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Cómo la digitalización está generando grandes beneficios en las operaciones mineras

La digitalización es un término que se asocia más a menudo con las fábricas inteligentes y evoca imágenes de espacios de fabricación limpios y estériles poblados solo por robots. Pero la digitalización también puede ser un catalizador para el cambio en industrias pesadas como la minería. Entonces, ¿cuál es el potencial transformador de la digitalización y qué beneficios específicos ofrece a los operadores mineros en términos de mejora de la eficiencia y la productividad?

Descargo de responsabilidad: este texto se escribió originalmente en inglés y se tradujo mediante inteligencia artificial.

Por Bruno Castro

 

BENEFICIOS DE LA DIGITALIZACIÓN

La digitalización es esencialmente el proceso de integrar tecnologías digitales en los sistemas, máquinas y componentes mineros con el fin de obtener datos valiosos. La recopilación, la comprensión y la interpretación de estos datos pueden ofrecer mejoras significativas en la disponibilidad, la eficiencia y la capacidad.

Los beneficios potenciales de la digitalización incluyen:

  • Mayor eficiencia. La digitalización permite la automatización y agiliza los procesos mineros. La interactividad y la conexión en red totales de las máquinas mejoran la disponibilidad de la planta y permiten a las empresas mineras tomar decisiones más inteligentes.
  • Análisis de datos. La capacidad de recopilar, almacenar y analizar grandes cantidades de datos permite a las empresas mineras obtener información sobre sus operaciones que les permite tomar mejores decisiones y mejorar el rendimiento.
  • Reducción de costes. Una mejor visibilidad de los recursos ayuda a los operadores mineros a reducir los costes al mejorar la eficiencia de los procesos, reducir los residuos y optimizar el uso de los recursos (como el agua y la energía).
  • Seguridad. Además de los sistemas anticolisión, las soluciones digitales pueden crear un entorno de trabajo más seguro al permitir el control remoto de los equipos mineros y apoyar los regímenes de mantenimiento predictivo.
  • Sostenibilidad. La digitalización apoya las prácticas mineras sostenibles al minimizar los impactos ambientales, reducir los residuos y optimizar el uso de los recursos. También ayuda a rastrear y gestionar el cumplimiento de las regulaciones ambientales mediante la recopilación de datos en tiempo real y la facilitación de la generación de informes.
  • Retención de la fuerza laboral. Al igual que muchas otras industrias, la minería se enfrenta a una escasez de habilidades debido al envejecimiento de la fuerza laboral. La digitalización permite la automatización de algunas tareas tradicionales o repetitivas, pero también atrae a una generación más experta en tecnología a la industria, que es más probable que se involucre con las herramientas y los sistemas digitales.

​​​​MINERÍA DE INFORMACIÓN

La implementación de la digitalización en toda la operación minera existente de una sola vez requeriría una inversión significativa, por lo que los operadores mineros deberían buscar digitalizar los procesos que ofrecen el mayor retorno de la inversión. Por ejemplo, mantener el seguimiento y el control del flujo de material durante la manipulación es uno de los diferenciadores más importantes para una operación minera eficiente e integrada y para los usuarios finales.

Los sistemas de seguimiento de materiales (MTS) basados en soluciones digitales permiten la observación, la medición, la administración, el cálculo y la predicción de los procesos de transporte de materiales. Utilizando datos de varios sensores, incluidos escáneres láser, básculas de cinta, medición por radar, sensores ultrasónicos y cámaras, un MTS digital puede proporcionar información sobre la distribución y la fusión de materiales, proporcionar funciones de enrutamiento inteligente y evitar la sobrecarga y la obstrucción de la tolva. La capacidad de supervisar y rastrear los materiales en tiempo real también permite el modelado de turnos, una mejor gestión de la calidad de los materiales y la gestión del transporte de materiales para optimizar las capacidades de la cinta en múltiples trabajos. Fundamentalmente, los MTS también ofrecen la medición precisa del volumen y la masa para lograr una relación precio/rendimiento óptima, logrando precisiones de hasta el 0,5 por ciento.

Los sistemas de gestión de parques de almacenamiento (SMS) son otro proceso minero que se beneficia de la digitalización. En este caso, la digitalización puede agilizar, automatizar y simplificar la programación, el control, la supervisión y la documentación de la manipulación y el almacenamiento de materiales. Efectivamente, un SMS combina la gestión de parques de almacenamiento y el seguimiento de materiales para mejorar la eficiencia y dar a los operadores mineros una visibilidad total de sus activos. La gestión de parques de almacenamiento es solo una parte de la manipulación de materiales en la planta, pero vincularla digitalmente para combinar todos los procesos de carga, descarga y transporte permite un modelo virtual de toda la manipulación de materiales. Consolida el control automático del proceso a nivel de PLC/DCS con un sistema de gestión a nivel de TI.

Esta combinación de gestión de parques de almacenamiento y automatización avanzada de PLC permite el funcionamiento totalmente automático del parque de almacenamiento porque cada parámetro de trabajo (programa, ubicación de la pila, parámetros del material, altura de la pila, caudal del material entrante, etc.) se puede planificar en el sistema SMS. La digitalización en este caso puede ofrecer un posicionamiento de la máquina totalmente automático en cumplimiento de las funciones anticolisión, una operación de apilamiento totalmente automática, la gestión automatizada de la mezcla de materiales y una operación de recuperación totalmente automática con la supervisión de la calidad del material.

Los mismos principios de digitalización se pueden aplicar a otras tareas mineras esenciales, como los sistemas de carga de trenes (TLS). Pero la digitalización no solo mejora radicalmente las operaciones diarias: ¡también puede ayudar a planificar el futuro!

MINAS MODELO

Un gran beneficio de la digitalización es su capacidad para permitirnos explorar diferentes escenarios virtualmente antes de construirlos en la realidad. Estos modelos virtuales se denominan gemelos digitales. Ofrecen la capacidad de probar nuevos conceptos, como diferentes configuraciones de equipos, antes de comprometerse con la inversión. Esto ahorra dinero al evitar un desarrollo deficiente, facilita las decisiones de ingeniería y da la confianza de que el proyecto se puede entregar de manera efectiva sin ningún impacto imprevisto.

Otro beneficio clave del gemelo digital es como herramienta de formación. Se puede utilizar para formar a los operarios en un entorno controlado sin interrumpir las operaciones normales y con total seguridad.

Los gemelos digitales también desempeñan un papel clave durante el funcionamiento y el mantenimiento. Contienen todos los datos sobre cada pieza de planta y equipo, y se pueden utilizar para analizar el diseño existente y sugerir mejoras.

​​En un ejemplo de la vida real, un operador minero estaba experimentando problemas con el vuelco de la cinta en un carro terminal de cinta. Se habían instalado protectores contra el viento, pero resultaron ineficaces. Los datos operativos reales combinados con simulaciones digitales les permitieron analizar el flujo de aire y las fuerzas que el viento aplicaba a la cinta. Basándose en este análisis, pudieron trabajar con su proveedor de equipos para identificar formas eficaces de reducir las fuerzas hasta en un 60 por ciento, lo que redujo drásticamente la probabilidad de que se produjeran más incidentes de vuelco de la cinta.

Los gemelos digitales también son expertos en la búsqueda de fallos, porque pueden analizar continuamente los datos en tiempo real para detectar patrones de rendimiento que puedan indicar que una pieza está empezando a fallar. Esto, a su vez, facilita mucho el mantenimiento predictivo y evita el período muerto no planificado, especialmente si el proveedor del equipo ofrece una línea directa o un soporte remoto que se puede activar mediante una alerta del gemelo digital.

PENSAMIENTO CONJUNTO

La digitalización puede aportar grandes mejoras cuando se aplica a varios procesos mineros, pero los mayores beneficios se derivan cuando todos los diferentes sistemas dentro de una mina están conectados digitalmente para crear una mina inteligente. La conectividad total significa que los datos y la información de todas las máquinas se pueden consolidar y mostrar en un único panel frontal, lo que proporciona visibilidad y previsibilidad para optimizar las operaciones actuales y futuras. También permite una interacción fluida entre las máquinas, los operadores y los fabricantes a un nivel completamente nuevo.

La transferencia fluida de información de un sistema a otro requiere que el software actúe como facilitador. Los casos de uso típicos para la conexión con sistemas de software incluyen:

  • Exportación de estadísticas de trabajo a sistemas de administración de trabajos
  • Suministro de datos de calidad y cantidad de material en los puntos de alimentación y descarga
  • Acoplamiento de la producción con los sistemas de inventario de materiales
  • Interfaz con máquinas mezcladoras de materiales
  • Acoplamiento directo con el sistema PLC/DCS de control de la planta

También existe la posibilidad de permitir el acceso de terceros a sus sistemas, lo que abre la posibilidad de utilizar soluciones remotas para la supervisión y el mantenimiento.

La conectividad a esta escala puede plantear consideraciones de compatibilidad de TI y seguridad de los datos. Por lo tanto, es aconsejable trabajar con un especialista en ingeniería digital que no solo pueda comprender sus objetivos de digitalización empresarial, sino que también pueda ayudarle a lograr la conectividad que permitirá la transformación de sus sistemas operativos y de TI.

CONCLUSIÓN

La digitalización no se trata solo de adoptar nuevas tecnologías; también implica un cambio cultural para adoptar el pensamiento digital y la innovación. Puede conducir a importantes ventajas competitivas, como una mayor eficiencia operativa, una mayor satisfacción del cliente y la capacidad de adaptarse rápidamente a los cambios del mercado. Sin embargo, pocos operadores mineros tienen los recursos internos para optimizar sus sistemas y realizar la transición a la minería inteligente de inmediato. Asociarse con una empresa que pueda ayudarle a priorizar la implementación, actuar como su integrador digital y ofrecer una solución llave en mano completa es el camino a seguir.