3 tendencias clave que impulsan la ventilación subterránea

Desde el momento en que la humanidad empezó a explotar la tierra en busca de materias primas valiosas, ha habido una constante que no ha cambiado. La necesidad de un suministro de aire seguro, fiable y eficaz a las personas que se encuentran bajo tierra. Esto puede lograrse mediante una ventilación subterránea adecuada & soluciones aéreas.

Desde los albores de la civilización, el hombre se ha afanado en extraer piedra, cerámica y, más tarde, minerales preciosos para subsistir, mejorar su modo de vida y, con el tiempo, prosperar. Tras el inicio de la era industrial, esta actividad se ha extendido a gran escala y ha aumentado la necesidad de suministrar aire de forma sostenible y en volumen a las operaciones subterráneas.

Hoy en día, sin embargo, aunque el ritmo al que se lleva a cabo la minería en todo el mundo ha aumentado, los imperativos están cambiando. Si bien la responsabilidad principal de los mineros de todo el mundo es ofrecer operaciones sostenibles, la necesidad de adaptarse constantemente y generar nuevas eficiencias está siempre presente. Además de la necesidad de un suministro de aire de calidad, la narrativa industrial se está ampliando y los mineros tienen ahora el mandato de aumentar la seguridad, la rentabilidad y los resultados medioambientales.

A medida que el ritmo y la escala de la minería continúan en el futuro, hay tres factores clave que están guiando esta nueva era de la minería y la ventilación subterránea;

1. Flexibilidad
2. Tecnología
3. Agilidad

1. Flexibilidad de ventilación

La capacidad de adaptarse a los cambios es vital en cualquier industria y es fundamental poder adaptar los procesos a las condiciones de explotación. En la minería subterránea, la capacidad de adaptar el suministro de aire a las necesidades de producción es uno de los principales retos a los que se enfrentan los operadores. Para hacer frente a este reto, en los últimos años se ha impuesto el concepto de ventilación subterránea a demanda (VOD), con sistemas diseñados para suministrar caudal de aire a las labores en función de la programación y los movimientos de las personas.

Sin embargo, el enfoque contemporáneo para suministrar aire a demanda en los últimos tiempos ha consistido en regular el caudal de aire mediante una infraestructura compleja y costosa. La solución ha sido la aplicación de variadores de velocidad (VSD), variadores de frecuencia (VFD) o variadores de frecuencia de tensión variable (VVCFD), que controlan la potencia del sistema de ventilación subterráneo y permiten aumentar o reducir el caudal de aire en función de la demanda.

Es un hecho que las altas velocidades de aire requieren gradientes de alta presión y mantener esta presión en una red minera tiene un coste elevado. En la era posterior a la crisis financiera mundial (CFG) de 2007 y la posterior recesión minera de 2013, el uso de VSD se consideró la forma lógica de adaptar el suministro de flujo de aire en función de la demanda, con la ventaja principal de reducir los costes de consumo de energía. Para una mina subterránea, se ha estimado que los sistemas de ventilación pueden contribuir hasta 50% de las necesidades de consumo de energía. Aunque se ha prestado una mayor atención a la reducción de los costes para que las operaciones sean económicamente sostenibles, los VSD siguen presentando un cierto enigma.

Por naturaleza, los VSD son una solución costosa en sí misma, con una infraestructura y un software de control de apoyo que oscilan entre decenas y cientos de miles de dólares. Tan caros como son, son igualmente frágiles, ya que requieren salas específicas con aire acondicionado y cableado personalizado para su funcionamiento. Aunque las ventajas de la ventilación a demanda mediante VSD parecen evidentes, su uso parece ilógico en los entornos subterráneos más hostiles.

Si hubiera otra manera...

La empresa australiana Minetek presenta un nuevo método de optimización del flujo de aire subterráneo denominado Rendimiento Bajo Demanda (POD). Minetek ha desarrollado un método innovador para optimizar los circuitos de aire que permite prescindir de los costosos VSD. Se trata sin duda de un momento decisivo en la ventilación subterránea. La solución de accionamiento mecánico, que puede controlarse de forma manual o autónoma, ofrece a los operarios la flexibilidad necesaria mediante el ajuste de la dinámica del flujo de aire en los innovadores impulsores del sistema.

Al controlar mecánicamente el flujo de aire sobre los impulsores -y no el suministro de energía al ventilador-, el consumo de energía se optimiza y puede mantenerse a un nivel significativamente inferior. Minetek ha conseguido una reducción de hasta 50% en los costes de consumo de energía, al tiempo que permite a los operadores mantener la flexibilidad en línea con los requisitos de producción y programación. Desde una perspectiva más amplia, POD tiene en cuenta los nuevos imperativos a los que se enfrentan los mineros, reduciendo realmente los costes operativos y consiguiendo a su vez mejoras en los resultados medioambientales.

Este nuevo enfoque de la ventilación subterránea ofrece una verdadera flexibilidad al tiempo que mejora la rentabilidad y la viabilidad a largo plazo de las operaciones subterráneas.

2. Tecnología de ventilación subterránea

Dicen que la necesidad es la madre de todos los inventos y la minería subterránea tiene una rica historia que refleja esta expresión. Impulsado por la necesidad, el sector minero no ha dejado de innovar para ofrecer operaciones subterráneas seguras, fiables y eficientes.

La tecnología minera ha evolucionado con la humanidad. Desde el antiguo uso de herramientas para extraer metales preciosos hasta el empleo de explosivos de pólvora negra para romper grandes rocas a finales de la Edad Media, la minería ha sido un campo de pruebas para las nuevas tecnologías durante milenios.

Dada la severidad de las condiciones subterráneas, el apetito por el desarrollo de tecnología de capacitación ha mantenido el ritmo, si no superado, de la vida en la superficie. Impulsada por la necesidad de garantizar la seguridad, mejorar la eficiencia operativa y reducir el impacto ambiental, la minería ha adoptado las nuevas tecnologías con avidez, aunque con cautela.

En las dos últimas décadas, en particular, la forma de la tecnología en la minería se ha desplazado hacia nuevos temas de ventilación subterránea. La automatización, la optimización, la digitalización e incluso la electrificación son el nuevo centro de atención de los mineros subterráneos, ya que las organizaciones exploran formas nuevas e integradas de cumplir sus objetivos de seguridad, rentabilidad y medio ambiente.

La ventilación subterránea es una palanca formidable para avanzar hacia los tres objetivos y la aplicación de nuevas tecnologías puede tener un impacto significativo. En la actualidad, los principales motores de la ventilación subterránea son la interoperabilidad de sistemas dispares dentro de la capa operativa y la automatización de procesos para maximizar el rendimiento.

Durante años, el requisito fundamental de la ventilación ha sido cumplir un requisito mínimo de volumen y presión; sin embargo, la mina evolucionada reconoce ahora la necesidad de optimizar los activos y procesos -como cualquier otro aspecto de la producción- para extraer la máxima eficiencia, reducir los costes de explotación y aumentar la rentabilidad.

MINETEK se centra en la innovación y disfruta de la oportunidad de desafiar el statu quo en el diseño, la implementación y el funcionamiento de un sistema de ventilación subterránea. Al margen del enfoque radical de MINETEK en el diseño de sistemas de ventiladores, la atención se centra directamente en la integración con los sistemas de la mina para permitir un funcionamiento autónomo. Performance On-Demand es un excelente ejemplo de tecnología aplicada, y MINETEK va más allá de la reducción del consumo de energía para explorar un funcionamiento con verdadera capacidad de respuesta. Aunque la tecnología de identificación por radiofrecuencia (RFID) existe desde mediados de los años 40, su aplicación en el mundo industrial está conectando ahora oportunidades para mejorar los procesos en la minería.

Mintek ha desarrollado un nuevo enfoque innovador para optimizar los circuitos de aire mediante la integración de la tecnología RFID para activar su sistema de ventilación Performance On-Demand y dirigir el suministro de aire en función de los movimientos de los vehículos. Este enfoque cambia las reglas del juego, ya que permite a los operarios reducir eficazmente el caudal de aire en partes de la mina sin actividad programada, manteniendo al mínimo los niveles de inflado de los airbags y reduciendo exponencialmente los costes de consumo de energía.

Al automatizar el flujo de aire activado y eliminar la necesidad de intervención humana, se puede optimizar tanto la seguridad como el rendimiento operativo. Conectar las modernas tecnologías de ventilación para aprovechar los datos e impulsar procesos predictivos es el camino a seguir para lograr una verdadera eficiencia operativa.

3. Agilidad de ventilación

La agilidad se define como la capacidad de moverse con rapidez y facilidad. Ser ágil, ágil y ágil. En los últimos años, el término ágil se ha adoptado en el campo de la gestión de proyectos, caracterizando el enfoque de dividir las tareas en fases cortas con una frecuente reevaluación de planes y prioridades.

Aunque se acuñó en los círculos de desarrollo de software, donde el ritmo de cambio es rápido, esta definición de agilidad es ciertamente apta para el entorno en continuo cambio en el que se desarrolla la minería subterránea. Por definición, una mina cambia constantemente. Debe cambiar sistemáticamente de forma y tamaño a medida que se extrae mineral de la tierra.

Aunque el diseño inicial de una mina subterránea proporciona a los operadores una hoja de ruta sobre cómo evolucionará su infraestructura, es una gestión ágil del proyecto y la comprensión de cómo aplicar los recursos a lo largo del tiempo lo que se necesita para adaptarse y optimizar continuamente.

La agilidad requiere una combinación de tecnología y flexibilidad.

En Minetek, hemos reconocido la necesidad de ser ágiles y nos hemos asociado con minas líderes de todo el mundo para aplicar las últimas ideas en ventilación de minas, lo que está permitiendo a los mineros cumplir y superar sus objetivos. Por ejemplo, la innovadora tecnología de ventiladores de Minetek ofrece a los operadores flexibilidad gracias al rendimiento bajo demanda. POD permite a los operarios aumentar o reducir rápidamente el suministro de aire dirigiendo el flujo de aire mediante un innovador diseño de paletas de control.

Este enfoque elimina la necesidad de intervención del VSD, lo que ofrece una clara mejora del rendimiento. Al eliminar la necesidad de VSD, las minas pueden utilizar toda la potencia disponible sin riesgo de que el ventilador se cale o cree desequilibrios armónicos. Esta flexibilidad en el control y la aplicación ofrece una verdadera agilidad, al reducir el consumo de energía y los costes, y también permite reentradas más rápidas tras la actividad de voladura.

Ser ágil requiere un enfoque ajustado.

Se ha demostrado que los robustos ventiladores de una sola velocidad de Minetek, con aspas prácticamente inmunes al desgaste, reducen los costes de consumo eléctrico hasta en 50%. Además, al eliminar volumen, el diseño compacto de los ventiladores permite a los mineros lograr agilidad al poder desplegarlos de forma segura y eficiente por la red con facilidad.

En comparación con los ventiladores tradicionales de mayor tamaño, las unidades compactas de Minetek tienen la capacidad de superar a las alternativas de mayor tamaño y reubicarse rápida y fácilmente en otras ubicaciones a medida que evolucionan las labores de la mina. Gracias a su menor tamaño, los ventiladores Minetek pueden instalarse fácilmente en diversas orientaciones y en ubicaciones subterráneas estrechas. Esta agilidad y capacidad de respuesta permiten a los operarios adaptarse a las condiciones cambiantes, al tiempo que reducen las posibles repercusiones en la seguridad de la manipulación manual.

Ser verdaderamente ágil requiere confianza.

Minetek cuenta con una amplia experiencia en el diseño, fabricación, ensayo e instalación de los sistemas de ventiladores más avanzados del mundo y con el respaldo de un gran equipo de ingenieros aeronáuticos, mecánicos y eléctricos. Desde el modelado inicial del declive y la consultoría hasta el soporte posterior a la implantación, nuestro equipo cuenta con la capacidad combinada para ayudarle a ofrecer un enfoque ágil en su próximo proyecto de ventilación.