Camiones autónomos: La experiencia en Australia y Chile

El presente informe elaborado por Vantaz y Bluefield estudia los proyectos que se han llevado a cabo tanto en Australia como en Chile (Codelco), con el objetivo de examinar y comparar en qué etapa están ambos países.

*Artículo elaborado en conjunto por Vantaz y Bluefield.

En la actualidad, las nuevas tecnologías se caracterizan por dirigir con algoritmos autónomos los sistemas operativos y la ejecución de sus funciones, con lo cual se prescinde de intervenciones humanas en las operaciones industriales; esto es lo que se conoce como automatización.

Con el correr del tiempo, estas tecnologías automatizadas se han masificado y aplicado a nuevos procesos e industrias, desarrollando un nuevo nicho de oportunidades para el crecimiento y aumento de productividad de las empresas.

En este análisis mostraremos cómo la industria ha integrado los sistemas autónomos y cómo la automatización se ha convertido en un aliado clave para la sostenibilidad del negocio.

Uno de los primeros avances en sistemas de operación autónoma en el mundo se observó en los años ’60 en Alemania, con el primer ferrocarril no tripulado. Otro ejemplo que aparece luego es el sistema de extracción de minería teledirigida, y en la última era se han desarrollado para la minería nuevos sistemas de tecnología para el transporte masivo de materiales extraídos en las operaciones a rajo abierto y subterráneas.

 

Respecto de la metodología empleada en este informe, se estudiaron los proyectos que se han llevado a cabo tanto en Australia (Rio Tinto, BHP y Fortescue) como en Chile (Codelco), con el objetivo de examinar en qué etapa están ambos países.

Experiencia de Australia

 

A principios de 2000 se comenzaron a desarrollar los primeros ensayos con la utilización de camiones automatizados en Australia, pero no fue sino hasta 2008 que se llevaron a cabo las primeras operaciones autónomas en la industria del hierro. En este escenario desataca Rio Tinto, compañía que decidió expandir la flota de camiones autónomos a 140 unidades en distintas faenas mineras.

Hoy en día en Australia existe un total aproximado de 5.500 camiones en la minería: 5.050 (92%) corresponden a equipos operados por trabajadores y 450 (8%) a transportes autónomos (HTA). Desde la fecha en que se dio inicio a la prueba de estas nuevas tecnologías en la minería, se han trasportado más de 1.000 millones de ton.

En ese país destacan principalmente tres operaciones en la región de Pilbara: Rio Tinto, que bajo una lógica modular ha logrado operar desde 2008 con dos proveedores (Komatsu y CAT) totalizando 140 camiones autónomos a la fecha; BHP, que implementó una flota de 50 camiones CAT en 2013, manteniendo esa cantidad hasta hoy; y Fortescue, que implementó 114 unidades autónomas de CAT en 2013 y hoy posee la mayor flota de la región con 178 unidades. Todas ellas operan en minería de hierro .

Principales beneficios

 

En base a esta experiencia en Australia, se ha demostrado que los principales beneficios de tener una flota automatizada en la industria tienen relación con las horas de operación, pues los camiones autónomos tienen menos pausas, sin tiempos muertos entre cambios de turno y sin colación de los operadores, entre otros, porque porque no existen. En Rio Tinto, por ejemplo, se calcula que los HTA operaron cerca de 700 horas más que los convencionales durante 2017, y que hubo una disminución de los costos asociados a carga y transporte de aproximadamente 15%. En términos de productividad, se indican mejoras de entre un 26% y un 32%.

Por otro lado, existe una baja en los costos asociados al rendimiento de los camiones, pues al operar a una velocidad constante, logran un ahorro de combustible y un menor desgaste de los neumáticos. En este punto, se estima que hay al menos reducciones del 10% y 25% respectivamente de costo, lo que se traduce en un aumento estimado de la vida útil del equipo de un 15% y en la reducción de la emisión de dióxido de carbono (CO2).

Otros de los mayores beneficios que ha traído la implementación de estas nuevas tecnologías es la reducción de las tasas de accidente dentro de la industria en Australia. En este punto se reportan pérdidas de tiempo por lesiones (LTI’s, Lost Time Injury’s) iguales a cero. Considerando que con vehículos tradicionales las muertes siguen ocurriendo en la industria, es posible que, sólo por razones de seguridad, la implementación del transporte automatizado sea el futuro.

Experiencia en Chile

 

En nuestro país, las primeras pruebas se llevaron a cabo en 2006 y se desarrollaron en la división Radomiro Tomic, de Codelco. Esta prueba tuvo una duración de nueve meses, durante los cuales operaron cinco camiones autónomos en un circuito cerrado y aislado.

En 2008 se llevó a cabo la implementación del sistema de camiones autónomos en la mina Gaby (división Gabriela Mistral) en donde se implementó el proceso con 11 camiones. Dos años más tarde, la flota aumentó a 14 vehículos. En 2010 se realizó una pausa técnica, esto es un periodo con operación manual, con el fin de incorporar y desarrollar mejoras al sistema.

En 2012 la división aumentó en otros tres camiones su flota, para luego en 2014 llegar a un total de 18 en operación (ver gráfico 4) Con esta implementación, Gaby se configuró y se transformó en la primera operación a nivel mundial que realiza todo el proceso de transporte de minerales operando con el 100% de sus camiones en forma autónoma, guiados a través de un sistema de posicionamiento global (GPS, Global Positioning System).

Desde esta implementación ya han pasado más de diez años, en los cuales se pueden observar los primeros resultados concretos: hay una mejora en los estándares de seguridad y de producción con los equipos mineros, reducción del riesgo de colisión, disminución en la variabilidad en movimiento por hora -con un óptimo de operación de 17 horas continuas- y un aumento de la vida útil de los neumáticos.

Principales beneficios en Chile

 

Como ya se enunció, se ha podido observar una baja en los registros de números de accidentes asociados al ámbito de transporte o cuya causa esté asociada a la participación de un equipo de transporte (transporte de mineral, transporte de personas o transporte de agua), según el informe de accidentabilidad minera 2018 de Sernageomin.

También se observa una baja en el consumo de combustibles. A los equipos operados por el sistema autónomo se les establece una velocidad determinada, lo que produce una utilización más eficiente de combustible, en comparación al uso de un camión operado por un conductor, que en el proceso de aceleración y frenado hace que el rendimiento no sea el óptimo. Lo que tiene un alto impacto en los costos.

Junto con lo anterior, se observa un aumento en la vida útil de los neumáticos, lo cual se traduce en una baja en los costos de las empresas, producto de las menores detenciones por este concepto.

Principales dificultades

 

Las principales dificultades encontradas durante la implementación de estas tecnologías tienen relación con:

– La adopción del sistema conlleva una suerte de dependencia con las empresas que los implementan, pues no existe compatibilidad total entre los softwares de los distintos desarrolladores. Esto dificulta la implementación y operación cuando hay más de un fabricante de equipos en una flota determinada.

– Falta de mano de obra calificada para el uso de estas nuevas tecnologías: la escasez de expertos y la poca especialización de los profesionales en esta área hace que los profesionales que existen tengan un costo elevado, lo que encarece la implementación.

– El sistema de rutas no es compatible con la operación manual, es decir, las rutas deben ser exclusivas para camiones autónomos, por lo que no es posible utilizar una sola ruta para camiones autónomos y manual, pues este último es reconocido como un elemento extraño en el camino, lo que detiene todo el sistema.

Hallazgos

 

A modo de conclusión, respecto de los sistemas desarrollado por los fabricantes de camiones autónomos, sería importante desarrollar nuevas estrategias que permitan acelerar la operación multi-marca, para facilitar la implementación de esta tecnología y, con ello, masificar su uso.

En este mismo sentido, resultaría interesante potenciar ciclos virtuosos de cooperación tecnológica entre la industria y universidades y/o centros de investigación especializados, pues permitiría a las empresas mineras desarrollar tecnologías innovadoras y “a la carta”, según los requerimientos de sus operaciones, a la vez que permitir desarrollar profesionales capacitados desde la academia.

Es importante reconocer el crecimiento exponencial que se ha desarrollado en Australia en materia de unidades autónomas, llegando hoy al 8% del total de la flota de camiones. La pregunta que surge entonces es: ¿Por qué en nuestro país aún no deja de ser un caso aislado y reducido (hasta ahora)?

Quizás la respuesta se encuentre en el costo y la disponibilidad de capital humano (operadores), pues en Australia éste es mucho más caro y, por lo mismo, es posible que para nuestra industria resulte más conveniente mantener las faenas en forma manual. A ello se suma el hecho que se debe buscar y potenciar personal calificado y especializado en estas nuevas tecnologías.

O tal vez se explique por una barrera cultural, considerando que la industria minera chilena, en sus distintos niveles, tiene un camino que recorrer en términos de productividad e innovación en comparación con su par australiana.

El punto es que el futuro de la industria minera, o al menos de muchos de sus procesos y operaciones, se vislumbra con la automatización; desde hace ya una década los líderes mineros a nivel mundial lo han notado. Chile ya dio su primer paso, quizás sea el momento para dar el segundo.

 

 

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