Con mayor atención en la seguridad y la productividad, los fabricantes de camiones buscan formas de hacer partícipe al operador y eliminar el tiempo muerto


Por Steve Fiscor, Editor-en-Jefe

 

El transporte del mineral es un importante aspecto del proceso en la minería subterránea que a menudo se da por hecho hasta que algo sale mal. Tal como cualquier otra pieza de equipo minero, mientras más ininterrumpida es la operación de un camión minero subterráneo, más produce. Cuando la disponibilidad disminuye o baja en forma inesperada, lo que parece ocurrir en el peor momento y en el peor lugar posible, la producción de la mina se afecta grandemente.

Los camiones para minas subterráneas han mejorado sostenidamente con el tiempo. Los operadores ofrecen a los operadores comodidades que no estaban disponibles antes y una electrónica sofisticada permite a los técnicos de mantención diagnosticar problemas en forma efectiva. Las máquinas de hoy en día están diseñadas con la seguridad y el servicio en mente. Aún cuando se han logrado grandes avances, aún hay lugar  para el mejoramiento.

Los fabricantes de camiones ya están pensando en la próxima generación y en cómo hacer mantención y mantenimiento a esas flotas. Anticipando futuras situaciones, tales como las creadas por los motores Tier 4 o la necesidad de los choferes de operar más horas y conducir por rutas más largas, ya están considerando que herramientas necesitarán las minas. También están buscando formas de aumentar el tiempo de actividad y maximizar la productividad futura.

Aunque el rol del camión de extracción sigue siendo el mismo, las configuraciones en las que este opera están comenzando a cambiar. Más minas subterráneas están procurando acarreos largos desde el frente de ataque hasta la superficie. En algunos casos, ello significa dejar un área de frente de ataque más bien tibia y húmeda y entrar a una atmósfera seca mucho más fresca en la superficie en cuestión de minutos. Mientras más minas maduras a rajo abierto cambian a operación subterránea, un minero con una formación diferente se sentará en los controles y esperará más.

La Evolución del Camión de Extracción
Muchos de los recientes cambios que han sido incorporados a los camiones mineros se podrían considerar más evolucionarios que revolucionarios. Describiendo el mercado para los camiones de minas subterráneas, Mike Sheffield, gerente de línea de producto de Sandvik Mining and Construction, dice que, excepto por una leve caída dos años atrás con la crisis financiera mundial, la demanda por camiones ha crecido sostenidamente durante los últimos 10 años y pronto podría estar alcanzando sus niveles más altos. “La tendencia parece ser hacia camiones más grandes y flotas también más grandes,” dijo Sheffield. “Estamos recibiendo más solicitudes de cotización para los camiones más grandes y por más de ellos. Una cuota normal solía ser de tres a cuatro camiones, pero ahora estamos viendo de cinco a ocho camiones a la vez.” Con los precios de los metales a niveles altos, las minas nuevamente están invirtiendo en producción.

Las minas, sabiamente, están analizando con mayor profundidad los costos operacionales de plazos más largos de los equipos tanto como los costos de capital iniciales. “Están pensando más en la economía a largo plazo y esa es la forma correcta de analizar costos,” dijo Sheffield. “También están frecuentemente considerando convenios de servicio. Quieren nuestra experticia y experiencia para ayudarlos a mantener sus equipos en perfecta forma y que hagan lo que se supone que deben hacer, movilizando roca desde el punto A al punto B.” Los días de tener que contar con un par de camiones de repuesto que estén siempre alerta ya hace tiempo se han ido.

Mientras las compañías mineras están mostrando más interés en la automatización y en los camiones con accionamiento eléctrico, la seguridad parece en el primer lugar de la lista de todos, explicó Sheffield. “Los clientes están centrados en mayores niveles de seguridad, seguida por una mayor productividad y menores costos operacionales,” dijo Sheffield. “Las raíces de muchas de las iniciativas basadas en seguridad con equipos mineros subterráneos para roca dura de hoy en día tienen su origen en Australia y, como aquellos ingenieros y gerentes de minas migran hacia otras regiones mineras, ese razonamiento viaja con ellos.”

Hoy, la seguridad ya viene diseñada dentro de los camiones en lugar de ser incorporada a posteriori. “Hay una gran diferencia,” dijo Sheffield. “Consideremos el acceso a la parte superior del equipo. Hoy en día hemos marcada claramente escalones y pasamanos en colores contrastantes para que así quienes se suban a la máquina distingan bien el camino. Desde el punto de vista del servicio, queremos realizar la mantención desde el nivel del piso en forma segura y rápida—una metodología con los pies en la tierra.” Es una manera más segura de trabajar y pone al camión de vuelta a trabajar rápidamente.

Preocupaciones de Seguridad
Una de las mayores preocupaciones de seguridad con el transporte subterráneo es la prevención de incendios. “Cuando una pieza móvil de equipo se inflama, probablemente va a estar muy alejada de los sistemas extintores,” dijo Sheffield. “Ello es importante porque las posibilidades de extinguir el incendio disminuyen en forma importante mientras más lejos se esté de un sistema contra-incendios.” Como los vehículos tienen un alto potencial de fuego con combustible, aceite hidráulico y neumáticos, el sistema supresor de incendios integrado es de importancia crítica. Los camiones Sandvik emplean un sistema supresor de incendio basado en agua Sandvik FS1000 o un sistema basado en polvo de Ansul.

Si la prevención de incendios es la principal preocupación, entonces la condición del frenado sería la segunda principal. Los camiones tienden a ser algunos de los vehículos subterráneos más grandes, son cargados con roca, y usualmente atraviesan una pendiente continua hasta un punto de descarga. Algunas de las rampas subterráneas en Australia tienen entre 8 y 10 km de longitud y los mineros temen perder el control de sus camiones. Muchas de las características de seguridad del camión aplican los frenos si hay una falla del sistema en el vehículo, tal como baja presión de aceite motor, pérdida de presión de embriague en el circuito de transmisión, etc. “Todos los frenos se aplican por resorte,” dijo Sheffield. “Si hay una falla, el camión se estaciona por los resortes en lugar de por aire o por presión hidráulica—frenado de falla segura.”

Los camiones Sandvik usan frenos de disco húmedos totalmente cerrados, donde la superficie de frenado está encerrada en aceite. “La vida útil del freno en nuestros camiones ahora se está acercando a las 8.000 a 10.0000 horas, comparado con 1.000 horas hace apenas 15-20 años atrás,” dijo Sheffield.

En algunos de los tramos más largos, la fatiga del operador también es una preocupación. “Yendo cuesta arriba por 10 km a las velocidades que viajamos podría bastar una hora,” dijo Sheffield. “Un operador podría quedarse dormido en esta situación. Estamos evaluando sistemas de alarma que alerten al chofer cuando la máquina no haya recibido una acción en un cierto periodo de tiempo. El sistema monitorearía actividades habituales, tales como direccionar o acelerar. Luego de cinco minutos de inactividad, destella una luz o suena una bocina.”

¿Qué pasa si el camión revienta un neumático mientras sube la rampa totalmente cargado? La mina se enfrenta con un vehículo deshabilitado ubicado en el medio del acarreo principal. Cambiar un neumático de un camión minero totalmente cargado sobre una pendiente de 15% con 1-m de espacio libre alrededor de la máquina requiere habilidad. Minas en Australia han tardado dos o tres días para realizar una evaluación de riesgo sobre cómo cambiar el neumático en esta situación, explicó Sheffield. “No se puede negar que es una situación de riesgo,” dijo Sheffield. “Tengan o no razón, los mineros usualmente usan un cargador para levantar el camión y luego encuentran una manera de apoyar el bastidor en forma segura.”

El punto ciego en los camiones articulados en el centro también plantea una preocupación. “En muchos de los camiones más grandes, el operador no puede ver esa área desde su estación de trabajo,” dijo Sheffield. “Si alguien fuera a caminar dentro de esa área sin aviso, podría ser una mala situación.” Sandvik está buscando formas de advertir efectivamente a los mineros sobre los peligros y alertar a los choferes.

Mejorando una Popular Pieza de Equipo
Para Sandvik, el Toro 50 ha sido una sobresaliente historia de éxito. Obviamente la productividad aumentó un 25% sobre el camión de 40 toneladas, pero se ha convertido en un paradigma de confiabilidad, explicó Sheffield. Los otros camiones Sandvik son medidos contra el Toro 50 en lo referente a la confiabilidad. “Conocemos montones de casos en que el Toro 50 tiene más de 30.000 horas,” dijo Sheffield. “Ha sido el más éxitos de los camiones subterráneos grandes hasta la fecha. Más toneladas han sido acarreadas por los 50’s que por cualquier otro camión subterráneo en el mundo.” Para poner el mercado en perspectiva, Sandvik fabricó 250 camiones de 50 toneladas. La compañía ha vendido 67 camiones mineros de 40 toneladas y 35 de 60 toneladas.

En su mejor etapa, el Toro 50 fue el líder. Hoy, Sandvik ha modernizado el T50D con mejores motores diesel, mejor hidráulica y mejores controles electrónicos para crear el TH550, una versión moderna de un predecesor extremadamente confiable. El camión se apoya en el sistema de control electrónico VCM. “Los nuevos camiones usan un nivel mucho más alto de componentes,” dijo Sheffield. “Todas las conexiones eléctricas están bien selladas. Es mucho más fácil para los técnicos detectar fallas con el sistema VCM; la mayoría de ellas pueden ser detectadas desde el asiento del operador.  Antes del VCM podía tardar más tiempo detectar un problema que repararlo. En el pasado, los mecánicos podían pasar cuatro o cinco horas identificando un problema que tarda 15 minutos en ser reparado.”El sistema VCM direcciona a los técnicos de servicio hacia las causas basales, eliminando horas de ensayo y error.

Esta reducción en el tiempo de reparación es una gran cosa. Un camión genera dinero cuando está en movimiento, explicó Sheffield. “Un camión no gana nada al estar sin movimiento,” dijo Sheffield. “Mientras más horas al año opera el camión, mucho más alta será la productividad y el valor para el dueño de la mina.”

Los nuevos camiones pronto estará disponibles con sistemas de monitoreo de presión de neumáticos. “Los neumáticos son un importante ítem de costos en un camión,” dijo Sheffield. “Señales de advertencia temprana pueden ayudar a eliminar una falla catastrófica. Correr con alta o baja presión no es bueno para la vida útil del neumático. Si la empresa minera puede monitorear los neumáticos mientras la máquina está en marcha, podrán minimizar los costos de los neumáticos.”

Además de estos mejoramientos de mantención, los camiones también tienen sistemas de lubricación automática, y puntos centralizados de presión hidráulica. Los dispositivos de seguridad son más fáciles de instalar.

Mirando hacia el futuro, Sheffield dijo que las empresas mineras verán cambios con los motores y mejoramientos a los sistemas de suspensión. Él también cree que los fabricantes de camiones mejorarán la forma como se diseñan y construyen los camiones. “Es solamente una cuestión de tiempo hasta que los motores de combustión más limpia Tier 4 sean introducidos y ampliamente usados en ambientes mineros subterráneos, porque ese será el principal tipo de motor que las minas y los OEM podrán comprarle a los fabricantes de motores,” dijo Sheffield. “Como los motores requerirán aceite motor y combustibles de mayor calidad, los Tier 4 tendrán un gran impacto en los programas de mantención subterránea.” Con los precios del combustible diesel nuevamente en alza, las compañías mineras también están considerando accionamientos eléctricos e híbridos diesel-eléctricos como alternativas.

Con choferes corriendo a mayores velocidades y por más horas, las compañías mineras pueden esperar ver más avances en el área de sistemas de suspensión de camiones—el vehículo y no sólo el asiento del operador. “Algunos de estos operadores pasan la mejor parte de 10 a 12 horas manejando estos camiones,” dijo Sheffield. “Estamos buscando la interacción entre los neumáticos, la suspensión del asiento, las barras amortiguadoras, los amortiguadores, etc., para procurar el trayecto más suave sobre el terreno más escabroso. Whole Body Vibration (WBV) está en la lista ‘A’ de las cada vez más empresas mineras que están procurando la salud y la seguridad de sus empleados.”

Volviendo a lo del camión que bloqueaba el acarreo principal, Sheffield cree que algún día los fabricantes de camiones podrán ser capaces de integrar sistemas para reparaciones de averías de emergencia en los camiones. “Estamos en busca de diferentes ideas para integrar reparaciones de emergencia—algo para levantar un neumático del suelo o una forma de direccionar el camión temporalmente hacia un lugar más apropiado para su reparación,” dijo Sheffield.

Sheffield también cree que, usando una técnica de construcción más modular, Sandvik podría ser capaz de reducir el tiempo que tarda reemplazar un motor o un eje. “En vez de una semana para cambiar un motor, quizás podría ser necesario un turno o una hora,” dijo Sheffield.

Será interesante ver a algunas de las grandes minas a rajo abierto hacer la transición a minería subterránea. “Los mineros de rajo abierto son mineros masivos en el más amplio sentido de la palabra,” dijo Sheffield. “Para obtener los mismos niveles de producción por medios subterráneos se requerirá mucho más trabajo. La demanda también aumentará para los sistemas de monitoreo de vehículos y de producción porque a eso estaban acostumbrados estos mineros en la superficie.”

El ambiente operacional también cambiará. Si la situación es tal en que, una faena a gran altura geográfica en los Andes se está acarreando material desde el frente de ataque subterráneo hasta una planta chancadora en el rajo sobre la superficie, el camión encontrará varios cambios radicales de clima a lo largo del ciclo.

Los camiones normalmente permanecen bajo la tierra en una ambiente sin cambios. El camión entraría al rajo desde un portal totalmente cargado, viendo un cambio drástico en su medioambiente en cuestión de minutos. “Mientras más rajos pasen a subterránea, probablemente veremos más desafíos desarrollándose,” dijo Sheffield.

Desde el punto de vista del transporte en camión, sin embargo, los fabricantes de camiones continuarán centrándose en una mayor seguridad y productividad. En los términos más simples, las dimensiones de la galería no cambiarán, así que la única forma de aumentar la producción es movilizar una mayor carga útil en forma segura a través del túnel más rápido, por más horas en un mes debido al mayor tiempo de actividad.

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