El acarreo usando camiones con remolques, a menudo combinado en ‘trenes para camino’ de unidades múltiples,

está ganando aceptació – segmento por segmento – en una industria dominada por equipos de tolva rígida

Por Russell A. Carter, Editor General

El camión de tolva rígida es un ícono de la tecnología requerido para movilizar grandes cantidades de mineras y escombros en operaciones mineras de superficie. Para aplicaciones convencionales a gran escala cabe asumir que la mayoría de los operadores mineros consideran a los equipos de tolva rígida como la norma de oro para la eficiencia en acarreo en las condiciones normales de una mina.

Pero, al igual que la reciente caída en los precios del oro, algunos observadores de la industria han percibido un leve alivio en la situación actual del acarreo—abriendo una ventana de oportunidades para que los fabricantes de camiones que tengan iniciativa demuestren que las flotas con tolva rígida son siempre son la mejor solución para el acarreo de grandes tonelajes.

Esa es una premisa que los principales OEM de camiones mineros podrían estar dispuestos a debatir vigorosamente mientras empuñan sus libros de ventas para sus camiones grandes de tolva rígida. La competencia dentro de este sector es más intensa que nunca, con modelos modernizados hechos por grandes fabricantes permanentemente entrando al mercado, mientras lanzan prototipos “en-hierro” y de “mesa-de-dibujo” de nuevos camiones de tolva rígida con capacidades de rango medio y clase ultra-plus—o en un caso, rumoreado—incluso a partir de fuentes que se encuentran fuera del foco de la prensa y de la atención que el mercado normalmente presta a Caterpillar, Komatsu, Liebherr ó Hitachi.

A mediados del 2011, por ejemplo, una pequeña firma de ingeniería con sede en Novi, Michigan, EEUU, anunció que había producido la primera unidad de un nuevo modelo de camión de 400 toneladas, el Elite 6000—un producto de la colaboración entre la firma de Michigan, conocida como Detroit Heavy Truck Engineering LLC (DHTE) y Elite, una sociedad comercial para la fabricación que involucra a China Metallurgical Group Corp. y a Hunan Valin Steel Co. Especificaciones preliminares publicadas por DHTE para el camión de 363 tm de capacidad incluyen una opción de motores diesel MTU 20V4000 ó Cummins QSK78, un sistema de accionamiento eléctrico AC Siemens, una selección de tipos de tolva y una larga lista de opciones disponibles. El camión fue producido y armado en China usando especificaciones de diseño e ingeniería desarrolladas por DHTE, que supuestamente tiene la intención de lanzar eventualmente una completa línea de camiones que va desde las 150 hasta las 400 toneladas de carga útil. Un informe reciente indica que la compañía lanzará un modelo de 240 toneladas en el 2012.

Mientras tanto, se ha rumoreado que el fabricante Bieloruso de camiones BelAZ ha estado trabajando por varios años en el prototipo de un camión de 450 toneladas de capacidad, y recientes noticias de revistas especializadas informan que la concreción del camión gigante está programada para Marzo del 2013. Supuestamente tendrá ocho ruedas y propulsión de accionamiento eléctrico AC. Sin embargo, cabe notar que un artículo de estrategia de mercado del 2011 publicado por el Director General de BelAZ, Alexandrovich Parkhomchyk, no hacía mención de este proyecto en el Programa de Desarrollo de Inversiones 2011-2015 de la compañía. Actualmente el camión rígido BelAZ más grande es el 75601 de 360 tm de capacidad.

En Octubre de 2011, Caterpillar presentó la última versión de su camión clase 200 toneladas, el 789D, para carga nominal de 181 tm—un aumento del 2,5% respecto al modelo anterior.  El tren de potencia mecánico es impulsado por un motor diesel turbocargado cuádruple Cat 3516C EUI como equipamiento estándar, entregando 2.100 hp (1,566 kW), alrededor de un 10% más que el modelo anterior y apto para operación en altitudes de hasta 12.000 pies (3.658 m) sin disminuir su potencia, de acuerdo a Cat. El motor diesel Cat 3516B de 1.900-hp también está disponible para minas que requieran igualarse con flotas existentes.

También se une a la línea de camiones rígidos de Cat el 777G, una actualización de los camiones serie 777 de 100 toneladas que presenta nuevos controles de transmisión y plataforma de motor Tier 4 Final de Cat. Nuevas estrategias de control, que hacen posible que el motor Cat C32 cumpla las regulaciones para emisiones Tier 4 Final en los EEUU y Canadá, incluyen un Sistema de Reducción de NOx y dos cartuchos de Catalizadores de Oxidación Diesel, uno para cada banco de de cilindros. Este sistema, dice Cat, aprovecha las propiedades más limpias y menor corrosivas del combustible diesel con ultra bajo nivel de azufre y de los aceites de motor con bajo nivel de ceniza para mantener los intervalos para servicio la vida útil de los componentes. Los dos cartuchos DOC atrapan hidrocarburos residuales en el tubo de escape. De acuerdo a la compañía, su estrategia 777G Tier 4 Final es transparente para el operador y no requiere mantenimiento adicional para la máquina.

Una Alternativa Rentable
Los crecientes costos operacionales y de capital, la vida útil de los neumáticos y la disponibilidad de estos, actualmente son áreas de preocupación con los camiones de tolva rígida y alta capacidad, y los proveedores de sistemas de acarreo tipo tractor-remolcador se han centrado en estos temas para promover sus propios sistemas, que usan neumáticos más baratos y pequeños y motores que consumen menos combustible que los equipos grandes y rígidos. Ellos también han ideado tecnología basada en remolque para alcanzar un rango de carga útil de 400 toneladas que, hasta hace poco, era de dominio exclusivo de los camiones ultra-class. A pesar que el rango práctico de las opciones de carguío-equipo es más estrecho con las unidades remolcadoras, y que existen algunas condiciones en la mina que pueden descartar su uso, los sistemas tractor-remolcador y sus variantes ofrecen una alternativa rentable para muchas aplicaciones.

Por consiguiente, ellos están encontrando cada vez más nichos en aplicaciones de acarreo en superficie tanto generales como especializadas. Por ejemplo, durante una reciente visita a Bilbara en Australia Occidental, E&MJ observó tractores-remolcadores siendo usados junto a camiones rígidos en minas de Fortescue Metal Group para transportar hierro a través de distancias que plantearían problemas de desgaste de neumáticos para los camiones rígidos, que en lugar de eso se están usando principalmente en acarreos cortos hasta el chancador, y para transportar hierro hasta puntos centrales de descarga para su posterior transferencia hasta los camiones tractor-remolcadores.

Powertrans, con sede en Queensland, Australia, ha desarrollado un juego de componentes de sistema combinado que permite a los usuarios integrar ‘trenes de carretera’—múltiples remolques empujados por un tractor Powertrans Prime Mover que puede empujar una carga útil total de hasta 300 tm, y considerablemente más a emplear su Powertrailer, un remolque de acarreo para trabajo pesado de alta capacidad equipado con un motor diesel, sistema de enfriamiento, transmisión y sistema de eje motriz, todos controlados por el impulsor Powertrans. Tanto en Impulsor como el Powertrailer están equipados por motores diesel Cummins QSK19.

Powertrans afirma que los costos operacionales y de propiedad de un tren de carretera son significativamente inferiores que los de los grandes camiones mineros fuera-de-carretera porque los costos de capital son de aproximadamente la mitad del costo de las unidades más grandes, como los son los costos de mantención. Las unidades Powertrans usan neumáticos para movimiento de tierra livianos OTR fáciles de conseguir. Como resultado, es posible lograr velocidades con carga del orden de los 55 km/h y velocidades sin carga del orden de los 75 km/h.

En aplicaciones mineras con distancias de acarreo de entre 10 y 50 km, Powertrans dice que sus equipos pueden ofrecer una alternativa viable flexible y de bajo costo al transporte basado en rieles o correas transportadoras, con costos en infraestructura generalmente menores.

En algún lugar entre los camiones tradicionales con tolva rígida y los tractores-remolcadores, están los camiones ofrecidos por fabricantes tales como Haulmax y Western Star—camiones que pueden resultar parecidos a primera vista, por ser principalmente de descarga, pero que han sido diseñados para satisfacer demandas mineras más exigentes.

Haulmax ofrece modelos de eje múltiple que están diseñados para cumplir roles dobles como un camión de extracción minero y como equipo convencional Clase 8 sobre-la-carretera. El tren de potencia es enteramente Caterpillar, impulsado por un Cat C27 diesel que funciona mediante una transmisión con cambio de potencia de 7 velocidades. La serie 6 x 4 Haulmax 3900 puede transportar cargas útiles desde 80-85 tm en la versión D y de hasta 108 tm en el modelo G de chasis desnudo.

El modelo 6900XD de Western Star también es un camión de volteo sobre y fuera de carretera 6 x 4 capaz de manejar una carga útil de 40 toneladas. El equipo es impulsado por un motor Diesel Detroit de 500-hp D conectado a una transmisión de siete velocidades Allison. Un sistema de freno de aire de circuito doble viene como estándar, aumentado por un freno de compresión Jacobs; opcionalmente disponible hay un retardador de transmisión hidráulico Allison.

En el Futuro
Dando una paso mucho más grande hacia la tecnología convencional, el fabricante de camiones ETF ha diseñado un sistema de acarreo que comienza con un camión que tiene una apariencia futurista con una capacidad para 240 toneladas—eventualmente estará disponible en una gama de capacidades de carga útil—y que permite a los usuarios configurar estas unidades como camiones autónomos o combinadas en trenes de acarreo con múltiples unidades que se afirma son capaces de transportar hasta más de 800 toneladas de carga útil total. La compañía también promueve un modelo de negocios que parte radicalmente a partir de la práctica convencional.

A comienzos de año, el CEO de ETF, Eddy de Jongh, el contó a E&MJ: “Creemos que bienes de capital tales como nuestros productos debieran recibir una cuidadosa mantención a fin de tener la mejor productividad y disponibilidad técnica posible contra el costo por tonelada más bajo de la industria. Por lo tanto decidimos que solamente arrendaríamos nuestros camiones, incluyendo un innovador Contrato de Mantención y Reparación (MARC) por el ciclo de vida con una disponibilidad técnica garantizada del 95% incluyendo los neumáticos.

“Esto significa que el cliente siempre conoce su costo por tonelada mientras le cobramos una cantidad fija por tonelada/km durante las 90.000 horas (11-12 años) del contrato. Él no tiene que preocuparse por reclamos de garantía, disponibilidad de repuestos, ni aspectos mecánicos; nosotros nos encargamos de todo. El cliente puede concentrarse en hacer minería,” dijo de Jongh.

“Para poder llevar a cabo esta faena MARC apropiadamente construiremos un taller de terreno en la mina de los clientes y haremos el trabajo,” dijo. “Le da confianza al cliente el hecho que la propia fábrica este realizando la mantención de estos nuevos camiones. El único problema es que no podemos hacer esto para uno o dos camiones, el mínimo  es 10 camiones.”

de Jongh dijo que las primeras tres unidades ETF en entrar en producción serían enviadas a un productor de hierro en Brasil a fines de Agosto de 2012.

La disposición básica de los camiones ETF, tal como se ilustra en una presentación de PowerPoint proporcionada por la compañía, es increíblemente diferente a las prácticas de diseño convencionales; de hecho, se podría decir que los únicos conceptos familiares que exhiben las unidades ETF son una cabina y una tolva de descarga—incluso la disposición de la cabina difiere de la norma al tener un asiento del operador posicionado en el centro flanqueado por asientos para entrenamiento en cada lado.

La propulsión proviene de cuatro motores independientes amontonados en un módulo “generador” detrás de la cabina. Solamente uno de los cuatro motores MTU/Mercedes-Benz OM-502, 480-kW Tier III se usa durante el recorrido vacío, dos o tres motores se ponen en uso durante el acarreo cargado y el cuarto motor entra a trabajar cuando se requiere plena potencia al acarrear en subida. En el caso de que un motor genere un problema o falle, el camión puede seguir operando con los motores que quedan, retornando al taller donde el motor fallado puede ser retirado y reemplazado con otra unidad modular en 15 minutos, de acuerdo a ETF.

La modularidad también se extiende a los neumáticos y la suspensión, donde el modelo MT-240 de ETF incluye 20, 24.00R35 neumáticos montados en grupos de ruedas dobles sobre cinco ejes por lado, con cuatro unidades de eje por lado propulsados y uno no propulsado. Si se pincha un neumático, la unidad con el eje individual se puede levantar del suelo, evitando un mayor daño al neumático; y las unidades de eje no impulsados se levantan durante la operación en vacío. Cada una de las 10 unidades de eje permite a las ruedas oscilar 10° lado a lado. Este diseño, de acuerdo a ETF, combinado con 950-mm de recorrido en suspensión, elimina casi completamente la torsión de la carrocería y las repentinas sobrecargas del neumático que experimentan los camiones convencionales al operar sobre superficies desniveladas.

ETF dijo que ha desarrollado un sistema único de direccionamiento en el que todas las ruedas son direccionadas al operar a velocidades baja a media, mientras a velocidades mayores las dos últimas unidades de eje gradualmente se cierran al quedar en posición para una mejor estabilidad.

También única es la afirmación de la compañía que dice que cada uno de sus camiones mineros se pueden unir para conformar un “Tren de Acarreo” en el que dos, tres, cuatro o más camiones individuales están conectados por brazos de acero que portan un cable de datos blindado y cerrado. Se requiere solamente un conductor para controlar un tren, mientras se transmiten los datos desde el camión guía que lleva operador/conductor mediante interconexión por cable hacia los siguientes camiones, controlando la potencia del motor, el direccionamiento y los frenos. Al llegar al punto de descarga, cada unidad en el tren puede ser cargada individualmente o todas pueden ser descargadas simultáneamente, tanto hacia la izquierda como hacia la derecha.

Cabe notar que la compañía no pudo o no estuvo dispuesta a proporcionar una fotografía de un camión real para este artículo; a la fecha, parece que todas las descripciones de las unidades entregadas al púbico han sido generadas por computadora. Y, queda por ver si alguna unidad realmente entra en servicio normal o si el concepto en sí se consolida con los operadores de la mina acostumbrados a una tecnología y modelo de negocios completamente diferentes. Sin embargo, la compañía debiera recibir el crédito por separar en componentes las características, funciones y accesorios que probablemente aparecerían en las listas de deseos más caprichosas de OEMs, dueños, y operadores en lo que parece ser un concepto de diseño plausible.

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