La minería extrae oro de los datos

Bajo tierra, las condiciones ambientales de una mina no ponen fácil la digitalización del sector. Sensores y comunicaciones se enfrentan a un reto tecnológico que no existe en otros sectores. Por eso, "a pesar de que la industria 4.0 ofrece un amplio espectro de soluciones de conectividad, adquisición de datos y tecnologías inteligentes, la industria minera avanza lentamente hacia la adopción de este tipo de soluciones innovadoras en comparación con industrias de tipo manufacturero", señala María García Camprubí, integrante del equipo de Simulación Multifísica y Multiescala de Itainnova. Coordina el proyecto Dig_IT, que, con 7 millones de euros de financiación procedentes del programa Horizonte 2020 de la Unión Europea, se ha propuesto digitalizar los procesos y operaciones de la industria minera, con el fin de hacerla más segura, más eficiente y más sostenible.

Durante cuatro años, los 16 socios de nueve países –España, Italia, Grecia, Chipre, Bélgica, Alemania, Finlandia, Reino Unido y Noruega– desarrollarán y validarán una plataforma industrial de internet de las cosas (IIoTp) que recopilará datos de la industria minera y los transformará en conocimiento.

"La plataforma integrará datos de diversa naturaleza: personas, máquinas, entorno y mercado. A nivel humano, se tomarán datos biométricos de los trabajadores, su localización y condiciones ambientales en su puesto de trabajo. Por otro lado, se monitorizará la operación, posición y estado de las máquinas, vehículos y herramientas involucradas en las operaciones mineras. Para caracterizar el entorno, se registrarán las condiciones ambientales (calidad del aire y agua, temperatura) y del terreno (estabilidad de laderas, sísmica). Por último, la herramienta incluirá datos de mercado (oferta-demanda, precios de las materias primas)", detalla.

La plataforma IIoT, producto final del proyecto Dig_IT, se aplicará y validará en cinco minas: La Parrilla, mina a cielo abierto para la extracción de tungsteno ubicada en Almoharín (Cáceres); Marini Marmi (Italia), mina de mármol subterránea; Titania (Noruega), mina a cielo abierto de ilmenita; Sotkamo (Finlandia), mina de plata subterránea; y Hannukainen (Finlandia), mina a cielo abierto en proceso de reapertura para la extracción de hierro, cobre y oro.

Itainnova liderará la integración de todos los subsistemas que conformarán la plataforma IIoT, su validación y su puesta a punto en los cinco casos de uso del proyecto. En el área técnica, desarrollará los gemelos digitales de la plataforma. También creará un comité asesor e implementará una plataforma blockchain.

Gemelos digitales

Sensores, telecomunicaciones, análisis de datos, modelización y simulación numérica, gemelos digitales... Son tecnologías que concurren en el proyecto Dig_IT. El Grupo de Simulación Multifísica y Multiescala de Itainnova será el responsable técnico de la generación de los gemelos digitales fluidodinámicos, centrados en la calidad del aire y el tratamiento de agua. Se trata de modelos que predicen el comportamiento en tiempo real del sistema en estudio. Gracias a ellos, explica García Camprubí, "se pueden predecir zonas de acumulación de gases contaminantes o partículas suspendidas en el aire, donde el riesgo para la salud del operario es elevado, aunque no se disponga de ningún sensor en esa zona". Utilizando Caelia Twinkle, herramienta desarrollada por Itainnova, "un gemelo digital de la calidad del aire de una mina subterránea, basándose en resultados de simulación fluidodinámica, puede predecir en tiempo real la distribución de los contaminantes en todo el volumen de aire de la mina a partir de los datos proporcionados en ese mismo instante por los sensores de gases instalados".

Mapas de riesgo en tiempo real, máquinas localizadas y sistemas de apoyo a la toma de decisiones

¿Hay algún riesgo en la mina que comprometa la salud de mis operarios? ¿Dónde está ese riesgo? ¿De qué tipo es: geotécnico, contaminación acústica, contaminación ambiental, maquinaria? Este es el tipo de preguntas que se espera que ayude a responder la plataforma industrial de internet de las cosas que verá la luz en el marco del proyecto europeo Dig_IT. Su coordinadora, María García Camprubí, comenta que se espera que la plataforma "alerte en tiempo real de diferentes tipos de riesgos asociados al propio proceso de extracción, como por ejemplo alertas sobre la concentración de contaminantes en el aire en el entorno de los puestos de trabajo de los operarios o alertas sobre la estabilidad del terreno". Para ello, la plataforma generará y mostrará en tiempo real mapas de riesgo en la mina.

La plataforma IIoT monitorizará también la localización y la operación de toda la maquinaria involucrada en los procesos de la mina. "El análisis de dichos datos permitirá realizar el mantenimiento predictivo de la maquinaria y gestionarla mejor, optimizando recursos", indica. De este modo, podrán responderse preguntas como dónde y en qué estado se encuentran las máquinas. "Si alguna está a punto de fallar, supondría un riesgo para el operario o una disminución de la producción", añade García Camprubí.

Una plataforma como la que va a desarrollarse en este proyecto permitirá también saber cómo es más eficiente operar la mina. Si me pregunto cómo puedo optimizar mis recursos y minimizar costes de operación, contaré con una herramienta digital para apoyar la toma de decisiones, valoraciones y acciones en una organización o una empresa. "Los resultados de los algoritmos y modelos embebidos en la plataforma se mostrarán en un sistema de apoyo a la toma de decisiones (DSS, por sus siglas en inglés)", señala. El DSS "analizará cantidades masivas de datos, compilando información completa que se puede utilizar para resolver problemas y en la toma de decisiones".

-Ir al suplemento Tercer Milenio