Programa de Innovación en Manufactura Avanzada: Apuntando a incrementar las capacidades de la industria minera
Una herramienta de monitoreo que permite anticiparse a fallas de equipos, la teleoperación en la manipulación de explosivos y un sistema automático de recuperación de piezas metálicas, entre otros, son parte de los proyectos tecnológicos que se están desarrollando bajo esta instancia.
“Conscientes de la importancia de la minería en la economía nacional, y conociendo que esta industria en Chile basa su tecnología, principalmente, en la importación de innovación, queremos ayudar a incrementar las capacidades técnicas del país en desarrollo y adaptación de nuevas tecnologías que hagan a la industria local más competitiva”, afirma Viviana Meruane, directora del Programa de Innovación en Manufactura Avanzada, el cual contempla un portafolio de proyectos en las áreas de: Sistemas Avanzados en Confiabilidad y Mantenimiento, Soluciones Digital Twins y Automatización Avanzada y Robótica.
La iniciativa, que será ejecutada en un periodo de cinco años –a partir de diciembre de 2018–, se adjudicó $1.700 millones del Programa Tecnológico Estratégico de Corfo: Hacia una Manufactura Avanzada a partir de la Revolución 4.0.
Liderada por la Universidad de Chile, participan como co-ejecutores la Asociación de Industriales Metalúrgicos y Metalmecánicos (Asimet A.G.), la Universidad de Santiago (Usach), la Universidad Tecnológica Metropolitana (Utem) y la firma Seguel Robotics SpA.
Como empresas asociadas figuran GHH Chile SpA, Inmersivo Productora Ltda., MCM Ingeniería, Industria Metalmecánica Rivet S.A., y como interesadas Dadneos S.A., Group Six, Manufacturas de Cobre SpA y KnowHub Chile.
Los proyectos
-Sistema de monitoreo y pronóstico de fallas en equipos mineros
Los sistemas productivos en manufactura y minería se encuentran constantemente bajo estrés, debido a la necesidad de cumplimiento de metas de producción y de reducción de costos. Un efecto inmediato es la sobrecarga de los activos físicos, lo que puede generar un aumento en costos de mantenimiento, importantes pérdidas de productividad y riesgo potencial para la seguridad de las personas. Por lo tanto, se hace cada vez más importante la necesidad de anticipar las fallas de un sistema, de manera de planificar acciones de mantenimiento que permitan evitarlas o disminuir su impacto.
-Implementación de sistemas predictivos de apoyo a la gestión de mantenimiento de activos industriales
Existe una baja penetración de los sistemas avanzados de gestión de activos en la industria nacional, en particular en lo referido al uso de sistemas predictivos. Por esta razón, se plantea el desarrollo de sistemas predictivos basados en herramientas de inteligencia computacional.
–Dispositivo que integra biosensores y metodologías para el pronóstico de la fatiga laboral
Esta herramienta permitiría evitar los incidentes que hoy causan pérdidas, en promedio, del 18% al 20% del presupuesto de operaciones debido a daños a la propiedad, fallas operacionales y desviación del proceso. Además, generan costos económicos debido a ineficiencias, pérdida de días de trabajo, pagos compensatorios, atención médica y rehabilitación, lo que en última instancia produce pérdidas que reducen el beneficio neto.
–Soluciones de Digital Twin para optimizar y controlar en tiempo real líneas de producción
La meta es contar con capacidades de control de operaciones en tiempo real, además de simular, probar y evaluar cambios de operación y/o procesos, sin afectar negativamente el funcionamiento de la producción, permitiendo la adecuada elección e implementación de aquellos cambios que resulten positivos.
–Sistema robotizado de recuperación de piezas metálicas mediante manufactura aditiva
En minería existe una variedad de piezas metálicas, muy costosas, sometidas a desgaste. Por ejemplo, dientes de las palas mineras, revestimientos para chutes, chancadores, molinos, entre otras. Estos elementos, en vez de ser reemplazados pueden ser sometidos a un proceso de recuperación. Sin embargo, la restauración de piezas es un proceso altamente especializado, que conlleva amplios lapsos de programación. El sistema propuesto permite recuperar las piezas en terreno, en tiempos breves y con alta calidad.
–Manipulador robótico reconfigurable dotado de controladores inteligentes
La incorporación de sistemas robotizados en el desarrollo de procesos industriales ha generado un gran aumento en la productividad, rendimiento y calidad de los productos. No obstante, en la medida que la complejidad de los sistemas aumenta, se incrementa la probabilidad de fallas o funcionamientos anómalos. Como solución, se propone un equipo que tenga la posibilidad de reconfigurarse por sí solo en caso de falla de alguna de sus articulaciones, evitando que el proceso productivo se paralice.
-Teleoperación Háptica de manipulador para fractura de rocas
El objetivo general del proyecto es mejorar la percepción que tiene el operador del proceso que está realizando el martillo tele-operado, para que sus decisiones sean más acertadas, aumentar la disponibilidad del equipo e incrementar las buenas prácticas en la operación de los martillos picadores de roca.
Para el desarrollo de lo anterior se realizarían las siguientes tareas:
-Implementar un simulador con el que se realizará una prueba de concepto.
-Mejorar la información visual que puede obtener el operador. Para esto se generará una visualización 3D del ambiente usando diferentes sensores.
-Proveer al operador de una retroalimentación de las fuerzas ejercidas por los actuadores hidráulicos del martillo. Esto será percibido por el operador en la forma de una fuerza que aparecerá en los mandos del martillo (interfaz háptica). La fuerza que ejercen los actuadores hidráulicos será medida por sensores de presión (instalados en el martillo) en las líneas hidráulicas de cada actuador.
-Navegación autónoma de cargadores frontales (LHD) en minería subterránea
Se propone desarrollar un sistema de transporte autónomo para equipos LHD, en base a componentes de bajo costo y de código abierto, así como la integración multi-marca LHD para flotas mixtas.
Etapas
En todos los proyectos la primera etapa de avance implica el desarrollo de soluciones tecnológicas desde el prototipo hasta la madurez pre-comercial y la determinación de la viabilidad técnica y económica de las soluciones propuestas en condiciones industriales reales de operación. Su duración será de 36 meses.
En una segunda etapa, se desarrollarán estrategias de transferencia tecnológica, escalamiento y comercialización con proveedores locales. Su período de ejecución será de 24 meses.