La ventilación en una mina subterránea es una de las actividades fundamentales para mantener un adecuado ambiente interior mina y condiciones laborales confortables, pero que trae consigo un enorme consumo energético. La gran y mediana minería subterránea dependen de métodos de explotación masivos, como Panel o Block Caving, y selectivos tales SubLevel Stoping, que pueden ser altamente rentables para explotaciones de baja ley. Estos emplean equipos de carga y camiones de alto tonelaje para la producción y el transporte, lo cual genera altas concentraciones de gases contaminantes que deben ser diluidos por la ventilación. El problema que se está investigando es que se desea mejorar las prácticas en el diseño de la ventilación de minas para incrementar la eficiencia energética y lograr sistemas de ventilación entre 10% y 40% más eficientes (y reducción de costos), debido al alto consumo energético para la ventilación de circuitos de áreas productivas que son altamente demandantes de aire.
La Universidad de Santiago de Chile ha desarrollado tres proyectos de investigación previos que abordan esta problemática: Fondecyt 11085050 (2008-2011), DICYT USACH Nº 051215HC (2012-2015) y DICYT USACH Nº 051515HC (2015-2017). En estos proyectos se estudian, pérdidas lineales en diámetros estrechos de chimeneas y galerías de ventilación, se caracterizan las Singularidades Complejas de las principales geometrías de los circuitos inyección/extracción, obteniendo valores característicos de choque k a través de experimentos a escala y simulaciones con Mecánica de Fluidos Computacional y se probaron mejoras de diseño y geométricas con mejoras graduales desde una 25% a más de 50% potencial ahorro energético. También, se evalúa técnica y económica la selección de métodos de excavación de chimeneas y su repercusión geomecánica. Más recientemente se estudia la configuración energética de estaciones de ventilación y el empleo de difusores de descarga de ventiladores.
El proyecto Fondef al que se está postulando con la colaboración con Compañía Minera Pucobre, permitirá desarrollar e implementar estas mejoras adaptadas a una mina operativa, estudiar y evaluar técnicamente los casos más representativos, entre otros. Esto permitirá cuantificar operacionalmente las mejoras obtenidas, capturando la problemática que puedan surgir. Los resultados serán plasmados en un Manual metodológico para la eficiencia energética en ventilación de minas que será una guía metodológica para diseñar y operar adecuadamente los circuitos de ventilación minera, tanto en proyectos presentes como futuros, de manera de mejorar la eficiencia energética, disminuir los costos operacionales en energía, aprovechar de forma más eficiente las inversiones destinadas a la ventilación minera y mejorar la ventilación interior mina debido al mejor aprovechamiento del aire.
Se realizará difusión de los resultados obtenidos con una estrategia de masificación adecuada que cuenta con el apoyo de Sernageomin para la difusión y masificación de resultados, se realizará el primer Congreso en Ventilación de Minas de Lationoamérica y se realizarán talleres de difusión dirigidos a empresas productoras, consultores especializados y empresas de ingeniería, entre otras. Este proyecto permitirá introducir las mejoras desarrolladas en la industria para hacer más eficiente y económicos los sistemas de ventilación de las grandes minas subterráneas en Chile y generar mayores utilidades en las empresas.