Esta presión se halla con la siguiente fórmula:logP = 1.476-(h/(122.4 * T)); pulgadas de mercurio

Donde:P = Presión atmosférica; pulg.Hgh = Cota absoluta considerada; piesT: Temperatura media considerada; °R

°F = (9*°C/5)+32°R=°F + 459.69

PRESION ATMOSFERICAEjemplo:

Hallar la presión atmosférica de la Mina Huaripampa (San Cristóbal) cuya cota media es de

4419 metros sobre el nivel del mar y cuya temperatura media es de 19°C

Solución:h = 4419*3.281 =14499 piesT = (9*19/5)+32+459.69 =526°Rlog P = 1.476-(14449/(122.4*526))=1.250798703P = antilog 1.250798703 = 17.82 pulg HgP = 17.82*25.4 =452.63 mmHgP = 17.82*13.59=242.17 pulgadas de agua

5.2 = Factor de conversión. Es la presión necesaria para poner en movimiento al aire (presión estática, presión de velocidad y cuando está combinado, la presión total). Es derivado del hecho que 1 pie3 de agua pesa 62.5 Ibs y que 1/12 de este peso específico es el peso de 1 pulgada de agua: 62.5 lbs/12 = 5.2 Ib/pie3

Como quiera que la mayor parte de las minas utilicen los Circuitos de Ventilación COMBINADA, el mayor valor de HL hallado representa al HL de la mina.

Con la fórmula de Atkinson, podemos hallar cualquiera de sus componentes conociendo el resto de datos, especialmente el caudal (Q) a determinada longitud (L) y viceversa, en proyectos de ventilación. Se aplica las fórmulas:

Q= Y(5.2*A3*HL)/(K*P*(L+Le)) L + Le = (5.2 * A3 * HL)/(K * P * Q2)

Ejemplo:

Se cuenta con un ventilador eléctrico de 20,000 CFM de capacidad que trabajará impulsando aire fresco por un ducto metálico, de acuerdo a los siguientes datos:

HL = 7.7 pulgadas de agua K = 15 * 10-10 (ducto metálico) L + Le =1,312 pies (400 m)A = 4.3 pie2

Se quiere conocer el caudal de aire que llegará por este ducto a 400, 350, 300 y 250 metros de longitud respectivamente.

Solución:Obtenemos en primer lugar Q para una longitud de 1,312 pies (400 m):Q = v (5.2 * 4.33 * 7.7)/(15 * 10 -10 * 7.35 * 1,312) = v (31 834 603 * 10-4)/(144 648 * 10-10) = v (31 834 603 * 106/144 648 = 14,835 CFM Siguiendo este procedimiento para los demás, se obtendrá finalmente:

L Q400 m 14,835 CFM350 m 15,859 CFM300 m 17,130 CFM250 m 18,765 CFM

REQUERIMIENTO DE AIRE FRESCOa) Para el personal.Se utiliza la siguiente fórmula:Q1 = n * q1; m3/min.Donde: n = n° de trabajadores en interior minaq1 = cantidad mínima de aire necesaria por c/d trabajador.RSSO en minería Art. 236 enciso d)Actividad Respiraciones

por minutoAire inhalado por respiración lt/min.

Consumo de aire lt/min.

Consumo de oxígeno lt/min.

Reposo 16 0.5 8 2

Moderada 30 1.6 48 10

Intensa 40 2.5 100 20

La mayor parte de los trabajos en interior mina son en condiciones diferentes a los trabajos en superficie y asumiendo por exceso que el trabajador, cualquiera sea la cota de trabajo, consume 100 lt/min (0.1 m3/min) de aire fresco.

Cota de trabajom.s.n.m.

Caudal requerido por trabajadorm3/min

Caudal consumido por trabajadorm3/min

Caudal no consumido por trabajadorm3/min

Porcentaje aire fresco no consumido por trabajador%

Hasta 1500 3.00 0.10 2.9 96.67

1500 a 3000 4.2 0.10 4.1 97.61

3000 a 4000 5.1 0.10 5.0 98.04

4000 a más 6.0 0.10 5.9 98.33

El cuadro nos muestra que el trabajador sólo consumirá entre 3.33 y 1.67% del volumen de aire fresco que realmente se le abastece.Analizando el abastecimiento/consumo de aire fresco para una mina que se encuentra entre 0 y 1500 m.s.n.m., se tiene:Por norma es de 3 m3/min (3000 lt/min) por trabajadorElemento vital para el organismo, el contenido de oxígeno es aprox. la quinta parte, es decir 0.6 m3(600 lt.)El O2 que ingresa al organismo contiene 20.95% en volumen y el exhalado 16.00%; es decir, se consume realmente:

20.95……….100%16.00……….. X

16 x 100X = ___________ 29.95

X = 76.37 – 100 = 23.63% de O2 por respiración conversión en litros.600 lt……… 100%X ………… 23.63X = 141.78 lt por respiraciónEl O2 abastecido por cada respiración, en teoría, será consumido en: 600 lt/141.78 lt = 4.23 min.

FORMULA EMPIRICA PARA HALLAR EL CAUDAL (Q) DE AIRE FRESCO.PARA OXIGENO: Q = A/(B-C) cfmPARA ANHIDRIDO CARBONICO: Q = A/(D-E)

donde:A = Cantidad de O2 consumido en actividad moderada (10 lt/min).B = Cantidad de O2 que se inhala en cada respiración (21%)C = Cantidad de O2 mínimo en el aire (19.5%)D = Límite máximo permisible del CO2 (0.5%)E = Cantidad existente de CO2 en la atmósfera(0.03%)

Ejercicio 01:¿Cuántos pies cúbicos de aire por minuto se requieren para mantener el oxígeno por encima de 19.5%?Solución:QAIRE=10/(21-19.5) =6.67cfm=0.19m3/min

Ejercicio 02:¿Cuántos pies cúbicos por minuto se requieren para que la concentración de CO2 no sobrepase de su LMP?Solución:QAIRE=10/(0.5-0.03) =21.28cfm=0.60m3/min

b) PARA LOS EQUIPOS DIESEL AUTORIZADOS

Fórmula que se utiliza para hallar requerimiento de aire fresco; cuando se utiliza equipos diesel:Q2 = 3*(HP-(HP*%)); m3/mindonde:3 = Cantidad de aire circulante por cada HP que desarrollen los

equipos, en base al RSSO Art. 236 enciso d) párrafo 4: aire circulante no será menor de 3 m3/min por c/d HP que desarrollen los equipos.

HP: Potencia o HP de placa desarrollados por el total de vehículos diesel autorizados que trabajen en interior mina.

% = Porcentaje de corrección de la potencia por altura de trabajo.

• Los fabricantes de equipos diesel determinan que la potencia de sus motores son referidos al nivel del mar y que la potencia de un motor de cuatro tiempos (>mente trabajan en interior mina), disminuye un 1% por cada 100 m. de altura de trabajo.

Ejemplo:Si la potencia de placa de un LHD diesel es de 130 HP y está trabajando a 3,800 m.n.s.m., la potencia real que desarrolla a esta cota será de:

130 HP- (130 HP*0.38) = 80.6 HP

c) PARA DILUCION DE CONTAMINANTES

FORMULA: Q3 = A*V*N; m3/min

Donde:A = Sección media de los conductos (galerías, chimeneas,

rampas, ductos, etc.) por donde circula realmente el aire con fines de ventilación; m2

FORMULA EMPIRICA: A = a*h*fcg; donde:a = ancho medio del conducto; mh = altura media del conducto; mfcg= factor de corrección geométrica (0.9)

V = Velocidad del flujo de aire en los conductos, de acuerdo en el Art. 236 enciso e) del RSSO D.S. 055-2010-EM.

N= Número de niveles en operación o por donde transite continuamente personal.

Ejercicio 01:En mina SC (Volcan), en la guardia de día y en el horario de mayor concentración de personal y equipo diesel, de acuerdo a la distribución de personal se tiene la cantidad de trabajadores y equipos en los 3 niveles operativos.Mina : 106 trabajadores Planeamiento : 15 trabajadoresGeología : 15 trabajadoresSeguridad : 5 trabajadoresMtto. Mecánico : 14 trabajadoresMtto. Eléctrico : 16 trabajadoresCámara de estacionamiento : 8 trabajadoresOtros : 15 trabajadoresTOTAL: 197 trabajadores2 LHD con potencia de placa 125 hp cada uno

2 LHD con potencia de placa 125 hp cada uno

2 DUMPER (de bajo perfil) 125 hp cada uno

TOTAL 750 HP

COTA 4 360 M.S.N.M.

Sección de las labores:

Galerías 4.00 * 4.50 * 0.9 = 16.20 m2

Tajos 3.00 * 2.30 * 0.9 = 6.21 m2

Chimeneas 1.50 * 1.50 * 0.9 = 2.03 m2

Rampas 4.50 * 5.00 * 0.9 = 20.25 m2

TOTAL = 44.69 m2

Promedio: 44.69/4 = 11.17m2 -------------- Explosivo utilizado Emulnor (1000, 3000, 5000)

DESARROLLO:

Q1 = 6 * 197 = 1182m3/min Q2 = 3*(750 – (750 – 0.436)) = 1269 m3/min

Q3= 11.17 *20 m/min * 3 niveles = 670.20 m3/min

TOTAL = 1182 + 1269 + 670.20 = 3121.20 m3/min

4.1.2. REQUERIMIENTO DE AIRE FRESCO PARA MINAS DE CARBON

a) PARA EL PERSONAL:

FORMULA: Q1 = n * q; m3/min, donde:n = número de trabajadores en interior minaq1 = cantidad mínima de aire necesario por hombreRSSO D.S. 055 2010 EM Art. 238 enciso a)

4.50 m3/min hasta 1500 m.s.n.m.6.30 m3/min de 1500 a 3000 m.s.n.m.7.65 m3/min de 3000 a 4000 m.s.n.m.9.00 m3/min las minas se encuentran sobre los

4000 m.s.n.m.b) PARA EQUIPOS DIESEL AUTORIZADOS

Seguir similar procedimiento para minas metálicas y no metálicas (exceptuando carbón).c) PARA DILUCION DE CONTAMINANTES

Seguir el mismo procedimiento para minas metálicas y no metálicas (exceptuando carbón).La sumatoria de estos requerimientos, será el caudal total requerido.

Ejercicio 01:En una mina de carbón cuya cota media de trabajo es de 3670 msnm, se tienen los siguientes parámetros:Personal en el circuito con 3 niveles de ventilación, 85 trabajadores Trabaja una locomotora diesel de 80 HP.La sección media de las labores es 13.69 m2

Explosivo utilizado es dinamitaHallar los requerimientos de aire frescoSolución:Reemplazando en las fórmulas dadas para cada caso, tenemos:

PARA EL PERSONAL:

Q1 = n*q1 = 85 * 7.65 = 650.25 m3/min

PARA EQUIPO DIESEL

Q2 = 3 * (HP-(HP*%)) = 3*(80-(80*0.367)) =151.92 m3/minPARA DILUCION DE CONTAMINANTES

Q3 = A * V * N = 13.69 * 20 * 3 = 821.40 m3/min

TOTAL 1623.57 m3/min