Siemens: un impulso en seguridad y velocidad

Cuando los operadores de la mina Grasberg en Papua, Indonesia, decidieron que era hora de hacer la transición a la minería subterránea, encontraron en Suecia la inspiración para sus operaciones. El resultado es un mejor ambiente de trabajo para su personal.

El ambiente en las minas subterráneas es cualquier cosa menos agradable: espacios estrechos, calientes y ruidosos. No importa el nivel de atención de los trabajadores respecto a la seguridad, siempre abundan los riesgos. Por ejemplo, una piedra perdida puede golpear fácilmente a los operadores cuando se trabaja con trituradoras. Por lo tanto, al planificar las operaciones mineras subterráneas en la mina Grasberg en Papua, Indonesia, la empresa propietaria Freeport-McMoRan Copper & Gold Inc. buscaba una alternativa que permitiera operar con la menor cantidad posible de personas en este ambiente hostil. Su búsqueda los llevó a la mina Kiruna en Suecia. En Kiruna, la minería subterránea se ha estado llevando a cabo de forma remota desde 2012.

Los operadores trabajan en una sala de control con control climático: su conexión con la mina subterránea se realiza a través de una pantalla y un joystick para controlar la maquinaria. Al final, Midroc, socio de la solución de automatización y experto en minería de Siemens, la compañía que implementó la solución de minería subterránea para la mina Kiruna, fue contratada en 2015 para instalar un sistema similar en Indonesia. El corazón de la solución es Simatic PCS 7 para el sistema de control distribuido (DCS). Por cierto, Grasberg no era ajeno a la tecnología de Siemens, ya que la compañía había entregado previamente las unidades de molino sin engranajes y la instrumentación de nivel para la celda de flotación.

Tiempo para avanzar bajo tierra

Desde 1973, Grasberg ha estado operado como una mina a cielo abierto. Sin embargo, la mina a cielo abierto no puede hacerse más profunda y las operaciones ahora deben pasar a un nivel subterráneo El esfuerzo bien vale la pena: Grasberg contiene el depósito de oro más grande del mundo y el tercer depósito de cobre más grande de la tierra. “Las operaciones subterráneas se encuentran actualmente en diferentes etapas de implementación, sin embargo, el DCS de Siemens es vital para tres áreas”, dice Mark Yseboodt, gerente de desarrollo de ventas para la automatización de minas. El primero es la mina en bloques subterráneos. La minería en bloques es una forma altamente eficiente de minería subterránea.

Los grandes bloques de mineral se cortan desde abajo, lo que permite que el mineral caiga por su propio peso. Después de caer, el mineral se lleva a los puntos de carga y se transporta a una trituradora. El mineral triturado se carga en trenes autónomos y se transporta a una estación de descarga, desde donde se lleva a la superficie.

La instalación en la mina de bloques subterráneos aún está en curso, y está previsto que finalice a fin de año. Para poner el alcance de las operaciones en perspectiva, habrá 20 galerías de canal inclinado con un total de 121 puntos de carga y casi la misma cantidad de trituradoras, más tres estaciones de descarga. Un total de once trenes de producción y cinco locomotoras de servicio recorrerán los 28 km de ferrocarril electrificado, que cuentan con un sistema de catenaria Siemens.

Un sistema CCTV con 220 cámaras permitirá a los operadores en el centro de control monitorear todas las actividades en tiempo real. En la etapa de máxima producción, la mina producirá 160.000 toneladas diarias de mineral.

El sistema de automatización basado en Simatic PCS 7 conectará el equipo subterráneo a los operadores en la sala de control: las galerías de descarga, las estaciones de descarga y el área de servicio, incluido el centro de control de motores (MCC), los controladores de frecuencia variable (VFC), el suministro de alimentación ininterrumpida (UPS) y CCTV. Al igual que en Suecia, los operadores podrán monitorear y controlar una variedad de actividades en un ambiente cómodo y, lo que es más importante, seguro. Por ejemplo, las rampas y trituradoras serán conducidas desde la sala de control, así como los movimientos del tren. “Un aspecto especial de Simatic PCS 7 es que tiene interfaces para todos los equipos, incluso equipos de terceros fabricantes”, comenta Yseboodt.

Un buen ejemplo es el sistema de tren Bombardier que se está instalando en la mina. Desde sus pantallas en el centro de control, los operadores tendrán acceso directo al sistema de automatización del tren sin tener que cambiar las pantallas o incluso la interfaz del usuario.

Confiabilidad obligatoria

Como mencionamos anteriormente, crear un ambiente seguro fue una preocupación fundamental para los operadores de Grasberg. Un componente clave es el sistema de comunicación entregado por Siemens. Si bien parte de la comunicación entre el centro de control y los dispositivos está cableada, la mayoría de las redes inalámbricas se emplean desde la cartera de Siemens Scalance, que se ha desarrollado para soportar entornos industriales altamente complicados. “En una operación como una mina, no te puedes permitir ningún tipo de error. El sistema de comunicación debe funcionar en todo momento”, explica Yseboodt.

Por esa razón, todos los sistemas cuentan con doble redundancia. Para comunicación inalámbrica, se emplea iPCF (Función industrial de coordinación de puntos, por sus siglas en inglés), también conocida como itinerancia rápida. Esta permite que los dispositivos móviles circulen entre los puntos de acceso dentro de los 50 milisegundos, lo cual es necesario para mantener la comunicación de Profinet en todas las condiciones. Además, antes de siquiera ser presentadas en el mercado, todas las redes de comunicación son ampliamente probadas en el sistema con todos los componentes posibles para asegurar el 100% de compatibilidad y disponibilidad.

El sistema de comunicación es altamente seguro: el software Safety Matrix integrado en Simatic PCS 7 es responsable de las conexiones seguras entre el equipo y el DCS. Además, Siemens cuenta con la certificación de seguridad cibernética de TUV SUD (la reconocida organización alemana de inspección y certificación) para Simatic PCS 7. La siguiente área controlada por Simatic PCS 7 es la zona inferior de la mina profunda, que ya ha comenzado a operar. La mina es la mitad de grande que la mina de bloques subterráneos, pero en muchos aspectos es similar en su configuración. La mayoría de los procesos posibles se controlan desde el centro de control utilizando la misma tecnología que en la mina de bloques subterráneos. Sin embargo, en lugar de trenes autónomos, se emplean camiones convencionales para el transporte de mineral dentro de la mina.

Simatic PCS 7 no solo se está poniendo en servicio para las operaciones mineras: la tercera área es para un proyecto de infraestructura común. La atención se centra en el control del tráfico y la seguridad de los movimientos tanto de camiones como de buses y de dos túneles. “Particularmente en los cambios de turno hay mucho tráfico a medida que los empleados entran y salen del bus”, señala Yseboodt. La sala de control es pequeña y cuenta con un excelente uso de espacio y alta redundancia. También se instala CCTV para esta solución, de modo que los operadores puedan observar los movimientos en la carretera. Ciertas partes de la infraestructura común ya están en funcionamiento.

Más información que nunca

En línea con los deseos de Grasberg, la solución entregada es básicamente la misma que la instalada en Suecia, a más de 11.000 kilómetros de distancia. La mayor diferencia está en las redes de comunicaciones. “En los cinco años desde que comenzaron las operaciones en la mina subterránea de Kiruna, la cantidad de datos que debe transferirse ha crecido exponencialmente. Por consiguiente se han debido ajustar los puntos de acceso de roaming rápido en la red de comunicación inalámbrica”, detalla Yseboodt.

Grasberg está obteniendo una solución que se ajusta al nuevo panorama de más de una forma. No solo se mejora la seguridad de los trabajadores porque hay menos personas expuestas a situaciones inseguras, la solución también brinda más velocidad. Y eso es bueno para el resultado final.

Escribe: Mark Yseboodt