SEGURANÇA DO TRABALHO - VENTILAÇÃO EM MINA SUBTERRÂNEA

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ESTUDO SOBRE O SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO E VENTILAÇÃO EM MINAS 
SUBTERRÂNEAS COM ÊNFASE NAS MINAS BREJUÍ E BALTAR 
 
 
 
 
Jaine Ribeiro de Souza 
 
 
 
 
Declaro que o trabalho apresentado é de minha autoria, não contendo plágios ou citações não 
referenciadas. Informo que, caso o trabalho seja reprovado duas vezes por conter plágio pagarei 
uma taxa no valor de R$ 250,00 para terceira correção. Caso o trabalho seja reprovado não 
poderei pedir dispensa, conforme Cláusula 2.6 do Contrato de Prestação de Serviços (referente 
aos cursos de pós-graduação lato sensu, com exceção à Engenharia de Segurança do Trabalho. 
Em cursos de Complementação Pedagógica e Segunda Licenciatura a apresentação do Trabalho 
de Conclusão de Curso é obrigatória). 
 
 
 
 
 
 
 
 
RESUMO 
A Ventilação em minas subterrâneas surgiu com o objetivo de proporcionar aos trabalhadores condições para 
operarem os equipamentos durante a mineração subterrânea de forma a atender os requisitos de segurança e de 
saúde ocupacional, sendo assim podemos considerar os sistemas de ventilação e refrigeração como os principais 
investimentos de uma mina subterrânea, sendo fator imprescindível no planejamento econômico e de viabilidade 
do empreendimento mineiro. Nesse contexto, o presente trabalho visa à análise do sistema de ventilação e 
refrigeração da Mina Brejuí, localizada no Rio Grande do Norte, que tem, como mineral extraído, a scheelita e da 
Mina Baltar, localizada em São Paulo, que tem, como mineral extraído, o calcário. Para a realização da análise do 
sistema de ventilação, é necessário verificar as vazões de ar essenciais para as frentes de trabalho e demais áreas, 
sendo obrigatório ter conhecimento das condições da mina. 
 
Palavras-chave: ventilação; refrigeração; segurança; mineração subterrânea. 
 
 
ABSTRACT 
Ventilation in underground mines emerged with the objective of providing workers with conditions to operate 
equipment during underground mining in order to meet occupational safety and health requirements, therefore, we 
can consider the ventilation and cooling systems as the main investments of an underground mine, being an 
essential factor in the economic planning and feasibility of the mining enterprise. In this context, the present work 
aims to analyze the ventilation and cooling system of the Brejuí Mine, located in Rio Grande do Norte, which has 
scheelite as mineral extracted, and of the Baltar Mine, located in São Paulo, which has extracted, the limestone. In 
order to carry out the analysis of the ventilation system, it is necessary to verify the essential air flows to the work 
fronts and other areas, and it is mandatory to be aware of the conditions of the mine. 
 
Keywords: ventilation; refrigeration, safety, underground mining. 
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Artigo científico apresentado ao Grupo Educacional IBRA como requisito para a aprovação na disciplina de TCC. 
Discente do curso de Pós-graduação em Engenharia de Segurança do Trabalho 
1. INTRODUÇÃO 
 
A mineração subterrânea é uma técnica utilizada para acessar os minérios e minerais com 
valor econômico satisfatório, localizados a vários metros de profundidade abaixo da superfície 
da terra, de modo que, para isso, são usadas diversas técnicas e máquinas diferentes. 
Este método de mineração contrasta com a técnica de mineração a céu aberto, na qual as 
camadas superficiais do solo são retiradas, facilitando o acesso aos minérios. Uma questão 
muito importante na mineração subterrânea é a ventilação, pois a entrada de ar é algo essencial 
e que garante a remoção de poeira, dos subprodutos da combustão e partículas derivadas de 
explosões, juntamente com os gases que podem ficar retidos nos bolsos nas camadas mais 
internas da terra. 
São os sistemas de ventilação que garantem as condições adequadas de respiração dos 
trabalhadores no subsolo. Essa avaliação auxiliará na escolha de um ventilador principal que 
seja apto a atender toda vida útil da mina. É possível alcançar tais objetivos quando os 
parâmetros de mineração definidos como a taxa de extração de minério, o número de operadores 
atuando no ambiente, os dados de emissões de gases e a geração de poeira devido ao método 
de lavra. Brake (2008) refere que o mais importante fator individual do projeto de ventilação 
de uma mina subterrânea é, provavelmente, o dimensionamento adequado do volume de ar 
circulante. Errar a determinação desta quantidade pode trazer um amplo efeito dominó no 
dimensionamento de outros parâmetros do sistema. O projeto de um sistema de ventilação 
principal para controle ambiental em minas subterrâneas é um processo complexo, que requer 
interação de múltiplas condicionantes, as quais interagem para assegurar boas práticas na fase 
de projeto e implementação. Na fase de estudo devem ser estabelecidas as características 
principais e os princípios de funcionamento ao longo da vida útil da mina, os quais não devem 
ser tratados isoladamente para evitar perdas ou gastos elevados, mais adiante, durante o ciclo 
de vida da mina (ADU et al., 2008). Com esses dados, é possível calcular valores de vazões de 
ar com intuito de diluir possíveis contaminantes e de atender a norma vigente no Brasil que tem 
como preocupação primária o atendimento cabal das exigências legais relacionadas com as 
condições ambientais reinantes no subsolo das minas. As Normas Reguladoras do MTE e as 
Normas Regulamentares do DNPM traçam diretrizes para o cálculo da vazão de ar fresco nos 
sistemas de ventilação das minas em função de diversas variáveis e os limites legais de 
tolerância para agentes físicos, químicos e biológicos. Além disso, determinam as diretrizes 
mínimas para que as empresas estabeleçam sistemas consistentes e eficazes de controle 
ambiental subterrâneo, sistemas que devem eliminar, reduzir ou prevenir os potenciais 
patologias ocupacionais (MTE-DSST, 2002). 
No longo prazo, para reduzir os riscos à saúde dos trabalhadores e proporcionar garantias 
mínimas de segurança operacional e cumprimento das normas de higiene estipuladas pela 
legislação, é necessário que vários fatores inerentes ao sistema de ventilação sejam analisados 
através de técnicas apropriadas que simulem e antecipem os vários cenários acidentais 
plausíveis para que estes sejam estudados e para que planos de emergências possam ser 
propostos e implantados. O primeiro registro de estudos sobre ventilação foi feito por Georgious 
Agrícola, em 1556, já o desenvolvimento de sistemas tecnológicos e equipamentos que 
favorecem as condições de ventilação em minas subterrâneas se deram, principalmente, a partir 
da segunda metade do século XIX. Um exemplo é a mina de St. John Del Rey Mining Company, 
situada em Nova Lima-MG, que registrou a instalação de um conjunto de ventiladores 
centrífugos, de pás reatas, movidos a vapor, em 1890 (MMV, 1996). 
Esse presente estudo foi realizado com o objetivo principal de mostrar as condições da 
ventilação de minas subterrâneas, bem como os equipamentos mais usados para tal, além de 
mostrar as normas regulamentadoras para esta atividade. Além disso, serão apresentados os 
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principais parâmetros para condicionamento do ar que precisam ser levados em consideração 
no planejamento do sistema de ventilação, que inclui seções como os circuitos de ventilação, 
qualidade e quantidade de ar, controle dos gases, temperatura e umidade. A determinação dos 
ventiladores/exaustores e a capacidade dos sistemas também serão expostas, além dos 
principais softwares de ventilação. Por fim, serão expostos alguns métodos sustentáveis para 
ventilação de uma mina com ênfase no sistema de ventilação da Mina Brejuí e Mina Baltar, que 
aplicam sistemas naturais e mecânicos sucessivamente. 
 
 
2. DESENVOLVIMENTOA principal razão para se ventilar uma mina é fornecer um fluxo de ar fresco (puro), 
natural ou artificial, a todos os locais de trabalho em subsolo, controlar e adequar a qualidade e 
a quantidade de ar que lá circulam, pois, uma deficiência nesse sistema pode comprometer o 
funcionamento da mina e causar danos irreversíveis à saúde dos trabalhadores, oferecendo, 
inclusive, riscos de explosão. Realizar o controle do ar que circula dentro de uma mina 
subterrânea é uma das tarefas mais complicadas, visto que ela possui grande potencial de 
formação de gases tóxicos em toda a sua extensão e o local por onde esses gases são eliminados 
é o mesmo que conduz o “ar puro” para dentro da mina, sendo assim o sistema de ventilação a 
ser implantado na mina deve atender as necessidades do local. Tanto os ventiladores, como 
todos os circuitos devem ser escolhidos com bastante cautela, para determinar o que melhor se 
adéqua às necessidades existentes. 
A ventilação em minas subterrâneas pode ocorrer de forma natural ou mecânica. A 
ventilação natural é uma técnica utilizada desde os primórdios da mineração (utilizada na Mina 
Brejuí). É causada pela diferença de temperatura do ar no interior da mina em relação ao ar 
externo. Já a técnica de ventilação mecânica surgiu com o aumento na necessidade de um maior 
fluxo de ar no interior das minas (utilizada na Mina Baltar) com ventiladores instalados no poço 
de entrada de ar (insuflação), ou na saída da ventilação (exaustão). O ar que chega às frentes de 
trabalho se dá por meio de dois circuitos de ventilação: o circuito principal e o secundário. O 
circuito principal tem por objetivo conduzir o ar novo até as frentes de lavra mais distantes, e 
retirar o ar impuro e o pó presente nesses locais. O circuito secundário tem como objetivo levar 
o ar puro e refrigerado até as frentes de lavra e a exaustão do pó nas frentes de lavra. 
Existem vários tipos de equipamentos usados na detecção de gases. Na mineração estes 
se subdividem em quatro classes: detectores manuais, monitores montados em máquinas, 
monitores de área e dos metros pessoais. Os métodos de detecção incluem oxidação catalítica, 
eletroquímica, condutividade elétrica, absorventes químicos e detectores ópticos. 
Entre as principais razões para se ventilar uma mina podemos citar: 
 
• Fornecer oxigênio para a respiração dos trabalhadores; 
• Remover da mina os gases nocivos aos trabalhadores provenientes de: 
• operação de detonações; 
• gases provenientes de maquinas; 
• furos de sondagem e rocha; 
• Manter a temperatura baixa nos locais de trabalho, de forma a dar mais conforto para 
os trabalhadores; 
• Remover o pó originado nas frentes de lavra; 
• Remover o calor produzido pelo homem, máquinas, detonações, rocha, correias 
transportadoras, dentre outros; 
 
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2.1 CONDICIONANTES PARA A DETERMINAÇÃO DO VOLUME DE AR 
 
2.1.1 Normas Regulamentares 
 
Existem critérios para a realização do cálculo do fluxo total de ar fresco nas minas 
subterrâneas, no Brasil a legislação segue através da Norma Regulamentadora 22 da Portaria 
n.º 2037, de 15 de dezembro de 1999, no seu parágrafo 22.24 - Ventilação em Atividades de 
Subsolo, e nas Normas Reguladoras de Mineração - NRM da Portaria 237 do DNPM, de 19 de 
outubro de 2001, em seu capítulo 6 (NRM, 2001). Essas normas traçam diretrizes para o cálculo 
da vazão de ar fresco nos sistemas de ventilação das minas em função de diversas variáveis 
(MTE-DSST, 2002). Com base nessas exigências legais, deve-se utilizar diversos critérios para 
calcular as demandas mínimas do fluxo de ar nas escavações de minas subterrâneas, em que 
deve prevalecer a maior vazão. Os parâmetros regulamentares estabelecidos para determinação 
do fluxo ar são: 
 
• Número máximo de pessoas em subsolo; 
• Consumo de explosivos; 
• Veículos e equipamentos a óleo diesel; 
• Tonelagem mensal desmontada; 
• Velocidade mínima do ar; 
• Vazão de ar por metro quadrado da área da frente em desenvolvimento. 
 
São observados critérios para cada um desses parâmetros, por exemplo, o fluxo total de 
ar fresco na mina será, no mínimo, o somatório dos fluxos das áreas de desenvolvimento e dos 
fluxos das demais áreas da mina, dimensionados conforme determinado na legislação (DNPM, 
2001). Além da exigência de correntes mínimas de ar que devem ser providas, a legislação 
brasileira estabelece valores-limite de tolerância para agentes ambientais do ar, tais como gases, 
vapores, poeira mineral e condições de temperatura ambiente para os gases mais comuns 
encontrados em minerações metalíferas subterrâneas como a scheelita da Mina Brejuí. A 
legislação estabelece que todas as frentes de lavra devem ser ventiladas por ar fresco 
proveniente da corrente principal ou secundária, ou seja, não é permitido o uso de ventilação 
em série. 
O ar dentro de uma mina é normalmente seco, contendo 20,93% de O2, 79,04% de N2 e 
0,03% e CO2, em volume. Além desses gases, a atmosfera subterrânea contém pequenas 
quantidades de outros gases como monóxido de carbono (CO), metano (CH4), óxidos de 
nitrogênio (Nox), hidrocarbonetos não oxidados e parcialmente oxidados, gás sulfídrico (H2S), 
amônia (NH3) e dióxido de enxofre (SO2), mesmo sob condições normais. As características de 
alguns destes gases são mostrados na Tabela 1. Os gases presentes na atmosfera da mina podem 
ser provenientes dos motores a combustão, das detonações, do maciço, da oxidação de madeira, 
entre outros. Estes gases podem ser divididos em: tóxicos e explosivos. 
 
Tabela 1: Principais gases encontrados em minas subterrâneas metalíferas 
Gás Limite de tolerância 
CO 39 ppm 
CO2 3900 ppm 
NOx 12 ppm 
NH3 8 ppm 
H2S 8 ppm 
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SO2 2 ppm 
O2 Acima de 19% 
Segundo a NR-22, item 22.24.7.3.1, em frente de desenvolvimento, deverá ser adotada a 
seguinte fórmula para o cálculo da vazão de ar fresco na frente de trabalho, no SI: 
 
Qt =0.08 (P1 + 0.75 P2 + 0.5 Pn) 
 
Onde: 
QT é a vazão total de ar fresco em m3 /s; 
P1 é a potência em kW do equipamento de maior potência em operação; 
P2 é a potência em kW do equipamento de segunda maior potência em operação; 
Pn é o somatório da potência em cavalo-vapor dos demais equipamentos em operação. 
 
A Tabela 2 apresenta as velocidades limites do ar nos diversos ambientes mineiros 
estipuladas pela legislação, de acordo com as atividades ali desenvolvidas. 
 
Tabela 2: Velocidades limites do ar em subsolo 
Local Velocidade – limite (m/s) 
Local frequentado por pessoas Mínima – 0,2 máxima – 8,0 
Locais dedicados exclusivos para ventilação 10 
 
2.1.2 Cálculo das Vazões de Ar 
 
Para calcular a vazão de ar necessária com a finalidade de suprir as frentes de trabalho 
conforme Brasil, 1999 dois procedimentos foram utilizados para esse cálculo. O primeiro em 
função do número de pessoas e o segundo no caso de desenvolvimento sem uso de veículos a 
diesel. Assim, para a vazão de ar em função do número de pessoas: 
 
Qt =Q1n 
 
Onde Qt é a vazão total, Q1 é a quantidade de ar por pessoa e n é o número de pessoas no 
turno de trabalho. Já para o cálculo de vazão de ar para o desenvolvimento sem o uso de veículos 
diesel: 
 
Qt =QdA 
 
Onde Qt é a vazão total, Qd é a vazão de ar para área em desenvolvimento e A é área em 
desenvolvimento. Contudo, há geração de gás metano e de poeira proveniente do processo de 
mineração em minas de carvão. Então, mais dois métodos de cálculo de vazão foram 
adicionados, havendo um para a remoção do gás metano e o outro para a redução da 
concentração de poeira no ar, segundoMcpherson, 1993. Portanto, a vazão de ar para a remoção 
de gás metano é dada por: 
 
Qt =100Eg/Cg 
 
Onde Qt é a vazão total, Eg é a taxa de emissão de gás metano e Cg é a máxima 
concentração do mesmo permitido por lei em percentual de volume. Já para o cálculo de vazão 
de ar para reduzir a concentração de poeira no ar é dado por: 
 
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Qt =EdP/Cd 
 
Onde Qt é a vazão total, Ed é a taxa de emissão de poeira, P é a taxa de produção de 
minério e Cd é a máxima concentração de poeira permitida por lei. 
 
2.1.3 Requisitos Técnicos de Determinação da Vazão de Ar 
 
Um dos aspectos importantes a ser considerado ao se projetar e administrar um sistema 
de ventilação é o dimensionamento com flexibilidade suficiente para permitir adaptações a 
condições de mineração variáveis que inevitavelmente ocorrerão ao longo da vida útil da mina. 
Portanto, os caminhos de adução e de retorno do ar viciado devem, por exemplo, ser projetados 
com uma folga para absorver essas variações dentro de certos limites. A Tabela 3 apresenta as 
velocidades do ar recomendadas de acordo com cada ambiente. 
 
Tabela 3: Velocidades do ar recomendadas 
Locais Velocidade (m/s) 
Galerias de entrada do ar 6,0 a 8,0 
Galerias de retorno do ar 6,0 a 8,0 
Poços verticais equipados 10,0 a 12,0 
Poços verticais não equipados 18,0 a 22,0 
Poços inclinados 6,0 a 8,0 
Galerias com correias transportadoras 2,0 a 3,0 
 
A Figura 1 apresenta a eficiência da ventilação. 
 
 
Figura 1: Eficiência da ventilação 
 
Os gases presentes na atmosfera da mina podem ser provenientes dos motores a 
combustão, das detonações, do maciço, da oxidação de madeira, entre outros. Estes gases 
podem ser divididos em: tóxicos e explosivos. Um ambiente com baixa concentração de 
oxigênio pode acarretar alguns efeitos no organismo humano: 
 
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17 % de O2: Respiração profunda e mais rápida; 
15 % de O2: Tontura, taquicardia e zumbido nos ouvidos; 
13 % de O2: Inconsciência e desmaio; 
9 % de O2: Perigo de vida; 
6 % de O2: Convulsão e morte. 
 
2.2. ELEMENTOS DO SISTEMA DE VENTILAÇÃO 
 
Para que seja possível analisar um sistema de ventilação é necessário conhecer os 
principais elementos que o compõe, sendo eles: 
 
• Ventiladores; 
• Reguladores; 
• Portas; 
• Barragens; 
• Cruzamento de Ar. 
 
2.2.1. Ventiladores 
 
Melhor método para fazer a exaustão da vazão de ar para alimentar o sistema de 
ventilação de mina, também pode ser utilizado ventiladores auxiliares para ajudar a ventilar 
frentes de trabalho ou realizar a exaustão de ar das mesmas. Os ventiladores podem ser 
instalados de forma a fazer a exaustão de ar de uma mina ou forçar o insuflamento de ar para a 
mesma. A escolha desse método geralmente está associada ao tipo de contaminantes presentes 
no ar, como gases nocivos ou poeiras. 
 
2.2.2. Reguladores 
 
Responsáveis por realizar a abertura ou o fechamento de orifícios para regular a vazão de 
ar necessária para ventilar uma seção da mina. Esse método compreende na instalação de uma 
porta com um sistema de persianas, ou com um painel de correr, para regular a vazão de ar para 
uma determinada seção da mina pela abertura ou fechamento dessas estruturas propostas. Esse 
mecanismo pode ser manual ou automático. 
 
 
 
Figura 2: Modelo de regulador - Fonte: Division of Mines, 2004. 
 
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2.2.3. Portas 
 
É um sistema composto por duas portas separadas a uma determinada distância, devendo 
ser instaladas em locais em que é necessário manter um acesso entre um sistema de entrada de 
ar e de retorno de ar. A primeira porta ao ser aberta faz com que um determinado equipamento 
ou veículo possa acessar o espaço vago e, consequentemente, realizar o fechamento para, 
posteriormente, abrir a segunda porta para o mesmo atravessar o sistema de portas. Assim, com 
esse método não há alteração nas vazões de ar ou inversão do sentido da vazão de ar. 
 
 
Figura 3: Modelo de portas - Fonte: Division of Mines, 2004. 
 
2.2.4. Barragens 
 
Utilizada quando ocorre o isolamento da seção, quando a mesma está exaurida, sendo 
desnecessário mantes a ventilação. Portanto, esse isolamento é realizado com a construção de 
uma parede de alvenaria, de madeira ou de aço proporcionando o fechamento por completo 
com o uso das barragens. Também é recomendado realizar um bom fechamento para evitar o 
vazamento de gases. 
 
 
Figura 4: Modelo de Barragem - Fonte: Division of Mines, 2004. 
 
2.2.5. Cruzamento de ar 
 
Ocorre em locais na qual a vazão de ar de entrada cruza com a vazão de ar de retorno, no 
entanto, estes fluxos de ar não podem se misturar, então, é realizada a construção de uma 
passagem, na qual a vazão de ar de retorno usará um caminho da passagem e a vazão de ar de 
entrada usará o outro caminho de modo a não haver a mistura de ar. 
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Figura 5: Modelo de cruzamento de ar - Fonte: Division of Mines, 2004. 
 
 
 
Figura 6: Principais elementos do sistema de ventilação - Fonte: Mcpherson, 1993. 
 
2.3. CIRCUITOS ELÉTRICOS DA VENTILAÇÃO 
 
Existem dois circuitos de ventilação: ventilação principal e ventilação secundária. 
 
• Circuito principal: Utiliza os ventiladores principais que irão forçar o ar através do 
circuito de ventilação. Este circuito é formado por galerias de entrada de ar, galerias de 
retorno de ar impuro, e os tapumes, paredes, portas, pontes e reguladores que completam o 
sistema (MAGALHÃES et al., 2009). 
 
• Circuito secundário: Utiliza os ventiladores, dutos e exaustores que transportam o ar 
nos painéis, nas frentes de trabalho (MAGALHÃES et al., 2009). 
 
A função do circuito principal é conduzir o ar novo até as frentes de trabalho mais 
distantes na quantidade suficiente para atender as necessidades de operação e deve-se levar em 
consideração que para isso será necessário superar as resistências ao deslocamento do ar através 
das galerias e nos obstáculos como máquinas. Quanto maior for à resistência ao deslocamento 
do ar menor será a quantidade de ar impulsionada pelo ventilador. Outra função do circuito 
principal é a exaustão do ar impuro e pó das frentes de lavra, retornando pela galeria de 
reconhecimento e saindo pelo poço. Já o circuito secundário, apresenta-se como função 
principal a condução através de dutos do ar puro e refrigerado pelas plantas até as frentes de 
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trabalho. Este ar que é conduzido será utilizado na respiração do homem, diluição dos gases e 
diminuição da temperatura. Outra função é a exaustão do pó presente nas frentes de lavra. O 
circuito principal de ventilação é um canal contínuo formado por galerias escavadas pelo 
desenvolvimento ou mesmo nos painéis, como as galerias são ligadas umas nas outras por 
travessas, para formar o tal canal, as travessas devem ser fechadas com cortinas, tapumes ou 
paredes. Para permitir o acesso de um canal para outro em alguns locais são colocadas às portas. 
É importante destacar que os circuitos de ventilação em si são semelhantes aos circuitos 
elétricos. 
 
• Em série:no sistema de ventilação, um circuito em série é definido como um circuito 
onde os diferentes trechos tenham a mesma quantidade de ar fluindo. 
 
Onde: 
 
Req = Ra + Rb 
 
Qeq = Qa = Qb 
 
Peq = Pa + Pb 
 
• Em paralelo: os caminhos percorridos pelo ar são conectados em paralelo e a vazão 
do ar é dividida entre os caminhos. 
Onde: 
 
1
vReq
=
1
vRa
+
1
vRb
 
 
Peq = Pa = Pb 
 
Qeq = Qa + Qb 
 
2.4. RESISTÊNCIA À VENTILAÇÃO 
 
Energia fornecida a um sistema de ventilação, necessária para a criação da diferença de 
pressão entre dois de seus pontos, é consumida ao vencer as resistências que as galerias e os 
diversos trabalhos mineiros opõem ao fluxo de ar existente entre os pontos considerados. Destas 
resistências resultam perdas ou quedas de pressão. Estas perdas de pressão são compostas das 
perdas por fricção e das perdas por choque. Logo, 
 
P = pf + px 
 
Onde: 
 
pf = perda de pressão por fricção (Pa) 
 
px = perda de pressão por choque (Pa) 
 
 
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2.5. TIPOS DE VENTILAÇÃO 
 
2.5.1. Ventilação natural 
 
Existem duas forças que podem ser usadas para gerar diferença de pressão: natural e 
mecânica. A única força natural que pode criar e manter um fluxo substancial de ar é, 
basicamente, energia térmica devido a diferenças de temperatura. O ar quente sobe e desloca o 
ar frio que está acima produzindo uma circulação. No passado, fornos eram utilizados para 
iniciarem e reforçarem a ventilação natural. Outras forças naturais também já foram utilizadas 
no passado para criar um fluxo de ar, incluindo ventos de superfície e quedas d’água. 
A quantidade de fluxo de ar varia com a resistência da mina, mas está, normalmente, entre 
0,1 e 50 m3/s. A direção do fluxo por ventilação natural é raramente constante, particularmente 
em minas pouco profundas. 
 
2.5.2. Ventilação artificial 
 
Os ventiladores são as principais fontes mecânicas geradas de fluxo de ar, além de 
compressores e injetores. Dessa forma, um ventilador aumenta a pressão do ar no seu lado de 
saída para um valor acima da pressão do ar no seu lado de entrada. Assim, o fluxo de ar 
resultante da utilização destes equipamentos recebe a denominação de ventilação mecânica ou 
ventilação artificial, sendo este tipo de fluxo, na grande maioria dos casos, o principal 
componente de um sistema de ventilação de mina, como é o caso da Mina Baltar podendo o 
sistema ser aspirante ou soprante e ocorre através de ventiladores que introduzem ar fresco para 
as áreas de trabalho através de grandes lonas. 
 
2.5.3. Circulação geral do ar nas minas 
 
A localização mais comum do ventilador principal é no topo do shaft ou abertura de 
retorno, caracterizando um sistema aspirante ou por sucção (Medeiros 2013). Em minas pouco 
profundas com solo fraturado, e em minas com velhos locais de trabalho apresentando 
comunicações com a superfície, a posição ideal para o ventilador é no topo do shaft ou abertura 
de entrada, caracterizando um sistema soprante, também chamado de sobrepressão. No aspecto 
termodinâmico, a melhor localização para o ventilador é na base do shaft de saída, 
caracterizando um sistema misto. 
 
2.6. VENTILADORES 
Um ventilador é uma turbomáquina cuja missão é assegurar a circulação do ar com 
pressões de até 30.000 Pa. Eles são classificados em dois grupos: axiais e centrífugos. 
 
2.6.1. Ventiladores Axiais 
 
A corrente se estabelece axialmente. O princípio básico para um ventilador axial é que a 
produção de pressão promova a aceleração tangencial para o ar, quando este atravessa o rotor 
do ventilador. O ventilador é projetado para movimentar o ar de um espaço fechado a outro a 
pressões estáticas relativamente baixas. O tipo de armação e posição da hélice tem influência 
decisiva no desempenho do ar e eficiência do próprio ventilador. Classificam-se em: 
 
• Tuboaxiais; 
• Vaneaxiais; 
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• Propeller; 
 
Eles podem ser equipados com dois tipos de hélices: 
• Hélice com pás de passo fixo; 
• Hélice com pás de passo variável. 
 
 
Figura 7- Ventilador de alta vazão. Fonte: Arbomtec, 2014. 
 
 
Figura 8 - Ventilador de duplo estágio para túneis de longa distância. Fonte: JJ Mining, 2010. 
 
 
Figura 9- Ventiladores principais de mina. Fonte: MCH engenharia, 2012. 
 
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Discente do curso de Pós-graduação em Engenharia de Segurança do Trabalho 
 
Figura 10- Central de exaustão principal de uma mina subterrânea. Disponível em: 
http://www.provente.com.br/produtos-e-servicos.php. 
 
 
 
 
Figura 11- Ventilador local axial de mineração da 
pressão à prova de explosões. Fonte: Directy Industry, 
2012. 
 
 
Figura 12- 220 V 250 W Monofásico-
ventilador centrífugo de alta temperatura. 
Fonte: Directy Industry 2012.
2.6.2. Ventiladores centrífugos 
 
A corrente de ar se estabelece radialmente através do rotor. Eles operam como bombas 
de ar. A base rotativa da roda, o rotor ou o conjunto rotor/palhetas transmite trabalho ao ar, 
concedendo a este ar energia estática e cinética em proporções diferentes dependendo do tipo 
de ventilador, ou seja, é um tipo de conversão de energia rotativa dinâmica em energia axial 
e/ou radial dinâmico. As variáveis a serem consideradas para o dimensionamento de 
ventiladores centrífugos são: curvatura das lâminas, profundidade radial, número e forma das 
lâminas comprimento axial das lâminas, entradas (número, forma e tamanho), diâmetro do 
rotor, largura do ventilador, carcaça, hélices principais e exposição e afastamento do conjunto 
rotor/palhetas. 
http://www.provente.com.br/produtos-e-servicos.php
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Discente do curso de Pós-graduação em Engenharia de Segurança do Trabalho 
 
Figura 13 - Exaustor de grande porte 
centrífugo. Fonte: Tech-Air Equipamentos, 
2009. 
 
Figura 14 - Ventilador centrífugo para mina 
subterrânea- ERAN, 2002. 
 
 
Figura 15 - Exaustor de grande porte centrífugo. Fonte: Tech-Air Equipamentos, 2009. 
 
2.7. Dutos de ventilação 
 
Dutos possui como função principal, realizar a condução do ar limpo e a expulsão do ar 
viciado do interior da obra de maneira segura e econômica. São confeccionados com lona 
vinílica de PVC reforçada com tela de poliéster de alta tenacidade conferindo uma grande 
resistência mecânica. 
 
• Conexões: desenvolvido para diversas situações como pressão positiva e negativa, 
podendo ser realizado em qualquer ângulo tanto de saída quanto de entrada. 
 
• Acoplamento: este pode ser desenvolvido tanto com Fecho Éclair tipo “zíper” com 
dentes de alumínio costurados com reforço e aneis metálicos fixados com uma braçadeira 
regulável através de manivela especial ou até mesmo com acoplamento metálico onde os dutos 
são fixados com braçadeiras reguláveis e bainha com ilhoses para amarração com cordas. 
 
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Discente do curso de Pós-graduação em Engenharia de Segurança do Trabalho 
• Fechamento de Galerias: utilização de cortinas especiais para fechamentos em galerias 
para evitar perdas de ar em áreas inativas. 
 
 
Figura 16 - Dutos de ventilação. Disponível em: https://www.logismarket.ind.br/sansuy/dutos-
ventilacao-minas-subterraneas-tuneis/4336494677-1179618937-p.htmlFigura 17 - Dutos de ventilação. Disponível em: https://www.logismarket.ind.br/sansuy/dutos-ventilacao-
minas-subterraneas-tuneis/4336494677-1179618937-p.html 
https://www.logismarket.ind.br/sansuy/dutos-ventilacao-minas-subterraneas-tuneis/4336494677-1179618937-p.html
https://www.logismarket.ind.br/sansuy/dutos-ventilacao-minas-subterraneas-tuneis/4336494677-1179618937-p.html
https://www.logismarket.ind.br/sansuy/dutos-ventilacao-minas-subterraneas-tuneis/4336494677-1179618937-p.html
https://www.logismarket.ind.br/sansuy/dutos-ventilacao-minas-subterraneas-tuneis/4336494677-1179618937-p.html
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Discente do curso de Pós-graduação em Engenharia de Segurança do Trabalho 
 
Figura 18- Dutos de ventilação de alta tecnologia. Disponível em: https://inthemine.com.br/site/quando-a-
operacao-nao-pode-parar/ 
 
 
Figura 19 - Tapume inflável para ventilação. Disponível em: http://www.provente.com.br/produtos-e-
servicos.php 
 
3. RESULTADO 
 
Serão apresentadas as informações das minas para a verificação do sistema de ventilação, 
além dos aspectos sobre mineração relevantes ao processo de análise do sistema de ventilação. 
 
3.1. MINA BREJUÍ 
 
Localizada no município de Currais Novos, na região do Seridó no Rio Grande do Norte, 
a Mina Brejuí é considerada a maior mina de Scheelita da América do Sul. A Scheelita é 
um tungstato de cálcio, minério do qual se extrai o tungstênio e seus compostos. O tungstênio 
de cor branca acinzentada, brilhante, muito duro e denso, além de ser escasso, somente é 
encontrado em forma de óxido ou de sais em certos minérios, entre eles a Scheelita. A maior 
concentração de Scheelita no Brasil, encontra-se no Rio Grande do Norte, nos municípios de 
Bodó, Lajes, Santana do Matos e alguns municípios da região do Seridó, com destaque para 
https://inthemine.com.br/site/quando-a-operacao-nao-pode-parar/
https://inthemine.com.br/site/quando-a-operacao-nao-pode-parar/
http://www.provente.com.br/produtos-e-servicos.php
http://www.provente.com.br/produtos-e-servicos.php
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Discente do curso de Pós-graduação em Engenharia de Segurança do Trabalho 
Currais Novos, onde se localiza a Mina Brejuí responsável pela exploração do mineral com 
destino principal o mercado exterior. 
A partir da descoberta da mina o Desembargador Tomaz Salustino resolveu explorá-la, 
em 1951 a empresa contratou um engenheiro de minas que planejou a construção de uma usina 
de beneficiamento, adquirida em Denver, nos Estados Unidos. Com a modernização das 
instalações e compra de equipamentos e máquinas a Mina Brejuí tornou-se uma empresa 
modelo conhecida no Brasil e no exterior, tendo o seu apogeu durante a Segunda Guerra 
Mundial, quando os americanos compravam toda a produção de Scheelita para extrair o 
tungstênio, que era utilizado nas indústrias de armamentos. Durante esse período de apogeu da 
mina, o progresso se fez notar na pequena cidade de Currais Novos, a produção mineral resultou 
em acumulação de capital social e grande parte da cidade foi saneada, muitos domicílios 
tiveram acesso ao abastecimento d'água e a rede elétrica além de construções, como o 
Tungstênio Hotel, cinema, posto de puericultura, emissora de rádio, estádio de futebol, campo 
de pouso, colégios, hospital e casa do idoso. Até hoje os lugares de memória do ciclo mineral 
se espalham pela cidade. 
No final da década de 90, com a entrada da China no mercado, houve uma queda do preço 
da Scheelita no mercado internacional, tornando-se antieconômica a exploração desse minério. 
Várias minas brasileiras tiveram que reduzir suas lavras e ocorreu a paralisação da maioria 
delas. A Mineração Tomaz Salustino foi uma das últimas a fechar com a crise econômica. 
A partir de 2004, após momento com alta produção, a China depara-se com suas reservas 
limitadas e toma decisões políticas do governo em reduzir sua escala e passar a importar o 
minério, fazendo com que as mineradoras nacionais e internacionais retornassem suas 
atividades. Diante desse cenário, a mina Brejuí, retorna suas atividades e monta uma estrutura 
mecanizada. Foram compradas novas máquinas e restaurado todo equipamento de produção. 
Uma nova equipe técnica de mineração foi formada, com engenheiro de minas, topógrafo, 
geólogo, mecânicos. A empresa se mantém trabalhando a todo vapor para aumentar a produção 
com potencial para o futuro. 
Atualmente o potencial econômico mineral da Mineração Tomaz Salustino está 
representado não só pela Scheelita como também, pelas volumosas dunas de resíduos do 
minério. 
A Scheelita possui diversas aplicações industriais, sendo as principais: 
 
• Indústria Metalúrgica: Ligas metálicas, aços rápidos, metal duro; 
 
• Indústria Elétrica: filamentos de lâmpadas, contatos elétricos para fornos de altas 
temperaturas, equipamentos de raio-x; 
 
• Indústria Mecânica: brocas, ferramentas de corte e perfurações, material abrasivo; 
 
• Indústria de canetas: usado para a fabricação das pontas das canetas esferográficas; 
 
• Indústria Aeroespacial: motores de foguetes, turbinas de aviões, caixa-preta, 
revestimento de mísseis; 
 
• Indústria Bélica: projéteis, canhões, metralhadoras; 
 
• Indústria Petrolífera: ferramentas de perfuração de rocha; 
3.1.1. Sistema de Ventilação 
 
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Na Mina Brejuí o método de ventilação é natural, causado pela diferença de temperatura 
do ar no interior da mina em relação ao ar externo. Esse sistema é eficiente nas áreas cuja 
profundidade não é grande, sendo suficiente para gerar ar fresco, porém existem trechos da 
mina no qual se alcança uma profundidade relativamente alta, gerando assim a necessidade de 
se ventilar de forma mecânica. Devido a esse método de ventilação ainda não ter sido realizada 
é comum sentir certo desconforto, causado por altas temperaturas e altas taxas de umidade. 
 
 
Figura 20: Saída/Entrada de ar no interior da 
Mina Brejuí – Fonte: Autoria Própria, 2021. 
Figura 21: Saída/Entrada de ar na frente de Lavra da 
Mina Brejuí – Fonte: Autoria Própria, 2021. 
 
 
Figura 22: Túnel de acesso principal da Mina 
Brejuí – Fonte: Autoria Própria, 2021. 
Figura 23: Área com alta profundidade, onde o sistema 
de Ventilação Natural não é suficiente – Fonte: Autoria 
Própria, 2021.
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Artigo científico apresentado ao Grupo Educacional IBRA como requisito para a aprovação na disciplina de TCC. 
Discente do curso de Pós-graduação em Engenharia de Segurança do Trabalho 
 
 
Figura 24: Túnel com alta taxa de umidade – Fonte: Alex Gurgel, 2014. 
 
3.2. MINA BALTAR 
 
Localizada na cidade de Votorantim, no Estado de São Paulo, integra a Unidade Industrial 
Santa Helena, de fabricação de cimento a granel, Baltar é a única mina de calcário com lavra 
subterrânea no Brasil e uma das poucas na América Latina. Atualmente, a extração de minério 
desse corpo profundo ocorre a mais de 330 m de profundidade, em painéis de lavra com abertura 
de salões de desmonte intercalados por pilares, numa extensão longitudinal de quase 2 km. 
A unidade de Santa Helena, primeira fábrica da Votorantim Cimentos, comemorou 82 
anos de operação no mês de junho de 2018. A unidade, que iniciou as atividades com 
capacidade de produzir pouco mais de 800 mil toneladas de cimento por ano, hoje pode fabricar 
até 2 milhões de toneladas no mesmo período. A planta já recebeu R$ 8,4 milhões em 
investimentos nos últimos três anos para modernização de sua operação e gera atualmente 409 
empregos diretos e indiretos. 
A movimentação financeira na região por conta da mineraçãofoi de R$ 420 milhões em 
2017, o que representa 13% de todo o Estado. Os insumos mais produzidos na região são 
cimento, brita e areia. 
 
3.2.1. Ventilação na Mina Baltar 
 
Na Mina Baltar o método de ventilação é mecânico, com ventiladores instalados no poço 
de entrada de ar (insuflação), e na saída da ventilação (exaustão). O circuito principal tem por 
objetivo conduzir o ar novo até as frentes de lavra mais distantes, e retirar o ar impuro e o pó 
presente nesses locais. O circuito secundário tem como objetivo levar o ar puro e refrigerado 
até as frentes de lavra e a exaustão do pó nas frentes de lavra, sendo assim a mina apresenta um 
clima agradável em todas as áreas, independentemente do nível de profundidade, além de 
apresentar umidade e iluminação adequada. Vale destacar ainda que a Mina Baltar substituiu 
todas as suas máquinas movidas a diesel com o intuito de acabar com a combustão gerada por 
seus subprodutos. 
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Artigo científico apresentado ao Grupo Educacional IBRA como requisito para a aprovação na disciplina de TCC. 
Discente do curso de Pós-graduação em Engenharia de Segurança do Trabalho 
A Mina Baltar utiliza a ventilação ascendente das frentes de trabalho. Neste sistema de 
ventilação, o ar puro é dirigido diretamente para os locais mais baixos da mina e ascende através 
das frentes antes de retornar à superfície. 
 
 
Figura 25: Túnel de Acesso Principal da Mina Baltar – Fonte: Autoria Própria, 2021. 
 
 
Figura 26: Ventiladores a longa distância da Mina Baltar – Fonte: Autoria Própria, 2021. 
 
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Artigo científico apresentado ao Grupo Educacional IBRA como requisito para a aprovação na disciplina de TCC. 
Discente do curso de Pós-graduação em Engenharia de Segurança do Trabalho 
 
Figura 27: Dutos de Ventilação da Mina Baltar – Fonte: Provente Ventilação, 2015. 
 
 
Figura 28: Equipamentos de Segurança fornecidos pela Mina Baltar– Fonte: Autoria Própria, 2021. 
 
 
4. CONCLUSÃO 
 
Com tudo, foi possível concluir que o sistema de ventilação em minas subterrâneas é um 
fator indispensável na mineração, sendo ele o responsável direto pelo bem estar dos 
trabalhadores da mina, sendo assim, o mesmo deve ser escolhido de acordo com as necessidades 
do local, logo é necessário realizar um projeto com as especificações de instalações e operações 
do ventilador principal e de emergência, contendo no mínimo: Ventilação principal e de 
emergência, ventiladores instalados nas frentes com presença de gases explosivos à prova de 
explosão, entradas aspirantes protegidas, sistema independente e alternativo de energia, sistema 
com medidor de pressão e que contenha alarme para o caso de paralisação. No caso de falta de 
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Artigo científico apresentado ao Grupo Educacional IBRA como requisito para a aprovação na disciplina de TCC. 
Discente do curso de Pós-graduação em Engenharia de Segurança do Trabalho 
energia para o sistema de ventilação deve-se providenciar a retirada de todo pessoal que esteja 
no interior da mina. 
No que se refere a Mina Baltar, pode-se afirmar que o sistema de ventilação se encontra 
correto, atendendo as necessidades dos trabalhadores e de acordo com as normas reguladoras. 
Quanto a Mina Brejuí o sistema de ventilação ainda apresenta falhas em questões de 
climatização e umidade em áreas com alta profundidade, logo uma alternativa seria a instalação 
de ventilação mecânica, com a distribuição de dutos ou ventiladores de longa distância. 
 
 
5. REFERÊNCIAS 
 
Conceito Histórico da Mina Brejuí. Disponível em: https://minabrejui.com.br/historia/ 
<acessado em 14/01/2022. 
 
Conceito Histórico da Mina Baltar, unidade Santa Helena - SP. Disponível em: 
http://www.votorantimcimentos.com.br/institucional/unidades/ <acessado em 14/01/2022. 
 
Costa, J. C. A. Análise de redes de ventilação - estudo de caso mina Medrado-BA, Campina 
Grande: 1998. 80p. (Dissertação de Mestrado). 
 
Freire, L. A.- Ventilação e climatizadores evaporativos em minas subterrâneas. 
Gonçalves, B. M. G.; Portes, D. De S. P.; D. G. Fernandes; Souza D. F. de; Andrade L. R.; 
Ventilação em mina subterrânea, Monografia. Junho de 2009. 
 
Medeiros, N. R. Utilização de ventiladores em minas subterrâneas para dispersão da poluição 
do ar. V seminário de eletrotécnica aplicada à sustentabilidade. Abril 2013. 
 
Montedo, E. D. Ventilação de mina - abordagem teórica. Relatório Técnico da Carbonífera 
Metropolitana, Criciúma- SC: 2002. 244p. 
 
Normas Reguladoras de Mineração – NRM, Ventilação. NR-22 - Segurança e saúde 
ocupacional na mineração. Disponível em: 
http://portal.mte.gov.br/data/files/8A7C812D3B8BAA8D013B945116FA2F3C/NR-
22.24%20(Ventila%C3%A7%C3%A3o%20em%20Atividades%20de%20Subsolo).pdf 
<acessado em 13/02/2022>. 
https://minabrejui.com.br/historia/
http://www.votorantimcimentos.com.br/institucional/unidades/
http://portal.mte.gov.br/data/files/8A7C812D3B8BAA8D013B945116FA2F3C/NR-22.24%20(Ventila%C3%A7%C3%A3o%20em%20Atividades%20de%20Subsolo).pdf
http://portal.mte.gov.br/data/files/8A7C812D3B8BAA8D013B945116FA2F3C/NR-22.24%20(Ventila%C3%A7%C3%A3o%20em%20Atividades%20de%20Subsolo).pdf