Minera Poderosa enfrentaba dos problemas con la energía eléctrica en la unidad productiva Marañón: el costo anual del kWh se incrementó de 0.097 a 0.124 centavos de dólar, y el consumo total anual de kWh se elevó de 60,000 a casi 100,000. Todo esto en apenas cinco años.

Con este dilema a cuestas, la empresa supo que no podía continuar dependiendo únicamente de la energía eléctrica convencional, por lo que propuso desarrollar una fuente alterna de energía limpia en interior mina a partir de los circuitos principales de ventilación.

En el Encuentro Minero del Instituto de Ingenieros de Minas del Perú, Arturo Gómez, ingeniero de Ventilación, explicó que el proyecto aprovechó el potencial eólico para reducir el consumo eléctrico, mitigar las emisiones de CO2 y acortar la longitud de la red eléctrica. 

De esta manera, se invirtió alrededor de 3,800 dólares en la adquisición del sistema de generación eólica subterráneo, que estaba compuesto principalmente por el aerogenerador, el inversor de corriente, el regulador de carga y las baterías de respaldo tipo gel.

Los equipos fueron instalados en las oficinas de interior mina ubicadas en el nivel 1847 y con ellos se realizaron siete pruebas entre los años 2021 y 2022, que consistieron en posicionar frente a un ventilador de 20KCFM y a una distancia a 9.65 metros al aerogenerador.

Básicamente, el aerogenerador recibía las corrientes de aire del ventilador para transformarlas en energía eléctrica, la cual era viajaba hacia el regulador de carga, a las baterías y al inversor de corriente, logrando finalmente encender un fluorescente de 16 W y 220 VA. 

Posteriormente, las pruebas se realizaron con un ventilador de 10KCFM y dos aerogeneradores de cinco palas cada uno y posicionados a diferentes distancias del primero, con el propósito de determinar el voltaje de corriente alterna (VCA) y las revoluciones por minuto (RPM). 

Así, a una mayor distancia de 7 metros respecto a la ubicación del ventilador, el aerogenerador disminuía su voltaje a 12 VAC y sus revoluciones a 200 RPM; sin embargo, a una menor distancia de 4.5 metros, su voltaje aumentaba a 25 VAC y sus revoluciones a 440 RPM. 

Con base a estos resultados iniciales, se evaluó el potencial eólico del circuito principal de ventilación de Marañón, encontrándose que 5 de sus 14 niveles presentaban excelente potencial eólico en cuanto promedio de área, velocidad, temperatura y humedad relativa.

Pruebas finales en nivel 1780

Se seleccionó el nivel 1780 para implementar el sistema de generación eólico y desarrollar ocho pruebas finales, con apoyo del software VENTSIM para definir el sitio del aerogenerador, y el software ANSYS FLUENT para analizar el comportamiento mecánico de fluidos. 

Este nivel se caracterizaba por contar con un caudal de aire de 45KCFM, una temperatura de 20°C y una humedad relativa de 58%, lo que representó las condiciones adecuadas para instalar dos aerogeneradores de cinco palas y distanciados 12 metros uno del otro. 

Cada prueba mostraba crecimientos progresivos tanto en voltaje como en revoluciones, dando cuenta que el primer generador registró 22.5 VAC y 400 RPM, mientras que el segundo aerogenerador obtuvo 18 VAC y 310 RPM, ambos en la última prueba.

Beneficios ambientales y económicos

Minera Poderosa concluyó que, a partir de un caudal de 45KCFM, el sistema de generación eólica pudo producir 1,358 kW de energía limpia por año, lo que contribuye a reducir las emisiones de CO2 en 1,165 kilogramos y otros gases de efecto invernadero por año. 

“Como resultados finales a nivel económico, contamos con un VAN de US$ 504, un TIR de 18.6% y un periodo de retorno de 4.4 años. Con este mismo proyecto pretendemos generar energía para encender un sensor de gases o un ventilador pequeño”, dijo Arturo González.