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El futuro de los vehículos automatizados en la industria minera

Dada la significativa caída en el precio de productos básicos de la industria minera, las principales empresas en este rubro se están viendo obligadas a digitalizarse, buscando reducir costos y agilizar las operaciones.  Así, la industria minera avanza hacia el futuro a pasos agigantados, implementando el Internet de las Cosas en proyectos de automatización inalámbrica de la minería y de minas conectadas.

Según un informe de minería de la Auditora PwC, la capitalización global de mercado de la industria minera alcanzó los US$ 926 mil millones en el 2018 – aumentando el 30% gracias a la recuperación del precio de las materias primas.

Sin embargo, algunas personas consideran esta recuperación de precios algo temporal, al mismo tiempo que observan un aumento de un 5% del costo de personal. Por otro lado, la Unión Europea, en el marco de su programa de trabajo Horizonte 2020, ya ha anunciado su interés en desarrollar tecnología de minería autónoma como parte de un impulso hacia la robótica. Se estima que la maquinaria autónoma podría proporcionar una mejora de potencial del 40% al 80%. En otras palabras, continúa creciendo la tendencia al uso de la automatización en la minería. Y los vehículos industriales, utilizados en minas y pozos, son los primeros en ser automatizados.

El progreso es impulsado por AI y IoT

Como se mencionó anteriormente, en un principio la minería automatizada surgió en forma de vehículos no tripulados. Camiones monstruosos que utilizan tecnologías AI e IoT, y que pueden operar 24/7 sin necesidad de pausas del conductor ni cambios de turno.

La inteligencia artificial aplicada a vehículos industriales es un gran paso hacia el futuro. La implementación de esta tecnología puede mejorar enormemente el rendimiento del vehículo, basándose en un modelo matemático y en la información previa aprendida por los operarios.

La automatización de la minería y los proyectos de minas conectadas demuestran que la Internet de las cosas ya es una realidad, y que garantiza millones en ahorros a las industrias que la han adoptado. Las redes de malla inalámbricas son la tecnología escogida por excelencia para conectar camiones mineros entre sí – especialmente en áreas donde no hay cobertura móvil o WiFi disponible -. La IoT para vehículos industriales se puede usar para monitorear tanto personas, como vehículos y máquinas dentro de una mina o en un pozo minero. Además, garantiza la seguridad: los dispositivos pequeños pueden controlar la posición de las personas y también, de ser necesario pueden usarse como un botón de emergencia remoto.

Al contrario de lo que ocurre con los automóviles no tripulados, los vehículos industriales de auto conducción en las instalaciones mineras pueden ser utilizados durante casi 5 años. Aunque ambos utilizan la misma tecnología, el entorno es completamente diferente. No hay nada menos que mencionar el tráfico inesperado y las personas en el terreno, o la falta de incertidumbre.

Un claro ejemplo donde esta tecnología está siendo utilizada es la mina de hierro en Pilbara en Rio Tinto, donde se pueden encontrar 80 camiones Komatsu no tripulados. Es gracias al uso de GPS, sensores de radar, y sensores láser, que los camiones pueden moverse por el territorio de la mina evitando obstáculos y entregando mineral de alta calidad para ser procesado. Se calcula que en el 2017 los camiones de Pilbara movieron un billón de toneladas de material, reduciendo los costos unitarios en la mina en un 15%.

Monstruos inteligentes

Diseñado originalmente en 1998, el CAT 797 parece ser el modelo de camión volquete más reconocible jamás desarrollado. Fabricado por Caterpillar, ha reencarnado varias veces, la más reciente en el 2009 cuando se lanzó el modelo Cat 797F; que con una carga útil de 400 toneladas, es el segundo camión volquete más grande del mundo. Unos años después, a mediados de 2018, Caterpillar anunciaba sus 150 camiones automatizados que pueden operar en todo el mundo.

Ese mismo año, en octubre de 2018, otro “monstruo” se hizo “inteligente”. Se trata del Belaz 75710, que con 496 toneladas es el camión volquete más grande del mundo. Desarrollado en el 2013 por Belaz, una empresa minera de Bielorrusia, y comercializado desde el 2014. Este camión del tamaño de una casa – 20,6 m de largo, 8,16 m de alto y 9,87 m de ancho – fue el primero en poder transportar más de 450 toneladas. Fue a finales de octubre, en una base de operaciones de la empresa Belaz, que se probó con éxito un nuevo sistema de carga y transporte para la industria minera: un camión totalmente autónomo que funciona junto a un cargador frontal BelAZ-78250 también autónomo. Este año dicho sistema comenzará a ser utilizado en Marruecos.

Desafíos del hoy

Hoy en día coexisten en un mismo terreno los vehículos totalmente autónomos, los controlados a distancia, y los regulares. Por ejemplo, el camión Belaz es un vehículo totalmente autónomo; sin embargo, si bien su cargadora Belaz no está tripulada, las cargas y descargas se controlan remotamente por un operador cómodamente sentado en una sala de control.

Los principales fabricantes de equipos – Komatsu, Caterpillar, y Hitachi – han tenido un éxito notable en la implementación de sistemas de transporte autónomos. Impulsado principalmente por objetivos económicos y de seguridad, también observaron un aumento de la productividad de hasta el 30% en algunas operaciones. Sin embargo, la situación está lejos de ser ideal. Un desafío actual es establecer estándares en lo que refiere a automatización de vehículos industriales. Las principales empresas están todas al nivel de integración de sus soluciones a los procesos existentes.

Además, por tratarse de un camión de dimensiones gigantescas, que trabaja en un entorno hostil, los requerimientos de seguridad son prioritarios en la lista; junto con los de rentabilidad. Cabe notar que las áreas de implementación más exigentes están en lugares de muy alta y baja temperatura: como ser una mina de carbón o de minerales subterráneos.

Perspectivas para el mañana

La automatización de vehículos industriales es un factor clave en la industria de la construcción 4.0, ya que involucra punteros de próxima generación, el análisis de Big Data, la fabricación aditiva, la robótica, la computación de alto rendimiento, la inteligencia artificial y las tecnologías cognitivas.

Se cree que en 5 años la mayoría de los vehículos de la minería serán “inteligentes” y que las máquinas industriales serán automatizadas: cargadores, excavadoras, buldóceres, taladros y muchos más equipos serán automatizados. Además, se usarán robots de varios tipos para monitorear las operaciones de minería y así asegurarse de que todo se esté ejecutando de acuerdo con lo planificado.

Algunos equipos se moverán a través de minas subterráneas. Utilizando escáneres láser y radar, podrán moverse de forma segura y rápida en túneles estrechos y polvorientos muy difíciles de atravesar por personas.

Lo vital ahora es asegurar que el proceso de automatización se desarrolle equitativamente en base a incentivos económicos y humanísticos.

Autora del artículo: Elizaveta Shpieva, líder del departamento de investigación y desarrollo del Grupo VIST (filial del Grupo ZYFRA)

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