CALCULO DE CAUDAL DE AIRE REQUERIDO CURSO: VENTILACION MINERA SUBTERRANEA Ing. EDWIN BERNEDO
D.S. 023-2017-EM El pasado 16 de agosto de 2017 se ha publicado el Decreto el Decreto Supremo Nº 0232017-EM que 2017-EM que modifica el Reglamento de Seguri gurida dad d y Salud alud Ocup Ocupac acio ion nal en Miner nería (apr aprobado bado por el Decr Decret eto o Supremo 24-2016-EM). El DS 02 0233-20 2017 17-E -EM M modi modifi fica ca vario arioss artíc artículo uloss del Regla Reglamen mento to e intro introduc ducee nuevos anexos.
ANEXO 38 El Anexo 38, contempla aspectos relacionados con la ventilación minera, haciendo dos clasificaciones: Ventilación para minas CON equipos diésel. ✓ Ventilación para minas SIN equipos diésel. ✓
REQUERIMIENTO TOTAL DE AIRE ( ) CUANDO EN LA OPERACIÓN SE UTILICE EQUIPOS CON MOTOR PETROLERO. La demanda de aire al interior de la mina debe ser calculada de acuerdo al literal d) del artículo 252 del reglamento, considerando la fórmula siguiente: = +
DONDE: = Caudal total para la operación 1 = La sumatoria de caudal requerido por: a) El número de trabajadores ( ). b) El consumo de madera ( ).
c) Temperatura en labores de trabajo ( ). d) Equipos con motor petrolero ( ). = 15% del 1
SEGÚN EL NRO. DE TRABAJADORES ( ) El calculo del requerimiento del aire según el numero de trabajadores, esta dada por la siguiente formula:
= ∗
DONDE: = Caudal total para “n” trabajadores (m³/min); = Caudal mínimo por persona de acuerdo a escala establecida en el artículo 247 del
reglamento; N = Número de trabajadores de la guardia más numerosa.
SEGÚN EL NRO. DE TRABAJADORES ( ) D.S. 024-2016-EM. ARTICULO 247. En los lugares de trabajo de las minas ubicadas hasta mil quinientos (1,500) metros sobre el nivel del mar, la cantidad mínima de aire necesario por hombre será de tres metros cúbicos por minuto (3 m3/min). En otras altitudes la cantidad de aire será de acuerdo a la siguiente escala: 1. De 1,500 a 3,000 msnm aumentará en 40% que será igual a 4 m³/min. 2. De 3,000 a 4,000 msnm aumentará en 70% que será igual a 5 m³/min. 3. Sobre los 4,000 msnm aumentará en 100% que será igual a 6 m³/min.
6 m³/min
4000 msnm
5 m³/min
3000 msnm 1500 msnm
0 msnm
MONTAÑA
4 m³/min 3 m³/min
SEGÚN EL CONSUMO DE MADERA ( ) El calculo del requerimiento del aire según el consumo de madera, esta dada por la siguiente formula:
= ∗
DONDE: = Caudal requerido por toneladas de producción (m3/min)
u = Factor de producción, de acuerdo a escala establecida en el segundo párrafo del literal d) del artículo 252 del reglamento; T = Producción en toneladas métricas húmedas por guardia.
SEGÚN EL CONSUMO DE MADERA ( ) ARTÍCULO 252. LITERAL D. SEGUNDO PÁRRAFO. (D.S. 023-2017-EM). La madera empleada al interior de la mina para labores de sostenimiento, entre otras, genera emisiones de gases de CO2 y CH4, factor que debe ser tomado en cuenta para el cálculo del aire necesario al interior de la mina. Este factor se determina de manera proporcional a la producción. Para el cálculo debe considerase la siguiente escala: - Si el consumo de madera es del 20 % hasta el 40 % del total de la producción, el factor de producción debe ser de 0.60 m³/min. - Si el consumo de madera es del 41 % hasta el 70 % del total de la producción, el factor de producción debe ser de 1.00 m³/min. - Si el consumo de madera es mayor al 70 % del total de la producción, el factor de producción debe ser de 1.25 m³/min.
SEGÚN LA TEMPERATURA ( ) El calculo del requerimiento del aire según el consumo de madera, esta dada por la siguiente formula:
= ∗ ∗
DONDE: = Caudal por temperatura (m³/min); = Velocidad mínima; = Área de la labor promedio; = Número de niveles con temperatura mayor a 23°C, de acuerdo a escala establecida en
el tercer párrafo del literal d) del artículo 252 del reglamento.
SEGÚN LA TEMPERATURA ( ) ARTÍCULO 252. LITERAL D. TERCER PÁRRAFO. (D.S. 023-2017-EM). Para mantener la temperatura de confort en el lugar de trabajo, se debe considerar en el cálculo del requerimiento de aire una velocidad mínima de 30 m/min, cuando la temperatura se encuentre en el rango de 24°C hasta 29°C como máximo. El siguiente cuadro resume lo dicho anteriormente:
SEGÚN LOS EQUIPOS ( ) El calculo del requerimiento del aire según los equipos mineros con motor petrolero, esta dada por la siguiente formula:
= ∗ ∗ ∗
DONDE: = Volumen de aire necesario para la ventilación (m3/min); = Capacidad efectiva de potencia (HP´s); = Disponibilidad mecánica promedio de los equipos (%); = Factor de utilización promedio de los equipos (%).
SEGÚN LAS FUGAS ( ) El calculo del requerimiento del aire según los equipos mineros con motor petrolero, esta dada por la siguiente formula:
= % ∗
Donde:
= ∗ + +
REQUERIMIENTO TOTAL DE AIRE ( ) CUANDO EN LA OPERACIÓN NO SE UTILICEN EQUIPOS CON MOTOR PETROLERO. Debe calcularse el caudal total para la operación conforme la fórmula que se detalla a continuación y luego compararla con el caudal por el consumo de explosivos. Luego de obtener cada uno de los valores se determina como Requerimiento de Aire Total el de mayor valor. La demanda de aire al interior de la mina debe ser calculada de acuerdo al literal d) del artículo 252 del reglamento, considerando la fórmula siguiente: = +
DONDE: = Caudal total para la operación 1 = La sumatoria de caudal requerido por: a) El número de trabajadores ( ). b) El consumo de madera ( ).
c) Temperatura en labores de trabajo ( ). d l
SEGÚN EL NRO. DE TRABAJADORES ( ) El calculo del requerimiento del aire según el numero de trabajadores, esta dada por la siguiente formula:
= ∗
DONDE: = Caudal total para “n” trabajadores (m³/min); = Caudal mínimo por persona de acuerdo a escala establecida en el artículo 247 del
reglamento; N = Número de trabajadores de la guardia más numerosa.
SEGÚN EL NRO. DE TRABAJADORES ( ) D.S. 024-2016-EM. ARTICULO 247. En los lugares de trabajo de las minas ubicadas hasta mil quinientos (1,500) metros sobre el nivel del mar, la cantidad mínima de aire necesario por hombre será de tres metros cúbicos por minuto (3 m3/min). En otras altitudes la cantidad de aire será de acuerdo a la siguiente escala: 1. De 1,500 a 3,000 msnm aumentará en 40% que será igual a 4 m³/min. 2. De 3,000 a 4,000 msnm aumentará en 70% que será igual a 5 m³/min. 3. Sobre los 4,000 msnm aumentará en 100% que será igual a 6 m³/min.
6 m³/min
4000 msnm
5 m³/min
3000 msnm 1500 msnm
0 msnm
MONTAÑA
4 m³/min 3 m³/min
SEGÚN EL CONSUMO DE MADERA ( ) El calculo del requerimiento del aire según el consumo de madera, esta dada por la siguiente formula:
= ∗
DONDE: = Caudal requerido por toneladas de producción (m3/min)
u = Factor de producción, de acuerdo a escala establecida en el segundo párrafo del literal d) del artículo 252 del reglamento; T = Producción en toneladas métricas húmedas por guardia.
SEGÚN EL CONSUMO DE MADERA ( ) ARTÍCULO 252. LITERAL D. SEGUNDO PÁRRAFO. (D.S. 023-2017-EM). La madera empleada al interior de la mina para labores de sostenimiento, entre otras, genera emisiones de gases de CO2 y CH4, factor que debe ser tomado en cuenta para el cálculo del aire necesario al interior de la mina. Este factor se determina de manera proporcional a la producción. Para el cálculo debe considerase la siguiente escala: - Si el consumo de madera es del 20 % hasta el 40 % del total de la producción, el factor de producción debe ser de 0.60 m³/min. - Si el consumo de madera es del 41 % hasta el 70 % del total de la producción, el factor de producción debe ser de 1.00 m³/min. - Si el consumo de madera es mayor al 70 % del total de la producción, el factor de producción debe ser de 1.25 m³/min.
SEGÚN LA TEMPERATURA ( ) El calculo del requerimiento del aire según el consumo de madera, esta dada por la siguiente formula:
= ∗ ∗
DONDE: = Caudal por temperatura (m³/min); = Velocidad mínima; = Área de la labor promedio; = Número de niveles con temperatura mayor a 23°C, de acuerdo a escala establecida en
el tercer párrafo del literal d) del artículo 252 del reglamento.
SEGÚN LA TEMPERATURA ( ) ARTÍCULO 252. LITERAL D. TERCER PÁRRAFO. (D.S. 023-2017-EM). Para mantener la temperatura de confort en el lugar de trabajo, se debe considerar en el cálculo del requerimiento de aire una velocidad mínima de 30 m/min, cuando la temperatura se encuentre en el rango de 24°C hasta 29°C como máximo. El siguiente cuadro resume lo dicho anteriormente:
SEGÚN LAS FUGAS ( ) El calculo del requerimiento del aire según los equipos mineros con motor petrolero, esta dada por la siguiente formula:
= % ∗
Donde:
= ∗ +
SEGÚN LOS EXPLOSIVOS ( ) Cuando en la operación no se utilicen equipos con motor petrolero, debe calcularse y tenerse en cuenta la necesidad de aire requerido por consumo de explosivos, conforme lo siguiente: = ∗ ∗
Donde: = Caudal de aire requerido por consumo de explosivo detonado (m3/min) = Área promedio de labores (m2); = Velocidad mínima requerida según norma (m/min); = Número de niveles en voladura.
EJEMPLO 1 Las necesidades del aire al interior de la mina deben ser determinadas en base al personal y el número de equipos que se encuentran trabajando. El cálculo de las necesidades, permitirá ventilar las labores mineras en forma eficiente, mediante el control de flujo de inyección de aire fresco el cual a su vez expulsará el aire viciado. Datos requeridos: ✓ Número de personas que laboran por turno: 150 ✓ Número de equipos diésel por turno: 16 ✓ Superficie transversal del SNV: 15.52 m² 365 m ✓ Longitud Aproximada del SNV: A continuación se menciona las características (geográficas, eléctricas, físicas) del entorno de la mina subterránea: ✓ Altura geográfica (msnm): 4700 Con fines de estimar el caudal requerido QRe q para el sistema de ventilación presento a continuación los criterios de cálculo: http:// cybertesis.uni.edu.pe/bitstream/uni/860/1/rodriguez_dv.pdf
EJEMPLO 1
EJEMPLO 1
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EJEMPLO 1
EJEMPLO 1
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GRACIAS
