Las excavadoras y cintas transportadoras en las minas de lignito de RWE Power no sólo son enormes sino también inteligentes. Y cuanto más inteligentes son, más eficiente es la explotación de la mina.

Si quieres visitarla pequeña ciudad alemana de Morschenich, cerca de Colonia, no te demores demasiado. Desaparecerá en unos 20 años. Y si piensas hacer la visita dentro de unos 15 años, tendrás que comprarte un mapa nuevo. La autopista que pasa por allí habrá desaparecido.

Este escenario aparentemente catastrófico está planificado al más mínimo detalle. La ciudad y la autopista se encuentran dentro de la concesión minera de Hambach y ambas acabarán engullidas por enormes excavadoras. La empresa que explota la mina, RWE Power, reconstruirá la ciudad un poco más lejos y desplazará la autopista hacia el sur, creando un nuevo paisaje de lagos, granjas y bosques.

A la empresa minera de lignito de Renania –del conglomerado energético RWE, ahora parte de su división de generación eléctrica, RWE Power AG– le sobra experiencia en este proceso de explotación minera y recuperación de terrenos. Mientras Alemania quiera una fuente nacional fiable de energía a un coste que no precisa subvención, las excavadoras de RWE seguirán avanzando. Las tres minas a cielo abierto de RWE Power en la región de Renania –Hambach, Inden y Garzweiler– producen 100 millones de toneladas de lignito al año para las cuatro centrales eléctricas de RWE. Uno tras otro, los trenes cargados de carbón de RWE Power recorren 330 kilómetros desde las minas hasta las centrales eléctricas. Entre las cuatro, tienen una capacidad de generación de 10.000 megavatios y proveen una cuarta parte de la electricidad consumida en el estado más poblado de Alemania, Renania del Norte-Westfalia. Y aún le quedan 40 años de vida al permiso concedido a RWE.

Se trata de ingenieríaa gran escala. En Hambach, la mina mide 7 kilómetros por 6. El carbón se encuentra a una profundidad de 300 metros y la veta tiene un grosor de unos 65 metros. Una gigantesca excavadora de rueda de cangilones descarga 40 millones de toneladas de carbón al año sobre las cintas transportadoras, que lo llevan a los ferrocarriles. Delante de la excavadora de carbón, hay varias excavadoras dispuestas en terrazas, que despejan la tierra y la arena que cubre el carbón. Este material es depositado sobre cintas transportadoras que lo llevan detrás del filón donde enormes esparcidoras rellenan la parte ya explotada de la cantera. En cuanto es posible, se vuelve a cultivar la tierra para ayudar a estabilizarla y limitar la cantidad de polvo.

Bruno van den Heuvel, jefe del departamento de pruebas del Centro de Ingeniería Minera de RWE Power dice que la explotación no es sólo una cuestión de fuerza bruta. «Nuestras máquinas son cada vez más grandes y su potencia es enorme, pero también tienen inteligencia». Durante los 20 últimos años, se han ido incorporando en las gigantescas máquinas sensores, automatismos, controles electrónicos y tecnología moderna de transmisión, mejorando la eficiencia y reduciendo costes.

Uno de los grandesretos de van den Heuvel es el efecto del desgaste en las máquinas: «Libramos una guerra contra el desgaste». dice. Los más expuestos son los cangilones de las excavadoras. En el borde de ataque de los cangilones, hay un diente que se hunde en la superficie. Hasta mediados de los 80, había que cambiar los cangilones después de excavar 250.000
metros cúbicos de material. Luego, con la introducción de nuevas técnicas de soldadura, se pudieron recubrir los dientes con una capa de cromo. A mediados de los 90 –gracias al avance de la técnica­– se pudo usar carburo de tungsteno que alargó la vida de los cangilo­nes hasta 650.000 metros cúbicos. «Nadie sabía
como soldar unas superficies tan grandes con gruesas capas de carburo de tungsteno». explica van den Heuvel, «pero aprendimos a usar la soldadura con arco eléctrico de plasma, lo que permite unos parámetros de soldadura muy precisos». Antes, las minas tenían que cambiar los dientes y filos de los cangilones 2.400 veces al año; hoy, sólo 800 veces.

El departamento de Van den Heuvel, con 45 empleados, tiene la misión de mejorar la eficiencia y ahorrar dinero para RWE Power. Ahorraron un 6% en costes de mantenimiento simplemente cambiando la composición del caucho en las cintas transportadoras. Gracias a la monitorización de estado y las pruebas no destructivas, pueden asegurarse de que el mantenimiento se realiza sólo cuando sea necesario, ni antes ni después. También se especializan en I+D para los 500 kilómetros de cintas transportadoras de 2,8 metros de ancho, que componen la columna vertebral y las extremidades del sistema, y también para la tecnología de perforación, con la que controlan los niveles de las aguas subterráneas.

Casi todo lo que haceel equipo de van den Heuvel tiene que ver con piezas móviles. Y si se mueve, probablemente lleve un rodamiento, por lo que los rodamientos constituyen un componente clave. Aplicando técnicas como la monitorización de vibraciones y temperatura, el equipo intenta identificar los problemas antes de que sean graves. El personal recorre las minas a intervalos regulares, buscando condiciones anormales en las cintas transportadoras y ruidos inusuales en los rodamientos. Se comprueban unidades pero no es necesario desmontarlas puesto que los ingenieros pueden identificar un rodamiento dañado examinando las frecuencias registradas en los informes de monitorización de estado, explica van den Heuvel.

SKF ha colaborado estrechamente en varios proyectos con RWE Power para mejorar el rendimiento pero, dice van den Heuvel, «la mayoría de los fallos de los rodamientos no se deben al propio rodamiento sino a su entorno». Por ejemplo, SKF y RWE Power han trabajado juntos para mejorar los 600.000 rodillos de las cintas transportadoras. La investigación permitió mejorar las obturaciones y la construcción interna de los rodillos, pero el rodamiento sigue siendo el mismo. Una de las ventajas de los cambios ha sido una reducción del ruido de los rodillos. El ruido es uno de los problemas medioambientales que RWE Power siempre está intentando paliar. En un proyecto similar, SKF está ayudando a RWE Power a mejorar su eficiencia, utilizando el SKF Magic Roller para monitorizar las cargas (ver recuadro «Dentro del rodamiento»).

A la gente quizás no le haga mucha gracia vivir al lado de una de las minas a cielo abierto de RWE Power pero todos quieren la energía fiable que producen. Mientras las excavadoras van recorriendo lentamente el paisaje, los operarios intentan molestar lo menos posible. Y un elemento fundamental para lograr esto ­–y también para asegurar la competitividad continuada de esta fuente de energía no subvencionada– es el mantenimiento y la mejora de la maquinaria.

Dentro del rodamiento

El SKF Magic Roller es una forma inteligente de averiguar qué pasa dentro de un rodamiento. Y resulta muy útil para los ingenieros que quieren crear el mejor entorno para
éstos. En RWE Power, SKF instaló sus Magic Roller en los dos rodamientos que sostienen el tambor que impulsaba una cinta transportadora. El SKF Magic Roller, equipado con un sensor para monitorizar las cargas, se instala en lugar de un rodillo estándar y transmite las mediciones por radio a un ordenador portátil cercano. SKF evalúa las lecturas e informa a RWE Power sobre las mismas.

SKF también llevó a cabo cálculos por Elementos Finitos de los rodamientos y sus soportes para ver si se podía mejorar el rendimiento. Las lecturas del SKF Magic Roller ayudaron a definir los parámetros del modelo informático y mejorar la precisión de las predicciones del modelo. Uno de los objetivos, dice Bruno van den Heuvel, jefe del departamento de pruebas del Centro de Ingeniería Minera de RWE Power en Habbelrath, Alemania, es determinar si hace falta que los soportes de los rodamientos sean tan grandes. Dependiendo de los resultados obtenidos, se puede ahorrar dinero en la construcción.

Van den Heuvel dice que la finalidad de estas pruebas, al igual que gran parte del trabajo de su equipo, es determinar si los sistemas son lo suficientemente buenos y buscar posibles mejoras. Y elogia la contribución de SKF. SKF quiere ayudarnos a progresar técnicamente». dice, incluso si significa comprar menos rodamientos o emplear variantes más económicas».