La Minería Inteligente
Autor: Nilson Rolando Garrido Asenjo
Profesional en Ingeniería de Minas y Administrador Industrial
La industria minera en todo el mundo está experimentando una revolución tecnológica, y la minería nacional no puede quedarse atrás. La adopción de tecnologías disruptivas e innovadoras es fundamental para mantenerse competitivo y sostenible en el mercado actual. En este sentido, la transformación digital y el uso del Internet de las cosas (IoT) se han convertido en una obligación para las empresas mineras que buscan estar a la par de los líderes del sector, como Australia y Canadá.
Figura 01. La minería inteligente
LA MINERÍA INTELIGENTE
La minería inteligente es un enfoque de la industria minera que se centra en la integración de tecnologías avanzadas para mejorar la eficiencia y la seguridad en el proceso minero. Esta práctica se está convirtiendo cada vez más en una necesidad para las empresas mineras, ya que puede proporcionar una amplia gama de beneficios en términos de productividad, reducción de costos y seguridad laboral.
El aumento de la productividad es uno de los principales beneficios de la minería inteligente. Según un informe de Accenture, la minería inteligente puede ayudar a las compañías mineras a lograr un aumento de la productividad del 10% al 20%. Además, la minería inteligente puede reducir los costos de producción hasta en un 20%, lo que puede ser una ventaja significativa para las empresas mineras en un mercado competitivo.
"La minería inteligente tiene el potencial de aumentar la eficiencia y la productividad, reducir los costos y mejorar la seguridad en la industria minera", afirma el presidente y director ejecutivo de Caterpillar, Jim Umpleby.
1.1 AUMENTO DE LA SEGURIDAD EN LA MINERÍA
La minería es una industria peligrosa, y los riesgos asociados con la extracción de minerales son significativos. La minería inteligente puede ayudar a reducir los riesgos al utilizar tecnologías avanzadas para monitorear y controlar los procesos mineros. Esto puede incluir el uso de robots y drones para realizar tareas peligrosas y el monitoreo remoto de equipos y procesos en tiempo real.
Según un informe de la firma de análisis Frost & Sullivan, la minería inteligente puede reducir los accidentes y lesiones laborales hasta en un 25%. Además, la minería inteligente puede ayudar a prevenir la exposición de los trabajadores a sustancias tóxicas al permitir la monitorización de la calidad del aire y la detección de gases peligrosos.
"La minería inteligente puede ayudar a hacer que la minería sea más segura para los trabajadores, al permitir el monitoreo remoto de los procesos y la detección temprana de problemas", afirma el presidente de la división de minería de ABB, Max Luedtke.
1.2 MEJORA LA SOSTENIBILIDAD
La minería inteligente también puede ayudar a mejorar la sostenibilidad de la industria minera al reducir el impacto ambiental y promover prácticas mineras responsables. La minería inteligente puede reducir la huella de carbono de la industria minera al reducir los desperdicios y la utilización de energía y al optimizar la gestión de los recursos naturales.
"La minería inteligente puede ayudar a las empresas mineras a operar de manera más sostenible al reducir su impacto ambiental y al promover prácticas mineras responsables", afirma el presidente y director ejecutivo de Rio Tinto, Jean-Sebastien Jacques.
1.3 TRANFORMACIÓN DIGITAL
La transformación digital se refiere a la integración de tecnologías digitales en todos los aspectos de la minería, desde la exploración y extracción hasta la logística y la comercialización. La digitalización permite una mayor eficiencia y productividad, así como una mejor toma de decisiones y una gestión más eficaz de los riesgos. Además, el IoT, que permite la interconexión de dispositivos y maquinarias, permite una monitorización y gestión remota de los procesos mineros en tiempo real, lo que resulta en una mayor seguridad para los trabajadores y una mejor gestión de los recursos.
Australia y Canadá son líderes en la adopción de tecnologías digitales en la minería, y han invertido significativamente en la investigación y el desarrollo de soluciones digitales para mejorar la productividad y la eficiencia en la industria minera. Estas empresas han logrado mejorar la eficiencia y reducir los costos de producción mediante la implementación de tecnologías como la inteligencia artificial, el aprendizaje automático y la automatización de procesos.
El futuro de la minería está en constante transformación y evolución. La minería inteligente es la clave para garantizar una industria sostenible y responsable. Esta transformación implica la adopción de tecnologías disruptivas como Blockchain, Machine learning, Big data e IoT, que permiten una mayor eficiencia y seguridad en los procesos mineros.
Según el estudio “Caracterización de proveedores de la minería chilena”, la minería inteligente, la seguridad laboral y el impacto ambiental son los mayores desafíos a los que se enfrentan los proveedores de la industria minera. Para mitigar estos efectos negativos, se destacan soluciones tecnológicas basadas en la sensorización e IoT (16%), soluciones basadas en tendencias tecnológicas de nubes de información (12%) y la automatización y robótica (12%).
La sensorización e IoT permiten la recolección de datos en tiempo real y la gestión inteligente de los recursos, lo que mejora la eficiencia de los procesos mineros y reduce el impacto ambiental. Las soluciones basadas en tendencias tecnológicas de nubes de información, por otro lado, permiten una mayor transparencia y trazabilidad en los procesos mineros, lo que contribuye a la responsabilidad social corporativa. Finalmente, la automatización y robótica permiten una mayor seguridad laboral al reducir el riesgo de accidentes en áreas de alto peligro.
DIGITALIZACIÓN DE LA INDUSTRIA MINERA
2.1 USO DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL
La inteligencia artificial (IA) es una tecnología clave en la digitalización de la industria minera. Las compañías mineras pueden utilizar la IA para mejorar la exploración y el procesamiento de minerales, optimizar la planificación y el control de la producción y mejorar la eficiencia energética. Según un informe de McKinsey, la IA puede ayudar a las compañías mineras a reducir los costos de mantenimiento en un 10% a 20% y aumentar la producción en un 5% a 10%.
"La IA puede ser un gran facilitador para la industria minera. Al aprovechar los datos y la tecnología de la IA, podemos mejorar la toma de decisiones, optimizar los procesos y mejorar la seguridad en el lugar de trabajo", dice Peter Steenkamp, CEO de Harmony Gold Mining Company.
2.2 INTERNET DE LAS COSAS (IoT)
El internet de las cosas (IoT) se refiere a la interconexión de dispositivos a través de internet. En la industria minera, esto puede incluir sensores y dispositivos conectados en equipos y vehículos mineros para recopilar datos en tiempo real sobre su rendimiento y ubicación. Los datos del IoT pueden ser analizados para detectar problemas antes de que ocurran y optimizar el mantenimiento preventivo.
"El IoT puede mejorar la eficiencia en la industria minera al permitir una mayor visibilidad y control sobre los equipos y los procesos mineros", afirma Chris Robison, gerente general de tecnología de Freeport-McMoRan.
2.3 AUTOMATIZACIÓN Y ROBÓTICA
La automatización y la robótica pueden ayudar a las compañías mineras a reducir los riesgos para la seguridad de los trabajadores, mejorar la eficiencia y reducir los costos. Los robots pueden ser utilizados para tareas peligrosas o repetitivas, como la limpieza de depósitos de mineral o la inspección de equipos. La automatización también puede ser utilizada para optimizar la producción y reducir los tiempos de inactividad.
"La automatización y la robótica son herramientas importantes para mejorar la seguridad y la eficiencia en la operación minera. En Vale, estamos utilizando robots para inspeccionar y limpiar las líneas de producción, lo que reduce el riesgo de lesiones para los trabajadores", dice Luiz Eduardo Osorio, director de operaciones de Vale.
2.4 NUBE Y ANÁLISIS DE DATOS
La nube y el análisis de datos son herramientas clave en la digitalización de la industria minera. Las compañías pueden utilizar la nube para almacenar y procesar grandes cantidades de datos, lo que permite una mayor eficiencia en el análisis y la toma de decisiones. La analítica de datos también puede ser utilizada para mejorar la eficiencia en la producción y detectar problemas antes de que ocurran.
"La nube y el análisis de datos son fundamentales para la digitalización de la industria minera. En Anglo American, estamos utilizando la analítica de datos para optimizar la producción y reducir los costos", afirma Tony O'Neill, director técnico de Anglo American.
BENEFICIOS DE LA MINERÍA INTELIGENTE
La minería inteligente ha demostrado ser altamente ventajosa en la actualidad debido a la incorporación de tecnologías disruptivas y avanzadas que han revolucionado la forma en que se llevan a cabo las operaciones mineras. A continuación, se presentan los beneficios más destacados de la minería inteligente:
1️⃣ Reducción de costos operacionales
Las minas inteligentes tienen sus activos claves digitalizados mediante sensores integrados que transmiten datos a un sistema central a través de una red inalámbrica. Esto permite ahorrar dinero no solo en mano de obra, sino también en costos de cableado y mantenimiento de los cables.
2️⃣ Automatización de las operaciones:
Las minas inteligentes pueden automatizar sus operaciones fácilmente mediante la integración de tecnologías como el machine learning y el IoT. Esto permite controlar a distancia tanto los activos estáticos como los móviles, y programar la interacción automatizada entre ellos.
3️⃣ Seguridad de los trabajadores:
La automatización de los activos móviles y la posibilidad de realizar lecturas inalámbricas a distancia eliminan la necesidad de que los humanos estén realmente en el lugar, lo que aumenta enormemente la seguridad de los trabajadores en las minas.
4️⃣ Supervisión constante de los activos operativos:
La supervisión inalámbrica y el mantenimiento predictivo permiten a los operadores mineros supervisar de forma remota y constante los activos operativos críticos, como las presas. La captura de datos digitales en tiempo real está sustituyendo gradualmente las costosas lecturas manuales de datos operativos críticos.
5️⃣ Garantía del mantenimiento a largo plazo de los activos críticos:
Los componentes de las minas inteligentes son fáciles de instalar y mantener, lo que garantiza la disponibilidad de activos críticos a largo plazo. La larga duración de las baterías de los sistemas mineros inteligentes hace que rara vez tengan que ser atendidos.
6️⃣ Seguridad de los datos:
Las empresas mineras protegen mucho sus datos, y las soluciones de minería inteligente incluyen sistemas de adquisición de datos in situ para evitar brechas de seguridad. La red inalámbrica de sensores geofísicos se concentra en una zona del emplazamiento que se está supervisando, lo que ayuda a evitar problemas de seguridad.
7️⃣ Aumento de la productividad:
La automatización y la robótica son tecnologías avanzadas que pueden mejorar la productividad en la industria minera. La robótica puede ayudar a los operadores a llevar a cabo tareas peligrosas y repetitivas, mientras que la automatización puede permitir una operación minera más eficiente y segura. Según un informe de Deloitte, el uso de la automatización puede ayudar a aumentar la productividad en un 10% al 30%.
Figura 02. Beneficios de la minería inteligente
En el marco de la transformación digital del sector minero, cabe destacar la irrupción del Internet de las Cosas (IoT) como una herramienta que adquiere cada vez más protagonismo en esta industria extractiva.
El sector minero se encuentra a la vanguardia en la adopción de tecnologías disruptivas como la realidad aumentada y virtual, los entornos 3D en pantallas interactivas, los sensores IoT y la hiperautomatización de procesos. Gracias a la implementación de estas soluciones, se puede reducir la exposición del personal minero a trabajos físicos de alto riesgo, tareas monótonas y a permanecer en entornos peligrosos. Esto no sólo mejora la seguridad del personal, sino que también aumenta la eficiencia y reduce los costos operativos. Además, estas soluciones permiten una mayor precisión en la planificación y el monitoreo de las operaciones mineras, lo que resulta en una extracción de minerales más eficiente y sostenible. En resumen, la adopción de nuevas tecnologías disruptivas es fundamental para mejorar la seguridad, eficiencia y sostenibilidad del sector minero.
RETOS DE LAS COMPAÑÍAS MINERAS PERUANAS FRENTE AL IOT
El sector minero en el Perú enfrenta retos importantes en cuanto a la implementación de tecnologías IoT en sus operaciones. Para maximizar su potencial, las empresas mineras deben buscar la colaboración entre las áreas de tecnología IT y OT para establecer objetivos comunes y trabajar en una arquitectura definida.
Además, la implementación del monitoreo remoto de equipos, sistemas y dispositivos permitirá a las empresas ganar autonomía en la operación, monitoreando la salud de los mismos y brindando soporte proactivo para incrementar la disponibilidad de los procesos productivos. Asimismo, buscar la optimización de costos y producción es clave para pensar en una economía de escala y utilizar los datos de manera práctica e inteligente.
Es importante tener en cuenta que el IoT ya ha llegado a todas las empresas, y existen numerosos casos de éxito en diversos rubros. Por lo tanto, es fundamental para las empresas mineras implementar estas tecnologías poco a poco y observar los resultados para ir creciendo en las implementaciones y maximizar su potencial.
▶️ El costo de implementación de la digitalización en la minería:
La inversión necesaria para la digitalización de la industria minera puede ser significativa y puede ser un desafío para las compañías mineras. Según un informe de la consultora McKinsey, la implementación de tecnologías digitales en la industria minera puede requerir una inversión de entre $7 y $15 mil millones de dólares en los próximos cinco años.
▶️ La necesidad de capacitación y formación del personal minero:
La digitalización puede requerir que el personal minero tenga nuevas habilidades y conocimientos, lo que puede ser un desafío para las compañías mineras. "La digitalización implica cambios en la forma en que se realiza el trabajo, lo que requiere que el personal tenga nuevas habilidades y conocimientos", explica el presidente ejecutivo de Vale, Eduardo Bartolomeo. Las compañías mineras deben invertir en la capacitación y formación de su personal para asegurar una transición efectiva hacia la digitalización.
▶️ La interoperabilidad de las tecnologías en la digitalización minera:
La integración de diferentes tecnologías puede ser un desafío en términos de interoperabilidad y compatibilidad. La integración de tecnologías avanzadas como la inteligencia artificial y el internet de las cosas puede requerir un esfuerzo significativo para garantizar que las diferentes tecnologías puedan trabajar juntas de manera efectiva. "La interoperabilidad es clave para la digitalización efectiva de la industria minera", explica el CEO de Freeport-McMoRan, Richard Adkerson.
IMPLMENTACIÓN DEL IoT EN LA MINERÍA
⏺️ Asegurarse de contar con una infraestructura adecuada:
Antes de implementar una solución de IoT, es importante contar con una infraestructura adecuada para asegurar la conectividad, el almacenamiento y la gestión de los datos generados por los dispositivos.
⏺️ Considerar la ciberseguridad:
Las soluciones de IoT están expuestas a riesgos de seguridad, por lo que es importante implementar medidas de ciberseguridad adecuadas para proteger la información generada y garantizar la integridad de los dispositivos.
⏺️ Capacitar al personal:
Es fundamental capacitar al personal sobre el uso de la solución de IoT y cómo aprovechar los datos generados para tomar decisiones informadas. Además, se deben establecer políticas y procedimientos claros sobre el uso de los datos y la privacidad.
⏺️ Monitorear y medir los resultados:
Una vez implementada la solución de IoT, es importante medir y monitorear los resultados para identificar oportunidades de mejora y ajustar la estrategia en consecuencia.
⏺️ Fomentar la colaboración:
El éxito de una solución de IoT depende de la colaboración entre diferentes áreas de la empresa, por lo que es importante fomentar la colaboración y el intercambio de información entre los departamentos involucrados.
Figura 03. Soluciones inteligentes para minas inteligentes
TECNOLOGÍAS CLAVES PARA LA MINERÍA INTELIGENTE
La digitalización de la industria minera implica la integración de varias tecnologías avanzadas, algunas de las cuales son clave para lograr la automatización y la eficiencia en el proceso minero. A continuación, se detallan algunas de las tecnologías claves en la digitalización de la minería:
1️⃣ Internet de las cosas (IoT): La IoT permite la interconexión de dispositivos y sensores para recopilar datos en tiempo real y mejorar la toma de decisiones en la operación minera.
2️⃣ Automatización: La automatización implica la utilización de maquinaria y sistemas robóticos para la ejecución de tareas y procesos mineros, reduciendo así la intervención humana y mejorando la eficiencia.
3️⃣ Inteligencia artificial (IA): La IA permite la toma de decisiones autónomas y la identificación de patrones en grandes conjuntos de datos, lo que puede ayudar a mejorar la productividad y la seguridad en la operación minera.
4️⃣ Realidad virtual y aumentada: Estas tecnologías permiten la simulación de escenarios y procesos en la operación minera, lo que puede ayudar en la capacitación y mejora de la seguridad de los trabajadores.
"Las tecnologías clave en la digitalización de la minería pueden mejorar significativamente la eficiencia, la seguridad y la productividad en la operación minera, lo que se traduce en beneficios económicos para las compañías mineras", afirma el CEO de Newmont, Tom Palmer.
CASOS DE ÉXITO EN EL MUNDO
En la actualidad, muchas compañías mineras están implementando tecnologías avanzadas para mejorar la eficiencia y la seguridad en el proceso minero. A continuación, se presentan algunos casos de éxito en la digitalización de minas:
Rio Tinto es una compañía minera multinacional que ha estado liderando la digitalización en la industria minera. La compañía ha implementado el uso de vehículos autónomos en sus minas, lo que ha permitido mejorar la seguridad y la eficiencia en el transporte de material. Además, la compañía ha desarrollado una plataforma de análisis de datos que utiliza la inteligencia artificial y el aprendizaje automático para mejorar la toma de decisiones en el proceso minero.
Según el CEO de Rio Tinto, Jean-Sébastien Jacques: "La digitalización es clave para mejorar la eficiencia y la productividad en la industria minera. Estamos viendo una mejora significativa en la seguridad y la eficiencia en nuestras operaciones mineras gracias a la implementación de tecnologías avanzadas".
BHP es una de las compañías mineras más grandes del mundo y ha estado utilizando la digitalización para mejorar la eficiencia y la seguridad en sus operaciones mineras. La compañía ha implementado el uso de vehículos autónomos en sus minas, lo que ha permitido mejorar la seguridad y la eficiencia en el transporte de material. Además, la compañía ha desarrollado una plataforma de análisis de datos que utiliza la inteligencia artificial y el aprendizaje automático para mejorar la toma de decisiones en el proceso minero.
Según el CEO de BHP, Andrew Mackenzie: "La digitalización puede ayudar a las compañías mineras a mejorar su eficiencia, productividad y seguridad, lo que se traduce en un aumento de la rentabilidad. Estamos viendo una mejora significativa en nuestras operaciones mineras gracias a la implementación de tecnologías avanzadas".
Newmont es una compañía minera líder en la industria aurífera y ha estado implementando tecnologías avanzadas en sus minas para mejorar la eficiencia y la seguridad. La compañía ha implementado el uso de drones para mapear y monitorear las operaciones mineras y ha desarrollado una plataforma de análisis de datos que utiliza la inteligencia artificial para mejorar la toma de decisiones en el proceso minero.
Según el CEO de Newmont, Tom Palmer: "La digitalización es clave para mejorar la eficiencia y la seguridad en la industria minera. Estamos viendo una mejora significativa en la eficiencia y la productividad en nuestras operaciones mineras gracias a la implementación de tecnologías avanzadas como el uso de drones y la analítica de datos".
MINA QUELLAVECO
La Mina Quellaveco, ubicada en Perú, es un ejemplo de cómo la digitalización puede mejorar la eficiencia y la productividad en la industria minera. La mina, propiedad de Anglo American y Mitsubishi, ha implementado varias tecnologías avanzadas en su proceso minero, incluyendo:
Automatización y control avanzado: La mina ha implementado sistemas de control avanzado para optimizar la operación de los equipos y mejorar la eficiencia en la extracción y procesamiento de mineral.
Internet de las cosas (IoT): La mina ha instalado sensores en sus equipos y maquinaria para monitorear su rendimiento y detectar posibles fallas antes de que ocurran, lo que ha mejorado la disponibilidad y confiabilidad de los equipos.
Big Data y análisis predictivo: La mina utiliza herramientas de análisis de datos para recopilar y analizar grandes cantidades de información sobre su operación, lo que le permite predecir posibles problemas y tomar medidas preventivas.
Realidad virtual y aumentada: La mina ha utilizado tecnología de realidad virtual y aumentada para mejorar la capacitación y el entrenamiento de su personal, lo que ha mejorado la seguridad y la eficiencia en la operación minera.
Gracias a estas tecnologías, la Mina Quellaveco ha obtenido mejoras significativas en su operación minera. Según el CEO de Anglo American, Mark Cutifani, "La digitalización de Quellaveco nos permite operar de manera más eficiente y sostenible, lo que nos ayudará a lograr nuestros objetivos de producción y reducción de costos". Entre las mejoras obtenidas se encuentran:
Aumento de la productividad: La implementación de sistemas de control avanzado y análisis predictivo ha permitido a la mina mejorar su eficiencia en la extracción y procesamiento de mineral, lo que ha resultado en un aumento de la productividad.
Reducción de costos: La digitalización ha permitido a la mina reducir los costos de producción al optimizar el uso de sus equipos y maquinaria.
Mejora de la seguridad: La implementación de tecnologías de realidad virtual y aumentada ha mejorado la capacitación y el entrenamiento del personal minero, lo que ha mejorado la seguridad en la operación minera.
Figura 04. Centro Integrado de Operaciones (CIO) Quellaveco
En conclusión, la tecnología minera inteligente es un enfoque clave para la industria minera moderna. La adopción de nuevas tecnologías disruptivas, como la realidad aumentada y virtual, los entornos 3D en pantallas interactivas, los sensores IoT y la hiperautomatización de procesos, entre otras soluciones, se han convertido en la norma para muchas compañías mineras. Estas soluciones permiten reducir la exposición del personal minero a trabajos físicos de alto riesgo, a tareas monótonas y a permanecer en entornos peligrosos.
Además, las empresas mineras pueden mejorar su productividad, reducir costos y aumentar la eficiencia al implementar soluciones de IoT y otras tecnologías inteligentes. En resumen, la adopción de tecnologías innovadoras se ha convertido en un camino necesario para la industria minera, y las empresas que abrazan estos cambios tienen la oportunidad de mejorar sus operaciones, aumentar la seguridad de sus empleados y mejorar su rentabilidad a largo plazo.
REFERENCIAS
1. Accenture. (2019). Smart Mining: Investment in advanced technology will become increasingly central to miners' quest for efficiency gains and cost control.
2. Caterpillar. (2020). Caterpillar 2020 Annual Report.
3. Rio Tinto. (2020). Rio Tinto 2020 Annual Report.
4. BHP. (2020). BHP Annual Report 2020.
5. Anglo American. (2020). Anglo American Annual Report 2020.
6. Mining Technology. (2020). Quellaveco Copper Mine, Peru.
7. FLSmidth. (2021). FLSmidth to deliver complete equipment package to large-scale copper mine in Peru.
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