Beneficios de la automatización aplicada en las etapas de explotación minera

Es así que, su implementación en la industria minera ha permitido que esta actividad económica sea una de las más importante a nivel mundial. En el presente artículo, se presentarán los beneficios de la implementación de tecnologías autómatas en los procesos de extracción y procesamiento del mineral. El uso de camiones y equipos LHD operados remotamente desde una sala de control ha beneficiado a la industria minera, mejorando las condiciones de seguridad de sus operarios y permitiendo el uso más efectivo de su maquinaria. Para la etapa de procesamiento del mineral, la implementación de sistemas de control que integren los procesos de chancado, molienda y flotación de una planta concentradora ha permitido tener un monitoreo en tiempo real de diversas variables involucradas en los procesos, lo que facilita la toma de decisiones. Todos los beneficios de la implementación de la automatización en la minería siempre apuntan a obtener una mayor productividad.

Actualmente, el avance de la tecnología ha logrado que muchos de los procesos industriales se automaticen. La automatización industrial implica el uso en conjunto de elementos electrónicos y computarizados en una planta con el fin de mejorar la eficiencia productiva y poder tener mayor control sobre las variables con las que se operan. Implementar un sistema automatizado dentro de una planta implica el uso de sensores, transductores, microcontroladores, entre otros elementos que en su conjunto permiten que el operador establezca previamente las condiciones con las que debe operar el sistema, de esta manera se consigue que la intervención humana sea poca o nula durante los procesos productivos.

Una industria que viene implementando la automatización en diversos de sus procesos es la minería. La minería es una de las actividades que más aporta al sector económico a nivel mundial y consiste en la extracción y tratamiento de diferentes tipos de minerales metálicos (cobre, oro, plata, etc.) y no metálicos (mármol, arcilla, granito, etc.). El ciclo productivo de esta actividad económica incluye procesos de explotación, transporte, procesamiento, fundición y refinación. En ese sentido, diversas empresas mineras vienen implementando tecnologías en varias de estas etapas productivas. La aplicación de la automatización en minería consiste principalmente en contar con maquinaria que trabaje de manera automática y tener control sobre diversas variables de una planta procesadora. En la actualidad, es importante contar con este tipo de tecnologías, ya que permiten optimizar el uso de recursos, mejorar las condiciones de seguridad de los trabajadores y reducir el impacto ambiental ocasionado por las operaciones.

En este artículo, se enunciarán los beneficios de la aplicación de la automatización en los procesos involucrados en las operaciones mineras. En primer lugar, se expondrán los beneficios de usar vehículos y maquinaria automatizada en la etapa de extracción del mineral. En segundo lugar, se presentarán los beneficios de la implementación de plantas modernas con control multivariable para la etapa de procesamiento de la materia prima extraída.

Automatización en la etapa de extracción del mineral

Una de las principales etapas de las operaciones mineras es la extracción de la materia prima. La extracción o minado es el proceso que consiste en sacar las rocas con minerales a través del uso de explosivos y maquinaria pesada; este proceso culmina con el traslado en camiones del material extraído hacia la planta de procesamiento. La implementación de la automatización en estos procesos a través del uso de vehículos y maquinaria tele operada implica diversos beneficios en cuanto a seguridad, precisión y optimización de recursos.

Tele operación de vehículos y maquinaria minera

El avance de la tecnología ha permitido que las empresas mineras puedan incluir maquinaria autónoma o semiautónoma en sus procesos de extracción. De este modo, la implementación de vehículos y maquinaria tele operada ha permitido satisfacer de manera rápida y eficiente la creciente demanda de metales [2]. Algunas de las tecnologías usadas para este proceso se ven aplicadas en los equipos LHD (Load Haul Dump o máquina de carga, acarreo y descarga) y en los camiones autónomos.

Por un lado, los equipos LHD (Fig. 1) son utilizados en las minas subterráneas y sirven para cargar y transportar las rocas de mineral, que se obtuvieron a través del uso de explosivos, desde los puntos de extracción hasta los puntos de vaciado [3]. Este equipo tiene al balde (componente que recoge el mineral), en la parte frontal y al motor en la parte lateral. Normalmente, estos equipos pesan entre 20 y 75 toneladas y operan con velocidades que van desde los 20 km/h hasta los 30 km/h. Las dimensiones de un LHD dependen de la capacidad de operación de cada mina.

Actualmente, la operación de los equipos LHD se realiza de manera semiautomática debido a que aún es necesaria la intervención de los operadores para el proceso de carga; sin embargo, los procesos de transporte y descarga se realizan de manera autónoma. Las operaciones de estos equipos se realizan desde una sala de control. Para el transporte y descarga del mineral, el equipo LHD cuenta con sensores y un sistema de navegación,  lo que le permite al operador programar previamente las instrucciones. Para la carga del mineral, el equipo cuenta con sensores y cámaras que le permiten al operador teledirigir las operaciones mediante un control remoto.

Diversas empresas de la industria minera alrededor del mundo, ya han implementado este tipo de automatización en sus procesos de extracción: Stawell y Jundee en Australia, Malmberget en Suecia, El Teniente y Andina en Chile, en otras. Las principales empresas proveedoras de equipos LHD semiautónomos son Caterpillar y Sandvik, marcas que trabajan con sus propios sistemas (AutoMine y MineGem, respectivamente).  

Por otro lado, los camiones autónomos son utilizados principalmente en operaciones a cielo abierto. Estos equipos son utilizados solo para el trasporte y descarga del mineral luego de los trabajos de explotación; la carga del mineral es realizada por otro equipo, el cargador Haggloader.

Este tipo de camiones es operado remotamente a través de una sala de control y cuenta con un sistema GPS de alta precisión, un sistema de red inalámbrico y un sistema de detección de obstáculos. Todos estos sistemas permiten que los controladores conozcan la posición de cada camión controlado y que se detecte la cercanía de otros equipos o personas presentes en la ruta.

Optimización de las condiciones de seguridad y del uso de recursos durante la extracción, carga y descarga del mineral.

La implementación de maquinaria automatizada en los procesos de extracción de la industria minera ha permitido que diversas empresas logren beneficios en las áreas de seguridad y optimización de recursos, en consecuencia, también han conseguido mejorar su productividad y reducir costos en ciertas áreas.

En cuanto a seguridad, el control remoto de maquinaria ha permitido una menor exposición de los trabajadores a posibles accidentes y a condiciones ambientales extremas. El poder controlar y monitorear diversas maquinarias a la vez desde una sala de control da una mayor visión al operador, lo que permite evitar accidentes por falta de coordinación entre equipos, por existencia de puntos ciegos o por condiciones naturales como la neblina. La optimización de las condiciones de seguridad con la implementación de maquinaria tele operada se ve reflejada en la disminución de los accidentes mortales.

En cuanto a la optimización de recursos, el uso de maquinaria tele operada ha permitido que las industrias mineras utilicen sus equipos de manera más efectiva, de este modo, se incrementa la vida útil de los mismos y se disminuye la inversión y costos operativos en mantenimiento. Los camiones tele operados presentan menor desgaste, por lo que pueden operar por más tiempo sin necesidad de realizar algún cambio o reparación.