1

Tabla de contenido 1. Introduccin ................................................................................................................................ 2

2. Sistemas de Ventilacin Auxiliar ................................................................................................ 3

i) Sistemas Impelentes, aspirantes y combinados .................................................................... 4

3. Tipos de ductos ........................................................................................................................... 6

i) Ductos metlicos .................................................................................................................... 6

ii) Ductos plsticos ...................................................................................................................... 7

Ductos plsticos flexibles lisos ........................................................................................... 7

Ductos plsticos reforzados ............................................................................................... 8

4. Uniones ....................................................................................................................................... 9

5. Empresas proveedoras de ductos de ventilacin .................................................................... 11

5.1 INAV (http://www.inav.cl) ................................................................................................ 11

5.2 Cidelsa (http://www.cidelsa.com) .................................................................................... 12

5.3 Temovent (http://www.termovent.cl) ............................................................................. 13

5.4 Ziebtec (http://www.ziebtec.cl/) ...................................................................................... 14

6. Comparacin entre distintos tipos de ductos .......................................................................... 15

7. Conclusin ................................................................................................................................. 16

8. Bibliografa ................................................................................................................................ 17

2

1. Introduccin

Hoy en da la minera es el mayor pilar econmico del pas, gracias a la gran calidad y cantidad de

la materia mineral existente en nuestra larga y angosta faja de tierra. Es por esto que las

actividades relacionadas a la minera casi siempre son sinnimo de buena inversin, pero dicha

inversin generalmente es de una considerable suma, por lo que cada detalle en las actividades

que se realicen en una faena minera puede representar, a la larga, un gran ahorro para la

industria.

Las extracciones mineras pueden ser tanto a rajo abierto, como subterrnea. En esta ltima hay un

factor importantsimo, que de no ser por el, seria humanamente imposible trabajar en una

explotacin subterrnea: La ventilacin.

La ventilacin de minas no solo permite hacer circular el aire viciado a travs de los tneles

subterrneos, sino que tambin regula las altas temperaturas que se van encontrando a medida

que vamos bajando por la corteza terrestre. Un componente esencial en la ventilacin de minas

son las mangas de ventilacin, las cuales son ductos fabricados para evacuar aire, gases y polvo en

las diferentes labores propias de la minera.

En el presente informe veremos temas relacionados a dichas mangas como utilizacin, tipos de

manga, ventajas y desventajas entre ellas, sus funciones, aplicaciones y algunos distribuidores

nacionales e internacionales que ofrecen dichos productos.

3

2. Sistemas de Ventilacin Auxiliar

La ventilacin auxiliar se refiere a los sistemas que se utilizan en la minera para suministrar aire

fresco a las frentes de trabajo ciegas. La ventilacin secundaria se puede clasificar en tres tipos

bsicos; sistemas de ventiladores y ductos, membranas de ventilacin o brattice, y ventiladores sin

ducto. El presente informe se restringe slo a los sistemas de ventilacin auxiliar con ventiladores

y ductos. Idealmente, los sistemas auxiliares no deben tener ningn impacto en la distribucin de

los flujos de aire alrededor de la infraestructura de ventilacin principal, permitiendo que la

ventilacin auxiliar sea planeada de manera independiente de la red de ventilacin de la mina

completa. Desafortunadamente, este ideal no siempre se logra, en particular cuando se emplean

membranas.

La figura 1 muestra el sistema impelente

(Forcing) y el sistema aspirante (Exhausting)

usando ventiladores auxiliares y conductos.

En la mayora de los casos, se utilizan

ventiladores axiales aunque los

ventiladores centrfugos son ms

silenciosos y dan presiones ms altas para

las partidas ms largas. Las ventajas de un

ventilador auxiliar y manga es que

proporcionan un efecto ms positivo y

controlado de ventilacin en la cara, no

causan ninguna resistencia adicional al

sistema de ventilacin de la mina. Para las

partidas de ms de unos 30 metros,

ventiladores auxiliares son el nico medio

factible de producir los flujos de aire

requeridos. Un conducto aspirante tambin

permite que el aire se pueda filtrar, una

ventaja para el control del polvo que se aplica la serie de ventilacin. Las desventajas incluyen el

costo de capital inicial, la necesidad de energa elctrica a los ventiladores, el espacio necesario

para los conductos y el ruido producido por los ventiladores.

El Reglamento de Seguridad Minera Decreto Supremo N132 de Chile establece en el artculo 141

establece que en las galeras en desarrollo donde se use ventilacin auxiliar, el extremo del tubo

no deber estar a ms de 30 metros de la frente. Para distancias mayores se deber utilizar

sopladores, venturi o ventiladores adicionales, tanto para hacer llegar el aire del ducto a la frente

(sistema impelente) como para hacer llegar los gases y polvo al ducto (sistema aspirante).

Figura 1 Sistema de ventiladores y ductos en la ventilacin auxiliar de labores subterrneas.

4

i) Sistemas Impelentes, aspirantes y combinados

La figura 1 ilustra los sistemas impelentes y aspirantes de ventilacin auxiliar para sistemas

ventilador/conducto, respectivamente. La eleccin entre estos sistemas depende principalmente

de los contaminantes de mayor preocupacin, polvo, gases o de calor, etc.

Cuanto mayor sea la velocidad de la corriente de aire que emerge de la cara final de un conducto

impelente mayor ser la mezcla turbulenta de cualquier gas nocivo que puede haberse emitido

durante la tronadura o desde las superficies recin expuestas. Tambin ayuda a evitar la

formacin de capas de metano a nivel del techo, en el caso de la minera del carbn. En las minas

donde las temperaturas de trabajo son elevadas, el sistema impelente entrega aire fro en la

frente, incluso despus de haber tomado la energa aadida por el ventilador en cuenta. Adems,

como el sistema trabaja con una presin total positiva, es posible utilizar el tipo ms barato de

conducto flexible, la manga lisa. Este es tambin el sistema ms fcil de transportar y las fugas se

detecten ms fcilmente.

La principal desventaja de un sistema impelente es que los contaminantes aadidos (polvo y

gases) al aire en la frente afectan a la longitud total de la partida que el aire pasa de nuevo, de

forma relativamente lenta, a lo largo de ella.

Cuando el polvo es el principal peligro, se prefiere un sistema aspirante. El aire contaminado se

extrae directamente por el conducto en la frente de trabajo, permitiendo que el aire fresco fluya a

travs de la longitud de la labor. Sin embargo, la falta de un efecto de chorro resulta en una mala

mezcla del aire. De hecho, a menos que el final del conducto se mantenga cerca de la frente

pueden ocurrir bolsillos locales de recirculacin lento y no controlada de aire. En todos los casos,

es importante que el conducto se extienda regularmente para que se mantenga dentro de unos

tres metros de distancia de la frente de trabajo.

Una ventaja adicional de este sistema es que un filtro de polvo puede ser incluido dentro del l. En

este caso, la cada de presin adicional a travs del filtro debe tenerse en cuenta en la eleccin del

ventilador y el filtro a fin de que su resistencia no se convierte en excesiva. Los sistemas aspirantes

deben emplear necesariamente el conducto rgido o una manga flexible reforzada, ambos ms

caros que los ductos empleados en el sistema impelente.

Para las labores de gran longitud, la resistencia del conducto puede ser tan grande que mltiples

ventiladores conectados en serie deben ser empleado. Si stas se agrupan en los extremos de los

conductos entonces la alta presin manomtrica (positiva o negativa) exacerbar las fugas. Es

preferible espaciar los ventiladores a lo largo de la longitud de los conductos con el fin de evitar

presiones excesivas. El uso de diagramas de gradiente hidrulico asiste en la ubicacin ptima de

los ventiladores y adems es posible evitar la recirculacin incontrolada de aire de fuga. Monitores

de presin se emplean para detectar ruptura accidental o la obstruccin del conducto.

El mtodo ms comn para combinar las ventajas de los sistemas aspirante e impelente son

sistemas combinados o tambin llamados de superposicin. Dos ejemplos se muestran en la

5

Figura 2. La direccin y la velocidad

media del aire en la labor dentro de la

zona de solapamiento dependen

claramente de las corrientes de aire en

cada uno de los conductos. Estos

deben ser diseados de tal manera que

el flujo de aire general del cuerpo en

esta regin no se convierte en

inaceptablemente bajo. Cuando lo

permita la ley, la recirculacin

controlada puede utilizarse con ventaja

en sistemas de superposicin. Cuando

se emplean tuneladoras, el ventilador

en superposicin puede ser montado

sobre la mquina. En todos los casos,

es importante que los ventiladores se

entrelazan de manera que el sistema

de solapamiento no puede funcionar cuando el ventilador de conducto principal est apagado.

Figura 2 Sistema combinado de ventilacin auxiliar. A la izquierda se muestra un sistema impelente combinado con un sistema aspirante. A la derecha se muestra un sistema aspirante combinado con un sistema impelente.

6

3. Tipos de ductos

En la actualidad, existen variadas alternativas para la ventilacin de minas subterrneas, ya sea

por su forma o por su material de composicin. A continuacin se detallan los tipos de ductos ms

utilizados actualmente.

i) Ductos metlicos

Fabricados en acero inoxidable debido a la alta humedad presente en las labores subterrneas.

Son una buena opcin, ya que presentan un bajo coeficiente de roce y prcticamente no presenta

fugas en las uniones, adems de resistir golpes de materiales contundentes. Su peso es la gran

desventaja, ya que dificulta la instalacin y maniobrabilidad en el caso de tener que ser retirada, lo

cual aumenta los costos.

Para tneles de secciones superiores a las 4 * 4 m2 desarrollados desde la superficie y con la

longitud mayor a los 800 metros, el ducto metlico supera en ventajas prcticas a los flexibles, aun

considerando su mayor costo inicial que se recupera con su eficiencia, menor potencia requerida y

menor manutencin del tendido.

Los ductos metlicos se suelen usar en las dos siguientes formas:

- Circular

- Elptica

Los ductos circulares se usan en minas en las cuales el espacio no es un problema, ya que vienen

en dimetros mayores a 8, dependiendo de lo que estime el planificador de minas.

Figura 3 Tuberas Metlicas circulares.

7

En cambio, los ductos elpticos se usan habitualmente en labores donde el espacio es acotado

debido a la presencia de mquinas y equipos trabajando en las labores.

ii) Ductos plsticos

Dentro del mercado actual, son dos las opciones ms elegidas, los ductos plsticos flexibles lisos y

los reforzados.

- Ductos plsticos flexibles lisos

Estos ductos confeccionados en PVC con tejidos sintticos de alta resistencia, se proporcionan en

tiras de largo y dimetro a pedido, para su uso

en sistemas impelentes de ventilacin, provisto

de anillos de acero en sus extremos para ser

conectados entre s con o sin uso de collarines

de unin.

Su aplicacin en sistemas impelentes para

desarrollos horizontales ha desplazado los

tendidos de ductos metlicos por las ventajas

derivadas de su menor peso y flexibilidad, lo que facilita su

almacenamiento, transporte e instalacin con un costo muy

Figura 4 Tuberas metlicas elpticas.

Figura 5 Manga plstica lisa.

8

inferior al metlico. La gran desventaja que tiene es que al ser de plstico es susceptible a

rasgaduras por golpes de rocas o materiales que puedan salir disparados debido a las tronaduras.

- Ductos plsticos reforzados

Estos ductos confeccionados en el mismo material que el anterior, se refuerzan con una

espiral de anillos de acero espaciados entre s con 150 mm o de 75 mm para su uso en

sistemas de ventilacin aspirante, con dimetros que van de 250 mm a 1.200 mm y tiras de

5 o de 10 m de largo.

Para unirlos entre s se requiere el uso de collarines de unin y vienen provistos de ganchos

con el fin de que el ducto quede suspendido del techo de la labor. Su aplicacin principal es

para la extraccin de aire, pero igualmente pueden usarse en sistemas impelentes, siempre

que no sea posible utilizar el tipo liso, ya que esta manga es ms resistiva y de mayor costo

que el tipo liso.

Figura 6 Manga plstica reforzada.

9

4. Uniones

Estas piezas especiales, tambin llamadas singularidades, de tela polister y recubiertas por ambas

caras por PVC, se utilizan para cambiar la direccin del flujo del aire. En la siguiente figura se

muestran los tipos de uniones ms usados en la actualidad:

- Codos: Para hacer giros de 45, 60, 90, 120, etc.; una instalacin de codo es apropiado

para cualquier instalacin de curvas.

- Reduccin: Aplicaciones para transiciones entre dimetro menor a mayor de tubera.

- Tee: Para dividir un conducto con un ngulo bifurcado de 90.

- Lateral: Manga con brazo para dividir un conducto con un ngulo bifurcado de 45.

- Yes: Es un adaptador de un ducto flexible de mayor dimetro a dos ductos flexibles de

menor dimetro en paralelo.

Actualmente se pueden encontrar con facilidad, en las distintas minas subterrneas, los siguientes

tipos de conexiones: tapas de terminacin y codos con chapas deflectoras.

Figura 7 Tipos de uniones.

10

- Tapa de terminacin: Para cortar el suministro de aire en un extremo de la manga.

- Codos con chapas deflectoras: Reduce en 50% la prdida de friccin.

Figura 8 Tapa de terminacin.

Figura 9 Codos con chapas deflectoras.

11

5. Empresas proveedoras de ductos de ventilacin

En Chile existe gran variedad de empresas que ofrecen productos y servicios de ventilacin de

minas. En este informe presentaremos 4 de ellas, con sus respectivos productos ofrecidos:

5.1 INAV (http://www.inav.cl)

Empresa que ha participado de forma permanente en suministros de equipos de ventilacin

minera durante 7 aos. Actualmente desarrolla ingeniera y mtodos certificados de fabricacin de

ventiladores axiales mineros, dampers y ductos de ventilacin.

Adems de mangas de ventilacin, tambin ofrecen ventiladores axiales, ventiladores centrfugos,

manejadoras de aire, tableros elctricos, dampers y silenciadores, as como tambin ofrecen

servicios de mantencin y reparacin de ventiladores, montajes de sistemas de ventilacin y

aforos in-situ.

Las mangas que ofrecen son aspirantes e impelentes, y poseen las siguientes caractersticas

Ductos Aspirantes:

-Ductos circulares de tela de polister recubierta con pvc por ambas caras con anillos metlicos en

todo el tramo.

-Dimetros de 400 a 2000 mm con paso de hlice de 50, 75,100 y 150 mm.

-Calidad de la tela IN-2000, IN-2500 y IN-3000, todas con filtro UV y retardante de llama.

-Tramos de 5, 10 y 15 metros.

Ductos Impelentes:

-Ductos circulares de tela de polister recubierta con pvc por ambas caras, se utiliza para inyectar

aire al frente de trabajo.

-Dimetro de 300 a 2000 mm.

- Calidad de la tela IN-2000, IN-2500 y IN-3000, todas con filtro UV y retardante de llama.

-Tramos de 5, 10, 15, 20 y 25 metros

12

5.2 Cidelsa (http://www.cidelsa.com)

Cidelsa es una empresa peruana con presencia activa desde hace 45 aos con clientes de todo

Sudamrica, la cual atiende servicios de minera, construccin, arquitectura, pesquera, petrleo,

saneamiento, agricultura, industrias diversas y organismos gubernamentales, cubriendo grandes

proyectos de infraestructura y arquitectnicos.

Posee una gran cantidad y variedad de productos, entre ellos Geo sintticos (gaviones, geo celdas,

geo drenes, geo mallas, etc.), tuberas, tenso estructuras, almacenes industriales, tanques

flexibles, mdulos de campamentos, cortinas laterales, paneles sedimentadores y mangas de

ventilacin entre otros.

Poseen su propia lnea de ductos de ventilacin, de succin e impulsin:

Deltavent DVS

Ducto fabricado especialmente para succionar aire con contenidos de polvo y gases nocivos

producidos por laboreos propios de la minera, construcciones tuneladoras y obras civiles.

Soportan altas presiones negativas y resisten desgarros por laboreo.

Deltavent DVI

Ducto especialmente diseado para insuflar aire a tneles y galeras en grandes volmenes.

Soporta fuertes presiones efectivas de trabajo, siendo su estructura y material resistente al

desgarro por laboreo y manipulacin.

Tambin poseen diversos sistemas de acoples para permitir uniones hermticas, que funcionan

principalmente por 2 sistemas: uno que funciona por trabazn entre aros del mismo dimetro, y

otro que funciona por friccin entre 2 cintas con rugosidad en complemento.

Otro producto de gran calidad que los diferencia de su competencia es su gran variedad de

accesorios, diseados para reducir al mnimo la cada de presin por los cambios de direccin.

Algunos ejemplos son:

13

5.3 Temovent (http://www.termovent.cl)

Termovent Ltda. Es una empresa especialista en sistemas de ventilacin y filtracin de material

particular y gases para diversas aplicaciones, creada en 1997 tiene como misin otorgar a sus

clientes sistemas, equipos y servicios de calidad certificada, para lo cual cuenta con un riguroso

sistema de control y gestin de calidad ISO 9001-2008, aplicando a todos sus procesos de

ingeniera, fabricacin, asesoras tcnicas de montaje y puestas en marcha.

Sus productos estn clasificados en 3 grupos: Primero Accesorios, donde se encuentran las

mangas, vlvulas, dampers, tornillos helicoidales, catridges, canastillos, etc. Segundo Calderera,

donde encontramos ducteria de todo tipo y tercero Equipos, donde encontramos ciclones,

scrubber, filtros de mangas y catridge, precipitadores hidrostticos, etc. Adems, tambin ofrecen

servicios de montaje y mantenimiento de ventiladores, mediciones de presin y caudal, e

ingeniera de control de polvos.

Termovent ofrece sus mangas clasificndolas por su material, y luego mostrando los largos y

dimetros disponibles, mostrados en la siguiente tabla:

Material Dimetros Largos

Polister 115,125,147,156,195 2000-2500-3000-4000-4500

Polister Oleofbico 115,125,147,156,195 2000-2500-3000-4000-4500

Polister Antistaco con Hilos de Acero

115,125,147,156,195 2000-2500-3000-4000-4500

Polister Microporado con aplicacin Gore-Tech

115,125,147,156,195 2000-2500-3000-4000-4500

Polipropileno 115,125,147,156,195 2000-2500-3000-4000-4500

Polipropileno Oleofbico 115,125,147,156,195 2000-2500-3000-4000-4500

Polipropileno Hidrofbico 115,125,147,156,195 2000-2500-3000-4000-4500

Polipropileno Antistatico 115,125,147,156,195 2000-2500-3000-4000-4500

Nomex 115,125,147,156,195 2000-2500-3000-4000-4500

Donalita 115,125,147,156,195 2000-2500-3000-4000-4500

Rayton 115,125,147,156,195 2000-2500-3000-4000-4500

Rayton con Tefln 115,125,147,156,195 2000-2500-3000-4000-4500

Poliamida P 84 115,125,147,156,195 2000-2500-3000-4000-4500

14

5.4 Ziebtec (http://www.ziebtec.cl/)

Ziebtec Ltda. Fue fundada en el ao 2000 y es una empresa Chilena de reconocido prestigio en el

mbito de los procesos industriales y minera.

Se basa en el respaldo de un rea de servicios altamente capacitada que proporciona confianza y

seguridad a todas las empresas que conforman sus referencias de clientes, en un amplio espectro

de mercados como son Minera Subterrnea, Minera de Superficie, Energa, Cal, Cemento, Pulpa y

Papel.

Sus principales productos son ventiladores axiales mineros auxiliares, ventiladores axiales mineros

principales, ventiladores neumticos, silenciadores para ventiladores axiales, mquinas de

shotcrete, bombas sumergibles, dampers y mangas de ventilacin. Tambin ofrecen servicios de

arriendo, mantenimiento y reparacin de ventiladores axiales, adems de anlisis de vibracin en

ventiladores y arriendos de mquinas de shotcrete.

Ziebtec fabrica y disea mangas flexibles con una amplia gama de dimetros entre 300 y 2200 mm.

Sus principales caractersticas son:

-Tejido de Polister, recubierto con PVC en ambas caras.

-Densidades de 650 Gr./m2, 750 Gr./m2 y 1100 Gr./m2

-Proteccin UV y Retardante de llama.

-Sellado por Termo fusin electrnica traslape doble.

-Tramos de 15, 20 o 25 metros.

-Sistema de unin de tramo tipo Faldn o Argolla Metlica.

-Se incluyen ganchos para fijacin a cable mensajero.

-Obras de Conduccin proyectos Hidroelctricos.

15

6. Comparacin entre distintos tipos de ductos

A continuacin se presenta una tabla comparativa con los distintos tipos de ductos ms usados

actualmente en la minera, considerando las propiedades y caractersticas principales a considerar

al momento de pensar en instalar un ducto de ventilacin en nuestra labor.

Tipo de ducto tem

Flexible Liso Flexible Reforzado Metlicos

Aplicacin Solo Impelente Aspirante/Impelente Aspirante/Impelente

Transporte Bajo costo Mediano costo Alto costo

Instalacin Fcil y rpida Regular a rpida Difcil, lenta y riesgosa

Mantencin Requiere buena mantencin

Requiere mantencin regular

Requiere poca mantencin

Tipo de unin Collarn por tensin Collarn de unin Collarn flange apernado

Accesorios Cncamo, cable gua y gancho de suspensin

Cncamo, cable gua y gancho de suspensin

Cncamos y alambres

Fugas Regular a alta Regular a alta Muy baja

Resistencia Baja Alta Baja

0,0003 0,00055 0,0002

Mxima H recomendada

650 mm c.a 250 mm c.a 1.200 mm c.a

16

7. Conclusin

Hoy en da las mangas de ventilacin se han convertido en el mtodo de ventilacin auxiliar de

labores subterrneas ms til en cuando a costos, instalacin y mantencin en comparacin con

los mtodos de membrana de ventilacin y la ventilacin sin ductos.

El objetivo de la ventilacin auxiliar es suministrar una alimentacin de aire fresco suficiente para

mantener un ambiente de trabajo en los desarrollos subterrneos libre de material particulado y

gases txicos (metano, dixido de carbono, monxido de carbono, gases nitrosos, entre otros) que

afecten el buen desempeo o la integridad fsica de los trabajadores y maquinara.

En el marcado es posible encontrar tres tipos distintos de mangas o tambin llamados ductos de

ventilacin; ductos metlicos, mangas lisas y mangas reforzadas, cada una de ellas destinada a

ambientes de trabajo distintos as como tambin a distintas condiciones de ventilacin, ya sea

aspirante o impelente, siendo las mangas reforzadas y las mangas lisas las recomendadas para

estos dos tipos de ventilacin respectivamente.

En Chile la oferta de estos productos es variada y se ha diversificado durante los ltimos aos,

posicionndose ms de diez proveedores reconocidos en la industria, con estndares de calidad

elevados. Entre las empresas ms importantes dedicadas a la venta y fabricacin de ductos de

ventilacin se encuentran Ziebtec, Termovent, Cidelsa, Inav, entre otras.

17

8. Bibliografa

M.J. McPherson, Subsurface Ventilation and Environmental Engineering, (1993).

Andrade, S., Gua metodolgica de seguridad para proyectos de ventilacin de minas.

SERNAGEOMIN, Santiago, Chile (2008).

http://www.inav.cl

http://www.cidelsa.com

http://www.termovent.cl

http://www.ziebtec.cl