El primero en su tipo

El operario Dayton Gray traslada el cargador eléctrico a batería más grande del sector hasta una estación de carga dedicada que se encuentra en el bucle de acarreo Lift 1 de la excavación por socavación en la mina New Afton de New Gold. No hay grúas puente ni montacargas en la resuspensión convertida, intersección en la que el sistema de cambio autónomo del cargador desconecta y hace descender la batería agotada, se desplaza para recoger una batería completamente cargada y, por último, la conecta de manera automática. Gray no tiene ninguna necesidad abandonar la cabina en ningún momento del proceso, ya que puede controlar el cambio siguiendo las instrucciones que se muestran en una pantalla táctil. En menos de seis minutos, sale de la estación de carga dedicada y acelera por una pendiente.

El gerente de la mina New Afton Peter Prochotsky considera que este proceso representa el futuro del “repostaje” para los equipos móviles implementados en operaciones subterráneas.

“Pasar del diésel a la electricidad es un gran paso para nuestra industria, y me siento feliz de participar de él”, reflexiona.

El cargador, el primer vehículo eléctrico a batería (BEV) Sandvik LH518B de 18 toneladas, es la principal pieza de infraestructura en BEV con la que cuenta la mina New Afton. La mina de oro, que hizo explotar su primera batea en 2011 y entró en producción en 2012, registra todo un historial por ser pionera en la implementación de nuevas tecnologías que ayudan a garantizar la seguridad y la salud de los empleados y, al mismo tiempo, mejoran la productividad. New Afton fue una de los primeras minas en adoptar la automatización y se enorgullece de ser pionera en la minería eléctrica a batería.

En 2016, en la mina New Afton se completó un estudio de viabilidad para determinar la idoneidad del yacimiento mineral de la zona C. Se espera que la zona C, que tiene cerca de 29 millones de toneladas de mineral, comience a producir en la segunda mitad de 2023 y prolongue la vida útil de la mina New Afton hasta 2030. En New Afton, se consideró la electrificación desde el minuto cero, ya que la profundidad del nuevo yacimiento mineral rondaba los 1150 metros bajo la superficie. El superintendente de la mina Jeff LaMarsh comentó que, en el estudio realizado en New Afton, se reconocieron una serie de ventajas potenciales derivadas de la electrificación con baterías.

“Tenemos la intención de adoptar la electrificación para el futuro de nuestra mina y, potencialmente, para el futuro de la industria,” comenta LaMarsh.

El proyecto que se conoce como zona C se aprobó en 2019. La mina New Afton se asoció con la firma de consultoría e ingeniería Tetra Tech y con la Autoridad Hidroeléctrica y Eléctrica de Columbia Británica para completar un estudio independiente acerca de la economía de una flota a baterías eléctricas en el proyecto.

“Con los resultados de este estudio en mano, decidimos adoptar la electrificación a batería y conocer al detalle la tecnología antes de tomar una decisión de compra para nuestra flota de cargadores LHD implementados en la zona C”, explica Prochotski.

En 2020, New Afton se asoció con Sandvik para realizar una versión de prueba de tres meses del primer Sandvik LH518B para generar confianza en el cargador antes de comprarlo. La mina estableció KPI de disponibilidad, duración de la batería y parámetros operativos, incluidas las velocidades de limpieza y acarreo.

“En todos los parámetros de prueba que evaluamos, el LH518B superó todas nuestras expectativas.”, dice LaMarsh, quien quedó particularmente impresionado por la fuerza de arranque y la capacidad de carga.

Lo que más llamó la atención de Prochotsky la primera vez que vio el cargador subterráneo en funcionamiento fue la falta de calor.

“El modelo Sandvik LH518B produce aproximadamente el 10 % de calor de una cargadora diésel de características similares”, comenta Prochotsky. “Es sorprendente la reducción del calor que se produce, por lo que ha sido excelente para nuestro lugar de trabajo subterráneo y el medioambiente.’ Se ha observado que los equipos eléctricos a batería proporcionan una ventaja de higiene y salud ocupacional para nuestros empleados. La ventilación para diluir el calor, las partículas de diésel y el polvo en espacios subterráneos cerrados es un bien escaso, y los BEV nos ayudan a reducir estos contaminantes en el lugar de trabajo.”

Además, el cargador eléctrico a batería es mucho más silencioso que su equivalente diésel.

“Puede tener una conversación individual al lado del equipo en funcionamiento, algo que nunca podría hacer con un diésel”, sostiene LaMarsh.

Sin embargo, la mayor sorpresa para LaMarsh fue la gran potencia del cargador.

“El modelo Sandvik LH518B tiene un poder de desbroce significativamente mayor”, declara. “En un diésel tradicional, hay que acelerar el motor para obtener toda la potencia hidráulica, mientras que en el BEV se logra la cantidad máxima de potencia hidráulica, desde el primer momento. El par de torque instantáneo es beneficioso, tanto para desbrozar como para arrancar en rampa. Desde el punto de vista de la productividad y la eficiencia, según nuestra experiencia, está muy por delante de la competencia en términos del equivalente diésel.”

El arranque, la parada y el acarreo de distancias cortas han tenido el mayor impacto en el tiempo de ciclo reducido del cargador eléctrico a batería. Sin embargo, Prochotsky sostiene que el mayor factor de productividad es la densidad de caballos de fuerza.

“Tenemos aproximadamente cuatro veces más potencia de tracción de las ruedas en el Sandvik LH518B que en su equivalente diésel. Es decir, el tiempo de aceleración es proporcionalmente más rápido”, afirma. “Durante el acarreo por la rampa, en pendiente, generalmente estimamos que nuestros LHD diésel se mueven aproximadamente a una velocidad de siete a ocho kilómetros por hora, mientras que observamos velocidades de 12 a 14 kilómetros por hora con el LHD a batería.’”

El cargador también ayuda a que New Afton alcance sus objetivos de reducción de gases de efecto invernadero.

“Parte de la misión de New Gold es impulsar la minería responsable”, comenta Prochotsky. “Reconocemos que las emisiones de gases de efecto invernadero en todo el mundo están aumentando y buscamos reducir nuestra huella de gases de efecto invernadero. Cuando el cargador está en plena producción, estamos reduciendo nuestras emisiones de GEI en aproximadamente 700 toneladas de CO2 equivalente por año, en comparación con un LHD diésel.”

Los datos de New Afton sobre el modelo Sandvik LH518B muestran que se espera que reemplazar un cargador diésel con un BEV de características similares reduzca las emisiones totales de gases de efecto invernadero de la mina hasta en un 2 % en un año, suponiendo plena producción.

”Hemos decidido adoptar la electrificación con baterías"

“Esa es una cantidad realmente grande que, entre otras cosas, depende de cuánto usemos el equipo y de cuánto diésel estemos compensando. Sin embargo, en una mina subterránea, incluso al reemplazar una pieza, el uso de equipos diésel con baterías eléctricas puede tener un impacto importante en la reducción total de GEI.”

El consumo de energía del modelo Sandvik LH518B ha sido significativamente menor que el del cargador equivalente diésel de New Afton. “El costo total de energía en comparación con el diésel es de alrededor del 10,9 % durante el funcionamiento”, comenta Prochotsky.

El modelo Sandvik LH518B está equipado con la característica Auto-Swap, un sistema de cambio automático patentado para el paquete de batería Artisan. El cargador también es el primer BEV de Sandvik que cuenta con tecnología AutoConnect, que permite al operador cambiar las baterías aún más rápido sin salir de la cabina.

“Las tecnologías AutoSwap y AutoConnect han funcionado sin problemas y de manera fluida”, sostiene Prochotsky. “Ha sido una gran ventaja para los operadores, tanto en seguridad como en eficiencia, no tener que salir de la cabina para desconectar la batería.”

El cambio de batería también le permite a New Afton distribuir la carga durante períodos de tiempo más largos, lo que ayuda a mitigar el consumo agresivo de energía que las soluciones de carga rápida pueden causar en la red de una mina.

“La tecnología de cambio de baterías es una gran opción para nosotros porque solo necesitamos cargar las baterías justo por debajo de la tasa de descarga”, explica LaMarsh.

A medida que New Afton se expande hacia la Zona C, la mina se ve limitada por su fuente de alimentación original de Lift 1 de aproximadamente 5 megavatios.

“Vamos a llevar ese mismo diámetro de cable a mayor profundidad, así que cuando hablamos de electrificar la Zona C, debemos asegurarnos de que la demanda de energía se mantenga dentro de nuestra capacidad de cable”, sostiene Prochotski. “Vemos que la mejor manera de hacerlo es distribuir la carga durante un período de tiempo más largo. Al electrificar nuestra flota de producción, seguimos usando la misma cantidad de energía, pero no tenemos una demanda máxima de energía que exceda la cantidad de energía que nuestros cables pueden suministrar. En última instancia, para la Zona C, queremos distribuir nuestra demanda de energía durante el mayor tiempo posible”.

En New Afton se utiliza actualmente el modelo Sandvik LH518B en el circuito de transporte Lift 1 de la mina para cargar camiones y transportar el mineral hasta la trituradora giratoria. Para 2023, la mina prevé realizar la transición del cargador a la nueva cueva B3 para continuar con la carga de camiones. B3 es esencialmente una zona intermedia que llevará a New Afton desde su actual área minera Lift 1 hasta la futura Zona C.

La excavación por socavación de la Zona C está a unos 550 metros por debajo de Lift 1 y a 1150 metros por debajo de la superficie. La minería en la profundidad de la futura zona de producción presenta desafíos de ventilación y costos de operación que Prochotsky espera que los BEV y la electrificación puedan ayudar a mitigar.

“La minería económica a tal profundidad puede ser compleja y consideramos que la electrificación con baterías es una de las posibles soluciones al desafío”, comenta Prochotski. “La temperatura de la roca virgen aumenta el calor del nivel mientras está en producción, por lo que las limitaciones de ventilación favorecen los equipos eléctricos a batería”.

"Nuestra fuerza laboral es receptiva a las nuevas tecnologías"

New Afton recibirá dos camiones eléctricos a batería Sandvik Z50 durante 2022. De este modo, la mina obtendrá las ventajas de su infraestructura de baterías existente y de su creciente conocimiento sobre baterías. Si bien en la mina se compraron los camiones de 50 toneladas como solución de producción para su área minera B3, los gerentes de la mina New Afton anticipan usarlos para ayudar a acelerar el desarrollo del declive de la Zona C hasta que la producción del área B3 aumente en el cuarto trimestre de 2022.

“Siempre es un desafío conseguir suficiente ventilación en el perfil hasta que hayamos establecido nuestra infraestructura de ventilación permanente”, afirma Prochotski. “Al utilizar camiones a batería, esperamos reducir el calor generado corriente arriba del perfil de desarrollo y eliminar las partículas de diésel.”

El personal de la fábrica de Sandvik ha apoyado a New Afton con tasas de descarga proyectadas y modelos de ciclo de trabajo para Sandvik LH518B que, según Prochotsky, han sido precisos.

“Sandvik nos está ayudando a comprender cuál es la mejor disposición para los equipos, el mejor espaciado entre circuitos, la ubicación de las zonas de paso y las estaciones de carga, ese tipo de criterios de diseño que luego podemos implementar antes de llegar a la Zona C”, comenta Prochotski. “Siempre hemos tenido una muy buena relación con Sandvik. Durante mucho tiempo hemos estado utilizando perforadoras y empernadores Sandvik subterráneos. Continuar nuestra relación, pasar a la automatización y ahora a los vehículos eléctricos a batería ha sido una progresión natural”.

“Personalmente creo que la electrificación es el camino hacia el futuro”, afirma LaMarsh. “Ser parte de un grupo que es pionero en la tecnología de BEV en la minería subterránea es realmente emocionante.

“Cada mina tiene una compra de capital o un reemplazo de mantenimiento en los próximos años, y creo que se perderían si decidieran no investigar o buscar la tecnología de baterías eléctricas”, sostiene.