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La tecnología minera ha tenido una historia interesante. En los primeros tiempos de la extracción de materiales, se prestaba especial atención al desarrollo de nuevos métodos y herramientas diseñados para que todo fuera más eficaz y rentable.
Luego, durante un tiempo, aunque se siguieron produciendo algunos avances, hubo un periodo más largo de statu quo y menos innovación. Últimamente, se ha desarrollado una tendencia apasionante. La nueva tecnología minera, más avanzada, ha empezado a repercutir en la producción. De hecho, según McKinsey, la productividad minera empezó a crecer casi un 3% al año a partir de 2014. Para una industria que empezaba a acostumbrarse a la disminución de los ingresos y el crecimiento, ha sido un cambio bienvenido.
En este artículo, exploraremos la historia de la tecnología minera, repasaremos los métodos y herramientas actuales y, lo que es más importante, destacaremos los avances de la nueva tecnología que está empezando a repercutir en la producción.
La minería y sus herramientas asociadas se dividen en dos categorías principales: la minería de superficie y la minería subterránea. Cada una de ellas tiene varias subcategorías de extracción que dependen de factores como la profundidad, el grosor, el tipo de mineral, los estratos del suelo, la dureza de la roca y la inclinación.
La minería de superficie consiste en retirar el material que se encuentra por encima del yacimiento y, a continuación, extraer el depósito mineral. A menudo también denominada minería a cielo abierto, al término de un proyecto el terreno puede recuperarse y restaurarse para su reutilización.
La minería subterránea se utiliza cuando el mineral deseado se encuentra a mayor profundidad bajo tierra y se accede a él a través de pozos verticales, horizontales o inclinados. Estos pasadizos permiten el acceso al mineral y su extracción por parte de las máquinas y las personas que intervienen en la extracción. La tecnología minera analizada en este artículo se ha desarrollado para su uso en ambos métodos.
En los primeros tiempos de la extracción de minerales, el trabajo se hacía a mano. Durante la fiebre del oro de finales del siglo XIX, muchos buscadores y mineros acudieron en masa a zonas como California, Colorado y, más tarde, Alaska y el Yukón en busca de oro y plata. Gracias a una combinación de conjeturas, mapas en papel, reclamaciones de tierras y un trabajo físico agotador, pudieron explorar, encontrar y extraer los metales preciosos. Con el tiempo, el fuego y los explosivos de pólvora negra se hicieron comunes, ya que se demostró que rompían la roca mucho más rápido que las herramientas manuales.
A principios de siglo, la minería del carbón bituminoso cobró importancia. Al tratarse de un mineral blando y abundante, el gran volumen de carbón que había que extraer exigía procedimientos más avanzados. Cintas transportadoras, perforadoras mecánicas, bombas de vapor y otros métodos mecánicos de extracción se convirtieron en la norma. La luz de las velas fue sustituida por la luz de gas y, finalmente, por la luz eléctrica a pilas. La combinación de todos estos avances supuso un enorme salto en la productividad de los métodos de extracción.
Durante unas cuatro décadas, las cintas transportadoras, los carros y los camiones se hicieron más grandes, al igual que las empresas que los poseían. Hace unos 50 años, muchas de estas empresas empezaron a consolidarse, ampliando sus operaciones y sus herramientas. Mientras tanto, el uso de maquinaria y el predominio de las técnicas de minería de superficie mejoraron enormemente la seguridad y la eficacia de los trabajadores.
En la última década, la industria minera ha experimentado las innovaciones tecnológicas más rápidas desde la revolución industrial. Siga leyendo para conocer las tecnologías mineras más utilizadas en la actualidad, así como algunas de las nuevas tecnologías innovadoras que están adoptando los pioneros.
Aunque pueda parecer contrario a la intuición, uno de los mayores cambios que afectan a los avances de la tecnología minera moderna no procede de una herramienta determinada, sino de la disponibilidad de datos y la capacidad de analizarlos. Incluso cuando se considera el avance de las propias herramientas, como las palas mineras o las perforadoras, es la medición de su eficacia y los costes asociados lo que determina la innovación, en la búsqueda de la mejora continua de la calidad. Con un estudio y un análisis minuciosos, la capacidad de una herramienta del mundo real puede optimizarse para llevar a cabo su tarea con una eficacia cada vez mayor y un ahorro energético significativo.
El análisis de datos también entra en juego en la exploración. La prospección es ahora un proceso geoquímico estándar, que analiza las materias primas para detectar la presencia de suelo, roca, vapores de hidrocarburos y, por supuesto, la presencia de mineral para indicar la calidad de un yacimiento.
La extracción de materiales representa una gran parte de cualquier operación minera. El objetivo suele ser establecer un flujo continuo de materiales. El acarreo es prácticamente siempre el cuello de botella para lograr una verdadera continuidad: una vez que una pala cargadora ha llenado un dúmper y éste está lleno, se produce un cierto tiempo de inactividad mientras el siguiente se coloca en posición.
A medida que las nuevas tecnologías se hacen más accesibles y asequibles, las explotaciones mineras adoptan nuevas tecnologías. Esta proliferación de nuevas tecnologías ha sido la causa del repentino auge de la innovación minera en la última década.
He aquí algunos ejemplos de tecnologías mineras que se utilizan hoy en día y que están siendo adoptadas por empresas mineras de todo el mundo.
El Internet de las Cosas (IoT), es decir, la capacidad de conectar y rastrear mediante el acceso a Internet, ha dado lugar a muchos tipos diferentes de tecnología de sensores en la minería. Los sensores microsísmicos utilizan pequeños eventos sísmicos que se miden con un conjunto de geófonos para determinar la resistencia o el grosor de la roca. Las células de carga, por su parte, pueden detectar el peso de una carga útil, en una cuchara o un camión.
Las empresas mineras también utilizan sistemas de sensores que pueden incorporarse a su maquinaria para controlar continuamente la necesidad de mantenimiento de un vehículo. De hecho, la tecnología se está utilizando para hacer "mantenimiento predictivo", utilizando los datos existentes para predecir cuándo necesitará servicio el equipo, antes de que se produzca un fallo mecánico. También hay sensores que detectan peligros de todo tipo, como la calidad del aire, incendios, etc.
Los Sistemas de Información Geográfica (SIG) permiten a las empresas mineras localizar con precisión sus proyectos o equipos sobre el terreno, utilizando una combinación de sensores y datos geoespaciales.
A veces denominado "gemelo digital", el SIG permite modelar en 3D (tres dimensiones) la ubicación de un proyecto, lo que da a la dirección un conocimiento preciso de su estado, incluso desde una ubicación remota.
La realidad aumentada, la capacidad de superponer información digital al punto de vista real de una persona, también se está popularizando en la industria minera. La RA puede utilizarse para impartir formación en un entorno seguro o añadir valor en forma de datos en situaciones reales. Por ejemplo, un técnico de servicio puede revisar el historial de servicio o los procedimientos de reparación de un equipo mientras observa una pieza o máquina específica con un visor o gafas de RA.
Cada vez más, las empresas mineras utilizan programas informáticos más avanzados para llevar a cabo sus actividades. Más allá de las típicas herramientas de gestión empresarial, se están lanzando plataformas de software específicas para ayudar a las empresas industriales a hacer un mejor uso de datos como la información de los SIG y los datos de los sensores.
La caída del coste del software ha propiciado el movimiento de conectar equipos enteros, en lugar del modelo heredado de una costosa instalación de software gestionada por un pequeño número de ingenieros. En el modelo SaaS, las empresas pagan cuotas mensuales recurrentes para acceder al software, mientras que la empresa de software es responsable del mantenimiento y el avance de las herramientas. Los trabajadores de campo, a través de sus propios teléfonos inteligentes, pueden acceder in situ a datos cruciales, lo que permite un trabajo más eficiente y bien informado.
Por ejemplo, Matidor es una plataforma para la gestión de proyectos en el mundo real que permite a las empresas visualizar todos sus datos SIG junto con múltiples capas de otros datos (por ejemplo, presupuestos, calendarios de servicios, productividad). Otro ejemplo es SensorUp, que incorpora datos de cualquier número de sensores IoT (como los anteriores) para ofrecer una imagen precisa del estado del proyecto en tiempo real en una práctica vista.
La Inteligencia Artificial (IA) puede utilizar los datos disponibles y el aprendizaje automático para evaluar e incluso hacer predicciones sobre el procesamiento y la exploración, los programas de mantenimiento y mucho más. La IA también se utiliza en el funcionamiento de equipos mineros autónomos.
Desde hace casi una década, las explotaciones mineras utilizan sistemas de transporte autónomos para la extracción. Los drones más pequeños, controlados por inteligencia artificial, navegan con más facilidad, sobre todo bajo tierra, que sus homólogos conducidos por humanos. Tampoco hay que ignorar las evidentes implicaciones para la seguridad.
Según un informe de McKinsey Research, las explotaciones mineras de Australia han registrado aumentos de eficiencia de hasta el 20% utilizando vehículos autónomos.
Mientras los avances de las tecnologías de gemelos digitales y datos enriquecidos siguen proliferando, la tecnología de cámaras también ha experimentado rápidos avances. Históricamente, las cámaras han sido un activo que "estaba bien tener" en un proyecto, pero las nuevas cámaras específicas para minería las están convirtiendo en una pieza más vital de la tecnología minera.
Los entornos polvorientos y a menudo duros de las minas han dificultado históricamente el mantenimiento de una imagen visual coherente del entorno de trabajo. Las cámaras autolimpiantes como la ToughEyeTM de ExcelSense pueden permitir a los gerentes tener una línea de visión de todo, desde puntos de transferencia de material, cintas transportadoras, taladros y mucho más.
No requieren el tipo de mantenimiento y limpieza continuos de los sistemas de cámaras tradicionales, lo que les permite permanecer disponibles y constantes sin necesidad de mantenimiento continuo, independientemente de su entorno operativo. Esta importante distinción permite utilizar estas cámaras como sensores operativos cruciales.
El diseño de una sola pieza de ToughEye, sin piezas externas, se desarrolló específicamente para entornos mineros difíciles como las minas. Sus características de autolimpieza sin mantenimiento significan que no requerirán tiempo de inactividad ni mantenimiento, lo que permite maximizar la productividad.
Es fácil suponer que habrá costes prohibitivos para adquirir y desplegar nuevas innovaciones tecnológicas. Con la envergadura de algunas explotaciones mineras, la adopción de cualquier nueva tecnología puede suponer un gran coste de oportunidad. Pero probar nuevas herramientas no tiene por qué significar un compromiso de todo o nada.
Para aprovechar al máximo las nuevas herramientas disponibles, las empresas mineras deben adoptar un enfoque de adopción de tecnología que dé prioridad a los datos. Eso significa mantener métricas de rendimiento cuantificadas y disponer de un proceso claro para medir el cambio inducido por la introducción de nuevas tecnologías.
Mientras que el funcionamiento de estas nuevas tecnologías sigue siendo cada vez más accesible, el verdadero aprovechamiento de su poder proviene de la capacidad de medir con precisión sus impactos en el negocio. Por ejemplo, si una nueva tecnología promete una reducción del tiempo de inactividad, el primer paso sería analizar los datos existentes e históricos de tiempo de inactividad y, a continuación, proceder a tener un plan claro para medir el tiempo de inactividad tras la implantación de la tecnología. Un plan elaborado y comprendido mutuamente por el centro y el proveedor probablemente se ejecutará de la forma más fluida, optimizará el aprovechamiento del apoyo del proveedor y minimizará las sorpresas.
Hoy en día, una forma habitual de experimentar con nuevas tecnologías es hacerlo de forma gradual. Es habitual que los fabricantes de hardware cuenten con un programa piloto, que permite a las empresas mineras experimentar con implantaciones menores de tecnología antes de invertir en implantaciones mayores de esa tecnología. De este modo, el usuario final tiene la oportunidad de realizar experimentos para comprobar si la implantación de la solución a gran escala es rentable.
He aquí una sencilla lista de control para la adopción de nuevas tecnologías en la industria minera.
Comprender cómo puede ser el éxito de un nuevo despliegue tecnológico antes de invertir en él puede ayudarle a tomar decisiones empresariales informadas que redunden en beneficio de la empresa y sus operaciones.
Parasaber más sobre las cámaras para minería de ExcelSense Technologies y discutir un posible proyecto piloto para su ubicación, solicite un presupuesto.
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