PRUEBA | POWER TRAIN ALTITUDE PACK
POWER PARA MOTORES EN ALTURA QUINCE AÑOS ANALIZANDO LAS CLAVES DEL DESGASTE, CONSUMO DE COMBUSTIBLES Y LUBRICANTES, Y DESEMPEÑO DE LOS MOTORES DE 01
EQUIPOS MINEROS QUE FUNCIONAN EN FAENAS UBICADAS EN ALTURA PERMITIERON A LA EMPRESA POWER TRAIN TECHNOLOGIES (PTT) 02
DESARROLLAR INNOVACIONES QUE OPTIMIZAN SU FUNCIONAMIENTO. """" POR ALFREDO GALLEGUILLOS // FOTOS LUIS FELIPE QUINTANA 18 MINERÍA TOTAL
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ntre 5% y 10% de ahorro en combustible, reducción de la huella de carbono y mejoras en el desempeño de motores de equipos mineros que operan en faenas sobre 2.500 m de altura permite una solución creada por Power Train Technologies (PTT). Interesados en profundizar sobre !" # $%&'()"&# *# !(!# + , -).&!/# ' ).dimos visitar esta compañía, en donde se nos recordó que los camiones y maquinarias destinadas a la minería son diseñados y fabricados para trabajar en grandes mercados como Australia y Canadá, que prácticamente no tienen operaciones en altura. “Como sabemos, en Chile la minería se desarrolla principalmente sobre los 2.500 ó 3.000 msnm. Allí la menor concentración de oxígeno, los cambios físicos de los líquidos y las oscilaciones térmicas influyen en pobres desempeños, altos consumos de combustible y desgaste prematuro de los motores”, nos explica Mariano Schroeder, director de Innovación y Desarrollo de PTT.
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1 Y 2. EL ANÁLISIS DE MOTORES SOMETIDOS A CONDICIONES DE ALTURA LLEVÓ A DESARROLLAR EL KIT PARA OVERHAULING DE PTT. 3. RESORTES Y VÁLVULAS SE MODIFICAN PARA MEJORAR SU PERFORMANCE Y DURACIÓN. 4. EN EL TALLER DE PTT ESPERA SU TURNO UN MOTOR DE 24 VÁLVULAS Y 15 TONELADAS DE MINERA ESCONDIDA. 5. LOS RESORTES DE VÁLVULAS TAMBIÉN SON SUSTITUIDOS PARA ADAPTAR EL COEFICIENTE DE ELASTICIDAD Y ASÍ PROLONGAR LA VIDA ÚTIL DEL SISTEMA. 6. LAS EMPAQUETADURAS DEL KIT SON DE ACERO INOXIDABLE. 7. LOS MOTORES CAT DE 3.000 Y 3.500 CV PUEDEN SER OPTIMIZADOS.
“Si se compra un motor que por catálogo debería durar 14.000 horas, y a las 5.000 ó 6.000 horas ya tiene problemas entonces hay que pensar cómo solucionar eso”, acota.
INNOVACIÓN Para comprender mejor el origen de la innovadora solución que ofrece PTT, el ejecutivo nos relata que hace cinco años la minera BHP Billiton seleccionó a la compañía para participar en su Programa de Desarrollo de Proveedores de Clase Mundial, al que más tarde se sumaría Codelco. “Fue la oportunidad para testear en forma intensiva un kit de overhauling que desarrollamos para la minería chilena: el Power Train Altitude Pack”, precisa Schroeder. Se trata del rediseño de piezas claves como válvulas, inyectores y turbo. Las válvulas de admisión y escape del kit, por ejemplo, son más grandes que las
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FICHA !! AHORRO DE COMBUSTIBLE Los motores de Power Train Altitude Pack tienen una mejor eficiencia termodinámica, por lo que ahorran combustible haciendo su operación más eficiente.
MAYOR CONFIABILIDAD Al calibrar los motores especialmente para la faena en la que van a operar y para la función que van a cumplir en ésta, se disminuye considerablemente el riesgo de fallas catastróficas y se mejora la vida útil.
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MENOR HUELLA DE CARBONO El Altitude Pack permite que los motores quemen casi un 100% del combustible, reduciendo su huella de carbono y eliminando la clásica “nube negra”. originales. “Al aportar más aire se entrega el oxígeno necesario para una combustión adecuada. Por el mismo motivo, el cilindro también se adaptó. Además se sustituyen las placas tradicionales de las empaquetaduras por estructuras de acero inoxidable con aleación especial en el centro”, sostiene el especialista. Los resortes de válvulas originales se reemplazan por elementos con co!"# $% & ' & ()*%#"#')'& +,-& . $/0& )(& "/$1 $"#/$)(2& 34*%)& ./'#!")"#5$& . jora la tolerancia al efecto de resonancia sobre 2.500 msnm”, asegura.
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PISTONES LIVIANOS Cada pistón se adapta, según pudimos constatar. Schroeder explica que “los originales comúnmente son del tipo Hastings, que se caracterizan por su alto peso. Décadas atrás eran de aluminio, pero con el aumento de las exigencias fue reemplazado por acero. Pero a altas revoluciones, el acero es una masa que va en contra del buen funcionamiento del motor. Su alto peso produce daños en los cojine% *6&7 0$/*&' &8# ()*&96&)(&!$)(&' &": $%)*6& disminuye la vida útil del sistema”. Para resolver el problema del peso sin perder resistencia, en PTT introdujeron nuevos materiales, que guardan en secreto. “El pistón es forjado, lo que hace que sea un tercio más resistente. Es un acero especial, más liviano por decímetro cúbico”, detalla. La prueba es concluyente. “A 2.000 rpm un pistón convencional de 10 kilos con una biela de 9 kilos cuando se detiene y vuelve a bajar ‘pesa’ el equivalente a 12 ton. En cambio, con la tecnología de PTT esto se reduce a sólo 9 ton”, señala Schroeder.
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MÁS LIMPIOS Otro beneficio que brinda el kit de overhauling Power Train Altitude Pack es que facilita la disminución de la huella de carbono. Así lo indica Alejandro Liederman, gerente de Desarrollo de Negocios de PTT, quien explica que para ello se desarrolla una metodología específica para cada cliente. “Ésta debe contemplar una línea base con el registro de las emisiones de los camiones antes del cambio al Power Train Altitude Pack, y luego de seis meses de operación se vuelve a medir. Esa reducción se puede auditar para la obtención de bonos de carbono”, agrega.
06 1. ALEJANDRO LEIDERMAN, GERENTE DE DESARROLLO DE NEGOCIOS DE PTT. 2 Y 3. SISTEMA ELECTRÓNICO EXCLUSIVO DE PTT QUE SIMULA PRESIÓN ATMOSFÉRICA, PRESENCIA DE OXÍGENO Y TEMPERATURAS DE FAENAS ALTURA. 4. UNA VEZ INSTALADO, EL KIT SE PONE A PRUEBA DURANTE 48 HORAS SEGUIDAS A 3.000 RPM. 5. PARTES DE INYECTORES. 6. INYECTORES DEL KIT ALTITUDE PACK. 7. MARIANO SCHROEDER, DIRECTOR DE INNOVACIÓN Y DESARROLLO DE PTT.
impacto ambiental relevante si se calcula el dióxido de carbono asociado a generar la energía que se requiere para fabricar un block nuevo”, asevera Schroeder.
+ ALTURA + AHORRO
07 Anticipa que están evaluando nuevos cojinetes que funcionan sin lubrican,)4$.)'%++#00%.#'$)'1) 5- %*)",)$1%+%$)0$ Audi R8 y el BMW M4. Las primeras muestras llegarán este mes desde Alemania.
INYECTORES
EL KIT DE OVERHAULING POWER TRAIN ALTITUDE PACK QUE DESARROLLÓ PTT PARA LA MINERÍA REDISEÑA PIEZAS CLAVES COMO VÁLVULAS, INYECTORES Y TURBO.
Otra parte fundamental del kit son los inyectores, los cuales fueron estudiados y rediseñados íntegramente -recalca Schroeder- para que puedan trabajar con burbujas en el combustible. “Las altas temperaturas producen agua por condensación. Esto, agregado al aire enrarecido, forma cavitaciones en los líquidos, las que pueden producir fugas. Como la electrónica no detecta esto, se producen defectos en la combustión y daños en las piezas”, advierte. Otra clave del kit es el block. Tras cierto tiempo de trabajo minero, este componente puede presentar un des6%',)$ ')3)+#$ )"$ 0%$ %*!'%7$ 8%$ *#.!-cación consiste en un “asiento postizo” que restituye la funcionalidad de esta sección. Se fabrica con componentes de alta duración y plasma, que contiene un polvo inyectado a 3.000 ºC. “Una de las ventajas de este ‘asiento postizo’ es la baja de los costos de reparación. Deshacerse de esta parte y comprar un block nuevo, implicaría no sólo un alto .)')*9#0'#$-"%" !)+#4$'!"#$,%*9!2"$:"$
“A mayor altura de la faena, mejores son los resultados que se logran. Cualquier operación por encima de 2.000 msnm está afectada por este fenómeno”, destaca a Minería Total Alejandro Liederman, gerente de Desarrollo de Negocios de PTT. “Lo que hemos logrado sostenidamente, con pruebas de dos años y más, es establecer ahorros de entre 5% y 10% en el consumo de combustible. Las oscilaciones dependen de las condiciones propias de cada lugar y uso”, indica el ejecutivo. Cada motor es objeto de un monitoreo en que se miden el desempeño, desgaste y consumo de combustible. “En !" #$ %&#'$ ()*#'$ )+,!- %.#$ */'$ .)$ 100 unidades con nuestra tecnología, y hemos logrado mejoras en todas las variables”, agrega Leiderman.
REVERSIBLE Pero eso no es todo. Otra ventaja del kit de altura es su carácter reversible. Es decir, puede rediseñarse el motor a su estado de origen, de modo de restablecer 0%'$ )'1) !- % !#")'$ ,2 "! %'$ 1+#3!',%'$ por el fabricante. “Esto resulta de gran utilidad. Por ejemplo, en aquellos casos en los que el camión o maquinaria deben ser trasladados para operar en condiciones distintas a la altura”, sostiene. “El éxito obtenido por nuestra tecnología nos ha permitido, además de realizar el servicio de overhauling a numerosas unidades motrices, seguir trabajando con un staff de 70 profesionales en Minera Escondida, a cargo de servicios de mantenimiento de maquinaria en terreno”, concluye Leiderman.љ