Transformação digital de minas: insights da Vale

Os principais operadores mineiros estão a correr para abraçar a digitalização, a fim de melhorar a segurança e eficiência operacional. Normalmente, este processo envolve a adição da Internet das Coisas (IoT) e plataformas industriais IoT (IIoT) à tecnologia operacional padrão (OT). Estes dois mundos englobam uma enorme variedade de tecnologias. Só para a conectividade, as empresas mineiras podem escolher entre normas como a Long-Term Evolution (LTE) e o Global System for Mobile Communications (GSM) ou protocolos de rede de área ampla de baixa potência (LPWAN), como o LoRa (longo alcance). 

Para ver como os operadores mineiros estão a alavancar estas tecnologias, o líder do IIoT Worldsensing acolheu

com o líder da mina brasileira Vale. Cobrimos as respostas a algumas das questões que ficaram por responder no final da sessão noutro posto, mas aqui entregamos a Luiz Barreto, arquitecto de tecnologia operacional da Vale, para as questões que exigiam a perspectiva de um operador de minas. 

Na Vale, para que tipo de aplicações utilizou as soluções de LPC? Que problemas de negócio resolveu com a Internet das coisas? Qual a tecnologia LoRa que utilizou? Que plataforma IoT implementou?

Luiz: Na Vale estamos a utilizar o IIoT para situações que não são de missão crítica e que têm grandes exigências de dispositivos, ou dispositivos vestíveis/eficientes em termos de bateria. Estamos a implementar soluções IIoT para monitorização de vibrações, rolos e correias transportadoras, estação ambiental, instrumentação geotécnica e exigências de localização e proximidade, entre outras. Não temos uma plataforma específica, em vez disso, temos uma mistura de soluções que foram definidas num roteiro. 

Qualquer que seja o produto que preencha alguma lacuna importante e apoie a nossa arquitectura, é uma opção potencial para adopção.

Quando se trata de automatização de máquinas e gestão remota, prefere utilizar gateways centralizados que irão transmitir os dados de volta para os servidores de análise e recolha? Ou prefere utilizar gateways autónomos para máquinas críticas?

Luiz: Relaciono 'maquinaria crítica' com situações de missão crítica. Estes casos são mais como aplicações OT e devem considerar como críticos todos os bens relacionados com o seu controlo. Todas as partes do sistema devem estar muito próximas, alcançáveis na latência mínima, e ter redundância em todos os aspectos. Contudo, também podemos enviar os dados recolhidos para um nível superior (normalmente numa rede informática ou na nuvem) para aplicações de aprendizagem de máquinas para extrair mais informação, melhorar os processos e relacionar os dados com outras fontes. 

Temos dispositivos instalados nas proximidades da nossa maquinaria crítica e estes dispositivos podem também enviar dados para uma solução centralizada que permitirá uma análise mais avançada. No caso do IIoT, utilizamos frequentemente uma arquitectura centralizada para o fazer, uma vez que a análise de dados é feita numa camada superior, centralizada, e não no campo.

Qual é o principal desafio de comunicação para a IdC na mineração?

Luiz: As empresas mineiras têm normalmente sítios operacionais longe da conectividade pública, pelo que o estabelecimento de meios privados de conectividade é uma obrigação. Não há bala de prata nesta área, e devem ser implementadas diferentes opções de conectividade para as exigências de cada sítio. LoRaWAN para IIoT é uma solução que funciona numa banda livre, ISM, e permite-nos ter a nossa própria rede privada LoRa numa arquitectura simples e a um baixo custo. Outras opções, tais como LTE, 5G, rede Wi-Fi, ou rádios de ligação dedicada, estão ou ficarão disponíveis para diferentes casos de utilização.

As comunicações em movimento são um requisito da Vale nas instalações mineiras? O satélite é uma tecnologia que está a considerar para cobrir esta necessidade?

Luiz: Sim, temos soluções para rádios push-to-talk, bem como rastreio de localização, por exemplo. Alguns equipamentos que se deslocam, tais como perfuradoras autónomas, máquinas de pátio e camiões de transporte, também necessitam de conectividade privada fiável no terreno. O satélite é utilizado para locais remotos onde não temos qualquer conectividade e a latência não é um problema. Estamos também a avaliar ter satélites como segunda opção para redundância de backhaul em situações específicas.

Quais são as suas expectativas em termos de sistemas de arrasto autónomo para os próximos cinco anos?

Luiz: Já dispomos de camiões de transporte autónomo, perfuradoras e máquinas de pátio. Traz grandes benefícios em termos de segurança ao retirar o trabalhador da área operacional, bem como ao proporcionar uma melhor eficiência operacional. Algumas outras empresas mineiras já iniciaram esta viagem e acreditamos firmemente que é algo que está aqui para ficar.

Qual é, na sua opinião, o maior benefício do wireless de longo alcance para a indústria mineira?

Luiz: Os benefícios de LPWANs como LoRaWAN incluem baixo custo, melhor protecção contra o vandalismo em alguns locais (evitar roubo de cabos, por exemplo), ter uma rede privada independente da cobertura pública, e controlo e monitorização centralizada de todos os dispositivos.

Quais serão os potenciais desafios para a procura de TI e OT nos próximos três a cinco anos?

Luiz: Temos um grande desafio na gestão da mudança, redefinindo as normas para TI e OT. Novas exigências terão de ser bem definidas e por vezes cortadas entre TI e OT para que possamos alcançar os melhores resultados.

Na Vale, que plataformas de segurança utiliza para proteger a camada OT/IoT?

Luiz: Na Vale, não misturamos IIoT com OT. Devem residir em zonas de rede diferentes e isoladas, considerando o nosso "centro de gravidade" de segurança, com é OT. Além disso, e normalmente não enviamos dados de IIoT para a Internet. Todas as nossas infra-estruturas são locais ou residem em nuvens privadas.