Tecnologías de monitoreo y análisis de datos en tiempo real: Mejorando la seguridad y la eficiencia en la operación minera.
En la industria minera, el uso de tecnologías como el Internet de las cosas (IoT), sensores y análisis de big data han revolucionado la forma en que se gestiona y optimiza la actividad minera. Estas tecnologías pueden desempeñar un papel crucial para mejorar la seguridad, la eficiencia y la productividad de las operaciones.
En este artículo, explicaremos los conceptos de estas tecnologías y exploraremos cómo se utilizan en la operación minera y cómo han impactado positivamente.
INTERNET DE LAS COSAS (IoT)
El Internet de las cosas (IoT) ha revolucionado la industria minera al permitir la interconexión de dispositivos y sensores, proporcionando un nivel sin precedentes de visibilidad y control sobre las operaciones mineras. Esta tecnología ha abierto un amplio abanico de oportunidades para mejorar la eficiencia, la seguridad y la productividad en el sector minero.
Con el uso de dispositivos de IoT, es factible implementar una gestión inteligente de equipos al monitorear constantemente y en tiempo real las condiciones de la maquinaria y el equipamiento utilizados tanto dentro como fuera de una mina. Esto implica registrar y evaluar su funcionamiento, así como detectar posibles fallas.
Además, el IoT también se encarga de supervisar y regular la gestión del agua, el consumo de electricidad y combustibles como gas y gasolina, así como las condiciones climáticas dentro de la mina, como la temperatura y la humedad. En este proceso de recopilación, análisis y detección de irregularidades y accidentes, el IoT se apoya en el uso de Big Data para manejar grandes volúmenes de datos y en el análisis de datos (Analytics) para examinarlos.
En términos de seguridad, el uso de IoT en el interior de las minas ofrece una optimización indudable. Los sensores colocados, por ejemplo, en los cascos de los mineros y en lugares estratégicos de la mina, monitorean todas y cada una de las actividades realizadas por los trabajadores. Estos datos en tiempo real son enviados a un centro de control, que puede convertir la información en una realidad virtual configurada en 3D, proporcionando una visión clara y útil de lo que ocurre durante el proceso de trabajo y permitiendo evitar accidentes o responder a ellos de manera más rápida.
Además, a través de los dispositivos de los equipos y herramientas, es posible predecir o detectar accidentes e irregularidades. Existe un conjunto de alarmas interconectadas con dispositivos y computadoras en el centro de control o en las autoridades competentes, que se activan en el momento en que ocurran tales eventos.
Así por ejemplo, Márquez y Alonso presentaron en su tesis de 2019 un innovador sistema de monitoreo en tiempo real de mercurio en aguas cercanas a explotaciones mineras y petroleras. El sistema utiliza una plataforma IoT para enviar los datos de los sensores a una plataforma en la nube, permitiendo así que los entes reguladores tengan acceso a información sobre los cambios dinámicos en la contaminación del agua. Además, el diseño mecánico del sistema permite su funcionamiento en los ríos de la selva, donde la contaminación por mercurio es especialmente grave. La autonomía energética está garantizada mediante un sistema de panel solar con batería, lo que proporciona flexibilidad en cuanto a la ubicación de operación. La comunicación inalámbrica entre los componentes del sistema garantiza una buena conectividad para la transmisión de datos.
Figura 1. Arquitectura del Sistema empleado para el monitoreo de mercurio.
El ejemplo presentado destaca cómo la implementación del IoT en la industria minera puede tener un impacto significativo, permitiendo un monitoreo en tiempo real de la contaminación y facilitando la toma de decisiones basadas en datos. La adopción de estas tecnologías innovadoras es fundamental para lograr una industria minera más eficiente, segura y sostenible en el futuro.
SENSORES EN LA OPERACIÓN MINERA
Los sensores desempeñan un papel fundamental en la implementación de tecnologías avanzadas en la industria minera. Estos dispositivos son capaces de recopilar datos precisos y en tiempo real sobre una variedad de variables y condiciones dentro del entorno minero. Mediante su uso, se obtiene una visión detallada y actualizada de diferentes aspectos críticos para la operación minera.
En la minería moderna, los sensores pueden medir una amplia gama de parámetros, como la temperatura, la presión, la humedad, la concentración de gases, la vibración, la velocidad del viento y la calidad del aire, entre otros. Estos datos se capturan de forma continua y se envían a sistemas de monitoreo y control para su análisis.
Además, los sensores también desempeñan un papel crucial en la seguridad de los trabajadores. Por ejemplo, se pueden utilizar sensores de gases (Ver Figura 2) para detectar niveles peligrosos de sustancias tóxicas en el aire y alertar al personal para que tome las medidas adecuadas.
Figura 2. Sensores de gas MQ.
Así en Bolivia, Helguero Velásquez & Medinaceli Tórrez, en su trabajo titulado “Robot Minero: Sistema Detector de Gases utilizando Sensores en Tiempo Real MIN - SIS 1.0 SDG-STR” en el año 2020, diseñaron un robot que tiene la forma de un auto, y es controlado por mando a bluetooth y cuenta con la capacidad de enviar imágenes por video, su objetivo es realizar la medición precisa de la concentración de gases tóxicos utilizando sensores que permiten enviar la información en tiempo real, almacenando en una base de datos, para su vista en una aplicación web. (Ver diseño final en la figura 3)
Figura. 3 Diseño final del Robot con sistema de sensores detectores de gases.
Este innovador proyecto desarrollado por Helguero Velásquez & Medinaceli Tórrez demuestra el potencial de los sensores en la industria minera. El diseño de un robot minero con capacidades de detección de gases tóxicos en tiempo real representa un avance significativo en términos de seguridad y eficiencia en las operaciones mineras.
BIG DATA EN MINERÍA
El análisis de big data, implica el procesamiento y la extracción de información valiosa a partir de grandes volúmenes de datos generados por sensores, equipos y sistemas en la operación minera. Este análisis permite identificar patrones, tendencias y anomalías, y tomar decisiones basadas en datos.
Una aplicación de Big Data en la industria minera la presentaron Gonzales y Gutierrez en su trabajo titulado “Big data para mejorar la productividad en el área de operaciones Conveyor de la empresa minera Shougang Hierro Perú S.A.A. 2022”, cuyo objetivo general planteado fue determinar en qué medida el uso del Big Data podría mejorar la productividad en el área de operaciones Conveyor de la mencionada empresa minera. Se logró mejorar la producción inicial en un 62.87%, con un incremento en la producción del 92.03%, lo que representó un aumento del 29.16%. Además, se observó un aumento en la eficiencia del 28.64% y en la efectividad del 29.47%.
Este estudio demuestra cómo el uso del Big Data puede tener un impacto significativo en la productividad de las operaciones en la industria minera. La implementación de estas tecnologías avanzadas permite mejorar la producción, optimizar la eficiencia y obtener resultados más efectivos.
TECNOLOGÍAS DE MONITOREO REMOTO Y AUTOMATIZACIÓN
El monitoreo remoto y la automatización permiten supervisar y controlar las operaciones desde una ubicación centralizada, reduciendo los riesgos para los trabajadores y mejorando la eficiencia.
Komatsu, una reconocida empresa japonesa especializada en equipos y maquinaria para la industria minera, lanzó su Sistema de Transporte Autónomo (AHS) , también conocidos como camiones mineros autónomos, los cuales están diseñados para operar sin la necesidad de un conductor humano.
Conoce más sobre el sistema de Transporte Autónomo de Komatsu en el siguiente video.
La tecnología de vehículos autónomos en la industria minera se beneficia del uso del IoT para la conectividad y la transmisión de datos, el Big Data para el análisis y la obtención de información valiosa, y los sensores para recopilar datos en tiempo real sobre el entorno y el rendimiento del vehículo.
La implementación de vehículos autónomos en la industria minera ha demostrado varios beneficios, como la reducción de los costos operativos, la mejora de la seguridad al minimizar la exposición de los operadores a entornos peligrosos y la optimización de los ciclos de producción.
Finalmente, las tecnologías de monitoreo y control han transformado la industria minera, brindando una mayor seguridad, eficiencia y productividad. El Internet de las cosas, los sensores, el análisis de big data son solo algunas de las tecnologías utilizadas en la minería actual. A medida que la tecnología avanza, se espera que el monitoreo y control en la industria minera continúen evolucionando, optimizando aún más las operaciones y mejorando las condiciones de trabajo y seguridad para los mineros.
REFERENCIAS
Gonzales Lopez, E. P., & Gutierrez Chavez, E. L. (2022). Big data para mejorar la productividad en el área de operaciones Conveyor de la empresa minera Shougang Hierro Perú S.A.A. 2022. Repositorio Institucional - UCV. https://repositorio.ucv.edu.pe/handle/20.500.12692/102119
Helguero Velásquez, H. L., & Medinaceli Tórrez, R. (2020). Robot Minero: Sistema Detector de Gases utilizando Sensores en Tiempo Real MIN - SIS 1.0 SDG-STR. Revista de Medio Ambiente y Mineria, 5(1), 35-39.
León Márquez, F. A. (2019). Sistema automático de monitoreo de mercurio en tiempo real en aguas aledañas a explotaciones mineras y petroleras usando una plataforma IOT. https://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/20.500.12404/13641
Automatización, conectividad e IoT – el camino para la Minería del Futuro Minergy Connect. (2021, junio 22). Minergy Connect. https://www.minergyconnect.pe/2021/06/automatizacion-conectividad-e-iot-el-camino-para-la-mineria-del-futuro/
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