Minería inteligente, la revolución de las tecnologías para la reducción de costos

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Minería inteligente es el nombre de un camino que esta industria ha comenzado a recorrer, el cual implica la adopción de tecnologías y herramientas que hagan posible una minería autónoma. La fuerte inclusión de tecnología de información en todo el proceso minero es la clave para entender esta mecanización que paulatinamente ha ido cubriendo desde la exploración hasta la distribución y logística. A partir de la irrupción de la tecnología inteligente se hace posible el monitoreo del proceso, teniendo en cuenta indicadores antes impensados, lo cual lleva a la posibilidad de realizar una proyección predictiva, que permite elevar estándares de seguridad laboral y medioambiental, ahorro de costos de mantenimiento. Estos son algunos de los indicadores que cobran más relevancia desde el retroceso que los precios de las materias primas han experimentado a partir de 2013.

Desafíos

La necesidad de eficientización de la producción minera, claramente marcada por la búsqueda de los descensos de costos, han comenzado a poner el eje en sectores puntuales como el mantenimiento y la seguridad, donde la comunicación wireless, el monitoreo y control remoto han marcado la impronta para una gestión eficiente de la actividad y los recursos, a la vez que mejoraron el cuidado medioambiental y laboral, que impactan en una mayor rentabilidad.

De este modo, podemos afirmar que la minería inteligente es la respuesta del sector a retos como las declinaciones en la ley de los minerales, el precio de los commodities, los costos, el cuidado medioambiental y la seguridad. El uso de tecnología de información en todo el proceso productivo minero, para lo cual se integra al mundo físico y el mundo virtual, permitiendo una modelación, un diseño y el aumento de la productividad, haciéndolo más seguro y sustentable.

El rol de la I+D se ha tornado cada vez más relevante y la formación de un sector proveedor alineado a la búsqueda del desarrollo tecnológico ha resultado fundamental para que las empresas mineras pudieran encontrar en las nuevas tecnologías el mejor aliado para resolver los conflictos causados por el ciclo de menor rentabilidad. De este modo, la transferencia y absorción tecnológica permiten desarrollar y fortalecer capacidades competitivas del sector.

Un dato que muestra la envergadura de la minería inteligente está dado por el volumen de inversión que representa, en 2013 era de 5,12 mil millones de dólares, y se espera un crecimiento tal que en 2020 llegue a los 13000 millones de dólares.

Este es un sector que por su propia lógica inherente ha tendido a incorporar la innovación, avanzando desde la minería física a la mecanizada, de ésta a la robotizada y, finalmente está dando el salto hacia la minería autónoma o minería inteligente. Indudablemente este es el modelo de producción minera del futuro, que incluye e implica a la innovación en el mismo proceso, complejizando a los múltiples actores del sector, a través de la incorporación de competencias cada vez más específicas. Hoy la necesidad de satisfacer la demanda de minerales y metales de una población mundial en crecimiento es una tarea de enormes proporciones y los requerimientos de rentabilidad llevan a las empresas mineras a generar procesos eficientes y mantener sus equipos, cuidando la seguridad del personal y del medioambiente.

La incorporación de proveedores de tecnología que informaticen el proceso minero es cada vez más relevante y lleva a la mutación de muchos actores mineros, como lo es la figura del mantenedor que cada vez más requiere competencias de IT. Para lograrlo satisfactoriamente se necesita un cambio cultural que ya se está gestando dentro de minería. Esto se evidencia en la explosión de cursos de capacitación y posgrados relacionados al tema del mantenimiento.

Integración y convergencia de la información, dos grandes claves para el futuro

Una de las empresas que han marcado la impronta de en la minería inteligente es ABB. Para Christian Díaz, Mining Business Manager de la compañía, ante el escenario actual de la minería “La productividad de las personas y los recursos tiene también que aumentar, porque los crecientes costos de producción y la alta volatilidad de los precios están obligando a las empresas a reducir los gastos de capital y de operación. El elemento diferenciador fundamental es la mejora de la productividad y de la competitividad. La integración completa de todos los datos y equipos será el sello distintivo de la mina del futuro. Uno de los muchos beneficios será el control a distancia de las minas, que a menudo se encuentran en lugares remotos. Los costes energéticos crecientes obligan a que todo esto vaya acompañado de un consumo de energía menor y de menos emisiones de dióxido de carbono.” Indudablemente la energía es un insumo clave y la eficiencia energética es un factor determinante para mitigar impactos.

Algunas de las problemáticas que el ejecutivo identifica son que “las empresas mineras tienen que buscar yacimientos cada vez más remotos e inaccesibles, con depósitos de menor calidad. Al mismo tiempo, tienen que esforzarse por mejorar la seguridad laboral y reducir los accidentes. A todo esto se suma la problemática de los trabajadores que se jubilan y que se llevan conocimientos y experiencias de gran valor, que muchas veces no son transmitidos eficazmente a la generación de trabajadores que los reemplazará. A esto debe sumarse la situación de muchas minas en lugares aislados e inhóspitos que hace difícil llevar a expertos, contratar y mantener personal competente.La solución a estos problemas y el futuro de la minería pasan por la automatización y la integración de la información y el uso del conocimiento para la optimización en tiempo real de los procesos mineros.”concluyó Cristian Díaz.

Desde la perspectiva de ABB la integración es el desafío a conquistar, “La automatización no es nueva en la minería, pero suele ser más básica que en otras industrias y limitarse a un simple control de motores, equipos o algunas partes de los procesos”, manifestó Christian Díaz. “Además, las minas por lo general poseen un gran número de equipos independientes de distintos proveedores. Cada una de estas “islas de automatización” puede disponer de sus propios datos, formatos de datos e interfaces, y los operarios y el personal de las salas de control deben vigilar muchas pantallas conceptualmente inconexas para coordinar diferentes partes del proceso.La clave para este futuro de la minería reside en la integración total de los datos y procesos de trabajo. Modelos de control avanzados de procesos, redes wireless de uso industrial, integración de comunicaciones y seguimiento georreferencial de flota y de equipos, vestimenta con sensores de condiciones ambientales y personales, sistemas de video integrados a los sistemas de control de procesos, sistemas inteligentes de ventilación de minas, accionamientos sin engranajes para molinos, sistemas de gestión eléctrica y de seguridad totalmente integrados a los sistemas de control de procesos y sistemas colaborativos de manejo de información y documentación son algunos ejemplos de la tecnología que ABB coloca hoy en día a disposición del mercado. Esta tecnología permite trabajar de manera más eficiente y segura, aumentando la confiablidad y disponibilidad de los equipos, sistemas de producción e información, disminuyendo a su vez los costos de operación y mantenimiento.”

De este modo, “esta convergencia tecnológica canaliza hacia el software cada vez más información de sistemas de tiempo real, enriqueciendo cuatro áreas fundamentales que refuerzan la eficiencia, la capacidad de respuesta y el rendimiento a lo largo de toda la cadena de valor de la mina: producción inteligente y mayor productividad de personal y recursos; Respuesta inteligente al estado de recursos críticos; Planificación dirigida por la demanda y, menor consumo de energía y menos residuos”, explicó el ejecutivo.“ABB se ha comprometido con la industria minera y tiene un programa de investigación que cubre todos los aspectos relevantes, desde sensores hasta modelización, visualización y optimización de procesos. El planteamiento holístico de la explotación completa de la mina incorporará aparatos y equipos inteligentes preparados para la configuración autónoma, el funcionamiento eficiente y el autodiagnóstico junto con software que proporcione una visibilidad total en tiempo real a los operarios. Esto hace visibles los recursos en toda la mina, una producción inteligente basada en la demanda en tiempo casi real, las condiciones de mercado y los tipos de mineral disponible, y una respuesta óptima al estado de los recursos críticos. Aprovechando todo el potencial de la automatización ampliada y combinando personal, equipos y sistemas en un entorno totalmente integrado, las compañías mineras pueden mejorar sustancialmente la productividad, la satisfacción del personal y la seguridad”, expresó contundentemente el Gerente para Minería de ABB.
Reducción de costos en mantenimiento y eficientización de procesos

La tecnología debe permitir el aumento de producción, de seguridad y cuidado medioambiental mediante el uso de aplicaciones que permitan el seguimiento de indicadores para el control, monitoreo, automatización y robótica, a través de sistemas que permitan el control en tiempo real y de forma remota.

Como las empresas esperan más rentabilidad, desde Emerson Chile, Felipe Cabrera, Gerente General de la empresa destaca la necesidad que tienen las empresas mineras de generar procesos eficientes y mantener sus equipos con el objetivo de asegurar la operación y, al mismo tiempo, garantizar la seguridad de su personal. “Emerson entiende sus desafíos específicos y ayuda a las empresas a agregar más disponibilidad, productividad y eficiencia en sus operaciones brindando soluciones integrales de automatización que cubren las principales áreas de las operaciones de la cadena de valor en el negocio minero. Nuestras principales soluciones van desde la aplicación de tecnología avanzada en monitoreo remoto de la salud de equipos mineros críticos como camiones, palas o cargadores frontales; y se extienden al área de procesos permitiendo la optimización de operaciones de molienda-clasificación-flotación, la optimización de pila de lixiviación o la detección de cortocircuitos de cátodos de cobre” explica Felipe Cabrera. Es allí donde la interacción entre empresas mineras y proveedoras se torna estratégica para lograr los objetivos de rentabilidad del proyecto. El directivo ejemplifica esta dinámica con la integración de soluciones de la empresa en el proceso de lixiviación, “La automatización de pilas de lixiviación, Smart Leach Pad, es un concepto revolucionario desarrollado para ayudar a alcanzar una uniformidad superior al 90% en la etapa de humectación y riego en base a la operación normal realizada en la pila de lixiviación. La solución no requiere de una gran infraestructura electrónica lo que permite una sencilla instalación y un fácil mantenimiento. Para la detección de cortocircuitos en cátodos de cobre, un sistema de monitoreo que permite detectar condiciones anómalas con el objetivo de contribuir a mejorar la eficiencia de corriente, ya que un cortocircuito entre el ánodo y el cátodo reduce la efectividad del sistema desperdiciando energía y tiempo. La extracción eficiente del cobre de la estructura orgánica es de suma importancia para que la extracción de solventes y el proceso de electrodeposición sean rentables. De este modo la solución monitorea de manera online las variables necesarias a lo largo de la plataforma asegurando una distribución uniforme de la solución en la pila durante todo el proceso permitiéndole alcanzar sus objetivos operativos mientras mantiene seguro a todo su personal.En el proceso de electo-obtención, la tecnología que Emerson ofrece para la solución de detección de cortocircuitos permitiendo aumentar la eficiencia de la corriente de la nave de electro-obtención mejorando las tareas de mantención y operación.”

Desde la perspectiva de la empresa, “hoy las soluciones deben ser diseñadas para impactar en las necesidades claves de la industria, tales como productividad, eficiencia operacional, reducción de costos, mejor uso de recursos como agua, ácido y energía, personas, seguridad y medio ambiente.”Con el precio de los commodities mineros bajos, la compañía está focalizando sus soluciones en mejoras productivas con el objetivo de asegurar mayor rentabilidad asociada a la disponibilidad de maquinarias, equipos y procesos. Para ello, la tecnología que promueve el mantenimiento predictivo permitiendo entender que va a fallar y cuando va a fallar con el objetivo de asegurar la producción. Por ello para la empresa “resolver los problemas de los clientes es una de las contribuciones más importantes, pero más importante aún es anticiparse a esas necesidades en tiempos complejos y desarrollar nuevas soluciones innovadoras que les otorguen ventajas y liderazgo en tiempos normales” concluyó Felipe Cabrera.
Minería inteligente, una herramienta para mejorar la seguridad y la sustentabilidad

La automatización y la autonomía de la tecnología de la información permiten que la seguridad en minería alcance estándares más altos, principalmente debido al control de los vectores de riesgo que ellas posibilitan.

En la minería argentina la empresa Minetech ofrece ingeniería argentina al servicio de la actividad, en pos de la optimización de los procesos mineros. Matías Baglietto, Director de Proyectos de la empresa, comenta que “Desde Minetech Argentina, luego de desarrollar el primer refugio subterráneo de fabricación nacional, nos hemos abocado al desarrollo de nuevos proyectos tecnológicos que hagan a la industria más segura, eficiente y productiva.En términos de seguridad operativa, seguimos avanzando con desarrollos de detección de proximidad entre vehículos y personal para minas de cielo abierto y/o subterráneas. El avance tecnológico permite en la actualidad que existan sistemas que frenen automáticamente los vehículos pesados cuando se acercan al personal minero que tienen a su alrededor. Esto es muy importante, por ejemplo, cuando los vehículos son operados mediante control remoto a una distancia prudencial del frente de trabajo para proteger al personal.Este tipo de operación es compleja cuando el operario tiene que retirar el vehículo cargado del frente y acercarlo a su posición, debido a que el porte del mismo hace difícil su control fino. Los sistemas que disponemos permiten un frenado instantáneo y automático del vehículo, cualquiera sea la carga que trae, cuando se encuentran a una distancia critica del personal, habitualmente configurada en 3 metros.” De este modo, la seguridad de los operarios dentro de la mina logra minimizar los riesgos inherentes a la propia faena.

Pero al hablar de seguridad laboral minera el soporte tecnológico no se limita a la acción en el campo sino que, según explica Matías Baglietto, “respecto al cumplimiento de legislaciones de seguridad e higiene, hemos lanzado QUBIC, una herramienta de software que permite, mediante vinculación a SAP u otro ERP; resolver las problemáticas de entrega de EPP, registro de accidentes en ART, seguimiento de documentación de accidentes recurrentes y realización de auditorías para medidas correctivas; brindando firma y registro digital de toda la documentación de entrega y registración”, así la tecnología hoy avanza un paso más hacia la automatización total de la operación. De este modo esta es una herramienta que brinda información para tomar decisiones de seguridad y de capacitación del personal.

Respecto a la sustentabilidad y al control ciudadano de sus parámetros, hoy se han desarrollado equipos que permiten el monitoreo y facilitan el acceso a esos datos a la comunidad. Este es el caso que ejemplifica el Gerente de Productos de Minetech, al comentar acerca de un desarrollo de la empresa, “una herramienta de medición remota en tiempo real de concentración de químicos en soluciones liquidas como puede ser el cianuro. Este sistema contempla la instalación de una sala de piletas con el instrumento de medición, una obra civil para poder llevar agua del rio instantáneamente a las piletas y luego devolverla a su cauce y finalmente un sistema de comunicación que toma la información de medición y la publica en una página de internet en tiempo real.” Herramientas como estas permiten no sólo elevar el grado de monitoreo que desde la empresa se tiene respecto a ciertos parámetros ligados con el impacto ambiental sino también abren la puerta a una percepción más transparente de la industria, que facilita la obtención y mantenimiento de la licencia social basada en la confianza mutua entre la empresa minera y la comunidad.
La minería inteligente y la autonomía en los vehículos mineros

La posibilidad de contar con vehículos totalmente autónomos en determinados puntos del proceso minero reducen altamente los costos, así como elevan la seguridad del personal. Caterpillar fue la empresa pionera a este respecto, lo cual la torna en fuente indispensable a la hora de exponer sobre este tópico. Hace veinte años que la compañía trabaja para lograr lo que hoy vemos. Desde el punto de vista de la automatización, la del transporte en minería es la más desafiante. Desde Finning, el Ing. Carlos Soto Fernández, Gerente General de Fintech y Gerente Técnico de Minería de la compañía pone en claro las ventajas que supone la autonomía “En general, los beneficios esperables de la autonomía son muy claros, consistiendo en un mayor nivel de seguridad al minimizar accidentes y retirar a las personas de situaciones de riesgo; desarrolla procesos consistentes, estables y siempre apegados a su diseño; brinda una mayor disponibilidad de los activos productivos, minimizando daños al respetar siempre los parámetros seguros de operación; mejora la productividad al aumentar considerablemente la utilización de los activos y por ende contar con más horas de operación por día; y finalmente menores costos como consecuencia de los puntos anteriores.”

Lograr un transporte minero autónomo no es tarea sencilla ya que supone la coordinación de “decenas de camionesque cargados pueden pesar más de 500 toneladas, y de una cantidad de equipos tripulados de apoyo y menores que pueden llegar fácilmente al doble o triple de los camiones, hace que este proceso sea el más complejo pero a su vez el que más beneficios puede retornar a una operación”, relató el directivo.

Pionera en el campo, Caterpillar desarrolló el proceso a partir de “los tres sistemas clave requeridos para la autonomía – componentes y sensores electrónicos en los equipos, posicionamiento GPS de alta precisión y redes inalámbricas – hoy de una ubicuidad asombrosa, hace 20 años simplemente no existían o no eran aplicables.Sólo una vez que el desarrollo tecnológico de estos sistemas habilitantes alcanzó el nivel de robustez necesario para mover de forma autónoma de equipos ya no de 65 toneladas sino que de hasta 400 toneladas cortas, la autonomía comenzó a ser económicamente viable. Entre los años 2008 y 2012 CATERPILLAR conceptualizó, diseñó y validó en terreno una solución radicalmente distinta a lo que el mercado conocía, preparada para poder controlar flotas de 150 o más camiones, conviviendo con más del doble o triple de este número en equipos manuales.” Una imagen que puede poner de manifiesto las ventajas que esta solución reviste es la de la mina Solomon, en la región de Pilbara en el oeste de Australia. “Fortescue Metals Group (FMG) ha hecho público los resultados alcanzados por el camión autónomo CATERPILLAR en un informe a inversionistas de Octubre de 2015. Solomon es hoy la operación autónoma más grande del mundo, con más de 40 camiones autónomos conviviendo con aproximadamente 140 equipos manuales y un plan de expansión a 70 equipos autónomos durante el año 2016. El éxito del camión autónomo CATERPILLAR es tal que ha roto la marca de 100 millones de toneladas movidas en sólo dos años de operación comercial, un plazo inédito en la industria. La disciplina operacional impuesta por la autonomía ha hecho que incluso la productividad de los camiones manuales en Solomon se incrementara en un 13%, con una productividad de los equipos autónomos un 13% superior a la manual, que ya había sido mejorada.Este es el cumplimiento de la promesa de la autonomía en transporte. No sólo elevar la utilización como resultado de mayores horas de operación, sino que de verdad convertir ese aumento en productividad final y por ende en una reducción de activos y un menor costo por tonelada.”

Indudablemente la mina del futuro tendrá como base las redes inteligentes que permitan la ejecución integral y combinada de la información en tiempo real, lo cual facilitará una toma de decisiones sustentada en datos reales y concretos, dejando de lado las especulaciones basadas en la casuística y cerrando la brecha para la incertidumbre. La planificación será fundamental en el salto en productividad, la cual será el fruto de la inclusión de la economía del conocimiento y de la integración de la información a través del valor añadido a todo el proceso productivo minero. Así los condicionantes externos han llevado a la actividad a buscar la impronta tecnológica como herramienta para obtener mayor información que genera un valor extra en el sector.Este es un ejemplo claro de la rentabilidad que el conocimiento, así como de la investigación y desarrollo contribuyen a llevar a los sectores productivos más allá de los límites anteriores, y del rol cada vez más preponderante de los proveedores tecnológicos en la generación de innovación. Esta es una oportunidad para que la consolidación de este modelo permita construir un desarrollo de la generación de capacidades tecnológicas locales, que convertirían ala minería en el vector de desarrollo de un sector de proveedores pujante y de relevancia internacional. Creemos que existe la base para ello, contando con el sobresaliente nivel técnico de universidades argentinas, con profesionales destacados y la voluntad política de favorecer a este desarrollo a partir de políticas de estado que lo viabilicen y lo sostengan en el tiempo.

Ante nuestros ojos se está produciendo una metamorfosis en la minería cuyo producto redundará favorablemente en todos los aspectos de la industria, la productividad, el impacto ambiental y la seguridad. Muchos actores se están transformando, la mina del futuro tendrá una nueva fisonomía y la imagen del mantenedor será cada vez un técnico en una sala de control queun operario en el site, cada vez tendrá más competencias en circuitos que en piezas mecánicas, donde el mantenimiento predictivo y la planificación serán la base para la eficiencia.

 

Revista

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2024 Argentine Mining Compendium
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Edición 527 - Febrero 2024
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Edición 525 - Noviembre 2023
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Edición 523 - Septiembre 2023
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Edicion 521 - Julio 2023
Edición 520 - Junio 2023
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Eventos

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