¿Cuál es la precisión de los datos de combustible de su ECM?
En esta publicación del blog se analizan las distintas estrategias de medición de combustible en minería. Las tres estrategias de medición de combustible más comunes empleadas en minería, incluyen la medición en el momento del llenado del depósito / llenado-medición, estimaciones del consumo de combustible del módulo de control del motor (ECM) y medición del combustible en el equipo. Aquí se analizan las ventajas y los inconvenientes de cada enfoque.
1. Estimaciones de consumo de combustible del módulo de control del motor (ECM)
Si un motor tiene inyección electrónica de combustible, el ordenador que controla este proceso inevitablemente lleva la cuenta de la cantidad de combustible que se ha despachado. Los fabricantes de motores construyen modelos que relacionan el tiempo que se mantiene abierto un inyector de combustible, con la cantidad de combustible que se espera que fluya a través de la abertura del inyector. Estos modelos se ejecutan en tiempo real y añaden pequeñas sumas al valor del acumulador de combustible, cada vez que se dispara un inyector.
En general, los fabricantes de equipos originales lo hacen bastante bien, pero, como ocurre con cualquier modelo, su precisión depende de la concordancia entre determinados supuestos de diseño y la realidad. En condiciones reales, los inyectores envejecen y se estropean, las presiones de combustible varían y los cilindros empiezan a perder compresión. A medida que se producen estos cambios, la relevancia del modelo disminuye. Supongamos que tenemos que considerar el efecto combinado de estos factores, en una flota de equipos de distintos fabricantes y con edades variables. En ese caso, cabe esperar graves deficiencias en la precisión y repetibilidad de las estimaciones de consumo de combustible del ECM.
En la práctica, Cascadia Scientific ha comparado las cifras de combustible del ECM con los valores de combustible medidos utilizando caudalímetros de combustible durante el mismo tiempo. En resumen, la precisión del consumo modelado por el ECM varía considerablemente según los modos del motor, a veces subestimando, y otras, sobreestimando el combustible consumido. Aunque estos errores se anulan parcialmente en periodos de tiempo prolongados, pueden dar lugar a desviaciones significativas en periodos más cortos, lo que limita considerablemente la granularidad del análisis que se puede lograr si se confía en el consumo del ECM de forma aislada.
Gráfico 1: Consumo de combustible ECM frente a consumo de combustible medido en una mina canadiense a cielo abierto
| Modelo | Tasa de combustible medida (l/h) | Consumo ECM (l/h) | Error (l/h) | Porcentaje de error |
| 930E-4 | 217.5 | 229.6 | 12.1 | 5.6% |
| 930E-4 | 207.2 | 216.4 | 9.3 | 4.5% |
| 930E-5 | 146.6 | 149.6 | 3.0 | 2.1% |
| 980E-5 | 177.9 | 178.8 | 0.9 | 0.5% |
| 797 | 234.0 | 256.8 | 22.8 | 9.7% |
| 797 | 274.4 | 290.0 | 15.6 | 5.7% |
2. Medición del llenado del depósito
Si la precisión es la ruina de las estimaciones de combustible de ECM, es la ventaja más significativa de la medición de llenado de depósitos. A diferencia del combustible que fluye a través de los contadores de los equipos, todo el combustible que pasa por el contador de una estación de servicio tiene un único destino. En ausencia de fugas y robos de combustible, el 100% del combustible dispensado a un equipo se consumirá debidamente. Como ventaja adicional, dado que la cantidad de combustible suministrada a un camión es la misma que se retira del depósito, las mediciones de llenado de los depósitos ayudan a controlar los niveles de almacenamiento. El inconveniente es que, aunque este enfoque proporciona una medición excepcionalmente precisa de una cantidad concreta: “la cantidad de combustible consumida por un equipo desde su último llenado, siempre que el equipo se haya llenado al mismo nivel en ambas ocasiones”, … este valor no proporciona la granularidad necesaria para centrarse en las características específicas del equipo minero y el funcionamiento diario. En una estrategia típica de abastecimiento de combustible, un camión puede repostar una vez al día. A lo largo de ese día, el camión podría completar 50 ciclos de transporte de distintas longitudes, recorridos verticales y cargas útiles, y ser manejado
3. Medición directa del combustible
La medición directa del consumo de combustible diésel puede ser una tarea difícil. Los motores diésel se alimentan con bastante más combustible del que consumen, y el resto se devuelve al depósito. Este exceso de suministro es esencial, ya que extrae calor de los componentes del motor (por ejemplo, inyectores, ECM) y garantiza que el motor nunca se quede sin diésel. Sin embargo, complica significativamente la medición del combustible, que posteriormente requiere dos medidores: uno para captar el volumen de combustible alimentado al motor y un segundo para captar el volumen de retorno. La diferencia entre estos flujos constituye el consumo, mientras que el combustible no consumido es ruido. En el caso extremo de la motorización, el caudal de combustible puede llegar al máximo mientras el motor no consume combustible. Afortunadamente, la mayoría de los motores mineros pasan comparativamente poco tiempo en estas condiciones. No obstante, la situación exige medidores extremadamente precisos para garantizar que el ruido no abrume la medición. La temperatura plantea el siguiente reto: dado que los medidores son volumétricos, es esencial medir la temperatura del combustible para tener en cuenta la caída de densidad que acompaña al calentamiento del combustible en el motor.
En resumen, la medición directa del combustible es una tarea complicada. Sin embargo, la combinación de una gran precisión de medición y la frecuencia de muestreo hacen de este método la mejor opción para mejorar la eficiencia de las minas modernas a partir de los datos.
