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5 niveles potenciales de automatización para la mina autónoma del futuro

ABB es una empresa de tecnología global líder que impulsa la transformación de la sociedad e industria y ya está participando en la implementación de proyectos de sistemas autónomos en minería, destacando los niveles de automatización desde los que están presentes actualmente en la industria, hasta los que son factibles en el futuro.

La digitalización y la automatización serán las tendencias definitorias de la industria  minera del siglo XXI. Las innovaciones en inteligencia artificial (IA), aprendizaje automático e internet industrial de las cosas (IoT) tienen el potencial de ahorrar al sector unos 373.000 millones de dólares para 2025 al automatizar el funcionamiento de la maquinaria, facilitar el mantenimiento predictivo, mejorar la trazabilidad, aprovechar el poder de los datos y análisis de tiempo real. Asimismo brindar visibilidad a lo largo de la cadena de valor entre las minas y el mercado.

«Sistemas autónomos» es un término que se usa con frecuencia (y a menudo se usa incorrectamente) para describir sistemas que, sin intervención manual, pueden cambiar su comportamiento en respuesta a eventos imprevistos durante la operación. Los sistemas de automatización convencionales permiten que los procesos de bajo nivel se ejecuten sin intervención humana en condiciones normales. Todavía se requieren decisiones humanas para tareas más complejas. Hacer que los sistemas de automatización sean más autónomos se trata de traspasar progresivamente más y más de estas tareas al sistema.

Niveles de autonomía en minería

Para poder definir objetivos en la transición a sistemas autónomos, es importante establecer una taxonomía para que los proveedores de automatización y los clientes puedan definir dónde están y dónde quieren estar a corto, medio y largo plazo. Por eso este artículo propone una taxonomía de autonomía con seis niveles, inspirada en definiciones de la industria automotriz. Se basa principalmente en dos dimensiones: el alcance de la tarea automatizada y el papel del ser humano. La taxonomía comienza sin autonomía (nivel 0, es posible que todavía exista una amplia automatización de bajo nivel en este nivel) y asciende hasta el funcionamiento totalmente autónomo (nivel 5), en el que toda la toma de decisiones y la actuación la realiza el sistema.

 Nivel 1

En este nivel los sistemas brindan asistencia operativa mediante soporte de decisiones o asistencia remota. Los ejemplos incluyen software que ayuda a localizar vehículos de minas subterráneas.

automatización

 Nivel 2

En el nivel 2 se inclina hacia la autonomía ocasional en determinadas situaciones. Aquí, el sistema de automatización toma el control en circunstancias específicas cuando y según lo solicite un operador humano, durante períodos de tiempo limitados. Las personas todavía están muy involucradas, monitoreando el estado de operación y especificando los objetivos para situaciones de control limitado.

Nivel 3

Los sistemas automatizados toman el control en determinadas situaciones. Esto también se puede llamar «autonomía limitada». Las personas «firman», por así decirlo, confirmando las soluciones propuestas o actuando como alternativas. Un requisito previo es una monitorización completa y automatizada del entorno. Un ejemplo sería la perforación autónoma seguida de la carga autónoma de explosivos en una mina subterránea. En tal configuración, el operador (remoto) aún puede recibir alertas en situaciones excepcionales y puede asumir o confirmar una estrategia de resolución sugerida.

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Cargador de robot ABB para mina subterránea (imagen del proyecto SIMS de la UE)

Nivel 4

El sistema tiene el control total en determinadas situaciones y aprende de sus acciones pasadas, por ejemplo, para poder predecir y resolver mejor los problemas por sí mismo.

Nivel 5

En el nivel superior de esta taxonomía se encuentra el nivel 5, donde la operación autónoma completa ocurre en todas las situaciones. No se requiere interacción del usuario y los humanos pueden estar completamente ausentes. Hoy en día, esto es una aspiración, pero por ejemplo, un vehículo minero eléctrico auto-conductor para la carga completamente autónoma del mineral tendría importantes ventajas de seguridad y productividad.

 Impulsando el desarrollo de tecnologías autónomas cada vez más sofisticadas

Con una amplia experiencia en el dominio, soluciones integradas y la oferta digital ABB Ability ™, la empresa está impulsando el desarrollo de tecnologías autónomas cada vez más sofisticadas. Estos están destinados a cambiar la industria al permitir altos niveles de visibilidad y control sobre máquinas, plantas y sistemas. Capaces de adaptarse e incluso aprender en situaciones cambiantes, los nuevos sistemas autónomos pueden ayudar a mejorar la productividad, la eficiencia energética y la seguridad.

A medida que avanzan las tecnologías autónomas, ABB lleva la minería al siguiente nivel con la ambición de una automatización cada vez más avanzada para la optimización de procesos en tiempo real. El sistema de gestión de operaciones combina inteligencia artificial, simulaciones de gemelos digitales y experiencia en la industria para facilitar la toma de decisiones autónoma en tiempo real. El sistema ayuda con la optimización de procesos y las soluciones de gestión de flotas y contribuye a reducir el tiempo de inactividad. También se están llevando a cabo investigaciones y pruebas sobre las mediciones robóticas y el rendimiento de las tareas, con el fin de armonizar la relación entre las soluciones generadas de forma autónoma y la maquinaria operada.

Sistema de gestión de operaciones ABB Ability ™

Sistema de gestión de corrales ABB Ability ™

Control de proceso avanzado ABB Ability ™

Facilitadores clave de las minas industriales autónomas

En todas las industrias, la oferta digital de ABB Ability ™ está bien posicionada para llevar más allá las tecnologías autónomas. Las soluciones se basan en datos de sensores inteligentes y aplican software sofisticados para evaluar continuamente el estado de los sistemas y proporcionar advertencias predictivas. Estas capacidades serán un habilitador clave de las minas industriales autónomas. La creciente red global de centros de operaciones colaborativas ABB Ability ™ señala el camino hacia el futuro al brindar apoyo a las decisiones basadas en datos, haciendo recomendaciones de acción para que las personas las aprueben, lo que se considera el primer paso hacia operaciones completamente autónomas. Los sensores inteligentes y los sistemas de operación crítica ubicados en el sitio transmiten datos sobre el estado y el rendimiento de los equipos al Centro de operaciones colaborativas. Allí, el software realiza análisis de datos avanzados. Los resultados son evaluados por expertos en el dominio de ABB en colaboración con los clientes, lo que da como resultado recomendaciones que descubren problemas potenciales, asesoran sobre el mantenimiento preventivo y determinan formas de mejorar el rendimiento. La información obtenida de estas operaciones globales ayudará a los investigadores a comprender mejor la dinámica y los matices de la toma de decisiones automatizada. Esto aportará una valiosa contribución al desarrollo de sistemas capaces de una autonomía cada vez mayor.

 

Este artículo ha sido escrito por la revista ABB Group y ha sido publicado originalmente por International Mining. Ha sido adaptado, traducido y publicado por GĚRENS en noviembre de 2021.

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