Las Mineros Se Unen por la Autonomía Abierta

Equipo Minero habla en exclusiva con el Presidente del Consejo Directivo de Clareo, Peter Bryant, y el Director General, Satish Rao, que lideran un consorcio único de empresas mineras en la búsqueda por lograr el máximo valor de las tecnologías autónomas

Por Carly Leonida, Editora Europea

A pesar de los más de 15 años de inversión y desarrollo en tecnologías autónomas, menos del 3% de los equipos mineros móviles son autónomos en la actualidad. Pero esto cambiará pronto.

El 8 de diciembre se lanzó oficialmente el Consorcio de Interoperabilidad Minera y Sistemas Abiertos. Equipo Minero se puso al día con el Presidente del Consejo Directivo, Peter Bryant, y el Director General, Satish Rao, ambos de la empresa de estrategia de crecimiento Clareo, quienes lideran la iniciativa para conocer más sobre la creación y el propósito del grupo.

“A principios del 2021, trabajamos con cinco empresas respecto a la necesidad de desarrollar un conjunto de normas para impulsar la interoperabilidad abierta en la minería, en particular para la autonomía,” dijo Bryant. “Debido a que las arquitecturas patentadas que dominan la industria impiden la adopción de un montón de innovaciones nuevas. La idea del proyecto era trabajar de forma colectiva para ver si estas empresas podían alinearse en torno a una visión común para conseguirlo,”

Después de un sprint inicial que duró tres meses, las cinco empresas se pusieron de acuerdo sobre su misión y sus principios operativos. Se constituyó una organización sin ánimo de lucro en Illinois (EE.UU.) y nació el consorcio Mining Interoperability and Open Systems (MIOS).

“Hemos identificado las cuatro principales líneas de trabajo que pondrán en marcha el proyecto,” explicó Bryant. “Rio Tinto y OZ Minerals son los miembros fundadores, y también hemos identificado alrededor de una docena de empresas asociadas que queremos que trabajen con el consorcio en cada una de esas líneas de trabajo.”

Lo bueno de contar con una empresa como Clareo para coordinar MIOS es que aporta tanto una profunda experiencia en autonomía como conocimientos de innovación intersectorial, incluyendo desde los proyectos de petróleo y gas y tecnología.

“Todas las líneas de trabajo se basan en sprints (metas a corto plazo) con resultados muy específicos. No queríamos entrar en grandes proyectos de varios años que requieren mucho capital, lo cual es habitual en la minería,” añadió Bryant. “Para la industria minera, esto se mueve bastante rápido.”

Creando Un Consorcio del Lado de la Demanda

En esencia, MIOS es lo que se conoce como un “consorcio del lado de la demanda.” Se trata de un grupo de empresas mineras, dirigido por empresas mineras, basado en la creencia compartida de que un enfoque dirigido por empresas mineras es el camino más rápido y, posiblemente, el único para lograr la verdadera apertura e interoperabilidad que acelerará el camino hacia las minas totalmente automatizadas.

“Río Tinto está encantado de ser miembro fundador de MIOS,” ha declarado Santi Pal, director general del grupo técnico de Río Tinto. “Creemos que un esfuerzo liderado por empresas mineras desbloqueará las oportunidades a través de la adopción acelerada de estándares abiertos y cambiará la cara de la minería.”

La misión principal de MIOS tiene varios objetivos. En primer lugar, acelerar la adopción comercial de los estándares abiertos e interoperables existentes y, cuando estos falten, asociarse potencialmente para desarrollar otros nuevos. En segundo lugar, ayudar a la comunidad minera a aprovechar el máximo valor de la autonomía y las minas automatizadas. Y en tercer lugar, atraer la innovación
externa al sector.

Rao explicó la idea que hay detrás de esta estructura. “Los consorcios de demanda han tenido mucho éxito en otras industrias, y hubo dos analogías particulares que estudiamos al establecer MIOS,” dijo.

“El primero fue en el sector de las tecnologías de la información y la comunicación (TIC), un estándar de telecomunicaciones inalámbricas llamado GSM, cuyas raíces se remontan a un Memorando de Entendimiento firmado por 13 operadores para cubrir áreas como el roaming y la interconexión, y eventualmente a los estándares que conducen al 5G utilizado hoy en día. Antes del GSM y de estos estándares, el roaming de datos para los dispositivos móviles era lento y caro para los usuarios, y un masivo problema comercial.

“Cuando aparecieron los primeros estándares 1G y 2G, en realidad fueron los operadores los que firmaron estos memorandos de entendimiento y se comprometieron a desplegar equipos desarrollados según estándares abiertos. Reunieron a todo el mundo para analizar cómo la infraestructura y los equipos móviles podían ser compatibles a través de estándares, independientemente de quién fuera el proveedor de red.

“La base de suministro se puso al día rápidamente y pronto iban a la cabeza, porque vieron que ocurrían dos cosas. Una fue la creación de apertura y competencia, lo cual todo el mundo quiere. Y en segundo lugar, impulsó la rápida adopción de la tecnología móvil celular y condujo a más de 20 años de innovación y al éxito comercial que vemos en la actualidad.”

Otro ejemplo es el Foro de Automatización de Procesos Abiertos (OPAF, Open Process Automation Forum) que fue fundado en el sector del petróleo y el gas por Exxon Mobil en 2016 para acabar con algunas de las restricciones y gastos en torno a los sistemas de control patentados.

“Nos inspiramos en el éxito que hemos visto en dichas industrias,” dijo Rao. “No hay muchos ejemplos de consorcios del lado de la demanda, pero son muy eficaces. Un universo abierto lleva las mejores innovaciones al mercado con mayor rapidez y beneficia a todos.

“Este tipo de iniciativas siempre se encontrarán con la resistencia inicial de parte de algunos proveedores, pero, una vez que desarrollen los modelos comerciales y de compromiso adecuados, existe la posibilidad de que ayuden a liderar y acelerar el cambio. Eso es lo que esperamos conseguir con MIOS.”

Mayor Oportunidad

Desde el punto de vista de las empresas mineras, la creación y adopción de estándares abiertos reducirá considerablemente el precio de la autonomía, y la oportunidad de valor que supone pasar a sitios totalmente automatizados es enorme.

“La autonomía es valiosa por sí misma; ofrece varias ganancias de productividad, seguridad y eficiencia en diferentes funciones,” dijo Bryant. “Pero, una vez que se tiene acceso abierto a los datos desde la mina hasta el molino, la capacidad de optimización se torna tremenda.”

“Estas empresas desean contar con propiedad y acceso indiscutibles a sus datos operativos, sin cargos y sin estar encerradas en silos de propiedad. Una vez obtenidos, tienen la capacidad de optimizar sus sistemas y agregar mayor valor empresarial.”

Muchas empresas mineras están empezando a darse cuenta de esto y están construyendo sus propios data lakes para permitir la optimización operativa. Lo ven como parte de su ventaja competitiva basada en su modelo operativo, su huella, lo que funciona para ellos… Es su ingrediente secreto.

Ese es el mayor valor liberado que MIOS tiene en cuenta para el sector.

“Desde la perspectiva del operador, el otro beneficio es la capacidad de trabajar con varios proveedores, de tener soluciones ‘plug-and-play’ (listas para conectar y usar),” dijo Bryant. “Muy rara vez las minas tienen una flota de un solo OEM. Cada OEM tiene su propio sistema de control, sistema de automatización, etc., y la transferencia de datos entre esos sistemas tiende a ser unidireccional. Hoy en día, es muy difícil optimizar y automatizar una flota mixta.”

La necesidad de soluciones ‘plug-and-play’ es especialmente evidente en la tecnología Light Detecting Radar (LiDAR, radar de detección de luz). En los últimos cinco años se han producido enormes avances en LiDAR impulsados, principalmente, por las industrias de vehículos de transporte y de pasajeros. Sin embargo, debido a la forma en que se construyen y suministran los stacks tecnológicos de AHS para la minería, las minas no pueden aprovechar estas innovaciones a tiempo.

“Las empresas mineras están actualmente tapadas de éstas,” dijo Bryant. “Lo cual es un gran problema, sobre todo en lo que respecta a la autonomía, porque el ritmo de innovación que se está produciendo en las industrias de transporte de carga, pasajeros y otras industrias todoterreno sale de lo normal.”

“Los mineros quieren fomentar la inclusión de empresas emergentes (startups) en el espacio minero. Quieren las últimas tecnologías autónomas, las cuales ofrecen un rendimiento mayor y más seguro a un costo razonable.”

Camino Hacia la Autonomía de Mina a Molino

El problema con los formatos de datos actuales, sobre todo aquellos para los equipos móviles — ha habido un cierto nivel de estandarización para los equipos fijos dentro de las plantas de procesamiento de minerales — es que la mayoría fueron desarrollados por empresas individuales o fabricantes de equipos originales. Esto limita el acceso a los datos y su transferencia hacia y desde sistemas desarrollados por otros fabricantes.

Este problema no ha pasado desapercibido para la industria, y ya existen o se están desarrollando varios estándares por parte de organismos como la Organización Internacional de Normalización (ISO) y la Sociedad Internacional de Automatización (ISA) que son aplicables a la minería.

En caso que ya existan o se estén desarrollando estándares de datos adecuados, MIOS pretende asociarse con los organismos para acelerar su desarrollo y comercialización. Sin embargo, cuando no existan estándares adecuados, el consorcio también tiene previsto ayudar a impulsar otros nuevos.

“MIOS se centrará más en la parte comercial que en la técnica, y verá que, en una de las líneas de trabajo, hay un esfuerzo de ISO existente que MIOS apoyará,” explicó Rao. “No tiene sentido reinventar una solución cuando ya existe algo bueno como punto de partida.”

La primera línea de trabajo se centrará en abrir la interconexión entre las soluciones autónomas y el sistema drive-by-wire de los camiones y otros vehículos mineros.

“Muchos de los posibles socios con los que trabajamos han diseñado sus soluciones para que sean abiertas e interoperables,” explica Rao. “Algunos están dispuestos a donar parte del trabajo de interconexión que han realizado respecto de un código abierto. Habrá dos o tres socios trabajando juntos en la primera línea de trabajo para definir cómo podría ser esa solución de autonomía para el estándar abierto drive-by-wire, empezando por las contribuciones que estas empresas están dispuestas a hacer ahora mismo.”

El primer sprint definirá el estándar al nivel que podría potencialmente llevarse a una agencia reguladora (por ejemplo, podría residir eventualmente en un organismo ISO) para su desarrollo posterior. El segundo sprint se centrará en la validación de la prueba de concepto, es decir, en hacer funcionar los vehículos conforme al estándar.

El segundo flujo de trabajo, una progresión natural del primero, se concentrará en la interconexión entre los sistemas de transporte autónomos (AHS) y los sistemas de gestión de flotas (FMS). Los actuales sistemas de gestión de flotas están muy centrados en el despacho y, aunque haya cierto nivel de automatización, aún son necesarios los humanos para supervisar el software que indica a los camiones dónde pueden ir, qué se puede conducir y qué no.

Para permitir un cambio de eficiencia radical, los FMSs tendrán que migrar para permitir la automatización y orquestación de vehículos de nivel cuatro (alta conducción) o cinco (conducción completa). Otra posibilidad es que una futura capa de orquestación sustituya por completo al FMS actual.

“Creemos que ese es el resultado más probable,” afirmó Rao. “Dichos FMSs serán eventualmente reemplazados por una verdadera solución de orquestación, primera en la lista, la cual gestione las múltiples solicitudes de recursos basándose en el aporte de planificación de la mina. Ésta está al tanto de cuántos camiones y palas dispone y realiza el despacho y la programación automáticamente, sin intervención humana. Después, los vehículos ejecutan los comandos. Esto es necesario para que funcione una mina totalmente automatizada.”

El primer sprint de la segunda línea de trabajo consistirá en abrir el FMS hacia la capa del AHS. Gran parte de ese trabajo ya existe a través de un comité técnico de ISO, y a MIOS le gustaría respaldar la prueba de concepto y ayudar a difundirla.

El segundo sprint no es técnico y tiene como objetivo impulsar la concienciación comercial, la capacitación y la educación para ayudar a las empresas mineras a incluir estas nuevas especificaciones en sus solicitudes de propuestas comerciales (RFP) a la hora de licitar los contratos.

El equipo de MIOS ha trazado los objetivos y plazos de las dos primeras líneas de trabajo. La tercera línea de trabajo, que está un poco más lejos, pretende acelerar el desarrollo de esa futura capa de orquestación adecuada para las minas totalmente automatizadas.

“Actualmente, hay un número importante de obstáculos para conseguir esto,” dijo Bryant. “Según nuestros socios, algunos de ellos pueden abordarse fácilmente. Por ejemplo, no existen definiciones comunes para los mapas. Existen sistemas de mapeo comunes, pero cada FMS tiene matices en torno a los pesajes e intersecciones, compartir carriles, etc. No hay una forma común para abordar eso.

“En el futuro, si no hay un humano que supervise el sistema, ¿cómo sabe un agente de orquestación que es seguro que un camión cruce una intersección? Especialmente en el ambiente minero, donde puede haber carreteras que existían la semana pasada, pero que no son transitables esta semana porque las condiciones han cambiado. Los sistemas tienen que ser más autónomos en ese sentido.”

Mientras que las tres primeras líneas de trabajo se centran en el stack tecnológico de los vehículos autónomos, la cuarta irá un paso más allá y considerará la integración desde la mina al molino.

“Esto se trata de algo más que la autonomía de las flotas de carga y transporte; se trata de automatizar todo, desde la mina hasta el molino, y de aprovechar todo su valor,” dijo Bryant. “Por ejemplo, en la mina totalmente autónoma hay casos de uso en los que la capa de orquestación tendrá que compartir información sobre la composición del material en los acopios y las cargas de los camiones con la planta de procesamiento. Pero igualmente, dentro de la planta de procesamiento, queremos explorar cómo esos sistemas podrían recibir dichos datos y procesarlos para optimizar los procesos aguas abajo.”

El primer sprint identificará algunos casos de uso con los que las empresas mineras pueden alinearse, dónde está el valor y qué se puede lograr. También considerará qué estándares existentes podrían ser adecuados; ya existe el ISA 95, pero algunos de los socios de MIOS han sugerido que estos estándares están muy enfocados en Australia y una OPC UA podría ser más aplicable a nivel mundial. Este trabajo podría conducir potencialmente a una prueba de concepto.

Por el momento, MIOS se enfocará en poner en marcha cada una de las líneas de trabajo con sus socios y en ampliar la membresía de MIOS más allá de los miembros fundadores.

Mina Totalmente Autónoma y Automatizada

El objetivo final, por supuesto, es permitir la creación de minas totalmente autónomas y automatizadas, sin personas dentro del cerco de seguridad. Siendo realistas, ¿qué tan lejos estamos de esa visión?

“Todavía queda mucho camino por recorrer,” dice Rao, honestamente. “Incluso con los plazos más agresivos… Para 2025, es posible que veamos focos de automatización integrada de mina a molino, o minas más pequeñas (con camiones de 100 toneladas) que estén diseñadas para ser autónomas desde el principio. Pero las minas a gran escala totalmente automatizadas dentro del cerco de seguridad aún están algo lejos.”

Bryant añadió: “Es discutible en cuanto a si veremos desarrollarse más rápido las minas subterráneas, porque es un medio ambiente mucho más fijo.” Por ejemplo, Resolute afirma que su mina Syama, en Malí, es 100% autónoma bajo tierra. Algunas de las minas de materias primas a granel también se están acercando.”

Como parte de su investigación para MIOS, el equipo de Clareo visitó recientemente un terminal de contenedores en el puerto de Long Beach, California, el cual está totalmente electrificado, es totalmente autónomo y está considerado como uno de los terminales más avanzados tecnológicamente del mundo.

“Es una instalación enorme y muy compleja,” dijo Bryant. “Creo que aún falta cierto tiempo para ver operaciones a esa escala en la minería. Pero un gran terminal de contenedores o un puerto es bastante similar a una mina en muchos aspectos.

“Hay cientos de miles de contenedores, apilados a cinco de profundidad que se desplazan todo el tiempo, de forma muy parecida a los bloques de un plan minero. Vimos cómo los vehículos autónomos terrestres (AGV) se detenían y partían, esperando en las intersecciones… Optimizaron sus ubicaciones, tanto para el trabajo realizado como para trabajar cada vez más cerca de la estación de intercambio de baterías a medida que se agotaba su nivel de carga. La capa de orquestación movía constantemente los vehículos para
asegurarse de que no tuvieran que ir de un extremo a otro de las instalaciones de 300 acres cuando necesitaban
cambiar las baterías.

“Fue muy inteligente. Y es muy emocionante pensar que ese nivel de sofisticación y eficiencia podría llegar a ser posible en la minería.”