La necesidad de la industria de “más hierro” se iguala con su necesidad de obtener más información

Uno de los desafíos más desconcertantes que enfrenta la industria minera global es cómo manejar el volumen creciente de todo. Debido a que las minas crecen y los ratios de desmonte aumentan, se encuentran yacimientos nuevos a mayor profundidad, y el creciente apetito de los consumidores requiere más materias primas, los métodos, equipos y alcance tecnológico de la industria de hoy en día tendrán que adaptarse de acuerdo a esto para satisfacer las futuras demandas.

Para resumir el problema, digamos que estos retos involucran todas las fases de la explotación minera, desde la tierra a los datos. Para los principiantes, el volumen de material típico que se tiene que mover de un punto a otro, ya sea en el mismo lugar o de un lugar a otro, como parte de la actividad productiva normal ha aumentado considerablemente en los últimos años. Esta tendencia, por ejemplo, ejerce presión sobre los proveedores de los principales equipos de manejo de materiales a granel, los que son normalmente seleccionados para proveer los sistemas para los proyectos mineros de roca dura a gran escala.

Thomas Gramling, director general y vice presidente ejecutivo de Tenova TAKRAF en Denver, Colorado, dijo a Equipo Minero que los requisitos de capacidad de los sistemas de transporte terrestre y del patio/planta de una empresa han aumentado considerablemente cada ciertos años durante la última década o más. “Hace quince años, veíamos comúnmente sistemas con capacidades en el rango de las 7.000 toneladas métricas por hora; ahora, es común ver de 10.000 a 13.000 toneladas por hora,” explicó. “Es preciso que tengamos todo un nuevo enfoque en cuanto a las dinámicas de las correas transportadoras y chancadores.”

TAKRAF, por ejemplo, se ha involucrado recientemente en dos proyectos de correas transportadoras de gran capacidad para el manejo de materiales a granel, ambos en México, en la instalación de una correa transportadora-21 y planta en la mina Buena Vista del Cobre del Grupo México (anteriormente Cananea) en Sonora, y un sistema distribuidor de residuos de roca de 13.000 m/h en la mina Peñasquito de Goldcorp. Se ha asociado con ABB para desarrollar aplicaciones de correas transportadoras de transmisión directa para varios proyectos, y también está perfeccionando los elementos del diseño de su tolva y canaleta para acomodar anticipadamente las correas transportadoras de mayor rendimiento requeridas por los clientes. También ha descubierto más casos donde se requieren sistemas de correas transportadoras con tensiones extremadamente altas, demandando correas con capacidad nominal de hasta ST10.000.

Mirando los problemas desde una nueva perspectiva, no es una actividad desconocida para TAKRAF, dijo Gramling. “La mayoría de nuestros proyectos son de una envergadura y naturaleza tal que no se prestan para las soluciones existentes. Volvamos a examinar cada uno de ellos. Pero el alcance ha cambiado. En el pasado, nos centramos principalmente en la obtención de material desde la mina hasta el patio o pila de acopio. Ahora, tenemos que ver el diseño en un plano más general, básicamente, obteniendo el material del tamaño adecuado desde la mina hasta el inicio del circuito de flotación.”

Es un desafío que requiere de nuevos enfoques de ingeniería y la adaptación de las tecnologías más recientes, dijo Gramling.

Más Equipos = Más Información
La necesidad de la industria de “más hierro” se iguala con su necesidad de obtener más información, para gestionar y entender los equipos y los procesos que le permitirán transportar más material más lejos, más rápido y de manera más segura. Con el dinero de un operador de mina dependiendo de la fiabilidad y el rendimiento de posiblemente menos sistemas, pero de mayor capacidad, los datos operacionales integrales y las capacidades de análisis predictivo continuarán creciendo en importancia, y la industria tendrá que aplicar un enfoque más definido a las futuras demandas de la gestión de datos.  

El ritmo cada vez mayor de la recopilación, análisis y estrategia de aplicación de los datos se da por sentado en el entorno empresarial actual, ya que los bancos, las cadenas minoristas, las redes sociales y otras empresas comerciales buscan formas para aprovechar los enormes volúmenes de información recopilada de la “extracción” de sus datos transaccionales. Pero dentro de este torbellino tecnológico mundial, el verdadero negocio de la minería—el cual incluye rocas y polvo, máquinas de gran tamaño y, a menudo, riesgos físicos— y su creciente sofisticación tecnológica tienden a ser opacados por los desarrollos de parte de los consumidores.

No obstante, el sector minero se abre camino a través de muchos obstáculos operacionales en su proceso por convertirse en una industria cada vez más rica en tecnología. Por ejemplo, Sam Walsh, CEO de Rio Tinto, recientemente comentó que la creciente autonomía de la flota de camiones de la empresa ha transportado más de 100 millones de toneladas métricas de material en sus operaciones de mineral de hierro en Pilbara, Australia, y al hacerlo ha proporcionado mejoras de dos dígitos en cuanto a la mantención, la vida útil de los neumáticos, el ahorro de combustible y el desempeño medioambiental. Otro informe de Pilbara indicó que las operaciones cada vez más autónomas de Rio Tinto estaban generando casi 2,5 terabytes de datos por minuto. Un terabyte de datos equivale aproximadamente a 1.000 copias de la Enciclopedia Británica.

Para los operadores de minas, cuyo objetivo histórico ha sido habitualmente el esencial negocio de localizar y explotar los depósitos minerales valiosos, el éxito requiere el dominio de mecanismos para reducir los costos de capital de un proyecto por tonelada de producto, manteniendo bajo control otros factores relacionados, como los costos por mano de obra y consumo de energía. Eso no ha cambiado, pero el enfoque tradicional de la industria hacia las herramientas en base a software, necesarias para lograr dichos objetivos, generalmente ha involucrado soluciones datacom hechas a la medida, a menudo patentadas, que a veces no funcionan bien, o en lo absoluto, con otras, lo que resulta en ineficiencias en la gestión de datos.

Sin embargo, en los casos en que dichas soluciones han sido abordadas en forma individual, durante las diferentes fases de desarrollo o producción comercial de un proyecto, o por diferentes equipos o grupos empresariales dentro de la organización minera, las presiones del ambiente empresarial actual y las oportunidades ofrecidas por la tecnología avanzada y la interconectividad más amplia están presionando hoy en día a los operadores de minas a examinar más de cerca la planificación de sus proyectos desde el inicio, a fin de incluir estrategias y acuerdos totalmente sostenibles y bien integrados para la gestión eficaz de los datos. Mientras tanto, en los últimos años, la persistente carga financiera de la Gran Recesión, el debilitamiento del interés de los inversionistas y la creciente intensidad competitiva también han obligado a los operadores a prestar más atención a las soluciones para la gestión y optimización de los activos de la mina y de los proyectos de planta también, con el fin de mejorar la eficacia del capital y obtener un mejor rendimiento económico en general.  

El productor que coloca estas piezas del rompecabezas en su lugar más rápidamente—aplicando eficientemente la recopilación y el análisis de datos para apoyar e informar las decisiones operacionales y de gestión a largo plazo—pueden ser los primeros en conseguir la ventaja competitiva ofrecida por el control en tiempo real de todo el proceso de producción de minerales.

Es probable que dicho logro comience con el desarrollo o la adopción de las plataformas necesarias para conectar los sistemas dispares existentes en un solo lugar, pasando a una mayor integración de sistemas en múltiples lugares, dictada por la estrategia de negocio de la empresa. Esto, a su vez, podría requerir la aceptación y la comprensión del “Internet de las Cosas” o “IoT, Internet of Things,” un concepto que, actualmente, tiene muchas definiciones, pero pocas normas. Una de las definiciones más convincentes de IoT es ofrecida por SAP, la corporación multinacional alemana de software que realiza software empresariales. Según SAP, IOT es: “Un mundo donde los objetos físicos están perfectamente integrados en la red de información, y donde los objetos físicos pueden convertirse en participantes activos en los procesos de negocio. Los servicios están disponibles para interactuar con estos ‘objetos inteligentes’ a través de Internet, consultar y modificar su estado y cualquier información asociada a ellos, teniendo en cuenta los temas de seguridad y privacidad.”

Camino a la Interoperabilidad
Schneider Electric, por ejemplo, considera a las tendencias de Big Data y la modernización emergente en el sector minero como formas para resolver algunos de los problemas. “Big Data para la Minería,” según su filosofía integrada de planificación y optimización de las minas, implementa la recopilación y el análisis de datos a través de las operaciones mineras, haciendo hincapié en la importancia de la integración entre las disciplinas, las arquitecturas abiertas y la gestión de activos y recursos dentro de las minas. Big Data añade valor aprovechando la recopilación de datos y el análisis de los procesos a las capacidades integradas existentes para identificar anomalías y determinar los desperdicios con precisión.

Schneider Electric también ofrece la “Modernización Inteligente de la Minería” como un enfoque afín al consultar con sus clientes sobre las estrategias de modernización, centrándose en crear eficiencia en las operaciones y la cadena de suministro que utilizan menos agua y energía, aumentan la productividad, reducen los costos de mantención y aumentan la rentabilidad. La modernización inteligente se centra en garantizar que las inversiones de capital sean compensadas por un aumento en la eficiencia para rentabilizar las operaciones con el fin de mantener los costos bajos.

Equipo Minero habló recientemente con Greg Magdanz, director de Mining, Minerals and Metals Competency Center de Schneider Electric, sobre las oportunidades y los desafíos que Big Data y la modernización presentan para la industria minera. Magdanz dijo, “Schneider Electric ve el Análisis de Big Data como una herramienta para ayudar a los productores en el manejo de los problemas empresariales cruciales, como la falta de mano de obra calificada, el incremento de los insumos y los costos de energía y los problemas asociados con el desarrollo de yacimientos minerales, que probablemente se encuentran a gran profundidad en la tierra, ubicados en lugares más remotos, y muy probablemente con una ley inferior a la previa.”

“Si los operadores no pueden encontrar formas de anticiparse a estos problemas, probablemente se enfrentarán constantemente a menores márgenes y problemas operacionales. Nuestro objetivo es ofrecer soluciones que se integren fácilmente en las minas y proporcionar el tipo de información que conduce a mejores decisiones de negocio,” explicó Magdanz.  

Señaló que se pueden implementar soluciones a partir de las fases de factibilidad o incluso pre-factibilidad de un proyecto, lo que permite, por ejemplo, a los miembros del equipo de proyecto simular y definir el alcance y los componentes de la logística de la mina—tamaño de la flota de transporte, necesidades de transporte y almacenamiento, capacidad de carga vía ferrocarril o barco, etc.  

Pero, según Magdanz, en realidad nunca es demasiado tarde para incorporar la modernización en un proyecto o mina operativa: “Los clientes no tienen que ir de lleno con un programa de modernización completo. Todas nuestras soluciones se basan en conceptos modulares y, debido a que los diseñamos según principios de arquitectura abiertos, no importa tanto qué tipo o marca de equipo específico se instala en la mina o planta. Los módulos pueden implementarse de manera gradual hasta alcanzar el nivel de comunicación y recopilación de datos requeridos.”.

Implementando Inteligencia
Bentley Systems, un proveedor de sistemas de “movilidad de la información” para mejorar el rendimiento de los activos, también ofrece una guía para la “minería inteligente,” un concepto que fue explicado en la presentación de Leslie McHattie, especialista en fiabilidad de Bentley, en el 23avo Congreso Mundial de Minería en Montreal, Canadá.

“La minería inteligente,” dijo McHattie, “implica la aplicación de la tecnología de la información en cada una de las fases de la cadena de valor de la explotación minera, desde la exploración y modelación geológica hasta los equipos, operaciones y mantención, y logística y transporte. Estas son soluciones de software realmente muy específicas de la industria, de tipo empresarial enfocadas en el uso de la tecnología de la información para apoyar los procesos de negocio de la minería y hacerlos más eficientes y eficaces.

“La superposición del mundo físico sobre el mundo digital o virtual nos permite modelar y simular nuestros activos, lo que nos da habilidad para diseñar, construir y, por último, optimizar el rendimiento y la fiabilidad de nuestros activos en todo el ciclo de vida. El activo digital, a menudo un modelo tridimensional, se crea inicialmente durante la fase de ingeniería y construcción y se entrega al operador antes que la mina entra en operación. Combinado con los sistemas de información geoespaciales o geográficos, el operador cuenta con una completa representación digital del mundo físico, la cual forma la base de la gestión del riesgo y rendimiento, junto con los informes de cumplimiento y normativos.

“Pero,” continuó, “considera que una vez que la mina está en operación, ésta lanza un flujo interminable de datos en forma de datos de rendimiento y condición desde los sensores y los dispositivos de monitoreo de los activos fijos y móviles a través de las redes, servidores y servicios. Este ‘Big Data’ puede ser procesado y analizado para detectar tendencias, ayudar a predecir eventos y formular estrategias de fiabilidad a partir de la fase de diseño (por ejemplo, diseño centrado en la fiabilidad).  

“La minería inteligente,” concluyó McHattie, “implica que las cantidades masivas de datos aumentan la realidad física de la mina, planta y equipos. Esta inteligencia integrada se puede utilizar para optimizar la eficiencia operacional, aumentar la disponibilidad y utilización de los activos, mejorar la seguridad y la integridad ambiental y maximizar la rentabilidad de la inversión.

Optimización de Activos: Lecciones a Aprender
Usar Big Data como pilar de la gestión hace que los esfuerzos de optimización posterior de los activos sea más fáciles y más eficaces, según Greg Johnson, gerente sénior de Schneider Electric, para la Optimización de Operaciones del Centro de Excelencia de Minería y Minerales de la empresa, quien abordó el tema el pasado año en una presentación titulada “Asset Optimization Systems: Five Lessons from 10 Years in Mining, also at the World Mining Congress” (Sistemas de Optimización de Activos: Cinco lecciones por 10 años en la minería, también en el Congreso Mundial de Minería).

Como señaló Johnson, la minería tiene su propio conjunto de problemas característicos: “Las empresas mineras están buscando continuamente maneras de utilizar la información y los sistemas para resolver estos problemas, pero típicamente se enfrentan a problemas debido a mucha información dispar, duplicación de datos y pérdida de tiempo en la recopilación de datos y por falta de una perspectiva global en las tendencias de la información de las plantas.”  

Johnson mencionó una reciente revisión típica de una operación minera, donde los problemas entorno a los sistemas operacionales fueron identificados como:

  • El entorno de las aplicaciones de software es complejo y fragmentado; 
  • Hay problemas significativos en la calidad de los datos; 
  • Se hace un esfuerzo considerable en mover los datos entre las aplicaciones; y 
  • El acceso a los datos no es puntual ni fácil.

El rendimiento de los activos es crucial para la capacidad de producción, uso eficiente de la energía, recuperación, desempeño ambiental y cumplimiento de calendarios, según Johnson, quien explicó que “si bien es posible, y de hecho necesario, trabajar en la arquitectura de los sistemas de información general, el único sistema que puede proporcionar beneficios inmediatos en toda la cadena de suministros para la minería es el sistema de optimización de activos.”

Johnson dijo que una buena optimización de activos “garantiza que la mina o planta se mantenga operando a su máxima eficiencia, identificando dónde, cómo y por qué se producen las pérdidas de producción. Al informar los eventos programados y no programados, así como los equipos ineficientes, el sistema permite hacer un análisis completo de las causas de las pérdidas.  Esto le da la información que necesita para priorizar la mantención, mejorar los procedimientos operativos y priorizar los gastos de capital.”

Las cinco lecciones de Johnson para tener éxito en la optimización de activos son las siguientes:

  • Un sistema de optimización de activos no es sólo un “sistema de registro de fallas,” sino también un identificador de oportunidades de mejora del negocio.
  • Las hojas de cálculo, la herramienta tradicional para registrar eventos relacionados a la producción, no funcionan de forma sostenible. Algunos de los problemas más comunes encontrados con las hojas de cálculo son los errores de entrada manual, control de versión, falta de transparencia y seguimiento de auditorías para los cambios manuales.
  • Cuando se implementa la optimización de los activos, aprovechar la oportunidad para reintegrar los departamentos de producción, mantención y energía. 
  • La planificación y programación avanzadas no funcionarán sin una capacidad confiable. A pesar de que las nuevas herramientas que incorporan los últimos métodos de optimización se encuentran disponibles para optimizar los programas globalmente, estas herramientas tendrán menos éxito si los activos de la cadena de suministro no funcionan de manera fiable.
  • La tecnología nueva puede hacer muchas cosas; la tecnología es fácil, pero el cambio organizacional es difícil. La implementación de un sistema de optimización de activos cambiará las prácticas de trabajo en la organización. Existe la necesidad de invertir fuertemente en la gestión de cambio.  

Los principales mineros, dijo Johnson, están ahora extendiendo los sistemas de optimización de activos hacia arriba y hacia abajo, para entregar información sobre los cuellos de botella y las pérdidas en toda la cadena de suministros mineros. Con un proceso consistente y un sistema coherente en toda la cadena de valor, los operadores, ingenieros y gerentes pueden comenzar a identificar e implementar la siguiente ronda de mejoras y aumentos de productividad.

Como confirmación adicional de esta tendencia, GE Software, quien ofrece soluciones de software para el análisis predictivo a muchos sectores industriales, informó recientemente que Teck Resources y Hatch comparten su opinión sobre Big Data para la minería en la cumbre de Mines+Máquinas de GE en 2013, una conferencia anual realizada por la empresa para analizar los desarrollos de la Internet Industrial.

Mike Bonneau, gerente general de excelencia operacional en Teck Resources, afirmó: “Nuestros camiones de carga cuentan con más de 200 sensores diferentes, y hemos tenido esa capacidad los últimos 15 a 20 años, sin embargo, no hemos aprovechado al máximo las ventajas de todos los datos provenientes de dichos equipos.” Mirando hacia el futuro, Bonneau vio una oportunidad para aprovechar los datos a fin de mejorar la fiabilidad y el tiempo de actividad operacional y reducir los costos de mantención. “Idealmente nos gustaría establecer una cultura de mejora continua en toda nuestra organización,” dijo.

De modo similar, GE y su socio Hatch anticipan la transformación de sus actividades para sus propias operaciones y para los clientes que los consultan en materias mineras Hatch trabajó con GE para crear Proficy MaxxMine, una solución de GE para las empresas mineras. Según Bruce Mackey, director gerente de Hatch para el control de sistemas y procesos, “Si usted tiene la solución MaxxMine…alguien se está haciendo cargo de sus cosas y puede identificar dónde está el problema y qué hacer al respecto. Esto permite a los clientes planificar anticipadamente, el tiempo de inactividad se puede organizar de modo que no cueste tanto, y pueden minimizar cualquier impacto en su programa de producción.”

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