La capacidad de aprovechar sistemas de comunicaciones fiables y flexibles es cada vez más importante, impulsada por retos como la volatilidad de los mercados de materias primas, la disminución de la ley del mineral, el aumento de los costes energéticos y las condiciones operativas extremas. Los principales operadores mineros se han embarcado en la transformación digital con el objetivo de crear “minas conectadas”. Basándose en las comunicaciones necesarias para las operaciones diarias en las minas, así como en las capas de aplicaciones y sistemas que aprovechan las redes de sensores IoT a gran escala, el futuro de la industria minera será sin duda más seguro, inteligente y eficiente. De hecho, el Foro Económico Mundial predice que la industria añadirá $425 mil millones de valor en los próximos cinco años a través de la digitalización.
He aquí cinco formas en las que IoT en minería puede mejorar la seguridad, proteger las cargas útiles, reducir los retrasos operativos y proporcionar datos en tiempo real para una toma de decisiones inteligente:
1. Control del vertido y del nivel de las aguas subterráneas
Los gases de escape diésel de los equipos de excavación subterránea y las máquinas perforadoras contienen gases tóxicos y partículas que plantean graves riesgos para la salud. Mediante el uso de detectores de gases y sensores de partículas fijos y móviles, los niveles de emisión y los límites umbral pueden controlarse eficazmente para mantener un entorno de trabajo seguro que cumpla las normas de seguridad.
Los residuos químicos de las explotaciones mineras pueden contaminar las aguas subterráneas y causar graves problemas medioambientales. Gracias a los datos de los sensores de nivel, los operadores mineros pueden seguir en tiempo real los cambios en el nivel de las aguas subterráneas de la mina, especialmente cuando llueve. El agua puede bombearse con prontitud y eficacia para prevenir entradas excesivas, evitando así la contaminación y las inundaciones subterráneas.
2. Ventilación a demanda
La ventilación puede representar 30~40% del consumo de energía en las minas subterráneas. Al admitir sistemas de ventilación a demanda, los sensores IoT pueden utilizarse para supervisar continuamente la calidad del aire y el flujo de aire en distintas zonas de la mina para ajustar a distancia la velocidad de los ventiladores. Transmitir datos de sensores de ocupación o datos de registro de mineros desde etiquetas NFC también puede garantizar que se active la ventilación en el espacio de trabajo donde se encuentran los mineros. Esto supondrá un importante ahorro de energía, reduciendo significativamente los costes de explotación y la huella medioambiental.
3. Notificación de incidentes y control de pernos de roca mediante dispositivos portátiles
Como todos sabemos, las minas son uno de los entornos de trabajo más peligrosos, con elevados riesgos de explosiones, accidentes con los equipos y exposición a sustancias tóxicas. Garantizar la salud y la seguridad de los mineros siempre ha sido un gran reto. Con la ayuda de los wearables IoT, ahora es posible hacer un seguimiento en tiempo real de la salud y el entorno de trabajo de los mineros (es decir, los niveles de temperatura, humedad, radiación, ruido y gases). Los directivos reciben notificaciones inmediatas de incidentes de fatiga, agotamiento y ’sobrecarga“ entre sus trabajadores, mientras que los mineros reciben avisos oportunos de peligros potenciales. Del mismo modo, los sensores que controlan la actividad sísmica en las minas subterráneas podrían instalarse en los bulones de roca para evaluar eficazmente su integridad y reducir el riesgo de derrumbes mortales.
4. Control tras la voladura
Tras una voladura en el interior de una mina, la zona suele llenarse de humos tóxicos y escombros. Esperar horas para comprobar que el humo se ha disipado por completo puede provocar costosos tiempos de inactividad. Con los sistemas inalámbricos de control medioambiental, los operarios y mineros pueden saber en todo momento si una zona es lo suficientemente segura como para reanudar el trabajo. Esto reduce el tiempo de espera innecesario, lo que permite trabajar más rápido y aumentar la productividad después de la voladura.
5. Seguimiento de activos, telediagnóstico y mantenimiento predictivo
La minería es un sector con un uso intensivo de activos y requiere una amplia variedad de equipos, desde perforadoras, excavadoras y cintas transportadoras hasta bombas, motores y ventiladores, que están ampliamente distribuidos por encima y por debajo del suelo. Los sensores IoT inalámbricos que supervisan y rastrean parámetros críticos de los activos, como la presión, la vibración, el flujo y la temperatura, así como el rendimiento del motor, permiten el diagnóstico remoto en tiempo real, la resolución de problemas y el seguimiento de los activos en todo el emplazamiento minero. Combinados con modelos analíticos, el mantenimiento correctivo y la adquisición de piezas de repuesto pueden planificarse eficazmente para prevenir el tiempo de inactividad de los equipos y ayudar a las empresas a evitar costosas pérdidas de producción.
Conectividad inalámbrica para minas conectadas
Aunque la conectividad es clave para la recopilación de datos en las minas conectadas, las ubicaciones remotas, las profundidades extremas, los espacios confinados y las topologías asimétricas de las minas presentan las condiciones más desfavorables para la comunicación de datos. Las redes cableadas tienen una cobertura limitada, son caras y muy susceptibles a los impactos físicos de los equipos mineros que operan bajo tierra. Además, las soluciones celulares y de corto alcance, como Wi-Fi, no pueden proporcionar una cobertura adecuada ni señales fiables bajo tierra y en minas enormes y de difícil acceso.
La red de área extensa de bajo consumo (LPWAN) de tercera generación se dirige a nodos finales de bajo ancho de banda y bajo nivel de computación para ofrecer conexiones IoT rentables y eficientes energéticamente en entornos industriales remotos complejos. Ninguna categoría inalámbrica supera actualmente a la LPWAN en términos de duración de la batería, costes de equipamiento y conectividad, y facilidad de implantación. Como su nombre indica, los nodos LPWAN están diseñados para funcionar con baterías independientes durante años, en lugar de sólo unos días como otras soluciones inalámbricas. También pueden transmitir a muchos kilómetros de distancia, al tiempo que ofrecen capacidades de penetración profunda para conectar dispositivos en ubicaciones interiores y subterráneas de difícil acceso, lo que los convierte en la tecnología ideal para respaldar el IoT en la industria minera.
Palabras clave: Módulo de salida analógica