Optimización del dispatch de recursos en tiempo real utilizando tecnologías avanzadas
INTRODUCCIÓN
El carguío y transporte constituyen las acciones que definen la principal operación en la producción minera. Estas son los responsables del movimiento del mineral o desmonte que ha sido fragmentado en el proceso de voladura. Según Temki(2020), el 80% del volumen total de minerales transportados durante la minería a tajo abierto se transporta en camiones volquete, y los costos de los vehículos representan el 60-65% de los costos totales.
Es así que el monitoreo automatizado del estado de los camiones volquete, su redistribución entre el equipo de carga y los puntos de descarga y el cálculo de su número óptimo en las rutas viene a representar el componente más imporatnte de una operación minera, estas tareas son realizados por el Sistema de Gestión de Flotas Mineras.
Ahora, a medida que el tajo crece las condiciones mineras y geológicas son cada vez más complejas y la seguridad se vuelve primordial, por lo que es primordial mejorar la eficiencia de la operación del equipo y la optimización automática del tráfico de carga; así como posteriormente incluir vehículos autonomos que puedan excluir a las personas de áres peligrosas.
DISPATCH EN MINERÍA
El término "dispatch" un conjunto de tecnologías, software y procedimientos que permiten monitorear y controlar diferentes aspectos de una operación minera, como la producción, el transporte de materiales, el uso de equipos y la asignación de recursos. El objetivo principal es maximizar la eficiencia y optimizar la productividad de la mina en tiempo real. También se conoce como Sistema de Gestión de Flotas Mineras.
Para obtener más información acerca del Dispatch, consulta el video siguiente:
Arquitectura del Dispatch:
- Hardware de última generación, un computador en cada equipo, una pantalla de interacción del operador con el sistema, antenas de GPS y de comunicación montados en todos los equipos de carguío y transporte.
- Un sistema de transmisión de comunicaciones inalámbrico desplegado en el tajo.
- Una estación de GPS de alta precisión para el guiado de los equipos mineros.
- Un servidor de gran performance para procesar los algoritmos de programación lineal.
- Un software de gestión y optimización de flota desplegado tanto en el servidor central, en el despacho mina como en cada terminal de equipo minero que requiere del sistema.
Imagen 1: Elementos esenciales de un Dispatch.
Para incrementar la productividad y reducir sus costos operacionales mediante:
- Mezcla de materiales
- Monitoreo de botaderos
- Optimizar asignación de camiones a palas
- Asignación de Equipos auxiliares
- Control de perforación y tronadura
Características del Dispatch
- Optimización acerca de la carga.
- Gestiones de calificaciones.
- Gestiones de servicios sobre el combustible.
- Gestiones sobre los equipamientos auxiliares.
- Supervisión remota.
- Análisis sobre las cargas.
- Control de las mezclas de las minerales.
- Informes web en tiempo real.
Imagen 2. Sistema de DISPATCH en minera a cielo abierto por la Empresa Minera Antamina(2019).
NUEVAS TECNOLOGÍAS DEL DISPATCH
Gestión del Tiempo
Los tiempos muertos no planificados son una causa muy común de incremento de costes, la falta de una monitorización en tiempo real de equipos y vehículos, reduce la visibilidad del gestor y por tanto, la capacidad para implementar correcciones y mejoras que permitan un uso más eficiente.
El diagrama de la nueva distribución de tiempos del nuevo ASARCO definido por AMSA S.A. muestra la distribución y descomposición del tiempo, donde primordialmente son el tiempo efectivo y las demoras, ya que se quiere recuperar tiempo de las esperas en chancado y petrolera.
Imagen 3: Gestión del tiempo. Fuente Norma ASARCO.
Seguimiento de vehículos por GPS
Las tecnologías SIG/GPS/GPRS permiten tomar datos sin la necesidad de establecer redes de comunicación independientes en cada tajo a cielo abierto. La red puede ser mantenida y actualizada por un tercero (por ejemplo, China Mobile Communication Co. Ltd). Esto puede reducir considerablemente los costos y proporcionar una buena plataforma para que las minas a cielo abierto de tamaño mediano y pequeño establezcan un sistema de transporte terrestre rápido, altamente efectivo y práctico.
El GPS en los dispositivos permite acceder en tiempo real a la ubicación y movimiento de cualquiera de sus vehículos. Esta información se puede obtener a través de una solución telemática profesional que le permite saber con precisión dónde están sus vehículos, dónde estaban, cuándo comenzaron el viaje, dónde se detuvieron y durante cuánto tiempo. También se pueden instalar en el sistema sensores que detectan los niveles de combustible, las puertas abiertas y demás, lo que permite incrementar el ahorro de costes.
Imagen 4: Estructura de un sistema de despacho y monitoreo 
Gestión de Combustible
En el proceso de abastecimiento, los camiones de extracción rellenan su estanque, para seguir realizando operaciones productivas. Ésta es una detención obligada en la operación, donde la falta de coordinación en la asignación del equipo al proceso genera demoras y mermas operacionales. Las faenas mineras cuentan con una o más estaciones petroleras, esto depende del número de equipos de transporte que tengan circulando.
El proceso de abastecimiento varía entre operaciones, existiendo diferentes protocolos con distintos niveles de exigencia desde el punto de vista de seguridad. Este se puede resumir como un conjunto secuenciado de etapas, las cuales se observan en el diagrama de la Imagen 5. El problema se genera al asignar un CAEX a una estación petrolera cuando ésta está siendo utilizada por otro equipo, haciendo que el equipo posteriormente asignado deba esperar antes de poder ser reabastecido de combustible.
Imagen 5. Procesos General de Abastecimiento de Combustible
El consumo eficiente de combustible ayuda a identificar rápidamente los casos de fugas configurando alarmas para que adviertan al operario y al conductor inmediatamente, siempre que se produzca un drenaje y obtener una medición permanente del nivel de combustible de los tanques. Además se calcula el consumo medio de combustible, por vehículo y por período de tiempo.
BENEFICIOS Y VENTAJAS
- Estandariza la gestión de flotas.
- Maximiza la productividad y eficiencia.
- Aumenta la seguridad y control.
- Controla mezcla de minerales en chancadores y acopios.
- Mejora la utilización de los chancadores.
- Se reduce los tiempos de espera en los chancadores.
- Mejora la gestión de neumáticos.
- Resuelve problemas complejos de asignación.
- Reduce los tiempos inactivos.Permite el seguimiento del desempeño de los operadores.
CASOS DE ESTUDIO
En 2018, Antamina inauguró el Edificio de Gestión y Control Flota Mina “Dispatch” que controla y monitorea la operación de todos los dumperes que acarrean tierra y rocas desde el yacimiento a la chancadora los 365 días del año. A este centro de operaciones llegan las imágenes de 200 cámaras dispuestas en distintos y estratégicos puntos de la operación. Además, se reciben también las señales e indicadores de sensores y radares instalados en los equipos.
Se ha implementado el Sistema de Hexagon para la seguridad de los conductores de los dumperes. Hexagon es un sistema de sensores y cámaras que detecta la fatiga y la somnolencia. Además de identificar el cansancio del operador, reporta el suceso al centro de control y emite vibraciones para evitar que se pudiera quedar dormido, lo que posiblemente podría generar una desgracia. Chahuán afirmó que esta tecnología debe ser aplicada en los buses de viajes interprovinciales.
Para obtener más información acerca del Dispatch en Antamina, consulta el video siguiente:
Sistema de Transporte Autónomo
El Sistema de Transporte Autónomo (AHS) de Komatsu, opera y maneja flotas de camiones mineros automáticos con capacidades entre 200 y 400 toneladas.Ello es posible gracias a los dos componentes del sistema: FrontRunner, que gestiona el funcionamiento y la orientación de la máquina, y Dispatch, que gestiona la gestión de la flota, el seguimiento de la ubicación y la optimización de la producción.
Este centro de control consiste en dos operadores que monitorean varias pantallas y frecuentemente se comunican con el personal en el foso. Un buen operador puede operar hasta 30 camiones una vez que todos los lugares de descarga y excavación de la mina están configurados y ubicados en el sistema AHS.
El sistema promete la colocación precisa de las cargas volcadas, el control absoluto de los destinos de los materiales y los tiempos de ciclo de acarreo consistentes.
Cualidades de una mina para implementar la tecnología :
- Personal entrenado en procedimientos y seguridad de FrontRunner.
- Vías anchas y zonas de descarga.
- Carreteras de transporte bien mantenidas.
- Interacciones tripuladas minimizadas de vehículos.
Imagen 6. Cerebros de camiones. FrontRunner y Dispatch
CONCLUSIONES
Las nuevas tecnologías aplicadas al sistema de gestión de flotas y despacho en la minería, ofrecen numerosos beneficios y oportunidades para mejorar la eficiencia, la productividad y la rentabilidad de las operaciones mineras, maximización el rendimiento, reducción de costos, mejora de la seguridad, optimización de la logística y la toma de decisiones basada en datos lo que conduce a mejores resultados y un mayor éxito en la industria minera.
REFERENCIAS
Antamina S. A. Inauguramos moderna sala de gestión y control flota mina “Dispatch”. Recuperado en: https://www.antamina.com/noticias/excelencia-minera-inauguramos-moderna-sala-y-flota-dispatch/
Bonzi J. (2016). Propuestas de mejora de la utilización efectiva en base a disponibilidad de la flota de carguío y transporte en minera los pelambres. Tesis de Pregrado.
Ccahuana J.(2023). Aplicación del sistema Dispatch para mejorar el MTBF y MTTR en el programa de mantenimiento de los componentes de camiones de acarreo en la Empresa Minera Antamina - 2021. Tesis de Pregrado.
Ingenieros Top. Cómo funcionan los camiones autónomos de Komatsu y qué se necesita para implementar la tecnología. Recuperado de https://ingenierostop.com/articulos/13-Como-funcionan-los-camiones-autonomos-de-Komatsu-y-que-se-necesita-para-implementar-la-tecnologia
Revista Energiminas. "Dispatch", la tecnología con la que Antamina controla su flota de camiones. Recuperado en: https://energiminas.com/dispatch-la-tecnologia-con-la-que-antamina-controla-su-flota-de-camiones/
Tecnología Minera.Seis tendencias en la gestión de flota de vehículos Recuperado en: https://tecnologiaminera.com/noticia/seis-tendencias-en-la-gestion-de-flota-de-vehiculos-1681253567
Temkin, I., Klebanov, D., Deryabin, S., Konov, I. (2020). Predictive Analytics in Mining. Dispatch System Is the Core Element of Creating Intelligent Digital Mine. In: Sukhomlin, V., Zubareva, E. (eds) Modern Information Technology and IT Education. SITITO 2018. Communications in Computer and Information Science, vol 1201. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-46895-8_28
Tapia E., Sistema de Despacho Minero. Recuperado de https://www.inglomayor.cl/edicion22/Sistema%20de%20despacho%20minero_V2.pdf
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