Elección de retroexcavadora o pala frontal

Europa parece estar dividida entre el este y el oeste en cuanto a si las excavadoras de pala frontal o retroexcavadora son las mejores para aplicaciones en canteras. Claire Symes echa un vistazo a los beneficios de cada enfoque

La elección del equipo en las canteras a veces está influenciada por el diseño y la geología de la cantera, pero en algunos casos la selección está dictada más por las preferencias regionales. Las excavadoras grandes parecen ser un buen ejemplo: muchas canteras de Europa occidental prefieren retroexcavadoras (o retroexcavadoras), mientras que se prefieren excavadoras de pala de carga frontal más al este.

La división parece basarse en preferencias históricas y continuar principalmente debido a las capacidades del operador y la experiencia en mantenimiento. Pero, ¿cuáles son exactamente los beneficios y desventajas de cada enfoque? «La elección de excavadora también varía según la región geográfica: en Europa Oriental y Central, las excavadoras de pala de carga frontal son más comunes, pero en Europa occidental, las máquinas de retroacturación son dominantes», dijo el gerente de ventas de área de maquinaria de Construcción para Europa (HCME) de 3616 Hitachi para equipos pesados y mineros, Malcolm Edwards.

«En la década de 1980, cualquier cosa de más de 100 toneladas era una máquina de pala frontal en cualquier parte de Europa, pero la tendencia se ha invertido en los últimos ocho a 10 años y ahora el 80% de las máquinas son retroactoras.»Según Edwards, parte de la elección es la familiaridad y optar por equipos que se puedan mantener fácilmente a nivel local. «Hace poco estuve en una mina de esquisto bituminoso en Estonia que utiliza maquinaria rusa antigua y a ellos les gusta ceñirse a lo que están acostumbrados», dijo. «Mientras estaba en Bulgaria, visité una cantera que prefiere operar cuatro palas delanteras eléctricas de 250 toneladas en lugar de cambiar a retroactores modernos porque la tecnología es más simple.»

Dynamics

La ventaja de una retroexcavadora es que tira de material hacia ellos y se levanta con el radio mínimo para que se necesiten la potencia y las fuerzas más bajas. Con una pala frontal, ocurre lo contrario: se levantan en el radio máximo. El uso de energía de un backactor no solo es menor, sino que también ejerce menos presión sobre la estructura de la máquina.

Sin embargo, Joachim Van de Perre, ingeniero de producto de 429 Hyundai, dijo: «Con las palas delanteras, si bien debe asegurarse de que no haya nada inesperado en la pila de carga, ya que el operador no tiene una vista clara, el flujo de fuerzas hidráulicas es más fluido en una pala delantera, ya que la fuerza se puede aplicar directamente al cucharón. Además, la cinemática es más simple con una pala frontal, ya que el cucharón no puede bajar más que la máquina.

» Las palas delanteras funcionan empujando dentro de la pila, lejos de la máquina, pero una retroexcavadora tira del material hacia la superestructura y también expone el cilindro del cucharón a daños. Las fuerzas de arranque entregadas por una pala frontal son generalmente más grandes, lo que significa que puede operar con un cucharón más grande, lo que ofrece una mayor producción. Rob Sinclair, especialista en productos de excavadoras de equipos de construcción Volvo 473, dijo: «El operador de la retroexcavadora tiene un mejor punto de vista al cargar camiones y puede descargar el material de una manera más controlada, lo que reduce el desgaste del camión. Si la retroexcavadora funciona correctamente, normalmente se deslizará 45 grados (o incluso menos) y la pala frontal 90. Como resultado, la retroexcavadora por lo general resulta más productiva e invariablemente usa menos combustible, mientras que algunos argumentarían que el desgaste también se reduce.

«Los beneficios adicionales incluyen una mejor capacidad para cargar trituradoras; usar una «espiga» para liberar el material alojado de las tolvas; trabajar con un desgarrador para reducir o eliminar la voladura; un uso más efectivo de un martillo para reducir el material de gran tamaño.»

Geología

Edwards añadió: «La geología de la cantera también influye en las ventajas. Cuando explota, solo alrededor del 15-20% de las canteras tendrán un piso limpio y en sitios donde la geología no lo permite, los dedos resultantes significarán que la pala de carga frontal solo tendrá unos pocos puntos de contacto en las vías, creando un alto estrés. Pero una máquina de reacción trasera se sienta en la pila de voladura dándole muchos más puntos de contacto.»Sinclair agregó que los bancos más altos se adaptan a la pala frontal, pero los sitios generalmente se pueden adaptar para acomodar retroexcavadoras excavadoras si se considera ventajoso un medio diferente de trabajar el sitio.

«El mensaje que recibimos de los clientes de las canteras es que las palas frontales son más lentas», Thomas Elberskirch, gerente de cartera de productos de 394 Case para excavadoras. «El principal beneficio de una pala frontal es su capacidad para trabajar en un espacio confinado, lo que puede ser útil en algunas partes de una cantera. Una retroexcavadora necesita una plataforma desde la que trabajar, lo que requiere más espacio.»Según Van de Perre, la operación en el suelo de la cantera de una pala frontal es más segura, ya que hay menos riesgo de vuelco o inestabilidad.

El tamaño importa

«El tamaño de la excavadora puede estar directamente relacionado con la producción de una cantera», dijo Edwards, «Las canteras que producen 500,000 toneladas de agregados al año generalmente tendrían una máquina de 52 toneladas, mientras que una que produce 750,000 toneladas necesitaría una excavadora de 60 a 70 toneladas y es probable que las canteras con una producción de un millón de toneladas necesiten una máquina de 80 toneladas.

«Pero eso está cambiando con la tendencia hacia la carga y acarreo por parte de contratistas. Muchas canteras están buscando operar durante tres meses para producir suficientes agregados para todo el año utilizando contratistas. Como resultado, los contratistas están utilizando máquinas «de gran tamaño» para la producción de la cantera para satisfacer esta demanda. Esta tendencia está estimulando la demanda de excavadoras más grandes.

«La desventaja es que a las canteras les resulta difícil cumplir con los pedidos de especialistas, pero se está volviendo más común en Europa occidental.»Según Elberskirche, una cosa que el cliente está pidiendo más es un producto que se ajuste mejor. «Hemos ampliado nuestra gama para satisfacer esta demanda», dijo.

«En Europa Central y meridional existe una tendencia a utilizar excavadoras de 60 a 70 toneladas y tal vez una máquina de clasificación de 45 a 50 toneladas, pero en Alemania prefieren máquinas más pequeñas, en el rango de 35 a 50 toneladas. Para satisfacer esta necesidad, recientemente agregamos un modelo especial de excavación masiva en la clase de 47 toneladas.»

Future power

«Siempre estamos buscando formas de reducir aún más el costo de propiedad y uno de los desarrollos más recientes que han surgido de esto ha sido la regeneración de la energía hidráulica para crear tiempos de ciclo más rápidos con costos de combustible más bajos», dijo Edwards.

«En una máquina de 90 toneladas, la versión anterior solía usar 75 a 80 litros por hora, pero la más nueva con regeneración, requiere 65 litros por hora. Los clientes han dicho que los ahorros son de gran ayuda para pagar al operador y parte de la financiación. Pero el consumo de combustible debe considerarse en términos de la quema de combustible por tonelada movida.»Los costos de combustible se están poniendo de relieve con una mayor atención a los costos operativos y con la llegada de las regulaciones de emisiones de motores de Fase IIIB que se esperan en 2011.

«La próxima etapa traerá nuevos requisitos de combustible, así como menos eficiencia de combustible por tener que funcionar más caliente para quemar las emisiones, y los costos de mantenimiento serán más altos con filtración adicional», dijo Edwards. «Es probable que los motores sean muy sensibles.»Elberskirch agregó:» Se necesita más tecnología para cumplir con las nuevas regulaciones y todos están adoptando un enfoque diferente, pero el motor diesel sigue siendo la unidad de potencia preferida.

» La potencia híbrida en máquinas del tamaño de una cantera podría ocurrir, pero aún no. La tecnología de baterías es el problema principal, pero el precio más alto, de alrededor del 30% para las máquinas híbridas, también es un problema para los clientes.

«La tecnología funciona, pero se necesitan baterías más sofisticadas para máquinas más grandes. Pero las máquinas de cantera nunca se alimentarán completamente con baterías, como algunos automóviles, debido a los cambios en la carga del motor requeridos por diferentes partes del ciclo.»