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Ventilação de minas subterrâneas: sistemas, desafios e soluções

Ventilação de minas subterrâneas: sistemas, desafios e soluções



O projeto de ventilação de uma mina subterrânea define como o ar é movimentado, distribuído e controlado nos poços, rampas, galerias de transporte, áreas de lavra, frentes de desenvolvimento e vias de retorno. O sistema deve fornecer ar fresco, conduzir contaminantes e calor até as saídas previstas, permitir a remoção dos gases e fumos das detonações e a verificação da atmosfera antes da reentrada dos trabalhadores. Esse desempenho precisa ser mantido à medida que a mina avança.

A ventilação deve ser tratada primeiro como um problema de rede, e não apenas de escolha de equipamentos. A rede determina por onde o ar deve passar, a necessidade de cada área e a resistência a vencer. Os ventiladores produzem a diferença de pressão necessária, mas instalar um ventilador maior não corrige, por si só, um traçado inadequado, vazamentos excessivos, desequilíbrios entre ramais ou curtos-circuitos entre a entrada e o retorno de ar.

Escopo deste guia: este artigo aborda o planejamento do sistema de ventilação subterrânea, os circuitos de ar, a resistência da rede, o controle de contaminantes, o monitoramento e a estratégia de operação. As categorias de ventiladores, curvas de desempenho, comparações entre modelos de ventiladores, configurações de montagem e seleção de equipamentos são discutidas no guia de ventiladores para mineração. Primeiro, estabeleça as necessidades preliminares da rede e a faixa de operação; depois, compare os equipamentos e revise os cálculos considerando o ventilador escolhido e a instalação real.

Resumo de engenharia

  • Demanda. Determine a vazão necessária em cada local de trabalho ativo, incluindo as frentes de lavra e de desenvolvimento, para cada condição operacional plausível, não apenas a vazão total que passa pelo ventilador.

  • Percurso. Verifique se existe um caminho controlado da entrada de ar, passando pela área de trabalho, até o retorno previsto, sem curtos-circuitos de ventilação nem recirculação.

  • Base de dimensionamento. Informe a vazão, o tipo de pressão, os pontos de medição e a densidade do ar. Para as condições de demanda mínima, normal e máxima, indique os valores correspondentes de vazão e pressão, sem combinar extremos independentes.

  • Verificação. Calibre e verifique o modelo da rede com medições em subsolo. Defina alarmes, ações em caso de falha e procedimentos para controlar alterações no sistema.

Elaboração: Equipe técnica da BOFENG FAN

Publicação: Shandong Bofeng Fan Co., Ltd.


O que é ventilação de minas subterrâneas?

A ventilação de minas subterrâneas consiste na circulação e na distribuição planejadas do ar para manter a qualidade da atmosfera, as condições térmicas e o ambiente de trabalho adequados. O ar fresco é conduzido às frentes em atividade e aos locais de circulação ou permanência de pessoas. O ar que contém contaminantes, calor ou umidade em excesso segue pelas vias de retorno e é descarregado para fora da mina. Neste contexto, ar de retorno não significa ar destinado à recirculação.

O sistema normalmente inclui:

  • aberturas na superfície, poços, emboques, rampas, chaminés de ligação entre níveis e galerias utilizadas como vias de ventilação;

  • circuitos de entrada de ar fresco e de retorno;

  • ramificações que distribuem ar às áreas de lavra e de desenvolvimento;

  • tapumes, portas de ventilação, reguladores de vazão, vedações e cruzamentos com separação física das correntes de ar;

  • dutos para ventilar galerias em fundo de saco e outras áreas de trabalho localizadas;

  • ventiladores principais, ventiladores reforçadores quando seu uso for admitido no projeto e equipamentos de ventilação auxiliar; e

  • instrumentos para medir vazão, pressão, gases, temperatura, umidade e condições de operação dos equipamentos.

Esses elementos precisam ser avaliados em conjunto. A vazão medida na superfície não comprova quanto ar chega a uma frente distante: a resistência dos ramais, os vazamentos, os dispositivos de controle e o estado dos dutos determinam a vazão efetivamente disponível. No Brasil, a seção 22.22 da NR-22 relaciona o projeto ao desenvolvimento e à lavra e prevê sua implementação por meio do Plano de Ventilação (PV), com diagramas atualizados dos ventiladores e dispositivos de controle.[1]

Esquema de ventilação por exaustão em mina subterrânea, com entrada de ar fresco, distribuição aos níveis e frentes, retorno e ventilador principal na superfície

Figura 1. Circuito simplificado de ventilação por exaustão: o ar fresco entra na mina, é distribuído aos níveis de trabalho e retorna até o ventilador principal na superfície. A figura é ilustrativa; o arranjo real depende das características de cada mina.


Como funciona o circuito de ventilação subterrânea

O ar circula pela mina devido à diferença de pressão entre as vias de entrada e de retorno da rede. Essa diferença deve ser suficiente para vencer as perdas de carga nos poços, rampas, galerias, chaminés, dutos, curvas, junções, dispositivos de controle e conexões na superfície.

Um circuito simplificado pode ser descrito em cinco etapas:

1. Entrada de ar na mina. O ar fresco é aspirado ou insuflado por um poço, emboque, rampa descendente ou outra abertura de entrada definida no projeto.

2. Distribuição da corrente principal. A vazão total é dividida entre níveis operacionais, áreas de lavra, oficinas, vias de circulação, estações de bombeamento e outros locais, conforme a demanda de ventilação.

3. Chegada aos locais de trabalho. Galerias com conexões de entrada e saída podem receber uma corrente de ar que atravessa o circuito. Galerias em fundo de saco e frentes de desenvolvimento geralmente dependem de ventiladores auxiliares e dutos, pois não dispõem desse percurso completo.

4. Encaminhamento do ar contaminado ao retorno. O ar deve seguir das áreas menos contaminadas para as fontes de emissão e, depois, para as vias de retorno. Quando o arranjo permitir, evite que essa corrente atravesse outra área ocupada antes de sair, observando as exigências aplicáveis.

5. Saída do ar da mina. O circuito de retorno conduz o ar a um poço de exaustão, chaminé, emboque de saída ou estação de ventiladores na superfície.

A rede real raramente consiste em um único caminho reto. Ela combina ramais em série e em paralelo. Portas podem ser abertas, reguladores ajustados, novas galerias conectadas e áreas antigas vedadas. Os percursos de fuga de ar também mudam. Por isso, a ventilação subterrânea exige acompanhamento operacional contínuo; não se resume a uma instalação feita uma única vez.


Ventilação principal, distribuição por áreas, ventilação auxiliar e reforço da rede

A rede integra a circulação de ar em toda a mina, sua distribuição entre áreas operacionais e a ventilação das frentes sem conexão de saída. O glossário da NR-22 distingue ventilação principal e secundária e define os ventiladores reforçadores. Neste artigo, a discussão da ventilação auxiliar se concentra nos sistemas com dutos que atendem às frentes. Monitoramento e controle permitem verificar se a interação entre esses níveis corresponde ao PV.[1]

Ventilação principal

A ventilação principal movimenta o ar entre as entradas e os retornos principais da mina. A vazão e a pressão necessárias dependem da profundidade, do método de lavra, das seções das galerias, da frota de equipamentos, das emissões, da carga térmica e da expansão futura. Poços, galerias principais, conexões na superfície, vazamentos e vias de retorno influenciam o ponto de operação. Portanto, a escolha do ventilador principal da mina deve partir da análise da rede e ser verificada novamente após a definição do equipamento e das condições de montagem.

Distribuição de ar entre áreas e ramais

A corrente principal é dividida entre as áreas de produção e de apoio. Reguladores redistribuem o ar ao acrescentar resistência ao ramal em que estão instalados; eles não geram ar adicional. O estrangulamento excessivo aumenta a perda de carga e pode reduzir a vazão disponível em outros locais. Quando viável, compare essa solução com a melhoria da seção das galerias, a correção de vazamentos, um retorno mais direto ou a criação de uma via paralela adequada.

Ventilação auxiliar nas frentes de trabalho

Uma galeria em fundo de saco não possui uma segunda conexão que complete o percurso entre a entrada e o retorno de ar. Sua ventilação normalmente requer dutos. O sistema deve dispor de ar fresco suficiente da rede principal, fornecer a vazão necessária à frente por insuflação ou extrair o ar de suas proximidades por exaustão, sem recircular o ar contaminado. As configurações de insuflação, exaustão e combinação das duas são abordadas adiante. A comparação de equipamentos está no guia de ventiladores para mineração.

Ventiladores reforçadores e interação com a rede

Um ventilador reforçador acrescenta pressão em uma parte da rede subterrânea e altera a distribuição de pressão nos ramais conectados. Ele não se confunde com o ventilador auxiliar que ventila uma frente por meio de dutos. A NR-22 utiliza a denominação ventiladores reforçadores para essa função. Sua aplicação deve ser compatível com o projeto e o PV. Avalie a interação com os ventiladores principais, o risco de recirculação, eventual caminho de desvio ao redor do ventilador, o comportamento após uma parada e os sistemas de controle e monitoramento.[1]


Como determinar a vazão de ar e a pressão necessárias

Uma avaliação de ventilação deve separar duas perguntas:

1. Qual vazão de ar é necessária em cada local de trabalho e em cada condição de operação?

2. Qual diferença de pressão é necessária para movimentar essa vazão pelos percursos escolhidos?

A demanda de ar resulta dos perigos e das atividades a controlar. Dependendo da mina, envolve trabalhadores, equipamentos a diesel, liberação de gases, gases e fumos das detonações, poeira, calor, umidade, áreas de carregamento de baterias, oficinas e emissões de processo. As normas e o PV também podem estabelecer vazões ou velocidades mínimas. Determine o critério que governa cada área e as combinações plausíveis de atividades simultâneas, em vez de usar apenas a vazão total dos ventiladores. Um trabalho de dimensionamento apresentado à UFOP em 2022 aborda diferentes critérios de demanda; seus pressupostos e referências normativas devem ser verificados antes de qualquer aplicação atual.[3]

As relações a seguir ajudam a organizar os dados de vazão e pressão. Elas não substituem um modelo de rede calibrado com medições, a avaliação dos perigos específicos do local ou o projeto e o plano de ventilação exigidos para a operação.

Vazão e velocidade do ar

Para uma seção definida da via de ventilação, a relação básica é:

Q = A × v

  • Q — vazão volumétrica de ar, ou seja, o volume que atravessa a seção por unidade de tempo, normalmente em m³/s; não é o volume acumulado nem a quantidade de ar perdida por vazamentos.

  • A — área efetiva da seção transversal disponível para a passagem do ar, em m².

  • v — velocidade média do ar nessa seção, em m/s.

Essa relação é fundamental nos levantamentos de ventilação. Uma leitura de velocidade sem uma área de seção confiável não fornece uma vazão precisa. Uma medição pontual também pode não representar a média de uma seção irregular. O procedimento e o registro devem informar o método, a localização, as dimensões da seção, as condições do instrumento, sua calibração e os fatores de correção necessários.

Balanço de ar nas ramificações e junções

Em regime permanente, quando a densidade do ar é aproximadamente igual nos ramais comparados, a soma das vazões volumétricas que entram em um nó deve corresponder à soma das que saem. Os vazamentos identificados entram no balanço; diferenças residuais são avaliadas considerando a incerteza de medição:

ΣQ_in ≈ ΣQ_out

Se a densidade variar de forma relevante entre os pontos de medição, faça o balanço de vazões mássicas ou converta as vazões volumétricas para uma mesma condição de referência. Na fórmula, in indica entrada e out indica saída do nó analisado.

O balanço é útil nas entradas dos níveis, nas divisões de vazão entre áreas, nas junções de retorno e nas conexões da ventilação auxiliar. Uma diferença expressiva e sem explicação pode indicar vazamento, ligação não cadastrada, seção de medição inadequada ou comparação de leituras obtidas em diferentes configurações da rede.

Resistência da rede e perda de carga

Para um ramal simplificado, a perda de carga, expressa como queda de pressão, costuma ser representada por:

ΔP = R × Q²

  • ΔP — perda de carga no ramal, normalmente em Pa.

  • R — resistência aerodinâmica equivalente do ramal, expressa, por exemplo, em Pa/(m³/s)² ou N·s²/m⁸.

  • Q — vazão de ar que passa pelo ramal, normalmente em m³/s.

Essa relação quadrática é uma aproximação para escoamento turbulento, com geometria e densidade do ar definidas. A resistência deve ser reavaliada quando mudarem a seção, a rugosidade das superfícies, os obstáculos, as posições dos reguladores ou a condição de densidade considerada.

Na ventilação de minas, o valor equivalente utilizado nessa relação é conhecido como resistência da via de ventilação ou resistência de Atkinson. Aqui, R representa o ramal como um todo e já incorpora o efeito da densidade na condição informada. R não é apenas um coeficiente de atrito. Referências que apresentam a densidade como fator separado usam uma convenção diferente; os valores não podem ser intercambiados sem conversão. Sempre informe as unidades e a convenção adotada.

A resistência equivalente reúne os efeitos do comprimento, perímetro e área da seção, rugosidade das paredes e do revestimento, obstáculos, curvas, junções e dispositivos de controle. Estreitamentos ou deterioração das galerias podem aumentar muito a pressão exigida. Verifique a seção efetivamente livre e o estado da via, em vez de considerar somente as dimensões nominais do desenho.

Mantida a resistência, duplicar a vazão aumenta a perda de carga em aproximadamente quatro vezes. A potência teórica transferida ao ar, Q × ΔP, aumenta então em cerca de oito vezes, antes de considerar as eficiências do ventilador, do motor e do acionamento. Isso não significa que a potência elétrica real aumentará exatamente nessa proporção. Eliminar uma restrição importante ou criar uma via paralela adequada pode ser mais eficaz do que elevar continuamente a pressão do ventilador.

Tipo de pressão, condição de referência da vazão e densidade do ar

Os dados devem distinguir pressão estática e pressão total e indicar onde cada uma foi medida. Para uma pressão diferencial, informe os dois pontos e o tipo de pressão comparado em cada um. O aumento de pressão produzido pelo ventilador não pode ser comparado diretamente com a perda de carga de um ramal sem compatibilizar as definições, os locais de medição e a densidade de referência.

Especifique também se a vazão volumétrica corresponde às condições reais em subsolo ou se foi convertida para uma condição de referência. Neste artigo, densidade significa massa específica do ar, isto é, massa por unidade de volume. Para a mesma rotação e condições aerodinâmicas correspondentes, o aumento de pressão e a potência transferida ao ar dependem dessa densidade. Altitude, temperatura, umidade e pressão barométrica precisam ser consideradas na comparação entre medições, curvas de desempenho e resultados dos ensaios de aceitação.

Compatibilize a base dos dados antes de comparar

  • vazão que passa pelo ventilador e vazão efetivamente fornecida na saída do duto de insuflação ou extraída na entrada do duto de exaustão;

  • valores de pressão estática e total e leituras diferenciais sem identificação dos pontos e dos tipos de pressão medidos;

  • vazão volumétrica nas condições reais e vazão convertida para condições normais ou outra referência; e

  • valores calculados no modelo e medições feitas com outra configuração da rede ou outros ajustes dos equipamentos.

Vias de ventilação em série e em paralelo

Em trechos em série, sem vazamentos intermediários e com densidades próximas, a mesma vazão volumétrica passa sucessivamente por cada trecho. Nessas condições, as resistências podem ser somadas:

R_total = R_1 + R_2 + R_3 +...

Em paralelo, o ar se divide entre duas ou mais vias. A relação abaixo se aplica a ramais que ligam o mesmo par de nós, sem fontes de pressão independentes em cada ramal e com perda de carga proporcional ao quadrado da vazão:

1 / sqrt(R_total) = 1 / sqrt(R_1) + 1 / sqrt(R_2) + 1 / sqrt(R_3) +...

Aqui, sqrt(R) representa a raiz quadrada da resistência, e R_total é a resistência equivalente do conjunto analisado.

Duas vias paralelas de mesma resistência resultam em uma resistência equivalente igual a um quarto da resistência de uma única via, desde que ambas estejam disponíveis e corretamente conectadas. Esse arranjo pode reduzir a pressão necessária e ampliar as opções de distribuição do ar. O benefício diminui se uma das vias sofrer restrições ou manutenção inadequada. Uma configuração que conduza contaminantes a outra área ocupada pode ser inadequada, independentemente da vantagem calculada.

Vazamentos e perdas de carga localizadas

Nem todo o ar movimentado pelo sistema principal chega à área pretendida. Parte pode atravessar portas, tapumes, vedações e juntas de dutos com falhas ou aberturas não previstas. Reguladores, mudanças bruscas de seção, curvas, junções, grades, silenciadores e peças de transição também produzem perdas de carga. Vazamentos alteram os percursos e a distribuição do ar; atrito e resistências localizadas dissipam energia. Nos trechos de dutos de exaustão em que a pressão interna é inferior à da galeria, as falhas de vedação permitem a entrada do ar da galeria no duto.

Por isso, a avaliação deve distinguir:

  • a vazão que entra na mina;

  • a vazão que chega a cada área;

  • a vazão efetivamente disponível em cada local de trabalho ativo;

  • a vazão na saída do duto de insuflação ou na entrada do duto de exaustão; e

  • a vazão que sai pelo circuito de retorno previsto.

Depois de definir a vazão, a pressão, a faixa operacional e as condições de instalação em caráter preliminar, compare tipos de ventiladores, modelos, curvas, motores e controles na página de seleção de ventiladores para mineração. Em seguida, recalcule a rede com as características do equipamento selecionado e da montagem real, ajustando as hipóteses quando necessário.


Planejamento das entradas de ar, frentes de trabalho e retornos

Conduzir o ar das áreas menos contaminadas para as fontes de emissão

Quando o traçado da mina permitir, o ar fresco deve passar primeiro pelos locais ocupados e menos contaminados, antes de alcançar as fontes de gases, poeira, emissões de diesel, fumos das detonações e calor. Depois, o ar contaminado deve seguir ao retorno sem ser reutilizado na ventilação de outra frente. Esse percurso reduz a exposição adicional e facilita a identificação de anormalidades.

Não presuma que ventilar sucessivamente várias áreas ocupadas seja sempre permitido. Mesmo quando essa configuração for admitida pelas exigências aplicáveis e incluída no PV, avalie os efeitos dos contaminantes, do calor, da fumaça e das emergências sobre as áreas seguintes, no sentido do escoamento. Um incêndio ou uma liberação de gás na área anterior pode afetar todo o trecho posterior. A possibilidade de somar resistências em série não constitui autorização para adotar esse arranjo.

Evitar curtos-circuitos de ventilação e recirculação

O curto-circuito de ventilação ocorre quando o ar segue um caminho não previsto, de baixa resistência, entre a entrada e o retorno, sem passar pela área que deveria ventilar. A recirculação ocorre quando parte do ar de retorno contaminado volta à corrente de ar fresco ou à sucção da ventilação auxiliar. Em ambos os casos, o ventilador pode movimentar grande vazão enquanto a frente recebe pouco ar fresco. O curto-circuito descrito aqui é do percurso do ar, não de um circuito elétrico.

As causas mais comuns incluem:

  • portas de ventilação deixadas abertas ou danificadas;

  • vazamentos ao redor de tapumes e vedações;

  • ventilador auxiliar instalado em local sem disponibilidade suficiente de ar fresco;

  • separação inadequada entre a descarga de ar contaminado e a captação de ar fresco da ventilação auxiliar;

  • regulador de vazão mal posicionado ou ajustado incorretamente;

  • nova comunicação entre uma galeria de entrada e uma de retorno; e

  • alterações na operação dos ventiladores que modificam a distribuição de pressão entre os ramais.

Operar os dispositivos de controle conforme o plano de ventilação

Tapumes, portas, reguladores, cruzamentos de ar separados, vedações e barreiras direcionam e separam as correntes. Seu estado de conservação é tão importante quanto o projeto original. Uma porta aberta ou um tapume danificado pode modificar a distribuição de ar muito além do local da falha. Esses elementos devem ser inspecionados, identificados na documentação e incluídos nos procedimentos de gestão de mudanças.

Os reguladores exigem atenção especial. Aumentar a resistência de um ramal pode diminuir sua vazão e redistribuir o ar entre outras vias, mas não cria ar adicional. O resultado depende da rede inteira e do ponto de operação do ventilador. Alterações relevantes precisam ser avaliadas no modelo e verificadas por medição; fechar um regulador não garante melhora na ventilação da área pretendida.

Prever as próximas etapas de desenvolvimento da mina

A rede muda com o avanço das galerias, a abertura ou o fechamento de áreas de lavra, a mudança das rotas de transporte e a extensão dos retornos. Uma configuração suficiente na etapa atual pode deixar de atender à demanda quando outro nível for conectado ou quando os dutos forem alongados.

O planejamento da ventilação deve considerar, no mínimo:

  • o arranjo atual e as condições de operação;

  • as próximas etapas de desenvolvimento e de lavra;

  • os percursos mais longos previstos para a entrada e o retorno de ar;

  • a futura distribuição e utilização de equipamentos a diesel ou elétricos;

  • as condições de calor e de água esperadas em maiores profundidades;

  • os fechamentos, as vedações e as mudanças previstas nas vias de ventilação; e

  • os cenários de produção normal, produção reduzida, desmonte com explosivos, manutenção e emergência.


Ventilação auxiliar nas frentes de desenvolvimento

A ventilação auxiliar deve ser reavaliada conforme a frente avança. O aumento do comprimento dos dutos eleva a resistência e acrescenta juntas sujeitas a vazamentos. Entretanto, perda de carga e vazamento afetam o desempenho de maneiras diferentes. Neste artigo, duto de ventilação é a tubulação flexível ou rígida instalada na galeria para conduzir ar; não é a própria galeria.

O atrito e as restrições aumentam a pressão necessária para uma determinada vazão. Com a rotação e o ângulo das pás mantidos, a mudança de resistência desloca a interseção entre a curva do ventilador e a curva do sistema, alterando o ponto de operação. O atrito não consome o ar de um duto sem vazamentos. A vazão mássica se conserva, embora as vazões volumétricas medidas possam diferir quando a densidade varia.

Os vazamentos alteram a relação entre a vazão do ventilador e a vazão fornecida à frente ou extraída de suas proximidades. Na insuflação, parte do ar pode escapar antes da saída do duto. Na exaustão, o ar da galeria pode entrar por juntas ou trechos danificados, fazendo a vazão no ventilador superar a vazão captada na entrada próxima à frente. A recirculação é outro problema: pode reduzir a disponibilidade de ar fresco mesmo quando a vazão total no ventilador continua elevada.

A avaliação do sistema deve verificar:

  • a vazão de ar fresco disponível na rede principal para a ventilação auxiliar;

  • a posição do ventilador e da descarga de ar contaminado em relação às correntes de entrada e retorno;

  • o diâmetro, o comprimento, o material, as juntas, as curvas e os danos dos dutos;

  • a distância entre a saída do duto de insuflação ou a entrada do duto de exaustão e a frente;

  • a vazão efetivamente medida nessa saída ou entrada, em vez de apenas a vazão nominal indicada na placa de identificação do ventilador;

  • o percurso do ar pela galeria, fora do duto, que completa o circuito local de entrada e retorno;

  • a geração e o acúmulo de poeira, gases, calor e fumos das detonações;

  • os efeitos da movimentação de equipamentos e do prolongamento dos dutos; e

  • os intertravamentos, os alarmes e as ações diante de interrupção ou insuficiência da ventilação.

Na insuflação, a pressão interna do duto é normalmente maior que a pressão do ar da galeria ao redor. Na exaustão, ela é menor, e o duto deve suportar essa diferença sem colapsar. A combinação das duas configurações pode ser útil em determinadas aplicações, mas exige compatibilizar vazões e posições dos dutos. Inverter apenas o sentido de rotação do motor não transforma uma instalação de insuflação em um sistema adequado de exaustão. A aerodinâmica do ventilador, a construção dos dutos, as conexões, os controles e o percurso de retorno precisam corresponder ao modo de operação.

A escolha dos equipamentos e suas condições de trabalho são discutidas na página de ventiladores auxiliares para minas. A NR-22 trata da ventilação auxiliar de galerias de desenvolvimento e de obras em fundo de saco, incluindo a prevenção da recirculação. Distâncias, condições de instalação e eventuais exceções devem ser verificadas no texto aplicável e no PV; não há uma configuração única que possa ser copiada para qualquer mina.[1]


Principais desafios da ventilação subterrânea

Gases da mina e gases das detonações

Os perigos gasosos dependem da geologia e da operação. O metano é uma preocupação central nas minas subterrâneas de carvão, enquanto outras minas podem exigir controle de produtos das detonações, monóxido de carbono, óxidos de nitrogênio, compostos de enxofre, radônio ou gases de processo. O plano deve identificar fontes prováveis, taxas de liberação, pontos de monitoramento, níveis de alarme, condições de remoção e procedimentos de reentrada. O tipo de minério, por si só, não exclui a presença de gás inflamável.

Após uma detonação, o fato de o ventilador estar funcionando não comprova que a frente esteja segura. O tempo necessário para remover gases e fumos depende da quantidade e do local de geração, da vazão disponível, do percurso até o retorno, das zonas de estagnação e das condições dos dutos. A reentrada e a retomada do trabalho dependem dos procedimentos da mina e das verificações atmosféricas exigidas, não somente do tempo decorrido ou da rotação do ventilador.

Material particulado de motores a diesel e emissões gasosas

Os motores a diesel dos equipamentos emitem material particulado (DPM) e gases como monóxido e dióxido de carbono, óxidos de nitrogênio, compostos de enxofre e hidrocarbonetos. Onde sua utilização for permitida, é necessário combinar a redução de emissões na fonte com o controle da exposição dos trabalhadores. A ventilação faz parte dessa estratégia, mas não substitui os demais controles. No Brasil, a NR-9 relaciona a avaliação das exposições ocupacionais ao Programa de Gerenciamento de Riscos (PGR); não constitui, isoladamente, um método específico de amostragem ou análise de DPM.[2]

Uma estratégia de controle de DPM pode combinar:

  • vazão suficiente para diluir e conduzir as emissões ao retorno;

  • motores a diesel com menores emissões e combustível compatível com os requisitos do equipamento;

  • manutenção preventiva e testes de emissões;

  • filtros de material particulado do escapamento ou outros sistemas de pós-tratamento dos gases de escape, adequados ao motor a diesel e às condições de uso;

  • organização do tráfego e limitação do tempo de funcionamento desnecessário dos motores em marcha lenta;

  • planejamento da utilização da frota e do número de máquinas que trabalham simultaneamente em cada área; e

  • medições de exposição dos trabalhadores e monitoramento da atmosfera da mina.

Aumentar a vazão pode reduzir concentrações, mas também elevar o consumo de energia sem corrigir as emissões excessivas de uma máquina mal conservada. Coordene a ventilação com os controles na fonte. Ao avaliar DPM, registre qual componente ou indicador foi analisado, o método de coleta e a base de comparação. Ensaios no escapamento não equivalem à avaliação da exposição dos trabalhadores. Uma vazão calculada apenas a partir da potência dos motores também não substitui essa avaliação.

Controle e captação de poeira

A ventilação ajuda a reduzir a concentração de poeira suspensa e a transportá-la para fora da área, mas não garante sua captação na fonte. Velocidades elevadas podem ressuspender partículas depositadas. Corte, perfuração, britagem, carregamento, transferência de material e aplicação de concreto projetado podem exigir aspersão de água, enclausuramento da fonte, lavadores de gases, coletores úmidos ou exaustão localizada, além da ventilação geral.

Quando for necessário captar poeira ou tratar o ar, dimensione separadamente a vazão de exaustão, a posição do captor, a resistência dos dutos, o sistema de água ou filtragem e a descarga final. Consulte o guia de equipamentos para extração de poeira em minas. Captar poeira na fonte não é a mesma função que ventilar toda a frente. A NHO 08 da Fundacentro trata da coleta de material particulado sólido suspenso no ar de ambientes de trabalho; ela não é uma norma de dimensionamento de ventiladores ou da rede de ventilação.[5]

Calor e umidade em minas profundas

A carga térmica pode vir do maciço rochoso, da água subterrânea quente, da compressão do ar durante a descida pelos poços, dos motores, dos equipamentos elétricos, das detonações e da atividade humana. A ventilação é um controle de engenharia importante, mas pode ser necessário resfriamento adicional. A Fundacentro publicou a terceira edição da NHO 06 em 2025, voltada à avaliação da exposição ocupacional ao calor, e não ao conforto térmico. Já o Anexo III da NR-9, no texto oficial atualizado em 2026, ainda cita expressamente a segunda edição, de 2017, em seu item 3.3. Diferencie a edição técnica mais recente daquela indicada pela obrigação aplicável. Nenhuma delas substitui o cálculo térmico e o dimensionamento do resfriamento da mina.[2][4]

Mais vazão nem sempre resolve todo o problema térmico. Se o ar de entrada já estiver quente e úmido, o resfriamento adicional pode ser limitado. Uma velocidade excessiva também pode levantar poeira ou dificultar a circulação e o trabalho. Conforme as condições locais, um estudo térmico deve considerar:

  • temperaturas de bulbo seco e de bulbo úmido, além das grandezas exigidas pelo método de avaliação ocupacional; quando aplicável, incluir o IBUTG (Índice de Bulbo Úmido Termômetro de Globo) e a taxa metabólica da atividade;

  • umidade e entrada de água nas vias de ar fresco;

  • calor transferido pelo maciço rochoso e pela água subterrânea;

  • calor gerado pelos equipamentos e pelas detonações;

  • comprimento das vias e aquecimento por compressão durante a descida do ar;

  • possibilidades de resfriamento localizado ou centralizado do ar; e

  • organização do trabalho e das pausas, com procedimentos de prevenção da sobrecarga térmica.

Mudanças na produção e na demanda de ar

A necessidade de ar muda com a movimentação de máquinas e pessoas, a transferência da lavra para outros níveis, as detonações e o avanço das frentes. Ajustes fixos podem enviar ar em excesso a áreas sem atividade e, ao mesmo tempo, deixar uma frente ativa com ventilação insuficiente. Por outro lado, reduzir a vazão sem informações confiáveis pode eliminar uma margem de segurança necessária.

Defina condições normais e anormais de operação, vazões mínimas permitidas, requisitos de monitoramento e pessoas autorizadas a alterar os dispositivos de controle ou a operação dos ventiladores. A ausência momentânea de atividade não significa que uma área deixou de precisar de ventilação.

Consumo de energia e eficiência do sistema

A ventilação pode representar uma parcela importante da carga elétrica contínua de uma mina subterrânea. A participação efetiva depende da profundidade, do traçado, do clima, do método de lavra, dos equipamentos e da necessidade de resfriamento. Percentuais de outros países ou de uma única operação não devem ser apresentados como estatísticas gerais das minas brasileiras. Avalie as oportunidades de melhoria com base nas medições de vazão, nos registros de consumo elétrico e nas condições operacionais da própria mina.

A eficiência do sistema não se resume ao rendimento do ventilador. Consumo desnecessário pode resultar de:

  • vias de entrada ou retorno com resistência elevada;

  • estrangulamentos e estreitamentos evitáveis;

  • vazamentos em portas, tapumes, vedações e dutos;

  • condições desfavoráveis de entrada, conexão ou descarga nas estações de ventiladores da superfície;

  • fornecimento de ar acima do necessário para manter com segurança áreas sem atividade;

  • ajustes de controle incompatíveis com a operação; e

  • ventiladores operando em condições inadequadas à vazão e à pressão exigidas pela rede.


Medições e monitoramento da ventilação

Um projeto ou modelo computacional permanece uma previsão até ser confrontado com medições em subsolo. O levantamento de ventilação determina a distribuição real de vazão e pressão em uma configuração conhecida da rede. O monitoramento contínuo acrescenta informações sobre mudanças importantes entre as campanhas de medição.

O que deve ser medido?

Velocidade do ar e área da seção. Essas medições permitem calcular a vazão em um ramal ou local de trabalho, verificar a distribuição, identificar insuficiências e atualizar o modelo. Registre como foi determinada a velocidade média na seção.

Pressão. Informe se a leitura é de pressão estática ou total. Para pressão diferencial, identifique os dois pontos e o tipo de pressão em cada um. Dados obtidos em condições compatíveis com a medição de vazão ajudam a verificar o ponto de operação e a investigar restrições, vazamentos ou mudanças nos controles.

Concentração de gases e contaminantes. Selecione instrumentos e métodos de amostragem adequados aos perigos identificados. Os resultados apoiam a avaliação da atmosfera e da exposição, a definição de alarmes, os controles de segurança dos equipamentos e as condições de reentrada.

Temperatura e umidade. Essas grandezas ajudam a avaliar o ambiente térmico e o desempenho do resfriamento. Compare áreas e estados operacionais para distinguir efeitos de profundidade, sazonalidade e mudanças no sistema de resfriamento. A avaliação ocupacional deve incluir as demais grandezas exigidas pelo método utilizado.

Condições de operação dos ventiladores. Registre funcionamento ou parada, rotação, potência, vibração e temperatura dos mancais. Diferencie potência mecânica no eixo de potência elétrica de entrada. Relacione esses dados às alterações da rede para identificar deterioração ou falha dos equipamentos.

Posição das portas e ajustes dos reguladores. Verifique se a configuração real corresponde ao PV. A mudança de abertura de uma porta ou de um regulador pode explicar uma variação inesperada de vazão, mesmo sem alteração na operação do ventilador.

A NR-22 distingue as medições para verificar a eficácia da ventilação, previstas no item 22.22.30, do controle de concentrações em minas com ocorrência dos gases indicados no item 22.22.31. Não trate essas tarefas como uma única medição com a mesma frequência. Os instrumentos, pontos, alarmes e registros devem atender aos perigos, ao PV e às exigências aplicáveis. Um intervalo retirado de outro país ou de outro tipo de ensaio não substitui os requisitos da operação.[1]

Qualidade das medições

Erros podem surgir de seções de medição inadequadas, dimensões incorretas, perturbações do escoamento próximas a curvas ou portas, instrumentos com calibração desconhecida, poucos pontos de medição na seção e configurações da rede não registradas. Um levantamento útil informa data, hora, local, seção, método, instrumento, estado operacional e dispositivos ou obstáculos próximos. Calibrar um instrumento e ajustar o modelo da rede às medições são tarefas diferentes.

Comparar o modelo com a mina real

Se a vazão medida diferir da calculada, elevar a pressão do ventilador não é necessariamente a resposta correta. A diferença pode decorrer de:

  • resistência de ramal estimada incorretamente;

  • posição de porta ou ajuste de regulador diferente do adotado no modelo;

  • vazamento através de tapumes ou para galerias antigas;

  • via de ventilação obstruída, estreitada ou deteriorada;

  • vazamento no duto ou conexão danificada;

  • nova ligação ainda não incluída no modelo; ou

  • ventilador ou dispositivo de controle operando em condição diferente da considerada.

Calibre o modelo com as medições e atualize-o após mudanças relevantes no traçado ou nas conexões da mina. Antes de alterar resistências apenas para aproximar números, verifique a configuração real e o estado operacional. O ajuste numérico sem essa verificação pode ocultar a causa da diferença.

Sinais de anormalidade e primeiras verificações

Os sinais abaixo são pontos de partida para a investigação, não diagnósticos definitivos. Siga os procedimentos da mina e registre a configuração da rede. Comparações entre pressão e vazão exigem ajustes do ventilador, pontos de medição e condições de densidade compatíveis.

A ventilação da frente piora, embora o ventilador pareça operar normalmente.

Vazamentos, juntas danificadas, prolongamento dos dutos, colapso, restrições ou posicionamento inadequado da extremidade podem reduzir a vazão fornecida à frente ou extraída de suas proximidades. A recirculação pode diminuir o fornecimento de ar fresco mesmo com vazão elevada no ventilador.

Compare a vazão no ventilador com a vazão medida na saída do duto de insuflação ou na entrada do duto de exaustão, na mesma condição operacional. Inspecione os dutos e o percurso local entre a entrada e o retorno. Não considere todo o ar extraído como ar fresco.

A vazão de um ramal cai sem uma mudança planejada na operação do ventilador.

A abertura de uma porta, o ajuste de um regulador, um tapume danificado, uma nova conexão ou uma obstrução podem redistribuir a pressão e a vazão. A causa pode estar em outro ramal conectado, e não no local que apresenta falta de ar.

Verifique as posições e os ajustes dos dispositivos, inspecione o percurso e repita as medições de vazão e pressão. Compare a configuração real com a documentação atualizada da ventilação.

A pressão do ventilador aumenta enquanto a vazão diminui.

Com os mesmos ajustes e operação na região estável da curva, esse comportamento pode indicar aumento da resistência do sistema. Verifique colapso de dutos, obstrução de grades, danos em peças de transição e redução da seção das galerias.

Confirme os ajustes, a definição da pressão e os pontos de medição. Compare as pressões ao longo do percurso e inspecione os trechos ou componentes em que as perdas aumentaram.

A vazão no ventilador aumenta inesperadamente enquanto a pressão cai.

Em condições comparáveis, a abertura de uma porta ou de um regulador, um vazamento importante ou um curto-circuito entre entrada e retorno podem reduzir a resistência equivalente. Isso não comprova aumento da vazão de ar fresco efetivamente disponível na frente.

Faça o balanço de ar e verifique portas, tapumes, vedações, reguladores e novas conexões. Identifique por onde a vazão adicional está passando.

As concentrações de gases ou DPM, ou a temperatura, aumentam após a mudança da área de produção.

A distribuição da demanda pode ter mudado sem o correspondente ajuste dos controles. Verifique também os horários de operação das máquinas, as vazões dos ramais e as mudanças de qualidade ou de localização das medições.

Confirme onde as atividades estão sendo realizadas e onde os equipamentos estão operando. Verifique os instrumentos e os resultados das análises de amostras pertinentes e meça a vazão na área afetada.

A diferença entre vazões calculadas e medidas permanece significativa.

As causas podem incluir geometria ou resistência incorretas, posições de controle e conexões não registradas, vazamentos, seções inadequadas ou comparação de dados de diferentes estados operacionais.

Repita o levantamento com a configuração registrada, confronte o plano com as galerias reais e recalibre o modelo antes de alterar as condições de operação exigidas do ventilador.


Ventilação sob demanda e controle adaptativo

A ventilação sob demanda (Ventilation on Demand, VoD) ajusta a vazão às atividades e às condições reais da mina, em vez de manter todos os elementos controláveis em ajustes fixos. As entradas do sistema podem incluir programação da produção, localização de veículos e pessoas, concentrações de gases, temperatura, vazões dos ramais, pressão, posição de portas e estado dos equipamentos.

A implementação pode ser organizada em níveis como:

1. Controle por programação de horários: ajustes definidos para turnos, detonações, manutenção e períodos sem atividade.

2. Controle por eventos: mudanças de vazão quando uma máquina entra na área ou uma atividade começa.

3. Controle com realimentação: ajuste em resposta às concentrações de gases, à temperatura, à pressão ou à vazão efetivamente medidas.

4. Controle coordenado da rede: operação conjunta dos ventiladores, reguladores, portas e ajustes das diferentes áreas da mina.

Um exemplo brasileiro é o sistema da Mina Cuiabá, em Sabará, Minas Gerais. Em setembro de 2024, a AngloGold Ashanti descreveu a integração do rastreamento de pessoas e equipamentos ao controle da rotação dos ventiladores conforme a demanda. Em relato publicado em setembro de 2025, a APTA Sistemas, participante do projeto, descreve testes iniciais em duas frentes de serviço e apresenta separadamente projeções para a ampliação do sistema. São informações da operadora e de uma empresa envolvida na implantação, não uma avaliação independente nem um fornecimento da BOFENG FAN. Resultados locais e projeções não garantem o desempenho em outra mina. A avaliação deve comparar vazões realmente entregues e consumo elétrico antes e depois, considerando produção, horários, frota e carga térmica. O benefício depende da variabilidade da demanda, da capacidade de regular a rede, dos sensores, da comunicação, do comissionamento e das práticas operacionais.[6][7]

VoD não autoriza reduzir o ar apenas porque uma área parece inativa. Devem ser mantidas as vazões mínimas e as condições de segurança. No Brasil, o item 22.22.27 da NR-22 não permite desligar a ventilação auxiliar enquanto houver pessoas trabalhando na frente de serviço; as intervenções de manutenção devem observar as condições específicas do subitem 22.22.27.1. O simples comando remoto de partida ou parada também não comprova um sistema completo de VoD. Uma instalação confiável exige:[1]

  • vazões mínimas e restrições de segurança claramente definidas;

  • posições dos sensores verificadas e instrumentos calibrados;

  • condições seguras de contingência em caso de falha de sensores ou perda de comunicação;

  • intertravamentos e procedimentos de resposta aos alarmes;

  • modelo da rede ou lógica de controle testada que considere os ramais conectados;

  • definição das pessoas autorizadas e dos procedimentos para assumir o controle manual; e

  • verificação por medição de que a mudança de vazão comandada realmente ocorreu em subsolo.


Preparação para falhas de ventilação e gestão de mudanças

A distribuição do ar pode mudar rapidamente após o desligamento de um ventilador por atuação de um dispositivo de proteção, uma falta de energia, um incêndio, danos em dispositivos de controle, a alteração do ajuste de um regulador, a abertura de uma nova ligação entre galerias ou a ruptura de um duto de ventilação auxiliar. Os efeitos podem se estender além da área onde ocorreu a falha ou a alteração.

O planejamento de resposta da mina deve contemplar:

  • paradas dos ventiladores principais, reforçadores e auxiliares;

  • interrupção do fornecimento de energia, falhas nas funções de controle ou nos sensores e perda de comunicação;

  • alarmes de pressão baixa ou vazão insuficiente;

  • alarmes de gases, fumaça, temperatura ou outros contaminantes;

  • retirada de todas as pessoas da área afetada e parada dos equipamentos com isolamento de suas fontes de energia, conforme os procedimentos aplicáveis;

  • restrições e condições para religar os equipamentos;

  • inspeção da área e verificação da atmosfera antes da reentrada;

  • arranjos temporários de ventilação submetidos às verificações e autorizações necessárias; e

  • registro, investigação e autorização das alterações.

No contexto brasileiro, o PV e o Plano de Atendimento a Emergências (PAE) têm funções relacionadas, mas distintas. A NR-22 inclui no PAE cenários como incêndio e interrupção da energia da ventilação principal. A lista acima não substitui esse plano, os procedimentos específicos nem a avaliação dos responsáveis técnicos. A análise deve utilizar o texto aplicável da norma e as condições reais da mina. Exigências brasileiras não são automaticamente transferíveis a projetos em outros países.[1]


Etapas práticas para avaliar um sistema de ventilação subterrânea

1. Definir as etapas da mina e os cenários operacionais. Levante as galerias existentes, o desenvolvimento previsto, as áreas de lavra, a programação dos equipamentos, os ciclos de desmonte, as condições de manutenção e a expansão futura.

2. Identificar os perigos e os critérios de demanda de ar. Considere gases, DPM, poeira, fumos das detonações, calor, umidade, incêndios e emissões de processo. Verifique vazões e velocidades mínimas, critérios de exposição e demais requisitos do local.

3. Mapear a rede de ventilação. Registre entradas e retornos, ligações entre ramais, dispositivos de controle, circuitos auxiliares, vedações, percursos de vazamento, posições dos ventiladores e pontos de monitoramento.

4. Medir o sistema existente. Meça vazão, pressão, composição da atmosfera e condições térmicas em um estado operacional conhecido. Na ventilação auxiliar, verifique a vazão fornecida na saída do duto de insuflação ou extraída na entrada do duto de exaustão, conforme a configuração.

5. Criar ou atualizar o modelo. Use as medições de pressão e vazão para estimar resistências dos ramais e calibrar o modelo. Não dependa apenas dos desenhos de projeto ou de rugosidades presumidas.

6. Comparar alternativas. Avalie melhorias nas vias de ar, correção de vazamentos, caminhos paralelos, alterações de controle, sequência de lavra, ajustes dos ventiladores e fases futuras. Registre a justificativa das margens para vazamento, expansão e incerteza; não some reservas percentuais sem fundamento ou em duplicidade.

7. Estabelecer a faixa preliminar e comparar equipamentos. Para cada condição de demanda mínima, normal e máxima, defina os valores correspondentes de vazão e pressão. Informe também a densidade do ar, as condições de instalação, os requisitos de controle e as respostas previstas em caso de falha. Após selecionar o ventilador, verifique novamente a rede com sua curva e as condições reais de montagem.

8. Comissionar e verificar o desempenho. Confirme o funcionamento após a instalação com medições na mina, testes de alarmes e controles e, quando previstos, ensaios de aceitação em fábrica ou no local. O projeto deve indicar métodos, tolerâncias e edições das normas aplicáveis. O ensaio isolado do ventilador não equivale à aceitação da rede inteira. Para informações complementares, consulte a página sobre fabricação e controle de qualidade de ventiladores para mineração.

9. Manter e reavaliar. Atualize o plano e o modelo após alterações relevantes, acompanhe a evolução das medições, inspecione dispositivos de controle e dutos e investigue desvios sem causa identificada.


Prioridades de ventilação conforme o tipo de mina

Minas subterrâneas de carvão. Metano, poeira de carvão, autoaquecimento, combustão espontânea e fontes de ignição podem determinar requisitos importantes do plano. Separação de correntes, monitoramento, adequação dos equipamentos, operação dos ventiladores e prevenção de recirculação devem seguir as exigências aplicáveis à mina.

Minas subterrâneas de minerais metálicos. Emissões de diesel, gases das detonações, poeira com sílica ou componentes do minério e calor em profundidade são preocupações frequentes. Rampas longas e frentes dispersas exigem avaliar conjuntamente a resistência da rede, a utilização da frota, a ventilação auxiliar e o desenvolvimento dos próximos níveis.

Minas subterrâneas de minerais não metálicos. Emissões de diesel, poeira e gases das detonações também são relevantes. Em grandes aberturas ou na lavra por câmaras e pilares, com pilares de rocha mantidos para sustentação, é necessário avaliar a distribuição de ar, evitar curtos-circuitos e adequar a vazão às máquinas e às mudanças das áreas de produção.

Essa comparação é geral. Geologia, método de lavra, profundidade, legislação aplicável e avaliação efetiva dos perigos determinam o projeto final. O nome do mineral não permite excluir a presença de gases inflamáveis ou outros riscos específicos.

No Brasil, a seção de ventilação da NR-22 apresenta condições distintas para minas de carvão, outras minas e situações com equipamentos a diesel. Não reúna essas condições em uma única regra de vazão para todas as frentes. A avaliação ocupacional da NR-9 e os relatos de projetos de automação também têm objetivos diferentes: não substituem o dimensionamento e a verificação da rede.[1][2]


Informações necessárias para avaliar a rede de ventilação

Para uma avaliação preliminar útil, envie as informações disponíveis sobre:

  • o traçado atual e o planejado, incluindo níveis, poços, emboques, rampas, chaminés e principais vias de ventilação;

  • as posições das entradas e dos retornos e os sentidos de escoamento previstos;

  • as seções, os comprimentos, o estado das vias e as principais restrições;

  • os pares correspondentes de vazão e pressão para demanda mínima, normal e máxima, nos cenários atuais e futuros;

  • as vazões e pressões medidas nos pontos principais e nos locais de trabalho ativos, com localização e condições operacionais durante a medição;

  • a indicação de vazões nas condições reais ou de referência, do tipo de pressão, estática ou total, e dos dois pontos usados para medir a pressão diferencial;

  • a densidade ou condição de referência utilizada nos cálculos, nas curvas dos ventiladores e nos ensaios de aceitação;

  • a profundidade da mina, a altitude do local, a temperatura, a umidade e as condições de água subterrânea;

  • o método de lavra, o cronograma de desenvolvimento e as próximas etapas de expansão;

  • o tipo, a potência, a quantidade, a localização e o horário de operação dos equipamentos a diesel;

  • os perigos relacionados a gases, poeira, DPM, fumos das detonações, calor e processos;

  • o diâmetro, o material, o comprimento, as curvas e a condição de estanqueidade dos dutos, além da vazão necessária na frente;

  • os dados das placas de identificação dos ventiladores existentes, as curvas disponíveis, rotação ou ângulo das pás, medições operacionais, controles e configuração das unidades em serviço, de emergência ou de reserva;

  • a tensão e a frequência de alimentação, o método de partida ou controle de rotação e as interfaces necessárias;

  • as portas, os reguladores, os tapumes, as vedações, os percursos de vazamento e os demais dispositivos de controle;

  • os pontos de monitoramento, os níveis de alarme e o histórico disponível das medições; e

  • as exigências legais, o PV e os critérios de aceitação do projeto.

Dados incompletos não impedem uma conversa inicial, mas limitam a precisão das recomendações de vazão e pressão. Medições nos ramais e um plano atualizado geralmente são mais úteis do que somente a potência do motor ou o diâmetro do ventilador.


Perguntas frequentes sobre ventilação de minas subterrâneas

Qual é a diferença entre um sistema de ventilação e um ventilador de mina?

O sistema reúne entradas, retornos, galerias, dispositivos de controle, dutos, monitoramento, procedimentos e ventiladores. O ventilador produz a diferença de pressão que movimenta o ar nessa rede. Por isso, primeiro são estabelecidas as necessidades preliminares do sistema; depois, o equipamento é selecionado e sua interação com a rede e a instalação é verificada.

Qual é a diferença entre ventilação principal e auxiliar?

A ventilação principal movimenta o ar pelos circuitos principais de entrada e retorno. A ventilação auxiliar atende às galerias em fundo de saco e a outras áreas sem uma corrente de ar que as atravesse adequadamente. Ela depende da disponibilidade de ar fresco da rede principal. Na exaustão, o ar fresco também precisa chegar à frente pelo caminho externo ao duto. O ventilador reforçador instalado na rede tem outra função.

Por que a vazão na frente pode ser menor do que a vazão no ventilador?

Na insuflação, vazamentos reduzem a vazão que chega à saída do duto. Na exaustão, o ar da galeria pode entrar pelas falhas de vedação, fazendo a vazão que passa pelo ventilador superar a medida na entrada do duto, perto da frente. Atrito e restrições mudam o ponto de operação, mas não consomem o ar de um duto estanque. A recirculação pode reduzir o fornecimento de ar fresco sem diminuir a vazão total no ventilador. Compare as vazões medidas em pontos claramente identificados e sob condições de densidade compatíveis.

Aumentar a rotação do ventilador sempre resolve a falta de ar?

Não. Restrições nas galerias, dispositivos danificados, vazamentos, curtos-circuitos de ventilação, recirculação, desequilíbrio entre ramais ou dutos inadequados podem ser a causa real. Elevar a pressão sem investigar a rede pode aumentar a potência elétrica exigida e o ruído, com pouco ganho de ventilação nas áreas que precisam de ar. Identifique primeiro a causa da insuficiência, sem presumir que o ventilador é sempre pequeno demais.

Com que frequência devem ser feitas as medições de ventilação?

A frequência depende das exigências aplicáveis, do tipo de mina, dos perigos, do PV e do ritmo de mudanças. Além dos intervalos obrigatórios, avalie medições adicionais após alterações importantes da rede, resultados inesperados, ajustes dos ventiladores ou controles, novas conexões ou avanço significativo das frentes. Não transfira automaticamente a frequência de outro país, mina ou método de ensaio. A NR-22 distingue a verificação da ventilação do monitoramento dos gases nas situações abrangidas.[1]

A ventilação sozinha consegue controlar o calor em uma mina profunda?

Em algumas condições, sim. Porém, o calor recebido do maciço rochoso, da água e dos equipamentos, somado ao aquecimento do ar por compressão durante a descida pelos poços, pode impedir que a ventilação existente mantenha as condições necessárias. A umidade também afeta as trocas de calor do organismo. Resfriamento localizado, água gelada, refrigeração, melhoria da drenagem ou resfriamento centralizado do ar podem ser necessários, junto com medidas de prevenção da sobrecarga térmica.

O mesmo projeto serve para minas de carvão e de minerais metálicos?

Não existe um único arranjo adequado a todas as minas. Em minas de carvão, metano, poeira de carvão, autoaquecimento, combustão espontânea e requisitos de equipamentos podem ser determinantes. Em minas de minerais metálicos e não metálicos, DPM, gases das detonações, poeira com sílica ou componentes do minério, calor e galerias extensas podem ter maior peso. Cada projeto deve considerar os perigos reais e as exigências que lhe são aplicáveis.


Conclusão

Uma ventilação eficaz depende da entrega da vazão necessária em cada área ativa, não apenas de uma vazão total elevada no ventilador. O processo começa pela definição da demanda, pelas medições e pela modelagem da rede, seguido da redução de resistências e vazamentos evitáveis e da definição preliminar da faixa de vazão e pressão. Depois de selecionar ou ajustar os equipamentos, verifique novamente sua interação com a rede e a montagem. O projeto do sistema e a seleção do ventilador são relacionados, mas não são a mesma tarefa.


Precisa de uma análise preliminar das condições de operação do ventilador?

Quais informações enviar

Envie o traçado atual da ventilação, as entradas e os retornos, vazões e pressões com as condições de medição, profundidade e altitude, frentes ativas, dados dos dutos, programação dos equipamentos, alimentação elétrica e os principais problemas de gases, poeira, DPM ou calor.

Quando os dados forem suficientes, a análise preliminar poderá indicar:

  • informações ausentes, conflitantes ou incertas para a seleção do ventilador;

  • uma faixa inicial de pares correspondentes de vazão e pressão para demanda mínima, normal e máxima, com densidade informada;

  • restrições de instalação, controle e interface relevantes à comparação dos equipamentos; e

  • curvas, dimensões das conexões e informações de ensaios de aceitação necessárias à proposta técnica e ao orçamento.

A análise preliminar do equipamento não substitui o projeto de ventilação de toda a mina. O projeto final e a revisão técnica devem ser realizados pelos profissionais responsáveis e legalmente habilitados da operação ou pela consultoria de engenharia contratada. Autorizações, licenças e aprovações exigidas por lei seguem procedimentos próprios das autoridades e entidades competentes; não são emitidas automaticamente pelo fabricante do ventilador.

Solicite uma análise preliminar das condições de operação


Referências e limites de aplicação

[1] Ministério do Trabalho e Emprego (MTE). NR-22 — Segurança e Saúde Ocupacional na Mineração. Texto oficial disponibilizado pelo MTE como atualizado em 2026. A seção 22.22 trata da ventilação em atividades de subsolo, do projeto, do Plano de Ventilação, dos equipamentos e das medições. A seção 22.30 trata do PAE. Consultar os atos publicados, as disposições de vigência e os demais requisitos aplicáveis ao projeto.
[2] Ministério do Trabalho e Emprego (MTE). NR-9 — Avaliação e Controle das Exposições Ocupacionais a Agentes Físicos, Químicos e Biológicos. Texto oficial atualizado em 2026. Fundamenta a avaliação de exposições e medidas de prevenção vinculadas ao PGR. No Anexo III, item 3.3, a referência à NHO 06 é expressamente à segunda edição, de 2017. A publicação de uma edição técnica posterior não deve ser confundida com alteração automática do texto regulamentar. Não é um método específico de análise de DPM.
[3] Marcus Vinicius Macedo da Cruz. Dimensionamento do sistema de ventilação de uma mina subterrânea. Trabalho de conclusão de curso em Engenharia de Minas, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, 2022, 59 f. Estudo de dimensionamento e critérios de demanda. Sua base normativa corresponde à época de elaboração; não constitui aprovação de outro projeto nem comprovação de desempenho de uma instalação fornecida pela BOFENG FAN.
[4] Fundacentro. Fundacentro publica nova edição de NHO para avaliar exposição ocupacional ao calor. Comunicado institucional de 19 de maio de 2025 sobre a terceira edição da NHO 06. Explica sua finalidade de avaliar a exposição ao calor capaz de produzir sobrecarga térmica, e não conforto térmico. O link leva ao comunicado, não ao procedimento completo; a aplicação requer consulta ao documento e à edição indicada pelas exigências pertinentes.
[5] Fundacentro. NHO 08 — Coleta de material particulado sólido suspenso no ar de ambientes de trabalho. Publicação de 2009, conforme o catálogo institucional. O registro foi utilizado para identificar o escopo da coleta ocupacional de partículas, não como fonte de parâmetros de seleção de ventiladores. O registro não substitui a leitura do procedimento completo nem a escolha do método analítico adequado ao contaminante.
[6] AngloGold Ashanti Brasil. AngloGold Ashanti fecha Exposibram com premiação por eficiência energética. Relato da operadora publicado em 17 de setembro de 2024 sobre o projeto de ventilação sob demanda da Mina Cuiabá, em Sabará (MG). Descreve a integração com rastreamento e a modulação da rotação dos ventiladores. Não é ensaio independente nem caso de fornecimento da BOFENG FAN.
[7] APTA Sistemas. AngloGold Ashanti | Automação do Sistema de Ventilação [VOD]. Relato de implantação publicado em 17 de setembro de 2025. Distingue testes iniciais em duas frentes de projeções para ampliação do sistema. É uma fonte participante do mesmo projeto citado em [6], não uma segunda validação independente. Os percentuais e as projeções de economia não são transferidos para outros projetos neste artigo.

Nota de aplicação: este artigo apresenta informações gerais de engenharia. Não substitui levantamentos de ventilação, cálculos da rede, avaliações de exposição e de risco de explosão, o projeto e os planos exigidos, procedimentos da mina ou a análise de profissionais habilitados. Normas brasileiras, estudos e relatos de implantação têm escopos próprios e não se aplicam automaticamente a outros países. Verifique os documentos vigentes, suas edições e as responsabilidades técnicas e aprovações pertinentes ao local e aos equipamentos.

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