Futuro de los equipos eléctricos para minería subterránea

La minería es un sector secular y mundial con raíces en los cimientos de la civilización y un efecto significativo en muchas economías importantes. En términos de ingresos y artículos vendidos, la minería representa casi el 12% del PIB mundial. La minería siempre ha sido y seguirá siendo una necesidad en el planeta.

Tradicionalmente dependiente de los combustibles fósiles para hacer funcionar las máquinas de minería subterránea, la industria minera es conocida como una industria intensiva en carbono. Ahora hay una nueva tendencia, y los equipos eléctricos para minería subterránea son una innovación relativamente nueva.

Cada vez más gente pide a las empresas mineras que presten más atención al desarrollo sostenible. Las empresas mineras también sufren la presión de las comunidades locales, los consumidores y los gobiernos. Personas de toda condición les piden que reduzcan las emisiones de gases de efecto invernadero, mejoren la calidad del aire y protejan la salud y la seguridad de las personas que viven cerca de las minas.

En este contexto, los equipos eléctricos para minería subterránea alimentados por baterías empezaron a sustituir a los vehículos con motores diésel, y los equipos con motores eléctricos a los hidráulicos.

El uso de equipos eléctricos para minería subterránea presenta varias ventajas con respecto a la tecnología diésel estándar. Sin embargo, también tiene el potencial de ahorrar dinero.

Batería vs. Gasolina

Los vehículos eléctricos para minería subterránea pueden superar en potencia a sus homólogos con motor diésel. Por otro lado, las baterías se han vuelto más potentes en la última década, lo que permite que los motores sean aún más potentes.

En consecuencia, los equipos eléctricos de minería subterránea actuales alimentados por batería son capaces de producir aproximadamente el doble de potencia que sus predecesores alimentados por gasóleo. Cuando se trata de transportar mercancías voluminosas, los equipos eléctricos para minería subterránea pueden moverse 10% más rápido que los camiones diésel. Cuando se trata de vehículos eléctricos, "el par motor es absolutamente enorme".

La mejora de la productividad puede ser el resultado de ello. Como ejemplo, considere la posibilidad de cargar materiales más rápidamente, transportar pesos más pesados y viajar más rápido.

Equipos eléctricos para minería subterránea más eficientes

Esto significa que los equipos eléctricos para minería subterránea más pequeños pueden transportar cargas más pesadas de lo que sería posible normalmente con equipos diésel más grandes. Si un camión diésel puede transportar 40 toneladas de material, un equipo eléctrico de minería subterránea del mismo tamaño puede transportar 50 toneladas, y una máquina minera LHD, por ejemplo.

Como consecuencia de la disminución del tamaño de los equipos eléctricos de las minas subterráneas, los túneles también pueden ser más pequeños. Así, es menos necesario excavar nuevas minas destinadas a la maquinaria eléctrica que excavar las construidas para la maquinaria pesada diésel. Con túneles más pequeños transportamos menos roca estéril y ahorramos mucha energía y dinero.

La digitalización en la minería suele ser mal entendida por quienes se muestran escépticos o incluso hostiles a su idea. Creen que la digitalización es sinónimo de cambio e inestabilidad.

Cuando se trata de la verdadera revolución digital de la economía y la sociedad en general, se trata de mejorar la calidad de su trabajo. Las explotaciones mineras pueden llegar a ser "más inteligentes" mediante el uso de tecnologías y procedimientos digitales que les permitan estar instrumentadas, conectadas en red y ser inteligentes gracias a la digitalización.

Simulación virtual

La supervisión continua y las simulaciones virtuales son sólo dos de las muchas capacidades de vanguardia que permiten los modernos sistemas digitales de control y procesos. Corregir problemas en el procesamiento de minerales, por ejemplo, ha sido tradicionalmente un proceso reactivo más que proactivo. Se puede ajustar rápidamente la trayectoria si se accede desde el principio a información dinámica a través de sistemas y software digitales conectados en red.

Minería automatizada

La transformación digital puede hacer posible una mina de entrada cero, completamente automatizada e integrada. Como resultado, las minas se planificarán desde cero con la automatización en mente, con procesos adaptados al yacimiento y sin variaciones en la ejecución. Podremos aprovechar plenamente el flujo de información actual, lo que supone una gran ventaja.

La optimización de los tiempos y frecuencias de carga puede ayudar a reducir el consumo de combustible, el mantenimiento de los vehículos e incluso las distancias de transporte mediante el uso de la tecnología IIoT y el análisis de datos.

Red en nube para la minería

El paso a la nube ya ha cambiado todos los sectores primarios, incluida la minería. Utilizando una plataforma integrada de TI habilitada para la nube y la nube, las actividades de una mina pueden verse a nivel corporativo en tiempo real. Los dispositivos habilitados para la nube permiten a los trabajadores colaborar en tiempo real, lo que aumenta la seguridad y la eficiencia en cualquier operación minera, como las cargadoras subterráneas. Además, los servicios de seguridad e infraestructura basados en la nube pueden reducir los costes al tiempo que mejoran las capacidades.

Es importante señalar que, aunque la transformación digital se centra en hacer que las máquinas subterráneas sean más inteligentes, las nuevas tecnologías y herramientas de hardware, transporte y equipos proporcionan un cerebro y una fuerza sin igual a todas las operaciones críticas.

Minería con IA

Además, estas nuevas tecnologías pueden integrarse con las actividades de transformación digital sin problemas, fusionando la analítica de datos, la IA y el aprendizaje automático con los sistemas unificados de una mina inteligente.

La tecnología de los drones ya se está utilizando en el sector minero con diversos fines, entre ellos aumentar la seguridad sobrevolando regiones potencialmente peligrosas para los trabajadores. Freeport McMoRan, por ejemplo, utiliza drones para ayudar a construir taludes con ángulos más pronunciados para reducir los ratios de desmonte y los residuos de roca antes de extraer el mineral.

Drone en lugar de humano

El análisis con drones puede utilizarse en su lugar cuando hay que enviar a un geólogo o ingeniero geotécnico a condiciones de riesgo. El uso de drones para investigar minas también se ha utilizado para despejar zonas de voladuras, emplear imágenes y escaneado 3D y proporcionar vídeo en directo y datos en tiempo real en regiones no seguras para la inspección humana.

El sector minero seguirá viéndose afectado por los equipos eléctricos para minería subterránea. En 2028, el mercado de la electrificación y la automatización tendrá un valor de $15 mil millones, según un nuevo estudio. Las innovaciones en este campo están siendo impulsadas por el ahorro de combustible, una mayor eficiencia y una mayor producción.

Minería más productiva

Las explotaciones mineras pueden esperar un aumento de la productividad del 30% sólo con sistemas de transporte autónomos. La electrificación puede reducir entre un 20 % y un 25 % los gastos operativos en ventilación y refrigeración de la maquinaria.

Empresas como Rio Tinto y BHP Billiton están desplegando dúmperes autónomos y perforadoras jumbo automatizadas para extraer metales con eficacia y productividad demostradas en la industria minera.

La minería robótica y automatizada es fascinante porque está directamente relacionada con los avances tecnológicos en IA y aprendizaje automático. Más del setenta y siete por ciento de los expertos en minería encuestados por MiningIQ creen que la automatización es la cuestión más crítica. La automatización se está volviendo más crítica que nunca.

La creciente concienciación mundial sobre el valor de nuestros recursos naturales presiona cada vez más a las empresas mineras para que mejoren su comportamiento medioambiental. Afortunadamente, muchos de los avances técnicos que hemos descrito hasta ahora reducen el consumo de combustible, la contaminación, los residuos y el consumo de agua en las explotaciones mineras, lo cual es una buena noticia.

Gestión de residuos

La gestión respetuosa con el medio ambiente de los residuos y el drenaje ácido de las minas, así como la rehabilitación de los yacimientos mineros, pueden contribuir a la recuperación de los ecosistemas.

Pero "volverse verde" no es sólo una campaña de marketing de moda o un intento poco sistemático de las empresas. Por ello, se espera que las empresas mineras se replanteen su estrategia empresarial y se ajusten a la noción de RSE en el futuro (CSR).

Con el énfasis actual en la RSC, ideas mineras como las "minas verdes" y la "minería sin residuos" están a punto de ganar terreno en los próximos años. Uno de los principales objetivos de la "minería verde" es reducir el impacto ambiental de la extracción y el tratamiento de minerales mediante tecnologías innovadoras, operaciones mineras más eficientes y prácticas sostenibles.

Minería sin residuos

Para las empresas mineras, la buena noticia es que volverse "verdes" puede resultarles rentable. Según la Iniciativa de Minería Ecológica, en Ontario (Canadá) se produjo una disminución del 40% en el uso de energía y un ahorro anual de $4 millones.

La "minería de residuo cero" puede parecer imposible, dados los miles de millones de toneladas de residuos inorgánicos o subproductos que los mineros producen cada año. Pero a medida que más mineros analizan detenidamente su producción de residuos, adoptan nuevas tecnologías para ayudar a reducir el volumen.

La extracción de minerales preciosos y hierro a partir de lodos rojos son algunos de los procesos de extracción que se están investigando.

Algunos de los sectores más prometedores para el futuro están surgiendo a medida que la industria mira hacia adelante. Aunque la minería en aguas profundas existe desde hace tiempo, la tecnología submarina apenas está empezando a explorar las posibilidades de este sector.

El futuro de la minería en alta mar

Apenas hemos explorado 5% del océano profundo, por lo que existen enormes perspectivas de extracción directamente en el lecho marino. En las aguas profundas hay metales valiosos que pueden extraerse. Metales como el níquel, el cobalto, el cobre y el magnesio pueden encontrarse en módulos polimetálicos del tamaño de pelotas de softball que cubren el fondo marino. Se utilizan equipos distintos a los de la minería subterránea, pero su finalidad sigue siendo la misma.

Es posible crear formaciones de chimeneas ricas en hierro, plata y oro combinando agua caliente de la corteza terrestre con agua fría. La mayoría de los metales de tierras raras que se encuentran en el océano Pacífico están en formaciones de la corteza submarina y en montañas.

Todas estas formaciones de aguas profundas tienen un enorme potencial y enormes obstáculos para su futura exploración. También se debatirá si las naciones y organizaciones tienen derecho a explotar ciertas partes del océano. Debido a la delicada naturaleza del ecosistema oceánico, los ecologistas están legítimamente preocupados por el efecto de la minería.

Esta nueva frontera de aguas profundas puede marcar el comienzo de una nueva era de productividad minera si estas dificultades se gestionan adecuadamente y se resuelven los obstáculos. Hay que comprar equipos que resistan las condiciones extremas de las aguas profundas a un coste elevado.

Aunque algunas empresas mineras de aguas profundas están abriendo camino, la tecnología aún no se ha probado a gran escala.

Los ingenieros empezaron por retirar los motores diésel y los depósitos de gasolina de los equipos eléctricos de minería subterránea existentes y los sustituyeron por baterías, pero ahora la investigación está adoptando un enfoque más global.. Hoy en día, toda la máquina se construye en torno a baterías y motores eléctricos, creando una máquina más eficiente vehículos eléctricos de minería subterránea, perforadoras de minería subterránea y máquina LHD en minería.