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VentSim 5.2 – Top 5 de las nuevas funciones.

Han pasado un par de meses desde que se lanzó la más reciente versión de VentSim. Después de algunos días de uso, era claro cuales eran mis mejoras favoritas! En este breve resumen las comparto y explico porque!

Antes de comenzar, quizás sea buena idea recordar el concepto de los activity tracks que es otra fantástica mejora introducida en un par de versiones anteriores. La idea general de los activity tracks es distribuir de forma más realista el rango de operación de los equipos y su influencia en el calentamiento de la mina en el caso de equipos que generen calor y la dispersión de contaminantes en el caso de equipos diesel.

Con esta breve explicación en mente, a continuación describo 5 de las mejoras más sobresalientes de la última versión!

Efecto Pistón

Gracias a esta nueva herramienta es posible modelar el efecto pistón generado no solo por los vehículos en movimiento sino también por el material que cae por los orepass! Ahora podemos tratar de entender mejor esos cortocircuitos que se forman por cuenta de estas variaciones en la presión.

Una vez en el activity track debes activar la función de efecto pistón. Algunas de las opciones son: flujo bidireccional y retrasar el ingreso de nuevos vehículos.

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Configuración del efecto pistón

Simulación dinámica

Para poder incluir el efecto pistón en las simulaciones fue necesario adicionar nuevas funcionalidades a la simulación dinámica. Gracias a estas mejoras es ahora posible simular las condiciones dinámicas en los activity tracks!

Configuración de explosivos

La configuración de los explosivos siempre fue un poco esotérica. En esta nueva versión es posible definir las características de los explosivos en los presets para utilizarlos posteriormente durante la creación de la simulación de explosivos. Olvidate de configurar la tasa de dispersión, o la cantidad de emisión de gases, en esta nueva versión VentSim lo hace por ti.

No olvides sin embargo que la validación es nuestra responsabilidad y debemos procurar como sea posible realizar la medición de los gases durante las voladuras para calibrar correctamente nuestro modelo.

Manejo de explosivos en VentSim
Configuración de la simulación de explosivos

Model Explorer

Algunos de nuestros modelos de VentSim pueden contener una gran cantidad de información. Encontrarla es a veces tedioso o complicado. Con el nuevo explorador del modelo es posible visualizar de forma conveniente los principales componentes de la ventilación.

Explorador de VentSim - Isaeng
Model explorer de VentSim

Creación de nuevos perfiles

Por fin! En esta nueva versión es posible crear nuestras propias secciones. No hay mucho por explicar, solo dejar salir el artista que hay en ti 🙂 Obviamente si no tienes que entregar un reporte de ventilación a tus jefes!

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Herramienta para la creación de perfiles

Estas son solo algunas de mis mejoras favoritas, tienes alguna mejora en particular para destacar? Coméntala en los comentarios!

Recuerda descargar la última versión y comenzar a hacer uso de estas mejoras. ¿No tienes tu VentSim al día? Escríbenos a info@isaeng.com para solicitar una cotización.

Acerca del autor: Néstor y su empresa son distribuidores de VentSim, PumpSim y Terramin. También ofrece sus servicios de capacitación y consultoría en ventilación y bombeo de minas junto con empresas líderes de Europa y Sur América.

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Análisis de sensibilidad en VentSim

Como ingenieros de ventilación, cuantas veces nos hemos preguntado ¿que tan confiable es nuestro modelo? Especialmente en un nuevo proyecto donde no tenemos forma de compararlo con mediciones!! O por ejemplo, ¿porque algunas veces nuestro modelo pareciera no ser capaz de replicar las condiciones en algunas partes de la mina?

Desde la versión 5.1, VentSim cuenta con una herramienta de análisis de sensibilidad. En este breve artículo comparto una estrategia que nos ayudará a responder estas y otras preguntas relacionadas con la confiabilidad de nuestro modelo de ventilación.

¿Que es el análisis de sensibilidad?

Como su nombre lo indica, el análisis de sensibilidad nos permite evaluar como responde un modelo cuando hay cambios en los parametros del mismo. Existen varias definiciones bastante técnicas, sin embargo en este artículo me limitaré a explicar este concepto con un par de ejemplos relativamente sencillos tomados del artículo que Craig (el creador de VentSim) presentó en el simposio de ventilación de minas en Canadá el año pasado.

Sensibilidad a la resistencia

Recordando nuestros conceptos de ventilación:

P = R*Q^2

En donde:

  • P = Presión (Pa)
  • R = Resistencia (N*s^2/m^8)
  • Q = Caudal (m^3/s)

En este caso, la presión P depende linealmente de R y cuadráticamente de Q. De cierta manera, la presión es más sensible a cambios en Q que en P. Visto de otro modo, si la resistencia de uno de los túneles varia 10% manteniendo la presión fija (por cuenta de un ventilador por ejemplo) el caudal en ese túnel variaría alrededor de 3% (¿Alguién se anima a hacer el cálculo?). Para un solo túnel esta variación pudiéra no parecer demasiado pero si esta misma variación se aplica a múltiples túneles compartiendo la misma fuente de presión, el error en el flujo se acumula y puede en algunos casos cambiar de dirección!

Para estimar el efecto de estas variaciones, el módulo de sensibilidad de VentSim se encarga automáticamente de correr cientos de simulaciones “perturbando” la resistencia de los túneles de la mina de manera aleatoria durante cada una de estas simulaciones para calcular posteriormente el margen de confianza del modelo. En resumen, que tan sensible es mi modelo respecto a variaciones en la resistencia de los túneles.

Sensibilidad térmica

El concepto de sensibilidad aplica a cualquier modelo. En el caso de ventilación dos de las variables más comunes son: la resistencia y las temperaturas.

El análisis de sensibilidad térmica puede ser un poco más demandante y complicado. Los que hemos realizado simulaciones termodinámicas en VentSim hemos experimentado de primera mano algunos problemas de convergencia durante estas simulaciones en especial en zonas de recirculación o zonas con pobre ventilación. Adicional a esto, las simulaciones térmicas dificilmente pueden considerarse estacionarias y por esta razón se requiere de la consideración de muchos más parámetros durante la simulación.

Al igual que con la sensibilidad a la resistencia, VentSim se encarga de correr decenas de simulaciones térmicas para determinar el margen de confianza del modelo respecto a variaciones en el flujo y en el calor de la mina. Al final y gracias al análisis de sensibilidad podemos ver cuales de las zonas de la mina presentan mayor variación y por ende requieren de nuestra atención.

“Escucha y lo olvidarás, Observa y lo recordarás, Hazlo y aprenderás” Provervio Chino.

Hasta no ver no creer!

¿Como ejecutar el análisis de sensibilidad? El siguiente video nos muestra como:

Una vez finalizada la simulación, podemos ver los resultados de la confiabilidad de nuestro modelo. En este caso, cualquier túnel en donde se presente una confiabilidad menor a 100% merece de nuestra atención pero obviamente enfocaremos nuestros esfuerzos en los túneles de menor confiabilidad.

Resistance Sensitivity VentSim - Isaeng

En este caso, los túneles de color rojo presentan la menor confiabilidad o mayor sensibilidad (valores de 98%), una decisión inteligente sería enfocarse inicialmente en incrementar la confiabilidad en esos túneles mediante diferentes estrategias como por ejemplo incrementando la frecuencia de los aforos, mejorando las medidas de las áreas, calculando más detalladamente las resistencias entre otras.

Como mencioné anteriormente también es posible realizar el análisis de sensibilidad térmica de nuestro modelo, pero ¿como se ven los resultados?

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En este caso y coincidencialmente, la mayor sensibilidad térmica se presenta en los túneles de color azul que muestran un indice de confiabilidad bastante bajo. ¿Cual sería la estrategia para mejorar la confiabilidad? Lo dejo de tarea para que lo compartan en los comentarios o me escriban directamente a nestor@isaeng.com!

Resumen

Tal y como lo menciona Craig en su artículo, independientemente de la precisión o calidad con la que hayamos construido nuestro modelo, siempre habrá variaciones en algunas regiones del mismo. Estas variaciones se pueden deber entre otras a:

  • Zonas pobremente ventiladas.
  • Zonas alejadas de los circuitos principales de ventilación.
  • Variaciones en los parámetros físicos o geométricos del sistema.

En resumen, gracias a la herramienta de análisis de sensibilidad de VentSim, podemos tomar acciones proactivas para prevenir problemas con la ventilación y para mejorar la calidad de nuestro modelo, en fin, para que no sigamos cruzando los dedos!

Recuerda que el análisis de sensibilidad está disponible en la última versión. ¿No tienes tu VentSim al día? Que esperas para actualizarlo y aprovechar al máximo de esta y otras mejoras. ¿Deseas conocer más acerca de las últimas mejoras o recibir una cotización del mantenimiento? Escríbenos a info@isaeng.com.

Acerca del autor: Néstor y su empresa son distribuidores de VentSim, PumpSim y Terramin. También ofrece sus servicios de capacitación y consultoría en ventilación y bombeo de minas junto con empresas líderes de Europa y Sur América.

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Is your VentSim outdated? 5 reasons to upgrade to VentSim DESIGN V5!!

*please note – Ventsim has been renamed to VentSim DESIGN. This article was originally published on LinkedIn by one our engineers.

Are you short on budget to update your VentSim license? Or have you simply not been aware of the latest Ventsim updates? If so, then you’re missing out on the improvements in the latest versions of VentSim DESIGN.

In this article I focus on the 5 improvements either because they make our work easier. Do not forget that behind these improvements there are many more that we can’t see but that are implemented to make VentSim models more reliable and allow us to make more accurate decisions in the simulation of our ventilation systems.

Without further ado, here they are: 5 reasons to upgrade to VentSim DESIGN V5!

1. Audit tool

Available since version 4.5 released in October 2016.

You can find it in Tools > Audit.

Thanks to this tool you can audit your ventilation models which I find especially useful, since it allows me to review the different parameters of the model, minimizing the possibility of errors.

My advice is to generate a series of “good practices” in the mine to guarantee the uniformity of the different mine ventilation models and to not be lead by the tastes of any particular ventilation engineer.

2. Fan digitizer!

Are you still generating the curve of your fan manually? This is a thing of the past! Now you can extract the curve directly from the manufacturer’s catalogue with the additional advantage of conserving the original images of the curve for future reference.

You can find it under Tools > Fans > New > fan digitizer

In 4 simple steps you can generate the curve of your fan:

  1. Select the curve of the fan that you want to digitize.
  2. Define the maximum and minimum limits of the different curves, for example: Flow, pressure, efficiency.
  3. Define the area that is within the limits.
  4. Generate the points by clicking on the curves.

As simple as that.

3. Improvements in the visualization of the graphics and the interface!

Although graphics scaling is available since version 3, the latest version incorporates the graphics scaling into the results palette. Thanks to this simple function it is much easier to manipulate more complex models because it allows to modify the visibility of the different objects of the simulation.

Additionally, the interface uses some new icons with quite clear descriptions of their functionality.

For example, in the previous image you can hardly see the different symbols of the model. With graphics scaling it is possible to increase the size of the icons, thus facilitating the identification of the equipment or fans of the mine.

4. PQ Surveys

As mentioned in the VentSim help, PQ surveys are recognized as the most reliable way to create ventilation models because they use real measurements and avoids using variables such as area, friction, losses, and so on.

It is now possible to directly incorporate the pressure and flow in a specific section of the mine and the software automatically balances the system. Certainly the PQ survey is not the easiest thing to do but it definitely increases the reliability of the results!

5. Howden fan selection tool!

What could be better than the tool for digitizing the fan curves? A tool that also helps you select the fans! Whether you are interested in selecting a Howden fan or simply want to have a reference, this tool is my favorite in this new version of VentSim DESIGN! Its operation is similar to the “search locally for fans” but far more powerful as it allows you to search the Howden database, offering you literally dozens of alternatives!

These are my 5 top reasons why to upgrade to VentSim DESIGN 5! Do you have any other reason you want to share? Or are you interested in learning more about the new version? Do you want to sharpen your skills in VentSim DESIGN? Do not hesitate to contact us for quotations or advice!

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Fan management in Ventsim

Una de las consultas más frecuentes como distribuidor de Ventsim y consultor en ventilación de minas, es acerca de los errores generados por los ventiladores. En este breve artículo trataré de explicar los conceptos detrás de estos errores y una estrategia para remediarlos.

Manejo de ventiladores en Ventsim

Los que hemos trabajado con los sistemas de ventilación de una mina subterránea sabemos que estos son como el sistema circulatorio, en el que los túneles funcionan como arterias y como en el caso de los octópodos (pulpos, calamares, etc), con múltiples ventiladores como corazones.

Para lograr el máximo desempeño de los ventiladores, es importante entender sus conceptos básicos, así como su funcionamiento. De los errores también se aprende reza el adagio y en este caso, Ventsim ofrece un diagnóstico bastante claro de los posibles errores generados por los ventiladores durante los procesos de simulación que nos permite aprender de estos errores.

Tres errores en las simulación con ventiladores

Es normal, durante la simulación de los sistemas de ventilación, encontrar errores en el modelo, principalmente en los ventiladores. Los tres errores más comunes en los ventiladores son.

1. Ventilador estancado (stalled fan): Este error ocurre cuando el ventilador opera a alta presión/bajo caudal.

Posibles causas:

  • Ventilador demasiado grande.
  • Túnel o ducto de ventilación muy pequeño para el flujo que circula por el ventilador.
  • Restricciones o bloqueos excesivos aguas abajo o aguas arriba del ventilador.

2. Ventilador a baja presión (low pressure fan): Este error ocurre cuando el ventilador opera a baja presión/alto caudal.

Posibles causas:

  • Ventilador muy pequeño para el túnel o ducto de ventilación.

3. Ventilador anulado (negated fan): El ventilador no ofrece presión adicional al modelo y actúa como una restricción al flujo.

  • Usualmente, ventilador demasiado pequeño para el ducto donde se desea ubicar el ventilador.
  • Ventilador formando un circuito en serie con otro ventilador de mayor capacidad, no necesariamente en el mismo túnel o ducto de ventilación.

“Depuración” de los errores generados por los ventiladores.

Una de las maneras más efectivas de depurar los errores generados por los ventiladores es mediante las gráficas de presión.

Para tal fin, la gráfica de impulsar SP (Boost SP), pero especialmente la de presión estática relativa (Pressure Static Relative) permite determinar los cambios repentinos de presión por causa de los ventiladores. En este caso, puede ser de gran ayuda seguir la trayectoria de presión del ventilador problemático para diagnosticar el problema (posible bloqueo, nodo sin conectar, etc).

Estrategia eficiente de selección de los ventiladores.

Una de las herramientas más útiles y quizás una de las menos utilizadas es la de seleccionar el ventilador. Además de ahorrarnos dolores de cabeza y pérdidas innecesarias de tiempo, esta herramienta nos permite acercarnos a la elección más óptima en cuanto al ventilador se refiere.

Este procedimiento se puede resumir como sigue a continuación.

  • Creación de la base de datos de los ventiladores.

  • Definición del caudal necesario en el ducto o túnel de ventilación.

  • Punto de ubicación del ventilador, sugerir ventilador.

Esta estrategia ofrece una ventaja adicional, pues en caso de no contar con la curva de ventilador, le permite identificar las pérdidas estimada para el caudal requerido. Estos dos datos (caudal y presión) junto con la altura de la mina sobre el nivel del mar son más que suficientes para solicitarle a un buen proveedor el ventilador adecuado.

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Standardization of the ventilation process in coal mines

The 14th mine ventilation symposium held in Salt Lake City was a very interesting experience where we had the opportunity to present a second paper on the standardization of the ventilation process in coal mines.

During the symposium, we not only participated in the full session of ventilation in Spanish but also had the opportunity to attend different training sessions on psychrometry with Rick Brake of MVS and control of diesel emissions.

Unlike many of the mines in Peru, underground mines in Colombia were not very technified at the time of execution of this project. For this reason, carbons from the Caribbean (Sator currently) decided to undertake a project to standardize the ventilation process in their coal mines. There were in total 5 underground mines.

The project was developed with the same methodology used in Raura and in general in all our projects. However, an additional innovation consisted in the development of a device that would characterize existing fans that did not have their operation curve.

The result of this work was presented later in the mining congress held in Chile and that I will be sharing later.

Unfortunately, many of the coal mines in Colombia continue to use precarious production and ventilation procedures.

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Generation of fan curves for ventilation of underground mines

One of the most interesting projects that Isaeng has developed was the generation of ventilator curves for the ventilation of underground mines.

This project was developed for coal mines in order to obtain the curves of the fans that for different reasons did not count on its curve of operation.

The operating curve of a fan allows to know the maximum flow that the fan would deliver to given conditions, for example, the pressure drops in the system. In this way it is possible to select the proper installation of the fan.

The curve of a fan can be obtained in different ways: by means of the fan equations, by CFD simulation or by experimental tests. In this project we focus on the experimental method with quite satisfactory results.

This project allowed to find the curves of the ventilators and to incorporate them to a database of Ventsim. In this way you can simulate the ventilation systems of the mine in a more efficient and realistic way, minimizing errors when installing the fan.

During the mining congress in Chile SIMIN 2013, we had the opportunity to present this interesting work with excellent comments.

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Optimization of the ventilation system of a polymetallic mine

During the 14th mine ventilation symposium held in Salt Lake City, I had the opportunity, together with one of my colleagues, to present the work done at the Raura mine in Peru on the optimization of the ventilation system of a polymetallic mine.

Raura is a polymetallic mine that according to mining.com is considered one of the mines located at a higher altitude above sea level. The scenery is incredible and the mine and its history even more so.

This article presents the summary of the study process implemented at the time. A job that took about 3 months to run. The summary of the method implemented by Isaeng (Previously MSO Industrial) is usually as follows: Diagnosis, Implementation, Monitoring and Optimization of the ventilation system.

As in all our projects we try to use the best tools available, in this case, Ventsim for the simulation of airflows in the tunnels of the mine.

I hope the readers of this article enjoy it as much as we enjoy the execution of this challenging project.

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Gas monitoring and tracking systems for miners

WHAT IS IT?

Mine Net™ Mesh (MNM) builds upon the success of AMR’s Mine Net™ to provide reliable communications and tracking for harsh underground environments, surface mining operations, and industrial facilities.  Featuring real-time IEEE 802.11b/g data connectivity, MNM is a comprehensive wireless platform, which provides voice and text communications, personnel and vehicle tracking, and environmental monitoring.  The system offers mining and industrial operations an emergency communications network, expedited personnel location, and critical aid for search and rescue efforts.  However, MNM does much more by greatly increasing productivity during normal day-to-day operations.

WHAT IT DOES

The MN-6400 Access Points (AP’s) communicate together as the system’s infrastructure through a combination of wireless and wired connections.  AP’s can be optionally connected to existing data mediums such as Fiber Optic, Ethernet, or 802.11 Wi-Fi to easily and cost-effectively implement a comprehensive network throughout the mine, both above and below the ground.  Used as Wi-Fi “Hot Spots,” or as a continuous communications backbone when combined with AMR VoIP telephones or Wi-Fi tracking Tags, the AP’s support all standard 802.11b/g security protocols.  The MN-6400’s further have multiple power options including intrinsically safe ratings for hazardous environments.

AP Power Options:

  • Individual AC power supplies
  • Down Line DC power distribution
  • 96 Hour up to 15 Day Battery Packs
  • Two battery packs for 30 Day operation

As a tracking solution, the system provides continuous or zonal location, with accuracy and precision customized to the customer’s needs.  AMR knows every mine has different requirements and different regulations to meet, therefore the Mine Net™ Mesh System is implemented to meet the owner’s specifications.  The system can be used for productivity tracking, as an emergency location tool, or provide both services on a continuous schedule by tracking the IP-based Tags through the wireless Access Points.

All Tags, whether on personnel or mobile equipment, are continuously monitored. Increased accuracy in key locations is achieved by the Zone Acquisition Device (ZAD).  The ZAD unit provides detailed location data within 3-6 FT (1-2 meters) in critical or controlled areas.

TOTAL SOLUTION

AMR’s MineWeb software suite operates in any standard web browser for a complete tracking solution.  MineWeb provides detailed reports, user-defined information on vehicles or personnel, and real time placement of all assets on the mine map.  The mine map is imported as a graphic file from engineering CAD drawings to display all assets in their proper locations inside the mine supplying the system operator accurate knowledge at all times.

MineWeb may also be combined with the AMR WinMac software suite for mine-wide environmental monitoring and controls or integrated with other systems for ventilation optimization, traffic management and future technology.

KEY POINTS

  • Utilized for personnel and asset tracking, texting and VoIP communications, Wi-Fi “Hot Spots,” video monitoring, environmental monitoring or any combination of applications.
  • The server computer uses MineWeb, a web browser-based software application for tracking, reporting and mine map options, and Microsoft Windows applications for call processing.
  • Voice over Internet Protocol (VoIP) for voice communication. High speed data access with any 802.11b/g enabled device such as laptops, tablets and Smart Phones.
  • Supports all IEEE 802.11b/g network security methods.
  • S. Mine Safety and Health Administration (MSHA) intrinsic safety approval. MINER Act Compliant and  PA – Approved.
  • South Africa Explolabs approved. Additional international approvals pending.
  • Capable of a total wireless network up to 25 “hops” or networked via Ethernet and Fiber Optic cables for unlimited coverage.
  • Multiple power configurations: AC with optional battery backup, DC voltage, or battery only.
  • Preset or custom text messages to single recipient, group, all users, or system operator.
  • Push-To-Talk (PTT) licenses available for broadcast and system wide announcements.
  • IP-addressable Tags allowing thousands of Tags per system.