¿Cómo se diseñan los sistemas de presión para conservar una atmósfera segura y respirable?
Tecno Temas MineARC explica hoy la importancia de los sistemas de presión dentro de las cámaras de refugio.
¿SABÍA QUE…? Es de importancia crítica que las cámaras de refugio mantengan una presión positiva para impedir el ingreso de gas, vapores, humos y otros contaminantes en el aire.
Los sistemas de presión son uno de los componentes vitales para el soporte de la vida diseñados para brindar una atmósfera segura y respirable para los ocupantes. Es necesario que las cámaras de refugio mantengan una presión positiva para impedir el ingreso de gas, vapores, humos y otros contaminantes en el aire. Esta presión normalmente se genera utilizando el aire comprimido de la mina. Se alimenta aire comprimido hacia la cámara de refugio hasta que la presión interna alcanza 200 Pascales (Pa). Este valor se controla a través de válvulas check, que se abren cuando la presión positiva en el interior de la cámara de refugio supera los 250Pa. Si la presión positiva es demasiada no se podrá abrir la puerta de la cámara de refugio o se corre el riesgo de dañar la unidad.
En las cámaras de refugio que no están conectadas a un suministro de aire comprimido, la presión positiva se logra con un cilindro de aire comprimido, que descarga directamente en su interior. La cantidad de aire requerido para alcanzar el nivel de presión positiva necesaria se determina en función del volumen interno de la cámara de refugio y de la relación entre las temperaturas atmosféricas interna y externa. No basta con establecer un valor arbitrario deseado para la presión interna, dado que no se puede asumir que hay un valor positivo interno fijo respecto de la presión de aire externa de la cámara.
Para obtener más información acerca de los suministros de aire respirable y su importancia en una cámara de refugio, consulte el artículo de MineARC Tecno Temas: Aire Respirable.
COMPONENTES DEL SISTEMA DE PRESIÓN
El sistema de presión positiva funciona con una alimentación de 24 voltios de CC e incluye los siguientes componentes:
- Cilindro/cilindros de aire comprimido y regulador: proveen el aire comprimido necesario para lograr y mantener la presión positiva dentro de la cámara de refugio. El aire dentro del cilindro normalmente esta presurizado a 15.000-20.000kPa El regulador controla la presión del gas dentro del cilindro.
- Presóstato diferencial regulable: el presóstato diferencial es un dispositivo que mide la diferencia de presión entre dos elemento Cuando la diferencia es mayor o menor que cierto rango, el presóstato abre o cierra los contactos eléctricos.
- Válvula solenoide: la válvula solenoide controla la dosificación de aire comprimido hacia la cámara de refugio. Funciona por medio de un electroimán. Cuando se aplica energía a la bobina, la válvula se abre.
OPERACIÓN DEL SISTEMA
Inicialmente, al ingresar a la cámara de refugio la presión interna y la externa son iguales. Al encender el soplador de la depuradora, se energiza el sistema de presión positiva. Entonces, la válvula solenoide se abre, permitiendo un flujo de aire comprimido hacia la cámara, hasta que la presión interna llegue a 200Pa por encima de la presión externa. En ese momento, el presóstato se abre y corta la alimentación a la válvula solenoide y, consecuentemente, se cierra el suministro de aire comprimido. Si la presión interna baja aproximadamente a menos de 170Pa por encima de la presión externa, el presóstato se vuelve abrir, energizando la válvula solenoide y permitiendo el ingreso de aire comprimido a la cámara de refugio, para cortarlo nuevamente cuando la presión positiva alcance 200Pa. Este proceso se repite hasta que se agote el suministro de aire comprimido.
SISTEMAS DE PRESIÓN MINEARC
Los sistemas de presión de MineARC están diseñados para ayudar a conservar una atmósfera segura y respirable dentro de la cámara de refugio. Sus componentes incluyen: el sistema de optimización y control de aire comprimido (CAMS), para regular la descarga de aire comprimido dentro de la cámara de refugio; el sistema de acceso seguro presurizado (SASP), para garantizar un ingreso seguro a la cámara de refugio y el sistema de mantenimiento de presión positiva (SMPP) para mantener la presión positiva interna.
Sistema de optimización y control de aire comprimido (CAMS)
El CAMS de MineARC cuenta con un sensor de presión diferencial del aire y una válvula de cierre que permiten regular el caudal de aire que ingresa a la cámara, mediante la descarga automática de “ráfagas” periódicas de aire comprimido, cuando la presión interna cae por debajo de 200 Pa. Este proceso optimiza el uso del aire de mina y garantiza que no haya obrepresurizaciones de la cámara de refugio. El CAMS mantiene un “sello” de presión positiva
Controlador eléctrico del CAMS
El controlador eléctrico del CAMS ejecuta distintas funciones según el modo de operación: cámara ocupada o desocupada. En el modo de cámara desocupada, la función principal del controlador es conservar la presión positiva dentro de la cámara de refugio.
Mediante un sensor de presión diferencial, para desconectar el flujo de aire comprimido cuando la presión de la cámara alcanza 200Pa por encima de la presión ambiente, reduce el uso de aire comprimido en hasta 95%, al mismo tiempo que conserva la protección contra el ingreso de humos y otros contaminantes hacia el interior de la cámara de refugio.
En el modo de cámara ocupada, es necesario que haya una corriente de aire continua como fuente primaria de aire respirable. Mientras está en este modo, a través de un sensor de oxígeno se monitorea de manera constante la calidad del aire comprimido que ingresa. Si el nivel de oxígeno cae por debajo de 18%, lo cual indica que existe contaminación con humo u otros gases, el sistema pasa al modo de alarma y corta el suministro de aire comprimido, hasta que los niveles de oxígeno vuelvan a estar por encima de 18%.
Sistema de acceso seguro presurizado (SASP)
La unidad de activación remota del SASP de MineARC se encuentra junto a la puerta frontal en el exterior del refugio, permitiendo que el personal prepare la cámara para realizar un ingreso seguro.
En caso de que el suministro de aire fresco se desconecte o esté comprometido, el LED indicador externo pasará a color rojo, advirtiendo que la cámara no cuenta con presurización positiva y por lo tanto el ingreso no es seguro.
Una vez activado, el SASP dispersará en la cámara cantidades medidas de aire comprimido hasta que la presión interna alcance 200Pa. Asegurando que la presión interna sea ligeramente superior a la exterior se impide que se infiltren contaminantes tóxicos en la cámara durante el ingreso del personal.
Sistema de mantenimiento de presión positiva (SMPP)
El SMPP de MineARC va montado firmemente en la pared interior de la cámara de refugio. Con una alimentación de 24VCC, la válvula solenoide eléctrica se abre y se cierra para descargar cantidades medidas de aire respirable desde los cilindros de aire comprimido, con el fin de mantener la presión positiva interna.
La cantidad de cilindros de aire comprimido respirable se configura según los distintos volúmenes internos y duraciones de operación requeridos.
