El sistema Nemisys GET de Weir ESCO ofrece a los usuarios la opción de adaptadores fijados mecánicamente, lo que resulta útil en aplicaciones difíciles donde el riesgo de rotura del adaptador es mayor. Los adaptadores mecánicos eliminan la necesidad de realizar trabajos en caliente asociados a la remoción y reinstalación del adaptador. (Foto: Weir ESCO)

Los nuevos materiales y diseños permiten prolongar su vida útil

Por Russell A. Carter, Editor Colaborador

No hay muchas constantes en la minería. La ley del mineral varía de una mina a otra y de un año a otro, la demanda de las materias primas aumenta y disminuye y las empresas van y vienen. Sin embargo, una sola cosa que de seguro perdurará a través del tiempo y lugar, es el desgaste; es decir, el esmerilado, rayado y agrietamiento de las superficies que se produce siempre y dondequiera que el material abrasivo se desplaza del punto A al punto B.

Aun así, la omnipresencia es tal vez la única característica constante realmente asociada al desgaste. No existen remedios universales que resuelvan todos los problemas de desgaste, e incluso el mismo producto anti-desgaste utilizado en equipos idénticos puede no ser apropiado en diferentes lugares debido a las variaciones en el entorno, las propiedades de la roca o las prácticas de instalación. Esto dificulta tanto a los proveedores como a los usuarios predecir con exactitud qué producto funcionará mejor sin antes realizar pruebas de campo exhaustivas que requieren mucho tiempo, lo cual puede dar lugar a más preguntas, como cuánto tiempo se necesita para recopilar datos significativos o si se están midiendo los parámetros correctos.

La variabilidad también entra en juego por la amplia gama de diseños, opciones de material y de precio versus costo que un cliente potencial encuentra al comprar productos resistentes al desgaste. Sin embargo, ya sea si se trata de buscar GET (herramientas de corte) más duraderas para proteger el balde o la cuchilla de una excavadora, una placa de acero endurecida para blindar la carrocería de un camión de transporte o de un robusto revestimiento sintético para proteger contra los impactos las paredes de un chute, el proceso puede resumirse en un concepto simple: es una batalla para controlar las superficies críticas.

En el Borde

Al ser los primeros componentes de las excavadoras que entran en contacto con el mineral en el proceso minero, los GET son literalmente la punta de la lanza en esta lucha. Encargados de proteger las superficies estructurales del balde o cuchilla contra los daños o las fallas prematuras debido al desgaste, los GET deben ser, por lo general, resistentes y al mismo tiempo duros, sustanciales pero no excepcionalmente pesados, y fijados de forma segura sin que sean excesivamente difíciles de retirar y reemplazar. Pueden ser forjados, fundidos o fabricados de una variedad de aceros de aleación, con precios que reflejan sus materiales y costo de fabricación, y a menudo desempeñan un papel importante en el gasto operativo y la vida útil de la máquina a la cual están vinculados, ayudando al operador a excavar de forma más eficiente, evitando esfuerzos innecesarios en el balde, cuchilla, pluma, acoplamiento o sistemas hidráulicos.

La elección de un sistema GET óptimo para un tipo particular de máquina y ubicación puede implicar la selección de un gran universo de productos GET con especificaciones similares, sistemas de fijación comunes o únicos y precios que van desde los más baratos hasta miles de dólares por componente. Pero, ¿cuál es el mejor primer paso para obtener el máximo valor de los productos GET? Según la mayoría de los expertos en productos GET, podría ser simplemente gestionar apropiadamente el sistema que tiene actualmente.

“La inspección y mantención proactivas de los GET son fundamentales para reducir el riesgo de pérdida o rotura de componentes y minimizar el riesgo de pérdida o desgaste excesivo que contribuya a dañar los componentes estructurales permanentes o semipermanentes del balde,” dijo Casey Springer, gerente global de productos, componentes desechables para la minería de Weir ESCO. “Por ejemplo, no inspeccionar los dientes o hacer funcionar intencionadamente los GET más allá de su vida útil podría provocar el desgaste de la nariz del adaptador o del labio en sí. El daño en estos elementos estructurales puede crear problemas de ajuste y fiabilidad, lo que a su vez puede provocar la necesidad de mantenciones no planificadas y tiempos de inactividad del equipo para realizar una reparación o reemplazo. El costo de la pérdida de producción y del aumento de mantención excede típicamente los ahorros mínimos gastados en herramientas GET producto del uso de los componentes más allá del término de su vida útil.”

Es imposible saber el número de veces que un componente GET roto ha provocado la parada de un chancador en minas de todo el mundo, o calcular las pérdidas de productividad derivadas de los problemas asociados, resultantes de los errores en la gestión e inspección de los GET. Sin embargo, existen sistemas disponibles, capaces de advertir a tiempo a los operadores la existencia de GET rotos o faltantes para evitar contratiempos en los chancadores. Los más nuevos también están diseñados para aprovechar los IIoT y otras tecnologías digitales para proporcionar información actualizada sobre la productividad basada en el análisis y los informes en tiempo real.

Por ejemplo, Springer señaló que el sistema GET Detect de ESCO puede servir como un refuerzo de protección adicional para el sitio minero al detectar rápidamente los eventos de pérdida. Esto no sólo ayuda a reducir los daños en los componentes estructurales que puedan quedar expuestos después una pérdida, sino que también proporciona la información necesaria para aislar rápidamente un componente perdido y evitar que cause daños posteriores importantes. GET Detect proporciona información en tiempo real de un evento de pérdida para que la mina pueda tomar medidas inmediatas. También ayuda a recopilar datos de utilización y rendimiento a nivel de la posición del balde y de los dientes que pueden utilizarse para optimizar mejor los programas de mantención e incluso para desarrollar modelos de mantención predictiva.

Los sensores son incorporados en cada punta y refuerzo Nemisys para eliminar los requisitos adicionales de manipulación o instalación. Los sensores son alimentados por una batería autónoma que durará mientras dure la vida útil de cada componente. Estos sensores pueden retirarse al final de la vida útil del diente o refuerzo para su reciclaje.

ESCO también ofrece un portal dedicado al cliente que proporciona una visión consolidada de todos los sistemas GET Detect operativos instalados en la mina. Se puede acceder al portal desde cualquier navegador web por usuarios registrados y autorizados en múltiples lugares. El portal de GET Detect también proporciona un resumen semanal e informes de rendimiento de los GET, los cuales son un recurso valioso para ayudar a planificar la mantención, mejorar la productividad y gestionar el costo total de propiedad.

• Utilización general del balde durante una semana determinada;

• Rendimiento y estado del sistema de detección;

• Rendimiento diario del balde;

• Rendimiento de los GET por ubicación;

• Horas de utilización de los GET.

CR Mining (anteriormente CQMS Razer), una empresa australiana que adquirió los activos comerciales de los GET subterráneos de Keech Castings, otra empresa australiana, a mediados del 2020 como medida para ampliar su cartera de tecnologías GET, también compró GET Trakka, una empresa australiana que desarrolló un sistema de detección de pérdidas de GET basado en sensores.

El sistema GET Trakka, según CR, integra la identificación por radiofrecuencia (RFID) con tecnologías de detección avanzadas para rastrear el estado en tiempo real de los componentes GET para la detección inmediata de roturas, y cuando se detecta un incidente de rotura es capaz de generar una alarma en un solo ciclo de carga y descarga. Esto, según la empresa, garantiza la rápida localización de los GET rotos en el rajo o en un camión lleno y su retiro para evitar daños y pérdidas de producción posteriores.

El sistema emplea etiquetas de RFID robustas y compactas embutidas en un pequeño hueco dentro del GET. Éstas recopilan información sobre la actividad de excavación en tiempo real y la transmiten de forma inalámbrica a un receptor a bordo de la excavadora. Al recibir una indicación de rotura, el receptor activa inmediatamente un módulo de alarma ubicado la cabina o centro de control de operaciones, o en ambos. Los componentes rotos continúan transmitiendo una señal única, lo cual permite su rápida ubicación con lectores portátiles.

La red de sensores también captura los datos de excavación y transporte que pueden ser utilizados por el programa Productivity Plus de la empresa para convertir los datos en información procesable para informar las métricas de rendimiento de la mina.

El sistema GET empernado de KVX protege el labio y el piso del balde, lo cual deja el interior liso para un óptimo flujo de material.

Ampliación de la Gama

Con más de 700 instalaciones en máquinas en todo el mundo, el sistema Nemisys GET de Weir ESCO es una de las líneas de productos más populares de su tipo entre los clientes de la minería, y la empresa dijo que pasó los últimos años ampliando la línea para abordar todas las clases de máquinas mineras. La oferta inicial de Nemisys estaba dirigida a las grandes excavadoras y dragas mineras; sin embargo, el sistema está actualmente disponible para las palas de cable, cargadores de ruedas y excavadoras de labio laminado de menos de 250 toneladas.

Springer, de ESCO, explicó que el sistema específico para cada clase de máquina presenta elementos únicos para maximizar su eficacia y abordar los puntos débiles encontrados en los sistemas de la competencia. Por ejemplo, en el caso del sistema Nemisys
para excavadoras hidráulicas de labio laminado, la metalurgia y el diseño avanzados de los dientes se combinan con el exclusivo diseño de la tapa de desgaste del adaptador, el cual reduce significativamente el desgaste de las patas del adaptador, lo que, a su vez, prolonga la vida útil de estos adaptadores soldados y minimiza los costos de mantención y el tiempo de inactividad del equipo.

Según Springer, el sistema Nemisys para cargadores de ruedas proporciona dientes significativamente más duraderos; en algunas aplicaciones, más del triple de vida útil en desgaste en comparación con los sistemas OEM y se complementa con diseños de refuerzos optimizados que resuelven los problemas de retención, facilidad de extracción y seguridad que afectaban a los sistemas OEM. El sistema también mantiene la opción de los adaptadores fijados mecánicamente, lo que puede ser una ventaja importante en determinadas aplicaciones donde el riesgo de rotura del adaptador es mayor. Los adaptadores mecánicos eliminan la necesidad de realizar cualquier trabajo en caliente asociado al retiro y reinstalación del adaptador, reduciendo significativamente los costos de mantención, el tiempo de inactividad del equipo y la posible exposición de los trabajadores.

Dos empresas de propiedad de Komatsu, KVX, con sede en Noruega, y Hensley Industries, en Dallas, Texas, destacaron recientemente las incorporaciones realizadas a sus líneas GET. La oferta de GET de Hensley abarca desde la línea económica Dura DRP hasta su sistema de dientes de extrema resistencia XS2 para cargadores de 75 toneladas y excavadores de 80 toneladas y más. KVX introdujo el sistema de dientes E2, una línea diseñada hasta para los excavadores de gama media que incorpora gran parte de la misma tecnología utilizada por KVX en su popular sistema de dientes sin adaptadores empernados.

KVX dijo que su tecnología especializada de empernado permite la fijación segura de los componentes del sistema E2 sin necesidad de soldar, lo que evita que el labio del balde se agriete por termoinducción durante su vida útil y elimina el tiempo de inactividad asociado a la soldadura y a los problemas relacionados con ésta. Otras ventajas del sistema E2 provienen del uso de un adaptador de alta resistencia. La nariz del adaptador está ahora mejor adaptada a la dureza de las puntas reemplazables y es más resistente al desgaste y la deformación de las puntas de los dientes y a la contaminación entre el adaptador y las puntas, según la empresa. Los adaptadores se apernan en el exterior del balde, lo que protege el labio y el piso del balde, dejando el interior del balde liso y sin obstrucciones para mejorar el flujo de material óptimo.

El sistema de dientes GETPro de Hensley, presentado en la feria CONEXPO 2020, presenta lo que se describe como un diseño de bloqueo intuitivo e infalible que puede ser realizado por un solo trabajador con una llave inglesa. Se afirma que el sistema ofrece un mejor ajuste de la nariz del adaptador al diente, y la resistencia de la nariz del adaptador se ha incrementado hasta en un 10%. En general, el diseño del GETPro presenta un 15% más de material de desgaste en los dientes, y se han incorporado indicadores de desgaste para ayudar en la gestión de los GET.

El peso suele ser una preocupación en las aplicaciones de GET, tanto desde el punto de vista de la reducción de la carga útil como de la seguridad de los trabajadores (ver nota de recuadro), y por ese motivo, Hensley y otros importantes proveedores de GET estampan el peso de los ítems en los componentes GET más grandes. Esto es visto por algunos clientes como una indicación del valor y la vida útil, pero, como explicó Springer de ESCO, el peso del componente en sí no es el criterio fundamental para lograr una buena vida útil en los GET. “La simplificación excesiva de la selección de los GET puede afectar negativamente el rendimiento del sistema y la productividad de la máquina. Centrarse en el peso de las puntas, por ejemplo, como indicador de la vida útil frente al desgaste puede que no solamente no mejore la vida útil esperada, ya que no todos los materiales de desgaste son iguales, sino que la incorporación no optimizada del material de desgaste también puede dar lugar a perfiles de desgaste de dientes romos que inhiben la penetración y pueden afectar negativamente los tiempos del ciclo de excavación y la productividad de la máquina.

“Además,” continuó Springer, “las evaluaciones de los sistemas GET basadas en el precio unitario rara vez ofrecen los resultados deseados, ya que cualquier ahorro por precio unitario casi siempre se verá contrarrestado por el mayor consumo de GET de calidad inferior y/o la pérdida de productividad que deriva de los eventos de mantención más frecuentes y los tiempos de inactividad no planificados del equipo.”

Baldes en Minas Subterráneas: ¿Empernado vs. Soldadura?

El reemplazo de baldes y GET es una parte normal de cualquier operación pero, como señaló Caterpillar, las minas subterráneas con puntos de acceso limitados y las largas distancias de viaje desde el portal a las áreas de mantención a menudo son difíciles o imposibles de acceder con baldes ensamblados y listos para instalar. En su lugar, las minas suelen recibir los baldes por partes, las cuales son posteriormente soldadas bajo tierra. Aunque este método resuelve el problema de llevar el balde a donde se necesita, tiene sus inconvenientes. La soldadura requiere tiempo, mano de obra calificada y equipos y consumibles especializados.

Según Ron de Haan, gerente de soporte de productos/ciclo de vida de Caterpillar, el uso de baldes empernados y herramientas GET empernadas en lugar de soldar las piezas puede reducir significativamente el tiempo de inactividad y los costos de mantención. “El uso de pernos en lugar de soldaduras puede reducir los tiempos de reemplazo hasta en un 75%,” dijo Haan, “y se pueden reemplazar utilizando herramientas más sencillas y menos costosas.”

Cuando Caterpillar presentó su R1700 LHD para la minería subterránea, llamó la atención su nuevo diseño de herramientas de corte BOHA (de media flecha empernada) para la máquina, señalando que su principal beneficio para las operaciones subterráneas era la eliminación de la necesidad de soldar los repuestos de corte en su lugar. El reemplazo de un juego de herramientas de corte soldadas puede durar entre 20-40 horas. El reemplazo de BOHA dura aproximadamente de 1 a 2 horas y no requiere soldadura. Además, durante las extensas pruebas de campo realizadas antes de su introducción, Cat comparó el BOHA GET con los sistemas soldados y descubrió que, en algunos casos, el BOHA proporcionaba el doble de vida útil que las opciones soldadas.

Cat anunció el año pasado que también había desarrollado el nuevo sistema Durilock Lip Shroud de refuerzos de labio para los baldes de cargadores subterráneos. El sistema de balde integrado se caracteriza por la instalación sin martillo y la retención de GET sin mantención con retenes de compresión elastoméricos. Según la empresa, el sistema Durilock permite la instalación y retiro de las herramientas GET un 50% más rápido que los sistemas antiguos fijados mecánicamente y, al no tener que reapretar los pernos periódicamente, el tiempo de mantención de las herramientas GET se reduce en más de un 50%. Además, las protecciones integrales de las esquinas prolongan el tiempo en servicio del balde en un 30% aproximadamente.

El sistema Durilock tiene tres estilos de refuerzos: El D50S Estándar tiene forma de cuña tradicional utilizado en la mayoría de las aplicaciones de producción y desarrollo. El D50A Abrasion tiene un diseño contorneado y reposiciona más material en la base del refuerzo, y el D50P Penetration tiene menos material en el borde de ataque para facilitar la penetración en materiales densos.

El conjunto del labio proporciona las superficies de montaje para los refuerzos y los protectores de las esquinas, que equilibran los índices de desgaste de las esquinas y de la estación central. Las esquinas fundidas se sueldan al conjunto del borde de la base para crear el conjunto del labio. Las esquinas incorporan un diseño escalonado que elimina las cargas de torsión en los refuerzos de las esquinas. Según Cat, el diseño integral de las esquinas aumenta su vida útil en un 15% y mejora la penetración en comparación con los sistemas que experimentan erosión en las esquinas y acortan la vida útil del balde debido al redondeo de las esquinas.


El sistema GRIPAssist de CR Mining (izquierda) y el sistema ToolTek de Weir ESCO (derecha) están diseñados para retirar, manipular y reemplazar los pesados componentes GET sin interacción humana directa.

Controlando los GET

CR Mining lanzó recientemente el dispositivo de manipulación GRIPAssist, una solución de seguridad, mantención y productividad diseñada para retirar y reposicionar los GET con mínima necesidad de interacción humana. La unidad GRIPAssist está diseñada para montarse en un minicargador de orugas o en un cargador in-pit móvil de similar tamaño y cuenta con un brazo hidráulico que agarra los productos GET para permitir cambios seguros, rápidos y fáciles durante la mantención. Es el producto estrella de la línea de productos MINEAssist de CR.

Quintin Nienaber, gerente general de gestión de productos de CR, dijo que el GRIPAssist podría alterar las prácticas de mantención estándares relacionadas con los GET. “Hemos visto que los tiempos de cambio se han reducido a la mitad en nuestras pruebas de campo iniciales, lo cual es un resultado increíble, al tiempo que mejora la seguridad. Aunque el objetivo del GRIPAssist es eliminar las interacciones humanas durante los cambios de GET, el hecho de que pueda mejorar la productividad reduciendo el tiempo de inactividad es un beneficio asociado importante y es un cambio radical en la forma en que los productos GET serán gestionados y programados en el futuro.”

Weir ESCO ha desarrollado el sistema ToolTek, el cual cuenta con una herramienta hidráulica operada a distancia y montada en una grúa que ha sido diseñada para retirar y reemplazar las partes desgastadas Nemisys GET sin interacción humana directa. Las partes nuevas se colocan previamente en estantes ubicados en el camión de plataforma equipado con una grúa y un contenedor de reciclaje para eliminar las partes desgastadas.

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