Q = v × AQ: caudal en m³/s; v: velocidad media en m/s; A: sección en m².
Medición media de la sección; una lectura puntual puede no representar toda la sección.
Minería · CursoVentilación minera: caudal, red y dilución
Interpretar una red de ventilación simplificada, equilibrar dos ramales, limitar fugas y relacionar caudal, presión, energía y dilución de un trazador.
← Volver a la simulaciónPrincipios científicos
El caudal Q atraviesa una sección A con velocidad media v. Un ventilador aporta una diferencia de presión; galerías, puertas y conductos ofrecen resistencia. El punto de funcionamiento es la intersección de la curva del ventilador y la red. Aumentar la velocidad puede elevar caudal y potencia.
Dos ramales paralelos comparten diferencia de presión, pero sus caudales dependen de las resistencias. Una puerta de regulación aumenta la resistencia local y redistribuye el aire. Una fuga crea otra trayectoria: el caudal del ventilador no equivale al aire útil en los frentes. Deben distinguirse aire de entrada y de retorno.
La dilución compara la emisión de un trazador con el caudal de aire que lo recibe. El balance supone mezcla perfecta, emisión constante y régimen estacionario; no representa una bolsa de gas, un incendio ni una nube de polvo. Con caudal nulo, la concentración estacionaria no está definida: mostrar ausencia de ventilación, no un valor tranquilizador.
Comparar velocidad, presión y consumo con distintos ajustes y comentar los compromisos. Resistencias y objetivos mostrados son sintéticos. El modelo omite calor, humedad, densidad variable, tiro natural y transitorios; ningún resultado certifica respirabilidad ni conformidad de una atmósfera real, que requieren mediciones y estudio especializado.
Fórmulas, unidades y condiciones
Δp = R × Q²Δp: pérdida de presión en Pa; R: resistencia en Pa·s²/m⁶; Q: m³/s.
Resistencia fija y flujo turbulento simplificado; R no puede ser negativa.
R_parallèle = 1 / (Σ 1/√R_i)²R_i: resistencias de los ramales; R_parallèle: resistencia equivalente en la misma unidad.
Ramales entre los mismos dos nodos y resistencias positivas; sumar aparte las resistencias comunes en serie.
Q = √(P0 × n² / (R_réseau + K))P0: presión a caudal nulo en Pa a velocidad de referencia; n: velocidad relativa; K: coeficiente de curva; Q: m³/s.
Curva sintética Δp_ventilador = P0 × n² − K × Q²; no es una curva de fabricante.
P_électrique = Δp × Q / (1000 × η)P_électrique: kW; Δp: Pa; Q: m³/s; η: rendimiento global entre 0 y 1.
Balance simplificado; usar la presión suministrada a toda la red y el caudal total.
C_sortie = C_entrée + G / QEn la simulación: G es una emisión másica en mg/s; Q está en m³/s; C está en mg/m³. Para una emisión volumétrica G en m³/s, C sería una fracción volumétrica y ppm = C × 10⁶. No se deben mezclar ambas convenciones.
Q positivo, trazador diluido, mezcla perfecta y régimen estacionario; no se deduce ningún límite legal universal.
Aplicaciones
Red de dos frentes
Repartir el caudal entre ramales y observar el efecto de las puertas.
Fuga entre entrada y retorno
Comparar caudal total y útil antes y después de reducir la fuga.
Vigilancia didáctica
Leer velocidades, presiones, potencia y concentración de un trazador ficticio.
Qué observar en la simulación
Modificar velocidad del ventilador, puertas y fuga. Comprobar conservación del caudal en el nodo, pérdida de aire útil por un cortocircuito y efecto en el trazador. Exportar ajustes y límites al informe; comparar un objetivo didáctico sin declarar seguro el aire.