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Truck Trolley: un aliado en el ahorro, seguridad y sustentabilidad de las faenas

En lugar de generar electricidad a partir del motor diésel y del generador eléctrico en el camión, este se abastece a partir de una subestación y se transmite a través de una catenaria a los motores de accionamiento en el camión.

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Durante el Siemens Mining Days 2015, uno de los temas que se plantearon fue la preocupación que existe en las faenas por el continuo ascenso del precio de los combustibles donde una unidad de potencia de 3.600 caballos de fuerza de un camión minero utiliza hasta 450 litros de diésel por hora.

Siemens encabeza, a nivel de proveedores, las tecnologías e infraestructura de los Trolley Assist. Consiste en el desarrollo de innovadores sistemas de accionamientos AC para camiones de transporte con capacidad para funcionar durante segmentos en pendiente,  largas distancias, en los pozos y alrededor de la trituradora de energía diésel.

En qué consiste un trolley assist

Los sistemas de manejo para estos camiones consisten en dos motores eléctricos integrados por engranajes en las ruedas traseras, un generador eléctrico y un potente motor diésel. En lugar de generar electricidad a partir del motor diésel y del generador eléctrico en el camión, aquí se abastece a partir de una subestación y se transmite a través de una catenaria a los motores de accionamiento en el camión.

Explicado en el Siemens Mining Days 2015,  la experiencia del pasado ha demostrado que el mejor sistema para cumplir esta función debe basarse en los diseños utilizados en los sistemas convencionales de catenaria, como los utilizados en las unidades de tracción en la infraestructura de tren ligero. Un sistema similar ha sido optimizado para las operaciones mineras, que tienen demandas similares, como la estabilidad mecánica, la fiabilidad en el funcionamiento y bajo mantenimiento.

La infraestructura de un sistema trolley completo incluye un sistema de catenaria, subestaciones de tracción, un carro montado en un mástil de suministro de alta tensión, suministro del alto voltaje montado en mástil, y la iluminación del sistema de catenaria.

Por su parte, los cables aéreos son alimentados desde una estación transportable rectificadora a través de interruptores high speed DC. Los mástiles se colocan a lo largo de las rutas de recorrido, llevando dos catenarias en un solo voladizo.

Cada catenaria consta de cables de mensajería de alambre de cobre y alambres de contacto con aleaciones de cobre-plata. Los cables de mensajería y contacto son tensados a través de equipos especiales. El mástil y los polos de fundación están pintados, mientras que las otras piezas de acero están galvanizadas. El equipo de la línea se ha montado usando aleaciones de cobre galvanizado o acero inoxidable. Una robusta subestación de tracción transportable ha sido diseñada para poder enfrentar duras condiciones ambientales y operacionales, incluyendo la carga repetida, tan típica en aplicaciones de tracción, junto con el polvo, elementos corrosivos, altas temperaturas y 24 horas de operación. El equipo de la subestación es de estructura modular y está montado sobre móviles que le permiten desplazarse fácilmente de un sitio a otro en la mina.

En términos de instalaciones, África es la zona líder respecto de sistema trolley. Sin embargo, a medida que los costos de combustible continúen subiendo en el mundo, las minas tomarán un enfoque proactivo al respecto.

Beneficios del Trolley
1. Minimizar consumo de combustible diesel: Los largos recorridos y las pendientes ofrecen una oportunidad para el transporte asistido con trolley, en pendiente usualmente el consumo de combustible puede ser reducido más de un 80%. Una capacidad de carga típica para un camión requiere de una gran fuente de electricidad (cerca de 2.200 kW) que tiene que ser usada con eficiencia. Por ello, mantener tan bajo como sea posible el peso bruto vehicular en los camiones también es importante, por lo que el consumo de energía se limita al transporte de mineral.

En este contexto, cada tonelada agregada al camión en sí, es una tonelada menos de mineral que se transporta. Además, la mayoría de las mineras se localizan en áreas remotas (desiertos, altas montañas, etc.) y los camiones deben lidiar con condiciones ambientales extremas. Estos parámetros hacen que el embalaje electrónico sea un componente fundamental en el diseño de los camiones, considerando el pequeño espacio localizado a la izquierda para colocar los controladores de la fuente de alimentación.

2. Capacidad de producción incrementada de la mina (20% más) y reducción en el número de camiones debido a la mayor velocidad de éstos en sistema trolley (mejor utilización de la flota).

3. Mayor accesibilidad a las partes más profundas de la mina. Los camiones con sistema trolley son capaces de enfrentar mayores gradientes y operan con carga plena por periodos prolongados.

4. Reducción en los costos de mantención de los camiones, en particular en los motores diésel, los cuales normalmente sufren el mayor desgaste mientras operan a plena carga en la rampa.

5. Aumento de la disponibilidad y disminución de los costos del ciclo de vida para el motor diésel (menos horas de funcionamiento).

6. Disponibilidad para manejar una amplia gama de voltajes de línea.

7. Capacidad para avanzar en línea a cualquier velocidad y carga.

8. Mejoras ambientales: Bajas emisiones y huella de carbono y menor ruido.

9. Mayor retorno de la inversión: Cuando se utiliza la capacidad del trolley assist, el retorno de la inversión se puede conseguir de uno a 3 años.

 

SIEMENS

Truck Trolley

La División de Tecnologías de Transmisión de Siemens equipó el mayor truck trolley en el mundo, el BelAZ- 75710, con un sistema de transmisión integrado. Es el primer truck trolley en la clase de vehículos para trabajo pesado que ha sido probado con una carga útil de 450 toneladas métricas, cifra que incluso le ha merecido al camión una entrada en el Libro Guinness de los Récords, según publicó Siemens en Minería Pan-Americana.

El gigantesco vehículo fue construido a finales de 2013 por BelAZ, un líder en la fabricación de equipos de minería con sede en Bielorrusia. Los componentes de la transmisión suministrados por Siemens, que van desde el motor y el generador al convertidor, están adaptados de forma óptima a las necesidades del vehículo de 810 toneladas métricas y, en su calidad de sistema integrado, ofrece un alto grado de rendimiento y confiabilidad.

Con más de 20 metros de largo y casi diez metros de ancho, el camión de volquete está equipado con ocho ruedas, cada una de los cuales está diseñada para una carga de hasta 100 toneladas métricas. Siemens ha desarrollado para este camión un sistema de tracción en todas las ruedas, confiable y potente, que comprende cuatro motores eléctricos de 1.200 kW. Los motores fueron desarrollados en la fábrica de Siemens en Núremberg, y se caracterizan por un par  de torsión muy elevado. Además, el sistema presenta dos generadores de tracción, tres sopladores, una unidad de resistencia de freno y un armario de control de tracción con dos inversores más pequeños para los sopladores.

La tracción en todas las ruedas ofrece nuevas oportunidades, tales como la distribución dinámica de la fuerza de tracción a los dos ejes del camión. Por otra parte, si falla un impulsor, puede ser activado un modo de emergencia que permite que el camión de volquete llegue a un taller sin tener que ser remolcado. Dos motores diésel de 16 cilindros, cada uno con una potencia de 1.700 kW, entregan la energía que requiere el sistema de accionamiento eléctrico para hacer girar las enormes ruedas. Se espera que el nuevo BelAZ-75710 pueda vencer una pendiente de hasta un diez por ciento, con una resistencia a la rodamiento de dos por ciento, a una velocidad de 11 km/hora. En caso de retardo, podría viajar con seguridad cuesta abajo a 30 km/hora.

El proyecto fue completado en un período relativamente corto: la totalidad del proceso de desarrollo, desde la recepción del pedido hasta la puesta en servicio, tomó menos de dos años. El primero de estos camiones de volquete BelAZ-75710 ya está operando en una mina a cielo abierto en la zona carbonífera de la cuenca de Kuznetsk en Siberia. El 2014 año fueron entregados dos sistemas de transmisión adicionales al OEM.

Presentación Minería y Transporte en Siemens Mining Days

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