Nexgen SIMS es un proyecto colaborativo dirigido por un consorcio de socios coordinado por Epiroc y financiado en parte por la Unión Europea. Se completará en abril de 2024 y tiene como objetivo desarrollar tecnologías, métodos y procesos para las minas sostenibles del futuro.

Los socios de Nexgen SIMS dicen que han desarrollado y demostrado recientemente una solución funcional para el paquete de trabajo: manejo autónomo de materiales en el frente. La demostración tuvo lugar a una profundidad de 750 m en la mina de oro Kittilä de Agnico Eagle en Finlandia. Abarcaba un ciclo totalmente autónomo de manipulación de materiales utilizando camiones mineros y cargadores subterráneos Epiroc eléctricos: evaluar el tajeo, llenar el cucharón, trasladarse a un camión minero y depositar el mineral en la caja, todo sin intervención humana.

“La demostración salió perfectamente bien, lo que significa que hemos demostrado una solución autónoma viable para este proceso. En resumen, hemos aumentado el TRL (nivel de preparación tecnológica) para la minería autónoma”, dice Vladimir Sysoev, gerente global de productos Deep Automation – Trucks, en Epiroc. El cargador subterráneo cuenta con sensores 3D y de peso basados ​​en LiDAR y una unidad de procesamiento con algoritmos para controlar la detección, maniobras y conectividad. La solución está integrada con capacidad 5G y depende de la infraestructura del sitio para la conectividad.

“Estas soluciones no habrían sido posibles hace apenas unos años. Eso también es resultado del proyecto, de que hemos probado adecuadamente 5G en un entorno minero real. Todo salió según el plan. Ha sido interesante ver cómo tanto el predecesor LTE como el 5G se han desarrollado con el tiempo y han demostrado ser muy adecuados para estas aplicaciones. El estándar 5G es excelente para soluciones de automatización y Big Data, y también está preparado para el futuro con un amplio espacio para más capacidad y latencia reducida”, afirma Sysoev.

La demostración contiene tres procesos autónomos que son completamente novedosos para la industria minera global: evaluar el tajeo para decidir dónde excavar, llenar el balde con la cantidad correcta de mineral y descargar el mineral en la caja del camión minero mientras se minimizan los derrames. El ciclo de manejo autónomo de materiales en el frente se completa en combinación con el transporte y descarga autónomos hacia y desde el camión minero. Un operador experimentado puede escanear rápidamente la pila de estiércol y decidir dónde empezar a cavar. El truco consiste en elegir el lugar correcto para excavar la pila de manera uniforme y avanzar a través de ella de manera eficiente. Además, los tajeos tienden a ser inestables, por lo que siempre existe el riesgo de deslizamientos.

“Hasta ahora, hemos dependido del ojo humano para decidir dónde excavar, incluso si la excavación en sí se puede realizar de forma semiautónoma. Pero aquí hemos desarrollado algoritmos que pueden tomar decisiones basadas en los datos escaneados y la retroalimentación de la resistencia en la pila. Fue difícil, pero lo resolvimos”, afirma Sysoev.

¿Cómo sabes que has llenado el balde con la cantidad correcta de mineral? Esto podría ser relativamente fácil para un humano pero mucho más difícil para una máquina. Escanear el cucharón no es factible ya que la parte delantera del cargador está situada en un entorno muy duro en el tajeo. Nexgen SIMS ha resuelto el problema midiendo el peso en el cucharón, determinando así el factor de llenado del cucharón.

El procedimiento estándar es hacer coincidir un cargador con un volquete de modo que tres cargas de cucharón llenen la caja. El objetivo es distribuir la carga uniformemente en la caja minimizando los derrames. “Esto fue bastante complicado de resolver. Comenzamos observando cómo suelen trabajar los operadores: elegir un buen lugar dentro de la caja, descargar la carga y luego usar el cucharón para distribuir un poco el mineral si es necesario. Los algoritmos que desarrollamos colocan la primera carga en el frente de la caja, la segunda en la parte trasera y finalmente la tercera en el medio. El sistema también puede utilizar el cucharón para presionar un poco el mineral, lo que refleja los movimientos típicos del operador durante el vertido”, dice Sysoev.

La seguridad es una fuerza impulsora importante para el desarrollo de soluciones autónomas. Es imperativo minimizar la presencia humana en áreas peligrosas de las minas, y la seguridad de la solución también es primordial. “Las máquinas son lo suficientemente inteligentes como para funcionar de forma independiente, pero por razones de seguridad están constantemente controladas. Existe un servidor centralizado que organiza y gestiona el tráfico en las minas. Por lo tanto, necesitamos saber dónde están las máquinas y a qué velocidad van en todo momento. Además, los operadores deben tener acceso instantáneo a la máquina en caso de que algo salga mal. Por esas razones, el sistema está diseñado para detener inmediatamente las máquinas en caso de que las comunicaciones se corten, aunque sea por menos de un segundo”, dice Sysoev.

Otro resultado de soluciones como estas es una mayor productividad. “Un operador experimentado probablemente pueda mover más mineral en un buen día, pero una de las ventajas de confiar en algoritmos es que hay coherencia: se obtiene el mismo resultado cada vez, lo que conduce a una mayor precisión, posibilidades de planificación y productividad a largo plazo. correr. La coherencia es uno de los objetivos que nos hemos propuesto alcanzar”.

Según Jan Gustafsson, director de proyectos de Nexgen SIMS en Epiroc, los esfuerzos de colaboración entre socios de una amplia gama de experiencias son la receta para una innovación exitosa ahora y en el futuro. “La asociación y la cooperación transfronteriza es el camino a seguir. Las operaciones mineras se han vuelto increíblemente complejas y simplemente ya no es posible innovar en silos. Estamos abiertos a más proyectos colaborativos en el futuro. Así es como debemos trabajar”, ​​afirma Gustafsson.

Y añade: “La asociación con Nexgen SIMS ha funcionado muy bien. Hemos seguido basándose en lo que establecimos durante el primer proyecto SIMS, entre 2016 y 2020, y hemos desarrollado procesos y flujos de trabajo que han obtenido resultados. Funcionamos bien como equipo. Hemos logrado lo que nos propusimos: desarrollar soluciones autónomas y demostrarlas en un entorno de producción real. El siguiente paso es fabricar un producto comercializable”.

Nexgen SIMS es un consorcio de 13 socios que colaboran en un proyecto patrocinado por la UE para desarrollar soluciones mineras autónomas, sostenibles y neutras en carbono, basándose en el exitoso proyecto SIMS de 2017 a 2020. Los socios son Epiroc Rock Drills, AFRY – ÅF Digital Solutions, Agnico Eagle Finland, Boliden Mineral, Ericsson, KGHM Cuprum, KGHM Polska Miedź, K+S Minerals and Agriculture, Luleå University of Technology (LTU), LTU Business, Mobilaris MCE, OZ Minerals y RWTH Aachen University. El proyecto ha contado con un presupuesto de 16 millones de euros y se ha desarrollado desde mayo de 2021 hasta abril de 2024.