Conoce los últimos avances en tecnologías de minería subterránea

Hoy en día, la minería es una industria de 1 billón de dólares que suministra materiales para todo tipo de sectores, desde el energético hasta el mercado de bienes comerciales.

En el centro de esta historia está el desarrollo de tecnologías cada vez más sofisticadas que permiten a los mineros sondear las profundidades de la Tierra para recuperar recursos industriales críticos. Este artículo examina los últimos avances de las tecnologías mineras subterráneas y su importancia para el sector y la sociedad en general.

Excavar más hondo: Minería subterránea y tecnología

A medida que aumenta la población mundial y el nivel de vida global, crece la demanda de minerales. Para suministrar la miríada de recursos, materiales y tecnologías necesarios para el desarrollo de las economías modernas, las minas tienen que adentrarse más en la Tierra.

Sin embargo, las minas subterráneas profundas son entornos muy exigentes y técnicos para los mineros y los planificadores mineros. Garantizar la seguridad de los mineros, la viabilidad económica de las minas y la productividad, así como la recuperación segura de los minerales, requiere tecnologías innovadoras.

Los estallidos de rocas, la alta tensión in situ, las explosiones de gas y las altas temperaturas pueden suponer graves riesgos para la seguridad de los mineros y los equipos. El creciente consumo de recursos naturales y minerales por parte de la economía mundial está provocando una crisis de sostenibilidad cada vez mayor y repercutiendo en la viabilidad económica futura de las propias minas. Los países ricos, por ejemplo, consumen más de seis veces los recursos que las naciones más pobres, según la ONU.

La industria minera debe adaptarse a las nuevas tendencias, tecnologías y prácticas de trabajo para seguir siendo económicamente viable al tiempo que cumple sus objetivos de sostenibilidad y medio ambiente. En las últimas décadas se han desarrollado tecnologías innovadoras en ámbitos como la automatización, la detección, la inteligencia artificial y el análisis de datos, la seguridad, la electrificación y la robótica.

Maquinaria automatizada y teledirigida

La automatización es un elemento clave de la Industria 4.0, que aporta beneficios a múltiples industrias en términos de seguridad, eficiencia y productividad. Los equipos de perforación automatizados, los drones y los camiones de transporte son solo algunos ejemplos de maquinaria automatizada y teledirigida que se está adoptando cada vez más en las minas subterráneas modernas, en sustitución de los mineros humanos que tradicionalmente han sido la columna vertebral del sector.

Los equipos mineros autónomos, como topadoras, perforadoras, volquetes de carga y descarga (LUD), excavadoras y camiones, están equipados con software avanzado, sensores y componentes robóticos. Entre las características de estas máquinas se incluyen el funcionamiento semiautónomo y totalmente autónomo, la detección de proximidad y el seguimiento de flotas.

Varias empresas han entrado en la carrera por desarrollar equipos mineros totalmente autónomos. Rio Tinto, por ejemplo, está empleando sistemas de perforación autónomos en sus minas de Australia. Con esta tecnología, un solo operario puede controlar simultáneamente cuatro equipos autónomos, lo que mejora la seguridad y reduce los costes de mano de obra, al tiempo que favorece una mayor eficiencia y productividad.

Los vehículos teledirigidos, como los drones, se están utilizando para inspecciones de seguridad y exploración de minas, recopilando datos en bruto que los planificadores mineros pueden utilizar cuando se sitúan a una distancia segura de la mina. También pueden utilizarse para tareas de ingeniería de voladuras y control de inventarios de reservas.

Tecnologías de seguridad mejoradas

La seguridad de los mineros es una preocupación fundamental, ya que las minas subterráneas profundas son entornos peligrosos y de difícil acceso en caso de catástrofe. En los últimos años han aparecido varias tecnologías nuevas para mejorar la seguridad de los mineros, aprovechando los avances innovadores en tecnologías vestibles, sensores y sistemas avanzados de monitorización.

Las tecnologías portátiles con sensores integrados, como los cascos inteligentes, pueden vigilar la salud de los trabajadores y cualquier peligro en su entorno.

Los dispositivos biométricos alertan en tiempo real de factores como el estrés de los trabajadores.

Los sensores de proximidad, como las etiquetas RFID, pueden localizar y seguir a los trabajadores y los equipos en tiempo real.

La realidad aumentada y virtual puede mostrar datos esenciales sobre mantenimiento y seguridad6.

Los sensores pueden detectar la presencia de gases en el entorno, reduciendo la exposición.

Reducción del impacto ambiental

A pesar de su increíble importancia económica, la minería tiene un impacto medioambiental considerable, que la industria está intentando reducir rápidamente para cumplir sus objetivos de sostenibilidad. El sector recurre cada vez más a tecnologías ecológicas, como vehículos de flota electrificados, maquinaria de planta y energías renovables.

Reducir el impacto del uso del agua en la minería es una preocupación actual. El agua se utiliza para varios fines clave, como la supresión del polvo y el procesamiento. Sin embargo, estas actividades provocan la contaminación de los recursos hídricos locales, lo que puede perjudicar a los ecosistemas locales. La rehabilitación de las tierras también es vital para devolverlas a un estado agrícola viable. Una gestión adecuada de los residuos puede contribuir en gran medida a reducir el impacto.

Minimizar la contaminación y las emisiones de carbono de las minas es crucial para garantizar un impacto medioambiental mínimo. Empresas como CSIRO han desarrollado métodos para mejorar rápidamente la calidad del agua y garantizar que los vertidos de las minas cumplan las normas medioambientales.

Digitalización y análisis de datos

La industria minera está adoptando cada vez más la digitalización. Se están implementando sensores, big data, IA, gemelos digitales y muchas tecnologías de la Industria 4.0 para mejorar la supervisión, la exploración, el análisis de datos, el mantenimiento predictivo y la seguridad de los trabajadores. La mina del futuro se convertirá en un entorno más inteligente, interconectado e impulsado por los datos.

El mantenimiento predictivo es una tendencia clave en la industria minera, posible gracias a la creciente digitalización y análisis de datos y al desarrollo de sensores inteligentes, IA y aprendizaje automático. Se pueden recuperar, analizar y utilizar enormes cantidades de datos procedentes de múltiples puntos para actuar en las tareas de mantenimiento, reduciendo el tiempo de inactividad y mejorando la productividad al tiempo que se mejora la seguridad.

Retos y orientaciones futuras

Persisten varios retos que obstaculizan la adopción de nuevas tecnologías, como la inversión inicial de capital y los costes, los obstáculos normativos, la formación del personal, la seguridad de los datos y los retos técnicos asociados a la explotación de recursos cada vez más profundos.

En el futuro habrá que aumentar la automatización, la digitalización, el análisis de datos y la adopción de tecnologías ecológicas. Una tecnología emergente que podría superar uno de los retos -el límite teórico de la profundidad que pueden alcanzar los métodos convencionales- es la minería fluidizada.

Esta técnica propuesta incorpora minería no tripulada, clasificación automatizada, fluidización de recursos sólidos, relleno y tecnologías de control inteligente de la electricidad.

Para que la industria minera alcance sus objetivos de sostenibilidad sin dejar de ser económicamente viable y garantizando un rendimiento, una eficiencia y una seguridad de los trabajadores óptimos, debe adoptar tecnologías emergentes innovadoras en ámbitos como la Industria 4.0. Aunque persisten retos técnicos y financieros clave, los beneficios potenciales para la industria minera y su progresión futura son evidentes y de gran alcance.