Esta innovación, desarrollada en la Universidad de Chile, es la primera solución para este tipo de mina en específico.
Durante 2022 el Advanced Mining Technology Center (AMTC) de la Universidad de Chile alcanzó una meta tecnológica inédita a nivel mundial: automatizar el ciclo completo de operación de un cargador frontal de bajo perfil (LHD) de 14 toneladas para una mina de tipo room & pillar alemana.
Investigadores del grupo de automatización del centro desarrollaron un completo sistema que permite que la maquinaria cargue mineral en su pala, navegue por las galerías subterráneas de la mina, descargue el material en una pila de acopio y repita toda la tarea, todo sin un operador humano en el sitio de las faenas y en una mina de especial complejidad.
Antecedentes y evolución
Anteriormente existían soluciones a nivel mundial para automatizar LHD en minería subterránea, pero este desarrollo del AMTC es el primero en abordar específicamente una mina de tipo room & pillar, caracterizada por sus caserones separados por columnas de soporte del techo. En específico, los investigadores del Centro debieron adaptar eficazmente el sistema de autonomía que habían creado para otro tipo de diseño minero. “Las minas de tipo room & pillar tienen túneles mucho más amplios y rectos. Esto implicó que hubo que modificar la respuesta del LHD frente a las paredes, pues teníamos configurado el sistema para túneles más largos y estrechos”, explica Isao Parra, quien trabajó en este proyecto.
Si bien el trabajo en la automatización de un LHD estándar se inició hace años en el AMTC y sus positivos resultados se dieron a conocer públicamente en 2018, fueron necesarios 10 meses de investigación y desarrollo adicionales para adaptar la tecnología al diseño de una mina room & pillar. Para ello fue vital la participación de la empresa minera alemana K+S GmbH, la que puso a disposición una mina de potasio en el municipio de Philippsthal, estado de Hesse, Alemania, para las pruebas en terreno y validación industrial, las cuales resultaron exitosas. Fue en esta etapa que los investigadores Daniel Cárdenas, Diego Carvajal, Felipe Inostroza y Rodrigo Salas viajaron a dicha mina para preparar, ejecutar y supervisar presencialmente las pruebas en un sistema de turnos.
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“Además de ser los primeros en resolver la operación automatizada de un LHD en una mina room & pillar, es un gran logro para la ingeniería de nuestro país que investigadores e ingenieros chilenos hayan viajado a Alemania para implementar allá un proyecto de automatización de maquinaria, cuando lo habitual es que sea al revés: mineras chilenas recibiendo a expertos extranjeros. Esto pone de manifiesto el gran nivel de nuestros profesionales y la calidad del capital humano avanzado que producimos”, expresa Javier Ruiz del Solar, director ejecutivo del AMTC.
Gracias al trabajo de dichos investigadores fue posible que el LHD lograra una operación totalmente autónoma y no supervisada durante el cambio de turno de la mina, periodo que dura aproximadamente dos horas, para mantener la producción. Antes de este proyecto del AMTC, K+S realizaba detonaciones tres veces al día al final de cada turno y detenía la producción mientras los gases se ventilaban durante esas dos horas. Las pruebas posibilitaron que el LHD se estacionara en un lugar seguro durante la detonación, para luego salir de dicho sitio y continuar por sí solo el trabajo mientras los operadores están fuera de la mina por motivos de seguridad.
Proyecciones
Tras esta primera validación industrial realizada en 2022, este año tendrá lugar un segundo período de validación industrial también en Alemania, con miras a la adopción completa de la tecnología chilena por parte de K+S mediante la empresa Nerospec, que colabora con el AMTC en este proceso. “En esta segunda fase se trabajará en hacer que el sistema sea completamente robusto para aplicaciones industriales permanentes, por ejemplo mediante el uso de hardware más sofisticado, como sensores 3D LIDAR, y una mejora del software de control y navegación. Iniciada esta fase, esperamos que la tecnología esté completamente transferida en 12 meses”, declara Rodrigo Cortés, gerente de transferencia tecnológica del AMTC.
Es de destacar que el sistema de navegación y carguío autónomos desarrollado por el AMTC fue galardonado en 2021 con el premio “Ramón Salas Edwards” a la innovación, entregado por el Instituto de Ingenieros de Chile. Además posee tres patentes industriales otorgadas y un software de control licenciado.
