La mina de oro Mponeng, en Sudáfrica, opera a profundidades donde el calor de la roca obliga a enfriar y ventilar las labores para sostener el trabajo subterráneo. El informe técnico de Harmony Gold con fecha efectiva al 30 de junio de 2024 sitúa el desarrollo de la mina a 3.841 metros bajo el datum minero —una referencia de elevación propia de la operación, no una medición directa desde la superficie— y ubica la mayor parte de la producción entre los niveles 120 y 126.
La temperatura de la roca virgen —la roca que aún no ha sido alterada por las excavaciones— alcanza alrededor de 60 °C en las condiciones estudiadas para Mponeng. No es la temperatura del aire que respiran los trabajadores: indica la carga térmica que los sistemas de refrigeración deben combatir antes de que el calor de la roca, las labores y los equipos eleve las condiciones en los frentes de trabajo.
La roca a 60 °C explica la carga térmica a 3.800 metros
Al aumentar la profundidad, la mina avanza hacia roca más caliente por el gradiente geotérmico: la temperatura del subsuelo crece con la distancia respecto de la superficie. En una explotación profunda, las galerías y frentes quedan en contacto con esa roca, que transfiere calor al entorno subterráneo. La ventilación permite renovar y distribuir aire, pero no elimina por sí sola el calor acumulado; por eso Mponeng combina ventilación con refrigeración de agua y producción de hielo.
Un estudio de H. J. van Antwerpen, presentado en 2014 ante la Society for Mining, Metallurgy & Exploration, analizó el acoplamiento entre esos sistemas. El trabajo empleó el programa FLOWNEX para simular en conjunto el flujo de aire comprimido, la psicrometría del aire de ventilación —que considera temperatura y humedad— y los circuitos de agua refrigerada. El modelo incorporó transferencia de calor, pérdidas de presión, evaporación y condensación, y probó distintos caudales y temperaturas del agua. Su resultado fue que, con las limitaciones del modelo, el sistema existente funcionaba cerca de su punto óptimo, aunque quedaban opciones de mejora.
Ese resultado no equivale a una medición en tiempo real de cada frente ni establece una temperatura única para todas las zonas de la mina. Es una evaluación de sistema: muestra cómo interactúan sus componentes y cómo cambian los resultados al modificar parámetros operativos. El resumen disponible del estudio tampoco entrega los rangos numéricos completos de cada escenario simulado.
Harmony reportó agua a 3 °C y 3.500 toneladas de hielo al día
El informe técnico de Harmony describe la escala de la refrigeración instalada: Mponeng envía bajo tierra alrededor de 32 millones de litros diarios de agua a 3 °C para enfriamiento de aire a granel, refrigeración localizada y otros usos mineros. A ese caudal se suman cerca de 3.500 toneladas de hielo al día, destinadas a los mismos fines. Son cifras de la operación consignadas con fecha efectiva de junio de 2024, no una garantía de que los volúmenes sean idénticos en todo momento.
El agua fría y el hielo llevan capacidad de enfriamiento a las labores; la ventilación distribuye aire y contribuye a controlar también riesgos asociados a gases. El reporte indica que la mina utiliza sus sistemas de ventilación y refrigeración para controlar riesgos identificados por presencia de gas. Sin embargo, la documentación consultada no publica temperaturas actuales de cada frente ni un registro de exposición térmica de los trabajadores.
La profundidad también pone a prueba el diseño y la energía
Una tesis de maestría de Jean Greyling, presentada en la North-West University en 2009, evaluó unidades modulares de enfriamiento de aire para Mponeng mediante simulaciones y comparación de costos de ciclo de vida. Analizó cinco configuraciones que combinaban un enfriador convencional de 500 kW con unidades modulares de 300 kW. El estudio concluyó que el enfriamiento convencional era la alternativa más económica en un circuito cerrado que usaba hielo, mientras que las unidades modulares resultaban competitivas en ciertos usos localizados, incluidos frentes de desarrollo. Son resultados de escenarios evaluados entonces, no una descripción de la configuración instalada hoy.
La diferencia entre esos análisis y el reporte operativo de 2024 importa: las investigaciones técnicas explican mecanismos y comparan alternativas bajo supuestos definidos; el informe de Harmony describe infraestructura y volúmenes de agua y hielo en una fecha concreta. Ninguna de esas fuentes entrega una serie pública de temperaturas por área de trabajo. La profundidad operativa está documentada; las condiciones térmicas precisas que enfrenta cada cuadrilla dependen de la zona y no quedan detalladas en esos documentos.
REDIMIN Responde
¿A qué profundidad se encuentra el desarrollo de la mina Mponeng según el informe técnico de Harmony Gold?
El desarrollo de la mina Mponeng se sitúa a 3.841 metros bajo el datum minero, según el informe técnico de Harmony Gold con fecha efectiva al 30 de junio de 2024.
¿Cuál es la temperatura de la roca virgen en la mina Mponeng?
La temperatura de la roca virgen en la mina Mponeng alcanza alrededor de 60 °C en las condiciones estudiadas.
¿Qué sistemas utiliza la mina Mponeng para controlar la temperatura subterránea?
La mina Mponeng utiliza una combinación de ventilación, refrigeración de agua y producción de hielo para controlar la temperatura subterránea. Envía alrededor de 32 millones de litros diarios de agua a 3 °C y cerca de 3.500 toneladas de hielo al día para estos fines.
¿Qué riesgos adicionales controla la mina Mponeng con sus sistemas de ventilación y refrigeración?
La mina Mponeng utiliza sus sistemas de ventilación y refrigeración para controlar riesgos asociados a la presencia de gas.
¿Qué conclusión se obtuvo del estudio de H. J. van Antwerpen sobre los sistemas de refrigeración de Mponeng?
El estudio de H. J. van Antwerpen concluyó que el sistema de refrigeración existente en Mponeng funcionaba cerca de su punto óptimo, aunque quedaban opciones de mejora. Sin embargo, el estudio no proporciona una medición en tiempo real de cada frente ni establece una temperatura única para todas las zonas de la mina.
