Impacto de la digitalización en minería

RESUMEN

La industria minera en general se ve permanentemente afectada por una serie de factores externo como los precios de los productos básicos, la disminución de la calidad del grado del mineral, el aumento de los costos de mano de obra, la presión de nuevos mercados, el agotamiento de las reservas y el hecho de que se lleva a cabo en condiciones extremas en lugares remotos.

En este artículo se presenta el desarrollo, la utilización y la comunicación de la información digitalizada como avances tecnológicos claves para la optimización de los procesos mineros y la maximización de los activos existentes en la empresa, los cuales están impulsando la “cuarta revolución industrial”, como herramienta de éxito para enfrentar las vicisitudes de la industria.

ABSTRACT

The mining industry in general is permanently affected by a series of external factors such as the prices of basic products, the decrease in the quality of the ore grade, the increase in labor costs, the pressure of new markets, the depletion of reserves and the fact that it takes place in extreme conditions in remote locations.

This article presents the development, use and communication of digitized information as key technological advances for the optimization of mining processes and the maximization of existing assets in the company, which are driving the "fourth industrial revolution", as a successful tool to face the vicissitudes of the industry.

INTRODUCCION

El periodo entre el 2010 y 2013 será recordado como uno de los mejores ciclos de la industria minera en los últimos 30 años. Ciclo que culminó estrepitosamente el 2014 con la caída en el precio del cobre, la paralización de grandes proyectos y, con ello, altos niveles de desempleo y bajas relevantes en los sueldos ofrecidos. En los últimos años hemos visto una esperanzadora reactivación, empujada principalmente por la gran minería que se encuentra en fase de reingeniería de los proyectos que estaban paralizados y por el aumento de los precios de los metales. Esta fase de reingeniería está enfocada más que nada a reajustar los costos de las operaciones a través de profundos cambios tecnológicos y organizacionales.

En este minuto de transformación, la clave está en saber conjugar y gestionar la interacción de profesionales y habilidades para el éxito de las operaciones mineras.  Lo esencial es el equilibrio entre mano de obra calificada con varios años de experiencia aplicada en las faenas mineras y los jóvenes que tengan la apertura y know how de cómo las nuevas tecnologías se aplican en el día a día de la operación y, en este sentido, el mayor desafío lo tienen los cargos de liderazgo y de RRHH, quienes deben lograr motivar y cohesionar a un equipo diverso tanto en habilidades como en términos generacionales.

DESARROLLO

La minería durante mucho tiempo fue operada de manera manual, pero a mitad del siglo XX comenzó a experimentar los primeros cambios en su operación y a partir del 1980 ya comienzan a automatizarse y digitalizarse los procesos más simples de las operaciones mineras.

En la siguiente figura se muestra un esquema que presenta el cambio hacia la digitalización de las operaciones mina.

Existe un concepto erróneo de que la tecnología tomará los trabajos de las personas. Las soluciones tecnológicas hacen que los trabajos mineros sean más inteligentes, seguros y valiosos. Los operadores están calificados para realizar sus trabajos a un nivel óptimo desde un entorno más seguro. El campo de la digitalización ha crecido significativamente en los últimos tiempos y sigue avanzando y adaptándose para satisfacer las demandas de las empresas mineras de todo el mundo.

El impulso hacia la digitalización en la industria minera es enorme. No sólo se utiliza para optimizar los procesos y maximizar el valor de las aplicaciones existentes de una empresa, sino que también examina las tecnologías emergentes utilizadas para ayudar a las empresas mineras a optimizar sus inversiones en equipos y a proteger a los operadores.

Como resultado, la mayoría de los trabajadores de las minas están llevando a cabo funciones cotidianas de manera muy diferente a como lo hacían incluso hace 10 años. Esto se debe a que las empresas aprovechan la tecnología disponible para mejorar los procesos en todos los ámbitos. Esto, a su vez, ha permitido a las empresas remodelar sus estrategias y modelos de negocio en consecuencia.

Por lo tanto, no es de extrañar que la digitalización en la minería se haya acelerado a un ritmo no visto anteriormente.

El mayor cambio de todo lo que se ha supuesto con la digitalización es la introducción de sistemas de automatización e información. Esto ha obligado a reubicar a los mineros desde la cabina de las máquinas a los centros de automatización donde pueden controlar sus máquinas con todas las mismas funciones desde la comodidad y seguridad de una silla ergonómica situada de forma segura lejos de la mina.

Además de esto, la información en tiempo real se ha vuelto fácilmente accesible, haciendo que los datos sean más frecuentes para hacer cambios positivos en las operaciones.

La digitalización ha transformado por completo la industria minera en su conjunto y ha visto a las empresas ser capaces de lograr resultados positivos en áreas claves, tales como:

• Productividad
• Rentabilidad
• Eficiencias
• Seguridad

El uso de sistemas probados para ayudar a los datos de procesos es cada vez más importante para proporcionar apoyo a la toma de decisiones en tiempo real y proyecciones futuras para las empresas mineras. Los datos avanzados y los análisis añaden valor real a las operaciones mineras identificando obstáculos o prediciendo dónde es probable que surjan problemas en un futuro próximo y así poder evitarlos. El uso de sensores mejora esta captura de datos y, junto con la generación de informes, permite a las empresas tomar decisiones más rápidas e informadas para ayudar a agilizar las operaciones mediante la eliminación de las ineficiencias.

El dicho de que "la información es poder" suena cierto cuando se aplica a la industria minera. Si la administración recibe información precisa y en tiempo real sobre sus operaciones, pueden supervisar mejor su rendimiento. Esto es particularmente útil para detectar las fallas de las máquinas antes de que ocurra, para identificar la causa raíz. Evitar fallas en la máquina puede evitar tiempos de inactividad inesperados y ahorrar tiempo y dinero a las empresas.

Proporcionar a las empresas información sobre la ubicación de los equipos de operación también ayuda a eliminar los cuellos de botella respecto de estos, lo que se traduce en menores tiempos de inactividad, con la implementación de tecnologías como el tráfico e incluso los sistemas de gestión de flotas.

Además de agilizar la eficiencia cuando se trata de maquinaria móvil, los datos y el análisis desempeñan un papel integral en la identificación de patrones geológicos durante las etapas de exploración a la hora de establecer el valor del mineral y los mejores métodos de extracción.

Los beneficios de establecer una asignación eficiente de recursos con la ayuda de datos y análisis van mucho más allá de un aumento de la productividad. Tiene un efecto de impacto que ve el entorno minero en el que la compañía opera y también se beneficia con una reducción general en el uso del suelo, el agua y la energía. En  el mundo actual, la información se tiene rápidamente y al alcance de las personas, y esto ahora se aplica a la minería con inteligencia operativa que se entrega instantáneamente a los dispositivos inteligentes a través de tabletas y teléfonos inteligentes.

En el mundo moderno en que estamos viviendo, se está fomentando una cultura digital en los sitios mineros. Un sensor puede ser rastreado desde el sitio de la mina a la sala de reuniones y esto es en sí mismo un cambio tremendamente positivo.

REDES DE COMUNICACIÓN

Cada vez más, las organizaciones de una variedad de industrias utilizan el Internet de las cosas (IoT) para operar de manera más eficiente, comprender mejor el proceso, mejorar las operaciones, mejorar la toma de decisiones y aumentar el valor del negocio.

La IoT permite a las empresas automatizar procesos y reducir los costos de mano de obra. También reduce los residuos y mejora los resultados, disminuyendo los costos de las operaciones, además de ofrecer transparencia en las actividades comerciales generales.

El viaje de digitalización es extenso y para que toda esta información sea procesada y entregada se requiere una red de comunicaciones digitales para permitir que los grandes volúmenes de información se entreguen con prontitud. Esto ayuda a las empresas mineras a automatizar sus procesos; les proporciona información relevante en tiempo real, comunicación máquina a máquina y sistemas eficaces de gestión de flotas.

La digitalización de las comunicaciones ha facilitado el intercambio fluido de datos entre máquinas y usuarios tanto en minería superficial como subterránea. El mayor impacto de la digitalización ha estado en el espacio de la minería subterránea, donde los sistemas de comunicaciones fiables han sido una hazaña notoriamente difícil en el pasado por una serie de razones, incluyendo la lejanía de la mayoría de las minas subterráneas y la exposición a condiciones de operación y entorno extremadamente cambiantes.

OPERACIONES AUTÓNOMAS

La digitalización en los procesos mineros lo cambia de una operación manual basada en papel a una plataforma digital que incorpora sistemas de silos, automatización, IA, ML y DML para agilizar las operaciones y mejorar significativamente los resultados del negocio.

El ámbito de la automatización había dominado el mercado minero en la última década con la mayoría de los sitios mineros mirando hacia la implementación de esta tecnología en parte, o la mayoría de sus operaciones mineras. De hecho, la automatización juega una gran parte del proceso de digitalización de una empresa minera a medida que el rendimiento de la máquina mejora drásticamente cuando el proceso se automatiza, ya que elimina las incoherencias asociadas con los diferentes operadores.

Son estas ineficiencias las que resultan en variaciones en toneladas movidas, tiempo de inactividad no planificado, desgaste de neumáticos y uso de combustible, entre otras ineficiencias, lo que puede hacer que la planificación eficaz de la mina sea muy problemática. Además de eliminar las inconsistencias, la automatización permite que las máquinas operen 24/7 a una producción consistente y superior, que es lo que las empresas mineras hoy en día se esfuerzan por realizar. Adicionalmente, las compañías mineras pueden reducir potencialmente los costos involucrados con enviar y alojar a los mineros en sitios remotos, ya que en algunos casos el trabajo se puede llevar a cabo desde un Centro de Operaciones Remotas en la ciudad.

Adicionalmente, el sacar a los mineros de la operación mina e implementar tecnologías autónomas, contribuye a salvar innumerables vidas y evitar lesiones.

En general, la implementación de la automatización en una compañía minera beneficia la producción, el mantenimiento, la seguridad, la vida útil de los componentes y la gestión del personal, lo que resulta además en una mayor rentabilidad general para negocio.

FUERZA LABORAL HABILITADA DIGITALMENTE

Los Centros de Operaciones Remotas (ROCs) proporcionan un espacio para que el personal colabore sobre las operaciones de la mina sin tener que estar físicamente presente en el lugar. Estas salas de control centralizadas y conectadas se pueden ubicar en casi cualquier parte del mundo gracias al alto nivel de conectividad disponible en todo el mundo en la actualidad.

Los ROC requieren muy poca infraestructura, sin embargo, ofrecen control en tiempo real sobre las operaciones en ubicaciones remotas. Proporcionan fuentes de vídeo y otras herramientas digitales para permitir que el personal tenga acceso y control sobre todos los aspectos de una operación minera.

Además, el uso de ROCs ayuda a promover la transferencia de conocimiento entre los mineros, ya que todos están en el mismo lugar al mismo tiempo.  Otros beneficios incluyen una reducción en los costos asociados con el traslado tanto de especialistas calificados como de trabajadores mineros al sitio con el fin de llevar a cabo su trabajo.

SISTEMAS INTEGRADOS

Una cosa es tener todas las últimas tecnologías en su lugar, operando en un sitio de la mina, pero la clave para devolver el valor de estas inversiones es que todas funcionen juntas, por lo que la interoperabilidad es un factor muy importante.

La interoperabilidad es la capacidad de un sistema para trabajar o utilizar las partes del equipo de otro sistema. Esto permite la captura de datos, el análisis y la generación de informes sin problemas, de todos los sistemas que operan en un sitio de mina. Esto incluye equipos móviles, activos fijos, personas y el medio ambiente.

La empresa minera totalmente integrada permite a las empresas maximizar el valor a través de una planificación eficaz y operaciones eficientes. Cuando las empresas optan por adoptar la digitalización, son capaces de conciliar eficazmente los recursos, garantizar una producción y finanzas seguras continuamente según lo dicta la realidad comercial y técnica.

SALUD OCUPACIONAL Y SEGURIDAD

Las personas están cada vez más conectadas a la información digital, en todas partes y en todo momento, y ello tiene implicaciones para la Seguridad y Salud en el Trabajo. Un impacto clave en la SST es que, en determinadas circunstancias, dispositivos tecnológicos pueden hacer los trabajos sucios, peligrosos y degradantes que antes realizaban los trabajadores. Un avance relacionado es el uso cada vez más frecuente de la Inteligencia Artificial, a saber, la utilización de computadoras que intentan reproducir el pensamiento humano. La Inteligencia Artificial también se utiliza a menudo para apoyar la seguridad y la salud de los trabajadores de manera distinta, por ejemplo, en los diagnósticos médicos. Sin embargo, en algunos casos, la utilización de la tecnología también ha permitido la sustitución de trabajadores, por ejemplo, los analistas financieros o los asistentes personales en las compañías relacionadas con la banca. Ello tiene repercusiones en la seguridad del empleo y el bienestar de los trabajadores, ya que la inseguridad laboral y el desempleo o subempleo puede tener efectos en la salud psicológica.

Un cambio decisivo para el mundo del trabajo, que se ha visto acentuada con la pandemia, ha sido la ‘virtualización’ del trabajo, que ha provocado una mayor demanda de ‘flexibilidad’ en relación con la organización del trabajo, los horarios de trabajo y el teletrabajo. Además de cambiar el modo de interactuar de las personas en el trabajo (y, de hecho, también en casa), el desarrollo y la generalización de la digitalización y las TIC están desdibujando la línea divisoria entre el trabajo y la vida personal. Se ha producido una proliferación de prácticas como el teletrabajo/trabajo móvil basado en las TIC y el trabajo con horario flexible. Estas prácticas pueden brindar nuevas oportunidades para las personas y las empresas, inclusive en relación con la seguridad y la salud. Así, por ejemplo, el teletrabajo reduce el tiempo y el estrés de los traslados, así como el riesgo de sufrir accidentes del trabajo, y puede contribuir a un mejor equilibrio entre la vida laboral y la vida personal. No obstante, también puede plantear desafíos en materia de SST, como la necesidad de gestionar los riesgos psicosociales relacionados con el trabajo en solitario y la posible erosión de la división entre el trabajo y la vida personal, así como para asegurar la ergonomía en los puestos de trabajo.

Si bien esta situación alejará a los trabajadores de los lugares de trabajo peligrosos, también podrá situarlos frente a nuevos riesgos. Los factores psicosociales y organizativos adquirirán cada vez más importancia, al igual que lo harán el tipo y el ritmo de trabajo, incluido el modo en que se gestionen los cambios. Otros riesgos nuevos pueden plantearse con el aumento de las interfaces hombre-máquina, incluidos los relacionados con los riesgos ergonómicos (por ejemplo, los derivados del mayor uso de los dispositivos móviles y del trabajo sedentario) y con la carga cognitiva.

La tecnología y los dispositivos inteligentes portátiles también pueden proporcionar oportunidades para la seguridad y la salud. Estos dispositivos hacen posible que los responsables de seguridad puedan controlar los comportamientos y asesorar y proporcionar información sobre seguridad y salud a los trabajadores en tiempo real. Así, por ejemplo, se han desarrollado dispositivos inteligentes portátiles para controlar la fatiga de los trabajadores, detectar las caídas y controlar la calidad del aire. El control de la fatiga a través de dispositivos portátiles y vinculado a la IoT se ha desarrollado para detectar “cabezadas” de los conductores de camión de extracción en operaciones mineras y de los operadores de maquinaria pesada. Sin embargo, los trabajadores que realizan su trabajo con la ayuda de dispositivos inteligentes pueden perder autonomía e interacción con sus compañeros de trabajo, lo que puede provocar estrés y sensación de aislamiento.

La digitalización y la implementación de la tecnología autónoma han tenido un gran impacto positivo en la salud y la seguridad de los mineros de muchas maneras. El factor más importante es, por supuesto, retirar al operador de la cabina de la máquina y permitirle operarla desde la seguridad y comodidad de una silla de diseño ergonómico. Esto también elimina la exposición al ruido, las partículas diésel y las condiciones climáticas extremas. Además de esto, los operadores están protegidos de posibles peligros tales como colisiones de máquinas o caídas mientras llevan a cabo tareas en el sitio.

CONCLUSIONES

• Como la mayoría de las industrias, el sector minero está en constante evolución y el viaje de digitalización tiene el poder de cambiar la forma en que esta industria está remodelando sus estrategias y modelos de negocio para mejorar su gestión.
• Si bien hemos visto un aumento significativo de la digitalización, esto es realmente sólo el comienzo con aún más avances tecnológicos por venir en un futuro próximo para beneficiar a la industria minera.
• La digitalización será el mayor impacto en las minas los próximos diez años.
• La digitalización no formaba parte del núcleo central de la industria, pero el covid-19 ha cambiado esa percepción. Muchas minas han logrado hoy la continuidad operacional gracias a la remotización y el teletrabajo.  
• La digitalización representa una oportunidad para desarrollar empresas y procesos resilientes y aumentar la productividad, la seguridad y la sostenibilidad, al tiempo que contribuirá a la reducción de los costos.
•  La implementación de la digitalización en las empresas mineras genera problemas de comunicación y coordinación y, por este motivo, es necesario que las compañías reformulen sus estructuras organizativas.
• En la actualidad, el mundo avanza en un proceso de transformación digital a una velocidad asombrosa lo cual se ha visto acelerado en este período de pandemia. En este escenario, se debe hacer un esfuerzo como industria para avanzar también hacia una minería 4.0, a la velocidad requerida.
• Sin digitalización no hay seguimiento. La sensorización, la capacidad de captar datos y la capacidad de trabajarlos son fundamentales para la trazabilidad de un producto.
• Un tema clave es valorizar los datos a través de sistemas interoperables mediante los cuales los centros de operación integrados podrían usar internet de las cosas para obtener datos de trazabilidad en el mineral, recibir certificaciones y desarrollar nuevas oportunidades

REFERENCIAS  

1. Zabelly Cajahuaringa, Rumbo Minero Internacional,America Mining, septiembre 2021.
2. Michael A. Peters (2017) Technological unemployment: Educating for the fourth industrial revolution, Educational Philosophy and Theory, 49:1, 1-6, DOI:10.1080/ 00131857.2016.1177412.
3. Minería del futuro: tecnología y digitalización, Tiempo Minero, marzo 2021.
4. Desde el cobre a la innovación, RoadMap Tecnológico, Fundación Chile, Primera edición 2016.