Optimización de la eficiencia en el consumo de combustible en camiones mineros de capacidad de 320 a 400 toneladas para operaciones de tajo abierto mediante la aplicación de aditivo sintético

Abstract

El presente estudio aborda la aplicación de aditivos de combustible nanoestructurados en camiones mineros ultra-class (320–400 toneladas) operando en la sierra sur del Perú. Se halló que la inclusión de nanopartículas metálicas u óxidos en el diésel puede mejorar la eficiencia de combustión y reducir el consumo específico de combustible en aproximadamente 7% a 12.12% ​(Mohanrajhu et al., 2024)​. (Hamzah et al., 2024), con disminuciones concomitantes de emisiones contaminantes (CO, HC y material particulado) de hasta dos dígitos porcentuales​ ​(Haq et al., 2024)​. Estos ahorros implican beneficios económicos significativos dado que un solo camión minero puede consumir cerca de 3000 litros de diésel por día, representando millones de dólares anuales en costos de combustible ​(World Bank Group, 2022a)​. La reducción en consumo se traduce en menor emisión de CO₂ y contaminantes locales, contribuyendo a objetivos ambientales corporativos y nacionales. Se espera que la implementación de un aditivo a base de nanopartículas (p. ej., óxido de cerio) reduzca los gastos operativos por combustible y la huella de carbono de la operación minera, con un retorno de inversión atractivo considerando el diferencial entre el costo del aditivo y el valor del diésel ahorrado. Como estrategia de implementación, se recomienda un programa piloto controlado en una flota limitada de camiones para validar en sitio los beneficios observados en la literatura, seguido de una adopción escalonada al resto de la flota. Este plan debe incluir capacitación al personal, monitoreo continuo de desempeño (telemetría de consumo y emisiones) y colaboración con proveedores del aditivo, asegurando así una transición exitosa y sostenible hacia un menor consumo de combustible y menores emisiones en las operaciones mineras ubicadas en el sur del Perú.

This study addresses the application of nanostructured fuel additives in ultra-class mining trucks (320–400 tons) operating in the southern highlands of Peru. The inclusion of metallic or oxide nanoparticles in diesel fuel has been shown to improve combustion efficiency and reduce specific fuel consumption by approximately 7% to 12.12% (Mohanrajhu et al., 2024; Hamzah et al., 2024), with concomitant reductions in pollutant emissions (CO, HC, and particulate matter) reaching double-digit percentages (Haq et al., 2024). These savings imply significant economic benefits, considering that a single mining truck may consume nearly 3,000 liters of diesel per day, representing millions of dollars in annual fuel costs (World Bank Group, 2022a). The reduction in consumption directly translates into lower CO₂ emissions and reduced local pollutants, contributing to both corporate and national environmental goals. The implementation of a nanoparticle-based additive (e.g., cerium oxide) is expected to decrease operating expenses related to fuel while reducing the carbon footprint of mining operations, offering an attractive return on investment given the differential between additive cost and diesel savings. As an implementation strategy, a controlled pilot program is recommended on a limited truck fleet to validate, under operational conditions, the benefits reported in the literature, followed by a gradual scale-up to the entire fleet. This plan should include staff training, continuous performance monitoring (fuel consumption and emissions telemetry), and collaboration with the additive suppliers, thereby ensuring a successful and sustainable transition towards lower fuel consumption and reduced emissions in mining operations located in southern Peru.