Primeiro pronto para usar

O operador Dayton Gray transporta a maior carregadeira elétrica a bateria da mineração até um compartimento de carga no circuito de transporte do Elevador 1 na mina block cave New Afton da New Gold. Não há pontes rolantes ou empilhadeiras na sujeira convertida, onde o sistema de troca automática da carregadeira desconecta e abaixa uma bateria descarregada, se desloca para pegar uma bateria totalmente carregada e conectá-la automaticamente. Gray não sai da cabine durante todo o processo, controlando a troca conforme as instruções em um visor touchscreen. Menos de seis minutos depois, ele sai do compartimento de carga e acelera uma subida.

O gerente da mina da New Afton, Peter Prochotsky, vê esse processo como o futuro potencial de “reabastecimento” de equipamentos móveis subterrâneos.

“É uma grande mudança para a nossa indústria passar do diesel para o elétrico, e estou feliz em participar disso”, diz ele.

A carregadeira, o primeiro veículo elétrico a bateria (BEV) Sandvik LH518B de 18 toneladas, é a primeira grande peça da infraestrutura de BEV da New Afton. A mina de ouro, que tocou o primeiro sino em 2011 e entrou em produção em 2012, tem um histórico de pioneirismo em novas tecnologias inovadoras que ajudam a garantir a segurança e a saúde dos funcionários e, ao mesmo tempo, melhoram a produtividade. A New Afton foi uma das primeiras a adotar a automação e tem orgulho de ser pioneira na mineração elétrica a bateria.

Em 2016, a New Afton concluiu um estudo de viabilidade para determinar a viabilidade do corpo de minério da C-Zone. A C-Zone, que contém aproximadamente 29 milhões de toneladas, deverá iniciar a produção no segundo semestre de 2023 e estender a vida útil da mina da New Afton até 2030. A New Afton considerou a eletrificação desde o início devido à profundidade do novo corpo de minério, 1.150 metros abaixo da superfície, e o superintendente da mina, Jeff LaMarsh, disse que a New Afton reconheceu uma série de possíveis benefícios da eletrificação a bateria durante o estudo.

“Queremos abraçar a eletrificação como parte do futuro da nossa mina e, possivelmente, do futuro da indústria”, diz LaMarsh.

O projeto C-Zone foi aprovado em 2019 e a New Afton se uniu à empresa de consultoria e engenharia Tetra Tech e à British Columbia Hydro and Power Authority para concluir um estudo separado sobre a economia de uma frota elétrica a bateria no projeto C-Zone.

“Com isso em mãos, decidimos adotar a eletrificação a bateria e aprender sobre a tecnologia antes de tomar uma decisão de compra para a frota LHD da C-Zone”, diz Prochotsky.

Em 2020, a New Afton fez parceria com a Sandvik para uma avaliação de teste de três meses do primeiro Sandvik LH518B para aumentar a confiança na carregadeira antes de comprá-la. A mina estabeleceu KPIs para disponibilidade, duração da bateria e parâmetros operacionais, incluindo velocidades de remoção e deslocamento.

“Em todos os parâmetros de teste que avaliamos, o LH518B superou todas as nossas expectativas”, diz LaMarsh, que ficou particularmente impressionado com a força de desagregação e a capacidade de carga.

O que mais chamou a atenção de Prochotsky na primeira vez que viu a carregadeira operando no subsolo foi a falta de calor.

“A Sandvik LH518B produz aproximadamente 10% do calor de uma carregadeira a diesel comparável”, diz Prochotsky. “É impressionante como produz muito menos calor, por isso tem sido ótimo para o nosso local de trabalho subterrâneo e para o meio ambiente. Foi constatado que equipamentos elétricos a bateria criam um grande benefício de saúde e higiene ocupacional para nossos funcionários. A ventilação para diluir o calor, as partículas de diesel e a poeira em espaços subterrâneos fechados é valiosa e os BEVs nos ajudam a reduzir esses contaminantes no local de trabalho.”

A carregadeira elétrica a bateria também é muito mais silenciosa que seu equivalente a diesel.

“Você pode ter uma conversa cara a cara ao lado do equipamento em operação, o que nunca seria possível com um a diesel”, diz LaMarsh.

A maior surpresa para LaMarsh, porém, foi a enorme potência da carregadeira.

“A Sandvik LH518B tem um poder de remoção significativamente maior”, diz ele. “Em uma a diesel tradicional, é necessário acelerar o motor para obter toda a potência hidráulica, enquanto no BEV é a quantidade máxima de potência hidráulica, desde o início. O torque instantâneo é benéfico, tanto para extração quanto para partida em rampa. Do ponto de vista da produtividade e da eficiência, está muito à frente da concorrência em termos de equivalente a diesel, na nossa experiência.”

Partir, parar e percorrer distâncias curtas tiveram o maior impacto no tempo de ciclo reduzido da carregadeira elétrica a bateria, mas Prochotsky diz que o maior impulsionador da produtividade é a densidade de potência.

“Temos aproximadamente quatro vezes mais potência do motor de roda na Sandvik LH518B do que seu equivalente a diesel, portanto, o tempo de aceleração é proporcionalmente mais rápido”, diz ele. “Subindo a rampa, normalmente estimamos que nossas LHDs a diesel se movam a cerca de sete a oito quilômetros por hora, enquanto estamos vendo velocidades de 12 a 14 quilômetros por hora com a LHD a bateria.”

A carregadeira também está ajudando a New Afton a atingir as metas de redução de gases de efeito estufa.

“Parte da missão da New Gold é impulsionar a mineração responsável”, diz Prochotsky. “Reconhecemos que as emissões de gases de efeito estufa em todo o mundo estão aumentando e queremos tentar reduzir a nossa pegada desses gases. Quando o medidor está em produção máxima, reduzimos nossas emissões de GEE em cerca de 700 toneladas de CO2 equivalente por ano, em comparação com uma LHD a diesel.”

Os dados da New Afton sobre a Sandvik LH518B mostram que a substituição de uma carregadeira a diesel por um BEV comparável deverá reduzir as emissões totais de gases de efeito estufa da mina em até 2% em um ano, assumindo a produção máxima.

”Decidimos adotar a eletrificação a bateria"

“Esse é um número muito grande que, entre outras coisas, depende de quanto usamos o equipamento e de quanto diesel estamos compensando, mas para uma mina subterrânea, até mesmo a substituição de um equipamento a diesel por um elétrico a bateria pode ter um grande impacto na redução total de GEE.”

O consumo de energia da Sandvik LH518B foi significativamente menor do que o da carregadeira equivalente a diesel da New Afton. “O custo total de energia comparado ao diesel é de cerca de 10,9% durante a operação”, diz Prochotsky.

A Sandvik LH518B é equipada com um Auto-Swap, um sistema de troca automática patenteado para a bateria Artisan. A carregadeira também é o primeiro Sandvik BEV com tecnologia AutoConnect, permitindo ao operador trocar as baterias ainda mais rapidamente, sem sair da cabine.

“No AutoSwap, a tecnologia AutoConnect tem sido suave e contínua”, diz Prochotsky. “Tem sido um grande benefício para os operadores, tanto em segurança quanto em eficiência, não sair da cabine para desconectar a bateria.”

A troca de bateria também permite que a New Afton distribua a carga de carregamento por períodos mais longos, ajudando a mitigar o consumo agressivo de energia que as soluções de carga rápida podem causar na rede de uma mina.

“A tecnologia de troca de bateria é uma ótima opção para nós porque só precisamos carregá-las até um pouco abaixo da taxa de descarga”, diz LaMarsh.

À medida que a New Afton se expande em direção à C-Zone, a mina é limitada pela fonte de alimentação original do Elevador 1 de aproximadamente 5 megawatts.

“Vamos levar esse mesmo diâmetro de cabo mais fundo. Assim, quando falamos em eletrificar a C-Zone, precisamos garantir que a demanda de energia permaneça dentro da nossa capacidade de cabo”, diz Prochotsky. “Vemos que a melhor maneira de fazer isso é distribuir a carga por um período de tempo mais longo. Continuamos a utilizar a mesma quantidade de energia ao eletrificar nossa frota de produção, mas não temos uma demanda de energia de pico que exceda a quantidade de energia que os cabos podem fornecer. Em última análise, para a C-Zone, queremos distribuir a demanda de energia pelo maior tempo possível.”

A New Afton atualmente usa a Sandvik LH518B no circuito de transporte do Elevador 1 da mina para carregar caminhões e transportar minério para o britador giratório. Até 2023, a mina prevê a transição da carregadeira para a nova caverna B3 para continuar o carregamento dos caminhões. B3 é basicamente uma zona intermediária que levará a New Afton da atual área de mineração do Elevador 1 até a futura C-Zone.

A caverna de blocos da C-zone a cerca de 550 metros abaixo do Elevador 1 e 1.150 metros abaixo da superfície. A mineração na profundidade da futura área de produção apresenta desafios de ventilação e custos operacionais que Prochotsky espera que os BEVs e a eletrificação possam ajudar a mitigar.

“A mineração econômica em tal profundidade pode ser complexa e vemos a eletrificação a bateria como uma das possíveis soluções para o desafio”, diz Prochotsky. “A temperatura da rocha virgem aumenta o calor do nível durante a produção, de modo que as restrições de ventilação favorecem os equipamentos elétricos a bateria.”

"Nossa força de trabalho é receptiva às novas tecnologias"

A New Afton receberá dois caminhões elétricos a bateria Sandvik Z50 durante 2022, permitindo que a mina se beneficie da infraestrutura de baterias existente e do crescente conhecimento sobre baterias. Embora a mina tenha adquirido os caminhões de 50 toneladas como solução de produção para a área de mineração B3, os gerentes da mina da New Afton prevêem usá-los para ajudar a acelerar o desenvolvimento do declínio da C-Zone até que a produção da B3 aumente no quarto trimestre de 2022.

“É sempre um desafio conseguir ventilação suficiente até que tenhamos estabelecido a infraestrutura de ventilação permanente”, diz Prochotsky. “Ao utilizar caminhões a bateria, esperamos reduzir o calor gerado a montante da face de desenvolvimento e eliminar partículas de diesel.”

O pessoal da fábrica da Sandvik apoiou a New Afton com taxas de descarga projetadas e modelagem de ciclo de trabalho para a Sandvik LH518B que, segundo Prochotsky, foram precisos.

“A Sandvik está nos ajudando a entender a melhor preparação para os equipamentos, o melhor espaçamento dos circuitos, a localização dos compartimentos de passagem e das estações de recarga, esses tipos de critérios de projeto que podemos implementar antes de realmente chegar à C-Zone”, diz Prochotsky. “Sempre tivemos um relacionamento muito bom com a Sandvik. Há muito tempo que usamos perfuratrizes e equipamentos de atirantamento da Sandvik no subsolo, e continuar nosso relacionamento e avançar para a automação e agora para veículos elétricos a bateria tem sido uma progressão natural.”

“Eu pessoalmente acredito que a eletrificação é o caminho do futuro”, diz LaMarsh. “Fazer parte de um grupo que é pioneiro na tecnologia BEV na mineração subterrânea é realmente emocionante.

“Toda mina provavelmente tem um investimento de capital ou uma substituição de manutenção prevista para os próximos anos. Acho que elas perderiam se decidissem não pesquisar ou buscar a tecnologia de bateria elétrica”, ele diz.