El control de la ventilación de la mina es mucho más crítico hoy que en la última década.

La ventilación de la mina proporciona aire limpio al personal mediante la limpieza de gases de explosión, escape de diésel, polvo y gases de estratos de los trabajos subterráneos.

Tradicionalmente, las condiciones ambientales se monitorean para mantener a los mineros seguros, cumplir con los requisitos reglamentarios y aumentar la productividad al hacer que los mineros vuelvan a la cara más rápido. El enfoque desde la perspectiva de la mina rara vez se centró en el consumo de energía, ya que un ahorro potencial del 30 % en energía no equivalía a un aumento del 10 % en la producción. La producción y la seguridad de los trabajadores triunfaron sobre las reducciones de energía en casi todos los casos.

Avance rápidamente a los desafíos globales de hoy en día, donde el aumento de los niveles de CO2  y las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) representan la principal causa del cambio climático provocada por el hombre. Los gobiernos y los accionistas están comenzando a dirigir la industria en varios frentes ESG, (Los criterios ESG se refieren a factores ambientales, sociales y de gobierno corporativo que se tienen en cuenta a la hora de invertir en una empresa). incluida la reducción de su huella de carbono. Se está teniendo cuidado de no simplemente cambiar la energía hacia arriba y hacia abajo en la cadena de suministro o comprar créditos verdes, sino de abordar la raíz del problema energético.

Aparte de la trituración (el proceso de molienda y trituración del mineral), la ventilación de la mina es el siguiente mayor consumidor de energía eléctrica. Esta energía eléctrica se utiliza para mover grandes cantidades de aire por toda la mina, así como la energía necesaria para enfriar y calentar el aire. Aunque el aire es transparente y liviano en comparación con el mineral, la cantidad de aire que circula en una mina de roca dura típica en Canadá varía de una proporción de 15:1 a 25:1 a favor de toneladas de aire/mes frente a toneladas de mineral salteado. /mes.

Se buscan nuevas fuentes de energía limpia por su idoneidad, robustez y escalabilidad mientras las minas hacen la transición de una flota móvil diésel a una eléctrica. Al mismo tiempo, será necesario actualizar la red eléctrica actual para acomodar la demanda adicional de energía eléctrica. Una flota totalmente eléctrica eliminará las emisiones de gases de cola de CO y NOx durante el turno, pero se debe tener en cuenta la eliminación de gases explosivos, la eliminación de polvo y calor para aprovechar los requisitos de ventilación potenciales más bajos. Los incendios subterráneos recientes de baterías de iones de litio representan un riesgo y un desafío significativos debido a las temperaturas extremadamente altas, el humo y los gases tóxicos que se emiten durante estos eventos de fuga térmica.

¿Cuál es el camino a seguir para las minas subterráneas en la actualidad?

Entendiendo que el 40-70% de la energía eléctrica se utiliza para ventilar los trabajos subterráneos de una mina canadiense típica, muchos han comenzado a agregar estaciones de calidad del aire en tiempo real para monitorear las condiciones ambientales.

Sin embargo, pocos han dado el siguiente paso de usar estos datos para luego dirigir el aire a las áreas de necesidad en lugar de a todas partes en la mina de manera equitativa y automática.

Usando esta información ambiental, una mina puede continuar agregando controles adicionales para regular los requisitos de flujo de aire en función del cálculo de la demanda de flujo de aire por la ubicación de la flota móvil y los mineros.

El seguimiento de la flota y las personas puede realizarse manualmente, turno a turno, o mediante un sistema de etiquetado electrónico más sofisticado.

Los ventiladores utilizados para la ventilación auxiliar se pueden controlar fácilmente desde la superficie utilizando cualquier forma de arrancador basado en Ethernet que esté conectado a la red de control de procesos en la subestación eléctrica.

Los reguladores manuales más antiguos se pueden actualizar a reguladores automáticos que permiten el ajuste del flujo de aire desde la superficie, ya sea manualmente turno por turno o a través de un sistema de ventilación bajo demanda (VoD) más elaborado.

¿Cuáles son los resultados de esta inversión?

Las minas han informado un ahorro del 20-50% en la intensidad energética de los ventiladores y las operaciones de calefacción/refrigeración como resultado del control de la ventilación de la mina, pagando así el proyecto de inversión durante un período de 2 a 4 años.

¿Cuáles son las principales consideraciones y los peligros potenciales?

Primero, un campeón interno que permanecerá en el cargo durante y después de la fase de ejecución del proyecto. Sin esta persona clave comprometida y en su lugar, es probable que el sistema de ventilación falle debido al movimiento continuo de ingenieros junior a roles de producción fuera de la ventilación.

En segundo lugar, un equipo de automatización experimentado y de mente abierta que pueda comprender y navegar por las complejidades de integrar tanto el software como el hardware y las redes basados ​​en el protocolo de Internet (IP) que se requieren para configurar y avanzar en el sistema de ventilación.

En tercer lugar, un equipo de mantenimiento bien capacitado para mantener el hardware bajo tierra y mantener los sensores calibrados y en funcionamiento después de que se complete la fase de instalación.

Por último, un equipo directivo comprometido no solo con la productividad y la seguridad de los trabajadores, sino con la sostenibilidad energética apoyando los valores ESG a largo plazo de las empresas.

Tres métricas de ventilación clave para apoyar la sostenibilidad

Las métricas brindan medidas objetivas de rendimiento, y estos datos le permiten "administrar por hechos" y ayudan en la sostenibilidad a largo plazo.

L a intensidad de la ventilación  se puede medir por una relación de toneladas de aire circulado/toneladas de mineral traído a la superficie. Algunas proporciones canadienses típicas van de 15:1 a 25:1.

Los costos de energía de ventilación se  pueden medir por una relación de $/tonelada de mineral con rangos típicos de $1,11 a $2,92/tonelada.

El consumo de ventilación se  puede medir mediante una relación de
kWh/tonelada de mineral con rangos típicos de 28 a 55 kWh/tonelada.

En conclusión, tanto la medición como el control del sistema de ventilación subterráneo de una mina no solo llevarán a aumentar la productividad al hacer que los mineros regresen al frente de manera más rápida y segura, sino que también ayudarán al esfuerzo global para la reducción de emisiones de GEI y la sostenibilidad a largo plazo.


Por: Michael Gribbons.