 05134003-06
VENTILACIÓN
SECUNDARIA
VENTILACIÓN DE MINAS

VENTILACIÓN DE MINAS 2
CATEDRA: ING. FRANCISCO MORALES R.
DEDICATORIA
A MI FAMILIA POR BRINDARME EL APOYO PARA
CONTINUAR UNA GRAN CARRERA PROFESIONAL,
Y EN MENCIÓN ESPECIAL AL ING. FRANCISCO
MORALES POR BRINDARME DE FORMA OPTIMA
TODAS SUS EXPERIENCIAS Y CONOCIMIENTOS
PARA CRECER INTELECTUALMENTE EN EL AMBITO
DE LA MINERÍA.
AGRDECIMIENTO
A LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO, DE
IGUAL MANERA A LA ESCUELA DE INGENIERÍA DE
MINAS POR DARME LA OPORTUNIDAD DE
REALIZARME PROFESIONALMENTE.

VENTILACIÓN DE MINAS – CATEDRA: ING. FRANCISCO MORALES R. 3
CODIGO: 5134003-06
I. INTRODUCCIÓN
Para la mejora continua de toda obra
subterránea como la minería y la tunelería,
como uno de los pilares importantes para la
ejecución de dichas obras es necesario contar
con una ventilación secundaria la cual nos
brindará un mejor ambiente en los frentes de
trabajo, ya que se removerá los gases emitidos
por la voladura, los vehículos u otros como el
metano, así mismo como controlar el polvo y
la temperatura.
Para conllevar un buen avance de estas obras
se tendrá en cuenta como puntos principales:
su extensión, el número de personas, el
tonelaje extraído y las condiciones naturales
de la mina , temperatura, humedad, emisión
de gases y producción de polvo; lo cual
permitirá una relación optima con el volumen
de aire que se introducirá en las labores.
Si requerimos beneficios en el ahorro de energía, ahorro de costos de funcionamiento y
mantenimiento, necesitamos conocer bien el sistema de ventilación y los parámetros del
entorno que le afectan para lo cual se tendrán se comprenden:
 El análisis de la eficiencia de los sistemas existentes, así como la determinación y
localización de los problemas existentes con las consiguientes soluciones a estos
problemas.
 Optimización de los sistemas para reducir el costo energético.
 Optimización de los sistemas para mejorar las condiciones ambientales de los
frentes de trabajo.
 Modificación de los sistemas de cara a adaptarlos a nuevos requerimientos.
 Evaluación técnica y crítica a los diseños de ventilación propuestos por otros.

CODIGO: 5134003-06
II. ELEMENTOS DE UNA INSTALACIÓN DE VENTILACIÓN SECUNDARIA
Una instalación de ventilación secundaria o auxiliar estará formada principalmente por
ventilador y una tubería, pero además para que funcione el sistema tenemos se necesita de
otros elementos imprescindibles en ciertas situaciones como pueden ser los captadores de
polvo:
A. VENTILADORES:
El ventilador para la ventilación auxiliar o secundaria tiene por objeto poner en el frente
de trabajo aire limpio, procedente o bien del circuito de ventilación principal en caso de
minas, o bien del exterior en el caso de ventilaciones de obra en túneles.
Los ventiladores usados en este tipo de ventilación son generalmente de tipo axial. En
función del tipo de galería o túnel y del ambiente de trabajo los ventiladores tienen
configuraciones constructivas diversas con lo que podemos clasificarlos en:
VENTILADORES NEUMÁTICOS:
Son equipos que han sido usados principalmente
en minería sobre todo en lugares en que es
imposible hacer llegar una red eléctrica o en los
que por motivos de seguridad no se recomienda
la utilización de equipos eléctricos.
Los ventiladores neumáticos son ventiladores
axiales de un escalón, accionados por aire
comprimido que toman de una red alimentada
desde una sala de compresores en el caso de una
mina o desde un compresor portátil en el caso de
que la aplicación del ventilador sea para la
limpieza en el ámbito de la industria naval. Es en
este último caso, donde muchas veces se requiere
que un único ventilador alimente más de una
tubería, por lo que se le dota al ventilador de
piezas de adaptación o de conexión a las tuberías
que se acoplan para completar el sistema de
ventilación.
El ventilador está compuesto por una carcasa exterior cilíndrica de acero. En su interior se
aloja el rodete y el mecanismo de giro que acciona a éste. Se trata de turboventiladores,
es decir, una turbina y un rodete que van montadas sobre un mismo eje. Las
características aerodinámicas dependen de la presión de la red en cada momento. Por
otro lado, el rendimiento de estos equipos es inferior al rendimiento de los equipos
eléctricos, y si además tenemos en cuenta la menor eficiencia que tiene un sistema de aire
comprimido frente al eléctrico, la utilización de estos equipos sólo es recomendable por
motivos de seguridad.

CODIGO: 5134003-06
VENTILADORES ELÉCTRICOS:
Se trata de equipos accionados
mediante un motor eléctrico, el cual va
acoplado directamente al rodete del
ventilador.
En función de las características de
nuestro frente de ventilación
secundaria, se distinguen los siguientes
tipos de ventiladores:
a) Ventiladores axiales para grandes
túneles y minas no grisuosas:
Son máquinas eléctricas que trabajan
generalmente en ventilación soplante.
La configuración típica para una
estación de ventilación de este tipo es:
 Ventilador. Un ventilador o más dependiendo de las exigencias aerodinámicas.
Puede, por tanto, haber instalados varios equipos en serie.
 Rejilla de protección. Para evitar que elementos susceptibles de ser aspirados pasen
con el flujo a través del ventilador. Sirve además para evitar daños accidentales en el
personal que trabaje en el entorno de la máquina.
 Tobera de admisión. Facilita la entrada del aire, reduciendo la pérdida de carga en el
sistema, mejorando el rendimiento del sistema y reduciendo el nivel de ruido
aerodinámico del equipo.
 Silenciosos tubulares. Son los atenuadores acústicos, de manera que se dimensionan
para reducir el nivel de ruido aerodinámico a los niveles deseados.
 Sistema de anclaje o de fijación, que puede ser al techo del túnel o galería mediante
pernos, o bien mediante un bastidor anclado directamente al suelo, o mediante un
pórtico, típico para túneles de gran sección.

CODIGO: 5134003-06
b) Ventiladores axiales con motor antideflagrante:
Son ventiladores eléctricos preparados para
trabajar con atmósferas explosivas. Por tanto, el
motor ha de tener una protección antideflagrante,
cuyo grado de seguridad será el exigido para cada
ambiente en particular. Este tipo de ventiladores es
la solución para minas y lugares donde la atmósfera
es potencialmente explosiva. La configuración típica
de estos ventiladores es análoga a la vista en el
caso anterior.
Generalmente, en este caso peculiar, podrán usarse estos ventiladores en sistemas de
ventilación impelente, ya que el aire que hacen llegar al frente será aire limpio procedente
del circuito de ventilación principal, y por tanto no tiene por qué haber riesgo de explosión.
En líneas impelentes se puede utilizar un ventilador con la forma constructiva convencional,
así como también, fuera del ámbito minero y con concentración de metano todo tipo de
instalaciones siempre y cuando el motor sea apto para trabajar con atmósferas explosivas.
c) Ventiladores antideflagrantes de bolsillo:
La legislación minera nos dice que en líneas
aspirantes no se permite que el flujo de aire pase por
el motor, por lo que la construcción del ventilador
está condicionada por esta circunstancia. Para tal
aplicación se utilizan ventiladores eléctricos
preparados para trabajar en atmósfera explosiva
compuestos por una carcasa exterior cilíndrica para
la carcasa motor, dentro de la cual va alojado el
motor, estando este contenido en una envolvente
que lo sitúa fuera del circuito de aire, como se
aprecia en la siguiente figura.
Esta configuración añade al ventilador un extra de
protección frente a los axiales antideflagrantes
normales, ya que el motor también suele tener
también protección antideflagrante.

CODIGO: 5134003-06
d) Ventiladores contrarrotativos:
Cuando se necesita vencer grandes pérdidas de
carga y los caudales no son excesivamente altos,
pueden usarse ventiladores contrarrotativos. Estos
ventiladores son capaces de proporcionar 2 o 3
veces más presión que un ventilador normal. Se
trata de ventiladores que llevan 2 rodetes girando en
sentidos opuestos, y por tanto dos motores. Su uso
se restringe a ocasiones en las que por exigencias de
la sección del túnel, debido al gálibo, se instalan
tuberías de diámetro inferior al adecuado, con los
que las presiones de trabajo para poder mantener el
caudal necesario en el frente nos lleva a la utilización
de ventiladores de muy alta presión.
La elección del ventilador adecuado es importante
de cara a maximizar el rendimiento del conjunto. Si
las características del sistema así lo requieren,
pueden instalarse baterías de 3 y 4 ventiladores en
serie para lograr vencer presiones de más de 10.000
Pa. Cuando se trabaja con dichas presiones se ha de
tener en cuenta también la resistencia de la propia
tubería, ya que si no se dimensiona correctamente
podría no soportar el trabajo de ventilador, sobre
todo los tramos iniciales donde se alcanzan las más
altas presiones.

CODIGO: 5134003-06
B. TUBERÍA:
La tubería de ventilación está formada por un tejido textil de poliéster revestido con PVC.
El poliéster proporciona al conducto su resistencia mecánica. Se utilizan varios espesores de
textil en función de las diferentes calidades de la tubería.
El recubrimiento del textil hace el conducto de ventilación impermeable al aire y al agua, y
protege el poliéster de los rayos ultravioleta, así como de las influencias químicas.
Los revestimientos gruesos proporcionan una mayor resistencia. Todas las tuberías deben de
ser autextinguibles, es decir, que en caso de incendio, el tubo continuará quemándose el
tiempo que se exponga a las llamas, pero se apagará cuando se elimine la fuente de incendio.
En el caso de ventilación aspirante las tuberías pueden ser también de poliéster llevando
anillos de refuerzo que le proporcionan rigidez. Las tuberías totalmente rígidas de PVC o
metálicas no se recomiendan por su elevado coste, su alto peso y la dificultad para salvar
obstáculos tales como curvas, estrechamientos, etc.

CODIGO: 5134003-06
C. FILTROS:
Junto a los gases, el polvo es uno de los principales contaminantes que perjudica el ambiente de
un túnel o una mina. Cuando el polvo se encuentra en el aire, forma un sistema disperso
llamado "aerosol". El polvo puede permanecer en el aire durante largo tiempo, dependiendo de
varios factores, entre los cuales están: tamaño, finura, forma, peso específico, velocidad del
movimiento del aire, humedad y temperatura ambiental.
El control del polvo se realiza principalmente mediante la supresión o atenuación del mismo,
mediante su captación o mediante su dilución. Trataremos en este apartado los sistemas de
captación o filtrado:
Las fuentes de generación de polvo son múltiples, así como el tipo de polvo en cuanto a su
nocividad o peligrosidad. En minas donde se produce polvo de carbón, la generación de este
crea una atmósfera peligrosa potencialmente explosiva, en cambio la presencia de sílice hace
que el ambiente sea dañino para el personal de trabajo.
El polvo se puede generar en operaciones de carga, en la perforación, en el avance mecanizado
de túneles o galerías, etc. Para estos casos es preciso disponer de sistemas de captación con
filtros de alta eficacia para garantizar una atmósfera de seguridad y confort.
El empleo de máquinas de ataque puntual comúnmente conocidas por rozadoras o minadores
genera gran cantidad de polvo en la zona en la que se realiza la excavación. Este polvo presenta
graves inconvenientes para las personas que trabajan en el entorno, falta absoluta de
visibilidad, imposibilidad de respirar, aspiración de polvo de sílice o similares así como una
disminución de la seguridad en el trabajo e incrementos de situación de accidentes.
La captación de polvo es básicamente un sistema aspirante similar a los descritos anteriormente
a los que se les incorpora un filtro. Este puede ser por vía húmeda y por vía seca.
Los filtros en vía húmeda son más económicos pero mucho menos eficaces que los de vía seca.
Los filtros por vía seca son de alta eficacia que llega al 99.9% del polvo aspirado, es decir, de
1000 gr. de polvo aspirado se retorna al túnel 1 gr.
Vía Húmeda:
El sistema de captación de polvo, se suelen instalar en los frentes de avance con minador en el
circuito de ventilación secundaria en esquema aspirante.
Este tipo de captador de polvo se emplea especialmente en minas de carbón, y que en España
se instalan de acuerdo con las exigencias de la ASM-52, que establece en su apartado 4.1.2.-
Prescripciones adicionales para avances mecanizados, que: las labores de avance mecanizado
dispondrán de un captador de polvo. El extremo de la tubería de aspiración del captador estará
situado a una distancia máxima del frente de 2 metros.
Generalmente en los frentes de avance con minador se están usando equipos de captación que
consisten básicamente en un ventilador axial de "bolsillo" que incorpora un sistema de
pulverización de agua y un panel filtrante.

CODIGO: 5134003-06
Es necesario la correcta utilización y ubicación del sistema, ya que con cierta frecuencia se
combinan los captadores con otros ventiladores en serie, creando condiciones de servicio
inadecuadas, fundamentalmente debido a la circulación de un exceso de caudal a través del
captador, con pérdidas de carga en el filtro muy elevadas.
En otras ocasiones, y también con cierta frecuencia, ante la necesidad de mayor caudal de
ventilación secundaria en el frente, se retira el panel filtrante, ocasionando por tanto una
pérdida de eficacia notable en la captación y decantación del polvo respirable.
En funcionamiento aislado sobre una línea de ventilación secundaria, el conjunto se comporta
como un ventilador, cuya curva de funcionamiento se asemeja a la de un ventilador con una
resistencia (filtro) en serie con ella. Sin embargo, cuando el captador funciona en serie con otro
ventilador, (se instala a continuación de dicho ventilador), y debido a que los ventiladores
pueden suministrar un caudal nominal mayor que el del captador de polvo, el conjunto
"ventilador del captador+filtro" se comporta como una resistencia (pérdida de carga neta)
insertada en el circuito de ventilación del ventilador auxiliar.
Por esta razón, resulta aconsejable la ubicación de este equipo en punto de la instalación de
ventilación secundaria en los que el caudal que circule no sea superior a los del caudal nominal
del filtro (Se intenta que el filtro sea un elemento neutro a efectos de pérdida de carga), ya que
para caudales superiores a éste aumenta notablemente la pérdida de carga y se penaliza el
rendimiento de la instalación.

CODIGO: 5134003-06
Cuando se recurre al acoplamiento de un sistema de captación en el sistema de ventilación
auxiliar, ubicar este equipo lo más cerca del frente de trabajo resulta favorable para el
funcionamiento (de hecho ya no sería un elemento neutro, sino positiva, de manera que ayude al
ventilador auxiliar).
Se debe insistir en la necesidad de proceder a una limpieza periódica del panel filtrante para
evitar obstrucciones que ocasionan disminuciones significativas del caudal efectivo en el frente.
Se debe señalar también la importancia de reducir las fugas a lo largo de la tubería, teniendo en
cuenta que este aspecto tiene mayor relevancia aún que en otras instalaciones, ya que al existir
una importante resistencia intercalada en el circuito (captador de polvo), se trabaja con un
caudal reducido en el frente de trabajo con lo que la captación se verá mermada.
Para definir el caudal necesario para los filtros acorde a una posición x de dicho captador a lo
largo de una línea de ventilación, hay que tener en cuenta como se comporta dicha línea sin
captador. Está claro que el caudal en el frente será menor que el caudal que moviliza el
ventilador, por lo que a lo largo de la línea vamos a tener un caudal distinto y que tendremos que
estimar en función de la longitud donde lo evaluemos. De esta manera, se el caudal de diseño del
filtro es igual o superior al que corresponde con la posición x, el filtro trabajará en condiciones
óptimas.

CODIGO: 5134003-06
En el gráfico se puede ver la evolución del caudal según una parábola, pero por simplificación
suponemos una recta, que es más restrictivo.
Vía Seca:
Los filtros en vía seca con aplicación al avance de túneles o galerías, se dividen principalmente en
compactos o semicompactos.
a) Filtros Compactos
Los filtros denominados compactos son los que se utilizan en un sistema de aspiración de
tipo secundario con una ventilación soplante como principal. Básicamente el sistema de
ventilación está formado por una línea soplante principal y una línea aspirante secundaria
que incorpora un filtro.
La línea aspirante está compuesta desde el frente por:
 Tubería flexible reforzada aspirante.
 Filtro
 Estación de ventilación que ha de vencer la pérdida de carga tanto de la tubería
como del propio filtro.
Las ventajas de esta solución son varias:
 Ocupa poco espacio en el túnel
 Tramo de tubería de longitud reducida, (máx. 80 metros)
 Ventiladores estándar
 Fácil movilidad.
 El aire fresco llega al frente a través de la línea soplante.

CODIGO: 5134003-06
Las desventajas principales del sistema son:
 El filtro requiere ser adelantado con una periodicidad aproximada de una semana.
 Dos líneas, soplante y aspirante.
En las tuneladoras por el mismo motivo que en las rozadoras o minadores se utilizan sistemas de
captación de polvo para aspirar el que se genera en la fase de corte. El volumen de polvo
generado en una tuneladora es muy superior al generado en una rozadora, lo que hace del
sistema de captación de polvo un elemento indispensable.
En las tuneladoras se utiliza el filtro compacto para la captación de polvo. El sistema de
ventilación se complementa con un sistema soplante desde el exterior.
b) Filtros Semicompactos:
Los filtros denominados semicompactos se utilizan como línea general de ventilación
formando un sistema aspirante con alguna salvedad. El filtro se coloca en el exterior del
túnel. Los ventiladores se colocan próximos al frente con un tramo de tubería flexible
aspirante por delante y el resto hasta unirse con el filtro con tubería flexible soplante.

CODIGO: 5134003-06
Las ventajas del sistema son:
 Solamente una línea de ventilación.
 El filtro no debe ser movido
Esta solución presenta las siguientes desventajas:
 Filtro de gran tamaño.
 Ventiladores especiales con protecciones contra el polvo y antidesgaste
 Limitación de longitud de tramo a 800 metros (recomendado 500-600m.)
 Problemas de decantación del polvo en la tubería soplante con el consiguiente
incremento de la pérdida de carga y disminución de caudal aspirado.
 El aire que llega al frente está contaminado y caliente.
D. CASSETES:
Las especiales circunstancias de los avances conseguidos con las tuneladoras que en un solo día
pueden excavar 20 o más metros de túnel, genera un problema adicional que es el de colocar la
tubería soplante que lleva el aire hasta el frente.
Debido a esos ratios de avance es prácticamente imposible ir añadiendo tubería ya que ello
supondría parar la máquina y por tanto retrasar el avance de la excavación.
Para solucionar este inconveniente se ha diseñado un almacén de tubería que se incorpora en el
propio back up de la tuneladora. En este almacén se acopian hasta 200 metros de tubería flexible
en un reducido espacio de unos 3-4 metros de longitud. Esta tubería está unida con la que llega
del ventilador. A medida que la tuneladora avanza va desplegándose tubería sin pausa alguna
que obligue a suspender el trabajo de corte.
Normalmente se dispone de dos unidades de cassette para minimizar los tiempos de parada
.

CODIGO: 5134003-06
Esta solución tiene ventajas adicionales como son:
 Una perfecta alineación de la tubería
 Un muy buen tensado de la misma
 La instalación no sufre de roturas por intrusión en los gálibos de los vehículos que
circulan por el túnel.

CODIGO: 5134003-06
CARACTERÍSTICAS DE LA VENTILACIÓN SOPLANTE
 Barrido del frente:
En un sistema soplante la distribución de las líneas de flujo hace que la corriente de aire
fresco sea efectiva a mayor distancia desde la salida del conducto que en el sistema
aspirante. En frentes grisuosos, esta corriente causa una mezcla turbulenta con el grisú y
evita la estratificación de éste.
 Ambiente de trabajo y polvo:
La velocidad de la corriente de aire incidente produce un efecto refrigerador en el
frente. Por otra parte, esta velocidad, da lugar a una suspensión y dispersión del polvo,
por lo que en el caso de ambientes muy polvorientos será necesario acoplar un
ventilador de refuerzo aspirante. La misión de este ventilador será retirar el polvo del
frente y llevarlo a un decantador.
 Circulación del gas:
En caso de trabajar en ambientes grisuoso, el metano generado en el frente se arrastra
a través de toda la galería, donde la probabilidad de encontrar fuentes de ignición
podría ser en principio mayor, por lo que la elección del sistema en este caso ha de
estudiarse cuidadosamente.
III. SISTEMAS DE VENTILACIÓN
A. TIPOS DE SISTEMAS DE VENTILACIÓN:
SOPLANTE:
El aire entra al frente del fondo de saco a través de
la tubería, impulsado por un ventilador, y desplaza
la masa de aire viciado hacia la corriente principal
de aire, a través de la galería. Este es el sistema
predominante usado en la mayoría de las minas.
La corriente de aire limpio que se genera en este
sistema, a una velocidad relativamente alta,
provoca al entrar en contacto con los gases que
hay en el frente una mezcla turbulenta con lo que
se elimina la potencial de acumulación o
estratificación del gas en zonas próximas al frente.
La salida del conducto debe estar situada a una
distancia adecuada del frente, de modo que la
zona de barrido se extienda hasta éste. Si la
distancia es excesiva, se crea una zona muerta, en
la que el aire no se renueva.

CODIGO: 5134003-06
 Conductos de ventilación:
El sistema permite el uso de conductos flexibles no reforzados, que tienen una
superficie interior lisa. Estos conductos son más baratos y manejables y presentan una
menor resistencia al paso del aire.
ASPIRANTE
En este método, el aire contaminado del frente es succionado a través del conducto debido a la
depresión creada en esta por un ventilador situado en el otro extremo. Este aire es evacuado en
la corriente de ventilación principal, procedente de la cual entra aire limpio a través de la galería.
La boca de aspiración de la tubería debe situarse muy próxima al frente, pero aun así, debido a la
distribución de las curvas de velocidades de aire en las zonas próximas a la aspiración, este
sistema no efectúa en general un buen barrido del frente, por lo que suele ser necesario el uso
de la configuración denominada mixta.
CARACTERÍSTICAS DE LA VENTILACIÓN ASPIRANTE.
 Barrido del frente:
El aire fresco entra a través de la galería, de sección mucho mayor que el conducto,
luego su velocidad y turbulencia será mucho menor, y su mezcla con el gas emitido por
la galería y el frente mucho más pobre.
Además, según el aire fresco entrante en el sistema aspirante se aproxima a la toma de
aire del conducto, el flujo tiende a moverse hacia ella, creando el potencial para la
formación de zonas de aire estático en el frente. Por este motivo, un sistema aspirante
por si solo no es capaz, en general, de garantizar un buen barrido del frente, si este es
de gran sección o si la tubería de aspiración no está situada en el mismo frente. Por ello,
es conveniente adoptar una solución mixta, con un ventilador de refuerzo soplante que
cree una turbulencia adecuada para garantizar la dilución del grisú.

CODIGO: 5134003-06
 Ambiente de trabajo y polvo:
La velocidad de la corriente de aire incidente es menor con lo que disminuye el efecto
refrigerador en el frente. La suspensión y dispersión del polvo es también menor.
Además debe considerarse que este ventilador retira el polvo del frente.
 Circulación del gas:
El gas generado en el frente circula por la tubería, mientras que por la galería circula aire
limpio. Este argumento, parece que inclinaría la balanza hacia la ventilación aspirante en
el caso de frentes muy grisuosos. Pero ha de considerarse que el gas debe circular por la
tubería de ventilación y a través de los ventiladores secundarios, que también son
posibles fuentes de ignición. (ASM 51, ATEX, prEN).
 Conductos de ventilación:
El sistema requiere un conducto rígido (fabricado en acero, plástico o fibra de vidrio) o
un conducto flexible reforzado mediante espiral. Si los sistemas requieren un gran
caudal, su ejecución práctica puede ser problemática técnicamente hablando, ya que se
necesitan presiones muy elevadas que conducen a la utilización de varios ventiladores
en serie.
SOPLANTE CON APOYO ASPIRANTE
Forma parte de los sistemas mixtos. El sistema
mixto, también llamado sistema solapado, utiliza
un ventilador auxiliar de refuerzo, situado frente
a la labor, y con un tramo de conducto de poca
longitud. Estos sistemas combinan las ventajas
de cada sistema, consiguiendo el mejor efecto de
ventilación en situaciones concretas de minería.
Son posibles dos configuraciones en función de
que la línea principal sea la aspirante o la
soplante.
Una línea soplante con solape aspirante consta
de un sistema soplante principal con una
instalación auxiliar aspirante, cuya función por lo
general es la de recoger y evacuar el polvo
generado en el frente.

CODIGO: 5134003-06
De esta forma:
 Conseguimos aire limpio en el frente ya que el humo de los camiones no va hacia los
trabajadores.
 Se diluyen de todas formas los humos y con mayor efectividad.
 Se evita, como ocurre en muchas ocasiones que la velocidad del aire en el fondo de saco
sea prácticamente nula en zonas alejadas del frente.
 Se disminuye la temperatura, aumentan las condiciones de confort de los trabajadores,
aumentando su rendimiento de trabajo.
B. CONFIGURACIONES
VENTILACIÓN ESCALONADA (BOOSTERS)
Cuando la longitud del fondo de saco es bastante grande en relación al diámetro de la tubería, en
muchas ocasiones, con uno o varios ventiladores en cola no se conseguiría el objetivo propuesto
de caudal en el frente de trabajo. Incluso puede que con la configuración en cola se alcancen
presiones que la tubería no puede soportar. En estos casos se colocan ventiladores intercalados a
lo largo de la tubería con el fin de ayudar al sistema.
Estas instalaciones se pueden hacer con los dos tipos de tuberías usadas en minería, la tubería
flexible lisa o con la tubería flexible reforzada.
ASPIRANTE CON APOYO SOPLANTE
Un aspirante con solape soplante tendrá el
esquema opuesto, y la función del ventilador
auxiliar de refuerzo (soplante) es precisamente
la de asegurar un buen barrido del frente,
evitando la formación de zonas muertas sin
ventilación adecuada.
La ventilación aspirante, estará diseñada de
forma que tome en dicho fondo de saco, en el
frente, unos 2/3 del caudal que se ha calculado,
de forma que el 1/3 restante regrese por el
fondo de saco hacia la corriente de ventilación
principal, limpiando o arrastrando a su paso los
humos que se generan por el paso y el
estacionamiento de los camiones.

CODIGO: 5134003-06
Como se puede ver en el diagrama de presiones anterior, para una instalación soplante, las
presiones en los ventiladores son positivas principalmente. Pero si observamos los ventiladores 2
y 3, vemos que la tubería que une los dos ventiladores tiene un tramo de la misma en
sobrepresión y otro tramo en depresión. Esto trae problemas en ambos tipos de tubería:
1. Si la tubería en flexible reforzada, puesto que todas las tuberías tienen fugas, en este caso
tendremos fugas entrantes y fugas salientes, lo que producirá una recirculación de aire tanto
alrededor del ventilador 3 como en el punto t de la tubería donde cambia el régimen de presión.
2. Si la tubería fuese flexible lisa, en el momento de que se genere depresión en el lado de
aspiración del ventilador 3, la tubería se colapsará al tender a cerrarse, pues no está reforzada.
Esto traerá como consecuencia que el ventilador comenzará a trabajar más forzado y podría
incluso a llegar a trabar en régimen de bombeo. El operario de la ventilación, intuitivamente
retrasaría la posición del ventilador para intentar corregir esta situación, pero el sistema es más
complejo porque los triángulos de presiones va a depender en todo momento de la distancia del
ventilador 3 hasta el frente, y esta distancia va cambiando a medida que se va avanzando, lo que
obligará de nuevo a seguir añadiendo ventiladores y al final, sin un criterio racional.

CODIGO: 5134003-06
EN COLA
Una alternativa al sistema anterior es la de colocar todos los ventiladores necesarios en cola de la
instalación. Los ventiladores necesarios se instalan en el extremo de la tubería opuesto al frente
de trabajo.
Para una instalación soplante se puede utilizar tubería flexible lisa. En este sistema se tiene la
ventaja de no producirse la recirculación de aire viciado. Tiene la limitación en la propia tubería,
ya que el utilizar varios ventiladores en serie hace que las presiones que se generan en la tubería
sean muy elevadas. La tubería ha de soportar estas presiones, así como estar en buenas
condiciones ya que si no las fugas que se producen en la tubería podrían hacer que apenas
llegase aire al frente de trabajo.
SEPARADORES
Cuando en un túnel con gran necesidad de caudal, la relación longitud de tubería frente a
diámetro es muy grande los dos sistemas anteriores se hacen inviables.
La propuesta mediante separadores consiste en instalaciones de ventiladores y tubería en serie,
como si fuese una ventilación escalonada, pero cada ventilador intercalado no estaría conectado
a la tubería de la instalación anterior.

CODIGO: 5134003-06
Una vez ya se conoce el caudal que se necesita en frente, se calcula la instalación necesaria, que
estará definido por la tubería de ventilación y uno o varios ventiladores en serie.
Debido a las fugas que se generan en la tubería, el ventilador tendrá que entregar un caudal
superior al que necesita en el frente de trabajo. Puesto que este ventilador tomará aire limpio de
una instalación anterior, dicha instalación deberá entregar un caudal ligeramente superior de
manera que la diferencia se incorpore como caudal saliente a la galería o túnel evitando que el
último ventilador tome aire de retorno recirculándolo.
Este sistema tiene la principal ventaja de poder utilizar tubería flexible lisa, que para longitudes
de túneles importantes hace que la instalación sea mucho más económica, por otro lado al no
estar conectados los ventiladores, no se producen depresiones en las tuberías que colapsen las
mismas.
Para un correcto ajuste del sistema es conveniente el uso de variares de frecuencia para el
control de los ventiladores, sobre todo para reducir el caudal en el ventilador más próximo al
frente, ya que si tiene menos tubería instalada en cierto momento que la de diseño, puesto que
la resistencia del sistema es menor, el ventilador movilizará mucho más caudal, y si este caudal
es superior al que entrega el sistema anterior, se puede producir un recirculación de aire viciado,
algo que no es muy deseable, por tanto se bajará el caudal del ventilador más próximo mediante
el uso de un variador de frecuencia.

CODIGO: 5134003-06
RECIRCULACIÓN CONTROLADA
Una práctica habitual en otros países es la recirculación controlada de aire. Este esquema es
posible tanto en las ventilaciones aspirantes como impelentes, y consiste básicamente en
provocar de forma consciente y controlada la recirculación de parte del caudal de aire que
retorna del frente, asegurando el caudal efectivo que marca la ASM51.
Entendemos por caudal efectivo (qe) el volumen de aire en m3
/s que llega al frente, menos el
que recircula.
Esta solución tiene la ventaja del aprovechamiento integral del aire introducido en la mina, que
sale limpio, pero evidentemente requiere un estricto control de la calidad del aire recirculado, de
forma que el contenido de gas en el frente nunca alcance concentraciones peligrosas. A priori,
esta idea tiene interesantes posibilidades, pero debe analizarse su viabilidad para cada caso en
concreto, teniendo en cuenta el régimen de desprendimiento de gas de la labor, la ubicación de
las máquinas y del personal, y los aspectos relativos al polvo.
Esta tarea exige, además, la utilización del control ambiental.
IV. CRITERIOS DE DEFINICIÓN DE CAUDALES
La estimación de la cantidad necesaria de aire en una zona de trabajo todavía es un aspecto
empírico en la planificación y diseño de un sistema de ventilación. La mayoría de las referencias
están basadas en experiencias locales de emisiones de gases o de disipación de calor y aún están
referidas de una manera práctica a ratios de m3/s por determinadas unidades: CV Diesel,
toneladas extraídas, m2 de sección de túnel, etc.
Estos métodos de determinación de los caudales serán válidos siempre y cuando los métodos de
trabajo propuesto, tipo de maquinaria y condiciones sean similares a los que dieron lugar a los
ratios de caudal.
Según la experiencia de otras minas se recomienda empezar a cuantificar las necesidades de
caudal en los propios puntos de trabajo, en los fondos de saco.
Para ello, se pueden utilizar numerosas formulaciones para cuantificar el caudal de aire necesario
que me den:
 m3
/s por kilotoneladas de mineral/año.
 m3
/s por KW de Diesel instalado
 m3
/s por un KW de diesel funcionando
 m3
/s por litro de "Diesel" caminando dentro de la mina
 m3
/s por persona en la mina

CODIGO: 5134003-06
A. VELOCIDAD MÍNIMA
La velocidad mínima de retorno de ventilación es un valor de referencia bastante usado por
simplicidad. Como referencia en todo tipo de túneles y galerías, una velocidad mínima de retorno
de 0.5 m/s es suficiente. Esta velocidad define el caudal en el frente de trabajo de 0.5xS m3/s
donde S es la sección del túnel en m2. Si la longitud del túnel es importante, las fugas que se
producirán en la tubería de ventilación incrementará progresivamente el caudal de retorno,
hasta hacerse máximo a la salida del túnel con lo que la velocidad media de retorno será superior
a los 0.5m/s de diseño.
En minería de carbón se usa como referencia una velocidad mínima de retorno de 0.2 m/s para
sus labores en roca, incrementándose a 0.3m/s para labores en carbón.
B. DILUCIÓN DE METANO
La reglamentación de seguridad minera se remonta a 1825, año en el que por Real Decreto se
asigna a la Dirección General de Minas las operaciones de vigilancia e inspección de las labores
mineras. En 1897 aparece el primer Reglamento de Policía Minera, modificado en 1910 y en
1934, y posteriormente modificado para adaptarse a los progresos tecnológicos.
Las ITC (Instrucciones Técnicas Complementarias) destinadas a favorecer la seguridad minera,
están recogidas en el RGNBSM (Reglamento General de Normas Básicas de Seguridad Minera),
publicado en el año 1985 y con competencia de las Comunidades Autónomas. En Asturias se
promulgaron 52 ITCs, con los acrónimos ASM, que son prácticamente idénticas a las ITCs
nacionales excepto dos que son exclusivas de Asturias:
 ASM-51 "Explotación de capas de carbón por el método de Sutirage con subniveles".
 ASM-52 "Sistemas de explotación de labores subterráneas clasificadas, respecto al
riesgo de presencia de grisú y otros gases inflamables".
De todos modos el caudal requerido en el frente por motivos de dilución de grisú es
generalmente menor al requerido por otros criterios. Como norma general, podrá decirse que
habrá que tener una velocidad mínima de 0.3m/s en frentes grisuosos y 0.2m/s en frentes no
grisuosos.
C. DILUCIÓN EMISIONES DIESEL
Se toma como referencia la cantidad de KW Diesel de las máquinas presentes en los trabajos en
la explotación, con los consiguientes coeficientes de simultaneidad, de manera que multiplicado
por la cantidad de aire específico según la legislación, nos da el caudal necesario que ha de
movilizar el ventilador.
Esto tiene un problema, ya que a pesar de que los coeficientes de utilización de las máquinas
diesel cambian en función de la organización, planificación, y sobre todo de la evolución de la
mina, siempre se consideran estos coeficientes constantes en los libros de ventilación, por lo que
debería incidir en este tema, ya que a pesar de que se superen los 0.05 m3/s/CV Diesel No
catalizado o 0.03 m3/s/CV Diesel Catalizado, puede ser que la ventilación pueda ser demasiado
justa. Habrá que tener en cuenta otros factores como velocidad de retorno, temperatura, etc.

CODIGO: 5134003-06
Como referencia orientativa en fase proyecto del caudal de aire necesario en lugares con
utilización de máquinas Diesel:
 Para trabajos con Equipos Diesel Catalizados:
Q (m3/s) = 0.04 (m3/s) x N° de operarios + 0.03 (m3
/s) CV Diesel
 Para trabajos con Equipos Diesel No Catalizados:
Q (m3/s) = 0.04 (m3/s) x N° de operarios + 0.05 (m3
/s) CV Diesel
Con esta formulación obtengo el caudal que necesito para cada fondo de saco.
A efectos prácticos, esta formulación sería suficiente para el dimensionamiento de la ventilación
ya que profundizar en el origen de los coeficientes 0.03 y 0.05 no tiene sentido si no se tiene
claro el coeficiente de simultaneidad de las máquinas que están trabajando en cada frente de
trabajo.
El vigente RGNBSM aborda la problemática asociada a la utilización de motores de combustión
interna en el interior de la mina únicamente desde la perspectiva de exigir una suficiente dilución
de los gases de partículas emitidas, para que las concentraciones ambientales se mantengan por
debajo de los valores admisibles para los distintos gases peligrosos según ITC 04.7.02
"Concentraciones límites de gases".
La única especificación de caudales mínimos en la que se utilicen máquinas de combustión diesel
en la normativa minera española se encuentra en el Reglamento de Policía Minera de 1934, que
establecía un requerimiento de ventilación de 13 m3/s por cada 100KW de potencia nominal,
que corresponde con un ratio de 0.097 m3
/s/CV Diesel, que supone prácticamente el doble que
lo que se considera en los reglamentos mineros internacionales vigentes.
Durante los últimos 15 años, se han conseguido grande mejoras en el desarrollo de los motores
diesel, sobre todo en lo que se refiere a la reducción de las emisiones de partículas. Estas
mejoras específicas se han centrado en el turbo compresor, en la inyección a alta presión y en la
inyección electrónica de combustible.
La combustión incompleta de combustible en los motores diesel produce emisiones que están
formadas por mezclas complejas de gases y partículas de carbón junto con componentes
orgánicos que han adsorbido.
Por lo general, en la mayoría de las minas en USA y en Canadá, los parámetros de diseño del
caudal están basados en ratios tipo "m3/s/CV", y se está empezando a tener muy en cuenta la
dilución de las partículas DPM. Es en estos países donde se están centrando en el control a la
exposición de estas partículas, y que sin duda marcarán una referencia qua acabarán siguiendo el
resto.

CODIGO: 5134003-06
Considerando la cantidad de carbón total por metro cúbico de aire, se observa que en la gran
mayoría de las minas en que el ambiente no era confortable para el trabajo y que en algún
momento se ha tenido que parar los trabajos, implicaba tener valores por encima de
los400TC/ug/m3
.
La mayor cantidad de emisiones son las de los equipos de producción (palas cargadoras,
camiones y locomotoras). Es necesario conocer sobre que valores nos movemos en las emisiones
de partículas de las máquinas atendiendo a tipo de máquina:
TIPO DE MÁQUINA EN
FUNCIÓN DE LA INYECCIÓN
DEL COMBUSTIBLE
VALOR
INFERIOR
[G/HP-HL
VALOR
SUPERIOR
[G/HP-HL
Equipos modernos de
Inyección Directa
0.1 0.4
Equipos Inyección Indirecta 0.3 0.5
Equipos Viejos de Inyección
directa
0.5 0.9
Los valores de las emisiones dentro del rango definido por el valor inferior y el valor superior,
serán tales que para máquinas con buen programa de mantenimiento que estarán más próximos
al valor inferior mientras que en caso contrario se aproximará al otro extremo del rango.
La contribución de partículas de emisiones Diesel (g/min) vendrá dada por la expresión:
Dónde:
 CED: Contribución de Partículas (DPM) en las emisiones de vehículos Diesel [g/min]
 PD: Potencia del vehículo diesel [HP]
 ED: Emisión de partículas diesel (DPM) [g/HP-h]
 EC: Eficiencia del catalizador [%].
 EF: Eficiencia del filtro [%]

CODIGO: 5134003-06
El caudal necesario para la dilución de las partículas hasta el límite de carbón por m3 de aire en
microgramos vendrá determinado por la expresión:
Como referencia, el límite provisional de exposición a partículas Diesel usado es 400-rc µ g/m3
(Recomendaciones de NIOSH y que MSHA está siguiendo), vigente pero que a partir de Mayo del
2008 pasará a ser de 160Tc µg/m3. Para muchas minas, el límite de 400-rc µ g/m3 ha implicado
el uso de máquinas más "limpias", usando cabinas con aire acondicionado en las máquinas y
equipos de respiración autónoma para los obreros que trabajan fuera de las máquinas. El pasar a
un límite de 160Tcµg/m3 supondrá además de estas medidas un incremento del caudal 3 o 4
veces superior al actual.
Pretendemos, de una manera práctica determinar el caudal necesario de manera que sea el
sistema de ventilación el encargado de asegurar el nivel de confort y seguridad a las personas.
La concentración de partículas de carbón totales presente en las emisiones de una máquina
Diesel, TC se asumen como el 80% de la concentración de las partículas DPM, (Diesel Particulate
Matter). Las partículas totales de carbón las podemos dividir en orgánicas y en elementales, de
manera que la concentración de las elementales representa casi el 70% de las totales. Por tanto,
TC = EC x 1.3 = OC + EC, donde EC se refiere a las partículas de carbón elementales y OC a las
orgánicas.

CODIGO: 5134003-06
Si la máquina Diesel tiene un convertidor catalítico, la eficiencia es generalmente del 20%. Por
otro lado, el filtro, tendrá una eficiencia del 85%.
Como análisis a la formulación anterior, si partimos de que todo tipo de máquina llevará filtro y
catalizador, mostraremos a continuación la variación de los ratios tipo "m3/s/CV", en función de
las emisiones de las partículas diesel para los dos límites a los que hemos estado refiriéndonos, y
que representaremos comparando el resultado con los ratio prácticos que se utilizan en España
generalmente 0.03 m3/s/CV y 0.05 m3/s/CV:
Para el cálculo del caudal necesario
Para el límite de 400TC µ g/m3, comparando los ratios para motores Diesel catalizados y con
filtros, se observa que 0.03 m3/s/CV nos cubre el rango de emisiones de partículas de hasta 0.5
g/HP-h, por lo que las máquinas que podríamos usar serán todas las que tengan filtro y
catalizador a excepción de las viejas de inyección directa.
El ratio 0.05 m3/s/CV, prácticamente nos abarca todas las máquinas, incluidas las viejas de
inyección directa siempre que estén catalizadas y con un mantenimiento aceptable. Este ratio se
está utilizando para maquinas No catalizadas y SIN filtros, por lo que si bien, este ratio sería
suficiente para la dilución de los gases, no lo será para la dilución de las partículas carbonosas,
salvo en el caso de máquinas nuevas en muy buen estado y sin catalizar. Esta situación no se
daría, por otro lado, ya que todas las máquinas nuevas ya vienen con filtro y catalizador.
Para el límite de partículas 160TCµg/m3
la restricción será tan grande que limitará el parque de
maquinaria sólo a equipos nuevos de inyección directa y catalizados. Para ese caso, 0.03 m3
/s/CV
estará ya muy justo y solo será válido para las máquinas que estén en muy buen estado, por lo
que no tendrá sentido trabajar con máquinas NO catalizadas, y cualquier otro tipo de maquina
catalizada y con filtro de inyección indirecta necesitará un caudal de aire superior. Como se
puede ver en el gráfico anterior, 0.05 m3
/s/CV nos abarcará sólo máquinas nuevas catalizadas. Si
se utilizasen motores de inyección indirecta catalizados y con filtro se necesitaría ratios de caudal
del orden de 0.085 m3
/s/CV.

CODIGO: 5134003-06
D. DILUCIÓN GASES DE LA VOLADURAS
Es preciso, en primer lugar, conocer la composición del tapón de humos formado
inmediatamente después de la voladura, para poder estudiar su evacuación mediante el sistema
de ventilación.
Los gases y vapores se expanden en la galería hasta detenerse bruscamente, formando un tapón,
cuya longitud inicial es importante estimar para determinar la concentración que en él tienen los
gases. La concentración máxima del tapón se presenta en el frente del mismo.
Al desplazarse el tapón por el túnel o la galería su longitud aumenta y su concentración es gases
nocivos disminuye.
Para determinar el tiempo de dilución de los gases de voladura, se ha de tener en cuenta una
serie de conceptos:
1. Una vez formado el tapón de humos, puesto que la instalación de ventilación está aportando aire
limpio, se empieza a desplazar el tapón de humos a medida que se va mezclando con el aire
limpio. Tendremos, por tanto, una concentración de gases tóxicos inicial en el tapón de humos y
otra final en el momento que el tapón llegue a la salida del túnel. Podemos suponer que en el
volumen del túnel tendremos una mezcla de los gases de la voladura y del aire limpio aportado
que es constante a lo largo de toda la longitud, es decir, si la distancia a la que se encuentre el
tapón de humos en el túnel es de la mitad de la longitud del túnel, desde esa posición hasta el
frente de trabajo, la composición de los gases de la mezcla la suponemos constante.
2.
3. Cuando el tapón llegue finalmente a la salida del túnel, la mezcla tendrá una concentración de
gases tóxicos Gc(ppm), y que puede que sea superior a la concentración admisible de gases
tóxicos Ga(ppm). Por consiguiente, al seguir aportando aire, la concentración de la mezcla
seguirá disminuyendo por lo que tendremos un tiempo de dilución adicional que hemos de tener
en cuenta.
La longitud del tapón de humos viene dada por la expresión:
Donde
 L = Longitud del tapón de humos [m]
 K = 25. Constante de dispersión para los avances en túneles [-]
 M = Masa de explosivos [kg]
 FA = Avance por ciclo [m]
 D = Densidad de la roca [t/m3]
 A = Área del frente de avance [m]

CODIGO: 5134003-06
Este tapón de humos tendrá una composición de gases nocivos y que dependerán del tipo de
explosivo utilizado pero como "referencia" tenemos:
GAS GAS
PRODUCIDO/KG
EXPLOSIVO
[KG/KG]
DENSIDAD DEL GAS
(G/M3)
VOLUMEN DE GAS
PRODUCIDO /KG
DE
EXPLOSIVO (M3)CO 0.0163 1.25 0.01304
C02 0.1639 1.977 0.082903
N02 0.0035 1.36 0.002574
De los gases nocivos que se van a encontrar en los productos de la voladura, los más restrictivos
será los NOx. El valor admisible para el NO2 oscila en un valor a 1.5 ppm.
Así, teniendo en cuenta que la relación N02/NOx aceptada en túneles es de un 10% los niveles
admisibles de NOx que se puede considerar son de 15 ppm.
Para calcular la concentración de gas de la voladura en el túnel, se asume que dicho gas ahora se
mezcla con el aire limpio aportado ocupando finalmente todo el volumen del túnel.
 GTUNEL = Concentración de gas en el túnel [ppm]
 VGAS = Volumen de gas / kg explosivo [m3]
 Explosivos =Cantidad de explosivos utilizados en cada voladura [kg] Volumen
del túnel= [m3]
En esta etapa vamos a asumir que la cantidad de aire que se está suministrando se mezcla
perfectamente con los gases del tapón. Por tanto, podemos definir ahora el tiempo que lleva
producirse la mezcla, tmezcla:
Una vez pasado el tiempo de la mezcla, pudiera ser que la concentración de gases nocivos tenga
valores superiores a los admisibles. Si así fuese, aún se necesita un tiempo adicional de dilución
durante el cual el continuo aporte de aire bajará los valores de concentración de los gases de las
voladuras a los valores correctos.

CODIGO: 5134003-06
Se define por tanto tiempo de dilución, tdilución como:
Por tanto, podemos decir que para un caudal dado, para llegar a una concentración de gases
admisible, se necesitará un tiempo de limpieza:
Tiempo de limpieza = Tiempo de mezcla + Tiempo de dilución.
Este será el tiempo máximo de espera para entrar al túnel después de la voladura y poder
encontrar valores admisibles de las concentraciones de los gases.
Se ha supuesto que en el primero de los tiempos se produce una mezcla perfecta de los gases,
cosa que no tiene por que ser del todo cierta.
Si no se produjese ningún tipo de mezcla, el aire limpio desplazaría al tapón de humos hasta el
final por lo que el tiempo de limpieza sería solamente el tiempo que hemos calculado como
tiempo de mezcla.
La realidad será una situación intermedia, por lo que podemos decir que el tiempo de limpieza
será finalmente:
Tiempo de mezcla < Tiempo de limpieza < (Tiempo de mezcla + Tiempo de dilución).

CODIGO: 5134003-06
V. PÉRDIDAS DE CARGA DE LA INSTALACIÓN
A. NATURALEZA DE LAS PÉRDIDAS DE UN CIRCUITO DE VENTILACIÓN SECUNDARIA:
Las pérdidas de carga de un circuito de ventilación auxiliar pueden dividirse en pérdidas por
fricción, pérdidas singulares y pérdidas por presión dinámica:
PÉRDIDAS POR FRICCIÓN:
Las pérdidas por fricción son aquellas que se producen en los conductos de paso de aire debido
al rozamiento con las paredes de los mismos, así como al propio rozamiento entre las partículas
del fluido. Estas pérdidas se calculan a partir de la fórmula general de Darcy-Weisbach, que
expresada en términos de presión, tiene la forma siguiente:
Dónde:
 ΔPf es la pérdida de carga del aire debida a fricción [Pa].
 ρ es la densidad del aire [kg/m3].
 λ es el coeficiente adimensional de fricción del conducto.
 L es la longitud del conducto en [m].
 u es la velocidad del aire en el conducto [m/s].
 DH es el diámetro hidráulico del conducto [m].
En un circuito de ventilación auxiliar, las pérdidas por fricción de importancia de cara al diseño de
la instalación son las de la tubería, siendo las de las galerías del túnel o mina despreciables frente
a estas (suponen en general menos de un 1% en relación a las de las tuberías).
LAS PÉRDIDAS SINGULARES
Las pérdidas singulares son aquellas que se producen cuando el flujo de aire cambia de dirección
o el conducto cambia de sección. Estas pérdidas se calculan como un porcentaje sobre la presión
dinámica del fluido calculada en el punto singular:

CODIGO: 5134003-06
Dónde:
 ΔPsin es la pérdida de carga del aire [Pa].
 ξ, es el coeficiente de pérdida del elemento, obtenido experimentalmente.
el resto de parámetros ya han sido definidos.
En un circuito de ventilación auxiliar, esto ocurre en elementos como codos, cambios de
diámetro de la tubería, puntos de bifurcación de la tubería, rejillas de protección de tubería o
ventilador, etc.
La única dificultad del cálculo de estas pérdidas está en usar una correcta estimación del factor C.
Es mucha la literatura, basada principalmente en ensayos experimentales, que se ocupan de esta
labor. Sin embargo, con el fin de proponer valores de referencia para las geometrías más usuales
que podemos encontrarnos en un circuito de ventilación secundaria, pueden aceptarse los
valores propuestos en la norma SIA 196 (1998), norma de referencia a nivel mundial en cuanto a
ventilación en fondo de saco se refiere.
Las geometrías de elementos singulares y valores recomendados para el factor C, son las
siguientes:
 Ensanchamiento de la sección
Puede observarse en este caso como la pérdida disminuirá fuertemente si la diferencia de
sección disminuye.
 Estrechamiento de la sección
Al igual que en el caso anterior, si la diferencia de secciones es pequeña, el factor y por tanto la
pérdida de carga disminuirá.

CODIGO: 5134003-06
 Codos de formados por círculos concéntricos
En este caso, una disminución del radio de curvatura provocará un brusco aumento del factor de
pérdida, mientras que dicho factor varía proporcionalmente con el ángulo del codo, siempre y
cuando las condiciones de radio medio y diámetro de conducto se mantengan.
 Codos formados por segmentos rectos
La tabla anterior es válida para segmentos de longitud al menos igual al diámetro de la tubería.
Las pérdidas de carga disminuirán cuantos más largos sean dichos segmentos.
 Derivaciones de caudal
La pérdida de carga en la parte recta del conducto es relativamente pequeña, mientras que en la
ramificación esta depende mucho del reparto de caudales y el ángulo de derivación
.

CODIGO: 5134003-06
 Bifurcaciones
 Juntas de caudal (tuberías aspirantes)
En este caso, los signos negativos en el factor de pérdida C, significan que para un reparto de
caudal como el que se indica, la rama a que corresponde el factor negativo se beneficia del
efecto de succión provocado por la otra rama, que aporta un caudal mucho mayor.

CODIGO: 5134003-06
 Rejillas de protección.
Las pérdidas de carga debidas a una rejilla dependen fundamentalmente de la sección neta de la
misma.
Definimos el factor a' como:
En función de este factor se proponen los valores de Ϛ, dados en la siguiente tabla:
Las rejillas usualmente usadas para protección de las instalaciones en ventilación secundaria
suelen tener un 90% o más de factor a', por lo que son frecuentes factores de 0.5 o inferiores.
Hemos de tener en cuenta en este caso, que al calcular la pérdida de carga según (2), la
velocidad del aire será considerada sobre la sección total.
 Orificios de entrada
Los orificios de entrada a conductos también tienen una pérdida de carga.
Si la entrada de aire al conducto es a través del ventilador, como es el caso de sistemas con
tubería soplante, suelen instalarse toberas de admisión para minimizar esta pérdida. En cualquier
caso, esta pérdida puede considerarse como parte de la provocada por el ventilador, y
normalmente será proporcionada por el fabricante una vez conocidas las condiciones de trabajo
(presión, caudal, etc).
Si la entrada de aire al conducto se produce directamente por la tubería, como es el caso de
sistemas con tubería aspirante, hemos de tener en cuenta dicha pérdida de carga, debida a que
la fuerza de succión proveniente de la tubería provoca una distribución de velocidades no
homogénea en el exterior, como se aprecia en la figura siguiente.

CODIGO: 5134003-06
En estos casos suele considerarse un factor C, ~ 0.9, que puede ser disminuido de forma
importante si se prepara un dispositivo de admisión adecuado (tipo tobera, etc)
LAS PÉRDIDAS POR PRESIÓN DINÁMICA
Al final del circuito, usualmente a la salida de la tubería (sistemas soplantes) o la salida del
ventilador (sistemas aspirantes) se ha de tener en cuenta la presión dinámica con la que el aire
sale, ya que ésta es una pérdida más. Estas pérdidas no tienen mayor complicación y se calculan
por la fórmula general de la presión dinámica:
donde todos los parámetros ya han sido definidos.
B. METODOLOGÍA GENERAL PARA EL CÁLCULO DE PÉRDIDAS DE CARGA:
PROBLEMÁTICA DE LAS CONDICIONES REALES. FACTOR DE FUGAS DE UNA TUBERÍA:
La ecuación de Darcy-Weisbach tiene un problema fundamental cuando el fluido es aire y se
aplica en una tubería real: las fugas.
Estas fugas, inicialmente, dependen de las propias características de la tubería, pero ha de
tenerse en cuenta que estas tuberías están instaladas en un sistema dinámico, es decir, al mismo
tiempo que se aporta aire están trabajando en el frente, por lo que es muy frecuente que las
tuberías se vean deterioradas con el paso del tiempo. De cómo detectar problemas de fugas
masivas debidas al deterioro de la tubería por la maquinaria o método de trabajo hablaremos
más adelante. No obstante, y de cara al cálculo de las pérdidas de carga en la tubería, cabe
modelizar las fugas en este apartado.
Al producirse las fugas en una tubería se reduce el caudal que pasa por el mismo, y por tanto la
velocidad "u" de paso del aire. Por tanto, según la fórmula de Darcy-Weisbach se producen
variaciones diferenciales de presión. Esto nos lleva a que dicha fórmula no es aplicable para una
tubería en su conjunto, sino que debe ser tratada en elementos diferenciales considerando una
ley de fugas que tenga en cuenta dichas condiciones.
Se define como área relativa de fugas Ar a la relación entre la superficie geométrica de fugas y la
superficie de perímetro de conducto [m2
/m2
].
Pero de cara a una caracterización de la tubería, no sólo se ha de tener en cuenta esta relación
de áreas. Al paso del aire por estos agujeros se produce una pérdida singular, con su factor £
correspondiente. Por tanto, el parámetro que nos interesa es la denominada superficie de fuga
activa o área específica de fuga f* [mm2
/m2
], definida como:

CODIGO: 5134003-06
Normalmente se expresa en mm2
de fugas por m2
de tubería [mm2
/m2
]
Este parámetro junto con el coeficiente de rozamiento X nos sirve para caracterizar las tuberías.
Una clasificación frecuente es la que se muestra en la tabla anterior, que recopila los valores de X
(MVS 1992) y f* (Le Roux 1986) más ampliamente usados a nivel mundial.
Se consideran tuberías o conductos de la clase S-0 (excelentes) a los que son nuevos, y tienen
una longitud entrejuntas superior a 100 metros. Aunque en principio muchos tipos de tubería
podrían cumplir estos requisitos, de cara al diseño de una instalación de ventilación secundaria,
sólo se considerarán de la clase S-0 los de túneles excavados mediante TBM, ya que se entiende
que no existen razones para un deterioro puntual de las mismas.
Los conductos de la clase A-l (muy buenos) son conductos que si bien reúnen las condiciones
para ser S-0, existe el riesgo evidente de que puedan deteriorarse en el transcurso de la obra, por
motivos como paso de maquinaria.
Las tuberías de la clase B-2 (buenos) son aquellas que si bien reúnen condiciones para ser S-0,
existe la certeza de que van a ser deterioradas en la fase de excavación, por ejemplo, cuando se
planea el uso de explosivos en el avance.
Se consideran conductos clase C-3 (normales) a los conductos que llevan en servicio un cierto
tiempo, reutilizados, y con alguna fuga visible a lo largo del mismo.

CODIGO: 5134003-06
Por último, son conductos de la clase D-l (malos) los que tienen muchas fugas visibles a los largo
de los mismos.
A pesar de las consideraciones anteriores, cada caso particular debe ser analizado
cuidadosamente. En ocasiones, pese a que la excavación del túnel sea con TBM, puede que se
realicen labores auxiliares con explosivos. Esto suele ser frecuente cuando tenemos dos túneles
paralelos y entre ambos se proyectan galerías de comunicación para emergencia. En estos casos
la experiencia dice que pueden producirse agujeros en la tubería en las cercanías de estas
galerías de emergencia, debido a los materiales proyectados por la voladura.
Este tipo de cosas ha de tenerse muy en cuenta tanto en el diseño como en las labores de
mantenimiento, y por tanto, hacemos hincapié en que cada proyecto es diferente y debe ser
estudiado en profundidad. No obstante, la experiencia dice que la clasificación anterior, si es
usada considerando las particularidades del proyecto, es una buena aproximación a la realidad.
ECUACIONES DE BASE Y ALGORITMO DE CÁLCULO
Teniendo en cuenta las consideraciones hechas en el apartado anterior, vamos a plantear un
método de cálculo a partir del cual se puedan calcular de la forma más exacta posible las
pérdidas de carga de un circuito de ventilación en fondo de saco.
Para ello, vamos a modelizar un elemento diferencial de tubería en el que nos basaremos para el
desarrollo del algoritmo de cálculo propuesto.
Donde
 A es la sección del elemento diferencial [m2]
 D es el diámetro del elemento diferencial [m]
 P es la presión existente inicialmente en el elemento [Pa]
 ΔP es la variación de presión existente en el elemento [Pa]
 x es la longitud al inicio del elemento [m]
 Δx es la longitud del elemento [m]
 u es la velocidad de flujo a través de la sección A [m/s]
 v es la componente de la velocidad perpendicular al eje del conducto
(causante de las fugas) [m/s]

CODIGO: 5134003-06
A partir de esta figura podemos obtener una ley de fugas razonando de forma lógica: La cantidad
de aire fugado dependerá fuertemente de la diferencia de presión P - P0, donde Po es la presión
dinámica de salida del aire fugado. La velocidad "v" de aire fugado a través de los orificios de la
tubería puede calcularse por medio de la variación de presión a través de los mismos, si tenemos
en cuenta como hemos visto, el orificio se comporta como una pérdida singular de factor de
pérdida £.
A medida que avanzamos hacia el final de la tubería, la presión P es menor, y por tanto "v" y
consecuentemente el caudal de fugado también será cada vez menor. Por tanto, es interesante
poner énfasis en reducir las fugas en las cercanías del ventilador
Conocida la velocidad v del aire fugado, y estableciendo un balance de masas en el elemento
diferencial de tubería de la figura, tenemos que:

CODIGO: 5134003-06
Si escribimos la ecuación de Darcy-Weisbach de acuerdo a nuestro elemento diferencial de
tubería, tenemos que:
Las ecuaciones representan base para el cálculo de las pérdidas de carga en una tubería. Se trata
de un sistema de ecuaciones diferenciales para el que existen soluciones analíticas. Sin embargo,
en los tiempos modernos, parece lógico resolver el problema de forma numérica, es decir,
planteando un algoritmo iterativo de modo que pueda ser programado y resuelto por un
ordenador.
Para empezar, conviene expresar las ecuaciones en términos de caudal, teniendo en cuenta que
la velocidad u es igual al caudal Q dividido entre la sección de la tubería, supuesta redonda. Por
tanto:
La ecuación (cuantifica las fugas producidas en el elemento diferencial de tubería, mientras que
la ecuación particulariza la ecuación de Darcy-Weisbach para una tubería redonda.
Con esto, el algoritmo de cálculo sería como sigue:
1. División de la tubería en un número "n" de elementos diferenciales (tramos de un metro
son más que suficientes para nuestros propósitos)
2. Presiones y caudales iniciales a considerar.
P0: Será la presión de partida de la tubería. En tuberías soplantes, es igual a la presión
dinámica (3) de salida de la tubería más la pérdida de los elementos singulares que
puedan estar a la salida de la tubería, como pueden ser un cassette en caso de
tuneladoras, etc. En tuberías aspirantes, será la pérdida debida a la singularidad de
entrada en la tubería.
Qo: Será el caudal a aportar o extraer en el frente, calculado como se indica en el
apartado dedicado a tal fin.

CODIGO: 5134003-06
3. Iteración
Así continuaríamos hasta completar la longitud total de la tubería, es decir, cuando x sea igual a
"n Δx".
Usar un método iterativo para resolver el sistema nos permite conocer que está pasando en cada
parte de la tubería, así como considerar las pérdidas por elementos singulares en el lugar que
corresponde, algo que es imposible de conseguir si utilizamos las soluciones a las ecuaciones
diferenciales de base, ya que desconoceríamos la velocidad de aire que hay en el punto de la
singularidad.
Además, este método nos permite dar diferentes propiedades a los distintos elementos de la
tubería, pudiendo así realizar una mejor simulación de las fugas puntuales por grandes agujeros,
las variaciones de diámetro, o cualesquiera otras propiedades de la tubería, dándonos en
definitiva las herramientas para un mejor entendimiento del sistema.
ANÁLISIS DE LOS PARÁMETROS QUE INTERVIENEN EN EL CÁLCULO. PUNTOS SENSIBLES.
Para lograr el mejor diseño y la optimización de los equipos en una instalación de ventilación
secundaria, es necesario conocer los parámetros que intervienen en el cálculo así como su
influencia en la selección de los equipos adecuados.
A modo de ejemplo, podemos imaginarnos un frente de 1000 metros de longitud, con sistema
soplante, y vamos a plantearnos el problema de elegir la tubería adecuada, atendiendo a
criterios estrictamente de cálculo, es decir, teniendo en cuenta las variables que influyen en el
cálculo de pérdidas de carga.
Como hemos visto podemos estimar los valores de X y f* en función del tipo de excavación, por
lo que a priori estos son factores sobre los que difícilmente podemos incidir (solo podríamos
poner empeño en el mejor mantenimiento posible de la tubería). Consideraremos en
este ejemplo una tubería de clase A-l, es decir un X=0.02 y un f* de 10 mm2 /m2.

CODIGO: 5134003-06
Por otro lado, el caudal a poner en el frente vendrá determinado por otros criterios, y pese a que
hay una cierta flexibilidad, consideraremos a efectos de este ejemplo que es inamovible y de un
valor por ejemplo de 20 m3/s.
Si realizamos el cálculo de las pérdidas de carga del circuito para diferentes diámetros de tubería,
podemos llegar a resultados esclarecedores. Podemos calcular la potencia necesaria en el
ventilador como:
Donde
 P es la presión total del sistema [Pa]
 Q es el caudal obtenido en el ventilador [m3/s]
 Ƞ es el rendimiento aeráulico del ventilador, que estimaremos en un 75% para
este ejemplo.
Si representamos en una gráfica la potencia de ventilador necesaria frente al diámetro de tubería
utilizada, puede apreciarse cuán importante es la elección del diámetro adecuado.
Observando la gráfica, vemos que hay un intervalo de diámetros que no parecen lógicos para
estas condiciones de frente, y sin embargo, a partir de diámetros de 1200mm y mayores, las
variaciones de potencia son mucho menores. A partir de este momento, la elección del diámetro
de tubería a utilizar vendrá dada por alguno de los siguientes criterios:
 La relación coste del kw de ventilador instalado frente al coste de la tubería.
 El gálibo libre necesario para el paso de la maquinaria que va a trabajar en el túnel.

CODIGO: 5134003-06
En el caso de que el gálibo necesario para paso de maquinaria nos obligue a ir a diámetros
pequeños, y a priori inadecuados para la instalación existente, puede adoptarse la solución de
usar dos líneas independientes de ventilación, de forma que cada una de ellas ponga tan sólo la
mitad del caudal necesario en el frente.
Esto tiene la desventaja de que duplicamos equipos, pero la pérdida la pérdida de carga es
menor y por tanto en general la potencia instalada es más baja.
Como se desprende del análisis de la gráfica anterior, no tendría sentido usar dos líneas para
diámetros relativamente grandes, ya que el ahorro de potencia es relativamente poco en
comparación con el coste de duplicar la instalación. Además, hay que tener presente que la
razón fundamental de esta variante es el conseguir gálibo suficiente, luego lo lógico sería usar
este sistema, cuando sea necesario, con los diámetros más pequeños posibles.
Cuando las secciones del túnel son de tipo cuadrado, el sistema de dos líneas es
extremadamente útil, ya que ocuparía relativamente el mismo espacio instalar una línea o dos.
En caso de secciones clásicas en D o en herradura, es más complicado, y aunque es igualmente
posible, la instalación de dos líneas nos reduce al mismo tiempo el gálibo efectivo.

CODIGO: 5134003-06
VI. REGLAS DE ORO DE LA VENTILACIÓN
A. IMPORTANCIA DEL DIÁMETRO EN LA ELECCIÓN DEL VENTILADOR:
El diámetro suele estar limitado por el gálibo de la galería o del túnel, sobre todo cuando su
sección ha quedado reducida por su convergencia, (caso de minas de carbón) o por el paso de
maquinaria de grandes dimensiones a través de los túneles.
Hay que definir siempre el diámetro máximo posible, y procurar utilizarlo ya que las ventajas de
utilizar diámetros mayores, implica directamente un ahorro en consumo eléctrico inmediato,
además de necesitar ventiladores de menor capacidad y de reducir el caudal de fugas, puesto
que estos parámetros dependen directamente de la presión del sistema.
En caso de que no haya espacio disponible para una tubería de un diámetro concreto, podría
estudiarse la posibilidad de elegir dos tubos con un menor diámetro. Hay fabricantes que
ofrecen configuraciones de tubería en este sentido, con tuberías ovaladas, dos tuberías
tangentes con sustentación común, tuberías "oval lay fíat", etc.
La elección del tipo de tubería es esencial. Existen proyectos de ventilación en los que se ha
ahorrado entre un 2% y un 3% del costo del sistema de ventilación, y que finalmente, por la
falta de calidad de la tubería se ha tenido que suspender las labores de avance. Esto finalmente
ha tenido un costo muy superior al ahorro inicial
B. IMPORTANCIA DEL USO DEL VARIADOR DE FRECUENCIA:
En los ventiladores que ventilan fondos de saco de gran longitud, es muy recomendable el uso
de variadores de frecuencia. En túneles muy largos el caudal que pasa por el ventilador es
sensiblemente mayor que el requerido en el frente, debido a las mencionadas fugas. A igualdad
de condiciones de tubería, estas fugas será mayor cuanto menor sea el diámetro de la tubería,
debido a que las presiones de trabajo son muy superiores. Cuando se está en una fase inicial de
trabajo, la longitud de tubería no será muy grande por lo que la resistencia aeráulica de la
instalación será más baja. Como consecuencia, el ventilador entregará mucho más aire que el
necesario, que el diseño, pudiendo incluso, en ciertos casos ser un inconveniente.
Puesto que el caudal que moviliza un ventilador es proporcional a la velocidad de rotación del
motor, podemos ajustando dicha velocidad entregar en el frente de trabajo el caudal que
queramos para todas las longitudes parciales de avance que tengamos en nuestro túnel.
Como es lógico al principio de obra no será necesario que el ventilador funcione a pleno
rendimiento y con el variador lograremos optimizar la velocidad de dicho ventilador, con el
consiguiente ahorro energético. Este ahorro de energía compensa con creces la inversión de
instalar un variador de frecuencia.

CODIGO: 5134003-06
Suponemos que la velocidad nominal del motor es n0. Analizaremos la repercusión de utilizar el
ventilador a otra velocidad ni, tal que: nx * n0
La relación de las presiones y de los caudales respecto a la variación de velocidad es:
De esta forma podemos deducir que:
 Si para el 100% de la velocidad del motor tenemos el consumo del 100% de la potencia
en el eje, con sólo bajar un 10% la velocidad, lo que implica bajar un 10% el caudal de
aire, estamos consumiendo menos del 73% de la energía, ahorrando más del 27%.
 Si la reducción de caudal es del 50%, estamos consumiendo el 12.5% de la energía,
ahorrando el 87.5% de la potencia en el eje.

CODIGO: 5134003-06
Por todo esto, es recomendable el uso del variador de frecuencia en este tipo de instalaciones,
ya que al principio de las obras al no tener mucha longitud de tubería instalada, la resistencia
del circuito es muy inferior a la resistencia para la que se diseñó el ventilador, por lo que se
estará entregando mucho más aire que el que se necesita, incluso llegando a ser molesto.
Mediante el uso del variador, ajustamos el caudal del ventilador al caudal de diseño
independientemente de la longitud que se tenga de tubería, por lo que con esta regulación se
está ahorrando energía.
C. IMPORTANCIA DEL NÚMERO DE JUNTAS DE LA TUBERÍA
A mayor longitud de cada tramo de tubería, menor número de juntas, menor caudal de fugas,
por tanto menor presión necesaria en el ventilador, menor capacidad del ventilador.
Por otro lado, la unión entre tramos de tubería ha de ser diseñadas para minimizar las fugas,
compatibles con la duración de la instalación.
Este punto es mucho más importante en tuberías flexibles reforzadas ya que debido a su
manejo los tramos de tubería son más cortos, por lo que tendrá muchas más juntas que una
tubería flexible lisa.

CODIGO: 5134003-06
VII. DISPOSICIÓN DE LA VENTILACIÓN SECUNDARIA EN EL ENTORNO
A. POSICIÓN RELATIVA RESPECTO A LA VENTILACIÓN PRINCIPAL:
Para el caso de la minería, en la posición desde la que se realiza la toma de aire para la
ventilación secundaria, el caudal de aire de ventilación principal que circula debe ser al menos
1,3 veces mayor que el caudal que moviliza el ventilador secundario. Con esto se trata de evitar
que no se recircule de nuevo parte del aire viciado.
Algo parecido ocurre en túneles en los que el ventilador está muy próximo a la boca de entrada y
en donde si la velocidad de salida del aire viciado en importante, parte es aspirado por el
ventilador.
B. GÁLIBOS MÁXIMOS:
En lo que se refiere a este punto hacer hincapié en que el hecho de ir al diámetro de tubería
mayor posible implicará siempre menor presión en el ventilador, y por tanto, menor cantidad de
aire fugado en la instalación, reduciéndose drásticamente la potencia del ventilador. La
limitación viene dada generalmente por espacio que queda libre en el túnel entre los hastiales y
techo y los vehículos que circulan por él.
Es importante tener en cuenta este factor ya que si no respetamos este gálibo, la tubería estará
deteriorándose continuamente al paso de los vehículos.
C. TUBERÍAS ESPECIALES OVAL LAY FÍAT / TWIN:
Cuando se tiene problemas de gálibo con la tubería y para el caudal que se necesita se necesita
un diámetro más grande, una solución que se adopta es la de utilizar una tubería oval o dos
tuberías más pequeñas en paralelo.

CODIGO: 5134003-06
La solución de utilizar tubería ovalada, ha de estudiarse muy bien ya que para la misma sección
de área libre de la tubería que otra circular, ésta tiene más resistencia, si es que lleva membrana
separadora. Por otro lado, si se utiliza para caudales importantes generando presiones altas, la
tubería sufre en los nervios de unión, por lo que puede acabar rompiendo, sobre todo en los
arranques.
INSTALACIÓN DE TUBERÍA USADA
Se procurará que la tubería esté en las mejores condiciones posibles, sobre todo se deben
colocar los tramos de tubería en mejor estado y de mayor longitud lo más cerca del ventilador,
puesto que de esta manera al tener un orificio equivalente de fugas más bajo, el caudal fugado
será menor que si está en peor estado, ya que precisamente cuanto más cerca del ventilador se
esté, más depresión soportan los tramos.
En caso de que la tubería se deteriore mucho durante las voladuras, de manera que dificulte el
aporte de aire al frente de trabajo, debido a las proyecciones que se producen, se recomienda
usar tubería de sacrificio, de manera que cuando con esta se avance la longitud de un tramo de
tubería principal, se sustituye la de sacrificio por una en buenas condiciones, avanzando también
a su vez la tubería de sacrificio un tramo más para así poder continuar excavando sin deteriorar
la línea principal.

CODIGO: 5134003-06
VIII. CONTROL Y SEGUIMIENTO DE LA VENTILACIÓN SECUNDARIA
A. SISTEMÁTICA DE CONTROL:
A medida que se va desarrollando los trabajos de avance de un túnel o de una galería, el
conducto de ventilación va paulatinamente deteriorándose. Al principio, se tiene menos longitud
de tubería, por lo que la presión que se ejerce sobre el conducto es menor, y además la tubería,
si no es reutilizada estará en muy buenas condiciones. Con el incremento de tubería paro
poder llevar el aire al frente de trabajo, que cada vez estará más lejos del ventilador, también
aparecen daños en el conductos debido a proyecciones de voladuras, roturas por el paso de
maquinaria, etc.
Estos daños, finalmente, se traducen a fugas de aire que no llegará al frente de trabajo, y puesto
que la presión en la tubería irá aumentando, ya que también aumentará continuamente la
longitud, las fugas se incrementarán.
Será necesario para un correcto control de la instalación, establecer una metodología de control
y seguimiento de la evolución de la instalación. El tipo y la velocidad de avance de la obra
determinarán la frecuencia necesaria de tales inspecciones.
Se debe, por tanto, establecer un control visual por parte de los encargados de la instalación, con
el fin de que se actué lo más rápidamente sobre anomalías como:
 Roturas en la tubería.
 Mal estado de uniones y acoples de tubería.
 Curvas y enredos en la tubería
 Suspensiones defectuosas
 Mal estado del cable fiador o cuerda de suspensión
 Mal funcionamiento de los ventiladores.
 Distancias apropiadas de la tubería de ventilación respecto al frente de avance
y solapes en caso de ventilaciones mixtas.

CODIGO: 5134003-06
Todos los agujeros y defectos del conducto deben repararse cuanto antes. Un agujero se
reparará más fácilmente soldando un parche mediante la soldadora de aire caliente, mientras el
conducto está suspendido y con la instalación de ventilación en funcionamiento. Si el agujero
tiende a aumentar, hay que coserlo primero con pequeños pedazos de tela o hilo. Conviene
tener un kit reparador de tubería de ventilación siempre a mano con el fin de optimizar y no
demorar esta tarea.
Igualmente, con el objetivo de establecer un control sobre el caudal en el sentido de mantener
las condiciones de confort adecuadas:
 Control de caudal en el frente de avance.
 Control de caudal a la salida del ventilador.
 Análisis del caudal en el ventilador frente al caudal aportado por la ventilación
principal.
B. MEDIDAS DE VELOCIDAD DE AIRE:
La velocidad del aire puede medirse en las galerías o directamente en las tuberías de ventilación
secundaria. Los dispositivos a utilizar para la medición de velocidad. A continuación vamos a
explicar la forma más adecuada de realizar las medidas.
TUBO DE PITOT
Existen varios modelos de tubos de Pitot, con boquillas de diferentes diámetros en función del
diámetro del conducto donde se va a realizar la medición:
Para la medición con el tubo de Pitot se utilizará el método polar simplificado. Este método
consiste, de forma resumida, en seleccionar una sección transversal del conducto y medir en tres
puntos (A, ByC) situados en un radio de dicha sección.
Estos puntos se encuentran localizados en la intersección del radio de medición con las
circunferencias medias de 3 anillos, de igual área, de acuerdo con la figura siguiente.

CODIGO: 5134003-06
Para calcular la distancia a la que se encuentran estos puntos, se utilizarán las siguientes
fórmulas:
Donde:
 Re: radio del conducto, en m.
 Sc: sección transversal del conducto, en m2.
 Sm: sección de cada anillo, en m2.
 R¡: radio de la circunferencia exterior que delimita un anillo, en m.
 r¡: radio de la circunferencia central de cada anillo, en m.
Una vez calculadas las distancias a las que debe introducirse el tubo de Pitot, se procede a medir
en cada punto de medición (A, B y C). Para cada punto se obtiene y se anotan los datos de la
presión estática, dinámica y total, junto con los datos de las condiciones ambientales
(temperatura y presión manométrica), diámetro y tipo de tubería, etc.

CODIGO: 5134003-06
Para diámetro grandes de tubería y en caso de requerir una gran precisión, se utiliza mayor
número de medidas en punto de medición, en ese caso podemos tener 6, 8 o 10 posiciones para
cada diámetro de medida. Las posiciones en cada diámetro serán:
También hemos de elegir el número de diámetros de medición. Si se necesita medir con gran
precisión se ha de elegir más de un diámetro, Como mucho 3 o 4, sobre todo para medicines
donde hay una gran torsión en el flujo.
INGENIERIA DE MINAS – UNT
VENTILACION DE MINAS

Ventilacion secundaria 513400306

Recommandé

Recommandé

Contenu connexe

Tendances

Tendances (20)

En vedette

En vedette (20)

Similaire à Ventilacion secundaria 513400306

Similaire à Ventilacion secundaria 513400306 (20)

Ventilacion secundaria 513400306