Muito abaixo de Lead, Dakota do Sul, o vento soprará exatamente onde os engenheiros esperam. No Centro de Pesquisa Subterrânea de Sanford (SURF), os pesquisadores contam com a ventilação para manter o ar fresco fluindo através de quase um quilômetro de túneis e poços subterrâneos.
É por isso que quando o vento começou a soprar na direção errada, Jason Connot prestou atenção.
Connot, engenheiro de minas que lidera trabalhos de ventilação na SURF, notou esse padrão durante chuvas fortes. No Poço 5, uma das passagens verticais da instalação que normalmente ajuda a extrair o ar do subsolo, o fluxo de ar às vezes parece ser reduzido ou invertido.
Um novo estudo de caso foi publicado em Mineração, Metalurgia e Exploração Detectado problema de envio de água de chuva intensa para 5 poços. À medida que a água cai, ela pode arrastar o ar, interrompendo os padrões normais de ventilação e empurrando o ar através de partes da instalação subterrânea de maneiras imprevisíveis.
“Percebemos que nosso ventilador estava com defeito no eixo 5. Durante grandes chuvas, o fluxo de ar em algumas áreas será reduzido ou até revertido”, disse Connot em um comunicado. Comunicado de imprensa.
Entendendo por que a chuva forte reverteu o fluxo de ar da ventilação da mina
A SURF não opera mais como uma mina, mas ainda depende de sistemas semelhantes aos de uma mina para movimentar o ar e controlar a água. durante chuva forteO sistema de bombeamento pode ficar sobrecarregado, então os engenheiros direcionam o excesso de água de 5 poços para uma piscina profunda, onde pode ser bombeada posteriormente.
“No início, não sabíamos o que estava acontecendo com o fluxo de ar grandes eventos de chuva”, disse Connaught. “Todos pudemos ver essas mudanças acontecendo no fluxo de ar subterrâneo e nos perguntamos: por que isso está acontecendo?”
A pista inicial veio de um monitor de fluxo de ar construído e implantado pelo professor de ciências da Spearfish High School, Steve Gabriel, e seus alunos. Durante os testes do sistema de dilúvio do eixo, os sensores capturaram um fenômeno incomum de fluxo de ar. O tempo ajudou a conectar duas coisas que os engenheiros estavam observando separadamente: a água fluindo pelo poço e o ar se comportando de maneira estranha abaixo.
“Percebemos que durante aquele teste o fluxo de ar aumentou para o nível 4850. Foi isso que causou a correlação e deu início a tudo”, disse Connot.
A queda d’água funciona como um êmbolo
A equipe começou a suspeitar que a água que caía agia quase como um êmbolo, puxando o ar pelo poço e interrompendo os padrões normais de ventilação. Connaught comparou isso a uma seringa empurrando fluido através de uma agulha, mas a equipe precisava de mais do que uma analogia.
Ele pesquisou a literatura científica e encontrou efeitos semelhantes em grandes sistemas de esgoto municipais. Esses estudos incluíram equações sobre como a água e o ar se movem juntos em espaços fechados. Conant e colegas da South Dakota Mines adaptaram essa matemática às condições SURF.
O modelo correspondia ao que tinham visto no subsolo.
“Quando adicionamos nossos números e parâmetros ao modelo, tudo ficou perfeito”, disse Connot no comunicado. “Você não imaginaria que o peso das gotas de água pudesse mover tanto ar.”
O fluxo de ar reverso pode ser importante durante uma emergência em uma mina
Minas, túneis e outras instalações profundas dependem de um fluxo de ar previsível, especialmente durante emergências. O fogo é um exemplo disso. Em algumas emergências em minas, os engenheiros podem enviar água da superfície por um poço. Se essa água também alterar o fluxo de ar, poderá afetar o fluxo de fumaça, calor ou ar contaminado.
“Se houver um incêndio, os engenheiros de minas às vezes abrem uma válvula no topo e despejam água no poço. Saber que isso pode alterar o fluxo de ar é uma informação importante para todos. Nós testamos e vimos isso acontecer”, disse Connott.
O SURF deu à equipe uma oportunidade única de estudar o problema antes que ele se tornasse uma crise. Bryce Pietzik, diretor de operações subterrâneas da SURF, disse que o trabalho agora ajuda a instalação a prever problemas de fluxo de ar e a ajustar os controles de ventilação.
Para Connaught, as leituras estranhas no eixo 5 tornaram-se mais do que um problema de manutenção. Eles mostraram que, em uma instalação subterrânea, os sistemas projetados para solucionar uma ameaça também poderiam criar silenciosamente outra ameaça.
leia mais: : A mineração de asteróides é a próxima corrida do ouro ou apenas ficção científica? – Aqui está o que sabemos
fonte do artigo
Nosso escritor descubramagazine.com Nossos artigos usam estudos revisados por pares e fontes de alta qualidade, e nossos editores revisam a precisão científica e os padrões editoriais. Revise as fontes usadas para este artigo abaixo:
