Plataforma de control y de datos centralizados cumple función clave en las iniciativas de optimización de operaciones de minería
Por Hein Hiestermann, director global de Industrias de Metales, Minería y Cemento de Rockwell Automation
Desde el cierre del último superciclo, muchas empresas mineras se enfocaron en la optimización.
Es el enfoque lógico: maximizar las recuperaciones de minas existentes ahora y retomar la explotación de nuevos lugares cuando los precios de los commodities vuelvan al nivel anterior. Sin embargo, la presión por optimizar también llega en un momento especialmente oportuno. Los avances en tecnologías de control, junto con el avance de las minas "inteligentes" o conectadas, ayudan a las mineras a visualizar las operaciones y a perfeccionar el control de procesos general como nunca antes.
Probablemente, el elemento más importante en cualquier iniciativa de optimización de una mina sea un sistema de control distribuido (DCS) moderno.
Un DCS moderno conecta todos los aspectos de una operación de minería, desde el lugar de extracción, hasta el transporte del material y, en última instancia, el procesamiento y la refinación. Este enfoque de control total de la mina elimina muchos de los problemas relacionados con el uso de sistemas múltiples y desconectados, para áreas distintas o distantes. Cuando un sistema de control unificado no controla las operaciones, las fuentes de datos se vuelven compartimentadas (verdaderos silos), lo que dificulta rastrear los materiales en lugares amplios y la sincronización de los procesos.
Un DCS moderno facilita todo esto. Además, permite un control centralizado y elimina los silos de datos y, por lo tanto, crea una única versión de control en la operación de toda la mina.
Control e información estandarizados
Un DCS moderno unifica los recursos específicos de sistemas separados e independientes, en una única plataforma. Estos recursos incluyen control integrado de procesos, de sistemas discretos y de motores, beneficios que las mineras utilizan hace décadas. El DCS se puede adaptar a los requisitos de cualquier mina, al brindar una arquitectura altamente confiable, además del rendimiento y la confiabilidad que las operaciones de minería requieren. También ofrece un conjunto detallado de funciones de programación de control de procesos estandarizadas, que brindan acceso a información ilimitada de la planta y las operaciones.
Después de la implementación, un DCS moderno puede generar un alto rendimiento en la operación minera, lo que aumenta sustancialmente la productividad de una mina. A partir de ese momento, se pueden aplicar tecnologías de control avanzado, como el control predictivo basado en modelos (MPC) para obtener rendimiento y productividad adicionales.
Optimización de una mina
En comparación con el enfoque de control más tradicional, un DCS moderno puede hacer que las operaciones mineras sean más eficientes, mejorar la productividad y reducir los riesgos.
Un buen ejemplo es el uso de sistemas de control distintos para áreas separadas de una mina, lo que puede impedir que esas áreas "conversen" entre sí. Tenga en cuenta el daño que puede generar que los operadores de un área de excavación no tengan visibilidad en gran parte de los eventos de un área de procesamiento. Si esa área de procesamiento se detiene, pueden ocurrir acumulaciones inesperadas y caras en un transportador de material, lo que puede provocar la paralización de las operaciones de excavación y molienda.
Sin embargo, con un DCS moderno, la información desde cualquier punto de la mina se puede compartir de manera instantánea con otras partes interesadas, en cualquier lugar. Los gerentes y operadores pueden ver lo que ocurre en tiempo real y hacer los ajustes necesarios, si el proceso se interrumpe.
Un DCS moderno también puede brindar mejor visibilidad sobre el rendimiento de los equipos a fin de reducir el tiempo de inactividad. Por ejemplo:
- Los medidores de caudal inteligentes pueden detectar fallos y errores, además de posibles problemas de proceso, como flujo parcial resultante de una tubería bloqueada o con fuga.
- La visibilidad de un centro inteligente de control de motores puede revelar anormalidades, como corriente elevada en una bomba, e indicar problemas en los equipos o en el proceso, antes que se generen daños graves.
Problemas como esos se pueden pasar por alto fácilmente o generar lecturas falsas en sistemas convencionales, lo que provoca fallos demorados y de difícil resolución.
Manejo de la complejidad
La gestión de la calidad es otra área en la cual la visibilidad puede hacer una gran diferencia. En la mayoría de las minas, los lugares de excavación deben alimentar las plantas de procesamiento con mineral de calidad estable. Sin embargo, puede ser complicado rastrear varias pilas de mineral que presentan calidades distintas. Un DCS moderno puede ayudar a manejar esa complejidad, al rastrear grandes volúmenes de materiales y sus distintas calidades en todo el proceso de producción. Esto permite lograr una calidad constante.
Además de esas ventajas operativas, un DCS moderno también puede ayudar a reducir el costo total de propiedad. Al estandarizar la tecnología en una mina, un DCS moderno puede reducir los costos del ciclo de vida útil relativos a la ingeniería, inventarios, capacitación, mantenimiento y futuras expansiones del sistema. El sistema también puede recopilar datos del consumo de energía para ayudar a las empresas mineras a elaborar una estrategia de gestión energética.
Después de la recuperación
A medida que los commodities empiecen a recuperar sus precios, las empresas mineras dirigirán el enfoque de las minas existentes a las nuevas.
Normalmente, una parte del proceso de planificación de una nueva mina incluye programar la revisión del sistema de control a cada diez años, o aproximadamente. Estas revisiones pueden exigir la interrupción completa de la mina, y una acción total de eliminación y reemplazo de la tecnología de control.
No obstante, un DCS moderno puede operar en un estado de renovación continua. Los sistemas individuales se pueden reemplazar cuando lleguen al final de su vida útil, y se pueden utilizar diagnósticos predictivos para proporcionar una alerta anticipada al acercarse a ese final. También se pueden actualizar a medida que cambien los requisitos de rendimiento.
Esto ayuda a reducir el tiempo improductivo, además de eliminar revisiones de la infraestructura caras y prolongadas; y refuerza el punto de que un sistema de control, aunque solo represente un 1% del total de las inversiones, puede tener un impacto largo y duradero en las operaciones mineras de varios miles de millones de dólares.
Productor de platino mejora la visibilidad con el DCS
Para tener una idea de lo que puede hacer un DCS, un buen ejemplo es la mayor empresa de extracción de platino del mundo.
Anglo Platinum, de Sudáfrica, procesa casi el 40% de todo el platino recién extraído por año. La empresa enfrentaba desafíos con el envejecimiento del sistema de control de procesos de su planta de refinación de metales preciosos. El sistema no atendía necesidades de procesos complejos, era difícil actualizarlo porque contaba con equipos de varios proveedores y exigía un conjunto de habilidades específicas.
De esa manera, la empresa deseaba actualizar el sistema de control para cumplir con el proceso de refinación compleja para los siguientes 10 a 15 años.
Después de implementar el DCS moderno de PlantPAx, de Rockwell Automation, y configurarlo para los requisitos específicos de la planta de refinación, Anglo Platinum obtuvo acceso a datos del proceso en tiempo real. Ahora, los operadores pueden utilizar esos datos para rastrear recetas en tiempo real, incluida la comparación de lotes y KPI, e identificar si un lote se desvía de sus parámetros y cuándo lo hace. Y, entonces, pueden llevar a cabo los ajustes necesarios.
"Nuestros operadores obtuvieron información valiosa para ayudarlos a entender por qué un determinado lote tardó 20 horas en producirse, cuando debería tardar 16 horas", afirma Hermanus du Preez, experto en tecnología de control de Anglo Platinum. "Esa mejor visibilidad nos permitió identificar restricciones en los procesos de refinación que no siempre se detectaban".
El nuevo sistema también redujo la variabilidad de los lotes con la visibilidad de los procesos. Como el sistema era de un único proveedor, también se facilitó la implementación y la personalización para cumplir con los requisitos de proceso exclusivos de la empresa.
