A mina de ouro Mponeng, na África do Sul, opera em profundidades nas quais o calor da rocha exige o resfriamento e a ventilação das áreas de trabalho para manter as atividades subterrâneas. O relatório técnico da Harmony Gold, com data-base em 30 de junho de 2024, situa o desenvolvimento da mina a 3.841 metros abaixo do datum da mina — uma referência de elevação própria da operação, e não uma medição direta a partir da superfície — e aponta que a maior parte da produção ocorre entre os níveis 120 e 126.
A temperatura da rocha virgem — aquela que ainda não foi alterada pelas escavações — chega a cerca de 60 °C nas condições estudadas em Mponeng. Essa não é a temperatura do ar respirado pelos trabalhadores: ela indica a carga térmica que os sistemas de refrigeração precisam combater antes que o calor da rocha, das áreas de trabalho e dos equipamentos eleve a temperatura nas frentes de lavra.
A rocha a 60 °C explica a carga térmica a 3.800 metros
À medida que a profundidade aumenta, a mina avança por rochas mais quentes devido ao gradiente geotérmico: a temperatura do subsolo cresce conforme aumenta a distância da superfície. Em uma mina profunda, galerias e frentes de lavra ficam em contato com essa rocha, que transfere calor para o ambiente subterrâneo. A ventilação renova e distribui o ar, mas não elimina sozinha o calor acumulado; por isso, Mponeng combina ventilação com refrigeração a água e produção de gelo.
Um estudo de H. J. van Antwerpen, apresentado em 2014 à Society for Mining, Metallurgy & Exploration, analisou o acoplamento entre esses sistemas. O trabalho usou o programa FLOWNEX para simular em conjunto o fluxo de ar comprimido, a psicrometria do ar de ventilação — que considera temperatura e umidade — e os circuitos de água refrigerada. O modelo incorporou transferência de calor, perdas de pressão, evaporação e condensação, além de testar diferentes vazões e temperaturas da água. A conclusão foi que, dentro das limitações do modelo, o sistema existente operava próximo do ponto ideal, embora ainda houvesse possibilidades de melhoria.
Esse resultado não equivale a uma medição em tempo real de cada frente nem define uma temperatura única para todas as áreas da mina. Trata-se de uma avaliação do sistema: mostra como seus componentes interagem e como os resultados mudam quando os parâmetros operacionais são alterados. O resumo disponível do estudo também não informa os valores numéricos completos de cada cenário simulado.
Harmony informou uso de água a 3 °C e produção de 3.500 toneladas de gelo por dia
O relatório técnico da Harmony descreve a escala da estrutura de refrigeração instalada: Mponeng envia para o subsolo cerca de 32 milhões de litros de água a 3 °C por dia para resfriamento central do ar, refrigeração localizada e outros usos da mina. A isso se somam cerca de 3.500 toneladas de gelo por dia, destinadas aos mesmos fins. Os números constam do relatório da operação com data-base em junho de 2024 e não garantem que os volumes sejam idênticos o tempo todo.
A água fria e o gelo levam capacidade de resfriamento às áreas de trabalho; a ventilação distribui o ar e também contribui para controlar riscos associados a gases. O relatório informa que a mina usa seus sistemas de ventilação e refrigeração para controlar riscos identificados devido à presença de gás. No entanto, a documentação consultada não divulga as temperaturas atuais de cada frente nem registros de exposição térmica dos trabalhadores.
A profundidade também põe à prova o projeto e o consumo de energia
Uma dissertação de mestrado de Jean Greyling, apresentada à North-West University em 2009, avaliou unidades modulares de resfriamento de ar para Mponeng por meio de simulações e comparações de custos ao longo do ciclo de vida. O estudo analisou cinco configurações que combinavam um resfriador convencional de 500 kW com unidades modulares de 300 kW. A conclusão foi que o resfriamento convencional era a alternativa mais econômica em um circuito fechado que utilizava gelo, enquanto as unidades modulares eram competitivas em determinadas aplicações localizadas, inclusive nas frentes de desenvolvimento. Esses resultados dizem respeito aos cenários avaliados na época, não à configuração instalada atualmente.
A diferença entre essas análises e o relatório operacional de 2024 é importante: os estudos técnicos explicam mecanismos e comparam alternativas segundo premissas definidas; o relatório da Harmony descreve a infraestrutura e os volumes de água e gelo em uma data específica. Nenhuma dessas fontes apresenta uma série pública de temperaturas por área de trabalho. A profundidade de operação está documentada; as condições térmicas precisas enfrentadas por cada equipe dependem da área e não são detalhadas nesses documentos.
