Impulsando La Minería

Equipo Minero explora el impacto de la digitalización en los motores y accionamientos para las aplicaciones mineras

Por Carly Leonida, Editora Europea

Los motores y los accionamientos para aplicaciones estacionarias de minería y minerales son algunos de los equipos que más trabajan en la mina. Ya sea para alimentar cintas transportadoras o molinos, grúas o chancadores, una operación suave, eficiente y fiable es fundamental para mantener las minas en funcionamiento.

Hay muchas aplicaciones en estos sectores que son únicas y, por tanto, requieren soluciones de accionamiento especialmente adaptadas o diseñadas. En el caso de las combinaciones de productos, la alineación y el diseño optimizado de los componentes individuales son esenciales. Al igual que la capacidad de operar a prueba de fallas en condiciones duras y a temperaturas que van desde el punto de congelación hasta los 40°C, además de soportar la nieve, la lluvia y el polvo, entre otros.

“Los motores y los accionamientos han sido socios en aplicaciones mineras durante muchos años,” afirma Chris Diak, gerente senior de ventas de productos eléctricos/de automatización/línea en Motion Industries. “A medida que la tecnología ha mejorado, los procesadores han aumentado su capacidad, lo que ha permitido añadir más funciones a los variadores de frecuencia (VFD). Un ejemplo es la incorporación del monitoreo basado en la condición. El accionamiento controla el motor y utiliza muchas de las mismas mediciones para el control que son necesarias para proporcionar el estado de un motor.

“Cuando el firmware designado se combina con un sensor de vibración, el aspecto predictivo comienza a materializarse,” dijo Diak. “El accionamiento no solo controla el motor, sino que también puede monitorear su estado.” A medida que el Internet industrial de las cosas (IIoT) siga evolucionando y desarrollándose, se exigirá cada vez más a los procesadores de los accionamientos. Estos requerimientos calcularán los análisis del motor y proporcionarán información para mantener un sólido porcentaje de tiempo de actividad en terreno.”

Andreas Evertz, CEO del especialista en accionamientos mecánicos Flender, habló sobre los mayores avances que ha visto en tecnologías de motores y accionamientos en los últimos 10 años. “Ciertamente, hemos visto mayor eficiencia en soluciones de accionamiento,” dijo. “Este sigue siendo un área de interés clave. Lo más importante es desarrollar productos de alta eficiencia adaptados específicamente a las necesidades de los clientes. La calidad del producto debe permitir la máxima disponibilidad.

“Además, la digitalización ha sido un cambio radical en la industria minera,” dijo Evertz. “En Flender, toda la información de nuestros productos está ahora disponible a través de nuestras herramientas de configuración de productos en línea con un solo clic. Utilizamos sistemas de monitoreo de condiciones de última generación para supervisar nuestros componentes de accionamiento y utilizamos servicios en la nube para el análisis de datos.”

Wolfram Ulrich, vicepresidente de ventas y servicio de productos y soluciones Hägglunds en Bosch Rexroth, también informó de un creciente enfoque en la fiabilidad durante toda la vida útil del producto con el uso de la digitalización. “Hemos observado un mayor interés por las soluciones de alta fiabilidad, algo que siempre ha sido un objetivo para nosotros y, no menos importante, la necesidad de digitalización y conectividad,” dijo. “Hemos desarrollado nuestra suite Hägglunds Inside Intelligence para satisfacer estas necesidades.

“También hemos visto una tendencia hacia las máquinas/aplicaciones más grandes, y esto, por supuesto, también se refleja en nuestro desarrollo de motores y sistemas más grandes, por ejemplo, nuestro motor Hägglunds CBm y la reciente entrega del Hägglunds CBm 8000 para el proyecto de mineral de hierro South Flank.”

La Revolución Digital

Al igual que en muchas áreas de la minería, la digitalización ha transformado la capacidad tanto de los mineros como de los fabricantes de equipos originales para controlar y optimizar el rendimiento de los motores y los accionamientos. Y la necesidad de estas soluciones se hizo aún más evidente durante el 2020, cuando las restricciones para viajar hicieron que muchas minas pasaran a operar a distancia.

“En la especificación de los productos, el uso de tecnologías digitales significa que ahora es posible determinar mejor los requisitos del sistema y la utilización de máquinas dentro de una aplicación específica en ciertos flujos de material con mucha más precisión,” señaló Evertz.

“Con este conocimiento, el diseño óptimo del producto mantiene el equilibrio adecuado entre la fiabilidad, el uso del material y la eficiencia,” dijo. “Junto con un moderno sistema de monitoreo que funcione eficazmente, se puede lograr la máxima disponibilidad y una
fiabilidad de casi el 100%. Con el diseño correcto y el monitoreo específico, las paradas no planificadas pertenecen
al pasado.”

Diak añadió: “Durante años, los accionamientos han proporcionado ahorros de energía cuando se utilizan en la aplicación correcta. Al añadir diseños de eficiencia de motor más nuevos con chips de procesadores más rápidos, se continúa por esta vía de mejoras en eficiencia energética, mejor respuesta del motor y mejor control de la aplicación.”

“El IIoT está creciendo a un ritmo exponencial para proporcionar la analítica predictiva necesaria para monitorear los equipos individualmente o en su conjunto. Si se combinan estos sensores y sistemas con los VFDs, se obtiene la siguiente evolución en beneficios de los accionamientos. Los paquetes inteligentes no sólo controlarán el motor con mayor precisión, sino que también sabrán cuándo no está funcionando a un nivel óptimo y potencialmente notificarán al departamento correspondiente. Todo ello conduce a un mejor funcionamiento y, en última instancia, a un mayor tiempo de actividad.”

Sin embargo, Ulrich advirtió que las soluciones digitales no son el factor primordial de las operaciones fiables: es importante que las minas elijan un proveedor de servicios que también pueda proveer apoyo efectivo en terreno cuando sea necesario.

“Con la necesidad de fiabilidad y disponibilidad viene también la necesidad de servicio y esto responde a dos aspectos,” dijo Ulrich. “Uno es la posibilidad que tienen las soluciones de conectividad para el mantenimiento preventivo, el servicio planificado y el aumento del tiempo de actividad y, dos, hay un mayor enfoque con el servicio físico real que también está disponible si es necesario, y aquí vemos a nuestro equipo global de expertos de Hägglunds que opera localmente como una gran ventaja.”

Flender Mira al Futuro

Flender ofrece soluciones de accionamiento mecánico para casi todas las aplicaciones en los sectores de la minería y los minerales. La cartera de productos de la empresa abarca productos para correas transportadoras en planta y terrestres, camiones todoterreno, bombas de lodo y agua de proceso, celdas de flotación, patios de lixiviación, agitadores, molinos horizontales de bolas y verticales de molienda fina y molinos de molienda de alta presión.

En diciembre del 2020, Flender inauguró una nueva instalación de pruebas y talleres de última generación en la zona industrial de Tonkin Highway, en el suburbio de Bayswater, en Perth. Las instalaciones de 3,500-m² permiten a la empresa combinar las ventas, la entrega de proyectos, la ingeniería y la capacitación en un solo lugar. También permitirá a Flender ampliar sus operaciones en Australia Occidental.

Flender dijo que la instalación es una de las pocas en el mundo capaz de prestar servicio a todas las marcas y tipos de cajas de engranajes y componentes del tren de transmisión, y es la única instalación del OEM en la Costa Oeste con un banco de pruebas de carga de 1.5-MW, capaz de probar sistemas de transmisión completos hasta un voltaje de 6.6 KV.

Esta ampliación se produce después de que Flender invirtiera $5 millones en su centro de servicio de Rockhampton en 2017.

Evertz habló un poco más sobre el enfoque de I+D de la empresa en 2020 y más allá… “2020 fue un año difícil para toda la industria minera,” dijo. “Utilizamos nuestros recursos para examinar a fondo nuestros productos en busca de cualquier mejora en el costo de los materiales básicos, la fabricación y el tiempo de procesamiento tanto de la ingeniería como de los pedidos, con el fin de satisfacer las demandas cada vez más fuertes del mercado.”

“Nos enfocamos en perfeccionar muchos de nuestros productos para aplicaciones mineras específicas con
la ayuda de soluciones de monitoreo inteligentes y fiables,” dijo Evertz. “Introduciremos nuevos productos y soluciones en 2021, pero aún no podemos darlos a conocer.”

Otro punto destacado del 2020 para Flender fue una instalación en un gran proyecto de minería de mineral de hierro en Australia.

“Suministramos grandes cajas de engranajes planetarios Planurex 3 para HPGRs, grandes cajas de engranajes helicoidales FZG en bombas de proceso de material, así como grandes cajas de engranajes helicoidales cónicos FZG. Se ensamblaron como sistema de accionamiento para correas transportadoras localmente en nuestro taller de Australia,” añadió Evertz con orgullo. “La mayoría de las cajas de engranajes estaban equipadas con un sistema de monitoreo de engranajes Flender, tanto para monitorear el estado de la caja de engranajes como para recopilar datos de carga de la aplicación en tiempo real.”

Bosch Rexroth Suministra Accionamientos para Rotopalas de Gran Envergadura

Australia también es un mercado clave para Bosch Rexroth y, en 2019, la empresa fue seleccionada por thyssenkrupp Industrial Solutions Australia como proveedor del sistema de accionamiento para la rotopala montada sobre rieles de mayor envergadura. Con una capacidad de movimiento de mineral de 20.000 toneladas métricas por hora (tm/h), la rotopala se está instalando en la mina de mineral de hierro South Flank de BHP, en Pilbara.

El sistema de accionamiento de rueda se basa en la tecnología de accionamiento directo hidráulico Hägglund, que ofrece una alta densidad de potencia y una disposición de accionamiento flexible muy adecuado para las rotopalas. El sistema utilizará el mayor motor hidráulico jamás construido, el Hägglunds CBm 8000.

Según Bosch Rexroth, el sistema de accionamiento directo hidráulico proporciona el alto nivel de torque necesario para las rotopalas, pero con un peso reducido y un alto grado de flexibilidad; sólo el liviano motor hidráulico se monta en la pluma para impulsar el eje de la rueda, mientras que la unidad de accionamiento con motores y bombas eléctricos puede situarse en una posición más central en la máquina. En muchos casos, esto permite a los fabricantes de equipos eliminar el volumen de acero y el contrapeso, lo que resulta en una rotopala más delgada, más ágil y más eficiente en cuanto a combustible.

Bosch Rexroth también suministra sistemas de accionamiento Hägglunds para la función de giro de la rotopala y las dos apiladoras en la misma mina. Cada accionamiento de giro constará de cuatro motores Hägglunds CB con brazos de torque y frenos.

Ulrich habló más sobre las ofertas de la empresa para aplicaciones mineras.

“Proporcionamos soluciones de accionamiento Hägglunds personalizadas que satisfacen necesidades que van desde las aplicaciones realmente pequeñas hasta las más grandes, como con el Hägglunds CBm 8000 mencionado anteriormente,” dijo. “La modularidad del diseño del sistema Hägglunds también nos permite pasar de sistemas más pequeños a otros más grandes en el rango de varios MW.

“También tenemos un conjunto de soluciones de conectividad para optimizar los procesos y permitir la mantención predictiva, y una organización de servicio global, pero local, que proporciona un servicio y soporte rápido en todo el mundo.”

The Hägglunds suite of connectivity solutions can be used for predictive and planned maintenance, as well as to provide feedback on the status of the drive system remotely or locally.

“By using detailed information from Hägglunds CMp, we can also help customers understand and optimize the use of their drive systems,” said Ulrich. “If a drive is being used at capacity limits, we can make adjustments to increase production. If a drive is not fully utilized, we can adjust its settings for greater efficiency. ”