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Monitorización geotécnica automatizada en las minas brasileñas

Monitorización geotécnica automatizada en las minas brasileñas

Visión general

8 puntos clave que debe cumplir su solución de supervisión

Como líder mundial en soluciones de monitorización remota de IoT -con muchos años de experiencia en el soporte a minas brasileñas en la automatización de la monitorización geotécnica de taludes y tranques de relave, entre otros-, hemos recopilado una lista de criterios para ayudarle a elegir la solución de monitorización remota de IoT adecuada para su próximo proyecto.

1. Validación oficial por organismos del sector

En Brasil hay registradas unas 662 presas de relaves, aunque sólo se dispone de las coordenadas de 317 de ellas en los registros públicos nacionales de presas mineras de Brasil. Muy pocas de ellas están suficientemente vigiladas. Los organismos del sector, como el Consejo Internacional de Minería y Metales (ICMM), recomiendan encarecidamente la necesidad de vigilancia tras desastres mineros como los de Brumadinho y Mariana. Las nuevas normativas obligan a las empresas mineras a vigilar más de cerca los tranques de relaves debido al alto riesgo de fallo de las estructuras implicadas. La monitorización del rendimiento, utilizando tecnología fiable y respetuosa con el medio ambiente, es fundamental para la gestión de las instalaciones de relaves. Worldsensing ha sido identificada en 2022 por el ICMM como uno de los principales actores en el mercado de la monitorización de tranques de relave.

2. Certificación

Como uno de los primeros proveedores en dar soporte a la digitalización de la monitorización en las minas, Worldsensing ha estado suministrando tecnología de monitorización remota IoT a minas de todo Brasil desde 2018 y ha sido oficialmente certificada por ANATEL desde 2019. Varias presas de relaves en Brasil han seleccionado nodos de datos de largo alcance LoRA certificados por ANATEL y gateways de Worldsensing para minimizar el riesgo de fallas en las presas de relaves sin incurrir en costos significativos de cableado y mantenimiento. Las redes de monitoreo basadas en LoRa proporcionan una de las soluciones más eficientes para superar los desafíos de monitoreo de las presas de relaves, donde los enfoques tradicionales, como las lecturas manuales o basadas en cables, pueden estar sujetos a errores por el envejecimiento de los equipos, la mala instalación, la calibración incorrecta y el vandalismo.

3. Colaboración con las principales empresas mineras

La corporación minera líder VALE está utilizando soluciones remotas IoT para la monitorización de vibraciones, rodillos y cintas transportadoras, estación medioambiental, instrumentación geotécnica y demandas de localización y proximidad, entre otras. Worldsensing está apoyando al gigante minero para automatizar la monitorización geotécnica de algunos de sus activos mineros a través de la transmisión de datos de red de área amplia de baja potencia (LPWAN).

Aunque se utilizan tecnologías de transmisión de datos como LTE (Long Term Evolution), 5G, malla Wi-Fi o radios de enlace dedicadas en función del caso de uso específico, Luiz Barreto, arquitecto de tecnología operativa de VALE señala que las ventajas de LoRAWAN son que funciona en una banda libre, ISM, y permite a las minas establecer sus propias redes LoRa privadas en una arquitectura sencilla y a bajo coste.

4. Conectividad fiable y probada sobre el terreno

«Las empresas mineras suelen tener emplazamientos operativos alejados de la conectividad pública, por lo que establecer medios privados de conectividad es imprescindible. No existe una solución milagrosa en este ámbito, y deberán implementarse diferentes opciones de conectividad para las demandas de cada emplazamiento», explica Luiz Barreto, arquitecto de tecnología operativa de Vale.

Solo para la conectividad, las empresas mineras pueden elegir entre estándares como LTE y el Sistema Global de Comunicaciones Móviles (GSM) o los protocolos LPWAN. VALE utiliza la tecnología inalámbrica LoRa de Worldsensing para supervisar posibles puntos de riesgo en sus instalaciones.

«Entre las ventajas de las LPWAN como LoRaWAN se encuentran el bajo coste, una mejor protección contra el vandalismo en algunos emplazamientos, disponer de una red privada independiente de la cobertura pública y el control y supervisión centralizados de todos los dispositivos», señala Barreto.

LoRa, como tecnología LPWA, sigue siendo líder en alcance en comparación con otras tecnologías como Mesh. LoRa también cuenta con una sensibilidad de radio de hasta -137 dBm, lo que hace que la señal sea hasta 32 veces más fuerte que otras soluciones de monitorización inalámbrica.

Además de una conectividad fiable, la flexibilidad y adaptabilidad de la red son fundamentales. Dado que los tranques de relave se levantan sucesivamente a lo largo de la vida de una mina concreta, pueden añadirse nuevos sensores en cualquier momento para mejorar el plan de vigilancia. Los nodos y sensores de Worldsensing pueden instalarse y reinstalarse dinámicamente.

5. Capacidad de detección de eventos

La estabilidad de los taludes y la capacidad de rastrear la deformación y el desplazamiento del terreno son importantes para garantizar la seguridad de las operaciones mineras, especialmente en torno a los tranques de relave. Al elegir una solución de monitorización remota inalámbrica IoT, es esencial obtener datos de monitorización con mayor frecuencia cuando se han superado los umbrales para determinar si una estructura es estable o si su integridad está comprometida. Con la Solución de detección de eventoslos movimientos del terreno se supervisan mediante inclinómetros inalámbricos Tilt90 que envían una alerta a una plataforma de software cuando se supera un umbral. De este modo, los operadores mineros pueden tomar decisiones basadas en datos sobre cómo gestionar las amenazas potenciales que suelen desencadenar las lluvias torrenciales u otros factores ambientales.

6. Asociaciones e integraciones establecidas

A la hora de elegir una solución de vigilancia, es innegociable asegurarse de que el proveedor ha establecido asociaciones en su región. Gracias a la experiencia y capacidad de socios líderes mundiales en minería como Tetra Tech, Trimble Geospatial, Sixense Group y GKM Consultants, el equipo de Worldsensing tiene un historial probado de soporte a operaciones mineras seguras, proyecto a proyecto.

Además de las asociaciones establecidas, la solución que elija debe integrarse con los principales equipos de instrumentación y supervisión. La tecnología Worldsensing es compatible con la más amplia gama de sensores geotécnicos, geoespaciales y estructurales, y permite la integración de datos con software de terceros a través de diversos protocolos como MODBUS, FTP y MQTT.

7. Implantaciones en el mundo real

Junto con el socio brasileño de Worldsensing, Tetra Tech, la tecnología de Worldsensing se ha desplegado en una mina con un complejo sistema de vigilancia de tranques de relave que abarca 22 presas para recopilar datos en tiempo real de varios sensores, incluidos piezómetros, sensores de nivel de agua e inclinómetros.

El reto consistía en encontrar una forma rentable de enviar los datos a un servidor de base de datos y a una estación de trabajo, dado que un emplazamiento incluía siete presas con un alcance de radio de 7 km. Tetra Tech optó por utilizar la solución de monitorización inalámbrica de Worldsensing e instaló una red de 467 registradores de cuerda vibrante, analógicos y digitales, para enviar datos en tiempo real a 10 gateways conectados a la red privada de la mina.

8. Retorno de la inversión medible

Como se vio en el proyecto de los 22 tranques de relave, la solución de Worldsensing permitió ahorrar hasta un 30% en la adquisición de materiales e infraestructuras y hasta un 40% en la instalación. Los datos fiables e inalámbricos basados en LoRa sobre el comportamiento de la presa ayudan a minimizar los riesgos y a mejorar la seguridad no solo de los empleados de la mina, sino también de las comunidades locales.

La mina informa:

  • Ahorro de hasta un 30% en la adquisición de materiales e infraestructuras.
  • Reducciones de costes de hasta el 40% en la instalación.
  • Riesgo minimizado gracias a la mejora de los datos.
  • Pleno cumplimiento de las normas de seguridad.

«La adopción de la tecnología Worldsensing IoT elimina la necesidad de cableado, reduce la monitorización manual y permite ahorros significativos de hasta el 30% en la adquisición de materiales e infraestructura y de hasta el 40% en la instalación», ilustra Leonardo Santana, Geotechnology Technical Leader, Tetra Tech.

Resumen

Al elegir una solución para automatizar su monitorización geotécnica a través de IoT en Brasil, busque la validación oficial del ICMM, la certificación de ANATEL, colaboración(es) y/o proyectos con empresas mineras líderes, conectividad LoRa adaptable y flexible probada en campo de la tecnología, así como capacidades de detección de eventos, una empresa con asociaciones establecidas en su región y una amplia cartera de integraciones de 3 partes e implementaciones en el mundo real en su vertical y un equipo que pueda mostrar un ROI medible de la implementación de su tecnología en el campo.