La industria minera, una de las actividades más antiguas de la humanidad, tiene sus orígenes en civilizaciones antiguas que extraían minerales y metales para fabricar sus herramientas y para la construcción y comercio. A pesar de su antigüedad, el sector se encuentra en una piedra angular de la transformación donde una revolución tecnológica es esencial para satisfacer la creciente demanda de materias primas críticas para la transición energética global.
Este artículo explora cómo la tecnología de inteligencia artificial (IA) se está convirtiendo en un factor importante en el sector minero global.
La IA abarca toda la cadena de valor de la minería.
La integración de la tecnología de IA allana un nuevo camino para el sector minero. Esto significa pasar de los métodos tradicionales, que requieren mucha mano de obra, a un enfoque tecnológicamente más avanzado. En una industria rica en datos, la IA tiene el potencial de optimizar los procesos y mejorar el rendimiento en toda la cadena de valor de la minería.
Los sistemas de IA analizan grandes cantidades de datos de minería recopilados por sensores en el sitio y otros sistemas de monitoreo. Estos permiten identificar patrones y tomar decisiones informadas. Así, se genera mayor eficiencia, menores costos, mayor seguridad y menor impacto ambiental.
A lo largo de los años, la IA ha ayudado a BHP a liberar valor potencial a través de innovaciones como mantenimiento predictivo, optimización energética, operación autónoma de vehículos y maquinaria, toma de decisiones basada en datos y monitoreo e informes en tiempo real. La Inteligencia Artificial ayuda a mantener seguros a nuestros trabajadores:
- Genera eficiencia en lo que hacemos.
- Ayuda a resolver problemas operativos y a concretar nuevas oportunidades comerciales.
- Aumenta nuestra velocidad de descubrimiento de recursos.
- Optimiza la calidad de nuestro mineral y mejorando la gestión de clientes.
- Ayuda a reducir nuestro consumo de energía y agua.
Precisión en exploración y extracción
Ha comenzado la carrera para encontrar los depósitos minerales necesarios para sustentar la creciente población mundial y la transición energética. Quienes utilizan tecnología de IA para la exploración y extracción ya están a la cabeza.
La IA respalda la mejora de la precisión minera en la exploración y extracción mediante el uso de algoritmos avanzados. Estos permiten identificar depósitos minerales y optimizar con precisión los procesos operativos. Al analizar datos geológicos extensos, como estudios, composiciones del suelo y registros históricos de extracción, los algoritmos de IA pueden ayudar a predecir con precisión la ubicación de los depósitos minerales, lo que reduce las perforaciones y excavaciones innecesarias.
En tiempo real, estos algoritmos evalúan las condiciones geológicas cambiantes y ajustan las técnicas de extracción en consecuencia. Estas acciones garantizan que los recursos se extraigan de manera eficiente, minimizando los desechos y maximizando el rendimiento.
Precisión en BHP
Para BHP, el machine learning, junto con el ingenio humano, nos ha permitido recientemente descubrir nuevos depósitos de cobre en Australia y Estados Unidos. El trabajo de vanguardia continúa dentro de nuestra empresa a medida que los equipos cambian su enfoque a la tomografía de muones. Los muones son un tipo de radiación cósmica que nos permite escanear y mapear depósitos subterráneos con mayor rapidez y precisión que antes.
Ivanhoe Electric, socio aliado de BHP, está utilizando el aprendizaje automático/machine learning y el análisis de datos para detectar con precisión la presencia de minerales de sulfuro que contienen cobre, níquel, oro y plata a profundidades de más de 1,5 km. El transmisor de prospección geofísica eléctrica patentado de Ivanhoe Electric, Typhoon™, utiliza interruptores y sistemas de capacitancia que generan una señal transmitida pura y estable. Esto permite una relación señal/ruido extremadamente alta.
Los datos recopilados se interpretan luego a través de CGI, el algoritmo de aprendizaje automático y el software de inversión de datos de Ivanhoe Electric. Esta precisión minimiza la perturbación de la tierra y preserva los ecosistemas circundantes.
Mantenimiento predictivo
El mantenimiento es uno de los principales impulsores de los costos operativos a nivel mundial. El mantenimiento predictivo minimiza las fallas inesperadas de los equipos y los costosos tiempos de inactividad. Esto permite que nuestras operaciones sean más confiables y resistentes. Cuando podemos predecir con precisión cuándo los equipos requerirán mantenimiento, podemos programar reparaciones durante el tiempo de inactividad planificado. Gracias a esta predicción, se minimizan las interrupciones y los costos de producción.
La inteligencia artificial, como la automatización y aprendizaje automático (el machine learning), permite el mantenimiento predictivo de los equipos de minería, lo que reduce la probabilidad de fallas. Los algoritmos de inteligencia artificial analizan los datos de los equipos de minería para predecir cuándo es necesario el mantenimiento. Este análisis evita averías inesperadas y reduce el tiempo de inactividad. Este enfoque proactivo puede reducir el riesgo de accidentes causados por averías de los equipos, lo que garantiza que la maquinaria funcione de manera segura y eficiente.
Mantenimiento predictivo en BHP
En BHP, tenemos modelos analíticos predictivos que se ejecutan en la mayoría de nuestras flotas de carga y transporte a nivel mundial y en nuestros sistemas de manejo de materiales. Estos modelos son desarrollados y mantenidos por un pequeño grupo de personas en nuestro centro de excelencia de mantenimiento. Nuestro centro proporciona indicaciones en tiempo real y a largo plazo sobre el estado de la máquina y posibles fallas o degradación.
En nuestras operaciones de West Australia Iron Ore (WAIO), una de las instalaciones de manipulación de materiales se vio afectada por vibraciones e impactos constantes que amenazaban con acortar la vida útil de las estructuras. Desarrollamos un marco escalable a través de nuestros centros técnicos, donde se procesaron cientos de gigabytes de datos de sensores para diagnosticar y resolver el problema. Esto nos permitió identificar otras ubicaciones en las estructuras fijas de la planta donde podríamos realizar cambios para evitar que se produjera el mismo riesgo.
Optimización energética
Para apoyar la transición global a cero emisiones netas, necesitamos encontrar formas mejores y más sostenibles de producir los metales y minerales.
La IA puede analizar los patrones de consumo de energía y sugerir optimizaciones para la industria minera. Tiene el potencial de conducir a una reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero y una menor huella de carbono. Los algoritmos de aprendizaje automático pueden analizar datos operativos con el objetivo de mejorar la eficiencia de los procesos mineros. Así, se asegura que la energía, el agua y otros insumos se utilicen de manera más eficaz y que se reduzcan los residuos.
En la mina Escondida de BHP en Chile, hemos ahorrado más de tres giga litros de agua y 118 gigavatios hora de energía desde el año fiscal 2022, gracias a la tecnología de IA. La tecnología utilizada permite a los operadores actuar e implementar planes de optimización del agua y análisis de datos sobre datos de uso de energía. De este modo, se identifican anomalías y automatizan acciones correctivas para optimizar el consumo de energía y agua de las plantas concentradoras y desalinizadoras.
Machine Learning y monitoreo acústico
La IA y sus derivados se están posicionando para convertirse en el caballo de batalla del dominio de la ciencia ambiental. Las demandas de informes rápidos, escalables y precisos han excedido la capacidad de las prácticas de la disciplina tradicional.
En BHP, nuestro equipo de medio ambiente está buscando activamente nuevas formas innovadoras de respaldar y ampliar las habilidades de nuestros expertos en la materia mediante el uso de tecnología. Por ejemplo, con el monitoreo acústico se detecta llamadas de especies en peligro de extinción. Eso se logra combinando imágenes satelitales y de drones con aprendizaje automático y detección de objetos (es decir, malezas), aplicando detección de valores atípicos y reconocimiento de patrones como un medio de control de calidad digital, etc.
Automatización de vehículos y maquinaria
La IA impulsa el desarrollo y la implementación de vehículos y maquinaria minera autónoma, que pueden operar en áreas de alto riesgo y apuntan a mejorar la exposición de los trabajadores humanos a los riesgos relacionados con la seguridad. La automatización puede mejorar la productividad y utilizar menos energía al implementar acciones simplificadas y repetitivas. Estos sistemas autónomos pueden navegar por terrenos desafiantes y realizar tareas con precisión, lo que reduce la probabilidad de error humano.
WAIO
Tomemos como ejemplo nuestra explotación de mineral de hierro de Australia Occidental (WAIO), una de las más importantes y la mayor productora de mineral de hierro con menor coste durante los últimos cuatro años. WAIO es una explotación enormemente compleja con muchas minas y centros mineros en Pilbara, todos conectados a un ferrocarril y un puerto, con cintas transportadoras, cargadores y trenes. Todos estos puntos de contacto se controlan mediante un centro de operaciones remoto.
Como puede imaginar, los humanos no pueden optimizar todas las decisiones que se toman durante la operación, por lo que utilizamos la IA como sistema de apoyo a la toma de decisiones. Los miembros de nuestro equipo toman la decisión final, pero esto está respaldado por el poder de los sistemas de IA y su capacidad de procesamiento informático.
Además, en la región de Pilbara, en Australia Occidental, BHP cuenta con ocho cargadores de barcos automatizados en nuestras instalaciones de exportación de Port Hedland. Operados a distancia desde nuestro Centro Integrado de Operaciones Remotas en Perth, los ocho cargadores de barcos cargan unos 1500 graneleros de mineral al año, exportando alrededor de 280 millones de toneladas de hierro a clientes globales en 2021.
La automatización de nuestras instalaciones de cargadores de barcos ha aumentado la producción en más de un millón de toneladas cada año, a través de una mayor precisión, reducción de derrames, tiempos de carga más rápidos y optimización de los equipos. El 2024, todos los camiones mineros en la operación Spence de BHP se convirtieron de manuales a completamente autónomos. La conversión ha permitido operaciones más seguras y eficientes en las operaciones.
Tecnología portátil y monitoreo en tiempo real
La integración de la tecnología de IA en las unidades mineras es crucial, ya que tiene el potencial de reducir significativamente el riesgo de accidentes. Esto contribuye a un entorno de trabajo más seguro. Los dispositivos portátiles con inteligencia artificial integrada pueden monitorear las condiciones de salud y seguridad de los mineros, como la frecuencia cardíaca, los niveles de fatiga y la exposición a sustancias nocivas. Estos dispositivos brindan alertas en tiempo real a los trabajadores y supervisores, garantizando una acción rápida si surge algún problema de seguridad.
En Escondida (Chile), BHP integró la tecnología de sensores de cascos de seguridad inteligentes para medir la fatiga de los conductores de camiones mediante el análisis de las ondas cerebrales. Esta tecnología busca prevenir accidentes relacionados con la somnolencia del conductor. Por lo tanto, representa un gran avance en la mejora de la seguridad de las operaciones mineras.
Pero no se trata solo de la minería, ¿verdad?
El impacto de la tecnología de IA en la minería no es muy distinto al de otras industrias. En particular, en el mantenimiento predictivo y la optimización de activos, la automatización y los procesos de extracción optimizados.
Aprovechar la innovación y la tecnología para hacer del mundo un lugar mejor es tan importante en la minería como en otras industrias. Está surgiendo una nueva era de innovación digital con el uso de herramientas de IA por parte de la industria minera para sintetizar grandes cantidades de datos complejos. Esto será fundamental para la supervivencia de la industria.
Las oportunidades de que la IA en la minería ofrezca una eficiencia de costos aún mayor son enormes. Más importante aún, hará que nuestros entornos de trabajo sean más seguros. Y una mina más segura y productiva es la ventaja competitiva.
Este artículo ha sido publicado originalmente en la WEB de BHP. Ha sido traducido y publicado por GĚRENS en agosto de 2024.
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