Minería subterránea: Tecnologías para una operación sostenible

La automatización, la operación remota y la electromovilidad son algunos de los desarrollos que buscan elevar la productividad de la faena y, a la vez, reducir los riesgos para los trabajadores.

La transformación vivida por Chuquicamata refleja la relevancia que está adquiriendo la minería subterránea, como una alternativa dirigida a rentabilizar yacimientos que no serían competitivos de  otra manera.

Francisco Rodríguez, gerente de Minería Subterránea de Komatsu Chile (KCH), proyecta que las minas subterráneas en los próximos 25 años representarán el 40% del negocio minero a nivel global. “La sustentabilidad de las operaciones mineras subterráneas estará soportada por su capacidad de ser competitivas, en condiciones ambientales adversas en temperatura y altos esfuerzos”, asegura.

El especialista explica que los principales ámbitos mineros subterráneos son desarrollos y producción. En ambos se requiere maximizar productividades, impactando directamente en el Capex y el Opex de los proyectos.

En la visión del profesional, las tecnologías que permiten alcanzar estas mejoras son la autonomía, la electromovilidad, y los sistemas de control y monitoreo integrado de operaciones y activos.

Resalta que la autonomía impacta directamente en la reducción de riesgos para las personas, aumenta la continuidad operacional y permite una mayor disponibilidad tanto de los activos como de la utilización efectiva de estos.

En el caso de la electromovilidad, beneficia de forma directa en la reducción de Capex y Opex, dada la menor necesidad de ventilación y energía. Por otro lado, mejora las condiciones de seguridad, salud y sustentabilidad al reducir las emisiones, ruido, vibraciones y temperatura.

En tanto, los sistemas de control y monitoreo integrado de operaciones y activos posibilitan maximizar la producción, mejorar la capacidad de respuesta frente a contingencias y realizar una gestión de activos efectiva.

Impacto en productividad

Pedro Damjanic, vicepresidente de Minería de Finning Sudamérica, comenta que en la actualidad existen tecnologías y metodologías que, utilizadas en conjunto, están impactando fuertemente la productividad en minería subterránea.

“Entre las primeras, las más importantes son la gestión de flotas de equipos móviles en tiempo real y la automatización de los procesos de carguío y transporte. Ambas tecnologías permiten maximizar la continuidad de la operación subterránea, a través de la eliminación de interferencias e interrupciones, elevando así las horas efectivas de trabajo de manera significativa y capturando en consecuencia tiempos productivos que sin estas soluciones eran imposibles de lograr”, asegura.

Precisamente la automatización es sindicada por Ilich Pérez, líder de Industria X.O. de Accenture Chile, como una fuente de diversas oportunidades para esta modalidad de explotación, destacando que actualmente “son contados con una mano los proyectos de minería subterránea en Chile, y es una enorme oportunidad para implementar nuevas tecnologías y hacer más eficientes los procesos operacionales”.

Sala de monitoreo dedicada a la colaboración y la entrega de soluciones de automatización y administración de datos a los clientes.

El especialista comenta que se está tendiendo a implementar tecnologías como, por ejemplo, tele-comando de equipos, en donde el operador puede maniobrar uno o más vehículos de extracción de mineral desde una sala de control sin necesidad de estar en la faena, generando un incremento en la seguridad de las personas, como también haciendo más eficiente el proceso. “El desafío es llevar a la minería a tener menores costos operacionales mediante el uso de nuevas tecnologías, mayor sensorización de sus equipos y automatización de sus procesos, impulsando que todo sea controlado de manera remota”, puntualiza.

Junto con ello, señala que las nuevas tecnologías que se están impulsando en la minería subterránea se relacionan con temas de perforación y tronadura; en chancado y correas (cómo triturar el material y transportarlo fuera de la mina subterránea, a la superficie), entre otras. “Lo que se debería comenzar a usar mucho en la minería subterránea para la automatización son los wearables. Hay mucho piloto en este aspecto entre las mineras chilenas, pero ya deberían ser parte del día a día en la industria minera; son una gran oportunidad”, asegura.

Reducir riesgos

Raúl Castro, consultor en minería de la empresa BCTEC Ingeniería y Tecnología, destaca que se avanza a paso acelerado hacia la automatización de operaciones unitarias, la que es necesaria sobre todo en procesos que son de alto riesgo para las personas, como es el caso de actividades en carguío de explosivos, fortificación, extracción de mineral en condiciones de agua barro, entre otras. “Codelco está a la vanguardia en estos temas y sus nuevas operaciones subterráneas contemplan una componente importante en automatización”, afirma.

A ello suma la implementación de emulsiones, como agente de voladura en minería subterránea, que si bien es el estándar en otros países, su inclusión es relativamente reciente en la industria chilena. Los beneficios son múltiples para la el proceso de excavación en rocas, sobre todo respecto de la menor cantidad de gases, la estabilidad del agente frente al agua; abre además la oportunidad de precargar, mecanizar y optimizar diversas labores que hoy son riesgosas en el proceso de arranque, detalla el especialista, que es además profesor asociado de la Universidad de Chile.

Otro desarrollo relevante tiene que ver con la analítica de datos y el modelamiento numérico de distintos fenómenos físicos de la minería subterránea para el diseño minero. “Es así como consultor y junto al equipo de BCTEC hemos llevado a cabo proyectos de ingeniería que incorporan los últimos conocimientos respecto de la propagación de caving y flujo gravitacional, estallido de agua barro, finos, dilución y colgadura de rocas en altura, que han permitido predecir y evitar riesgos geotécnicos y productivos. Todos estos modelamientos han sido encapsulados en tecnologías de software como FlowSim y BCRisk que forman parte de herramientas predictivas y se utilizan en faenas subterráneas en Chile y Australia”, menciona.

Finalmente, el desarrollo e implementación redes inalámbricas, de cámaras y sensores de diversa índole permiten conocer el estado de infraestructura clave y la ubicación de personal al interior de la mina subterránea, “lo cual es todo un desafío en sí, ya que no existe la posibilidad de observar la operación desde la superficie como en el caso de una operación de rajo. Este monitoreo continuo está siendo incorporado en los Centros Integrados de Operaciones que, junto a una correcta analítica de datos, son claves para la optimización de las operaciones”, asevera el especialista.

Trabajo integrado entre mineras y proveedores

Pedro Damjanic detalla que estas nuevas tecnologías requieren de altos estándares de excelencia operacional aplicados a las operaciones subterráneas. “Sólo a través de una consistente disciplina operativa se puede capturar todo el potencial que estas soluciones tecnológicas ofrecen. En este sentido, el trabajo integrado entre compañías mineras y proveedores especializados –como Finning CAT– es un factor clave para una implementación exitosa”, asegura.

Francisco Rodríguez detalla que en el área de Minería Subterránea de Komatsu disponen de equipos LHD de 18 y 22 toneladas con tecnología híbrida. “Tenemos alianzas para entregar soluciones de autonomía en nuestros LHDs y nuestros equipos tienen la capacidad de incorporarse a Sistemas de Control y Monitoreo Integrados de Operaciones y Activos”, señala.

Además, añade que “nuestra propuesta actual y Roadmap avanza en la línea de satisfacer las necesidades de nuestros clientes de la gran, mediana y pequeña minería, además de constructoras tanto del ámbito minero como civil”.

La automatización y el control remoto de las flotas de equipos también son la prioridad de otros importantes fabricantes. Un ejemplo es la experiencia de Sandvik en División El Teniente, de Codelco, donde automatizó sus camiones con el sistema AutoMine® Fleet system.

Esta familia de productos cubre los aspectos de operaciones remotas y autónomas de un solo equipo hasta el control de varias unidades, junto con la automatización de la flota completa mediante la utilización de misiones automáticas y capacidad de control de tráfico. Mientras que OptiMine® es un conjunto de herramientas digitales para el análisis y optimización de la producción, así como los procesos mineros. Ambas soluciones son parte también de la mina Chuquicamata Subterránea.

En el caso de Epiroc Chile, fabricante que posee un variado portafolio para la minería subterránea, cuenta desde hace una año en el país de una Control Tower: sala de monitoreo  dedicada a la colaboración y la entrega de soluciones de automatización y administración de datos a los clientes.

Charlie Ekberg, director gerente dela compañía en el país, sostuvo que esta moderna instalación les permite entregar un mejor servicio, “y fortalecer nuestra visión como integrador de sistemas y proveedor de soluciones, a través del monitoreo y análisis de signos vitales de los equipos de nuestros clientes”.

El ejecutivo agregó que mediante esta información, los usuarios pueden ver dónde mejorar, ser más proactivos, e incluso hacer benchmarking con unidades similares operado en otras faenas del mundo.

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