Desafío
En la minería de pozos verticales, una máquina perforadora excava verticalmente en la tierra para acceder a los minerales situados bajo la superficie. La minería de pozos suele ser más respetuosa con el medio ambiente que la minería a cielo abierto o en franjas, ya que solo se afecta una pequeña zona con la excavación. Para proteger el entorno, es fundamental monitorear los flujos de agua subterránea y los recursos minerales (potasa) mientras se llevan a cabo los trabajos.
La minería de pozos verticales requiere un control estricto sobre la calidad del trabajo y los materiales. El concreto de alto rendimiento, las condiciones óptimas de trabajo y el clima son todos factores variables en el rompecabezas del control de calidad. Cuando se requieren revestimientos, la resistencia a la compresión del concreto es un factor crítico antes de retirar los encofrados. Sin embargo, cada hora que se pueda reducir en la retirada de los encofrados para avanzar a la siguiente sección se traduce en grandes ahorros para el contratista.
En un proyecto de gran envergadura en Canadá, las condiciones del sitio dificultaban la instalación y protección de dispositivos a lo largo de toda la excavación. El diseño requería construir un revestimiento para los pozos desde el fondo hacia arriba. Las limitaciones en el volumen de concreto, el calendario de trabajo y las condiciones subterráneas hacían imprescindible contar con un conocimiento preciso de las propiedades de cada vaciado.
El desafío era que los cilindros de concreto producidos para el control de calidad debían curarse en la superficie, a temperaturas que coincidieran exactamente con las temperaturas medidas en tiempo real a 900 metros de profundidad.
Solución
El socio de Worldsensing, GKM Consultants, recibió el encargo de diseñar, implementar y poner en marcha una solución de gran escala para igualar el curado del concreto en la construcción del revestimiento del pozo.
La innovadora solución de monitoreo que GKM Consultants desarrolló e implementó utiliza arreglos de termistores Geokon 3800 fabricados a medida, conectados a 350 dispositivos de cuerda vibrante de cinco canales de Worldsensing. Las mediciones se realizan automáticamente desde el inicio del vaciado y se transmiten de forma inalámbrica a través de los dispositivos de Worldsensing, el gateway y CMT Edge, hacia una plataforma de análisis de datos local. Estas mediciones se reenvían luego a la superficie, donde un sistema de control toma las lecturas individuales de los termistores y las redirige como valores de consigna para las cajas de curado C3-Match de GKM. Se ha logrado mantener la temperatura de los cilindros de concreto dentro de un margen de 2 °C con respecto a los encofrados en el pozo en todo momento.
Los dispositivos de Worldsensing instalados en el pozo son nodos LoRa de bajo consumo y largo alcance, capaces de leer continuamente los termistores durante meses y transmitir los datos de forma inalámbrica a la plataforma, sin importar la profundidad. Además, esta infraestructura inalámbrica puede ampliarse para integrar instrumentos de monitoreo estructural como galgas extensométricas o extensómetros.
Desde CMT Edge de Worldsensing, los datos de monitoreo se integran con una plataforma de visualización de datos a través de MODBUS TCP. El software proporciona alarmas en tiempo real si alguna de las temperaturas está fuera del rango, si los gradientes térmicos son demasiado altos o si se pierde la comunicación con alguno de los instrumentos. También ofrece capacidades de graficado en tiempo real de las temperaturas tanto de los encofrados de concreto en el pozo como de los cilindros de concreto. Se desarrolló una herramienta personalizada para calcular y graficar curvas de madurez para cada vaciado en tiempo real, proporcionando información clave a los ingenieros y jefes de proyecto.
Vea el video aquí sobre cómo el monitoreo inalámbrico mejora el curado del concreto en la minería de pozos verticales.
Beneficios
Gracias a la tecnología de monitoreo, se puede optimizar el proceso de curado, incluido el tipo y la cantidad de concreto utilizado. Dado que el concreto contribuye a la emisión de gases de efecto invernadero, la huella de carbono del proyecto puede reducirse mediante una optimización adecuada del proceso de curado.
Además, la solución permite ahorrar tiempo y dinero gracias a la implementación rápida tipo “click-and-connect” de los dataloggers y gateways de Worldsensing, así como a una integración fluida del software con CMT Edge y una plataforma de visualización de datos de terceros a través de MODBUS TCP.
Trabajar con una solución de monitoreo inalámbrica y confiable se traduce en bajos costos y esfuerzo de mantenimiento.
Finalmente, la solución de Worldsensing ofrece autonomía y agilidad a la hora de reubicar y configurar dispositivos dentro de la red.
«La adopción de la tecnología de Worldsensing elimina la necesidad de cableado, reduce el monitoreo manual y permite ahorros significativos de hasta un 50 % en la adquisición de materiales e infraestructura y de hasta un 50 % en la instalación, en comparación con otras plataformas de monitoreo que hemos instalado en la primera fase de excavación.»
Alexandre Cosentino, Ingeniero de Minas, GKM Consultants
Ventajas
- El propietario de la mina y los contratistas ahorran tiempo y dinero al producir muestras de concreto de alta precisión y datos procesables en tiempo real.
- La transmisión inalámbrica de datos y el conocimiento del proceso en tiempo real ofrecen una forma sostenible de producir muestras de concreto en la minería de pozos verticales.
- Las mediciones de control de calidad en tiempo real ofrecen una forma rentable de garantizar la productividad.