Sandvik Mining busca cambiar la dinámica de batería-eléctrica en perforación subterránea de una enfocada en propulsión vehicular a una que también mejore directamente el proceso de perforación en sí mismo, Johannes Välivaara, Presidente de Perforación Subterránea, le contó a IM este mes.

El fabricante ha tenido al menos una perforadora de desarrollo con batería-eléctrica en su cartera durante una década, comenzando con la DD422iE lanzada en 2016. Este jumbo de desarrollo eléctrico aprovechó los avances respaldados por diésel que Sandvik había hecho previamente, pero agregó una batería para trameo de 'cero emisiones' entre ubicaciones de perforación.

Esto ciertamente creó un entorno de perforación subterránea más limpio y 'más verde', pero considerando que el sistema de perforación de estos equipos es casi idéntico al de sus equivalentes diésel, hicieron poca diferencia en el proceso de perforación actual. Välivaara le dijo lo mismo a IM al margen del evento Future of Mining 2026 en Finlandia: "Hemos estado en ese camino desde 2016 cuando lanzamos la primera perforadora BEV, la DD422iE, que tenía una batería de sodio-níquel. Hemos realizado muchas mejoras desde entonces, pero el desafío para el sector de perforación subterránea es que el trameo en batería se considera una función secundaria en comparación con la operación de perforación en sí.

"Quiero decir que los clientes buscan perforar cierta cantidad de agujeros con cierta precisión, con cierto costo y dentro de cierta ventana de tiempo. Entonces, tener una batería para trameo, incluso con los beneficios de menos ruido, menos calor y menos emisiones, no cambió significativamente esas métricas ya que la parte de perforación era similar. No movió la aguja".

El lanzamiento de la DD423iE parece cambiar eso.

Para empezar, la batería a bordo de esta nueva máquina es marcadamente diferente a la variante de sodio-níquel de 100 kWh que Sandvik usó en la DD422iE.

La DD423iE viene con un sistema de batería de fosfato de hierro-litio de 180 kWh que puede realizar aproximadamente 45 km de trameo en terreno plano y hasta 9 km de trameo en subida en una inclinación de 1:7. También cuenta con una mejora del 80% en el rendimiento de perforación de batería en comparación con la generación anterior, mientras que la velocidad de trameo se ha mejorado en un 30%, convirtiéndola en la máquina más rápida en la cartera de perforación subterránea de Sandvik.

La DD423iE puede entregar más del triple de potencia de carga mientras perfora, permitiendo un estado de carga completo de 0-100% de la batería mucho más rápido que su predecesora, alineándose bien con el tiempo dedicado en la frente de trabajo.

Estas son todas las mejoras al status quo de perforación con batería, lo que significa que el trameo basado en batería entre ubicaciones de perforación es una posibilidad en la mayoría de minas, según Välivaara.

"Pero ahora podemos ofrecer productividad adicional a la ecuación con perforación impulsada por batería", dijo.

Maximización de la productividad de la perforación BEV

La perforación impulsada por batería ofrece a las compañías mineras la capacidad de aumentar la productividad en operaciones subterráneas con restricciones de energía sin aumentar la potencia máxima de la red por encima de los límites prescritos. Välivaara explicó: "Conforme las minas se profundizan con el tiempo, es más difícil hacer pasar energía eléctrica a través de su infraestructura ya que aumenta la distancia desde la fuente. Ya en algunos casos tenemos que adaptar la potencia de perforación en minas subterráneas a las restricciones provenientes de la red eléctrica de la mina en sí".

Ahora, la perforación impulsada por batería puede cambiar eso, permitiendo que las minas logren los mejores resultados de perforación posibles independientemente de las restricciones basadas en la red. Por ejemplo, si la capacidad de la red se reduce, se puede extraer potencia de reserva de las baterías para mantener adecuadamente el ritmo de perforación. Por otro lado, si la potencia de la red se mantiene adecuada, se puede aplicar un impulso de potencia adicional para asegurar productividad añadida. La carga de batería ocurre durante el ciclo de perforación normal para asegurar suficiente capacidad a bordo del equipo después de que la ronda se completa.

"Hemos realizado pruebas propias y lo que podemos ver es alrededor de una reducción de hasta el 8% en tiempo de frente junto con un aumento del 18% en productividad de perforación", dijo Välivaara sobre esta funcionalidad.

Tales números podrían resultar convincentes para los operadores de minas subterráneas, ofreciéndoles el caso comercial necesario para realizar inversiones en vehículos batería-eléctricos (BEV) en lugar de la variante impulsada por diésel.

"No se necesitan inversiones adicionales para la infraestructura en sí, no hay estaciones de carga ni bahías de intercambio de baterías", dijo Välivaara. "Entonces, la transición de diésel a BEV ha sido hecha, yo diría, tan fácil como sea posible, y también puede ejecutar el BEV lado a lado con su flota diésel".

Cobertura y cruceros

Además de estos avances en electrificación, la Sandvik DD423iE retiene las mejoras de rendimiento de la DD423i. Estas incluyen un 35% mayor perforación y un 48% mejor cobertura de cruceros, y la integración de nuevos brazos SB75i con dobles volteretas.

"Tenemos aproximadamente medio metro más de extensión con estos nuevos brazos SB75i, en comparación con los brazos SB60i", dijo Välivaara. "Vemos esto como significativo, reduciendo la cantidad de veces que los operadores necesitan reubicar el equipo para perforar toda la frente. Todo esto suma en términos de productividad.

"Y esas dobles volteretas aseguran que pueda realizar perforación de cruceros suavemente desde la misma ubicación, perforando desde uno u otro lado, para mejorar aún más la cobertura del equipo".

La seguridad del operador y la productividad se mejoran aún más a través de mayor visibilidad y niveles de ruido reducidos dentro de la cabina. Las nuevas cubiertas ligeras hacen que el mantenimiento sea más fácil con accesibilidad mejorada a los componentes principales.

Las pruebas de campo en la mina Kittilä de Agnico Eagle Finland validaron estas mejoras de rendimiento en condiciones mineras reales, según Sandvik, con un representante de la compañía minera diciendo: "El rendimiento y rango de la Sandvik DD423iE fueron bastante impresionantes, especialmente comparados con modelos anteriores, y también puede competir con motores diésel de seis cilindros".

Pasos de entrada cero

Cuando IM se reunió con Välivaara a finales de 2022, la recepción de la exhibición del Concepto de Perforadora Subterránea AutoMine®, también conocido como 'Amelia', seguía siendo sentida por él y sus colegas.

La perforadora autónoma no tiene cable, siendo impulsada en cambio por una batería a bordo. Utiliza y optimiza la potencia y electricidad según la necesidad, haciendo que ese suministro de energía dure aún más. El trameo automatizado, gestión de misiones, perforación y cambio de brocas son algunos de los elementos que Sandvik destacó al lanzar, con el instalador de tubo elevador automatizado eliminando una tarea manual en la frente de trabajo en el paso de preparación entre perforación y carga. La máquina concepto en sí no fue destinada para comercialización, sino como una plataforma para probar tecnologías que podrían ser introducidas posteriormente en equipos comerciales.

Habiendo recibido retroalimentación de clientes sobre el valor que estas soluciones podrían proporcionar en equipos comerciales, Sandvik continúa sus planes de desplegar algunas de estas funcionalidades, dijo Välivaara.

"Hemos estado trabajando hacia los conceptos finales de algunos de estos en asociación cercana con nuestros clientes, y estamos prácticamente en los pasos finales para comercializarlos", dijo.

Pendiente de algunas pruebas de sitio finales, dijo Välivaara, el mercado podría pronto ver un módulo de navegación automatizada funcional. Dijo: "Tal vez recuerde, está basado en los escáneres a bordo que proporcionan la ubicación exacta de la máquina en sí así como algunos puntos de referencia en las paredes laterales.

"Para los operadores, esto simplificará dramáticamente el proceso de perforación: simplemente conducen hacia la galería, bajan los gatos, seleccionan el plan de perforación e inician la perforación. Esta es una gran diferencia, lo que significa que no hay necesidad de que un topógrafo proporcione ese punto de referencia para cada nueva configuración".

Esto reduce la necesidad de que el operador trabaje en la parte frontal del equipo y apoya el objetivo más amplio de Entrada Cero de Sandvik.

Desarrollos adicionales de AutoMine se esperan que permitan a los operadores controlar el equipo remotamente, mejorando la seguridad mientras potencialmente permitiendo que la perforación continúe a través de cambios de turno.

Estos desarrollos también probablemente estarán acompañados por inversión continua en aprendizaje automático. En la Mina de Prueba Tampere de Sandvik este mes, la compañía demostró un agente de IA asistiendo a un operador en la selección de un proceso de perforación óptimo, incluyendo el uso de perforación impulsada por batería.

"Yo diría que estamos bastante cerca de llevar algo al mercado en ese espacio también", dijo Välivaara sobre posibles avances de IA.

El conducto de proyectos para Välivaara y su equipo de perforación subterránea se ve vasto, pero enfatizó que el fabricante estaba comprometido a pasar por los procesos de gestión de cambio requeridos con sus clientes para asegurar que cualquier adaptación que proponga proporcione valor a las operaciones mineras.

"Reconocemos el hecho de que cada adopción de tecnología exitosa requiere aceptación de todos los niveles en la organización con clara comprensión de las razones detrás del cambio", dijo. "Al enfocarse en los objetivos finales, que no son sobre tecnología como tal, sino sobre personas y valor real y tangible que podemos aportar a las operaciones, creemos que este viaje se volverá mucho más fácil para todos los involucrados".