Gestión de un Ecosistema Digital para la Minería

Nuevas herramientas ofrecen a las minas formas de recopilar y analizar datos útiles

Por Steve Fiscor, Editor Jefe 

Aunque no está bien definido, las personas entienden el término ecosistema digital debido a su afiliación con la naturaleza. Un ecosistema digital podría ser algo tan simple como monitorear los sensores en una red de bombas para determinar cómo interactúan mientras operan. También podría ser tan complejo como la imaginación del ingeniero de minas, como las salas de control central de una docena de minas importantes de todo el mundo que interactúan entre sí y con la sede corporativa. Al igual que su contraparte natural, un ecosistema digital se adapta y es escalable y sustentable.

A lo largo de los años, Equipo Minero ha publicado numerosos artículos que documentan las crecientes cantidades de datos y cómo las empresas mineras los recopilan y se benefician de ellos. Ahora se están desarrollando enfoques holísticos que utilizan la inteligencia artificial (IA) y el aprendizaje automático para examinar rápidamente los datos y procesarlos casi en tiempo real. Esto le da al gerente de la mina o de la planta una idea de lo que hay en el chancador y cómo fue transportado.

Estas palabras de moda no significan nada a menos que las minas puedan capitalizar su uso reduciendo el riesgo, proporcionando un lugar más seguro para trabajar o extrayendo y procesando mineral de manera más rentable. A menudo, la mejor manera de hacerlo es mostrar las tendencias visualmente a través de un panel de control o una interfaz de usuario. Una vez que las personas hacen esa conexión y ven los beneficios, su uso se extenderá rápidamente por toda una organización y el ecosistema digital crecerá.

Poniendo en Práctica los Datos Útiles

El concepto de un ecosistema digital ha evolucionado rápidamente a lo largo de los años, explicó Andrew Crose, vicepresidente de operaciones autónomas de la división de minería de Hexagon, quien ha estado trabajado con el Internet de las Cosas (IoT) y los campos digitales para la minería durante los últimos 15 años. “Esto comenzó originalmente con la conectividad entre las bases de datos y luego se convirtió en interfaces de programación de aplicaciones (API) entre las bases de datos para crear sistemas distribuidos, adaptables y frecuentemente abiertos donde los datos, los sistemas digitales y los dispositivos IoT se unen como un ecosistema o comunidad de datos,” dijo Crose. “Algunas personas incluso colocarían humanos en el ecosistema digital. Estos de hecho crean una gran cantidad de datos digitales. Ya sea que se trate de dispositivos IoT, humanos que ingresan información o el escaneo de códigos de barras, estamos generando un ecosistema interconectado de datos desde el límite donde se recopilan los datos hasta cómo se comparten en todo el ecosistema.”

Similar a un ecosistema natural que se adapta a los desequilibrios, el ecosistema digital crecerá con los datos y su uso, explicó Crose. “A medida que los datos sean más útiles, las personas se suscribirán a ellos y se utilizarán para una variedad de propósitos,” dijo Crose. “Con la inteligencia artificial cada vez más prominente, los datos tendrán mucha más utilidad.”

Hexagon ayuda a las empresas mineras a gestionar todo, desde las bases de datos geológicos, las muestras de perforación y el análisis estadístico para crear un modelo geológico del yacimiento, hasta los productos de carga y transporte en tiempo real, como la gestión de flotas.

“Hay conectividad entre todos esos datos,” dijo Crose. “El modelo geológico, el cual describe el yacimiento, permite al software de planificación del rajo dividirlo en pushbacks. Luego, el sistema divide eso en asignaciones de turnos individuales, ejecuta esas asignaciones de turnos y luego lo reconcilia para que la mina sepa lo que queda de ese modelo geológico. En realidad, es un ecosistema digital a partir de las muestras de perforación originales, hasta lo que se acaba de colocar en el chancador para reconciliar lo que queda de ese yacimiento.”

Hexagon también tiene herramientas de seguridad que protegen contra colisiones y monitorean a los operadores. Muchas de las herramientas de seguridad, como la prevención de colisiones, comenzaron como características de seguridad independientes, explicó Crose. “Crearon datos, pero los datos solo se conectaron a bordo de las máquinas, y no se conectaron a bases de datos centrales,” dijo Crose. “Luego, hace unos ocho años, comenzamos a traer estos datos de vuelta a las bases de datos para su análisis y ahora podemos hacer cosas realmente inteligentes.

“Por ejemplo, si el inicio de sesión del operador está habilitado en el sistema de gestión de flotas, el sistema conocería el estado de fatiga entre sus operadores,” dijo Crose. “La mina también está recopilando información telemática. El sistema sabe qué camiones están cargados o vacíos. Sabe si está subiendo o bajando la ley. Puede monitorear la velocidad del sistema de prevención de colisiones. El sistema presenta un conocimiento digital más holístico de lo que realmente está sucediendo en esa cabina en tiempo real. Históricamente, la mina sabe que el viaje de regreso descargado y de larga distancia a la pala en medio de la noche presenta la mayor preocupación de seguridad debido a la fatiga.” Todos esos datos se generan a partir de sistemas de puntos aislados reunidos en un ecosistema para describir una imagen holística de lo que realmente está sucediendo.

Crose dijo que la situación está mejorando constantemente y dijo que habrá desafíos para adaptar las palabras de moda en un programa procesable. “La IA suena genial en la sala de juntas, pero usarla para predecir colisiones o fallas requerirá mucho más trabajo,” dijo Crose. “Las herramientas de IA de hoy en día requieren la intervención de un experto en la materia. Dos eventos pueden aparecer como correlacionados en los datos, pero pueden no tener la misma causalidad o su causalidad puede no ser relacionalmente la misma. Todavía se necesitan expertos en la materia para desentrañar los datos y establecer el problema que se está analizando.”

“Hay problemas con la apertura de los sistemas que debemos superar para fortalecer el ecosistema digital,” dijo Crose. “También hay problemas con la privacidad de los datos, los cuales deben abordarse porque los ecosistemas digitales involucran a los humanos. Los operadores deben ver el sistema como uno que los hará más seguros y sus vidas más fáciles, al tiempo que garantiza que no se infrinjan sus derechos y privacidad.

“La seguridad de los datos es una preocupación seria,” dijo Crose. “Este es un desafío en muchas industrias, porque es un desafío para la industria de la tecnología. Hay que ver la cantidad de actualizaciones de parches de seguridad para un teléfono inteligente en los últimos dos meses. Éstas provienen de compañías que tienen significativamente más personas preocupadas debido a esto.”

Mirando el ecosistema digital desde la dirección opuesta, Crose sugiere transparencia para educar a la industria. “Necesitamos considerar seriamente compartir algunos de estos datos como industria, especialmente los datos de seguridad,” dijo Crose. “¿Son los datos de seguridad de propiedad exclusiva? ¿Es eso algo a lo que debemos aferrarnos como empresa minera o es algo que debemos comenzar a compartir para que podamos hacer que toda la industria sea más segura? Tal vez encontremos una manera de compartir datos de forma anónima mientras mitigamos los riesgos de privacidad y seguridad y evitamos posibles litigios.”

Crose dijo que parte del trabajo que Hexagon está haciendo hoy es verdaderamente revolucionario y se emociona cuando descubren nuevas formas de hacer que las minas sean más seguras, más rentables y ambientalmente sostenibles. 

Solución de Problemas de Datos Complejos

Neil Ferreira, director de estrategia de producto de Modular Mining, estuvo de acuerdo con la comparación del ecosistema natural con los ecosistemas digitales. “En un sitio minero, los departamentos independientes llevan a cabo las tareas mediante el uso de conjuntos de habilidades específicas,” dijo Ferreira. “Pero, es su interdependencia, trabajar juntos, es lo que tiene el mayor impacto en la producción. En esencia, un ecosistema es interoperabilidad. Cuando múltiples departamentos, sistemas, tecnologías y aplicaciones trabajan juntos por el mismo objetivo, se desbloquean más conocimientos y surgen poderosas oportunidades de mejora.”

Modular Mining, la cual es una marca de tecnología Komatsu, entiende que cuando las soluciones y los sistemas de producción están diseñados para ser interoperables, es más fácil que las partes interesadas vean cómo pueden influir en el éxito de cada uno, dijo Ferreira. Esto tiene implicaciones para las interrogantes más importantes de la producción diaria de una mina, como por ejemplo ¿Están todos seguros? ¿Están las máquinas y las personas donde deberían estar, haciendo lo que deberían estar haciendo? ¿Todo va según lo planeado y, si no es así, qué tan lejos estamos de la meta, por qué y cuál es el mejor camino para volver a la normalidad?

Es por eso que Modular Mining desarrolló su plataforma de tecnología abierta Intellimine Synergy, que permite la interoperabilidad entre sistemas, tecnologías y equipos mineros, explicó Ferreira. Para responder dichas importantes interrogantes diarias de producción, Synergy puede albergar un conjunto de soluciones independientes de la marca que juntas colaborarán y crearán valor para los clientes. Dijo que Modular Mining ha vuelto a imaginar la forma en que desarrolla sus propias tecnologías, así como la forma en que las empresas de terceros pueden desarrollar sus tecnologías dentro de Synergy, para una rápida innovación de nuevas soluciones y colaboración. 

“El principal problema de los operadores mineros es la calidad y la fidelidad de sus datos,” afirma Ferreira. “A menudo hacen malabares con diferentes soluciones de datos de múltiples proveedores, lo que significa administrar sus datos en silos. Esto conduce a una gran frustración al tratar de hacer que las soluciones de software sean interoperables. Ser capaz de conectar los puntos y obtener datos realmente buenos de sus sistemas es un gran reto, y muy importante.”

Synergy supera este reto al ser el ecosistema en el que cualquier tecnología construida en la plataforma o conectada a ella puede acceder, compartir y analizar de forma segura los datos críticos para permitir la colaboración y transformar la optimización de una mina, explicó Ferreira. “Para lograr una verdadera interoperabilidad, esto significa dejar de lado las marcas para que los equipos y las tecnologías puedan interactuar independientemente de dónde se fabricaron,” dijo Ferreira. “También significa encontrar una solución para los dos elementos más críticos: la implementación y el manejo de datos.”

Modular Mining ha adoptado un enfoque modularizado para la implementación de soluciones, desarrollando opciones que pueden adaptarse mejor a un flujo de trabajo en particular. Los operadores mineros pueden usar y agregar soluciones según las necesiten, construyendo hacia un complemento total de soluciones adaptadas a sus situaciones específicas.

Si la implementación local tradicional ya no funciona, un sitio puede considerar las versiones de nube y aplicación en su lugar. Por ejemplo, el monitoreo de estado de MineCare 3 se implementó recientemente en la nube. DISPATCH, MineCare y muchas otras soluciones tienen múltiples módulos que se ofrecerán en la plataforma Intellimine Synergy como aplicaciones. 

Ferreira dijo que la gestión de la información en silos puede llevar a un sinfín de versiones de documentos, confusión y datos diluidos. “Estandarizar los protocolos de datos es esencial,” dijo Ferreira. “Intellimine Synergy proporciona una única fuente de verdad para los datos para que puedan usarse con confianza, accederse fácilmente y estar disponibles para las partes adecuadas en el momento adecuado.”

Dos tecnologías auxiliares de apoyo que hacen posible que la plataforma Synergy logre sistemas interoperables son las soluciones de interfaz de programación de aplicaciones (API) y los kits de desarrollo de software (SDK). Modular Mining tiene una extensa lista de soluciones API que pueden sinergizar el intercambio de información y poner los datos a disposición de las partes interesadas aprobadas, dijo Ferreira. “A medida que se rompen las barreras entre los diferentes departamentos, tecnologías y marcas, los datos se pueden consolidar, lo que le da a una mina un rico tesoro de información procesable,” dijo Ferreira. “Debido a que Synergy está diseñado para permitir que terceros construyan en la plataforma con la ayuda de los SDK, brinda a los clientes más acceso a herramientas digitales que se adaptan a la configuración específica de su mina, lo que ayuda aún más a romper barreras.”

“Todas estas construcciones y características de tecnología intencional se suman a beneficios reales para las personas que manejan minas,” dijo Ferreira. “Desde el monitoreo de seguridad y estado de los activos hasta la planificación a largo plazo y el análisis de datos, Intellimine Synergy está diseñado para ofrecer información procesable. Y es un pilar fundamental para que el análisis predictivo, la inteligencia artificial y otras herramientas hagan avanzar al sector.

La esencia del ecosistema es conectar sistemas en tiempo real, dijo Ferreira. “Y por añadidura, las personas y los equipos que utilizan otros sistemas se beneficiarán de la eficiencia y la fidelidad de los datos de las plataformas. La tecnología actual le permite compartir datos de forma segura, fluida y precisa, y luego analizar esos datos en pasos procesables para ayudar a su resultado final.”

Haciendo una Transformación Digital

El CEO y fundador de Skycatch, Chris Sanz, ve una transformación digital que está teniendo lugar en la industria a medida que más minas adaptan los flujos de trabajo a más datos recopilados con mayor frecuencia. Skycatch proporciona herramientas de automatización, procesamiento, visualización y análisis de captura de datos aéreos. “Ofrecemos soluciones integrales para digitalizar un sitio minero,” dijo Sanz. “Nos especializamos en escalabilidad. Contamos con procesamiento automatizado de datos que permite salidas más rápidas, escalables y repetibles.

“Con lo que hacemos en cuanto a los drones que capturan datos con mayor frecuencia, vemos los impactos positivos de la conciencia general de lo que realmente está sucediendo en terreno casi en tiempo real,” dijo Sanz. “Saben enseguida si ha cambiado algo que pueda afectar a su funcionamiento o a los procesos de exploración.”

Tradicionalmente, esta información se habría adquirido de ingenieros o topógrafos que caminaban físicamente por la mina o escáneres láser. “Estos métodos introducen riesgos,” dijo Sanz. “El objetivo es reducir el número de interacciones en el rajo con humanos mediante la recopilación de datos con drones.

“Nuestra visión es dar a nuestros clientes una conciencia casi en tiempo real con todo lo que están monitoreando, como pendientes, carreteras, instalaciones de almacenamiento de relaves (TSF), etc.,” dijo Sanz. “El problema es que, a medida que se recopilan más y más datos más rápidamente, los humanos tienen una limitación de rendimiento, por lo que extraemos la información para ellos, utilizando el aprendizaje automático y la IA. Los datos se presentan a través de un panel de control donde pueden ver todo en un solo lugar.”

Los TSF se han convertido en una responsabilidad para las empresas mineras y muchas minas están utilizando los datos de los sensores de IoT de las presas para ser más proactivos. “Este trabajo requiere una precisión a nivel de centímetros y no toda la tecnología de drones puede lograr eso, pero nosotros podemos,” dijo Sanz. “También hemos automatizado el proceso de detección de puntos. Si una mina tiene 1.000 puntos que chequear en un TSF de 200-km², puede hacerlo de manera automatizada y volver a visitar los puntos de preocupación y compararlos con las imágenes anteriores.” Sanz ve un día en que las minas utilizarán sensores más avanzados para detectar filtraciones de la presa. 

Las minas utilizan Skycatch para el monitoreo de bancos. “Además quieren asegurarse de que los bancos no cambien, especialmente si estamos reiniciando una mina,” dijo Sanz. “Los mineros deben vigilar muy de cerca las operaciones existentes para asegurarse de que no estén cambiando activamente. Volamos muy cerca de los muros altos de forma automatizada. Conseguimos un nivel de precisión sub-centimétrica aproximada de uno a tres centímetros. Podemos hacer comparaciones para ver si el suelo se ha movido.”

Skycatch tiene un dispositivo Edge que permite a los ingenieros ver los resultados desde terreno rápidamente. “Es muy común que los topógrafos realicen un escaneo con otra tecnología de drones, regresen a la oficina y se den cuenta de que los datos no son buenos,” dijo Sanz. “Tenemos un dispositivo Edge que se convierte en una estación base. Se puede utilizar como Rover (explorador) y para procesar datos en terreno. Una función de procesamiento de baja densidad permite a los usuarios ver rápidamente la información y determinar que todos los datos se procesan correctamente antes de dirigirse a la oficina para la salida de alta densidad.”

El dispositivo Edge está sincronizado con Skycatch Vision Engine (SVE) para generar la nube de puntos de alta densidad y la malla de puntos de alta fidelidad. “Somos famosos por tener las mallas de nubes de puntos de mayor fidelidad,” dijo Sanz. “A los geólogos les encanta porque pueden acercarse y sentir que están ahí mismo en el rajo creando sus modelos geológicos. A Geotechs también les encanta porque es consistentemente preciso y pueden hacer cambios sobre la marcha.”

Las minas están utilizando el sistema para evaluar el corte antes de mover la pala al siguiente frente. “En el pasado, eso tomaba de tres a cuatro días para escanearlo y compararlo con el plan,” dijo Sanz. “Podemos hacerlo en 30 a 40 minutos.” Sanz dijo que también está viendo que más minas usan el sistema para evaluar la fragmentación de las tronaduras.

A pesar de que el nombre podría ser nuevo, Skycatch ha estado desarrollando esta tecnología durante mucho tiempo. Trabajaron con Komatsu para generar alta precisión de manera repetible y lanzaron la tecnología para su uso en miles de sitios de construcción a través de la iniciativa Smart Construction de la empresa. En 2019, Teck Resources la probó en la mina Red Dog, ubicada en Alaska a unas 100 millas al norte del Círculo Polar Ártico, cuyo medio ambiente es muy demandante con movimientos tectónicos, oscuridad, tormentas de nieve, etc., pero funcionó desde el primer momento, dijo Sanz.

“Esto pasó de un programa de dos a tres años en un sitio a implementarse completamente en toda la empresa en menos de un año,” dijo Sanz.

Algunas de las mayores ganancias con las empresas mineras es la menor cantidad de interacciones a rajo abierto, explicó Sanz. Con una empresa minera, Sanz dijo que en un año pudieron reducir las interacciones a rajo abierto de 15.000 a 20.000 en todas sus minas. “Proyectaron $60 millones de dólares de ahorro en tres años,” dijo Sanz. “Ahorrar dinero es genial, pero las empresas mineras están más interesadas en la seguridad y en reducir la necesidad de enviar geólogos al rajo durante la producción.”

Skycatch pronto lanzará una nueva capa de inspección. Los drones pueden escanear rápidamente el equipo durante el cambio de turno para buscar cualquier cosa fuera de lo común, como fugas de aceite, daños en los neumáticos, etc. Sanz dijo que es parte de su cartera de proyectos futuros diseñados para integrar más soluciones a las operaciones mineras.