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Caso de cliente

Rossetti, CBMM y SSAB desarrollan tolva “superligera"

03 de noviembre, 2021 Lectura de 6 min

Detalles del caso

Producto Hardox® 500 Tuf
País Brasil
Empresa Rossetti Equipamentos Rodoviários
Sector Fabricantes de trailers y carrocerías

Con dos toneladas y media menos, el vehículo utiliza aceros Hardox® 500 Tuf y Strenx®, lo que se traduce en un menor consumo de combustible y emisiones de CO2.

CBMM, Rossetti Equipamientos Rodoviarios y la siderúrgica SSAB firmaron una alianza para desarrollar tolvas más ligeras y eficientes, con mayor capacidad de carga y menor tiempo de inactividad por mantenimiento. Los nuevos vehículos también tienen menos desgaste de los neumáticos y menor consumo de combustible, factores que tradicionalmente aumentan los costos operativos de las actividades mineras.

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Detalles del caso

Producto Hardox® 500 Tuf
País Brasil
Empresa Rossetti Equipamentos Rodoviários
Sector Fabricantes de trailers y carrocerías

La adopción de nuevas tecnologías ha sido decisiva para enfrentar los desafíos de la industria minera, sector que generó $209 mil millones en el 2020 y que representa el 2,5% del PIB total del país. Tolvas más ligeras y resistentes son una demanda recurrente en este mercado y ya es una realidad reducir los impactos ambientales, los costes de mantenimiento y aumentar el rendimiento del transporte que sufre desgaste por carga y descarga.

La necesidad de tener un producto más liviano que permita un aumento de la carga neta transportada en una operación de transporte de Pirocloro llevó a CBMM a buscar a Rossetti para producir, en asociación con SSAB, una tolva semicircular con acero Hardox® 500 Tuf. Como resultado, el equipo logró una reducción del 35% en su peso, redujo el costo de transporte en alrededor de un 5%, además del beneficio de la eficiencia energética en un transporte más sostenible y con menos contaminantes.

El proyecto

La tolva semi redonda de 20 m³ fue desarrollada para su montaje en un vehículo 8x4 y su función principal es transportar mineral Pirocloro. La versión inicial pesaba 7.426 kg y estaba fabricada en acero al carbono convencional, con un espesor de 8 mm en el fondo y 6 mm en los lados. Hace diez años se estaba realizando una mejora con la adopción de aceros como Hardox® 450 que tenía un espesor de 6 mm en la parte inferior y acero Hardox® 400 con un espesor de 4 mm en los lados, puerta delantera y trasera. “Ahora, usamos material Hardox® 500 Tuf y reducimos aún más el grosor de las placas de la caja de carga, por ejemplo: la placa inferior, de 6 mm a 5 mm y de 4 mm a 3 mm en los lados, puerta delantera y trasera y el equipo ahora pesa 4.780 kg. También reemplazamos elementos estructurales de resistencia media por materiales de alta resistencia como el acero Strenx® 700, lo que permite la eliminación de refuerzos y la reducción del espesor del chasis”, dice Hugo Leandro Rosa, Gerente de Mantenimiento de CBMM. La reducción en el espesor de las chapas solo fue posible mediante el uso de acero Hardox® 500 Tuf, que tiene propiedades mecánicas y de resistencia al impacto superiores en comparación con otros aceros de la clase 500 Brinell anteriormente en el mercado.

“Logramos una reducción significativa de 2.646 kg de peso del implemento desde el primer proyecto”.

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Rossetti

"Con dos toneladas y media menos, el vehículo utiliza acero Hardox® 500 Tuf y Strenx®, lo que se traduce en un menor consumo de combustible y emisiones de CO2"

Motivación para cambiar el proyecto

Los principales objetivos de CBMM en la búsqueda de una nueva solución fueron la reducción directa de peso, aumentando proporcionalmente la capacidad de carga, aumentando la disponibilidad física del camión y reduciendo los costos de mantenimiento y transporte.

El rediseño del balde

La contraportada recibió un diseño que favorece la rigidez de la lámina ultrafina, eliminando la necesidad de refuerzos, además de un sistema de apertura más sencillo adecuado a la solución, con menos elementos operativos, según la propuesta para la aplicación de niobio. El estabilizador de inclinación se eliminó debido a numerosas pruebas realizadas anteriormente que demostraron la seguridad operativa del inclinómetro en las operaciones.
Rossetti

Actualización del proyecto

Para Fábio Soave, Gerente de Ingeniería de Producto de Rossetti, la reestructuración del producto se realizó en base a la búsqueda constante de formas innovadoras para realizar el mismo trabajo. “Este tipo de reformulación se puede utilizar en numerosas aplicaciones, pero básicamente los mercados con mayor potencial de ganancia son la minería y la construcción civil media y pesada. No todos los productos de la línea permiten un cambio de este nivel”, evalúa.

Procesos innovadores y más eficientes

El aumento de dureza de 50 Brinell en comparación con el acero Hardox® 450, que ya era utilizado por CBMM, promovió una mayor vida útil junto con una reducción de peso con el uso de placas más delgadas. En regiones estructurales como chasis, marco de puerta, estructura de caja de carga, entre otros, los materiales de 300 Mpa a 700 Mpa de límite de flujo fueron reemplazados por acero Strenx® 700.

La relevancia de la vida útil

El uso de acero Hardox® 500 Tuf proporcionó un implemento resistente y tenaz. “Más resistente, ya que se desgastará menos debido a su mayor dureza, lo que aumentará el ciclo de vida de este equipo en el orden del 10%. Y cuando decimos que tiene propiedades estructurales avanzadas, reducirá significativamente las fallas y averías por fatiga y ganancias de mantenimiento, proporcionando un aumento del 2% en la disponibilidad física del equipo”, dice Hugo.

Menos peso, más carga

Con equipos más livianos, es posible compensar la eliminación del peso del acero agregando carga, una ganancia proporcional del 6.3% en la carga útil. “La reducción de dos toneladas y media se transformó en material transportado, es decir, transportamos más de 2.5 toneladas, por viaje, para ser procesadas. El implemento trabaja el 50% del tiempo completo y el 50% del tiempo vacío. Cuando está lleno, lo compensamos con carga útil; y cuando volvemos al muelle de carga, el equipo “rueda” con 2,5 toneladas menos, lo que nos da una ganancia del 8% en el consumo de combustible y del 7% en el consumo de neumáticos. Debido a la necesidad de racionalizar y mejorar el uso de los recursos naturales, estamos comprometidos con mejorar la eficiencia energética de productos y procesos y hemos entregado equipos 9,9% más eficientes en este proyecto”, enfatiza Hugo Rosa.

Perspectiva más respetuosa con el medio ambiente

En un escenario donde el mercado demanda proyectos cada vez más eficientes, la solución pasa por el uso más sostenible de materias primas con aceros más fuertes y ligeros. El uso de material Hardox® 500 Tuf en los equipos fabricados por Rossetti, desde una perspectiva operativa para el usuario final, también reduce las emisiones de gases de efecto invernadero en alrededor de 195 toneladas por año en la flota.

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Hardox 500tuf dumper

“Identificamos que el acero Hardox® 500 Tuf es el material que nos puede permitir desarrollarnos de manera más agresiva en términos de reducción de peso y rediseño de productos”, dice Fábio

Más fuerte y ligero

“Al aumentar la resistencia del implemento, promovemos diseños más livianos con espesores y refuerzos reducidos”, dice el Gerente de Mantenimiento de CBMM. El niobio producido y comercializado por CBMM es uno de los elementos con los que se micro alean los aceros de alta resistencia para obtener las propiedades mecánicas deseadas, que permitan un mejor desempeño del implemento para soportar mayores cargas con menor deformación, menor desgaste e intervalos de mantenimiento, y como en consecuencia, entregar un vehículo con mayor eficiencia energética.

Un metal transformado

El niobio es un metal transformado a partir del mineral Pirocloro y se puede encontrar en la mina CBMM. También hay presencia de minerales de niobio en más de 85 tipos de rocas en todo el mundo. Hay más de 160 procesos químicos y metalúrgicos en 15 plantas diferentes para llegar al hierro niobio y para que sea aplicable y comercializado.

Solución para otros clientes

Rossetti, después de consolidar el caso en CBMM, amplió la solución y la aplicó en otro proyecto de una tova semicircular más ligera para aumentar la carga con el concepto de acero Hardox® 500 Tuf. De manera similar a la propuesta de CBMM, los materiales estructurales de resistencia media fueron reemplazados por materiales de alta resistencia, reduciendo el espesor.

Ya se han fabricado 12 unidades

Hoy, CBMM tiene una flota de ocho camiones fabricados con acero Hardox® 500 Tuf. El primer proyecto ha estado en operación por más de un año con más de 5,000 horas sin ningún registro de fallas estructurales. Los otros siete implementos comenzaron a operar en enero de 2021 en la mina Araxá (MG) luego de consolidar el trabajo realizado con el camión como laboratorio. Rossetti ya ha producido 12 cubos de mediacaña. “El proyecto contó con la experiencia del personal técnico de CBMM, Rossetti y SSAB con respecto a otras soluciones de ingeniería que podrían contribuir a la reducción de peso”, destaca Fábio da Rossetti.

Un proyecto a seis manos

SSAB opera en Brasil con un equipo técnico local disponible para ayudar a sus clientes en cada paso del proyecto de actualización de implementos de carga y transporte. En opinión de Rossetti, trabajar con el apoyo de los profesionales de la acería es sinónimo de garantizar el rendimiento de las propiedades del acero. “Recibimos todo el apoyo necesario, tanto comercial como técnico y de desarrollo”, concluye Fábio Soave.

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Rosetti

La necesidad de tener un producto más liviano que permita un aumento de la carga neta transportada en una operación de transporte de Pirocloro llevó a CBMM a buscar a Rossetti para producir, en asociación con SSAB, una tolva semicircular con acero Hardox® 500 Tuf.