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A gran escala

BüKKáBRáNY, Hungría. Hace ocho millones de años, un bosque de cipreses de hasta 40 metros de altura dio origen a la mina de lignito que alimenta una de las centrales eléctricas más grandes de Hungría.

Primera de su clase

Cuando la extracción en la mina de Bükkábrány entró en una zona donde Mátrai tenía que extraer un volumen creciente de lastre para bajar a la veta de lignito, la empresa pidió una excavadora fuera de serie para ampliar la capacidad, mejorar la productividad y reducir la dependencia de los costosos sistemas de camión y pala.

Sandvik diseñó y construyó la PE100, la primera de su clase, la rotopala compacta más grande del mundo, con una capacidad teórica de 6.700 metros cúbicos por hora. Con una capacidad anual de unos 12 millones de metros cúbicos, la PE100 trabaja en tándem con la correa móvil PB100 y tiene más del doble de capacidad de extracción de lignito que las otras excavadoras utilizadas en Bükkábrány.

Hace unos años, se descubrieron 16 troncos de ciprés bien conservados en el fondo de la mina a rajo abierto de Bükkábrány, en Hungría nororiental.

Aunque la mayor parte de ese bosque primigenio se convirtió en carbón mineral durante el Mioceno, se sospecha que una tormenta de arena cubrió algunos de los árboles, e impidió su fosilización. El descubrimiento, el primero de árboles tan antiguos en Europa, provocó mucho revuelo entre los científicos, ya que les permitió estudiar mejor el clima en aquel tiempo.

Coincidiendo con el transporte de los troncos a museos –a mediados de 2007– Mátrai Erőmű (Central Eléctrica Matra), la propietaria de la mina, encargó Sandvik Mining Systems en Austria la entrega de la rotopala (ERP) más grande del mundo, la PE100, con una correa móvil PB100. Mátrai explota dos minas a rajo abierto que producen los 8,5 millones de toneladas anuales de lignito que demanda su central de 950 MW, la más grande de su tipo en Hungría.

La central abastece más del 15 por ciento de la demanda de energía de Hungría. Un aporte vital en un país de 10 millones de habitantes que depende del gas natural ruso y otras importaciones para hasta el 70 por ciento de sus necesidades de energía primaria.

El lignito, o carbón bituminoso, tiene un alto contenido de humedad y se utiliza principalmente como combustible para la generación termoeléctrica.

El 60 por ciento del lignito de Mátrai procede de su mina más grande, en Visonta, unos 90 kilómetros al noreste de Budapest. Es lignito de un valor calorífico inferior que se mezcla en la central térmica con el lignito superior transportado 60 kilómetros en tren desde la mina de Bükkábrány.

Bükkábrány inició la producción en 1985 como mina a rajo abierto de camión y pala. Mátrai estrenó su primera rotopala aquí a principios de los 90 para extraer continuamente el lastre y acceder más rápidamente a la veta inferior de lignito. Cuando se entró en una zona en la que el lastre era cada vez más grueso, Mátrai buscó una excavadora excepcional capaz de aumentar la capacidad de producción y la productividad.

“Ya teníamos todas las demás máquinas”, dice Barnabás Derekas, director de estrategia minera de Mátrai. “Teníamos nuestros sistemas de correas y un esparcidor. Buscábamos una máquina grande porque estaba claro que el corte continuo sería significativamente más económico que una operación basada en camiones y palas”.

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Mátrai calculó la inversión de capital y los costos de explotación y mantenimiento de una nueva ERP que tuviera una capacidad anual de unos 12 millones de metros cúbicos. La empresa inició negociaciones con los principales proveedores en Europa, asignando distintos porcentajes de importancia a tres criterios cruciales: precio, especificaciones técnicas y condiciones de pago.

“No estábamos interesados en una solución simplemente barata”, dice Derekas. “Queríamos encontrar la mejor solución integral basada en los factores más importantes. Elegimos a Sandvik porque nos ofreció la mejor solución basada en una combinación de los tres factores”.

Mátrai consultó a expertos en proyectos complejos de excavadoras en la empresa eléctrica alemana RWE. Representantes de Sandvik responsables de distintas partes de la máquina se reunieron con Mátrai y RWE cada dos semanas durante varios meses para planificar los detalles del proyecto.

Los componentes de la excavadora se fabricaron en parte en Hungría y en parte en otros países europeos. Hasta 130 operarios trabajaron diariamente durante casi nueve meses para fabricar la excavadora y la correa móvil que la acompaña. El equipo entró en servicio antes de lo programado, a mediados de 2009.

Ficha técnica

Rotopala compacta PE100
Peso: 1.650 toneladas
Capacidad teórica: 6.700 m3/h
Altura de corte: 20 metros
Ancho de bloque: 40 metros
Longitud de brazo: 28 metros
Diámetro de la rueda de corte: 12 metros
Cantidad de baldes: 16
Volumen por balde: 1,83 m3
Potencia del motor de la rotopala: 1.100 kW
Horas previstas de trabajo por año: 4.800

Mátrai hizo sus pruebas de capacidad y rendimiento y comprobó que el equipo alcanzaba las especificaciones.

“Sandvik construyó un equipo muy avanzado en poco tiempo”, dice Derekas. “Una vez en la mina, empezó a producir de inmediato y según lo esperado. Quedamos muy satisfechos”.

Cuando el sol de invierno empieza a asomar por el borde de la mina, y se disipa la niebla que envuelve esta máquina de 1.650 toneladas, se puede apreciar su imponente tamaño.

Su capacidad teórica es de 6.700 metros cúbicos por hora –dos veces más que las tres excavadoras más pequeñas de Bükkábrány– aunque en la práctica se ve limitada por el ancho del sistema transportador y la capacidad de un esparcidor.

El brazo de acero de la excavadora mide 28 metros de largo y tiene una rotopala de 12 metros de ancho con 16 baldes. Trabaja en paralelo con una correa móvil montada sobre orugas, que supera elevados cambios de banco, y retira el lastre 50 metros hasta un sistema transportador.

Para producir 3,5 millones de toneladas de lignito al año, Bükkábrány debe extraer hasta 26 millones de metros cúbicos de lastre. Los primeros 20 metros de lastre son una mezcla de tierra y arcilla blanda y húmeda. Debajo de la arcilla, hay una capa de arena, con una ocasional delgada línea de carbón, pero para llegar a la veta principal, hay que cavar aún más.

La PE100 permite a los operadores seleccionar programas específicos para los distintos tipos de lastre, con fuerzas de corte y velocidades específicas.

“Es un sistema fácil”, dice Imre Papp, operador de la excavadora desde el primer día. “Las interfaces son muy fáciles de entender. Todo está muy claro. Nunca hemos tenido problemas con su funcionamiento”.

A diferencia de las otras excavadoras de Bükkábrány, para las cuales el nivel de corte debe ajustarse manualmente, la solución de Sandvik se caracteriza por un sistema que utiliza coordenadas de GPS para cortar automáticamente al nivel apropiado. Desde su oficina, los ingenieros utilizan software AutoCAD (diseño asistido por computadora) para planificar los puntos de corte y suben los datos a un sistema GPS en la cabina de la excavadora.

“Cuando subimos los datos al GPS, fijamos manualmente el nivel cero y la máquina se calibra automáticamente”, explica el operador Zoltan Toth.

Un odómetro en la cabina del operador muestra que ha recorrido más de 550 kilómetros en menos de cuatro años, con una velocidad máxima de seis metros por minuto.

“No tenemos que preocuparnos por las multas por exceso velocidad”, bromea Toth, haciendo reír a Simon Csaba, jefe del departamento de mantenimiento de Bükkábrány.

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Una pizarra en la oficina de Csaba, a unos pocos cientos de metros de la mina, está cubierta con fotos de la excavadora . Al otro lado de la habitación, su computadora portátil recibe en tiempo real los parámetros técnicos de la excavadora y de otras 12 máquinas.

“No hemos tenido problemas con la máquina de Sandvik”, dice Csaba. “En la convocatoria de la licitación, dijimos que queríamos una solución ‘libre de mantenimiento’ y estoy muy contento con esta máquina. Tengo bajo mi cargo a muchas máquinas y ésta ha cumplido todas mis expectativas”.

Las reservas probadas de lignito de Bükkábrány ascienden a unos 400 millones de toneladas —un siglo de producción al ritmo actual— y el sistema de Sandvik ayuda a Mátrai a acceder a gran parte de esas reservas.

Su estructura principal de dirección está diseñada para durar 40 años y la vida teórica del cojinete en la caja de engranajes principal de la rotopala es de 50.000 horas sin mantenimiento, unos 12 años a las 4.800 horas de trabajo anuales previstas actualmente.

“Nuestros sistemas mineros son muy resistentes y esta rotopala no es ninguna excepción”, dice Claus Butter, ingeniero senior de Sandvik, responsable del proyecto. “Esta excavadora no ha hecho más que empezar su trabajo en Bükkábrány”.

Texto: Eric Gourley/Foto: Måns Berg

Sandvik Mining