Diseño y simulación de un sistema de ventilación en labores subterráneas.

Abstract

El trabajo en las minas presenta un inconveniente, ya que la contaminación del aire continuo es uno de los temas clave, la falta de ventilación adecuada puede provocar la acumulación de gases peligrosos, deficiencia de oxígeno, exceso de humedad y altas temperaturas, que representan una amenaza directa para la seguridad de los trabajadores y la operación de la planta. No hay productos o herramientas de ventilación bien diseñadas para simular su funcionamiento antes de su instalación, lo que resulta en ineficiencias operativas y altos costos debido a la seguridad ambiental. El proyecto plantea el diseño y simulación de un sistema de ventilación para labores subterráneas, orientado a mejorar la seguridad y eficiencia en entornos confinados. Partiendo de una revisión de fundamentos teóricos y normativas como ASHRAE 62.1, se definieron los criterios técnicos para el caudal, renovaciones de aire y configuración del sistema. El desarrollo se estructuró en tres objetivos: investigación de principios de ventilación subterránea, diseño 3D en SolidWorks y simulación CFD para evaluar el flujo de aire. El modelado tridimensional incluyó la galería, ductos, ventiladores y rejillas, optimizando la disposición de los componentes para un flujo continuo y seguro. La simulación CFD permitió analizar distribución de presión, velocidad y temperatura, identificando zonas con baja ventilación y proponiendo mejoras como reubicación de ventiladores y ajustes en la geometría de los ductos. Los resultados mostraron un flujo isotérmico estable (28,05 °C), caídas mínimas de presión (≈0,72 Pa) y velocidades máximas de 0,724 m/s, confirmando la eficacia del diseño. Se concluye que el uso de herramientas CAD y CFD constituye un método preciso y económico para validar sistemas de ventilación antes de su implementación, optimizando recursos y garantizando condiciones seguras para los trabajadores en espacios confinados.