En las minas subterráneas, el aire está contaminado por los vehículos diésel y la actividad de voladuras. La ventilación de minas es un negocio complicado y que consume mucha energía, lo que significa que existe un gran potencial para ahorrar energía y costos en esta área.
Foto principal: Ricardo Gomez Angel/Unsplash
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Los sistemas de control de ventilación de minas han recibido una mayor atención durante muchos años como resultado del aumento del costo de la energía o el acceso limitado a ella. Pero el potencial para mejorar la salud y la seguridad de los trabajadores y la cantidad de frentes de producción disponibles mientras se mantiene un flujo de aire determinado sigue siendo significativo.
Se ha demostrado en funcionamiento que el uso de energía y la velocidad del ventilador de superficie se pueden reducir drásticamente utilizando un sistema de control de ventilación de minas adecuado con Ventilación a demanda (VoD) y control avanzado de procesos (APC) para la optimización digital.
Avances en controles de ventilación inteligentes
No es necesario ventilar toda la mina porque la producción solo puede concentrarse, digamos, en el 20% de la instalación en un momento dado.
Aunque el concepto de ventilación en minas subterráneas puede parecer relativamente simple, llevar la cantidad y calidad de aire adecuadas donde se necesita, cuando se necesita, en un entorno minero en expansión es una operación compleja que requiere una serie de componentes de ventilación.
Los sistemas de ventilación típicos consisten en el sistema de ventiladores principal, reguladores de aire y puertas que distribuyen el aire por toda la mina. También hay sistemas auxiliares que ventilan las áreas de producción y los talleres locales. Los requisitos de aire en un área dependen de su ubicación, la cantidad de personas que haya allí y los equipos que se estén utilizando.
Tres niveles de control de ventilación subterránea
El sistema de control de ventilación de ABB, ABB Ability™ Ventilation Optimizer, consta de tres niveles:
- El primero implica un control básico, como el arranque y la parada remotos de los equipos desde la sala de control, lo que significa que el personal no tiene que aventurarse en cientos de kilómetros de túneles subterráneos para poner en marcha un ventilador.
- El segundo nivel es la funcionalidad de ventilación a demanda (VoD).
- En el tercer nivel, se emplea un algoritmo, retroalimentación de sensores y tecnología avanzada de control multivariable para hacer funcionar todos los ventiladores en modo operativo óptimo, distribuyendo el suministro de aire de forma más eficiente y minimizando el consumo de energía en tiempo real.
La solución se basa en una plataforma de colaboración completa, abierta y flexible: ABB Ability™ System 800xA. La biblioteca de software de ventilación de minas proporciona un entorno de operador estandarizado. La solución de hardware modularizada permite una ingeniería eficiente y menores costos de mantenimiento. ABB Ability™ System 800xA se puede ampliar con una amplia gama de otras aplicaciones digitales para automatizar y optimizar sus operaciones desde la mina hasta el puerto y desde la planta hasta la empresa.
¿Por qué controlar la ventilación de minas subterráneas?
- Asegurar un entorno de trabajo saludable mediante la eliminación de sustancias peligrosas y el control del clima.
- Reducir el tiempo de inactividad gracias a una evacuación más rápida de los gases de explosión
- Reducir los costos al minimizar el consumo de energía
- Controlar los gastos de capital y operativos con una mejor utilización de la infraestructura existente
Gemelo digital del sistema de ventilación
Con ABB Ability Ventilation Optimizer, las necesidades programadas, basadas en eventos o en tiempo real de un sistema se pueden capturar con un sistema de seguimiento y etiquetado o sensores ambientales y de flujo. La distribución eficiente del aire se logra con el modelo de objeto padre-hijo integrado o mediante el uso de un modelo empírico extraído de datos en tiempo real y utilizado en una operación de bucle de retroalimentación cerrado.
La relación padre-hijo y la relación de necesidades activadas se pueden configurar fácilmente con unos pocos clics a través de las placas frontales basadas en objetos. Cuando es necesario, el sistema de ventilación se ajusta en tiempo real para satisfacer la demanda de ventilación activada.
Optimización digital
El modelo empírico se puede extraer de los datos operativos o mediante un método de respuesta por pasos y requiere un mínimo de ingeniería y ajuste adicional.
El modelo calcula el punto de ajuste óptimo para todos los componentes principales de ventilación para una demanda determinada y utiliza el control de retroalimentación de sensores, como sensores de flujo, que garantizan que se suministre la cantidad correcta de aire.
Se ha demostrado en funcionamiento que los modelos funcionan bien las 24 horas del día, los 7 días de la semana y se necesita poco o ningún esfuerzo para mantenerlos. Se ha demostrado que el modelo empírico reduce los requisitos de energía en algunas decenas de porcentajes.
Un simulador para pruebas y capacitación de operadores
ABB cuenta con un amplio paquete de simulación que permite no solo simular la estación del operador, sino también, con VentSim connect, capacitar y probar tanto a operadores como a modelos en situaciones casi reales.
Se ha demostrado que esta tecnología reduce los costos de ventilación, extiende la vida útil de su sistema de ventilación y crea un entorno de trabajo seguro y saludable duradero.
También puede ser el punto de partida hacia la automatización de más sistemas subterráneos, como drenaje, manejo de materiales y energía, y el comienzo del futuro digital de la mina.
Este artículo ha sido publicado originalmente en ABB. Ha sido traducido y publicado en GĚRENS en noviembre de 2024.
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