El primero en salir de la caja

El operador Dayton Gray traslada en tranvía la cargadora eléctrica de baterías más grande de la minería hasta un punto de carga en el bucle de transporte Lift 1 de la cueva de bloques New Afton de New Gold. No hay puentes grúa ni carretillas elevadoras en el nuevo depósito, donde el sistema de intercambio automático de la cargadora desconecta y baja una batería agotada, la acarrea para recoger una batería completamente cargada y la conecta automáticamente. Gray no sale de la cabina durante todo el proceso y controla el cambio siguiendo las instrucciones de una pantalla táctil. Menos de seis minutos después, sale acarreo del compartimento de carga y acelera por una pendiente.

Peter Prochotsky, director de la mina de New Afton, ve en este proceso el futuro potencial del "repostaje" para equipos móviles subterráneos.

"Es un gran paso adelante para nuestro sector pasar del diesel a la electricidad, y estoy encantado de participar en él", afirma.

La cargadora, el primer vehículo eléctrico de batería (BEV) Sandvik LH518B de 18 toneladas, es la primera pieza importante de infraestructura BEV en New Afton. La mina de oro, que voló su primera chimenea en 2011 y entró en producción en 2012, tiene un historial de ser pionera en nuevas tecnologías innovadoras que ayudan a garantizar la seguridad y la salud de sus empleados, al tiempo que mejoran la productividad. New Afton fue una de las primeras en adoptar la automatización y se enorgullece de ser pionera en la minería eléctrica a batería.

En 2016, New Afton completó un estudio de viabilidad para determinar la viabilidad de su yacimiento de mineral C-Zone. Se espera que la C-Zone, que contiene aproximadamente 29 millones de toneladas, comience a producir en la segunda mitad de 2023 y amplíe la vida útil de la mina de New Afton hasta 2030. New Afton consideró la electrificación desde el principio debido a la profundidad del nuevo yacimiento, 1.150 metros por debajo de la superficie, y el superintendente de la mina, Jeff LaMarsh, dijo que New Afton reconoció una serie de beneficios potenciales de la electrificación por baterías durante el estudio.

"Queremos adoptar la electrificación como parte del futuro para nuestra mina y potencialmente
el futuro para la industria", dice LaMarsh.

El proyecto C-Zone se aprobó en 2019 y New Afton se asoció con la empresa de consultoría e ingeniería Tetra Tech y la Autoridad Hidroeléctrica y Energética de Columbia Británica para completar un estudio independiente sobre los aspectos económicos de una flota eléctrica de baterías en el proyecto C-Zone.

"Con eso en la mano, decidimos adoptar la electrificación de la batería y aprender sobre la tecnología antes de tomar una decisión de compra para nuestra flota de LHD de C-Zone", dice Prochotsky.

En 2020, New Afton se asoció con Sandvik para realizar una prueba de tres meses de la primera Sandvik LH518B con el fin de generar confianza en la cargadora antes de adquirirla. La mina estableció KPI para la disponibilidad, la duración de la batería y los parámetros de funcionamiento, incluidas las velocidades de desescombro y acarreo.

"En todos los parámetros de prueba que evaluamos, la LH518B superó todas nuestras expectativas", afirma LaMarsh, que quedó especialmente impresionado por la fuerza de arranque y la capacidad de carga.

Lo que más le llamó la atención a Prochotsky la primera vez que vio la cargadora operando bajo tierra fue la falta de calor.

la LH518B de Sandvik produce aproximadamente un 10% menos de calor que una cargadora diésel comparable", afirma Prochotsky, "es asombroso ver cuánto menos calor produce, así que ha sido estupendo para nuestro lugar de trabajo subterráneo y para el medio ambiente". Se ha visto que los Equipos eléctricos de Batería suponen un gran beneficio para la salud e higiene laboral de nuestros empleados. La ventilación para diluir el calor, las partículas de gasóleo y el polvo en los espacios subterráneos cerrados es muy importante, y los BEV nos ayudan a reducir estos contaminantes en el lugar de trabajo".

La cargadora eléctrica de batería también es mucho más silenciosa que su equivalente diésel.

"Puedes mantener una conversación cara a cara con el operador, algo que nunca podrías hacer con un diesel", afirma LaMarsh.

Sin embargo, la mayor sorpresa para LaMarsh fue la enorme potencia de la cargadora.

la Sandvik LH518B tiene mucha más potencia de limpieza", dice, "en un motor diésel tradicional, hay que revolucionar el motor para obtener toda la potencia hidráulica, mientras que en la BEV se obtiene la máxima potencia hidráulica desde el primer momento". El par motor instantáneo es beneficioso, tanto para desescombrar como para arrancar en una rampa. Desde el punto de vista de la productividad y la eficiencia, está muy por delante de la competencia en términos de equivalente diésel, según nuestra experiencia".

El arranque, la parada y el acarreo de distancias cortas han tenido el mayor impacto en la reducción del tiempo de ciclo de la cargadora eléctrica de batería, pero Prochotsky dice que el mayor impulsor de la productividad es la densidad de caballos de fuerza.

"La LH518B de Sandvik tiene aproximadamente cuatro veces más potencia de motor de rueda que su equivalente diésel, por lo que el tiempo de rampa ascendente es proporcionalmente más rápido", afirma. "En el acarreo por rampa ascendente, en pendiente, normalmente calculamos que nuestras LHD diésel se mueven a unos siete u ocho kilómetros por hora, mientras que con la LHD de batería vemos velocidades de 12 a 14 kilómetros por hora".

La cargadora también está ayudando a New Afton a alcanzar sus objetivos de reducción de gases de efecto invernadero.

"Parte de la misión de New Gold es impulsar la minería responsable", afirma Prochotsky, "somos conscientes de que las emisiones de gases de efecto invernadero en todo el mundo están aumentando y queremos intentar reducir nuestra huella de gases de efecto invernadero. Cuando la pala está a pleno rendimiento, reducimos nuestras emisiones de gases de efecto invernadero en unas 700 toneladas equivalentes de CO2 al año en comparación con un LHD diésel."

Los datos de New Afton sobre la Sandvik LH518B muestran que se espera que el reemplazo de una pala cargadora diésel por una BEV comparable reduzca las emisiones totales de gases de efecto invernadero de la mina hasta en un 2% en un año, suponiendo plena producción.

"Es una cifra realmente grande que, entre otras cosas, depende de cuánto usemos el equipo y de cuánto diésel estemos compensando, pero para una mina subterránea incluso el reemplazo de una pieza de equipo diésel por otro eléctrico de batería puede tener un gran impacto en su reducción total de GEI."

El consumo de energía de la Sandvik LH518B ha sido significativamente menor que el de la cargadora diésel equivalente de New Afton: "El coste total de energía comparado con el diésel es de alrededor del 10,9 por ciento mientras opera", dice Prochotsky.

La Sandvik LH518B está equipada con Auto- Swap, un sistema patentado de intercambio automático del paquete de baterías Artisan. La cargadora es también la primera BEV de Sandvik que incorpora la tecnología AutoConnect, que permite al operador cambiar las baterías aún más rápidamente sin salir de la cabina.

"La tecnología AutoSwap y AutoConnect ha funcionado sin problemas", afirma Prochotsky, "y ha supuesto una gran ventaja para los operadores, tanto en términos de seguridad como de eficiencia, al no tener que salir de la cabina para desconectar la batería".

New Afton evaluó diferentes metodologías de carga. LaMarsh dijo que la capacidad de intercambiar baterías rápidamente es una ventaja de los BEV de Sandvik, ya que la cargadora no necesita estar estacionada durante un período prolongado.

"Sandvik LH518B era una opción atractiva para nosotros porque tiene la tecnología de intercambio de baterías en contraposición a la carga rápida, y eso realmente es un buen augurio en una operación de espeleología de bloques", dice LaMarsh, "El intercambio de baterías ayuda a garantizar una mayor utilización del equipo, mientras que con una carga rápida, es necesario tener tiempo fuera de servicio para facilitar esa carga. Para nosotros, en una aplicación de espeleología en bloque, el intercambio de baterías es la tecnología más importante. Cuando dependes de la tecnología de carga rápida, cada minuto afecta a la utilización del equipo".

El intercambio de baterías también permite a New Afton distribuir la carga a lo largo de periodos de tiempo más prolongados, lo que ayuda a mitigar el agresivo consumo de energía que las soluciones de carga rápida pueden suponer para la red de una mina.

"La tecnología de intercambio de baterías es una gran opción para nosotros, ya que sólo tenemos que cargar las baterías a una velocidad ligeramente inferior a la de descarga", afirma LaMarsh.

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

"Vamos a llevar el mismo diámetro de cable a mayor profundidad, así que cuando hablamos de electrificar la Zona C, tenemos que asegurarnos de que la demanda de energía se mantiene dentro de nuestra capacidad de cable", dice Prochotsky, "Vemos que la mejor manera de hacerlo es repartir la carga durante un período de tiempo más largo. Seguimos utilizando la misma cantidad de energía al electrificar nuestra flota de producción, pero no tenemos un pico de demanda de energía que supere la cantidad de energía que pueden suministrar nuestros cables". En última instancia, para C-Zone queremos repartir nuestra demanda de energía durante el mayor tiempo posible".

New Afton utiliza actualmente Sandvik LH518B en el bucle de transporte Lift 1 de la mina para cargar camiones y transportar mineral a la trituradora giratoria. Para 2023, la mina prevé 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 zona minera Lift 1 hasta la futura zona C.

La cueva del bloque C-Zone se encuentra a unos 550 metros por debajo del Lift 1 y a 1.150 metros por debajo de la superficie. La explotación a esta profundidad plantea problemas de ventilación y costes de operación que Prochotsky espera que los BEV y la electrificación ayuden a mitigar.

"La explotación económica a tal profundidad puede ser compleja, y vemos la electrificación con baterías como una de las posibles soluciones al desafío", dice Prochotsky. "La temperatura de la roca virgen aumenta el calor del nivel mientras está en producción, por lo que tanto eso como las limitaciones de ventilación favorecen a los equipos eléctricos con baterías".

New Afton recibirá dos camiones eléctricos a batería Sandvik Z50 durante 2022, lo que permitirá a la mina beneficiarse de su infraestructura de baterías existente y de sus crecientes conocimientos sobre baterías. Aunque la mina compró los camiones de 50 toneladas como una solución de producción para su área minera B3, los gerentes de la mina New Afton anticipan usarlos para ayudar a acelerar el desarrollo de la declinación de la Zona C hasta que la producción de B3 se dispare en el cuarto trimestre de 2022.

"Siempre es un reto conseguir suficiente ventilación hasta el frente de explotación hasta que hayamos establecido nuestra infraestructura de ventilación permanente", dice Prochotsky. "Mediante la utilización de camiones de batería, esperamos reducir el calor generado aguas arriba del frente de explotación y eliminar las partículas diésel."

El personal de la fábrica de Sandvik ha ayudado a New Afton con las tasas de descarga proyectadas y el modelado del ciclo de trabajo para Sandvik LH518B que, según Prochotsky, han sido precisos.

"Sandvik nos está ayudando a comprender cuál es el mejor emplazamiento para los equipos, el mejor espaciado entre bucles, la ubicación de las bahías de paso y las estaciones de carga, ese tipo de criterios de diseño que podemos aplicar antes de llegar a la Zona C. Siempre hemos tenido una muy buena relación con Sandvik. Llevamos mucho tiempo utilizando perforadoras y bulonadoras Sandvik bajo tierra, y continuar nuestra relación y pasar a la automatización y ahora a los vehículos eléctricos de batería ha sido una progresión natural."

"Personalmente creo que la electrificación es el camino del futuro", dice LaMarsh, "formar parte de un grupo que consigue ser pionero en la tecnología BEV en minería subterránea es realmente emocionante".

"En los próximos años, todas las minas tendrán que hacer una compra de capital o un reemplazo de mantenimiento, y creo que se estarían perdiendo algo si decidieran no investigar o buscar la tecnología de baterías eléctricas", afirma.