Siemens presenta “Trolley Assist”

El sistema es una fuente alternativa de propulsión para camiones mineros que operan en pendiente.


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En el diagnóstico de la empresa alemana Siemens, la eficiencia de los camiones mineros está subordinada a la inclinación de la pendiente del rajo. Es decir, mientras mayor sea el ángulo del pit, mayor será el consumo de diésel por parte del camión. Es por eso que la comapñía propone una solución al problema de los altos consumos energéticos en el transporte de minerales: la instalación de un sistema eléctrico en el camión minero, denominado “Trolley Assist”, el cual promete eficiencia operativa en pendientes pronunciadas.

El sistema de la empresa considera tanto equipamiento para el camión minero como para la mina donde éste opera. Por el lado del camión, el sistema incluye dos motores eléctricos de 3.000 HP cada uno y un pantógrafo especialmente diseñado para faenas mineras. “Los pantógrafos fueron diseñados largos y flexibles, optimizados para las altas velocidades operativas y los altos desniveles del camino. Además, dispone de un sensor de posición y un monitor en la cabina del camión que le señala al operador la posición respecto de la línea de distribución, cosa que le permite además ver el camino”, dice Frank Gerdtsbusiness manager Mining Services de Siemens. Todo el sistema para el camión se completa con componentes que transforman la electricidad en energía mecánica.

Por el lado de la mina, Trolley Assist considera redes de distribución eléctrica de 1.800 kV a lo largo de los caminos de transporte, una subestación eléctrica, además de postes para sustentar el cableado. La sugerencia de la empresa es instalar el sistema en pendientes pronunciadas, lugares donde Trolley Assist opera con mayor eficiencia. “Es ideal para rampas de 10%”, dice Frank Gerdts. “Es una solución para minas con pits profundos, y el consumo eléctrico depende de las características de la mina”, dice el especialista.

Instalar un sistema de esta naturaleza no implica deshacerse del motor diésel. Al contrario, ambos sistemas –combustión y eléctrico– pueden convivir de manera cooperativa al interior de la máquina. En otras palabras: cuando el camión opere en caminos horizontales (pendiente 0º), el motor diésel será más eficiente que Trolley Assist. Cuando el camión opere en pendientes de 10º, Trolley Assist será más eficiente que su compañero a combustión.

Beneficios operativos

Al interior de Siemens sostienen que el consumo de combustible se puede reducir en un 70%-80% en el ciclo de transporte. Por otro lado, los costos de mantenimiento se reducen, ya que el motor diésel se utiliza con menor intensidad. De esta manera, el sistema logrará mayor productividad, debido a que el sistema permite mayores velocidades en el camión en pendiente; logrará reducir el impacto medioambiental, con menores emisiones de gases de efecto invernadero y menos contaminación acústica.

La velocidad del camión se incrementa porque la línea de distribución puede proveer más energía equivalente en comparación con el motor diésel (5.200 HP v/s 2.700 HP). Mayor velocidad en el trolley significa menor tiempo de transporte, mayor productividad o menor cantidad de camiones para realizar la misma faena. Por otro lado, el camión puede engancharse a la línea de distribución a cualquier velocidad.

“Todos estos beneficios se dan en pendiente. Cuando es un recorrido plano, realmente no requieres el Trolley Assist porque no te va a dar mayor productividad, pero en pendientes te da más tracción, más velocidad y te permite hacer circuitos más cortos”, afirma el ejecutivo.

El sistema ya se ha aplicado en 166 camiones en varias minas alrededor del mundo, entre las que se cuentan El Cerrejón (Colombia), Palabora (Sudáfrica), Goldstrike (Estados Unidos), además de algunas minas de hierro en Brasil.

La prueba más relevante se llevó a cabo en la mina de carbón Grootegeluk, en Sudáfrica. Siemens realizó un test de eficiencia y consumo energético en el camión Komatsu 730E. La compañía comparó la eficiencia de la máquina con y sin Trolley Assist. En la prueba realizada sin el sistema, la velocidad alcanzada llegó a 12,2 km/h, con un consumo de combustible de 367 l/hora y 0 kW/h de consumo eléctrico. En la prueba realizada con el sistema, la velocidad alcanzada por la máquina llegó a 23,7 km/h, el consumo de combustible llegó a 37,4 l/hora y un consumo eléctrico de 1.930 kW/h. En otras palabras, se alcanzó una mayor velocidad con un menor consumo de combustible, pero con un mayor consumo eléctrico. Además, Trolley Assist tuvo buenos resultados en otros índices, tales como el aumento de tonelaje transportado por hora (pasando de 450 ton/h a 500 ton/h) o en el tiempo de ahorro entre una tarea y la siguiente.

Factores en contra

En la empresa exponen los diferentes factores que han conspirado contra la masificación de sistemas de esta naturaleza en sus operaciones. La primera de ellas es el desconocimiento del sistema y de la forma en que podría incrementar la productividad y las ganancias; en segundo término está la percepción del alto costo del sistema y el largo periodo de retorno de inversión. En la empresa dicen que el retorno se produce en un periodo estimado entre 1-2 años. En tercer lugar, el cliente asume que existen altos costos de mantenimiento y una baja flexibilidad en la operación de los camiones con el sistema instalado.

Un sistema con historia

La tecnología se conoce desde la década de los “80, cuando la crisis económica de 1981-82 contrajo el mercado del petróleo, cosa que obligó a las empresas a minimizar el consumo de diésel y reducir el consumo energético. Para desarrollar la tecnología Trolley Assist, Frank Gerdts señala que se inspiraron en “la tecnología de los trenes europeos. En Europa es común ver trenes de alta velocidad. Nosotros adaptamos la tecnología de pantógrafos de los trenes y la aplicamos a la realidad de los camiones mineros”. A partir de 1982, se iniciaron las pruebas en minas de Sudáfrica y Namibia, y a partir de 1994, la tecnología llegó en etapa de prueba a Estados Unidos. “Actualmente, es una tecnología probada”, dice Gerdts.