Epiroc desarrollará solución totalmente autónoma para la manipulación de materiales

Nexgen SIMS es un proyecto de colaboración dirigido por un consorcio de socios coordinado por Epiroc y financiado en parte por la Unión Europea. Finalizará en abril de 2024 y su objetivo es desarrollar tecnologías, métodos y procesos para las minas sostenibles del futuro.

Los socios de Nexgen SIMS afirman haber desarrollado y demostrado recientemente una solución operativa para el paquete de trabajo: manipulación autónoma de materiales en el frente. La demostración tuvo lugar a 750 m de profundidad en la mina de oro Kittilä de Agnico Eagle, en Finlandia. Abarcó un ciclo totalmente autónomo de manipulación de materiales utilizando cargadoras subterráneas y camiones mineros Epiroc alimentados por baterías: evaluación del rebaje, llenado de la cuchara, traslado a un camión minero y depósito del mineral en la caja, todo ello sin intervención humana.

"La demostración salió perfectamente bien, lo que significa que hemos demostrado una solución autónoma viable para este proceso. En resumen, hemos aumentado el TRL -nivel de preparación tecnológica- para la minería autónoma", afirma Vladimir Sysoev, Global Product Manager Deep Automation - Trucks, de Epiroc. La cargadora subterránea cuenta con sensores 3D y de peso basados en LiDAR y una unidad de procesamiento con algoritmos para controlar la detección, las maniobras y la conectividad. La solución está integrada con capacidad 5G y depende de la infraestructura del emplazamiento para la conectividad.

"Estas soluciones no habrían sido posibles hace solo unos años. Eso también es resultado del proyecto, que hemos probado adecuadamente el 5G en un entorno minero real. Todo ha ido según lo previsto. Ha sido interesante ver cómo han evolucionado con el tiempo tanto el predecesor LTE como el 5G, que han demostrado ser muy adecuados para estas aplicaciones. El estándar 5G es excelente para las soluciones de automatización y Big Data, y además está preparado para el futuro, con un amplio margen para aumentar la capacidad y reducir la latencia", afirma Sysoev. 

La demostración contiene tres procesos autónomos totalmente novedosos en la industria minera mundial: la evaluación del tajo para decidir dónde excavar, el llenado de la cuchara con la cantidad adecuada de mineral y el vertido del mineral en la caja del camión minero minimizando los derrames. El ciclo de manipulación autónoma de materiales en el frente se completa en combinación con el transporte y vertido autónomos desde y hacia el camión minero. Un operador experimentado puede explorar rápidamente la pila de escombros y decidir dónde empezar a excavar. El truco consiste en elegir el lugar adecuado para excavar la pila de manera uniforme, abriéndose paso a través de ella de forma eficiente. Además, los taludes suelen ser inestables, por lo que siempre existe el riesgo de desprendimientos.

¿Cómo sabe que ha llenado el cubo con la cantidad correcta de mineral? Eso puede ser relativamente fácil para un humano, pero mucho más difícil para una máquina. No es posible escanear la cuchara, ya que la parte delantera de la cargadora está situada en un entorno muy duro en la mina. Nexgen SIMS ha resuelto el problema midiendo el peso en la cuchara, determinando así el factor de llenado de la cuchara.  

El procedimiento estándar consiste en combinar una pala cargadora con un dúmper de modo que la caja se llene con tres cargas de cubo. Los algoritmos que desarrollamos colocan la primera carga en la parte delantera de la caja, la segunda en la parte trasera y, por último, la tercera en el centro. El sistema también puede utilizar la cuchara para presionar un poco el mineral, lo que refleja los movimientos típicos del operario durante la descarga.

La seguridad es uno de los principales motores del desarrollo de soluciones autónomas. Es imperativo minimizar la presencia humana en las zonas peligrosas de las minas, y la seguridad de la solución también es primordial. "Las máquinas son lo bastante inteligentes como para trabajar de forma autónoma, pero por razones de seguridad están constantemente vigiladas. Hay un servidor centralizado que orquesta y gestiona el tráfico en las minas. Así que tenemos que saber en todo momento dónde están las máquinas y a qué velocidad van. Además, los operarios deben tener acceso instantáneo a la máquina en caso de que algo vaya mal. Por estas razones, el sistema está diseñado para detener inmediatamente las máquinas en caso de que se interrumpan las comunicaciones, aunque sea durante menos de un segundo", explica Sysoev. 

Otro resultado de este tipo de soluciones es el aumento de la productividad. "Un operario experimentado puede, en un buen día, mover más mineral, pero una de las ventajas de confiar en algoritmos es la consistencia: siempre se obtiene el mismo resultado, lo que a la larga mejora la precisión, las posibilidades de planificación y la productividad. La coherencia es uno de los objetivos que nos hemos marcado".