Para aumentar la productividad y tomar las medidas de seguridad necesarias, las minas de Australia están invirtiendo en IA, sensores y optimización de la seguridad de los túneles.
Smruthi Nadig investiga.
La minería y la excavación de minerales es una de las profesiones más antiguas, ya que el apetito mundial por la riqueza mineral rara vez ha disminuido a lo largo de la historia humana. Si bien la demanda de metales y minerales no ha cambiado a lo largo de las generaciones, los procesos involucrados en la minería han cambiado considerablemente. A lo largo de los años, la industria minera introdujo tecnologías de vanguardia, como la nube, la inteligencia artificial (IA), la robótica y el big data, para mejorar las operaciones.
Sin embargo, el camino no es obvio en cuanto al futuro de la innovación tecnológica. Por un lado, se alienta a la industria minera a mantener un sentido del status quo; con las vidas humanas y la seguridad ambiental en riesgo, es poco probable que se produzcan cambios drásticos. Por otro lado, existe una gama de invenciones tecnológicas para que las empresas elijan, y no está claro cuáles continuarán teniendo un impacto a largo plazo.
El Foro Económico Mundial de 2016 esbozó cuatro tendencias principales de digitalización: automatización y hardware operativo; la fuerza laboral habilitada digitalmente; empresas, plataformas y ecosistemas integrados; y análisis de próxima generación y soporte de decisiones.
Estas tendencias podrían ser cada vez más atractivas para los mineros de todo el mundo. Según el informe de Infosys, en la última década, las operaciones mineras globales han visto disminuir la productividad en un 28% en comparación con hace una década. Debido al aumento de los costos, la escasez de trabajadores calificados, la volatilidad del mercado y el cumplimiento normativo más estricto, la industria ha tenido que buscar formas de mejorar la eficiencia y la productividad.
Aquí es donde la minería australiana ha liderado históricamente el mundo. Desde las vastas operaciones autónomas en Pilbara hasta la financiación gubernamental para una variedad de cursos y proyectos académicos, la minería australiana se ha establecido como un semillero de innovación tecnológica e invención.
Vehículos autónomos y comunicación
La optimización de la seguridad de los túneles, los sistemas de seguimiento subterráneo y la simulación de procesos mineros son tecnologías potencialmente disruptivas, siempre que puedan implementarse de manera efectiva. Según las ideas de GlobalData, la navegación autónoma, el modelado de rutas de túneles y los sistemas de guía inercial se han vuelto más comunes en los últimos años.
Los vehículos pesados sin conductor, también conocidos como camiones mineros autónomos (AMT), detectan los alrededores y navegan por la superficie del camino de acarreo sin interferencia humana. Los AMT pueden trabajar todo el día y requieren cero descansos durante el día y reducen el potencial de errores humanos, y aumentan la productividad hasta en un 20% con una mayor eficiencia en las operaciones.
Australia ha dominado históricamente el uso de vehículos autónomos en el sector. Según las cifras de GlobalData, había 706 vehículos autónomos en funcionamiento en las minas australianas en mayo de 2022, frente a los 561 del año anterior, y significativamente más que Canadá, cuyos 177 AMT clasificaron al país en segundo lugar en el mundo.
Sin embargo, los tiempos de ciclo de AMT aumentan el polvo en las carreteras de acarreo en zonas operativas autónomas, lo que representa un riesgo para la salud tanto para la población local como para el medio ambiente, lo que deberá tenerse en cuenta a medida que los mineros adopten la automatización a mayor escala.
Los sistemas de monitoreo remoto del túnel también proporcionan información crítica, como el comportamiento estructural y geotécnico del túnel y las condiciones subterráneas. El análisis de GlobalData muestra que 20 empresas, como proveedores de tecnología, algunas compañías mineras establecidas y nuevas empresas, se han dedicado a desarrollar y aplicar sistemas de monitoreo remoto de túneles.
Empresas como Strata Worldwide ayudan con las comunicaciones subterráneas, el seguimiento, el monitoreo y las soluciones de control. Incluye «comunicaciones bidireccionales de voz, texto y datos, seguimiento de personal y activos, monitoreo de condiciones atmosféricas y detección de gases, y control de ventiladores, transmisiones por correa y bombas».
Según McKinsey, los taladros modernos han sido equipados con sensores avanzados en las puntas de broca de los taladros. Esto hace que la excavación sea más efectiva, ya que los sensores pueden medir las pendientes en tiempo real. Los mineros pueden comprender el entorno, incluidos los terrenos, a través del análisis de datos y la eliminación de errores. Pueden tomar decisiones informadas sobre la importancia de los minerales descubiertos y comenzar las operaciones de manera segura y eficiente.
Inteligencia artificial e Internet de las cosas
El Internet de las cosas (IoT) es una red de comunicación donde los objetos físicos se interconectan y se comunican a través de Internet. Se puede acceder y controlar desde cualquier posición, y tiene beneficios obvios para una industria como la minería, donde las posiciones y el estado de carga de los vehículos y equipos se pueden rastrear con la ayuda de IoT en la minería.
Del mismo modo, procesos como big data permiten a los mineros comprender los datos de una manera más allá de la comprensión tradicional. Según la investigación, los sistemas de mantenimiento predictivo para transportadores de banda o camiones volquete dependen de tecnologías como big data e infraestructura en tiempo real, que pronostican averías mecánicas, lo que permite a los mineros planificar mejor las reparaciones y reemplazos.
Otras aplicaciones incluyen el monitoreo del flujo de aire en grandes cámaras subterráneas y la visualización de cavidades del “block caving”. Los sistemas de monitoreo atmosférico también detectan la exposición al metano, al monóxido de carbono y al polvo utilizando «datos en tiempo real» para detectar defectos rápidamente.
Uno de los ejemplos más dramáticos de este enfoque es la mina Capcoal de Anglo American en Queensland, que recibió una inversión de USD 226 millones en 2019 para implementar su «iniciativa minera FutureSmart». El proyecto tiene como objetivo mejorar el acceso de los trabajadores y el análisis de los datos, y podría mejorar la eficiencia operativa hasta el punto de extender la vida útil de la mina por seis años.
En otros lugares, la tecnología de IA ha generado un cambio en la industria minera al identificar posibles áreas de perforación sin esfuerzos humanos. El aumento de la precisión ayuda con la reducción de costos, así como con la gestión del tiempo. OffWorld, un fabricante de plataformas robóticas impulsadas por IA, dijo en su informe que la aplicación de enjambres mineros robóticos eléctricos podría reemplazar los explosivos con la minería de precisión. También dejaría una huella de carbono minera cero, y las personas no tendrían que arriesgar sus vidas trabajando en condiciones peligrosas.
Con respecto a la seguridad, la IA puede usar sensores, datos en tiempo real y análisis para comprender que la temperatura y la vibración podrían conducir a un peligro. Los sensores y la IA pueden detectar cualquier cosa tan pequeña como un diente roto, que podría dañar la trituradora durante la excavación. Puede detectar choferes somnolientos, una de las mayores causas de accidentes mineros, utilizando innovación tecnología de inteligencia artificial para alertar a los conductores.
Impresión 3D
En la minería, la impresión 3D podría presumir de obtener las piezas de repuesto y los componentes personalizados, lo que podría reducir el costo de almacenamiento, producción y tiempos de entrega. Con fines ilustrativos, los datos geológicos, las imágenes de drones o las nubes de puntos de los escáneres láser también podrían crear elementos digitales como depósitos de mineral en 3D o modelos a cielo abierto. El proceso de producción computarizado mejora la efectividad de los procesos automatizados, por lo que la impresión 3D a menudo se relaciona con la automatización y la IA.
Estas ventajas son evidentes en un informe de GlobalData sobre IA en la minería; y aunque la transición digital en la industria se ha mantenido lenta durante muchos años, la IA ha demostrado el potencial de «ofrecer beneficios tangibles en toda la cadena de valor minera, desde el descubrimiento hasta la extracción y el mantenimiento». El impacto de la IA en la industria minera resuelve los desafíos relacionados con el control de costos, la cadena de suministro, la productividad y la seguridad.
Según la investigación, la necesidad de una mayor difusión de la tecnología y la expansión de las tecnologías digitales depende de las tasas de producción. El déficit de tecnologías digitales entre las operaciones más pequeñas hace que sea difícil para las empresas mantenerse al día con los cambios en el entorno. De hecho, es cierto que solo algunas de las empresas mineras más grandes han invertido considerablemente en impresión 3D.. (innovación tecnológica)
Sin embargo, las operaciones más extensas han acelerado la aplicación de tecnologías digitales en la industria minera, y es probable que el futuro de la minería australiana vea una mayor adopción de procesos como estos.
Este artículo ha sido publicado originalmente en Mining Technology. Ha sido publicado y traducido por GĚRENS en mayo de 2023.
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