Automatización y Robótica

AplicacionesEn la gran minería del

Cobre

Bernardo Reyes Cabrera

¿Qué es la Automatización ?

Tecnología que trata la aplicación de sistemas

mecánicos, electrónicos y de bases computacionales para

operar y controlar la producción, el diseño, otros

¿Qué es un Robot?

“Es un Manipulador multifuncional y programable, diseñado para mover materiales, piezas, herramientas o dispositivos especiales, mediante

movimientos programados y variables que permiten llevar a cabo

diversas tareas”.

¿Qué es la Robótica?

La robótica es una ciencia o rama de la tecnología, que estudia el

diseño y construcción de máquinas capaces de

desempeñar tareas realizadas por el ser humano o que requieren del

uso de inteligencia

RobotPrimera generación

Es controlados por botones o interruptores, con secuencias

fijas de acción donde el mecanismo automático es el

robot

RobotSegunda generación

Secuencia de comandos, que pueden ser numéricos, guardados

en un medio magnético. Aquítenemos a un robot que “sabe” lo que tiene que hacer y la forma de hacerlo, pero que al encontrarse con algo que se sale de la rutina

no cambia su accionar

RobotTercera generación

Intenta tener la capacidad de cambiar su comportamiento. Las pautas de dicho comportamiento se llaman

Estrategia de Control. Para esto, se requiere de un computador y de la

adquisición de conocimiento sobre el ambiente que los rodea

(retroalimentación). Es con esta generación que se dice que se inicia la

era de los robots inteligentes

Aplicaciones en la Minaπ Robots para inspección de ductos, cavernas,

derrumbes, chimeneas, etc.π Martillos Rompe rocaπ Los robots BROKK, acuñador de rocasπ Carga de carros desde buzones telé comandadoπ Equipos de perforaciónπ Perforación con sistema GPS de alta precisión, en

rajo abierto π Ferrocarriles controlados por dispositivos de

señalización automáticas, que disponen de sensores para detectar los convoyes que atraviesan determinado punto.

Aplicaciones en la Minaπ Software para la evaluación de reservas, diseño y

planificación minera, determinación de flota de equipos, evaluación económica, etc.

π Control de producción en tiempo realπ Sistemas de Control Experto en planta

concentradoraπ Plantas de procesamiento y concentración de

mineralesπ Mecanización en la Carga y descarga de

máquinas π Camiones autónomos fuera de carretera en rajo

abiertoπ Control de signos vitales de los equipos mineros

compatibles con sistemas de despacho

Beneficiosπ Continuidad en la producción,π Condiciones ambientales más favorables para los

trabajadores, Reducción de los riesgos laborales,π Reducción de los costos de mantención,π Aumento de la productividad de la mano de obra, π Optimización de los desplazamientos de los

vehículos, π Reducción de los costos de oxigenación y

ventilación, π Mejor control de la producción, π Levantamiento de cargas pesadas, π Operación en ambientes hostiles, π Beneficios asociados a una imagen corporativa

innovadora, gestión e integración de las operaciones extractivas,

Nivel alcanzadoSubterránea: A modo de ejemplo

π Mina Brunswick, en Canadá: El sistema SIAM (Integrated and Automated Mining), adoptado por Noranda en cooperación con universidades locales, consiste en un esqueleto de comunicaciones multimedia, un sistema de tele operación asistida por vídeo, un sistema de carga automática en LHD con cubos y un sistema de teleguiado automático para LHD y camiones. Desde 1997, Brunswick ha usado en su flota de 21 Wagner ST-8B LHD Atlas Copco hasta 6 sistemas tele-remotos, simultáneamente con sistemas de control remoto llamados de línea visual.

Nivel alcanzadoMina Brunswick, en Canadá:

En junio de 2001, Brunswick siguió con la incorporación del sistema de dirección SIAM en dos de sus camiones – de su flota de 12 Wagner MT-436B – con un tercer camión de reserva. El sistema de dirección fue usado para permitir movimientos de material rápidos entre los lugares de acopio para reducir los cuellos de botella en la producción.

Nivel alcanzadoMina Brunswick, en Canadá:

Tres objetivos principales con el sistema de vehículos teleguiados: aumentar el volumen y la velocidad de carga, reducir los costos operativos, teniendo un operador para varios vehículos, y aumentar las horas de operación operando los vehículos desde la superficie.

El sistema usa navegación visual y, como los LHD, cada camión está equipado con una serie de sensores, una computadora y dos cámaras, una en cada extremo. Las cámaras reciben imágenes de una cinta óptica reflectante a lo largo del techo de la galería. Todo el sistema es supervisado por el operador en una sala de control desde la que puede monitorear el proceso, incluido el tráfico de vehículos, vía la computadora y las pantallas de vídeo.

Nivel AlcanzadoRajo abiertoπ El control en línea de la producción,

la asignación de camiones, ubicación de equipos, determinación automática de índices de eficiencia, control de signos vitales de los equipos y la perforación asistida por GPS de alta precisión, control de la separación mineral estéril, entre otras automatizaciones.

Nivel alcanzadoSubterránea: Desarrollosπ hay avances importantes en materias de

automatización y robótica, de los equipos de perforación, acuñadura de rocas, construcción de chimeneas, en la carga y transporte de mineral, en la fortificación con shotcrete, colocación de pernos de anclajes con equipo de empernado automatizado Boltec MC que puede ser operado tanto a distancia, con un panel de control remoto, como desde la cabina,

π Diamec U6 APC, perforadora, que sin mover la viga puede iniciar otra perforación

Lo nuevo en Robot π Robot explorar un narco túnel descubierto entre

EEUU y Méjicoπ Robots araña trabajan en equipo (tarántula)π El Pentágono planea crear un ejército de robotπ ¿El robot más inteligente? (instituto Coreano)π El primer robot controlable vía móvil (Japón)π Robot arqueólogo submarinoπ China pone a punto sus aviones robots espíasπ Los robots marcianos π Robot detector de minas, en campos minadosπ EcoBot II, un robot carnivoro (Mosca), (USA)π DARPA subvenciona un avión robótico

Proyecciones para la MinaSubterráneaπ Actualmente se trabaja en centralizar la

información, transmitir la señal por un solo conducto, en forma de una conducción serial y poder visualizar en pantalla distintos sectores de la mina, sin tener que desplazarse físicamente, sólo con instrucciones digitales. El gran objetivo próximo es controlar la mina, la producción, conocer el estado de los frentes de trabajo, dar instrucciones etc., con sólo digitar y visualizar en el monitor, todo los sectores de la mina.

Proyecciones para la Mina

En Rajo Abiertoπ El sistema GPS con software de control del

despacho ha permitido grandes avances en el control de la producción minera. El próximo paso en el camino de la automatización total del proceso productivo a rajo abierto, es el manejo autónomo de camiones; para ello, se esta trabajando en resolver los problemas anticolisión, lo que esta en vía de solución, definiendo y controlando rutas con GPS y pronto se verán equipos de transporte sin operador

Proyecciones para la Mina

Como proceso continuoπ Las explotaciones futuras serán Continuas,

Selectivas y “Remotizadas”, es decir, serán intensivas en operación a distancias lo que permitirá una mínima exposición del personal, en un medio ambiente controlado.

π Para lograr lo anterior se trabaja en el arranque, (operación de fracturar y fragmentar la roca). Controlada la granulometría, ya sea en mineral o estéril; esto permitirá el uso de sistemas de transporte continuos con procedimientos de control y de despacho de mineral a los diferentes destinos según su calidad y aporte al programa de producción.

Conclusionesπ La minería esta incorporando la automatización

y la robótica en sus procesos productivos, debido a que no tiene otra alternativa para seguir siendo competitiva. No se pueden pensar la minería actual, sin las tecnología que están presente en toda las otras actividades económicas ;así, que deberemos acostumbrarnos a ver cada vez más procesos mineros con mayor automatización acompañada por sistemas autómatas,

Conclusionesπ La automatización y robótica esta cada vez más

presente en la vida de las personas y en la industria; así tenemos que, por ejemplo: “Aumenta el uso de robots industriales(LaComisión económica de las Naciones Unidas para Europa ha estimado que en el primer semestre del 2004 aumentó en un 18% el pedido de robots con respecto al mismo periodo de tiempo del año anterior. Esto se debe principalmente a la bajada de los precios de los robots y la subida de los costos derivados de la mano de obra humana. Como ejemplo, en EEUU los precios de los robots bajaron en un 66% mientras que el precio de la mano de obra aumentó en un 63%)”

Conclusiones

π En el Congreso Internacional de Automatización y Mecanización para la Minería, se menciónóque estaríamos a décadas de conseguir crear unos robots mineros totalmente autónomos. Según Marvin Minsky, quien dirigió la conferencia, aunque podrían construirse robots capaces de hacer este trabajo duro, no hay actualmente ninguno en proyecto que sea lo suficientemente prometedor. Uno de los problemas principales es que las compañías mineras todavía no son económicamente capaces de hacer una investigación y desarrollo a largo plazo porque no se convierte en beneficios rápidos para los accionistas.

Conclusiones

π Los equipos mineros tele-operados, son mucho más asequibles y se han convertido en una solución intermedia hasta el día en que se pueda usar robots totalmente autónomos.

π Los próximos nuevos proyectos mineros serán cada vez más automatizados y robotizado, esperándose llegar al 100% en un corto plazo, debido a que las dificultades que actualmente se observan para alcanza ese estatus, estarán resueltas.

π La industria del cobre, está enfrentando escenarios de crecientes exigencias derivadas de la mayor profundidad de los yacimientos, la complejidad de los minerales y restricciones ambientales. En este contexto, la tecnología expresada en automatización y robótica tiene el desafío de mostrar sus méritos y cambiar el estado de las cosas.