CAMIONES MINEROS: LOS GOLIATS DEL PRESENTE Y DEL FUTURO

CAMIONES MINEROS: LOS GOLIATS DEL PRESENTE Y DEL FUTURO

La era del gigantismo en minería llegará a su fin en algún momento, pero no hoy.

El mundo del gigantismo en minería puede que haya llegado a su cenit. Lo que buscan las empresas es eficiencia, y la eficiencia no siempre va de la mano con el tamaño. Pero la minería, una actividad de grandes capitales y grandes riesgos, para mantenerse a flote, necesita colosales productividades, que hoy solo las aseguran las grandes máquinas. Camiones del tamaño de casas de tres plantas recorren día y noche las faenas mineras. Son los glóbulos rojos del circuito sanguíneo minero.

Innovación Caterpillar

El grupo de minería subterránea de Caterpillar Inc ha enviado un prototipo de batería eléctrica para cargadora de transporte y descarga (tipo de máquina más conocida por sus siglas en inglés, LHD) a una mina ubicada en Canadá. La fabricación inicial y las pruebas de validación de esta unidad de prueba R1300G comenzaron a principios del 2017 en los terrenos de ensayos que tiene Caterpillar en Peoria y continúan ahora, con su testeo en esta mina canadiense.

Este prototipo supone una prueba del concepto de almacenamiento de energía a base de litio que Caterpillar planea llevar al mercado LHD. La demostración de este concepto de Cat R1300G no representa un diseño final que vaya a salir al mercado. Después de las evaluaciones, Caterpillar lanzará un nuevo programa completo de introducción de productos que sigue un proceso de validación y diseño más profundo y riguroso. Jay Armburger, gerente de producto responsable de la tecnología subterránea, señaló: “Una forma de reducir la demanda de ventilación es a través de la electrificación del equipo de minería”.

Este programa de I+D comenzó con un estudio completo de producción y análisis de datos de la máquina diesel para establecer una línea base. Una vez logrado, comenzó la transformación del R1300G en una versión eléctrica de batería. Los cambios incluyeron la eliminación del motor, la modificación de la transmisión y del convertidor de par y la reconfiguración del bastidor del motor para acomodar las cajas de batería y los motores eléctricos.

El resultado es una locomotora de potencia eléctrica que impulsa un tren motriz convencional y mecánico. Con la ayuda de varios clientes que vieron el prototipo y lo operaron en el campo de pruebas, Caterpillar está recibiendo un buen feedback para ayudar a impulsar el programa.

Caterpillar se está centrando en la carga rápida de las baterías en la máquina de modo que el operador pueda tomarse un descanso rápido y regresar a la máquina ya cargada. “Hemos probado duro esta máquina y su tecnología antes de enviarla a Canadá en septiembre”, añadió Armburger. “Con los resultados que hemos visto hasta ahora, estamos seguros de que esta prueba del concepto R1300G nos está dando las respuestas que necesitamos para desarrollar una máquina que sea segura y que cumpla con la promesa de durabilidad y fiabilidad de la marca Cat”.

La gigante Caterpillar es un referente mundial en tecnología y confiabilidad que este año ha alcanzado varios hitos de producción. Ha fabricado y despachado su camión articulado número 50,000. Este es el tercer gran logro en lo que va del año de la empresa, pues también ha manufacturado su camión minero 793 número 5,000 y su camión minero 797 número 1,000.

El primer camión articulado de la marca fue ensamblado en 1985, en el Reino Unido. “Los camiones articulados de CAT han ayudado a nuestros clientes a conseguir sus objetivos en las faenas mineras alrededor del mundo”, dijo Brent Losey, gerente de producción de camiones articulados de la marca. “Ahora nos enfocamos en la producción de los próximos 50,000 camiones articulados”, agregó.

En tanto, en junio pasado, Caterpillar fabricó y despachó su camión minero 797 número 1,000, equipos que comenzó a montar hace 19 años. Este camión tiene una capacidad de transporte de 363 toneladas. Un mes antes, en mayo, la empresa comunicó el ensamblaje del camión minero 793 número 5,000 modelo fabricado desde 1991. Todos estos equipos de la marca son utilizados con intensidad en faenas mineras de cobre, hierro, carbón y tantas otras materias primas esenciales para el progreso humano.

Titán alemán

Se suele afirmar que el gigantismo en minería tiene los días contados. Pero esos días aún están lejanos. Uno de los grandes proyectos mineros, hoy envuelto en la incertidumbre legal, es Cobre Panamá, de First Quantum. La canadiense ha tirado la casa por la ventana e invertido más de US$6,000 millones en este desarrollo empresarial. Esta mina a tajo abierto confiará el transporte del mineral a colosos conocidos en los círculos enterados como Ultra Class: 19.6 metros de largo, 8.2 metros de alto y 9.7 metros de ancho.

Ya han llegado algunos hasta Panamá, a la ciudad de Colón, pero se espera más de dos decenas de estos monstruos de la ingeniería vehicular. Mientras tanto, los futuros operadores de este equipo están siendo entrenados en el Instituto Nacional de Formación Profesional y Capacitación para el Desarrollo Humano (Inadeh) panameño.

Para este fin, First Quantum ha invertido casi US$4 millones. Hasta la fecha se ha graduado un total de 83 vecinos de las comunidades de Donoso y La Pintada.

Los camiones T284, cargados, pueden pesar unas 661 toneladas y alcanzar velocidades de hasta 80km por hora. Esta velocidad, entre los camiones mineros, es de Fórmula 1. Es un modelo híbrido, que emplea combustible y un generador eléctrico de 3,000 KW. Su sistema de alerta de fatiga o eventos de distracción se activa mientras el camión está en movimiento. Fue fabricado por la empresa Liebherr de Alemania.

A la manera japonesa

La gigante Rio Tinto es la minera que más utiliza camiones mineros autónomos. Tiene decenas de ellos en su operación Pilbara, en Australia, y recientemente ha comunicado que el éxito de estos equipos ha sido tal que planea ampliar su flota de enchufables. Rio Tinto usa estos camiones desde el 2008 y puede que ahora cambie de modelo. Ahora bien, ¿cuál elegirá? ¿El Komatsu presentado hace algunos años en Las Vegas tiene chances de ser acaso el elegido?

La más reciente creación autónoma de Komatsu poco conocida en el Perú es el “Innovative Autonomous Haulage Vehicle” (IAHV). La característica principal de este camión es que no cuenta con cabina para un conductor, a diferencia de sus modelos eléctricos 930E y 830E

El IAHV es un mastodonte de 416 toneladas, una longitud de 15 metros y una anchura de 8,5 metros, con unos neumáticos 59/80R63. Su velocidad máxima es de 64 km/h y tiene una potencia de 2014kW (2700HP), que le permiten cargar hasta 230 toneladas. Su operación se realiza gracias a un complejo sistema de cámaras, radares y sensores. Se controla vía remota y se programa para que trabaje por las noches.

La minería del futuro será autónoma o no será, y hacia ese camino se dirigen tanto las grandes mineras como las grandes proveedoras de equipos mineros como Caterpillar e Hitachi. Que invierten cientos de miles de millones de dólares en investigación y desarrollo de estas nuevas tecnologías.

Las máquinas no tienen cambios de turno, no necesitan cumplir un horario, no requieren pausas para comer o ir al baño y lo mejor de todo es que no se accidentan. Por lo anterior, todo decanta en un hecho: cada vez se precisarán menos trabajadores humanos dentro de las faenas de minería.

La tendencia de la automatización ha llegado también a la industria petrolera. La empresa Suncor, que ha probado esta tecnología, ahora se ha convencido de sus ventajas. Añadirá unos 150 camiones autónomos a su flota; y aunque nuevos trabajos serán creados admite que decenas de conductores y otros empleados vinculados a ellos serán despedidos.

En nuestro país la semilla de la electrificación de camiones fuera de ruta ha comenzado a germinar. Los  primeros camiones mineros eléctricos Komatsu modelo 980E-4 operarán en una importante unidad minera peruana. Se trata de cinco de estos monstruos de 400 toneladas de capacidad de carga.

Las partes de los camiones, que luego serán armadas, son transportadas por la empresa Hagemsa. Los cinco camiones eléctricos 980E-4, modelo enchufable más grande de Komatsu,  tienen como destino la unidad minera Las Bambas, de la empresa china MMG.  En Las Bambas también operan camiones Komatsu 930E-4SE. Estos equipos poseen inmensas baterías de litio, níquel, manganeso y cobalto de más de 4 toneladas de peso. Y cuentan además con la tecnología de frenada regenerativa. Las partes de los camiones llegan al puerto arequipeño de Matarani.

Un nuevo intento eléctrico

El coche eléctrico más grande del mundo pesa 50 toneladas, se llama eDumper, tiene una batería de 700 kWh (siete veces más potente que la batería que da vida al Tesla Model S) y en cada viaje genera electricidad. Ahorra entre 500,000 y 100,000 litros de diésel cada año. El eDumper está construido sobre la base de un camión Komatsu que fue desmontado y reconstruido. Lithium Storage GmbH y Kuhn Schweiz AG (las dos empresas que han realizado el prototipo) han intercambiado el motor diésel del camión por un nuevo motor 100% eléctrico, con el respaldo del laboratorio de Ciencias de Materiales y Tecnología (EMPA de Suecia.

Se prevé que, durante una década, el volquete eléctrico realice hasta 20 viajes al día transportando materiales desde una cantera en la montaña de Chasseral.

El rediseño del modelo ha tenido un coste total de casi un millón de euros y con este concepto eléctrico las marcas fabricantes pretenden ver la rentabilidad de este tipo de vehículo. Si el uso del eDumper resulta exitoso, Ciments Vigier SA podría alimentar hasta ocho vehículos 100% eléctricos a largo plazo.

El eDumper tiene una capacidad de arrastre de 71 toneladas. El conductor debe ascender nueve escalones para llegar a la cabina; su enorme batería de 1.440 celdas de níquel-manganeso-cobalto tiene un peso de 4,5 toneladas y unos neumáticos con casi dos metros de diámetro. El volquete se emplea en trabajos de minería en una cantera de cemento para la empresa Ciments Vigier en Suiza, cerca de Viena.

En cada ida y vuelta produce electricidad. Debido a que el eDumper sube la montaña vacío y la desciende transportando 71 toneladas de roca, es capaz de generar 40 kWh durante su camino de descenso utilizando la frenada regenerativa, mientras que para subir de nuevo a la cantera tan solo necesita 30 kWh.

El volquete es un prototipo, un proyecto con algunas imperfecciones en las que  trabajan aún.  “Algunas baterías empiezan a echar humo y otras estallan en llamas”, dijo Marcel Held en un comunicado, un experto en baterías que trabaja en el proyecto, hace casi un año. “Lo crucial en este caso es asegurarse de que las células vecinas no sean dañadas por el fuego y el calor, de lo contrario existe riesgo de una reacción en cadena”.

Un anhelo submarino

Global Sea Mineral Resources (GSR), subsidiaria de la empresa belga DEME, especializada en la cosecha de nódulos polimetálicos del lecho de mar, presentó el prototipo Patania II, sucesor del vehículo sobre orugas Patania I, que fue probado con éxito en el 2017 en el océano Pacífico. La nueva versión de este equipo agrega un cabezal succionador para recolectar los nódulos polimetálicos del fondo marino.

El próximo año iniciará su primera temporada de pruebas, en una zona controlada conjuntamente por DEME y la alemana GSR, en una zona de 0.1 km2, afirma la empresa en un comunicado. Los nódulos polimetálicos se encuentran en los fondos marinos de la mayoría de los océanos del mundo y contienen grandes cantidades de minerales como níquel, cobre, cobalto y manganeso.

Durante esta exploración el vehículo almacenará temporalmente los nódulos recolectados del fondo marino en un canastillo para extraer la información geológica y física, y luego los re-depositará en el mismo sector de extracción. GSR usará la información para validar la eficacia de la tecnología y para evaluar el impacto ambiental de estas operaciones de prueba.

En  el 2013 la Autoridad Internacional de los Fondos Marinos (ISA por su sigla en inglés) otorgó una concesión de exploración por 15 años a GSR para explorar 76.728 km2 de fondo marino en la parte oriental de la Zona Clarion Clipperton del océano Pacífico. El Patania II ha sido desarrollado por GSR en cooperación con la empresa de ingeniería belga De Meyer.

Este informe apareció en la edición 66 de la revista Energiminas. Puedes consultarla aquí.

Autor: Jean Pierre Fernandez (jpfernandez@prensagrupo.com)