Aumento de la cobertura de aire en la mejora del sistema de ventilación principal de una mina subterránea, Lima, 2025

Abstract

El presente estudio tiene como objetivo determinar que el incremento de la cobertura de aire mejora el sistema de ventilación principal, enfocándose en la zona Santa Rosa como principal zona de explotación en la unidad minera en estudio. La investigación es de tipo aplicada, nivel descriptivo y diseño descriptivo comparativo, en la cual se evaluó el comportamiento del sistema de ventilación en tres escenarios: estado actual, corto plazo y mediano plazo, mediante mediciones de campo y simulación del circuito de ventilación. La población y muestra se conforma por toda la unidad minera, en especial la zona operativa de Santa Rosa con la explotación de los cuerpos mineralizados Hadas y Vanessa. Los resultados evidencian que, en el estado actual, el sistema de ventilación presenta un ingreso de aire de 567.3 KCFM frente a una demanda de 1,033.1 KCFM, alcanzando una cobertura aproximada de 55% con datos medidos y 71% con valores simulados, lo que representa un déficit significativo de aire fresco para las operaciones mineras. Este comportamiento se encuentra asociado a la presencia de ingresos de aire no controlados, pérdidas dentro del circuito de ventilación, zonas de recirculación y limitaciones operativas en algunos ventiladores del sistema. En el planeamiento a corto plazo (2026–2027), mediante la optimización del circuito de ventilación, el control progresivo de fugas y la mejora del desempeño de los ventiladores principales, se logra incrementar el ingreso de aire a 1,067 KCFM frente a una demanda de 1,000.4 KCFM, alcanzando una cobertura de 106.7%, lo que representa un superávit de 66.6 KCFM xiv respecto al mínimo requerido. Asimismo, en el planeamiento a mediano plazo (2028– 2032), mediante la optimización del circuito y las propuestas de ventiladores de refuerzo, se logra que el sistema proyectado alcanza un ingreso de aire de 1,111 KCFM frente a una demanda de 1,076.3 KCFM, logrando una cobertura de 103.2%, lo que demuestra que el sistema mantiene una capacidad adecuada para atender el crecimiento de las operaciones mineras y garantizar el suministro de aire fresco en las zonas de explotación. Finalmente, se identificaron riesgos críticos asociados al sistema de ventilación, como ingresos de aire no controlados, recirculación de aire contaminado, concentraciones elevadas de gases de combustión y tiempos prolongados de evacuación de gases posteriores a las voladuras, los cuales pueden afectar la calidad del aire en las labores subterráneas. La implementación de mejoras en el sistema de ventilación, el control del balance del circuito y el monitoreo continuo de gases permitirá fortalecer la seguridad, la eficiencia energética y la sostenibilidad de las operaciones mineras en el corto y mediano plazo.

The present study aims to determine that increasing air coverage improves the main ventilation system, focusing on the Santa Rosa zone as the main mining exploitation area in the studied mining unit. The research is applied in nature, with a descriptive level and a comparative descriptive design, in which the performance of the ventilation system was evaluated under three scenarios: current condition, short term, and medium term, through field measurements and ventilation circuit simulation. The results show that under the current condition, the ventilation system presents an air intake of 567.3 KCFM compared to an air demand of 1,033.1 KCFM, reaching an approximate coverage of 55% based on measured data and 71% based on simulated values, representing a significant deficit of fresh air for mining operations. This condition is mainly associated with uncontrolled air inflows, losses within the ventilation circuit, air recirculation zones, and operational limitations in some system fans. In the short-term planning scenario (2026–2027), through optimization of the ventilation circuit, progressive control of air leakages, and improved performance of the main fans, the air intake increases to 1,067 KCFM compared to a demand of 1,000.4 KCFM, achieving an air coverage of 106.7%, which represents a surplus of 66.6 KCFM above the minimum required. Likewise, in the medium-term planning scenario (2028–2032), the projected system reaches an air intake of 1,111 KCFM compared to a demand of 1,076.3 KCFM, achieving an air coverage of 103.2%, demonstrating that the system maintains sufficient capacity to support the projected growth of mining operations and ensure an adequate supply of fresh air in the exploitation areas. Finally, critical risks associated with the ventilation system were identified, including uncontrolled air inflows, contaminated air xvi recirculation, elevated concentrations of combustion gases, and prolonged evacuation times of gases after blasting, which may affect underground air quality. The implementation of improvements in the ventilation system, better control of the ventilation circuit balance, and continuous gas monitoring will strengthen safety, energy efficiency, and the sustainability of mining operations in the short and medium term