Comparación sistema trolley con camiones en la minería




Pontificia Universidad Católica de Chile
Escuela de Ingeniería
Departamento de Minería

Primera parte
La faena opera con camiones Komatsu 930 E
Los parámetros dados fueron:
Resistencia a la rodadura (seco, promedio): 1.5%
Densidad material in situ: 2.5 toneladas/m3
Humedad material: 2%
Esponjamiento: 30%
Tamaño balde pala: 35 m3
Factor llenado balde: 90%
Factor de llenado tolva: 90%Tiempo de aculatamiento: 0 segundos (double back up)
Tiempo de descarga: 35 segundos

Un perfil típico de esta faena se muestra en la figura

Figura 1: Perfil de faena (Tópicos de Ingeniería de Minas a Rajo Abierto, Capítulo 3, pág. 35)

Tabla 1: Distancias dentro de la faena (Excel: Parte I)

Se asumió por enunciado que no se tienen restricciones de velocidad dentro de la faena. Para calcularlos tiempos en cada tramo se usaron las ecuaciones cinemáticas mostradas a continuación:

Donde: v es la velocidad; s es la distancia; a es la aceleración y t es el tiempo.
Primero se calcularon las toneladas por baldadas

Para los camiones se tiene una capacidad nominal de 290 toneladas y un factor de llenado del 90% se tiene que el ciclo de las baldadas se redondea para abajo y es:

Luego, lacapacidad real es:

El tiempo de carguío se considera el tiempo de aculatamiento que en este caso es 0, más el tiempo de llenado. Se asumió por lo visto en clases un tiempo de 35 segundos por balde, y como se tienen 4 baldes tenemos un tiempo de carguío igual a 140 segundos.
Como el tiempo de ciclo está dado por:

Se debe calcular los tiempos de transporte usando las curvas de rimpull y retard, elprimero para la subida y el segundo para la bajada. Estos tienen los números (1) y (2). El (1) es la curva para la recta 1 y 2, en cambio el con el número (2) es el rimpull para la rampa.

Gráfico 1: Rimpull de subida

Gráfico 2: Rimpull de bajada
Finalmente se pueden ver los parámetros usados y los tiempos de ciclo en cada tramo en la siguiente tabla resumen, la cual se encuentra en el Excel en laParte I. Cabe destacar que en la rampa se consideró que la velocidad era constante, mientras que en las partes horizontales se consideró aceleración. Para encontrar los tiempos se usaron las ecuaciones cinemáticas mencionadas más arriba.

Tabla 1: Tiempos de ciclo (Excel Parte I)
Para concluir, se puede decir que el tiempo de ciclo total es de 18,163 minutos, lo cual está dentro de los rangos detiempos de esperados para una faena de gran envergadura.
Segunda parte
Analice;
i) la variación del consumo de energía (TJ),
ii) ii) combustible (litros),
iii) iii) emisión de gases efecto invernadero (toneladas de CO2), y
iv) iv) costos (anuales, valor presente, millones de US$),
v) v) conclusiones, al incluir un sistema de trolley para abastecer a los camiones con electricidad. (Respondaen su informe en el mismo orden, tanto en totales anuales como en magnitudes unitarizadas por tonelada. Considere toda la vida del proyecto. No considere mantención o reposición del sistema de trolley u otros).
Considere solo la variación en el consumo de energía del sistema, es decir, sin considerar el gasto de la instalación de la infraestructura necesaria (pantógrafos, tendido, etc.). Asumatambién que el caso del sistema trolley el camión siempre usará energía eléctrica.
Para esto, se indican a continuación los parámetros que permiten realizar dicha evaluación y se sugieren cálculos que le ayudarán determinar y simplificar los cálculos.
Antes que nada, utilice los mismos tiempo de carguío, aculatamiento, y similares descritos en la primera parte de esta tarea.
Luego, asuma que, enpromedio, los tiempos del camión pueden ser modelados con las siguientes velocidades medias (esto se obtendría promediando los tiempos que obtuvo en la primera parte de la tarea. Acá se le entregan resumidos para facilitar el análisis);

Por otro lado, considere que, en promedio, el perfil de transporte de cada año puede asumirse como un perfil característico de la faena (agrupando perfiles de...