Dentro de un equipo de perforación eléctrico a batería en operación de Borden Lake de Newmont Goldcorp. (Foto: Newmont Goldcorp)

Equipo Minero analiza algunos de los proyectos de colaboración que impulsan el desarrollo y la adopción de BEVs, y reflexiona sobre el lugar de la tecnología en el futuro del sector minero

Por Carly Leonida, Editora Europea

Los vehículos eléctricos a batería son un tema candente en la minería en este momento.

Desde el camión tolva totalmente eléctrico de 120 toneladas métricas ™ del fabricante alemán Kuhn Schweitz, el cual demostró recientemente en una operación de piedra caliza en Suiza, la misión de Anglo American de convertir un camión de 300 tm para que funcione con energía renovable utilizando pilas de combustible de hidrógeno. Estos desarrollos no suelen pasar desapercibidos.

Y luego está el mercado subterráneo donde los pedidos de LHDs, cargadores y equipos de perforación eléctricos a
batería parece que son anunciados casi diariamente.

Uno podría fácilmente dejarse llevar por toda esta publicidad. Después de todo, es un momento emocionante para trabajar en la industria minera. El ritmo del desarrollo e implementación tecnológica es probablemente más rápido ahora que en cualquier otro momento en la historia del sector, y las máquinas que están empezando a llegar son, francamente, sorprendentes.

Habría sido fácil producir otro artículo con la lista de todas las entregas de BEVs y de los lanzamientos de equipos del 2019. Sin embargo, lo que es mucho más interesante y valioso es el contexto.

Los BEVs son mucho más que un simple tema de conversación, y sirven un propósito mayor que la eliminación del diésel de las minas. Son una herramienta que ayudará a las empresas mineras a abordar uno de los mayores retos operativos y de negocio que enfrentarán de aquí en adelante: la sustentabilidad en la era del cambio climático.

El Poder de la Colaboración

En un intento de poner algo de color en torno al tema de los BEVs y su papel dentro de la industria, Equipo Minero se dirigió al Consejo Internacional de Minería y Metales (ICMM, según su sigla en inglés). La organización lanzó su iniciativa de Innovación para Vehículos Más Limpios y Seguros (ICSV, según su sigla en inglés) en 2018. El programa celebró su primera mesa redonda ese mismo año y ha dedicado el tiempo necesario para construir grupos de trabajo y libros blancos para guiar a sus participantes en su viaje hacia la próxima generación de vehículos mineros.

Actualmente existen algunas iniciativas de sostenibilidad dentro de la industria que reúnen a las empresas mineras, proveedores e instituciones de investigación para impulsar la innovación y acelerar la adopción de nuevos equipos, incluyendo los BEVs. Pero lo que hace que ICSV se destaque es el volumen y el peso de las empresas mineras involucradas. Ésta cuenta con el apoyo de todos los 27 miembros del consejo del ICMM, así como de 16 proveedores de equipos mineros (actualmente) que colaboran en un espacio no competitivo para acelerar el desarrollo de vehículos mineros nuevos.

El programa también es dirigido por el CEO. El grupo asesor del ICSV está compuesto por seis representantes, tres de ellos de empresas miembros del ICMM, incluyendo: Mike Henry de BHP, Mark Cutifani de Anglo American, Nick Holland de Gold Fields y, de los proveedores de equipos participantes, Denise Johnson de Caterpillar, Max Moriyama de Komatsu y Henrik Ager de Sandvik.

Sarah Bell, directora de salud, seguridad y administración de productos en el ICMM, lidera la iniciativa, y Equipo Minero se reunió con ella en diciembre para hablar sobre todas las cosas de los BEV.

“Este programa es clave para permitir un futuro sostenible para todos nosotros,” me dijo. “Significa que estamos comprometidos para fortalecer el rendimiento social y ambiental de la industria minera y metalúrgica, para entregar los materiales esenciales para el progreso humano de manera responsable.”

“El programa ICSV fue creado para abordar tres de los temas de rendimiento más críticos para la seguridad, salud
y medio ambiente de nuestra misión hacia el daño cero y contribución hacia la descarbonización.”

Estos objetivos son introducir vehículos de minería de superficie libres de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) para el 2040, minimizar el impacto operacional de las emisiones de diésel para el 2025 y poner a disposición de todas las empresas mineras la tecnología para evitar colisiones para el 2025.

“Fundamentalmente, este es un programa de liderazgo para el cambio,” explicó Bell. “En primer lugar, nuestros miembros reconocen que el cambio climático es un problema global crítico. Todos tenemos la responsabilidad de reducir las emisiones de GEI. Los grandes equipos de minería constituyen actualmente alrededor del 30%-50% (y hasta el 80%) de las emisiones de Alcance 1 en una mina. El acceso al mineral se está haciendo más difícil en las operaciones maduras, los depósitos son cada vez más profundos y las leyes están disminuyendo, lo que requiere más camiones y distancias de transporte más largas para los vehículos mineros.

“En segundo lugar, casi todos los equipos de las minas subterráneas funcionan con diésel. La Organización Mundial de la Salud ha clasificado el material particulado del diésel (DPM) como un cancerígeno y la exposición a elevadas emisiones de DPM, particularmente en las operaciones mineras subterráneas, se ha vinculado a efectos negativos para la salud. Uno de los puntos interesantes de las tecnologías para controlar la exposición al DPM es que ya hay muchas soluciones disponibles y las empresas mineras también están viendo reducciones significativas de DPM a través de mejores programas de mantención. El tema es aumentar la conciencia sobre las tecnologías existentes y hacer que se implementen en toda la industria.

“En tercer lugar, los accidentes de transporte y de equipos móviles representaron el 30% de las muertes en las minas operadas por el ICMM en 2018. Estos fueron la mayor causa de fatalidades en nuestras operaciones asociadas. Las condiciones de trabajo seguras son un derecho humano fundamental y estamos comprometidos para reducir a cero las fatalidades operacionales.”

ICSV reconoce que las empresas mineras no pueden lograr estos resultados por sí solas, pero al trabajar con socios de la industria, tienen la oportunidad de tener éxito.

“Aquí es donde el poder de convocatoria del ICMM es importante,” dijo Bell. “Porque nuestra membresía ofrece una masa crucial para el cambio. Nuestra membresía constituye alrededor del 30% del total del mercado de metales. Y si se analiza más a fondo, nuestra membresía se constituye aproximadamente de: 46% del cobre, 27% del oro y 42% del mineral de hierro producido globalmente. Las señales que se pueden enviar a través de este programa son fuertes.”

Por supuesto, el ICSV no sólo beneficiará a las empresas miembros. Al acelerar el desarrollo y la adopción de vehículos mineros de la próxima generación, todas las minas tendrán acceso a vehículos mejores y más competitivos en cuanto a costos, independientemente de su tamaño, estado de vida útil o producto.

Borden Lake, la primera mina totalmente eléctrica en el mundo, comenzó su producción en 2019. (Foto: Newmont Goldcorp)

BEVs: Una Solución entre Muchas

Entonces, ¿dónde entran en juego los BEVs en esto?

Bell fue clara: “El programa de ICSV se enfoca en convocar a los participantes, motivar la acción y promover resultados. No funciona en soluciones específicas, ya que reconocemos que habrá más de una — nuestro papel es defender la innovación. El programa se centra en alinear al grupo en el sentido de avance que debe adoptarse para cumplir con las ambiciones establecidas.

“Dicho esto, los BEVs son definitivamente una de las opciones sobre la mesa para lograr la ambición de los GEIs del programa. A medida que la industria continúa aumentando el ritmo del pensamiento sobre cómo desarrollar nuevas baterías con mayor densidad de energía y menor costo, eso hará que los BEVs sean más competitivos en la industria minera, pero reconocemos que no es la única solución para reflejar las necesidades más amplias de la industria en el futuro.”

Bell expresa un buen punto de vista. Es muy fácil olvidar que los BEVs no son una solución milagrosa. Por sí solos, no reducirán las emisiones de GEI y DPM lo suficiente como para tener un impacto significativo en los objetivos de reducción industrial global. Tampoco son una solución universal que pueda aplicarse a todo. Algunas minas simplemente no serán adecuadas en cuanto a sus condiciones para los BEVs y algunas minas, en particular las que han estado en funcionamiento durante algún tiempo, no podrán permitirse el lujo de una nueva flota.

Además, cuando se trata de operaciones de superficie, las tecnologías requeridas para los cargadores y los camiones de transporte eléctricos a batería, simplemente no están listas todavía.

Pero la buena noticia es que los BEVs son ahora, en algunos mercados, una opción viable para las empresas mineras que buscan mejorar su sostenibilidad y su rendimiento ambiental. Otras opciones incluyen pilas de combustible de hidrógeno (ver cuadro en la página 34), vehículos con conexión eléctrica, asistencia de trolley y, sin olvidar el viejo y buen motor diésel, motores equipados con motores que cumplen con EPA Tier 4 de USA, los cuales se encuentran entre los más limpios disponibles y ofrecen una de las formas más rápidas y fáciles para que las minas reduzcan sus emisiones en este momento. En algunos estudios, los filtros de partículas autorregenerables han demostrado ser aún más eficaces que las tecnologías Tier 4 final, proporcionando otra opción para mejorar los equipos existentes.

“A medida que la industria continúa aumentando su ritmo de pensamiento sobre cómo desarrollar nuevas baterías que harán que los BEVs sean más competitivos en la industria minera, el punto precio es una frase que los OEMs usan mucho,” explicó Bell. “Eso ha sido un gran esfuerzo para ellos durante la I&D. Se puede imaginar entonces que el hecho de reunir a todos estos grupos realmente llama la atención de los proveedores de equipos.”

Casi todas las nuevas minas subterráneas son aptas para los BEVs. El desafío consiste en implementar la tecnología en las operaciones existentes. (Foto: Newmont Goldcorp)

Revolución Subterránea

Aunque los BEVs comercialmente viables para las operaciones de superficie todavía están lejos de ser una realidad, el lado subterráneo de la industria minera tiene ahora múltiples opciones de equipos disponibles de varios proveedores.

El número de operaciones subterráneas en todo el mundo es muy superior al número de minas de superficie, y los impulsores financieros son actualmente mayores en esta área gracias a las potenciales reducciones en la ventilación. Sin embargo, el éxito en este mercado ha hecho algo muy valioso: ha demostrado que los BEVs pueden igualar o superar el rendimiento de los equipos alimentados con diésel y ha dado confianza. Aunque la industria minera está mejorando en la toma de riesgos y en la adopción de nuevos conceptos, definitivamente aún existe una preferencia por ser “segundo para ser primero”, dictada principalmente por el peso de la inversión.

“La propuesta de valor para adoptar vehículos de cero emisiones en la minería subterránea es bastante diferente, ya que la eliminación de la exposición de los trabajadores al DPM y la reducción de los costos de ventilación constituyen un sólido argumento comercial, especialmente en los proyectos nuevos, y estamos abordando estos temas en la línea de trabajo de DPM del Programa ICSV,” me dijo Bell.

“Para las minas de superficie, hay ciertas condiciones del mercado o tecnologías propicias que hemos identificado que pueden acelerar el desarrollo y la adopción de vehículos de cero emisiones. Por ejemplo: acceso a electricidad limpia y competitiva, máquinas autónomas y capacidad digital desarrollada tanto por los fabricantes de equipos originales como por las empresas mineras.”

Cuando se trata de desarrollar BEVs para equipos de superficie, la potencia y el tamaño son variables críticas, pero no son las únicas a considerar cuando se piensa en los requerimientos del vehículo. Entender el perfil de consumo de energía de los camiones de transporte es crítico, ya que esto establecerá las condiciones de diseño de las posibles soluciones, incluyendo el tamaño de las baterías/pilas de combustible, la química de las baterías, las estrategias de carga, etc.

Además, una flota de cero emisiones de GEI probablemente implicará algunas ventajas y desventajas en la flexibilidad y diseño de la mina, por lo que los desafíos no sólo se presentan por el lado del desarrollo tecnológico, ya que las minas están diseñadas actualmente teniendo en mente las características muy flexibles de las flotas a diésel.

“Vemos algunas señales tempranas basadas en los primeros 12 meses del programa que sugieren que la complejidad del desafío de las baterías que reducen los GEI se entiende mejor ahora y eso motivará el desarrollo, pruebas y puesta a prueba de las nuevas tecnologías de baterías de superficie,” dijo Bell.

“Por ejemplo, el análisis del perfil de consumo de energía de los camiones de transporte muestra que alrededor del 70%-80% del uso de combustible ocurre al subir por una rampa. Hay pilotos exitosos de la tecnología de asistencia de trolley en esta área, como en Boliden en Suecia, por lo que una solución híbrida (trolley/batería) podría ayudar a enfrentar el desafío del tamaño de las baterías que enfrenta la industria.”

Planificándose para el Futuro

La ICVS ha establecido tres grupos de trabajo, uno para cada uno de los desafíos mencionados anteriormente. Bell mencionó que, en el grupo de enfoque de GEI del ICSV, trabajar a través del alcance del desafío y analizar diferentes soluciones y vías ha ayudado a cambiar la mentalidad colectiva de las empresas involucradas.

“A principios de 2019, la meta 2040 parecía un desafío a precisar, pero se adelantó rápidamente a agosto, y el grupo de trabajo sobre GEI estaba muy animado. Ahora los participantes dicen: ‘podemos hacer que esto suceda realmente, y aquí están los marcos y las medidas a tomar dentro y fuera de este programa para hacerlo realidad.’

“Es muy emocionante escuchar ese cambio. Porque eso, en sí mismo, es una enorme barrera a superar. Eso significa que los proveedores de equipos, en mi mente, confían en el compromiso del grupo industrial colectivo.”

Muchos de los OEMs con los que Equipo Minero ha hablado en los últimos 12 meses han mencionado un aumento en el número de consultas que han tenido de las empresas mineras en torno a vehículos más limpios y seguros y particularmente sobre los BEVs. Esto es importante, porque mientras más consultas reciban estas empresas, más impulso y financiamiento se colocará en el desarrollo de este tipo de vehículos y tecnologías.

La educación es otro factor clave. Como se mencionó anteriormente, la mayoría de las minas, tanto de superficie como subterráneas, están diseñadas teniendo en cuenta los equipos accionados a diésel. Con el fin de operar una flota de carga y transporte a baterías eléctricas, las minas deben ser diseñadas de manera diferente, se deben permitir estaciones de carga y equipos auxiliares y puede ser necesario alterar algunas rutas de transporte.

Sin embargo, hasta que estos requerimientos sean entendidos apropiadamente dentro de la industria y, hasta que este conocimiento sea transmitido a la siguiente generación de ingenieros a través de cursos de educación superior y tutorías, no se enseñará a los nuevos contratados cómo diseñar apropiadamente los equipos eléctricos a batería. Sin este conocimiento, las minas no podrán sacar el máximo provecho de las inversiones en BEVs.

Asimismo, está muy bien que los fabricantes de equipos originales desarrollen nuevas baterías y BEVs, pero a menos que puedan proporcionar también el nivel apropiado de apoyo a las minas alrededor de la infraestructura asociada, estos proyectos no ofrecerán todo su potencial, y existe el peligro de que las minas se desilusionen con la tecnología.

“Hemos descrito claramente todas estas consideraciones más allá de la tecnología que está permitiendo las condiciones,” dijo Bell. “Eso, por derecho propio, es un desafío. Y los fabricantes de equipos originales lo saben.”

La mina de platino Mogalakwena de Anglo American será la primera en operar el nuevo camión de transporte de 300 tm impulsado por hidrógeno de la empresa en el 2020.

El Primero en Ser Primero

Hay focos de excelencia creciente en la industria cuando se trata del desarrollo y la adopción de BEVs. El noreste de Ontario es el principal ejemplo de equipos subterráneos, y Bell señaló la operación de Borden Lake de Newmont Goldcorp como un buen ejemplo de lo que se puede lograr cuando las empresas mineras y los proveedores trabajan en estrecha colaboración.

Newmont Goldcorp es miembro del ICMM y opera flotas de BEVs no sólo en Borden sino también en sus operaciones de Musselwhite y Éléonore. La experiencia de la empresa ha demostrado ser muy valiosa como parte del programa ICSV.

Maarten Van Koppen, gerente de energía y sostenibilidad en América del Norte, habló con Equipo Minero sobre la decisión de la empresa de pasar a la tecnología de baterías eléctricas en Borden.

“Se decidió seguir este camino ya que proporcionaba el mayor valor a los accionistas,” explicó. “Los criterios de diseño de Borden fueron impulsados en gran medida por las preocupaciones de los grupos de interés locales, que pudimos satisfacer con los equipos eléctricos. El liderazgo de la empresa en ese momento entendió que había un riesgo con la nueva tecnología, que pudimos compensar a través de programas de financiación provinciales y federales.”

La flota de Borden cuenta ahora con 16 vehículos utilitarios eléctricos a batería de MacLean Engineering, que incluyen empernadores, desbloqueadores (blockholer), porta-casetes y elevadores de tijera.

“De Sandvik, operamos jumbos eléctricos a batería y cargadores LH514E. Se espera que la perforadora de producción llegue al sitio a principios de 2020,” dijo Van Koppen. “Además, tenemos tractores Minecat y transportadores de personal PMP. Los camiones de transporte eléctricos están bajo análisis en este momento.

“Los cargadores están cableados, pero el resto de los equipos eléctricos son a batería. Los camiones de transporte, la perforadora de producción y un par de vehículos misceláneos todavía funcionan con diésel y se espera que sean cambiados por equipos eléctricos en el futuro.”

Van Koppen dijo que la estandarización de los equipos cargados e intercambiados a batería para la mina era relativamente sencilla para los vehículos adquiridos.

“Presionamos por cargadores a bordo que se conecten a nuestro enchufe común jumbo de 1.000 V,” explicó. “Los ahorros en GEI que esperamos una vez convertidos completamente en comparación con un caso base a diésel son significativos — alrededor del 70%-80% — y nuestros operadores aprecian el ambiente de trabajo más limpio.

“Todas las minas y proyectos son diferentes, pero prácticamente todas las minas subterráneas nuevas se beneficiarían al pasar a la electricidad. Para las minas existentes es típicamente un análisis mucho más difícil y realmente depende de las características para determinar cuál es el ajuste.”

El Artisan A4, A10 y Z50 son ahora parte de la línea de carga y transporte de Sandvik. (Foto: Sandvik)

Aprendiendo de Otras Industrias

Cuando se trata de los BEVs, hay industrias que llevan la delantera en minería en términos de implementación y avance. La observación y/o colaboración presenta una oportunidad para aprender y para que la industria minera supere potencialmente algunos de los obstáculos que actualmente se encuentran en su camino.

“Existe definitivamente la posibilidad de aprender de otras industrias, particularmente en lo que respecta a las opciones de carga y de carga súper rápida. ¿Cómo se vería eso a futuro en la minería?” se pregunta Bell. “¿Cómo puede todo ese pensamiento ser transferido a la industria minera? De nuevo, nuestros libros blancos se topan con este tipo de preguntas.”

Destacó el transporte de carga por carretera y la industria del transporte marítimo como dos buenos ejemplos en términos de desarrollo tecnológico, adopción y alineación de la industria.

Por ejemplo, en la industria del transporte marítimo, la Organización Marítima Internacional, a través de su proyecto GreenVoyage-2050, está promoviendo esfuerzos a nivel mundial para demostrar y probar soluciones técnicas para reducir las emisiones de GEI. Esto mejora el intercambio de conocimientos e información para apoyar la ambición de reducir el total de las emisiones anuales de GEI por lo menos en un 50% para el 2050.

Otro excelente ejemplo es la Estrategia 2025 de Scania. Esto garantiza que las emisiones de los productos de la empresa estén conforme con lo requerido por el acuerdo de París, reduciendo las emisiones de CO2 de su flota en servicio y desarrollando buses y camiones accionados con biocombustible y electricidad para lograr la descarbonización total.

Bell enfatizó que el equipo de ICSV está muy abierto a que nuevas empresas se unan al programa y compartan sus ideas, particularmente aquellas que puedan aportar la valiosa experiencia de otras industrias.

“Sabemos que el programa está beneficiando a toda la industria minera, no sólo a nuestros miembros,” dijo. “Y sigue abierto a todos los fabricantes de equipos que quieran unirse.” El ICMM también espera que los primeros adoptadores, a quienes definimos como aquellos que inician colaboraciones y se unen a asociaciones para probar y ensayar nuevas tecnologías y a todos aquellos que asumen las nuevas tecnologías o equipos en primera instancia, motiven a otros. En última instancia, esto resultará en un cambio más amplio de la industria hacia vehículos más limpios y seguros.

“Nuestro mensaje sería: si usted es un proveedor de equipos mineros con una solución o si tiene algunos aprendizajes que compartir, incluso si no es un proveedor de equipos mineros directamente, queremos saber absolutamente de usted.”

En 2020, el ICSV se centrará mucho más en la promoción y la educación de sus esfuerzos mediante la ejecución de talleres regionales en las principales jurisdicciones mineras. Siendo el objetivo extender el alcance a nivel de operaciones para motivar a un grupo más amplio de representantes para que inicien una conversación sobre el cambio en su sitio.

Bell añadió: “Hemos visto algunas señales anticipadas positivas y esperamos que eso continúe también en el 2020.”

La Perspectiva del Proveedor

Dos proveedores que están ayudando a impulsar el progreso en el mercado de los BEVs, tanto individualmente y como parte del programa ICSV, son Sandvik y Epiroc.

Sandvik Load and Haul se está preparando actualmente para entregar su cargador eléctrico número 600. La división completó la adquisición del experto californiano en BEVs, Artisan Vehicle Systems, en febrero del año pasado, ampliando su gama de máquinas y su experiencia en sistemas de transmisión eléctrica. La empresa dispone ahora de tres camiones y cargadores eléctricos a batería: un camión de 50 toneladas ™ (el Z50), un cargador de 10 tm (el A10) y un cargador de 4 tm (el A4), y perforadoras eléctricas a batería.

Los camiones y los cargadores tienen un sistema de baterías “intercambiables,” el cual permite una rápida recarga, y el Z50 y el A10 tienen un sistema de baterías auto-cargables que permite el intercambio sin el uso de una grúa. Esto minimiza los requisitos de infraestructura y significa que el intercambio se puede lograr en seis minutos, aproximadamente.

“La unidad de negocio Artisan diseña y fabrica sus propios paquetes de baterías, BMS y hardware/software de control,” dijo Mats Eriksson, presidente de la división de Carga y Transporte de Sandvik Mining and Rock Technology. “Utilizamos el litio-hierro-fosfato (LiFePO4) como composición química de nuestras baterías porque es la opción más segura para la minería subterránea. LiFePO4 tiene la menor volatilidad de los productos químicos de litio disponibles, lo que garantiza que la batería no iniciará un incendio subterráneo.” Por supuesto, estamos abiertos a diferentes químicos ya que las tecnologías de las baterías se desarrollan rápidamente, pero debido a que nuestros productos son para uso subterráneo, no hacemos concesiones en cuanto a la seguridad.”

Sandvik también está muy involucrada en el grupo de trabajo de Global Mining Guidelines (GMG) para BEVs. Otra organización independiente que está convocando a expertos de todo el mundo para hacer progresar los vehículos mineros.

“Artisan ha sido un miembro contribuyente fundamental del grupo GMG desde el inicio de la guía de equipos eléctricos a batería,” dijo Eriksson con orgullo. “Estamos involucrados en múltiples sub-comités responsables del diseño de baterías, del diseño de máquinas, de los sistemas de seguridad, del diseño de minas y normas de rendimiento.”

GMG publicó la versión dos de su guía Guideline on the Recommended Practices for Battery Electric Vehicles in the Underground en noviembre de 2018. La publicación se ha convertido en una especie de biblia para los mineros y los proveedores que operan en este campo y el grupo continúa impulsando la excelencia en este ámbito.

Eriksson explicó su punto de vista sobre la electrificación de las minas. “Si miramos lo que significa la electrificación para la industria minera, esta es una rara oportunidad para combinar la salud, la sostenibilidad y las mejoras en los costos,” dijo. “Al mejorar la estructura de costos de la mina, también se obtienen beneficios como un ambiente de trabajo más saludable y la operación se vuelve más sostenible.”

“La electrificación también ayuda a resolver los problemas relacionados con la refrigeración: los motores diésel generan mucho calor, pero al pasar a la electricidad, también puede reducir eso y disminuir los costos de refrigeración. Hay muchos aspectos positivos al cambiarse a la electricidad.

“Mirando a futuro, hay muchas áreas sin explorar en el mundo. La minería va a ir más profundamente bajo tierra, a ambientes más hostiles llenos de calor y humedad, y es sólo mediante el uso de la electrificación que los mineros podrán explorar estas áreas de manera rentable.

“Los BEVs posibilitan oportunidades que antes no tenían sentido desde el punto de vista económico. Con esta tecnología, y a veces combinada con la automatización, las empresas mineras encontrarán nuevas oportunidades que nunca pensaron que serían posibles.”

Sostenible e Inteligente

Otro programa que está redefiniendo las aplicaciones para los BEVs y su desempeño, es el proyecto Sustainable Intelligent Mining Systems (SIMS) en Escandinavia. Entre sus diversos proyectos, se encuentra el Work Package 6 (WP6). Éste trata específicamente de la próxima generación de equipos móviles sin diésel para las minas subterráneas.

Epiroc es uno de los coordinadores del proyecto para SIMS y Jan Gustafsson de la empresa actúa como director de proyecto para el WP6. Gustafsson presentó algunos de los logros del proyecto hasta el momento en la Conferencia de Minería Inteligente en Alemania en noviembre, y Equipo Minero se reunió con él después para informarse más al respecto.

“Este paquete de trabajo demuestra el uso de los BEVs en un ambiente minero,” explicó Gustafsson. “Físicamente, demostrará máquinas y parte de la infraestructura necesaria para las máquinas que funcionan a batería. También estamos investigando los beneficios de introducir los BEVs en minas subterráneas, tanto desde una perspectiva financiera como ambiental.”

La Universidad Tecnológica de LTU Luleå y Agnico Eagle Finlandia también están participando, y las demostraciones se están llevando a cabo actualmente en la mina de oro Kittilä de Agnico Eagle en el norte de Finlandia.

Epiroc ha diseñado y construido las máquinas y la infraestructura de carga.

“En este momento, las estamos utilizando en producción en Kittilä,” dijo Gustafsson. “La demostración no está terminada pero definitivamente vemos el potencial. Las máquinas han estado en la mina desde mayo de 2019 cuando la prueba de campo comenzó oficialmente.

“La impresión general hasta ahora es que las máquinas están funcionando según lo esperado y el motor diésel no se echa de menos en lo absoluto. Las máquinas siguen funcionando y se están realizando pruebas para recopilar datos para la evaluación final.”

Jari Kolehmainen, gerente de producción de Agnico Eagle Mines, ha sido citado, informando que: “La respuesta de los operadores ha sido positiva, y esperamos ampliar nuestra flota con más equipos eléctricos en un futuro cercano. También estamos muy entusiasmados con la posibilidad de probar un camión y un cargador mineros accionados a batería.” Estas pruebas nos dan la confianza de ser los primeros en adoptar con éxito esta nueva y emocionante tecnología.”

Al igual que Bell, Gustafsson destacó que la colaboración ha sido muy importante para ayudar al equipo de SIMS a alcanzar sus objetivos.

“La colaboración es importante para nosotros para encontrar las mejores soluciones y para compartir conocimientos y experiencias,” dijo. “Durante el desarrollo de nuestra nueva generación de BEVs, Epiroc ha colaborado estrechamente con proveedores de tecnología como ABB y Northvolt.

“La colaboración interna dentro del proyecto SIMS también ha sido extremadamente valiosa para el intercambio de experiencias entre los diferentes beneficiarios.

“La colaboración con las empresas mineras ha fortalecido la perspectiva del cliente, y la colaboración con las universidades también ha añadido beneficios en términos del enfoque científico sobre la evaluación.

Próxima Generación en Acción

Epiroc lanzó su segunda generación de BEVs a finales de 2018. Su diseño es bastante diferente al primero, caracterizado por un nuevo enfoque de batería modular y una nueva química para reducir la pérdida de energía.

Gustafsson explicó: “El diseño en torno a las baterías nos permite ofrecer baterías como un servicio a nuestros clientes, trasladando grandes inversiones de CAPEX a OPEX. Las nuevas baterías son totalmente compatibles con los avances tecnológicos que se espera que ocurran en los próximos años.”

El productor sueco de baterías Northvolt suministra a Epiroc baterías para sus equipos de minería. Las empresas seleccionaron una composición química de níquel-manganeso-cobalto (NMC) dentro de la familia de iones de litio, basándose predominantemente en dos factores: seguridad y densidad energética.

“El tiempo de conducción de las baterías varía según la aplicación,” dijo Gustafsson. “En general, podemos decir que duran de 3 a 6 horas. Con el desarrollo de las celdas de baterías, esperamos que el tiempo de conducción aumente.”

Epiroc lanzó su gama de BEVs de segunda generación en noviembre de 2018. En la foto aparece el Scooptram ST14. (Foto: Epiroc)

Añadió que la implementación de un equipo de perforación eléctrico puede ser tan sencilla como la compra de una máquina.

“No hay necesidad de infraestructura, pero para los cargadores y los camiones de la mina se necesitan estaciones de carga,” explicó Gustafsson. “El tipo de estación de carga depende de si se utiliza el método de carga rápida, carga en el lugar, o si se utiliza el método de carga normal, intercambio de baterías. Tanto la carga rápida como la carga normal requerirán cierta infraestructura: sala de carga, cargador e instalación eléctrica.

“La diferencia es que la carga rápida necesitará de mayor infraestructura eléctrica y espacio de estacionamiento para el vehículo, mientras que la carga normal necesitará de una grúa para el intercambio de baterías. Entre las piezas adicionales opcionales se incluye un sistema de monitoreo, detección de humo, detección de incendios, supresión de incendios y video vigilancia.”

Gustafsson añadió que, cuando se trata de los BEVs, la parte más importante que debe estandarizarse es la carga de las baterías; las minas no deben tener diferentes cargadores para diferentes vehículos.

“Los BEVs y los cargadores deben ser 100% compatibles en general,” subrayó. “Por eso Epiroc ha decidido utilizar una norma de la industria automovilística: CCS 2.0. Otras áreas en las que Epiroc ha conseguido buenos resultados con la estandarización son en nuestras baterías. Todas nuestras baterías de segunda generación utilizan exactamente los mismos componentes. Sólo su número varía dependiendo del tamaño de la batería requerida.”

Epiroc ha visto un serio interés en los BEVs de parte de los mineros de todos los continentes.

“Las órdenes que hemos recibido son testimonio de esto,” dijo Gustafsson. “Hemos vendido BEVs en Australia, Canadá y Finlandia.”

La demanda de modelos accionados por baterías es tan importante que difícilmente podemos mantener el ritmo,” dijo. “Se puede esperar el lanzamiento de productos en el 2020. También esperamos que los proveedores de componentes empiecen a diseñar componentes que sean fabricados para accionamientos eléctricos a batería, mejorando el rendimiento y la eficiencia. Con tanto enfoque en las baterías a nivel mundial, también esperamos algunos grandes avances tecnológicos que conducirán a una mejor gama y reducción de costos.”


La Solución Hidrógeno-eléctrica de Anglo

El 10 de octubre, Anglo American firmó un acuerdo con el proveedor de energía ENGIE para desarrollar un camión de transporte de 300 toneladas métricas accionado por pilas de combustible de hidrógeno. El proyecto es parte del programa de sustentabilidad FutureSmart Mining de Anglo American, y Anglo está trabajando con varios socios para desarrollar los sistemas necesarios.

El piloto involucrará la conversión de un camión de transporte para que funcione con hidrógeno para su operación en Mogalakwena en Sudáfrica.

ENGIE proporcionará las soluciones de generación de hidrógeno y Anglo American el camión. Las modificaciones necesarias incluyen el reemplazo del tanque de diésel por tanques de hidrógeno y el reemplazo del motor por pilas de combustible de hidrógeno y un paquete de baterías. El módulo de potencia combina pilas de combustible y una batería que accionará los motores eléctricos del camión de transporte. El hidrógeno será suministrado por la capacidad de generación de energía solar en la mina, y la planta de hidrógeno híbrida que se está desarrollando internamente.

Las empresas dijeron que el “primer movimiento” del camión se espera para el año 2020, seguido de las pruebas y validación en Mogalakwena. Si eso es un éxito, entonces la tecnología se extenderá a otras operaciones a rajo abierto de Anglo American.

El prototipo se está construyendo actualmente y las pruebas comenzarán en el segundo trimestre de 2020, y durarán hasta finales de año.

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