Invertir en el futuro de las canteras y la minería

La minería y la explotación de canteras ha estado durante mucho tiempo, en la mayoría de los aspectos, por delante de la construcción en lo que respecta al uso de nuevas tecnologías.

A pesar de esto, la cifra de mil millones de toneladas de material transportadas de forma autónoma en un año por una empresa sigue siendo un poco sorprendente e impresionante. Esa es la cantidad de material que los camiones autónomos Caterpillar que utilizan CatMineStar Command movieron en un solo año en 18 minas en todo el mundo.

Komatsu ha desarrollado una máquina conceptual para un vehículo de transporte que puede funcionar con una variedad de fuentes de energía (Foto: Komatsu)

Tiene sentido que la minería esté por delante de la construcción cuando se trata de la adopción de nueva tecnología: las minas tienen menos partes móviles que los sitios de construcción. Por ejemplo, un sitio en el centro de una ciudad podría tener que tratar con el público además de tener una gama más amplia de equipos y personal de diferentes contratistas; la mayoría de las minas se encuentran en ubicaciones remotas con menos personas y tipos de equipos.

Autonomía en la minería

La operación autónoma en la minería ha existido durante décadas, aunque quizás la tasa de adopción no haya sido tan rápida como se predijo inicialmente.

“La autonomía definitivamente ha crecido, aunque no tan rápido como la gente esperaba. Las minas tardan más en implementar esto de lo que la gente tal vez había anticipado cuando esto realmente comenzó a surgir hace 10 o 15 años”, comenta Matthew Gilewicz, asociado senior y socio de The Parker Bay Company, una empresa de investigación de mercado que opera en el sector minero.

El ejecutivo dice que la razón de esto son los costos sustanciales involucrados: para obtener economías de escala y ahorros, debe implementarse a mayor escala. Tener un puñado de camiones autónomos no es suficiente. Ahora que muchas minas han realizado esta inversión inicial, la tasa de adopción está aumentando.

“En los últimos dos o tres años, las entregas de nuevos camiones autónomos han sido alrededor del doble de lo que eran en los tres o cuatro años anteriores, lo que es un crecimiento razonable. Lo que hemos visto mucho más en los últimos años es la modernización de las unidades”, dice Gilewicz.

“Hubo tantas unidades convertidas para operar de forma autónoma como unidades que se enviaron nuevas preparadas para la autonomía. Esto es significativo ya que, si miras esas cifras históricamente, casi todas las nuevas máquinas autónomas de hace varios años eran entregas nuevas”.

Acarreo autónomo

Las minas están convirtiendo camiones que tienen hasta diez años para operar de forma autónoma; para aquellos que ya han invertido en la infraestructura y los sistemas necesarios para esto, tiene sentido, ya que ese gasto inicial ya se ha realizado.

Gilewicz agregó que “la conversión es mucho más fácil ahora. Ha sido facilitado tanto por los propios OEM como por algunos proveedores externos que pueden hacer flotas mixtas, soluciones autónomas en varios modelos diferentes de varios OEM”.

Jagath Samaraweera, consultor de Cat MineStar Command para transporte en Caterpillar, comenta que, “desde que Caterpillar implementó sus primeros seis camiones comerciales autónomos en 2013, la flota ha crecido sustancialmente y abarca una clase mucho más amplia de tamaños de camiones, que están operando en 18 minas alrededor del mundo. (…) Recientemente superamos los cuatro mil millones de toneladas de material transportado por camiones autónomos que utilizan Cat MineStar Command para el transporte. Desde que superamos nuestro hito de mil millones de toneladas con 150 camiones, nuestra flota ha crecido más de un 230%”.

Caterpillar dice que sus camiones autónomos están trabajando en sitios de todo el mundo, operando en una variedad de condiciones, desde aplicaciones a gran altitud hasta climas con rangos de temperatura extremos que mueven diferentes materiales, incluidos mineral de hierro, oro, cobre, carbón y arenas bituminosas.

Mientras operan en todo el mundo, Samaraweera revela que “la mayoría de los camiones autónomos operan en Australia, América del Norte y América del Sur”.

Aplicación de asistencia de transporte

Si bien la automatización es un aspecto clave de la tecnología utilizada en la minería y la explotación de canteras, se utilizan muchos aspectos diferentes de la nueva tecnología. Por ejemplo, Volvo Construction Equipment (Volvo CE) tiene una nueva aplicación Haul Assist en Volvo Co-Pilot que permite el pesaje a bordo, el control de la presión de los neumáticos, un mapa y una función que informa al operador sobre las condiciones climáticas actuales y futuras para ayudar en la planeación del trabajo.

El control de la presión de los neumáticos puede conducir a un aumento sorprendente de la productividad y la eficiencia. “Tener información sobre la presión y la temperatura de los neumáticos en la cabina reduce el tiempo que se tarda en realizar comprobaciones periódicas”, afirma Per Trozell, director de producto para dúmperes articulados de Volvo CE.

Metso está adoptando nueva tecnología en su oferta.

“Esto es especialmente importante para nuestros clientes de minería y explotación de canteras que pueden estar operando sus dúmperes articulados casi las 24 horas del día. Cuanto antes puedan realizar las comprobaciones diarias, antes podrán las máquinas volver a producir y generar ingresos. La presión de los neumáticos también tiene un impacto significativo en la vida útil de éstos. Un 10% de inflado insuficiente, por ejemplo, aumenta el desgaste de los neumáticos hasta en un 10%. Si la presión de los neumáticos es demasiado baja, gran parte de la superficie del neumático toca la superficie, lo que aumenta la fricción. El aumento de la fricción puede hacer que los neumáticos se sobrecalienten, lo que puede provocar un desgaste prematuro, la separación de la banda de rodadura y reventones”.

Trozell agrega que, cuando se trata de tecnología y datos, los clientes buscan una mayor productividad y comenta que “los clientes buscan aumentar la producción de toneladas por hora y reducir el costo por tonelada tanto como sea posible, y el análisis de datos es una forma comprobada de ganar”.

La Inteligencia Artificial (IA) es otra forma de tecnología cada vez más común en todo el sector. Cuanto más se utiliza la IA, más inteligente se vuelve, lo que conduce a un círculo virtuoso de auto-cumplimiento. “Los algoritmos de IA están integrados en la optimización y planificación de minas, y en el software de optimización de procesos, donde reemplazan a las generaciones anteriores de modelos matemáticos”, confirma Olivier Guyot, vicepresidente de tecnología de minerales de Metso Outotec.

“La IA también está integrada en las soluciones de análisis para la detección de patrones relacionados con el mantenimiento de equipos, la detección de anomalías y el análisis de imágenes en instrumentos inteligentes”, agrega.

Venta de equipos de minería

Las operaciones mineras están cada vez más digitalizadas.

Las ventas de equipos de minería han sido sólidas en todo el mundo: desde el punto más bajo más reciente del tercer trimestre de 2020, ha habido un crecimiento cada trimestre. Esto ha sido impulsado por algunos países, como Rusia y las naciones de la CEI, Australia e Indonesia. África tiene algunas minas importantes: recientemente se anunció que la empresa Zhongjian, que opera minas de carbón y aceite de cromo en Zimbabue, había realizado un gran pedido nuevo de equipos de minería.

Con el aumento de los precios de los productos básicos, la empresa vio que era un buen momento para expandir su negocio y sacarle provecho y realizó un nuevo pedido con SDLG.

Zhongjian ordenó cargadores de ruedas, excavadoras sobre orugas, motoniveladoras, apisonadoras y camiones mineros. Para brindar un mejor soporte al negocio, el equipo de servicio de SDLG llevó a cabo varias rondas de capacitación en operación y mantenimiento para el gerente de producto, y compartió casos de fallas típicas de campo entre los técnicos de servicio. El equipo se puso en uso en el sitio, lo que mejorará aún más la capacidad de la empresa en la industria minera de Zimbabue.

¿Cómo puede ser sostenible la minería?

La sostenibilidad es algo importante en todas las minas del mundo, desde las de Zimbabue hasta las de Australia y América del Norte. Los diferentes países tienen diferentes regulaciones de emisiones, por lo que algunas minas se están operando de manera “más limpia” que otras, pero, dice Gilewicz de Parker Bay, es algo que todos en la industria buscan resolver.

“Creo que es algo que el sector se está tomando en serio, pero es algo difícil de abordar”, dice. “Hay muchas inversiones que comenzarán a dar dividendos desde el punto de vista ambiental en varios años, pero muchas de ellas son difíciles de implementar directamente y tienen un gran impacto en la actualidad”.

Guyot de Metso Outotec comenta que aumentar la sustentabilidad es un enfoque muy real para todos los involucrados en el sector y dice: “En la minería y los minerales, la sustentabilidad ha pasado a ocupar un lugar destacado en la agenda en solo unos pocos años.

“La industria minera es la proveedora de los metales que se necesitan para la electrificación y descarbonización del mundo. Por lo tanto, tenemos un papel central y la responsabilidad de apoyar esta transición global hacia la neutralidad de carbono. Al mismo tiempo, la industria de los minerales necesita descarbonizarse. Para el procesamiento de minerales, esto implica el uso de equipos de trituración y molienda más eficientes energéticamente, así como un mayor uso de electricidad de fuentes renovables en lugar de combustibles fósiles”.

En MINExpo en septiembre de 2021 en Las Vegas, EE.UU., Komatsu mostró su concepto inicial para un vehículo de transporte que puede funcionar con una variedad de fuentes de energía como parte de su impulso de desarrollo independiente de la energía para una mayor sostenibilidad y una reducción de las emisiones de carbono.

Komatsu y varios de sus clientes formaron recientemente la Alianza de Gases de Efecto Invernadero (GEI) de Komatsu. Los miembros fundadores de la alianza son Rio Tinto, BHP, Codelco y Boliden.

La alianza colaborará activamente en la planificación, el desarrollo, las pruebas y el despliegue de productos de la próxima generación de infraestructura y equipos de minería de cero emisiones. El objetivo inicial de la alianza es avanzar en el concepto de camión agnóstico de energía de Komatsu para un vehículo de transporte que puede funcionar con una variedad de fuentes de energía que incluyen diesel eléctrico, eléctrico, carro (cableado), energía de batería e incluso celdas de combustible de hidrógeno.

Masayuki Moriyama, presidente de la División de Negocios Mineros de Komatsu, dijo: “Esperamos colaborar estrechamente con estos líderes de la industria para acelerar el desarrollo y la implementación del próximo nivel de equipos diseñados para reducir los gases de efecto invernadero de las operaciones mineras y, en última instancia, lograr el objetivo de cero emisiones. minería de emisiones”.

Huella de carbono de la minería

Samaraweera de Caterpillar agrega que “las emisiones de diésel de los camiones mineros grandes pueden constituir una cantidad significativa de las emisiones de gases de efecto invernadero de una mina (30-50 %), razón por la cual el primer enfoque para muchos clientes es la implementación de camiones de cero emisiones. La transición energética crea grandes oportunidades para nuestros clientes mineros y Caterpillar”.

Hay muchos OEM que tienen equipos eléctricos de batería completa que se pueden operar de manera económicamente viable bajo tierra en las minas. Estas máquinas suelen ser más pequeñas que las de la superficie y no se utilizan continuamente, lo que les da tiempo para recargarse.

Los camiones eléctricos podrían ser una forma de que la industria reduzca las emisiones, pero tanto el tamaño de estas máquinas (y, por lo tanto, el tamaño de la batería que se necesitaría) para alimentarlas, como el hecho de que a menudo funcionan continuamente, son reales. barreras

Para la palabra final, recurrimos a Gilewicz de Parker Bay, quien dice que, en este momento, es difícil ver un camión minero que funcione con energía eléctrica sin asistencia de trole, mientras que un camión minero de accionamiento eléctrico utiliza energía externa durante un cierto tramo del camino de acarreo. Él dice: “Ha habido un aumento en el uso de la asistencia del carro y se está invirtiendo mucho para tratar de llevar estas tecnologías al punto en que sean opciones viables en tamaño y escala”.

Independientemente de lo que depare el futuro, hacer la inversión inicial es la parte más difícil: el sector se transformará en el futuro debido al dinero que ya se ha gastado y el tiempo y los recursos que se han invertido.

Taladro de superficie inteligente El Epiroc SmartROC T40 en uso en una cantera en Colombia. La primera perforadora de superficie inteligente Epiroc SmartROC T40 se compró y usó en Colombia, donde, según Epiroc, brinda un nuevo nivel de seguridad para los operadores, reduce el consumo de combustible y ofrece un mayor control sobre el material particulado. La cantera Mulaló Calera de Cementos Argos está ubicada en el municipio de Yumbo en el Valle del Cauca. Este sitio alberga una operación de exploración que mueve alrededor de 13.200 toneladas de material por día, y la perforación es un proceso clave donde siempre hay nuevas oportunidades para innovar. “Es un equipo muy moderno que la empresa adquirió en busca de eficiencia y versatilidad. Con este SmartROC T40, vamos a garantizar una mejor granulometría de voladura, evitar desviaciones en los pozos de perforación y brindar tranquilidad al realizar voladuras cerca de la comunidad”, dijo el ingeniero Rodrigo Salcedo, gerente de cantera de la Planta Yumbo. La principal característica de este equipo es el avanzado sistema de geoposicionamiento global. Esto permite optimizar todo el proceso de perforación y mejorar la calidad de los agujeros con profundidades mucho más precisas, lo que permite mejores cortes para los taladros de banco. El SmartROC cuenta con un sistema de manejo automático de varillas que permite agregar varillas automáticamente hasta alcanzar la profundidad definida. Esta solución reduce los tiempos de perforación y tiene un efecto directo sobre la productividad y la vida útil de las herramientas de perforación.