La minería automatizada implica la eliminación de mano de obra humana del proceso minero . [1] La industria minera se encuentra en la transición hacia la automatización . Todavía puede requerir una gran cantidad de capital humano , particularmente en el mundo en desarrollo donde los costos laborales son bajos, por lo que hay menos incentivos para aumentar la eficiencia. Hay dos tipos de minería automatizada: automatización de procesos y software, y la aplicación de tecnología robótica a vehículos y equipos de minería.
Para obtener un mayor control sobre sus operaciones, las empresas mineras pueden implementar software o procesos de automatización minera. Los informes generados por el software de automatización minera permiten a los administradores identificar cuellos de botella en la productividad, aumentar la responsabilidad y comprender mejor el retorno de la inversión . [ cita necesaria ] [2]
Para abordar las preocupaciones sobre cómo mejorar la productividad y la seguridad en el sitio minero, algunas empresas mineras están recurriendo a la automatización de equipos que consiste en tecnologías robóticas de hardware y software que convierten vehículos o equipos en unidades mineras autónomas. [ cita necesaria ] [3]
La automatización de equipos mineros se presenta en cuatro formas diferentes: control remoto, teleoperación , asistencia al conductor y automatización completa. [4]
Los equipos de minería con control remoto generalmente se refieren a vehículos mineros como excavadoras o topadoras que se controlan con un control remoto de mano. Un operador se encuentra en la línea de visión y utiliza el control remoto para realizar las funciones normales del vehículo. Debido a que la visibilidad y el tacto de la máquina se reducen considerablemente, la productividad del vehículo generalmente también se reduce cuando se utiliza el control remoto. La tecnología de control remoto se utiliza generalmente para permitir que los equipos de minería operen en condiciones peligrosas, como terrenos inestables, áreas de explosiones o en áreas de alto riesgo de caída de escombros o minería subterránea. La tecnología de control remoto es generalmente la forma menos costosa de automatizar equipos de minería, lo que la convierte en un punto de entrada ideal para las empresas que buscan probar la viabilidad de la tecnología robótica en su mina. [5]
Los equipos de minería teleoperados se refieren a vehículos mineros controlados por un operador en una ubicación remota con el uso de cámaras, sensores y posiblemente software de posicionamiento adicional. La teleoperación permite a un operador alejarse aún más de la ubicación minera y controlar un vehículo desde un entorno más protegido. Todavía se utilizan joysticks u otros controles portátiles para controlar las funciones del vehículo, y los operadores tienen un mayor acceso a la telemetría del vehículo y a los datos de posicionamiento a través del software de teleoperación. Con el operador retirado de la cabina, los vehículos mineros teleoperados también pueden experimentar una productividad reducida; sin embargo, el operador tiene una mejor posición ventajosa que el control remoto desde las cámaras y sensores del vehículo y está más alejado de condiciones potencialmente peligrosas. [6]
"Asistencia al conductor" se refiere al control parcialmente automatizado de las máquinas mineras. Sólo algunas de las funciones están automatizadas y se necesita la intervención del operador. Las funciones comunes incluyen tanto sistemas de asistencia para la localización [ se necesita aclaración ] como sistemas para evitar colisiones . [7]
La "automatización total" puede referirse al control autónomo de uno o más vehículos mineros. Los componentes robóticos gestionan todas las funciones críticas del vehículo, incluido el encendido, la dirección, la transmisión, la aceleración, el frenado y el control de implementos (es decir, control de la hoja, control de la plataforma de descarga, cucharón y pluma de la excavadora, etc.) sin necesidad de intervención del operador. Los sistemas de minería totalmente autónomos experimentan las mayores ganancias de productividad, ya que el software controla uno o más vehículos mineros, lo que permite a los operadores asumir el papel de facilitadores de minería, solucionar errores y monitorear la eficiencia. [8]
Los beneficios de las tecnologías de automatización de equipos de minería son variados, pero pueden incluir: mayor seguridad, mejor eficiencia del combustible, mayor productividad, reducción del mantenimiento no programado, mejores condiciones de trabajo, mejor utilización del vehículo y reducción de la fatiga y el desgaste del conductor. Las tecnologías de automatización son una forma eficiente de mitigar los efectos de la escasez generalizada de mano de obra para puestos como el de conductor de camión de transporte. Ante la caída de los precios de las materias primas, muchas empresas mineras están buscando formas de reducir drásticamente los costos generales y al mismo tiempo mantener la seguridad e integridad del sitio; la automatización puede ser la respuesta. [9]
Los críticos de la automatización de vehículos a menudo se centran en el potencial de la tecnología robótica para eliminar puestos de trabajo, mientras que sus defensores replican que, si bien algunos puestos de trabajo se volverán obsoletos (normalmente los trabajos sucios, peligrosos o monótonos), otros se crearán. Las comunidades que apoyan a los trabajadores desfavorecidos que dependen de puestos mineros de nivel básico están preocupadas y exigen responsabilidad social a medida que las empresas mineras hacen la transición a tecnologías de automatización que prometen aumentar la productividad ante la caída de los precios de las materias primas. Las empresas mineras reacias al riesgo también son reacias a comprometer grandes cantidades de capital en una tecnología no probada, prefiriendo más a menudo entrar en la escena de la automatización a niveles más bajos y económicos, como el control remoto. [10]
El Grupo Rio Tinto se embarcó en su iniciativa Mina del Futuro en 2008. Desde un centro de control en Perth, los empleados de Rio Tinto operan equipos de minería autónomos en la remota pero rica región de Pilbara en Australia . Los vehículos mineros autónomos reducen la huella del gigante minero al tiempo que mejoran la productividad y la utilización de los vehículos. En junio de 2014, [11] la flota minera autónoma de Rio Tinto alcanzó la marca de 200 millones de toneladas transportadas. Rio Tinto también opera una serie de equipos de perforación autónomos para pozos de voladura. [12]
Ubicada cerca de Salt Lake City , Utah, la mina Bingham Canyon ( Kennecott Utah Copper /Rio Tinto) es una de las minas a cielo abierto más grandes del mundo y uno de los mayores productores de cobre del mundo. En abril de 2013, la mina experimentó un deslizamiento de tierra catastrófico que detuvo gran parte de sus operaciones. [13] Como parte de los esfuerzos de limpieza y para mejorar la seguridad, los administradores de la mina recurrieron a excavadoras de control remoto, topadoras y perforadoras telerremotas para realizar trabajos en áreas de terreno altamente inestables. La tecnología robótica ayudó a Kennecott a reducir las áreas más empinadas y peligrosas del deslizamiento para permitir el acceso de vehículos tripulados para los esfuerzos de limpieza. [14]
La empresa alemana EEP Elektro-Elektronik Pranjic entregó y puso en funcionamiento más de 60 sistemas de control automático avanzado para la extracción subterránea de carbón durante el período ~ 2006-2016. Por primera vez, el consorcio chino «China National Coal Group Corp. (CME)» utilizó en la mina «Tang Shan Gou» tecnología de extracción de carbón completamente desierta ( extracción de tajo largo , cizallas, tres lava, profundidad 200 m), y en la mina «Nan Liang» (un arado, 100 m de profundidad). Ambas minas de carbón tienen una capa de carbón con un espesor de 1 a 1,7 m. El seguimiento de la recolección se realiza mediante cámaras de vídeo (en tiempo real con transmisión de señal por fibra óptica ). Normalmente se necesita personal subterráneo para supervisar el proceso de producción y realizar las reparaciones. La automatización ha mejorado la seguridad y el rendimiento económico. [15]
BHP ha implementado una serie de componentes mineros autónomos como parte de su programa Next Generation Mining. Esto incluye perforadoras autónomas [16] y camiones autónomos [17] en la región de Pilbara. [18]
En marzo de 2021, Ferrexpo plc anunció que había implementado con éxito los primeros camiones mineros autónomos a gran escala en Europa [19] con la conversión de sus camiones de transporte CAT 793D . La empresa ha utilizado equipos de perforación semiautónomos en sus operaciones desde 2017. [20]