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Motores de palas eléctricas en minería: Consumos máximos llegan a casi 4.000 kW

Estos equipos tienen una considerable demanda de electricidad, por lo que los especialistas destacan las recientes tecnologías disponibles para mejorar el rendimiento energético y así reducir costos.

Artículo gentileza de Revista ELECTRICIDAD, del Grupo Editorial Editec.

Dentro de las faenas mineras las palas eléctricas son un factor crítico en el consumo energético de la industria, específicamente en el proceso de mina rajo (para la extracción de minerales), donde la demanda de electricidad representa el 7%, de acuerdo a los datos manejados por el Consejo Minero.

Los especialistas consultados señalan que las palas eléctricas son grandes consumidores de energía en esta etapa, llegando a un promedio estimado de 3.850 kW, razón por la cual los motores que suministran energía a estos equipos son fundamentales.

Potencia

Yamil Lagunas, gerente de Servicios de Komatsu Mining Corp. Group, sostiene que las palas eléctricas “se caracterizan por tener motores eléctricos en todos sus movimientos principales, como traslado, empuje, giro y levante”.

Esto es profundizado por Carlos Dasati, gerente de Soporte Técnico de Palas y Perforadoras de Finning: “Las palas están equipadas con seis motores principales; un motor Hoist de 2.600 HP (caballos de fuerza), que se utiliza para subir y bajar el balde; un motor Crowd de 700 HP, que se usa para los movimientos de empuje y recoge; dos motores Swing de 500 HP, para realizar el giro de la parte superior de la máquina, y finalmente dos motores de propulsión, cada uno de 700 HP, que se emplean para trasladar la pala de un sitio a otro”.

Yamil Lagunas señala que las palas tienen versiones de corriente alterna (AC) y de corriente continua (DC), y puntualiza que su alimentación eléctrica es de 6.600 Volts o 7.200 Volts, por lo que todas las palas, además, cuentan con transformadores que son parte del equipo.

Complementando lo anterior, Hugo Martínez, académico del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Antofagasta, indica que es necesario considerar la relación existente entre capacidad de carga de las palas y la potencia de los motores. “Una pala para 120 toneladas solicita una potencia superior a 3.000 kW, con tensiones de 7 kV, lo que significa una gran demanda de energía eléctrica y mucho esfuerzo mecánico”, sostiene.

Tecnología

En materia de avances tecnológicos, Hugo Martínez advierte la necesidad de tomar en cuenta la sobrecarga de trabajo de las palas, pues “el excesivo uso de ellas puede causar el desgaste de la máquina y la reducción de su vida útil, tanto (a nivel) mecánico como eléctrico, por lo que se debe estar en conocimiento de los límites nominales y del umbral de los puntos críticos en la parte mecánica y en la eléctrica. Para ello es de suma importancia el apoyo del operador de la pala, (así como) la ubicación y la cantidad de sensores que acusen de forma anticipada las fallas”.

A su juicio, las tecnologías tendrán que centrarse en los puntos de fallas críticas. “Como ejemplo, se pueden citar protecciones rápidas en caso de sobrecorrientes, termocuplas (transductores formados por la unión de dos metales distintos que producen una diferencia de potencial muy pequeña) que acusen temperaturas superiores a lo que soporta la clase de aislamiento que tenga el motor y otras variables de tipo mecánico. Todo lo indicado en los puntos anteriores se traduce en un prolijo mantenimiento”, explica.

Los avances tecnológicos también son destacados por los actores del sector. Yamil Lagunas resalta la existencia de palas de cable híbridas, “que incorporan motores eléctricos de reluctancia variable, con generadores diésel al interior del equipo, lo que ha permitido lograr reducciones en el costo total del equipo”.

De acuerdo con el ejecutivo, la eficiencia energética se está focalizando en hacer más productivo al equipo, con sistemas y servicios especializados, “por lo cual tecnologías como el control adaptativo y todo el servicio de soluciones inteligentes se enfocan en el aumento de producción y, con esto, en un incremento en la eficiencia”.

En tanto, Carlos Dasati menciona las innovaciones en sistemas de control de potencia, donde se utilizan componentes IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), también conocidos como transistores bipolares de puerta aislada, “lo que disminuye los potenciales puntos de falla”.

El especialista termina resaltando el uso de la tecnología AFE (Active Front End), conocida como rectificador de frente activo, que permite “eliminar por completo los armónicos eléctricos y mantener el factor de potencia en 1.0, con lo que se optimiza el rendimiento energético de los equipos”.

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