La industria minera continúa digitalizándose y aprovechando la tecnología en sus operaciones comerciales cotidianas. Los operadores y propietarios de minas están adoptando e implementando tecnologías y aplicaciones específicas para cada industria, diseñadas para aumentar la productividad y la eficiencia, superar los desafíos de la industria, como la escasez de mano de obra y el aumento de la regulación, y mejorar la seguridad de los trabajadores y las comunidades circundantes.

Ahora más que nunca, la necesidad de que las empresas mineras aceleren la adopción de tecnología es fundamental, dada la variedad de desafíos que enfrenta la industria, que incluyen los siguientes:

Demanda creciente:  la sed insaciable de los consumidores por teléfonos inteligentes, vehículos eléctricos, paneles solares y prácticamente cualquier cosa que requiera una batería está impulsando la demanda de los minerales extraídos por la actividad minera. Los analistas del sector creen que se necesitarán cientos de minas nuevas. Las minas existentes y las nuevas deben operar con la máxima productividad y velocidad para satisfacer la demanda.

Preocupaciones laborales:  Conseguir mano de obra calificada y experimentada que pueda reemplazar a una fuerza laboral minera envejecida es un desafío creciente en toda la industria. La migración de talentos a otras industrias significa que las compañías mineras deben recurrir a la tecnología y buscar oportunidades para automatizar y operar de forma remota algunas de las actividades que antes se hacían manualmente y en el lugar.

La seguridad, un problema generalizado:  la minería es una industria intrínsecamente peligrosa. A pesar de los avances en la capacitación en el lugar de trabajo y la introducción de muchas nuevas iniciativas de seguridad, las lesiones fatales en el lugar de trabajo aumentaron un 41 % en 2023, según el Departamento de Estadísticas Laborales de EE. UU. Mejorar la seguridad es una preocupación primordial para los operadores mineros.

Impacto ambiental:  Incluso en condiciones normales, la minería es perjudicial para el medio ambiente, ya que provoca socavones, erosión y emisiones químicas. Las fallas y los accidentes pueden ser catastróficos. Los operadores están bajo un mayor escrutinio y presión para minimizar su impacto ecológico, incluida la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) y la protección de las tierras circundantes donde se lleva a cabo la actividad minera.

Para abordar estos y otros desafíos y seguir siendo competitivos, al tiempo que aprovechan las oportunidades de crecimiento, las empresas mineras están recurriendo a una variedad de tecnologías para mejorar las operaciones y la seguridad. El monitoreo de las minas es un área clave en la que los propietarios y operadores de minas pueden implementar tecnologías de última generación para mejorar la eficiencia operativa, reducir los costos y reducir drásticamente el riesgo.

La necesidad crítica y creciente de monitoreo

La naturaleza peligrosa de los sitios mineros, donde enormes máquinas excavan y extraen continuamente materiales peligrosos y donde se utilizan con frecuencia productos químicos nocivos en los procesos mineros, hace que el monitoreo continuo de un sitio minero sea crucial para la seguridad de los trabajadores en el lugar y la comunidad circundante. El derrumbe de una pared del pozo o una fuga en una plataforma de lixiviación pueden tener graves consecuencias para la salud, la seguridad y el medio ambiente. Cuanto más se pueda monitorear y rastrear en tiempo real, mayor será la oportunidad de identificar y abordar problemas menores antes de que se conviertan en problemas mayores que pongan en peligro las operaciones comerciales y las vidas.

No faltan condiciones y factores a monitorear en cualquier sitio minero.

Estabilidad:  A medida que se excava y se extraen materiales y se trasladan de un lugar a otro, los mineros deben observar la aparición de cualquier desplazamiento o deformación lateral u horizontal y marcar cualquier cambio a medida que se produce el asentamiento y el movimiento de la tierra.

Agua:  La gestión del agua es siempre una preocupación importante en las operaciones mineras. El mayor yacimiento Superfund de los Estados Unidos en la actualidad se creó cuando se apagaron las bombas de drenaje cuando se abandonó el pozo de la mina de Berkeley en 1982. Las precipitaciones y el agua subterránea se combinaron con altas concentraciones de metales remanentes como arsénico, cadmio, zinc y ácido sulfúrico para crear un lago tóxico que contaminó el agua subterránea y amenazó el suministro de agua de las ciudades cercanas. El monitoreo del flujo de agua, los niveles de agua y la presión pueden ayudar a los operadores a protegerse contra inundaciones durante los procesos de drenaje.

Relaves:  Los materiales sobrantes y el agua contaminada que se filtra de los minerales deben controlarse en las instalaciones de relaves para garantizar que los contaminantes no se escapen y amenacen el suministro de agua de una comunidad cercana. La falla de un sitio de relaves y de las presas de tierra que contiene puede acabar con toda una mina.

Ferrocarril:  Los sitios mineros más grandes con sistemas ferroviarios necesitan comprender el estado de las vías para garantizar que los materiales puedan trasladarse sin problemas y sin amenazas de descarrilamiento o demoras debido a fallas.

Productos químicos:  Los trabajadores deben estar constantemente atentos a la presencia y los niveles de productos químicos peligrosos almacenados en el lugar, como el cianuro.

Clima:  Los operadores deben tener un conocimiento constante de la situación del entorno alrededor del sitio de la mina, incluidas las condiciones climáticas cambiantes o anomalías que van desde pequeñas vibraciones hasta grandes terremotos.

En una mina, todo sucede en un momento dado y las fallas pueden ocurrir rápidamente. Incluso el evento negativo inesperado más pequeño puede crear un efecto dominó que conduzca a una crisis. Un monitoreo efectivo y proactivo puede ayudar a los propietarios y operadores de minas a tomar conciencia de un problema antes de que se salga de control.

Dada la amplitud de las variables que se deben monitorear en una mina típica, los operadores deben adoptar un enfoque de monitoreo modernizado y basado en tecnología. Desafortunadamente, incluso cuando la digitalización se ha afianzado, demasiados operadores mineros dependen de enfoques de monitoreo obsoletos, manuales y propensos a errores.

Las distintas formas de monitoreo de sitios mineros

En muchos casos, hoy en día, el monitoreo todavía lo realizan seres humanos que visitan periódicamente las minas para tomar lecturas y recopilar datos manualmente desde varios dispositivos. Este enfoque obsoleto tiene muchos inconvenientes. Además de consumir mucho tiempo y ser ineficiente, el monitoreo manual impide que los operadores de la mina en la sede central tengan acceso a datos en tiempo real y a información sobre las condiciones de la mina. La información solo está disponible con la frecuencia con la que los inspectores visitan físicamente la mina. El monitoreo manual de esta manera también es extremadamente costoso, ya que decenas de empleados viajando a múltiples sitios mineros, a menudo en lugares lejanos y de difícil acceso, lo que supone un gasto considerable. Por último, cuando los empleados dedican su tiempo a viajar a los sitios y realizar lo que es esencialmente una tarea administrativa, no se dedican a un trabajo más significativo que podría contribuir directamente a aumentar la producción minera y los ingresos.

Las empresas mineras que buscan automatizar y mejorar el monitoreo han adoptado diferentes enfoques. Algunas han implementado sistemas de cableado en los que los ingenieros cavan zanjas y colocan nodos capaces de recolectar datos en varios puntos a lo largo del camino. Estos sistemas requieren mucho mantenimiento y parecen necesitar reparaciones constantes, ya que los cables se dañan con frecuencia durante las operaciones mineras circundantes. En realidad, los sistemas de zanjas y cables son solo moderadamente más eficientes que el monitoreo manual, ya que aún se necesitan humanos para recolectar datos de los nodos.

Otros han recurrido a sistemas de redes de radio en malla, que cuentan con múltiples puertas de enlace y repetidores capaces de transmitir mensajes y datos en un entorno cerrado. Las redes en malla son notoriamente complejas de instalar y mantener, y requieren un alto nivel de conocimientos técnicos que muchas empresas mineras pueden no poseer. Debido a que los nodos y repetidores deben estar cerca unos de otros para transmitir datos de manera efectiva, los sistemas a menudo necesitan tener múltiples equipos, lo que aumenta la probabilidad de fallas y plantea dificultades para la resolución de problemas.

Monitoreo en tiempo real con tecnología de sistemas de monitoreo inalámbrico LoRa

Los sistemas más nuevos y con mayor capacidad tecnológica disponibles en la actualidad para el monitoreo de minas son aquellos que funcionan con tecnologías LoRa, o radio de bajo alcance. Con conectividad de largo alcance y comunicaciones de bajo consumo que funcionan con baterías de larga duración, LoRa es ideal para las minas. Los sistemas LoRa son extremadamente fáciles de configurar, requieren poco mantenimiento una vez instalados y pueden transmitir datos entre sensores y registradores a distancias mucho mayores que las redes en malla. Los sensores son resistentes a condiciones adversas y se pueden configurar para monitorear cualquier cosa en el sitio minero. Los sistemas de software LoRa se pueden instalar sin la participación de electricistas o ingenieros costosos y se pueden integrar con sensores existentes, lo que evita la necesidad de quitar equipos antiguos.

En una mina de oro a cielo abierto en Nevada, los operadores estaban preocupados por las filtraciones de agua causadas por el agua de escorrentía de una montaña cercana. Buscaban una forma eficiente y rentable de monitorear continuamente las fugas, los cambios en los niveles de agua y las condiciones de las estaciones de drenaje y bombeo. Al implementar un sistema inalámbrico alimentado por LoRa, con piezómetros de medición del nivel de agua conectados a registradores vibratorios, los operadores pudieron obtener datos regulares y confiables sobre los flujos y niveles de agua, lo que protegió y mejoró las operaciones a una fracción del costo que se necesitaría para el monitoreo manual.

En un importante yacimiento de extracción de arenas petrolíferas de Canadá, una gran empresa energética había estado recopilando manualmente lecturas de más de 2000 piezómetros para medir la presión de los poros y los niveles de humedad alrededor de una presa de relaves. Debido al volumen, las lecturas solo se podían tomar una vez por semana y con menos frecuencia durante los gélidos inviernos comunes en el norte de Alberta. Al instalar un sistema de monitoreo alimentado por LoRa, la empresa canadiense pudo aumentar la frecuencia de monitoreo en 40 veces y dedicar más tiempo a analizar y usar datos para optimizar el rendimiento y menos tiempo a recopilarlos.

Además del acceso a datos en tiempo real y el conocimiento de la situación, los sistemas de monitoreo con tecnología LoRa ofrecen varios beneficios adicionales, incluso desde una perspectiva de recursos humanos y laborales. En lugar de salir y recopilar lecturas, los empleados valiosos pueden tener más tiempo para dedicarse a la planificación y las actividades comerciales importantes. Al reducir los viajes a las minas y aprovechar un sistema que utiliza menos materiales y equipos, los sistemas de monitoreo LoRa también pueden permitir a las empresas mineras mejorar su huella ambiental.

La adopción de un enfoque de monitoreo modernizado y habilitado con tecnología también tiene implicaciones para la continuidad y la productividad del negocio. Cada vez que la actividad minera se ve obligada a detenerse debido a un problema que podría haberse identificado con anticipación, equipos costosos quedan inactivos, los trabajadores son improductivos y se pierde dinero. Los datos capturados a partir del monitoreo brindan información que puede fundamentar decisiones comerciales basadas en análisis.

Desde la exploración hasta la prospección y la producción, el monitoreo en tiempo real debe implementarse en todas las fases del ciclo de vida de la mina. Los avances tecnológicos, como los sistemas de monitoreo inalámbrico, ahora ofrecen a los propietarios y operadores de minas nuevas oportunidades de mayor visibilidad y acceso en tiempo real a los datos que pueden optimizar las operaciones y mejorar la seguridad a medida que aumenta la demanda minera. 

Por: Kelsey Kidd