Una luz al final del túnel:
Electrificación de las operaciones de minería subterránea
Con 40 años’ de experiencia en electrificación al servicio de la industria, Sandvik ha seguido adquiriendo competencias y experiencias líderes del segmento en tecnología aplicada a los vehículos eléctricos a batería (BEV). Por supuesto, estamos más que dispuestos a compartir todo este conocimiento con aquellas empresas de minería que busquen evaluar nuevas ventajas y oportunidades, más allá de dónde se encuentren en el recorrido hacia la electrificación.
Cada mina tiene una compra de capital o un reemplazo de mantenimiento en los próximos años, y se perderían si decidieran no investigar o buscar la tecnología de baterías eléctricas.
Jeff Lamarsh,
Superintendente de minería en la mina New Afton
En términos generales, la situación comercial para los BEV será más atractiva en países que tienen un alto costo de diesel, un bajo costo de electricidad y que priorizan los problemas de ESG.
Hasta una de cada tres minas subterráneas abandonadas puede esperar observar un menor costo en efectivo por tonelada con el uso de BEV* en comparación con una flota equipada con motores de combustión interna ICE** que ya existe en la actualidad.
Escenarios de acarreo
Si bien la rentabilidad que ofrece los BEV depende, en última instancia, de las variables que se encuentran en la mina, si se tiene en cuenta el método de extracción y la geometría del yacimiento mineral, se pueden esbozar algunas observaciones generales con respecto a los perfiles de acarreo:
Acarreo en superficies planas
Acarreo por rampa ascendente (completa)
Acarreo por rampa descendente (completa)
- El acarreo en superficies planas es un caso de uso que resulta bastante atractivo para los BEV, ya que no se requiere un consumo adicional de potencia para superar la gravitación —a diferencia de lo que ocurre en escenarios de rampa descendente o ascendente—.
- Como resultado, este escenario se asocia, en términos generales, con una potencia promedio absoluta menor y con un índice de variación de potencia más bajo durante todo un ciclo. Todas estas ventajas implican un menor desgaste de la batería y una vida útil más prolongada.
- En este caso de uso, se exploran las ventajas de productividad que ofrecen los BEV durante un ciclo de tiempo más corto en secciones de rampa ascendente.
- En la práctica estas ventajas se pueden determinar de varias maneras:
- i. Costo de capital más bajo: es posible que el número de BEV necesarios sea más bajo que con una flota equipada con ICE, lo que compensa el precio más alto por unidad que implican los BEV.
- ii. Ciclos de tiempo más cortos: estos permiten una mayor producción en la misma cantidad de horas de uso de un vehículo. Esta ventaja se traduce directamente en costos de mano de obra y de mantenimiento de la unidad más bajos.
- iii. Producción adicional: si la operación se limita al uso de camiones —debido al número máximo de vehículos en ciclo, ventilación, etc.–, es posible acceder a más ventajas a través de una producción incremental en el sitio.
- La utilización de rampas más cortas y de longitud media permite lograr un ciclo de tiempo más cortos, sin la necesidad de contar con infraestructura de carga adicional. Por el contrario, las rampas largas y empinadas pueden implicar la necesidad de utilizar estaciones de carga y baterías adicionales.
- Por su parte, el consumo de energía de la batería también aumenta y esto puede generar condiciones de operación desfavorables —p. ej., aumento de la temperatura de la batería y de la tasa C—. Se debe tener en cuenta que toda esta situación podría provocar una degradación más rápida de la batería. Por ello, la implementación de prácticas sólidas de administración de baterías en este caso de uso —así como las aplicaciones de alta intensidad en general— resultan fundamentales. (Consulte la sección sobre administración de baterías).
- Dados los requisitos de recarga más frecuente, este caso de uso puede implicar una mayor proporción de los costos de electricidad; sin embargo, estos se compensan, en cierta medida, gracias a la función de frenado regenerativo durante el desplazamiento sin carga por rampas descendentes. Este caso de uso implica además un mayor ahorro en el consumo de combustible diésel, ya que los equipos ICE tienen, en general, tasas de consumo más altas para las operaciones por rampa ascendente.
- Si se toman en cuenta los requisitos de recarga menos frecuente, gracias a la función de frenado regenerativo, este caso de uso es el menos sensible a los costos de electricidad, en comparación con los otros que se analizaron. Además, esta ventaja redunda en costos más bajos relacionados con la infraestructura de carga.
- Las baterías seguirán limitadas a varios ciclos de carga y descarga, dadas las secciones vacías de rampa ascendente —consulte la figura 17—. Así, los costos asociados con las baterías son más altos que aquellos asociados con un ciclo de acarreo en superficie plana.
- Sin embargo, aún se logran ahorros significativos en los costos asociados al consumo de combustible diésel, ya que aún se necesita de potencia para superar la gravitación del camión vacío —en general, entre el 40 y 50 % del peso con carga—.
Se espera que muchos de los factores que promueven la competitividad de los BEV mejoren todavía más en los próximos años. Entre estos factores, se incluyen mejoras rápidas en el rendimiento, la durabilidad y el costo de la batería. Además, se espera un respaldo más sólido para la electrificación con planes de incentivos impulsados por los gobiernos.