Las 6 tendencias tecnológicas que mejoran la productividad minera

Que las minas aprovechen las nuevas tecnologías para mejorar su productividad no es nada nuevo. Una encuesta realizada en 2017 por Ernst and Young a más de 700 representantes del sector reveló que la mayoría de las principales empresas mineras ya han iniciado su andadura digital de alguna manera, sobre todo invirtiendo en tecnologías autónomas y basadas en el IoT. Pero los grandes actores con visión de futuro que están en el camino de la innovación solo representan alrededor del 10 % de la industria minera, lo que significa que el 90 % restante sigue rezagado.

De hecho, sigue habiendo una serie de barreras organizativas a conceptos innovadores como las lecturas inalámbricas, sobre todo el estatus de la minería como industria tradicional, reacia al riesgo y al cambio, que impide la inversión en tecnologías potencialmente "arriesgadas".

Vamos a examinar las formas en que las minas más innovadoras están utilizando las nuevas tecnologías para adelantarse a los acontecimientos, mostrándole que la adopción de estas tecnologías podría hacer que sus operaciones mineras fueran más seguras, más productivas y más rentables.

Automatización

Los vehículos mineros autónomos existen desde hace casi dos décadas: la mina de hierro Pilbara de Rio Tinto introdujo 80 camiones Komatsu sin conductor en 2008, lo que aumentó enormemente su productividad minera. Muchas de las grandes empresas mineras no tardaron en seguir su ejemplo como BHP Billiton y Suncor, comprando principalmente a Caterpillar, Sandvik, Komatsu y Atlas Copco, que actualmente representan a los actores más innovadores e importantes del sector de los vehículos mineros autónomos.

Estos vehículos revolucionaron la minería porque, por primera vez, permitían a los humanos comunicarse con la maquinaria y controlarla a distancia. Esto los hace ideales para su uso en minas subterráneas, así como en otros entornos peligrosos en los que el riesgo para la seguridad humana es elevado. La mayoría de las máquinas mineras autónomas son en realidad semiautónomas y no totalmente automatizadas; en otras palabras, siguen necesitando cierta ayuda humana para situaciones específicas que no pueden manejar por sí solas. En la actualidad, la atención se ha desplazado desde los vehículos mineros autónomos originales hacia la construcción del "sistema minero autónomo", que puede realizar tareas de forma automática o con un control externo mínimo, y también hacia la posibilidad de una automatización total mediante tecnologías robóticas.

Seguimiento de la mano de obra

Los avances en las tecnologías vestibles las convierten en una herramienta ideal para el seguimiento de la mano de obra en las minas. Son especialmente útiles para el mantenimiento sobre el terreno y las instrucciones de inspección de máquinas en tiempo real, así como para mejorar la atención y la seguridad de los operarios, sobre todo en minas subterráneas. Estos wearables permiten el seguimiento del personal mediante RFID y la visibilidad en tiempo real de todo el personal, lo que permite localizar al instante a los trabajadores clave. También pueden aprovecharse para identificar dónde puede aumentarse la productividad, y para controlar los registros de tiempo y asistencia del personal.

En cuanto a la seguridad de los trabajadores, los wearables y su papel en una red de supervisión más amplia basada en IoT mejoran significativamente los tiempos de respuesta en caso de emergencia, permitiendo que tanto los operarios como el personal reciban una notificación inmediata cuando se produce un incidente. El seguimiento de la mano de obra también permite una mayor productividad minera, ya que los trabajadores se gestionan de forma más eficaz, y los posibles incidentes que reducirían las horas de trabajo disminuyen, o incluso se evitan por completo.

Tecnologías GPS

Algunas empresas mineras han desarrollado e implantado recientemente sistemas de posicionamiento y navegación por satélite (GPS) en perforadoras de barrenos y palas eléctricas de cable en sus minas a cielo abierto. Estos sistemas GPS producen visualizaciones tridimensionales precisas de la ubicación de la broca o de las huellas de la pala en tiempo real a través de un mapa en movimiento (MMD) en una pantalla. De este modo, el operador puede dirigir con precisión la perforadora de un barreno a otro, mantener la inclinación deseada de la pala o la posición del frente desde una ubicación remota. Para este tipo de sistemas se necesitan componentes de GPS duraderos y de eficacia probada que resistan las condiciones ambientales, a menudo extremas.

Gemelos digitales

Tradicionalmente, a los operadores mineros les ha resultado difícil gestionar la información sobre ingeniería y activos a lo largo de todo su ciclo de vida. Los gemelos digitales pueden ayudar en este sentido: son réplicas virtuales de activos, procesos y sistemas físicos, que proporcionan una representación tanto de los elementos centrales como de la dinámica de los dispositivos IoT utilizados dentro del espacio o sistema representado. Los gemelos digitales utilizan IA (inteligencia artificial), aprendizaje automático (un subconjunto de la inteligencia artificial) y análisis de software con datos para generar modelos de simulación digital en tiempo real (también conocidos como "vivos") que se actualizan continuamente a medida que cambian sus homólogos físicos reales o "gemelos".

Los gemelos digitales permiten a los operadores mineros evaluar las capacidades y la madurez de la gestión de datos de ingeniería con el fin de descubrir cualquier área en la que puedan faltar datos o supervisión, dándoles la capacidad de canalizar sus esfuerzos de digitalización hacia las áreas de mayor necesidad e impacto.

En general, los sistemas de gemelos digitales se pueden utilizar para optimizar la operación y el mantenimiento de activos físicos, sistemas y procesos en tiempo real, mejorando masivamente la productividad minera.

Inteligencia operativa

La Inteligencia Operativa (IO) es clave para crear gemelos digitales de las minas. La OI se utiliza cuando los operadores desean digitalizar partes de sus operaciones para recopilar información en tiempo real e iniciar la toma de decisiones basada en datos en su organización. En las minas, esto se traduce en la digitalización de activos dinámicos como trabajadores, vehículos y activos críticos (taludes, presas, etc.) para visualizar su comportamiento, agregar esta información y generar recomendaciones a través del software de OI, que se basan en conocimientos históricos y en tiempo real. Estas soluciones aprenden de acciones pasadas mediante IA (en concreto, aprendizaje automático) y pueden, por tanto, mejorar sus propios procesos de toma de decisiones.

Una solución de OI debe ser capaz de activar alarmas si partes de la operación muestran un cierto nivel de anomalía y también debe ayudar a los operadores a coordinar acciones para aumentar la productividad. Por ejemplo, la inteligencia artificial puede facilitar la supervisión en tiempo real de todos los activos de la mina para garantizar la eficiencia y la seguridad, o ayudar a los equipos a mejorar la eficacia de sus métodos de comunicación, como aplicaciones móviles y dispositivos portátiles, para aumentar la productividad. Las soluciones de OI son capaces de captar datos de cualquier fuente y convertirlos en información global y práctica.

Monitorización inalámbrica

Se estima que la mayoría de las minas digitalizarán al menos algunas partes de sus operaciones con sistemas OI en los próximos 5 años. Además, es probable que en la próxima década la mayoría de las minas empiecen a trabajar con un gemelo digital de sus infraestructuras y flujos de trabajo. Hoy, sin embargo, la mayoría de las minas todavía tienen que dar su primer paso hacia las operaciones virtuales: sustituir las lecturas manuales o automatizadas de los cables por sistemas de monitorización inalámbricos.

Los activos mineros, como las presas, suelen estar en zonas de difícil acceso, por lo que las lecturas manuales por parte de los trabajadores llevan mucho tiempo y son peligrosas. Cuando los trabajadores recogen los datos y vuelven a la oficina, la información que han recopilado ya está obsoleta: trabajar con información que no es en tiempo real puede tener un impacto crítico en las operaciones mineras. La presión de las aguas subterráneas en las presas de estériles, por ejemplo, puede cambiar rápidamente, ejerciendo una presión sobre la infraestructura que puede provocar la rotura de las presas, a menudo con efectos muy perjudiciales. Con las lecturas cableadas, los operadores pueden disminuir los riesgos automatizando los procesos de recopilación de datos. Sin embargo, instalar cables por toda la infraestructura de una mina puede ser costoso y, según la zona, complicado y lento.

En resumen: con los sistemas de supervisión inalámbricos se reducen los costes operativos, no sólo porque las empresas mineras ya no tienen que enviar a una persona a leer los datos -con lo que ahorran dinero en contratación de personal y en gastos de vehículos y gasolina-, sino también porque no hay necesidad de costosas operaciones de cableado y mantenimiento. Como los activos críticos se mantienen mejor, esto a su vez aumenta el rendimiento de la inversión.