3 Grandes Victorias para los Operadores de Cargadores con Ruedas

Las versiones más recientes ayudan a los operadores a perfeccionar su rendimiento y alcanzar sus metas de
producción, mientras trabajan con comodidad

Por Jesse Morton, Redactor Técnico

Los trabajos de los operadores de cargadores con ruedas se han vuelto más fáciles. Ese es el mensaje de un par de proveedores importantes que hablaron con Equipo Minero sobre sus soluciones más nuevas. Los últimos lanzamientos están claramente en la cúspide de sus respectivos árboles genealógicos, y los operadores son quizás los grandes ganadores.

Ellos se benefician de todas las duras lecciones aprendidas por los OEM sobre las máquinas predecesoras y sobre las necesidades básicas de las operaciones mineras modernas. También pueden beneficiarse de soluciones digitales avanzadas que simplifican tareas que de otro modo serían complejas o que hacen que la capacitación sea más fácil, rápida y efectiva.

De hecho, los proveedores dicen que los últimos avances en el espacio sugieren que, ya sea que el mercado lo exija actualmente o no, los cargadores con ruedas tienen las características y capacidades necesarias para que se utilicen más ampliamente en las minas del futuro.

Cargador con Ruedas Híbrido Completa las Pruebas

Komatsu informó que el nuevo cargador con ruedas WE1850-3 completó las pruebas de rendimiento en el Arizona Proving Grounds de Komatsu en diciembre. “El WE1850-3 ha logrado un hito importante,” dijo Jesse Dubberly, director de productos de cargadores con ruedas híbridos de Komatsu.

El cargador con ruedas híbrido-eléctrico de clase ultra, el segundo más grande de su tipo en el mundo, está diseñado para funcionar con camiones de transporte de 218 a 327 tm (o 830E a 930E). Es “una herramienta de carga versátil que se puede utilizar para la producción de la línea principal y el respaldo de las palas, así como para la limpieza y la construcción de rampas,” informó Komatsu.

Con un peso operativo de 268 tm, el cargador con ruedas es de aproximadamente 20 m de largo y 6 m de ancho. Viene de forma estándar con un balde de 33-m³ capaz de una carga útil de 59 tm. Éste ofrece una fuerza de rompimiento de aproximadamente 1.300 kN gracias al motor de 1.500 kW.

En configuración estándar, tiene un “margen de altura de volteado” de aproximadamente 6,5 m. En configuración de “levante alto,” el margen de altura es de 7,6 m.

El cargador con ruedas tiene una distancia al suelo de 0,7 m y una distancia entre ejes de 7,5 m.

Los bastidores “están fabricados con acero de alta resistencia y baja aleación con excelentes características de soldadura y propiedades de temperatura extremadamente bajas,” informó Komatsu. “Se emplean piezas fundidas de alta resistencia en áreas clave de las estructuras fabricadas para reducir la tensión y aumentar la vida útil estructural.”

La solución remonta su linaje al L1850, introducido hace dos décadas y considerado “Generación 1,” dijo Dubberly. “La Generación 2 fue desarrollada y lanzada comercialmente hace 11 años, la cual introdujo el sistema de propulsión y los controles digitales,” dijo. “Presentamos nuestro sistema de propulsión Generación 3 en 2017 con el WE1350-3 y ahora con nuestro WE1850-3.”

El WE1850-3, el cual fue lanzado en septiembre de 2021, fue diseñado para ayudar a las minas a obtener más carga útil y mayor productividad, “al mismo tiempo que minimiza los costos de combustible y mantenimiento,” dijo Dubberly. “Por lo general, es entre un 35% y un 45% más eficiente en relación con el consumo de combustible, con emisiones proporcionalmente menores a las de las herramientas de carga mecánicas o a diésel comparables.”

Los cargadores con ruedas de la serie WE utilizan un sistema SR Hybrid Drive (de propulsión híbrida SR), “que es totalmente regenerativo,” descrito por Dubberly como una característica principal. “Durante el frenado o retardo, los motores eléctricos se convierten en generadores y retroalimentan la energía al sistema eléctrico,” dijo.

“Esto permite hasta un 45% menos de consumo de combustible que los cargadores con ruedas de tracción mecánica de tamaño comparable,” dijo Dubberly, “así como una reducción considerable en las emisiones de carbono por tonelada de material movido.”

Con menos componentes, “el sistema SR Hybrid Drive elimina los sistemas mecánicos ineficientes, reduciendo el desgaste y prolongando la vida útil operativa de los componentes principales,” dijo. El accionamiento ayuda a reducir “la fricción de los neumáticos al girar y cargar y proporciona frenado dinámico, lo que evita el desgaste y el mantenimiento de los frenos mecánicos.”

El sistema SR Hybrid Drive está diseñado con un centro de gravedad bajo para aumentar “la estabilidad de la máquina al cargar y construir rampas, lo que ayuda a los proyectos a seguir avanzando de manera segura,” dijo Dubberly.

El sistema de almacenamiento de energía cinética es compatible con el sistema de propulsión híbrida SR y puede almacenar “caballos de fuerza significativos captados del frenado y dirigirlos para complementar la demanda máxima de energía,” dijo.

“El resultado son tiempos de ciclo rápidos sin un aumento proporcional en el uso de combustible,” dijo Dubberly. Eso puede aumentar la productividad, al mismo tiempo que reduce el costo por tonelada.

El cargador con ruedas viene de forma estándar con el sistema de control basado en microprocesador LINCS II “con monitoreo y diagnóstico, incluyendo el registro y almacenamiento de datos integrados,” informó Komatsu. “El sistema de control de red LINCS II en el WE1850-3 proporciona retroalimentación en tiempo real y estadísticas vitales, como la altura y el ángulo del balde, la carga útil individual del balde y el total de toneladas movidas.”

La función de pesaje de carga en el sistema “muestra la carga en tiempo real por pasada, por camión y cargas totales,” informó Komatsu. Puede almacenar datos durante meses y puede acoplarse a sistemas de despacho por radio “para el monitoreo en tiempo real.”

Esto puede ayudar a mejorar la productividad al ayudar a los operadores a adaptarse rápidamente a las condiciones, dijo Komatsu.

El sistema LINCS II “utiliza una pantalla táctil a todo color montada en el tablero,” informó Komatsu. “Las condiciones fuera de rango causarán una alarma audible junto con una pantalla de mensajes que está codificada por colores para indicar la gravedad.”

Uno de los beneficios clave que ofrece el cargador con ruedas es la comodidad del operador. La cabina es espaciosa y “diseñada para ofrecer una excelente visibilidad,” dijo Komatsu. “Los joysticks digitales ofrecen un control fácil y receptivo, mientras que el asiento calentado/refrigerado y altamente ajustable ayuda a maximizar la comodidad del operador.”

La cabina está presurizada y cuenta con filtración de aire y aire acondicionado. Tiene un joystick de dirección, de levante y de control de balde, un asiento de operador ajustable, un asiento de instructor y un sistema de cámara de 360°.

El cargador con ruedas está diseñado para simplificar las funciones del operador, dijo Dubberly. “El operador puede centrarse más en el frente de
excavación y menos en los pedales
con el frenado dinámico como mecanismo de frenado principal,” dijo. “El frenado dinámico no requiere accionar un pedal; el pedal del freno se utiliza para el frenado de servicio o posicionamiento, no durante las operaciones normales de carga.”

También reduce algunas tareas de mantenimiento, dijo. “Es común que los frenos de motor de rueda pasen 25,000 y 30,000 horas en operación, dado que generalmente son partes consumibles en cargadores de accionamiento mecánico.”

Por lo tanto, la capacitación es “una gran parte de la introducción del producto de Komatsu para ayudar a nuestros clientes a superar la gestión del cambio para la adopción exitosa del cargador con ruedas de tracción eléctrica,” dijo.

El cargador con ruedas ingresa al mercado a medida que Komatsu da un giro para renovar la marca de “todos sus productos de cargadores con ruedas híbridas,” parte de un “proceso continuo para integrar sus marcas heredadas en One Komatsu,” informó el proveedor. “Esta renovación de marca hace la transición de las marcas heredadas, como los cargadores P&H L1150, P&H L1350, P&H L1850 y P&H L2350 a Komatsu.”

Esas unidades tienen una rica historia y un futuro brillante, dijo la empresa.

“Nuestros grandes cargadores híbridos han llevado los legendarios nombres LeTourneau y P&H durante muchos años, pero estamos orgullosos de trasladar la línea de productos a la marca Komatsu,” dijo Brian Fox, vicepresidente de productos mineros. “Desde la adquisición de Joy Global por parte de Komatsu en 2017, hemos estado realizando importantes inversiones en nuestras fábricas y en el desarrollo de nuevos productos con el objetivo de llevar el estándar de calidad y soporte de productos de Komatsu a esta exclusiva y altamente eficiente línea de productos.”

También entra en el mercado a medida que los OEM compiten para ofrecer soluciones que ayuden a los mineros a alcanzar objetivos de desarrollo sostenibles.

“Impulsado por las demandas del futuro, Komatsu se compromete a satisfacer la necesidad mundial de soluciones sostenibles que reduzcan los residuos y las emisiones de CO₂, al tiempo que aumenta el uso de fuentes de energía renovables y la conservación del agua,” dijo Dubberly. “Para ayudar a respaldar los objetivos de sostenibilidad de nuestros clientes mientras prioriza la seguridad y la productividad, el WE1850-3 proporciona una herramienta de carga robusta y flexible, reduciendo a la vez las emisiones de combustible y carbono por tonelada de material movido.”

Asistencia al Operador Mejora el Rendimiento

Caterpillar informó que un estudio interno mostró que después de usar una función de capacitación automatizada disponible para el nuevo cargador con ruedas 992, los operadores cargaron un tremendo 14% más de tm/hora y usaron un 3% menos de combustible para ganancias de eficiencia del 19% en tm/L.

“Operator Coaching es un sistema informático que detecta oportunidades específicas de capacitación y proporciona los consejos correspondientes para el operador a través de una pantalla en la cabina,” dijo Caterpillar. “Los tutoriales en video muestran el problema y luego ilustran la forma recomendada para realizar la tarea. El avance de la mejora es rastreada en un resumen de rendimiento.”

La empresa dijo que la herramienta proporciona la información necesaria a los operadores de todos los niveles de experiencia. “Conduce a un trabajo más productivo, menos desgaste en la máquina y una reducción en la fuente humana de variación en las operaciones,” dijo John Marek, especialista en aplicaciones de productos.

La herramienta utiliza sensores existentes en la máquina para medir los efectos de las acciones del operador. Da consejos de capacitación en una de las pantallas existentes en la cabina.

Los 13 consejos, si se utilizan, pueden conducir a mejoras de rendimiento que aumenten “la productividad y prolonguen la vida útil de los componentes,” dijo Marek.

Los usuarios son capacitados para acortar el recorrido, mayor racking antes de levantar, operar en el modo adecuado, optimizar el uso del pedal, los ángulos del balde, la sincronización de las acciones y la altura de descarga.

De los 13 consejos, 10 hablan de la acción de excavación, dos del desplazamiento y uno de la descarga. Diez de los 13 están diseñados para ayudar a mejorar la productividad, informó Cat. Nueve ofrecen ganancias de eficiencia. Ocho, si se siguen, podrían resultar en ganancias de productividad y eficiencia. Y siete de los 13 podrían ayudar a mejorar la vida útil de los componentes.

La herramienta puede ser utilizada por los instructores para reforzar las lecciones y los mensajes, dijo Marek. “Esta es una forma emocionante de llevar la capacitación al siguiente nivel,” agregó. 

Anteriormente, había sistemas disponibles que podían hacer un seguimiento de los resultados por operador, pero que no podían informar exactamente cómo el operador los logró, dijo. “Ahora podemos medir aspectos de la técnica del operador para proporcionar retroalimentación,” dijo Marek. Eso significa que, con Operator Coaching, la capacitación puede enfocarse por láser y puede ser continua.

Con la herramienta, el instructor puede, a intervalos y después de que se complete la capacitación inicial, “revisar el informe de resultados individuales con cada operador hasta que sean completamente competentes,” dijo.

La herramienta es una de las varias que Caterpillar informó recientemente que se pueden usar para ayudar a aumentar la productividad en el nuevo 992. Las nuevas funciones opcionales del sistema Autodig automatizan “tres de las partes más difíciles del ciclo de excavación tanto en aplicaciones de excavación vueltas a manejar como difíciles, lo que ofrece aumentos adicionales en productividad y eficiencia, mientras mejora la vida útil de los neumáticos a través de un menor desgaste,” dijo Caterpillar.

Las funciones Tire Slip Prevention, Tire Set y Lift Stall Prevention se pueden habilitar o deshabilitar individualmente utilizando una de las pantallas táctiles de la cabina.

“Tire Slip Prevention (prevención de resbalamiento de ruedas) reduce la fuerza de tracción antes de ajustarla en los neumáticos y aumenta la fuerza de tracción cuando se aplica fuerza hacia abajo al neumático,” dijo Caterpillar.

“Tire Set (ajuste automático de los neumáticos) detecta el contacto con la pila y levanta automáticamente contra la pila para ajustar los neumáticos, lo que aumenta la tracción disponible,” informó Cat. “También reduce la velocidad de la cremallera antes de ajustar los neumáticos.”

Ambos componentes ayudan a reducir el resbalamiento de los neumáticos, aumentan la vida útil de los neumáticos y mejoran el rendimiento de la excavación.

“Lift Stall Prevention  (prevención de bloqueo de elevación) permite gestionar automáticamente la fuerza de tracción para evitar el bloqueo hidráulico mientras se levanta a través del frente de excavación. “El resultado es que pasa menos tiempo en la pila.”

Otra función, Payload Overload Prevention (prevención de sobrecarga de carga útil), ayuda a evitar que “un balde sobrecargado se eleve a la altura completa del camión,” dijo Cat. “El sistema se puede configurar para ralentizar o detener la función de elevación de manera controlada cuando se excede el valor de una carga útil configurable,” dijo. “Esto evita que los operadores puedan sobrecargar la máquina.”

El sistema recomienda la carga útil en función del tipo de varillaje, la aplicación de la máquina y el peso del balde. “La máxima carga útil se puede ajustar dentro del modo de servicio protegido por contraseña en cualquier valor,” informó Cat.

Permite al operador usar el balde necesario para lograr la coincidencia de pasadas objetivo sin sobrecargarlo, dijo Marek. “Esto significa que puede usar un balde más grande para cargar consistentemente el camión con cuatro pasadas, versus utilizar un balde más pequeño que varía de cuatro a cinco pasadas dependiendo de la densidad.”

Estas funciones ayudan a los operadores a alcanzar todo el potencial de eficiencia del nuevo 992, dijo.

El anuncio se produce después de que el proveedor informara en marzo que el 992 ofrece hasta un 32% más de productividad que el modelo predecesor. El cargador con ruedas puede reducir los costos de mantenimiento en un 10% y ofrecer un aumento en carga útil/L del 48%.

El nuevo modelo “proporciona un 9,5% más de fuerza de tracción durante la excavación y hasta un 20% más de fuerza de rompimiento, lo que aumenta la productividad,” dijo Caterpillar.

“Cuenta con un modo de aceleración bajo demanda para optimizar la eficiencia de la carga útil por combustible sin ralentizar la producción,” dijo el proveedor. “Los nuevos controles de retardo automático estándar desactivan el embrague del rodete, activan el embrague de bloqueo y usan las bombas del implemento y del ventilador para retardar la velocidad de la máquina en pendiente,” dijo. “Los controles avanzados de retardo automático, disponibles con función de freno de motor, ofrecen control total de la velocidad del cargador en pendiente para mantener la velocidad de retención deseada.”

La unidad presenta mejoras en los ángulos del plano de retroceso y golpe, un piso del balde más largo y una sección inferior más resistente y grande, lo cual aumenta el factor de llenado del balde en un 10%. “La placa lateral más alta con superficie superior nivelada ayuda a mejorar la visibilidad más allá del borde del balde hasta la pila de material,” dijo Caterpillar.

En comparación con el modelo anterior, la cabina ofrece más visibilidad, tiene controles intuitivos y un aumento del 50% del espacio para las piernas.

Los controles “cuentan con dirección electrohidráulica con detección de velocidad con retroalimentación de fuerza,” informó Caterpillar. “Dos monitores LED a color de 254 mm muestran las funciones de control y operación de la máquina,” dijo. “Una pantalla separada de 203 mm proporciona alimentación de visualización dedicada de la cámara de visión trasera estándar, actualizable con visión opcional de 270° y detección de objetos.”

En comparación con el modelo predecesor, el nuevo 992 ofrece costos en mantenimiento 10% más bajos. La lubricación automática, la filtración mejorada de los sistemas hidráulicos y los pronósticos de bomba, y el acceso mejorado a los elementos de mantenimiento ayudan a reducir el tiempo de inactividad y facilitan la planificación del mantenimiento.

Con un potente motor Cat C32B (Tier 4 Final/Stage V o Tier 2), el cargador con ruedas satisface la demanda de equipos de alta producción mientras ayuda a los sitios mineros a lograr algunos objetivos de desarrollo sostenibles, informó Caterpillar. Disponible en configuraciones de levantamiento estándar y alto, “el 992 ofrece el menor costo por tonelada cuando se combina con flotas de camiones Cat 775, 777 y 785.”

Capacitación en Simulador Entrega Resultados

Immersive Technologies dijo que un cliente minero informó que los operadores capacitados en simuladores posteriormente lograron importantes mejoras de rendimiento.

“Recientemente, un cliente en América Latina capacitó a 21 operadores de cargadores con ruedas y vio mejoras de 64% de reducción en errores de dirección, 68% de reducción en errores de resbalamiento de neumáticos y 54% de reducción en errores de protección de equipos de trabajo,” dijo Glenn Heldberg, gerente de desarrollo de productos de Immersive Technologies. Esos resultados “se combinan para una reducción general en mantenimiento no programado de las máquinas y una mejora en las tasas de producción.”

Dichos resultados, así como los de otros clientes, también muestran que Immersive Technologies “tiene una solución con cargadores con ruedas para cualquier mina y cualquier aplicación,” dijo.

Immersive Technologies ofrece una “amplia gama” de simuladores, con kits de conversión para modelos de todos los OEM. “Trabajamos en estrecha colaboración con las operaciones mineras y los fabricantes de equipos para resolver problemas reales de la industria minera en áreas de seguridad, productividad, mantenimiento reactivo y la disponibilidad de operadores de equipos calificados,” dijo Heldberg. “Este enfoque nos ha permitido implementar consistentemente soluciones que ofrecen resultados reales.”

Las cabinas, controles y máquinas simulados son fieles al diseño OEM, con “dinámica de máquina altamente precisa, un conjunto amplio de eventos situacionales, compatibilidad con AHS y gráficos y movimiento en pantalla de alta fidelidad,” dijo. La lista de beneficios ofrecidos incluye “realismo insuperable en las máquinas OEM, retención superior de la capacitación del operador y motivación por parte del aprendiz para fomentar la participación en la capacitación.”

El realismo y la calidad de los eventos situacionales demuestran que los kits de conversión y la plataforma son la “mejor tecnología del mundo,” complementada por “una red de apoyo global que ofrece soporte de servicios técnicos y profesionales las 24 horas y 7 días de la semana,” dijo.

“Apreciamos lo importante que es para nuestros clientes lograr el más alto nivel de disponibilidad operativa a través de productos y servicios de rápida respuesta y alta calidad,” dijo Heldberg.

La plataforma y los kits de conversión han evolucionado durante aproximadamente tres décadas y en “estrecha consulta con la industria minera para obtener el producto de simulación más realista posible,” dijo. “El desarrollo
continuo ha visto nuevos modelos lanzados regularmente al mercado a petición de los clientes.”

Los clientes que obtienen la mayor cantidad de beneficios son los que han identificado las áreas de mejora del rendimiento antes de la adopción. “Para maximizar los resultados de la capacitación, idealmente los clientes deberán tener una buena comprensión de sus puntos débiles relacionados con las necesidades de capacitación,” dijo Heldberg.

“¿Cuáles son las brechas de habilidades que causan más problemas a su negocio y en qué áreas les gustaría ver la mayor mejora?,” Dijo. “Los datos del mundo real de la operación nos ayudan a compilar un plan de estudios de capacitación completo y personalizado para su operación, operadores, flota de máquinas y medio ambiente.”

Dichos datos también permiten a Immersive Technologies realizar un seguimiento a los resultados y personalizar el apoyo para asegurar que el cliente alcance sus objetivos, dijo Heldberg. “Al proporcionar simuladores de la más alta fidelidad disponibles en el mercado hoy en día, como nuestra gama de cargadores con ruedas, Immersive Technologies continúa proporcionando soluciones de capacitación líderes en el mundo para nuestra base global de clientes.”