Diseño de Sistema de Accionamiento Eléctrico Antideflagrante (Ex d) para Minería Subterránea
Definición del Problema
Desafíos de la Industria
- 01 Presencia constante de atmósferas explosivas compuestas por metano (grisú) y polvo de carbón conductivo
- 02 Necesidad de disipación térmica eficiente en espacios confinados con ventilación restringida
- 03 Altos niveles de vibración y humedad que comprometen la integridad de los sellos IP y las conexiones eléctricas
Puntos de Dolor Específicos
- Riesgo crítico de ignición por arcos eléctricos o superficies calientes en convertidores de frecuencia
- Disparos intempestivos de protecciones de fuga a tierra debido a capacitancias parásitas en cables largos
- Dificultad para realizar mantenimiento en zona peligrosa sin desenergización total y procedimientos de 'permiso de trabajo en caliente'
Análisis del Estado Actual
Impacto en el rendimiento
Verificación de Ingeniería
Esta solución ha sido validada por Equipo Técnico de Atlamech basada en los siguientes estándares:
Ver DetallesAlcance Técnico
- Ingeniería de detalle para envolventes antideflagrantes (Ex d) que alojen VFDs de media/baja tensión
- Implementación de limitación de corriente activa y protección de arco interno
- Diseño de gestión térmica mediante intercambiadores de calor aire-agua o aire-aire certificados para minería
- Integración de funciones de seguridad funcional (STO, SS1) con redundancia de hardware
Estándares de Cumplimiento
Estrategia de implementación
Entregables Clave
Notas de Consulta
Consideraciones de Diseño Crítico
El diseño debe priorizar la integridad del intersticio de seguridad (flamepath). No se permite ninguna modificación mecánica (taladrado) en las envolventes Ex d fuera de fábrica. Para la gestión térmica, dado que los VFDs disipan aproximadamente el 3% de su potencia nominal como calor, es imperativo calcular la disipación interna para asegurar que la temperatura superficial externa nunca exceda la temperatura de autoignición de la mezcla de metano/polvo.
Seguridad Funcional
El software del VFD no debe considerarse como el único medio de desconexión segura. Se requiere un contactor de línea aguas arriba o una función Safe Torque Off (STO) certificada con interrupción física de hardware. Las protecciones térmicas (PTC/Pt100) en los devanados del motor deben conectarse a relés de seguridad intrínseca (Ex i) ubicados dentro de la envolvente Ex d o en una caja Ex e adyacente.
- Verificar compatibilidad de prensaestopas con el tipo de cable (armado/no armado).
- Asegurar conexión equipotencial robusta para evitar chispas por corrientes vagabundas.
Taxonomía de Infraestructura
Resumen de Relaciones de Ingeniería
Componentes Técnicos Utilizados
Intercambiador de calor de circuito cerrado, Funciones de parada STO y SS1
Restricciones de Ingeniería
Clase de Temperatura T4 (<135°C)
Lógica de Optimización Central
Algoritmo de limitación de corriente activa
Resumen de Casos de Implementación
Resumen del proyecto
Implementación de Sistema de Accionamiento Seguro Ex d para Minería Subterránea en Atmósferas Explosivas
Clúster de Conocimiento Técnico
Sistemas de Energía y Potencia para la Minería
Este grupo aborda las soluciones integrales de ingeniería para el suministro, gestión y optimización de energía en operaciones mineras, dirigido a profesionales que buscan información técnica y soluciones específicas para mejorar la eficiencia y confiabilidad energética.
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Estrategia de contenido B2B transaccional y técnica centrada en la descarbonización, continuidad operativa y eficiencia de OPEX. El cluster vincula semánticamente términos clave como 'sistemas de potencia', 'microredes mineras' y 'energías renovables' para captar tráfico de ingeniería especializada y gerencia de operaciones.
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