Caterpillar desarrolla un innovador concepto de cargadora eléctrica para minería subterránea

El grupo de minería subterránea de Caterpillar Inc ha enviado un prototipo de batería eléctrica para cargadora de transporte y descarga (tipo de máquina más conocida por sus siglas en inglés, LHD) a una mina ubicada en Canadá. La fabricación inicial y las pruebas de validación de esta unidad de prueba R1300G comenzaron a principios de 2017 en los terrenos de pruebas que tiene Caterpillar en Peoria y continúan ahora, con su testeo en esta mina canadiense.

Este prototipo supone una prueba del concepto de almacenamiento de energía a base de litio que Caterpillar planea llevar al mercado LHD. La prueba de este concepto de Cat R1300G no representa un diseño final que vaya a salir al mercado. Después de las pruebas, Caterpillar lanzará un nuevo programa completo de introducción de productos que sigue un proceso de validación y diseño más profundo y riguroso.

“Nuestros clientes están planificando minas más profundas con temperaturas de roca ambiente muy altas, donde los costos de ventilación son fundamentales para hacer que la mina sea viable”, señala Jay Armburger, gerente de producto responsable de la tecnología subterránea. “Una forma de reducir la demanda de ventilación es a través de la electrificación del equipo de minería”.

Con más de 250 patentes en los campos de accionamiento eléctrico y almacenamiento de energía, y productos como la excavadora D7E, las pavimentadoras de asfalto de la serie F, los grandes camiones mineros 794 AC y 795F AC, la cargadora de ruedas 988K XE (recientemente introducida) e incluso la tecnología de microred, Caterpillar aporta tecnología y componentes del tren de accionamiento eléctrico totalmente integrados para llevar ahora a las máquinas subterráneas.

Este programa de I+D comenzó con un estudio completo de producción y análisis de datos de la máquina diesel para establecer una línea base. Una vez logrado, comenzó la transformación del R1300G en una versión eléctrica de batería. Las modificaciones incluyeron la eliminación del motor, la modificación de la transmisión y del convertidor de par y la reconfiguración del bastidor del motor para acomodar las cajas de batería y los motores eléctricos. El resultado es un tren de potencia eléctrico que impulsa un tren motriz convencional y mecánico (ejes de transmisión y ejes).

Por supuesto, el diseño de la nueva cargadora mejorará la vida útil de la batería mediante el uso de un sistema hidráulico de detección de carga impulsado por bombas de pistón, como las del nuevo Cat R1700. La máquina de prueba permitirá comprender las necesidades de generación de calor y enfriamiento, criterios de rendimiento, reclamo de espacio y consideraciones de seguridad en el funcionamiento diario de la máquina.

Con la ayuda de varios clientes que vieron el prototipo y lo operaron en el campo de pruebas, Caterpillar está recibiendo un buen feedback para ayudar a impulsar el programa. Todos los clientes que han visto la máquina coinciden en la necesidad de emplear un sistema que sea recargable. La recarga de la máquina evita que la mina incurra en costos de infraestructura adicionales o tenga que administrar o almacenar paquetes de baterías reemplazables. En su lugar, Caterpillar se está centrando en la carga rápida de las baterías en la máquina de modo que el operador pueda tomarse un descanso rápido y regresar a la máquina ya cargada. Además de desarrollar el LHD en sí, el programa ha creado prototipos de una estación de carga, con tecnología exclusiva de Caterpillar y con componentes Cat.

Al igual que ocurre con todas las presentaciones de productos nuevos, Caterpillar escuchará a sus clientes y pondrá nuevos diseños a prueba antes de lanzar la máquina. La química y las tecnologías que están detrás del desarrollo de la batería están evolucionando rápidamente. El cambio es inevitable, y el equipo de desarrollo continuará evaluando estas tecnologías cambiantes para atender mejor a los clientes mineros.

“Hemos probado duro esta máquina y su tecnología antes de enviarla a Canadá en septiembre", añade Armburger. “Con los resultados que hemos visto hasta ahora, estamos seguros de que esta prueba del concepto R1300G nos está dando las respuestas que necesitamos para desarrollar una máquina que sea segura y que cumpla con la promesa de durabilidad y fiabilidad de la marca Cat. Al final, Caterpillar están posicionada para desarrollar una máquina optimizada, desde la generación de energía hasta la rotación de neumáticos”.