Innovaciones en Camiones Muestran Lo Que Está Por Venir

Los principales proveedores ofrecen soluciones futuristas para ayudar a los mineros a descarbonizar, automatizar, aumentar la eficiencia y a cumplir los objetivos de sustentabilidad impulsados por las Naciones Unidas

Por Jesse Morton, Redactor Técnico

El camión de transporte es un icono de la minería. Su mero tamaño representa el desproporcionado rol que desempeña la minería en la configuración no sólo de la industria o de la economía mundial, sino de la propia civilización.

Naturalmente, a medida que las organizaciones gubernamentales a nivel mundial, como la Organización de las Naciones Unidas (ONU), y sus participantes en el Pacto Mundial, tratan de transformar tanto la civilización como la minería, el camión de transporte se ha convertido en un símbolo de los revolucionarios esfuerzos de descarbonización. Al fin y al cabo, como dijo un importante proveedor a Equipo Minero, la mayor parte de las emisiones de gases de efecto invernadero producidas por la minería procede “de los camiones diésel en las minas a rajo abierto.”

Una muestra de las últimas noticias de algunos de los mayores proveedores del sector demuestra su capacidad de innovación para satisfacer las principales necesidades de los mineros, que hoy en día suelen hablar de los objetivos de desarrollo sustentable de la Agenda 2030 de las Naciones Unidas.

El Camión de Vanguardia Reduce las Emisiones

Liebherr ha presentado en MINExpo el nuevo T 274 de 305 toneladas métricas ™, mostrando el compromiso de la empresa con el desarrollo de los mejores equipos de su clase que también ayudan a los mineros a cumplir los objetivos de sustentabilidad.

“La cultura de Liebherr es seguir ampliando y renovando su cartera de productos,” dijo Derek Alband, gerente general de ventas internacionales de Liebherr. “Esto ayudará a nuestros clientes a aumentar aún más su productividad y a reducir sus emisiones de CO₂ gracias a los equipos de vanguardia.”

Se espera que el camión tenga la mayor carga útil de su clase. “Con la mejor relación peso-potencia de su clase, la producción por hora aumentará, sobre todo en aplicaciones de rajos profundos,” dijo. El camión también ofrece tiempos de ciclo rápidos, bajo consumo de combustible y bajo costo por tonelada.

El T274 cierra la brecha existente entre el T 284 (363 tm) y el T 264 (265 tm). Se basa en el anterior, que cuenta con 20 millones de horas de operación en terreno, dijo Alband. “Como el bastidor y los principales componentes del T 274 se diseñaron originalmente para el T 284, esto da una vida útil extra al T 274,” mencionó. “Esto proporciona una gran ventaja a nuestros clientes que utilizan ambos modelos, en relación con la similitud de las partes, las herramientas de mantenimiento y la capacitación.”

El camión tiene un motor de 2.720 kW con el sistema Liebherr Litronic Plus AC Drive. El sistema proporciona una velocidad cuesta arriba continua.

El T 274 está equipado con una potencia de frenado dinámico de 4.500 kW para los transportes cuesta abajo.

La cabina ofrece máxima visibilidad, vidrios de seguridad polarizados y está certificada para protección contra vuelcos y caída de objetos, dijo Liebherr. Ésta proporciona confort en temperaturas extremas.

El camión cuenta con una suspensión de doble brazo en A para contacto óptimo con el suelo, confort, seguridad y manejo. El sistema de asistencia con carro ‘Trolley Assist System’ de Liebherr es opcional. “Esta solución es un primer paso eficaz en el camino hacia las minas con cero emisiones del futuro,” dijo Alband. “La principal ventaja es una reducción significativa del consumo de combustible diésel y de las emisiones de CO₂ de la flota de camiones.”

El sistema es uno de varios “paquetes diferentes que garantizan que el T 274 será apto para cualquier condición de trabajo,” dijo.

“Se han creado soluciones específicas para proteger los componentes y ayudar a los clientes a operar la maquinaria en temperaturas extremas,” dijo Alband. “Liebherr también ofrece una solución para que los camiones puedan ser operados a altitudes entre 3.500 y 5.000 m sobre el nivel del mar, y un paquete de atenuación acústica para reducir drásticamente sus emisiones de ruido.”

El paquete de atenuación acústica “ofrece a los clientes la flexibilidad necesaria para operar de día o de noche, sin molestar a las zonas residenciales cercanas,” dijo.

El lanzamiento coincide con la presentación de la nueva cartera de productos de tecnología minera, el cual también habla sobre el “camino hacia la minería de bajas y cero emisiones,” dijo. “Esta cartera, compuesta por los productos Assistance Systems, Machine Automation y Digital Service de Liebherr, proporcionará a los clientes un alcance flexible de soluciones de suministro para aumentar la seguridad y la eficacia operativa de los activos.”

La cartera demuestra el “enfoque interoperable y escalable de la empresa en su oferta de equipos, tecnología y productos de servicio,” dijo Alband. “Juntos, estos productos respaldarán el rendimiento del operador, optimizarán los procesos de diagnóstico y automatizarán las funciones de la máquina, a la vez que integrarán los datos de la máquina y la experiencia del OEM dentro de los panoramas tecnológicos elegidos por el cliente.”

La Alianza de Gases de Efecto Invernadero Desarrolla Camiones

Komatsu informó que tiene previsto lanzar una cartera completa de camiones de transporte ‘power-agnostic’ para el 2030. Los camiones, así como otros equipos de la próxima generación con cero emisiones, serán desarrollados conjuntamente por sus socios de la Alianza de Gases de Efecto Invernadero (GEI), dijo Komatsu.

“Estamos en diferentes fases de I+D para diferentes tecnologías de apoyo,” dijo Don Lindell, director de producto de camiones tolva eléctricos de Komatsu.

“Hay múltiples programas paralelos en marcha para entregar el producto final al mercado de manera eficiente,” dijo. “La alianza ofrece detalles adicionales de desarrollo y plazos a los miembros de la alianza como parte de su participación en este esfuerzo de colaboración para avanzar rápidamente en las soluciones de transporte con cero emisiones.”

Los otros miembros fundadores de la alianza son Rio Tinto, BHP, Codelco y Boliden. Todos ellos son participantes del Pacto Mundial de las Naciones Unidas y, por tanto, comparten objetivos, plazos y obligaciones de sustentabilidad en común, como la participación en proyectos piloto y de investigación y desarrollo relacionados con el clima.

A medida que se acerque el año 2030, la alianza “acelerará el desarrollo para satisfacer las expectativas del mercado y las necesidades mineras sustentables,” dijo Lindell.

Actualmente, la alianza está desarrollando tecnologías para modelos de camiones de más de 240 toneladas. La plataforma de camiones resultante será capaz de respaldar los planes mineros para “una progresión natural del diésel a las baterías de cero emisiones, el carro o las pilas de hidrógeno,” dijo.

“Komatsu tiene en marcha varios programas de desarrollo paralelos para probar las fuentes de energía y las tecnologías necesarias en la plataforma final de camiones,” dijo Lindell. “Un ejemplo obvio es la serie de máquinas utilizadas para el avance de las baterías de litio en los camiones de transporte.”

El mayor desafío en estos momentos es mejorar el nivel de preparación de la industria para la implementación de equipos de baja y cero emisiones. “Las tecnologías subyacentes se conocen bien y algunas, como el carro eléctrico, tienen más de 100 años de implementación con éxito,” dijo. “Integrarlas para las herramientas mineras modernas de hoy, como el AHS, requiere cierto trabajo por parte de Komatsu, pero en última instancia el éxito depende de la planificación y los preparativos de la industria minera en los próximos 10 años.”

Dichos preparativos podrían tener un alcance importante. “La infraestructura normativa, de transporte, de planificación y operacional para la gestión de grandes baterías y máquinas alimentadas por baterías no existe actualmente,” dijo Lindell. “Aquí es donde la industria minera debe asociarse con los OEM y empezar a sentar las bases para el futuro.”

Dichas bases corresponden a la adopción de soluciones intermedias, de bajas emisiones, híbridas y de otro tipo, como los carros diésel, que demuestran la viabilidad del camino hacia la minería descarbonizada. Sin embargo, el objetivo final es “literalmente cero emisiones de gases de efecto invernadero,” dijo Lindell.

“Aunque el concepto está en desarrollo y es posible que los clientes no puedan pasar del estado actual a cero emisiones en un solo paso, confiamos en que el camino será más corto si trabajamos con otros,” dijo. “Las soluciones integrales para la industria minera dependen de otros actores en la tecnología de distribución y transferencia de energía.”

El camino que seguirá cada minero será particular a sus operaciones y modelo de negocio. Por eso es fundamental asociarse con fabricantes de equipos originales, dijo Lindell. “Reconocemos que cada cliente tendrá que determinar qué funciona mejor para sus planes del sitio en los próximos años.”

Estaciones de Carga para Acelerar la Electrificación

ABB informó que su solución eMine FastCharge, que forma parte de la cartera ABB Ability eMine, “acelerará la transición a las minas totalmente eléctricas.” El sistema “será sistema de carga más rápido y el único totalmente automatizado del mundo para camiones mineros eléctricos, ofreciendo hasta 600 kW de potencia,” dijo ABB en un informe.

“Esta tecnología emblemática constituirá un paso importante en el camino hacia las minas totalmente eléctricas,” dijo Nic Beutler, gerente global de productos de sistemas de energía eléctrica y soluciones de carga de ABB.

El sistema, el cual se encuentra actualmente en fase de pruebas piloto, es agnóstico respecto de los fabricantes de equipos originales y “ofrece máxima flexibilidad a los operadores” y está diseñado según las normas ISO15118 e IEC61851. Se basa en “la larga experiencia de ABB en la carga de vehículos en los sectores del automóvil, autobús y camión,” informó el proveedor.

eMine FastCharge consta de dos módulos. Un módulo de alimentación que contiene los componentes eléctricos y que se conecta a la red eléctrica externa. Y un módulo de conexión de terminales que alberga el dispositivo de conexión automatizado que se conecta al camión.

“Este último puede reubicarse hasta una distancia de 130 m del módulo de alimentación para proporcionar el punto óptimo de carga, y se acopla al camión automáticamente sin que el conductor tenga que salir de éste, lo cual lo aleja de entornos potencialmente peligrosos,” informó ABB.

eMine FastCharge “integra un dispositivo de conexión de patilla que se acopla a un enchufe montado en el vehículo, el cual cumple con la práctica recomendada para dispositivos de conexión automática,” informó ABB. “Esto significa que eMine FastCharge podrá cargar todos los BEV que cumplan con el estándar y tengan el enchufe/interfaz mecánica apropiado. Estos estándares abiertos apoyarán la interoperabilidad y limitarán la necesidad de diferentes tipos de estaciones de carga, reduciendo los requisitos y los costos de infraestructura.”

El proveedor estima “que cargar una batería de vehículo de 300 kWh utilizando 600 kW se demoraría sólo 30 minutos,” suponiendo que la carga de la batería no esté a cero absoluto cuando se inicie la carga.

Un camión subterráneo cargado con 150 kWh “tardaría sólo 15 minutos en encenderse” y “volver al trabajo, una cifra que cambia el juego en comparación con las soluciones existentes,” dijo ABB.

Este tipo de velocidad “mantendrá al mínimo el tiempo de inactividad del vehículo durante la carga, maximizando así la productividad del proceso,” informó ABB. También “ofrece a los operadores la oportunidad de cargar su flota de camiones de transporte durante los ciclos de trabajo existentes, además de aprovechar el tiempo de inactividad natural, impuesto por el proceso del BEV, y la carga fuera del ciclo.”

El sistema es de clase minera y puede “soportar las duras condiciones que caracterizan a los proyectos mineros,” informó el proveedor. “El pin que conecta el cargador al vehículo está oculto a la intemperie y sólo aparece automáticamente cuando el camión de transporte llega a la estación de carga, protegiéndolo del polvo y la entrada de agua.”

El diseño modular significa que las estaciones de carga “pueden encajar perfectamente en las operaciones existentes, independientemente del tamaño, y la infraestructura de carga puede trasladarse fácilmente a medida que la mina evoluciona,” informó ABB. “Esto no requiere de una instalación pesada, lo que reduce los costos de infraestructura y optimiza los gastos CAPEX y OPEX.”

El sistema se conecta a la solución de control de procesos y gestión de operaciones ABB Ability. Esto da “a los operadores la opción de monitorear y supervisar todas las estaciones de carga que están distribuidas en toda la faena minera,” dijo el proveedor. ABB Ability permitirá a las minas “programar los eventos de recarga en función de diferentes parámetros, como la capacidad de suministro de energía o potencia, la disponibilidad de los vehículos y los picos y valles de la energía de la red de suministro.”

La solución lleva dos años de desarrollo y será la oferta estrella de la nueva cartera de tecnologías de electrificación eMine. Otras soluciones de la cartera incluyen el sistema eMine Trolley, que “puede reducir el consumo de diésel hasta en un 90% al estar en el carro, lo que deriva en una reducción de los costos energéticos y del impacto medioambiental, mientras que los camiones electrificados pueden funcionar a mayor velocidad y proporcionar una mejor velocidad en pendiente,” dijo ABB.

“Las ventajas de pasar del diésel a la energía eléctrica están ya bien documentadas,” dijo ABB. “Innovaciones como éstas representan un hito emocionante en el camino para hacer realidad las minas totalmente eléctricas del futuro, desde el rajo hasta el puerto.”

Las Ruedas de Cilindro Neumáticas Mejoran la Eficiencia

Global Air Cylinder Wheels informó que las recientes pruebas de campo demuestran que la nueva rueda de suspensión neumática (ASW) es capaz de redefinir los límites de producción, a la vez que disminuye el consumo de combustible, los residuos y el esfuerzo de los vehículos.

“Las limitaciones de TKPH (tonelada métrica a kilómetro por hora) se tiran por la ventana y ya no se aplican,” dijo Ross Wert, gerente de proyectos globales de Global Air Cylinder Wheels.

“Las restricciones de peso y las definiciones de GVW (peso bruto del vehículo) basadas en las limitaciones de los componentes se han vuelto irrelevantes,” dijo. “De hecho, si los fabricantes de equipos originales utilizaran ASW en lugar de neumáticos para definir las limitaciones, el GVW podría incrementarse significativamente sin necesidad de realizar ninguna modificación en los equipos.”

Una ASW es una rueda mecánica que sustituye tanto al neumático como a la llanta. “Formada por un conjunto de llanta y tambor de dos piezas conectadas por cilindros neumáticos, actúa como un acoplador de par e introduce una dinámica de rueda única que la sitúa en una clase exclusiva,” dijo Wert.

Las ASW, inventadas en 2011, se han diseñado para vehículos militares, camiones de carretera y todoterreno, chancadores de tambor, cargadores y camiones de transporte. “Las primeras ASW mineras fueron para cargadores con pruebas en Sudáfrica y México en 2017 y 2018,” dijo. “La siguiente generación para camiones de transporte se sometió a pruebas de campo y desarrollo en Nevada (Estados Unidos) en 2019 y 2020 en los Cat 777.”

Las tres fases de las pruebas de campo resultaron en cambios que son incorporados en las ruedas que ahora se ofrecen en tamaños de hasta 63 pulg.

Los beneficios ofrecidos son numerosos. “La ASW puede ser más liviana que una combinación de neumático y llanta,” dijo Wert. “Mejora la estabilidad y la tracción y viene con secciones de banda de rodadura reemplazables en una variedad de compuestos y patrones para adaptarse a la aplicación de la mina.”

La rueda ofrece “un valor muy exponencial a nuestras supuestas ventajas básicas sobre un neumático,” dijo. “Su exclusiva dinámica abre todo un mundo de posibilidades.”

Quizá el principal beneficio que ofrece es la mejora de la seguridad.

“La eliminación de los riesgos inherentes al personal, las operaciones y el medio ambiente asociados a las explosiones, incendios, desinflados e eliminación de los grandes neumáticos mineros es algo contra lo que la industria minera lucha hasta el día de hoy,” dijo Wert. La ASW no presenta tales riesgos.

“Junto a la seguridad está el rendimiento,” dijo. “La ASW permite que el mismo camión cargue más peso, más rápido y más lejos.”

El tambor exterior rígido de la ASW y el cubo descentrado reducen la resistencia a la rodadura hasta en un 65% al compactar las carreteras, lo que mejora la resistencia a la rodadura de otros vehículos, dijo.

“La aplicación de la ASW para motores de ruedas eléctricos con frenado regenerativo aumenta enormemente su eficiencia y capacidad de carga,” dijo Wert.

Los beneficios posteriores podrían implicar una mejora general de la eficiencia de una operación. Por ejemplo, los límites de producción de las minas están ligados a las clasificaciones de los neumáticos y a los límites de presión, velocidad y calor de los mismos.

“Los límites de carga, la resistencia a la rodadura y el rendimiento de los neumáticos todos cambian con la presión en los neumáticos,” dijo Wert.

“Estos límites críticos pueden excederse durante las operaciones y el rendimiento puede obstaculizarse con una simple pérdida de presión en los neumáticos,” dijo. “La ASW no tiene esas limitaciones y puede soportar una carga dinámica de aproximadamente 1,5 veces la carga estática con un impacto reducido en el vehículo, los componentes de accionamiento, el motor y el bastidor.”

La ASW puede ayudar a los mineros a cumplir los objetivos de sustentabilidad de muchas maneras. Por ejemplo, son totalmente reciclables.

“Las ruedas eliminan el enorme problema medioambiental que suponen los residuos de neumáticos,” dijo Wert.

“Aunque hay muchas formas creativas de reutilizar y reciclar los neumáticos, no hay mejor solución que su eliminación,” dijo. “Al estar hechas de acero y aluminio, las ASW están menos sujetas a la volatilidad de los mercados de materias primas y a las restricciones de fabricación.”

Las pruebas de campo del 2020 demostraron que las ruedas pueden cumplir con las expectativas. “Aunque nos encontramos con algunos retos, las ruedas funcionaron bien sin problemas críticos o complejos que no pudieran resolverse fácilmente,” dijo Wert.

“Los datos de mayor éxito y más valiosos vinieron del trabajo con las minas para definir los altos niveles de complejidad que implica la gestión de neumáticos, las definiciones de carga útil de los OEM y los desafíos de producción,” dijo. “Las pruebas de campo demostraron que la ASW no tiene casi ninguna de estas limitaciones o excede con creces los límites actuales.”

El proveedor está solicitando mineros interesados en participar en futuras pruebas de campo. “Actualmente estamos construyendo versiones de la ASW de hasta 63 pulg. y estamos buscando activamente otras minas asociadas en Norteamérica que estén interesadas en ser las primeras en comercializar la ASW en sus flotas y en beneficiarse de acuerdos prioritarios de producción y precios,” dijo Wert. “También estamos buscando distribuidores e inversores para la última generación de ASW actualmente disponible para la producción de 2021.”

Los interesados participarán en una causa noble, dijo. “La misión es reinventar la rueda en beneficio de la sociedad.”