Disminución de los costes por hora en neumáticos de dúmperes mineros.

Víctor Barrientos Boccardo | Ingeniero Civil Mecánico

En Chile, el sector industrial de la minería del cobre es uno de los más grandes del mundo. En sus explotaciones mineras se concentra una enorme cantidad de flotas de dúmperes para la extracción de material (ver Tabla 1). Estos camiones son cargados generalmente por palas y transportan el material con valor económico al triturador para disminuir su tamaño y, posteriormente de innumerables procesos, obtener cátodos o concentrado de cobre. El material sin valor económico es transportado a distintos sectores para su destino final en la escombrera. En la Fig. 1 se muestra en forma esquemática esta dinámica.

El mercado mundial de neumáticos para dúmperes mineros está dominado por grandes fabricantes como Bridgestone y Michelin. Sus expertos asesoran en las distintas etapas mineras sobre el uso y rendimiento de sus productos. En general, los proveedores sugieren como regla que un neumático nuevo debe operar primero 1/3 de su tiempo de vida en posiciones delanteras y posteriormente 2/3 en posiciones traseras. Lo anterior se justifica por un mejor aprovechamiento del producto y por las condiciones de operación del equipo, dado que el peso que soporta cada unidad de neumático en posiciones delanteras duplica al de las posiciones traseras.

Innovar desde las operaciones
Después de diez años de liderar la gestión de neumáticos en distintas funciones mineras de forma tradicional, se quiso analizar el proceso de gestión desde nuevas ópticas para encontrar asociaciones entre variables nunca exploradas. En innovación, se dice que debemos describir los “insight”, que podríamos definir como una “forma novedosa e interesante de observar el problema que queremos resolver”.

Nuestra metodología consistió en la utilización de las técnicas de innovación para buscar nuevos puntos de vista en todos los procesos asociados a la gestión de los neumáticos mineros. Para reconocer que hemos descubierto un “insight” se debe cumplir al menos con dos de las siguientes características: a) revela conductas profundas no reveladas previamente; b) sugiere un potencial para disrupción; c) desafía las convenciones actuales de la industria y/o el mercado; d) inspira a unos y crea incomodidad en otros; y e) crea un momento de sorpresa en el cual se piensa diferente. Nuestra metodología toma como antecedente un concepto de Clayton Christensen, el académico estadounidense y referente mundial en innovación disruptiva. Christensen subraya que uno de los desafíos es definir el propósito mayor de las personas u organizaciones. Para determinar este propósito se deben responder interrogantes básicas como: ¿cuál es la necesidad real? Y al respondernos esta pregunta, dada la actual contingencia de las operaciones mineras en todo el mundo, la necesidad es la reducción de los costes por hora para todos sus gastos, incluyendo los neumáticos. Con los antecedentes anteriores nos enfrentamos a una disociación entre la regla planteada por los fabricantes, que es “maximizar el rendimiento”, y la necesidad resultante por el nuevo escenario de “operar con los mínimos gastos”. Esta incongruencia nos mostró una oportunidad para innovar.

Otro referente a nivel mundial en temas de innovación es Larry Keeley, quien categoriza las innovaciones en diez tipos, uno de ellos denominado “innovación en los procesos”. A su vez, estas innovaciones de procesos las divide en doce formas, las cuales pueden adoptar las empresas como valor añadido (Tabla 2).

Al realizar las consultas a los distintos fabricantes de neumáticos para dúmperes mineros, descubrimos que la sugerencia técnica de operar en la razón 1/3 de la vida del neumático en posiciones delanteras tiene que ver más con un tema de reutilización de los mismos para posiciones traseras que por un tema técnico de acumulación de esfuerzos sobre ellos. Dado lo anterior nos preguntamos: ¿cómo podemos relacionar la frecuencia de rotación y los niveles de inventarios de neumáticos reutilizables con el objetivo de minimizar su consumo? Esta nueva relación fue modelada y después de sucesivas iteraciones, se obtuvo la frecuencia de rotación que minimice los consumos de neumáticos nuevos. Esta frecuencia la denominamos “frecuencia óptima” y es para la cual se minimizan los consumos de neumáticos nuevos desde el almacén, y por ende, la que entrega los menores costes por hora. Analizando los resultados obtenidos de las simulaciones, nos dimos cuenta de que para trabajar en esta “frecuencia óptima” es requisito indispensable que los procesos de reparaciones de neumáticos reutilizables sean lo más rápido posible, es decir, seguir el concepto de “just in time”, de no ser así, se produciría el efecto contrario de aumento en el consumo de unidades nuevas por faltas de stock. En la Fig. 2 se muestran las distintas fuerzas a las cuales está sometido un camión minero y sus neumáticos. Estos equipos poseen dos neumáticos en posiciones delanteras y cuatro en posiciones traseras.

Aprovechando las ventajas competitivas

Para la validación de los resultados de la simulación se planteó la idea de comenzar a trabajar a la “frecuencia óptima” en una explotación minera que denominaremos “A”. Para la faena minera en estudio se realizó una detallada revisión de todas las etapas de gestión de los neumáticos y pudimos encontrar al menos dos ventajas competitivas (elementos que otras faenas mineras no pueden igualar y que son permanentes en el tiempo), que corresponde a los siguientes aspectos: a) predición del consumo de neumáticos nuevos; y b) distancia a los centros de reparación de neumáticos.

Con respecto a la predicción del consumo de neumáticos, se debe a que, en la faena minera en estudio, existe un buen nivel de limpieza de las pistas, lo que hace que se den un mínimo de cortes en neumáticos que generen como consecuencia paradas prematuras. Dado lo anterior, las previsiones de consumo de neumáticos nuevos se cumplen con el mínimo de variaciones. Para los neumáticos reutilizables ocurre la misma situación. Conceptualmente, cuantas menores variaciones tenga la demanda de un bien menores son los niveles de inventarios que requiere para satisfacer esta demanda. En pruebas realizadas en otras ocho actividades mineras que utilizan la misma medida de neumáticos (Tabla 3), podemos observar que la faena minera “A” tiene los más altos porcentajes de neumáticos dados de baja por desgaste, lo que confirma la cultura del cuidado de las pistas.

Resultados y conclusiones
En el transcurso del desarrollo de esta iniciativa aplicada a la actividad minera “A” por un período de veinticuatro meses, se realizaron variadas modificaciones en las formar de operar existentes hasta ese momento, con lo que se obtuvieron disminuciones en los costes por hora de más de una 30% y los tiempos de logística para los neumáticos reutilizables disminuyeron en un 70%. De igual forma, al comparar los resultados de los últimos dos años de operación con la actividad minera “B”, que es la que tiene los menores costes por hora de la prueba de referencia realizada, se aprecia que en esta se mantuvieron constantes en el tiempo, mientras que en la actividad minera “A” bajaron de forma sostenida. En la Fig. 3 se muestran gráficamente estas evoluciones en los costes por hora para un período de cuatro años.

Al mirar el trabajo desde la óptica de la innovación, se puede categorizar como “eficiencia en los procesos”. Logramos producir lo mismo (transportar el material del proceso minero) con un menor uso de recursos (menor consumo de unidades de neumáticos nuevos). De igual forma, pudimos establecer una correlación entre las variables que antes no existía. Estas tres variables son: la frecuencia de rotación, los tiempos de logística por reparación y los niveles de inventario de neumáticos reutilizables, los cuales deben estar perfectamente sincronizadas para obtener los objetivos esperados. Mayores detalles de los trabajos realizados para obtener estos resultados se pueden encontrar en el libro Mantenimiento de Equipos en Minas a Cielo Abierto, de la editorial RIL.