El Maestro Plexus PowerNet ofrece comunicaciones digitales de alta velocidad y monitorización atmosférica a través de un cable coaxial que proporciona energía a los puntos de acceso inalámbricos, las cámaras y cualquier otro dispositivo basado en IP. (Foto: Matrix Team)

Las redes y las soluciones de comunicación avanzadas van ganando adeptos a medida que aumenta el conocimiento de las numerosas opciones y beneficios disponibles

Por Jesse Morton, Redactor Técnico

Al igual que en el mundo civil, los avances en las tecnologías de las comunicaciones subterráneas han superado ampliamente los avances en casi todas las demás áreas. Mientras tanto, muchas minas que fueron estudiadas hace 30 años en términos de prefactibilidad, que alcanzaron su primera producción hace 20 años y que ahora están en la plenitud de su vida útil, se desarrollaron de acuerdo a los planes a largo plazo elaborados cuando el teléfono de minería arquetípico era el estándar de oro.

Cuando dichas minas hayan llevado su sistema de cables radiantes al límite, cuando su teléfono de minería más cercano esté cuesta arriba a una milla de distancia del frente de trabajo, es hora de realizar un cambio. Y un cambio para mejor. Sin embargo, el primer cambio necesario es de mentalidad.

Hacer Preguntas,Construir una Visión

El mayor reto que enfrentan la mayoría de las minas subterráneas a la hora de evaluar su necesidad de sistemas de redes y comunicación es la falta de visión, según informó Matrix Team.

“Generalmente tienen una idea de lo que quieren ver,” dijo Brian Jones, vicepresidente de desarrollo de negocios de Matrix Team. “Pero es posible que no comprendan del todo las capacidades de lo que hay en el mercado o que no sepan exactamente cuáles son las preguntas correctas que hay que hacer cuando buscan sistemas de comunicaciones.”

La mayoría tiene un problema muy específico que quiere resolver y comienza su investigación en búsqueda de una solución exacta.

“Normalmente, cuando llega al personal del nivel minero, le dirán que quieren radios que funcionen,” dijo Brad Coats, representante técnico de ventas de Matrix Team. “Esa es a veces su respuesta, las comunicaciones, para poder acelerar los tiempos de reparación.”

Típicamente ven la adopción de una red como un gasto. “Preguntan: ‘¿Cómo justifica el costo?,’” dijo Coats.

También es común que la mina tenga múltiples redes separadas. “Donde tendrán cámaras en una, y radios en la segunda,” dijo Coats. “Ejecutan un poco de datos y un poco de control, y no los integran en una sola red. Por lo tanto, mantienen una cantidad ridícula de hardware y equipos.”

En ambos casos, la empresa minera debería preguntarse cómo puede aumentar la eficiencia si pasa a una sola red de alta velocidad, dijo Coats. La respuesta se relaciona con las soluciones de comunicación, seguimiento, ventilación bajo demanda, teleoperación, tronadura WiFi, computadores en la cabina y análisis, y mucho más.

“Sólo está limitado por su chequera y su imaginación,” dijo.

Para algunos, el primer paso para expandir su imaginación requiere considerar las comunicaciones más allá de la voz, dijo Jones. “Siendo realistas, ahora mismo la tendencia está avanzando hacia los datos,” dijo. “El reto consiste en cambiar la mentalidad y pasar de querer simplemente hablar por radio a poner cámaras y vigilarlo todo, y pasar a hacer tronaduras desde la superficie vía WiFi.”

Para los que disponen de varias redes, normalmente es necesario romper con los patrones de pensamiento arraigados. “Hay que conseguir que la gente supere el viejo adagio de que siempre lo hemos hecho así,” dijo Coats. “Podrían arrancar todo eso y poner una red capaz de hacer todo lo que están haciendo ahora.”

El siguiente paso es el monitoreo del diésel de cada vehículo. “Monitoreamos el flujo de aire que entra en un equipo, la cantidad de diésel que utiliza, cómo lo utiliza y lo que sale por el tubo de escape,” explica. “Esto puede utilizarse para la mantención preventiva, pero también muestra la eficiencia de su equipo a lo largo del día.”

La última parte es una nueva oferta de análisis hecha por Matrix que sintetiza todos los datos generados por la red y los destila en información útil. “Esa es la siguiente etapa,” dijo Coats. “Es llegar a ese punto de poder tener el control total de su mina, sabiendo lo eficiente que es.”

Las numerosas soluciones adoptadas o en estudio han sido desarrolladas por Matrix o son el fruto de asociaciones estratégicas.

Una asociación con Maestro Digital Mine permitió a Matrix ofrecer el MaestroLink Server, Plexus PowerNet y dos soluciones de estaciones de calidad del aire.

La primera estación de calidad del aire de Maestro, la Vigilante AQS, fue desarrollada para capturar una serie de condiciones en minas más profundas, informó Maestro.

Plexus PowerNet extiende una red existente hasta la zona de trabajo más lejana y es capaz de respaldar las estaciones de calidad del aire allí.

MaestroLink Server es una plataforma de software que permite asimilar los datos procedentes de las áreas de trabajo.

Combinadas, las soluciones dan lugar a un aumento de la producción y la seguridad. Es un futuro al alcance de muchas minas, siempre y cuando tengan la visión y puedan afrontar los cambios, dijo.

Ser Evaluado, Contratar a los Mejores

Muchas empresas mineras argumentarán que se les paga para explotar la mina, no para predecir el futuro. Para esta tarea, subcontratarán a terceros para que entren en la mina, conozcan la operación, desarrollen una visión y hagan recomendaciones.

Una importante mina de sal subterránea de Estados Unidos hizo exactamente eso cuando determinó que quería un sistema de comunicación y seguimiento en toda la mina.

La mina opera seis patios, cada uno de los cuales está a cargo de un capataz o jefe de grupo. Cada patio tiene en promedio 25 habitaciones. La mina realiza la tronadura al comienzo del tercer turno. El primer y el segundo turno se encargan de la limpieza y el transporte.

“Este cliente no disponía de un sistema de comunicación y seguimiento en toda la mina,” explica Jeremiah Colling, gerente de programas de Innovative Wireless Technologies (IWT). “Las mineras están trabajando en todos los patios, manteniendo y coordinando los esfuerzos sin un sistema de comunicación y seguimiento integral,” dijo. “Era un reto y una oportunidad de mejora.”

Los informes diarios de producción se presentan al final de cada jornada y se utilizan para crear el plan del día siguiente para los equipos. “Al igual que en otras operaciones mineras, hay cambios emergentes que requieren modificar los planes sobre la marcha, algo que no siempre podían hacer de forma eficiente,” dijo Colling.

Como resultado, a menudo había un retraso considerable entre la identificación de un reto y la asignación de recursos para satisfacer una nueva necesidad. La minera creía que una red de alta velocidad podría reducir el retraso considerablemente. “El conocimiento de la situación en tiempo real era uno de los grandes problemas que intentaban resolver,” dijo Colling.

Para ayudar a resolver este problema, contrataron a un consultor para realizar un análisis a fondo con el fin de determinar dónde se podían realizar mejoras en el proceso y qué tipo de equipos y capacidades de red se necesitarían.

El informe condujo a la selección de tres proveedores para su consideración, siendo uno de ellos la empresa contratada para realizar el análisis, dijo Colling. “Acabaron seleccionando a IWT por nuestra sólida trayectoria y un largo historial de sistemas de comunicación y seguimiento desplegados exitosamente en minas de todo Estados Unidos.”

Se adoptó el sistema de comunicación y seguimiento SENTINEL para servicios inalámbricos de voz, texto, seguimiento y análisis. La infraestructura principal consiste en nodos de malla alimentados por línea o por batería que se instalan por encima y por debajo del suelo. Los distintos tipos de nodos se utilizan estratégicamente, dependiendo de las circunstancias y las áreas.

El sistema realiza un seguimiento continuo tanto al personal como a los vehículos en toda la mina, utilizando teléfonos móviles y etiquetas de seguimiento.

Para las comunicaciones del último tramo, la mina adoptó el Nodo Uniti, un dispositivo pequeño que se conecta al extremo del sistema SENTINEL y se dirige a las esquinas del área de trabajo. Esto proporciona comunicación y seguimiento, acceso a WiFi y crea una red digital inalámbrica de alta velocidad para la concentración de datos importantes en un punto de distribución. Cada nodo Uniti funciona con corriente continua y genera una señal a 2.000 pies.

“Debido a que se utilizan en todas sus áreas de trabajo, los dispositivos móviles, como los teléfonos inteligentes, computadores y tablets, pueden utilizarse para acceder a su red corporativa,” explicó Colling.

“Si alguien está realizando la mantención a un equipo, ahora tiene la capacidad de abrir un plano o un esquema y solucionar los problemas desde el subsuelo,” dijo. “O pueden utilizar la red inalámbrica para hacer una llamada FaceTime con alguien en la superficie.”

También se adoptaron los servicios de análisis de IWT. La primera fase de esto incluyó la digitalización de muchos de los formularios de informes de la mina.

Históricamente, los formularios en papel se llenan al final de cada turno y se entregan por mano a una oficina en la superficie. La información se vuelve a ingresar en una hoja de cálculo y luego se pone a disposición de la dirección de la mina. “Este proceso provoca un retraso de 24 a 36 horas después de que ese primer turno se iniciara el día anterior,” explica. “De ese modo, la dirección de la mina no recibe la información sino hasta después de un día.”

El nodo Uniti de IWT se conecta al extremo más alejado del sistema SENTINEL para la última milla de WiFi, comunicaciones y seguimiento. Genera una señal a 2.000 pies. (Foto: IWT)

La digitalización de los formularios eliminará este retraso. “Mientras están bajo tierra, y debido a que tienen WiFi en los patios, podrán llenar estos formularios para que estén disponibles instantáneamente en la dirección de la mina,” dijo Colling. “Esto disminuirá dicho retraso de 36 horas a instantáneo.”

Los datos generados son almacenados en una base de datos segura y son representados visualmente a través de una interfaz web. “Con esto, usted puede empezar a detectar tendencias porque todos esos datos están disponibles en tiempo real,” dijo Colling.

A la empresa minera “le gusta mucho” el análisis porque le ayuda a identificar las ineficiencias de la producción, dijo Colling. “Se encuentran todas estas cosas que puede empezar a mirar para identificar el ritmo del flujo de trabajo, identificar las ineficiencias y aumentar la productividad.”

La solución pone orden al “escape digital” creado por los numerosos dispositivos, sensores y equipos, dijo. “Podrían ser datos basados en la ubicación,” dijo Colling. “Podrían ser datos de comunicación. Usted puede correlacionar toda esa información para sacar patrones.”

Uno de esos patrones es el tiempo de viaje. “La gestión de los viajes de los vehículos en tiempo real permite optimizar las rutas y aumentar la eficiencia, o simplemente encontrar equipos infrautilizados,” dijo Colling. “Se trata de identificar y mejorar las limitaciones.”

El día de la prueba de aceptación final, el sistema comenzó a amortizarse.

“Vieron que una de sus correas se estaba aflojando y empezaba a combarse,” dijo Colling. Anteriormente, la reparación implicaba tener que conducir para encontrar a alguien que podría estar en la superficie. “Ahora sólo tienen que agarrar el teléfono y comunicar el posible problema, y alguien puede intervenir de inmediato,” dijo Colling. “Incluso antes de que nos fuéramos, ya estaban viendo el valor del sistema y cómo podría haber evitado futuros daños.”

Recurrir a un tercero para evaluar las necesidades de red y comunicaciones antes de contratar a un proveedor puede ser el mejor camino para lograr una visión coherente y un plan de adopción de soluciones, dijo Colling.

La red SENTINEL de IWT admite servicios inalámbricos de voz, texto, seguimiento y análisis. Se compone de nodos de malla alimentados por línea o por batería. (Foto: IWT)

“Hoy en día, muchas minas están buscando formas de ser más eficientes y hacer más con lo que ya tienen,” dijo Colling. “A fin de cuentas, conseguir una evaluación independiente es útil cuando se trata de dar sentido y sintetizar todas las diferentes soluciones potenciales que existen afuera.”

Existe una galaxia de soluciones afuera. La última que ha salido al mercado ofrece capacidades que van más allá de la imaginación de los planificadores mineros más pragmáticos de antaño.

Visualización de la Ventilación Automatizada

Por ejemplo, Strata Worldwide ha anunciado recientemente el sistema de automatización y control de la ventilación para StrataConnect. El sistema automatiza el circuito de ventilación de una mina en función de los niveles de gas, el número de personas en un área de trabajo y el número de vehículos en un área de trabajo.

La configuración de la ventilación está totalmente automatizada y se ajusta automáticamente a medida que cambian los factores, dijo Strata.

El sistema de automatización y control de la ventilación de StrataConnect automatiza los controles de ventilación. Basándose en los datos de los detectores de gas y los sistemas ambientales, ajusta la velocidad de los ventiladores primarios y activa los secundarios según sea necesario. (Foto: Strata Worldwide)

“Los detectores de gas y los sistemas ambientales de Strata monitorean continuamente la calidad del aire, y a medida que el nivel de los gases nocivos fluctúa, el sistema ajusta automáticamente la velocidad de los ventiladores primarios hacia arriba y hacia abajo, y enciende y apaga los ventiladores secundarios según sea necesario,” dijo Rob Albinger, gerente general de seguridad electrónica de Strata Worldwide.

La gestión automatizada de la ventilación debe reducir el consumo de energía, lo que se traduce en ahorro de costos. “Strata demuestra que la automatización de la actividad de los sistemas de ventiladores da lugar a importantes ahorros de energía,” dijo Albinger. “Esto, a su vez, disminuye los costos energéticos de las minas.”

El sistema representa el siguiente paso en la evolución de la red inalámbrica StrataConnect y otras ofertas relacionadas.

Lanzado en el 2010, StrataConnect se compone de nodos inalámbricos ubicados estratégicamente, llamados CommNodes. Cada uno es alimentado por cuatro pilas D. Los nodos, del tamaño de una caja de zapatos, están suspendidos a centímetros del techo de la mina. La intensidad de la señal entre los nodos determina la ubicación de cada uno.

La red inalámbrica proporciona una cobertura que puede utilizarse para soportar un número creciente de aplicaciones. Históricamente, ha servido para la comunicación y seguimiento inalámbricos, el control remoto, monitoreo remoto y la transmisión de alertas de emergencia.

StrataConnect, que es sencillo y fácil de instalar, no requiere cableado, ni antenas externas, ni baterías de reserva.

“La flexibilidad y la versatilidad de esta tecnología han ampliado de forma innata su funcionalidad, y su habilidad para incorporarse a dispositivos de terceros amplía aún más sus capacidades,” dijo. “Aprovechando estas cualidades, Strata ha podido desarrollar y mejorar nuevas soluciones para la automatización subterránea, como la automatización y el control de la ventilación.”

Las redes de Strata pueden instalarse punto a punto, y llevar los datos hacia y desde la superficie. A la inversa, pueden instalarse localmente en el subsuelo e interconectarse con la infraestructura existente en la mina.

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