Connected Mining
Aldo Castro
Gerente Soluciones Información & Automatización
Procesos Industriales
C2 Mining Solutions
www.c2mining.com
Conceptos
ConnectedMining
Beneficios
Enfoque
Impactos
Inicio
Soluciones
Cambio de ParadigmasEjemplo Evolución Tecnológica en Minería
Integración del Negocio MineroConnected Mining
Eficiencia & Sustentabilidad
Visibilidad & Colaboración
Conectividad & Interoperabilidad
Convergencia Tecnologías & Estándares
Infraestructura & OrganizaciónInfraestructura & Organización
Infraestructura & OrganizaciónVariables de Impacto (Caso Estudio)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Gestión Operacional
Justificación Tecnologías
Gestión Proyectos
Capacidad Mantenimiento
Nivel Estandarización
Competencia RRHH Operación
Control Avanzado Procesos
Mantenimiento
Redes & Conectividad
Instrumentación
Eficiencia Energética
Medio Ambiente
Seguridad
Gestión Activos
Actual
Objetivo
Integración del Negocio MineroConnected Mining
Eficiencia & Sustentabilidad
Visibilidad & Colaboración
Conectividad & Interoperabilidad
Convergencia Tecnologías & Estándares
Infraestructura & Organización
Convergencia Tecnologías & Estándares
Convergencia TecnológicaDigitalización
Datos
Audio
Video
Convergencia TecnológicaAncho Banda Redes
Digitalización
STM-1/OC-3: 150 Mb/s STM-4/OC-12: 622 Mb/sSTM-16/OC-48: 2.5 Gb/s STM-64/OC-192: 10Gb/s
EstándaresEj.: Comunicaciones Inalámbricas
EstándaresEj.: Comunicaciones Inalámbricas
EstándaresEj.: Comunicaciones Inalámbricas
Integración del Negocio MineroConnected Mining
Eficiencia & Sustentabilidad
Visibilidad & Colaboración
Conectividad & Interoperabilidad
Convergencia Tecnologías & Estándares
Infraestructura & Organización
Conectividad & Interoperabilidad
Conectividad Redes PlantaColaboración & Gestión
Desafíos• Multiplicidad de Redes
• Confiabilidad Infraestructura
• Disponibilidad de Datos
• Seguridad de Acceso
• Arquitecturas Cerradas
• Sistemas Aislados
• Pobre Flujo de Información
Carreteras de InformaciónHabilitador de Integración
Terreno
Procesos
Producción
Negocio
¿Arquitecturas Abiertas?Conectividad
Los “protocolos abiertos” de los distintos grupos de fabricantes no conversan nativamente entre sí.
Device Net, Control Net
Profibus
Foundation Fieldbus
Los “protocolos Ethernet” de los distintos grupos de fabricantes no conversan nativamente entre sí.
Modbus/TCP
Ethernet/IP
ProfiNet
FF H2
InteroperabilidadIntegrando Sistemas vía Interfaces
9 Custom
Interfaces
Integración del Negocio MineroConnected Mining
Eficiencia & Sustentabilidad
Visibilidad & Colaboración
Conectividad & Interoperabilidad
Convergencia Tecnologías & Estándares
Infraestructura & Organización
Visibilidad & Colaboración
Información AccionableVisibilidad & Colaboración
¿Cuántas detenciones no planificadas hubo el mes pasado?¿Cuáles fueron las causas?¿Cómo se corrigieron?¿Dónde es factible optimizar energía eléctrica?¿Por qué aumentó el consumo de combustibles?¿En qué condición se encuentran las bombas de concentrado?¿Cuánto tiempo más puede durar el revestimiento del horno?¿Por qué se cambió la parametrización del sistema de control?¿Cuáles son los principales problemas en la nave EW?¿Cómo podemos disminuir el rechazo de cátodos?¿Podemos retrasar la detención programada?¿Cuál ha sido la disponibilidad promedio de los camiones?¿Cuánto inventario en proceso tenemos en la planta A?¿Con qué ley estamos enviando a los botaderos?¿Cuánta agua estamos recuperando del tranque?¿Cuál fue el rendimiento del molino SAG?¿Cuál ha sido el rendimiento de la pila norte?¿Por qué el turno A produjo menos que el B?¿Por qué disminuyó la producción del tajo?¿Cuál fue la utilización de las palas 3 y 5?¿Cómo se pudo evitar el accidente fatal?¿Hay personal operando en la rampa 23?¿Por qué la correa 21 no arranca con carga?¿Podemos disminuir el reactivo de flotación?¿etc., etc.?¿etc.?¿…?¿?
Flujo de InformaciónEjes de Conectividad
Fuente: “Collaborative Manufacturing Management Strategies”ARC Advisory Group
Flujo de InformaciónEjes de Conectividad
Fuente: “Collaborative Manufacturing Management Strategies”ARC Advisory Group
Flujo de InformaciónEjes de Conectividad
Fuente: “Collaborative Manufacturing Management Strategies”ARC Advisory Group
Integración del Negocio MineroConnected Mining
Eficiencia & Utilidades
Visibilidad & Colaboración
Conectividad & Interoperabilidad
Convergencia Tecnologías & Estándares
Infraestructura & Organización
Eficiencia & Sustentabilidad
Connected MiningFoco en Desafíos Claves
Visibilidad & Colaboración
Seguimiento & Trazabilidad
Activos, Personas
Automatización & Optimización
Procesos
Connected
Mining
Efi
cie
nc
ia &
Su
ste
nta
bilid
ad
Foco en tres desafíos clavesCreando una visión hacia la minería inteligente del futuro
Foco en Desafíos OperacionalesFábrica de Soluciones & Innovación
Desafíos
Soluciones
Innovación
I+D
Monitoreo OperacionesRemotas &
Balance Aguas
Posicionamiento &Sistemas de Accionamiento
Trazabilidad deProductos
Optimización Energía
Consumo Combustible& Signos Vitales
Visibilidad deInformación
Seguridad
Ámbitos de AlcanceInformación Conectada
Energía
Demanda
Regulaciones
Calidad
Contingencias
Planificación & Proyección
Activos
Disponibilidad
Utilización
Rendimiento
Seguimiento
Programación
Condición
SO S&MA
Uso Recursos Naturales
Accidentabilidad
Emisiones
Regulaciones
Producción
Contabilidad
Integración Procesos
Desempeño de Plantas
Planificación
Productividad
Beneficios al NegocioValor Económico & Estratégico
Minimizar Riesgos &Maximizar Seguridad
Maximizar Productividadde Trabajadores
MejorarGestión Operacional
Aumentar VisibilidadHacia las Operaciones
Apoyar CumplimientoRegulaciones &Medio Ambiente
Aumentar Utilizaciónde Activos
Connected MiningImpacto en Costo de Producción
Fuente: Informe Económico 2007, Consejo Minero Chile
Remuneraciones Directas
19%
Contratistas y Consultores
16%
Servicios Generales y Mantención
14%
Energía13%
Partes y Piezas8%
Combustibles y Lubricantes
8%
Otros Gastos22%
Valores EstratégicosImpacto en Seguridad
Fuente: Anuario de la Minería Chilena 2007, Sernageomin - Chile
Uso inadecuado de partes del
cuerpo14%
Falta conciencia sobre el
ambiente20%
Omisión procedimientos
seguridad36%
Sin EPP7%
Otras causas23%
CONNECTED MINING
Soluciones
Desafíos OperacionalesAnálisis por Proceso
Minería Subterránea
Minas RajoChancado
Fundición Refinería
Hidrometalurgia
Suministros
Concentración
Área MinaUso Eficiente de los Activos
Minas RajoChancado
MinasSubterráneas
Desafíos OperacionalesÁrea Mina Chancado
Minas Rajo
Mina:Coordinación recursos para cumplimiento plan de extracciónProductividad de palas y camionesIntegración de información geológicaTríada pala, camión, chancadorProductividad operadoresVariabilidad del proceso
MinasSubterráneas
Process+
Comunicaciones Unificadas MinaSeguimiento Activos & Producción
De
sa
fío
s Múltiples sistemas de comunicación
Posicionamiento, coordinación despacho, condición camiones
Voz/Datos/Video
Planificación mina
Arquitecturas cerradas
So
lució
n Cisco Secure WirelessMesh
Cámaras análogas e IP
Almacenamiento video
Conectividad a sistema despacho
Be
ne
ficio
s Una sola red
Otras aplicaciones (cámara a bordo, control combustible, etc.)
Mejoras de producción
Source: Energy Consumption Report – Copper Mining 2001-2007
Cochilco
MJ/TMF
Gestión RecursosImpacto en Optimización de Energía
Control Uso CombustiblesOptimización Energía & Visibilidad
Desafíos
• Prácticas de carga combustibles
• Medición consumos reales
• Prácticas de conducción
• Control convenio suministros
Solución
• Medición en tiempo real en punto surtidor
• Medición en tiempo real en CAEX’s
• Conexión a base datos centralizada
Beneficios
• Herramienta Mejores Prácticas
• Visibilidad hacia la operación
• Ahorros de combustible
• Información consistente
Concepto de SoluciónFlujo de Proceso
RFID
Identificación CAEX
Información Consumo
Información Recorrido
Detección CAEX en Punto Surtidor
Información Carga Combustible
Cruce Información Bases Datos
Suministro Combustibles
Sistema Despacho
Desafíos OperacionalesÁrea Chancado
Chancado:Continuidad operativa correas y buzones traspasoGranulometríaVariabilidad del mineral procesadoAnticipación fallas
Contabilidad producción
Aplicación CorreasMonitoreo Alineamiento
Aplicación CorreasDetección Corte Longitudinal
Monitoreo CargaChancador Primario
Monitoreo Niveles LlenadoTolvas & Buzones
Descarga Chancador
Buzones Traspaso
Contabilidad de ProducciónGestión Operacional & Visibilidad
Desafíos
• Planillas Excel, Reportes Manuales
• Validación de Datos / Calibración Instrumentos
• Información Inconsistente
• Falta de instrumentación
• Nuevas Regulaciones (Amira P754)
• Medición de acopios en proceso
• Identificación y colección de fuentes de datos desde sistemas de control
• Datos de producción correctos
• Único repositorio de información operacional
• Información pública a traves de la organización
• Datos consistentes
Contabilidad de ProducciónCapas del Modelo
MediciónCalibración Instrumentos
Representatividad MuestrasFiabilidad Datos
Compensación VariablesIntegración Datos
Perfil de LlenadoContabilidad Producción
Desafíos OperacionalesÁrea Molienda Flotación
Concentración
Molienda:Cumplimiento metas procesamientoRendimiento de molinosDureza y características del mineralIntegración con área mina-chancadoProductividad operadoresDisponibilidad de molinos, bombas, ciclonesConsumo de energíaAnticipación de fallas molinosVariabilidad del proceso
Flotación:RecuperaciónReactivos de flotaciónVariabilidad del mineral procesadoAnticipación fallas celdas
Rendimiento Máquinas/ProcesosAdministración Activos
Desafíos• Visibilidad de la condición de maquinarias
• Fallas recurrentes
• Variación de producción por turnos
• Indicador unificado de desempeño
Solución• Implementación OEE
• Validación Automática de Datos (Herramientas Estadísticas)
• Instrumentación de Terreno
• Paneles de Informaciónen Tiempo Real
• Despacho a Dispositivos Móviles (PDA)
Beneficios• Reducción de Detenciones No Planificadas
• Mejoras a Planificación de la Producción
• Mejoras a Planificación de la Mantención
• Análisis de Causa Raíz de Problemas Recurrentes
• Información Pública y en Tiempo Real
Problema: Densidad de alimentación a ciclones difícil de controlar a mayores tasas de alimentación molinos de barra
Objetivo: Estabilizar tamaño partícula a la máxima tasa de alimentación de molinos de barra
Rod Mill Feedrate (actual) Rod Mill Feedrate (simulated)
Estimadas 8 a 10 tph
aumento en tasa
alimentación molino
barras
15 días
Variable Dominante:
Carga Recirculación
Modelación & Análisis:
Identificar Oportunidad
Simulación: Cuantificar la
oportunidad
Rendimiento ProcesosEj.: Circuito Molienda
Disponibilidad de MáquinasCausas de Falla
Monitoreo Tranque RelavesVisibilidad & Medio Ambiente
Desafíos
• Alimentación Eléctrica
• Comunicaciones
• Vigilancia
• Reacción Temprana a Incidentes
• Regulaciones (Sernageomin)
Solución
• ETTF + Controles Automatización
• Monitoreo status válvulas descarga
• Monitoreo nivel de agua
• Registro auditable
Beneficios
• Reacción temprana a incidentes
• Monitoreo en tiempo real variables del proceso
• Mejora recuperación de agua del tranque
Desafíos OperacionalesHidrometalurgia
Hidrometalurgia
Lixiviación (LX):Tasa recuperaciónCiclo de procesamientoControl de flujos / Balance metalúrgicoIntegración con área mina-chancadoProductividad operadoresFallas apiladores y rotopalasFiltracionesVariabilidad del proceso
Extracción por Solventes (SE):RecuperaciónControl reactivos químicosVariabilidad del mineral procesadoCorrosión
Electro-obtención (EW):CortocircuitosEnergíaCalidad cátodos
Desafíos Operacionales LXUniformidad Riego
Factores Críticos:Factor constructivo emisoresFactor hidráulico (presiones, niveles, pérdidas, velocidad)Control de las líneas de riegoEnvejecimiento y obstruccionesDiferencias de temperatura
HidrometalurgiaImpacto al Negocio
Operating and Design Parameters for
the Leaching Process (P. Schmidt)
Annual operating time 365 d
Utilization 95%
Actual operating time 347 d
Average density stacked ore 1.5 - 1.6 t/m³
Stack height 2,5 - 8 m
Irrigation time 20 - 80 d
Irrigation rate 6 a 30 L/h/m²
Sulfuric acid leaching solution 6 - 20 gplCopper input 0.3 - 1 gpl
Copper increase in solution 1.5 - 8 gpl
Rich Copper solution 2 - 10 gpl
Moisture in leached ore 15 - 18 %
Drained dynamic mositure 3 - 5 %
Remaining mositure in steriles 11 - 13 %
Evaporation in quiet water 6 - 12 mm/d
Evaporation in stacks, drop irrigation 3 - 7
mm/d
Evaporation in stacks, sprinkling irrigation
12 - 20 mm/d
Automatización Riego Pilas LXControl & Optimización de Procesos
Desafíos• Irrigación manual
• No uniforme
• Acumulación de solución
• Ambiente no seguro de trabajo
• Recuperación Cu
Solución• Cisco Wireless + Controles Automatización
• Micro PLC’s + Instrumentos y válvulas
• Estación remota operador
• Estación ingeniería
Beneficios• Mejora proceso de recuperación Cu
• Mayor producción
• Mejora la seguridad
Inventarios en ProcesoContabilidad de Producción
Telecomando Equipos MóvilesVoz, Datos, Video
DatosPLC ControlVideo Correa
Alimentación &Descarga
PLC InterfazSala Eléctrica
Sala ControlRemota
Red Inalámbrica
Wi-Fi
5,8 Ghz
ReproducciónAmbiente
Optimización Proceso EWEnergía, Calidad, Seguridad & Trazabilidad
Desafíos• Detección cortocircuitos
• Detección fallas de calidad cátodos
• Control calidad producto final
• Trazabilidad de producto
• Contabilidad de producción
• Mejoramiento continuo proceso
• Análisis por celda
• Seguridad
• Posicionamiento puentes grúas
• Sistema anticolisiones
Optimización Proceso EWCalidad & Trazabilidad
Desafíos• Detección fallas en superficie
• Control calidad producto final
• Trazabilidad de producto
• Contabilidad de producción
Solución• CSQA (Aplik)
• Procesamiento Imágenes
• Marcado Laser
Beneficios• Mejor control calidad cátodo
Desafíos OperacionalesFundición & Refinería
Fundición Refinería
Coordinación recursos
Variabilidad del mineral
Captación gases (Conama)
Seguridad interior nave
Control de fusión y conversión
Disponibilidad planta ácido
Desafíos OperacionalesSuministros
Suministros
Agua:
Regulaciones DGA
Recuperación tranques
Instalaciones remotas (pozos, acueductos)
Corrosión tuberías
Fallas estaciones bombeo
Electricidad:Demanda
Consumos InternosDemanda Máxima por ProcesoAsignación Centros de CostoPronósticos
Control Cogeneración
Calidad SuministroCaídas de VoltajeFrecuenciaBlackOuts
Combustibles:
Costo
Control suministro
Control consumo
Ambiental
• Certificación ISO 14001
Social
• Tratamiento residuos líquidos
• Interacción Comunidades
Económico
• Compra Suministro v/s Abastecimiento Interno
• Impacto a la Producción
Regulaciones
• Dirección General Aguas
• Conama, Sernageomin,…
Infraestructura
• Costo Total Propiedad
• Disponibilidad
Gestión Recursos HídricosImpactos de un Manejo Eficiente
Balance de AguasManejo de Recurso Hídrico
Pozos
Ductos
Recuperación Agua Tranques
Instalaciones remotasTelemetría Caudales / Niveles FreáticosCumplimiento regulaciones
Vigilancia / SeguridadDerramesCorrosión tuberíasMonitoreo condición estaciones
bombeo
Nivel tranques relaveInfraestructura comunicacionesInfraestructura eléctricaConfiabilidad equipos bombeo
Optimización Consumo EléctricoEficiencia & Costos
Desafíos
• Conocimiento de puntos de mejora
• Medición consumos reales
• Prácticas de co-generación
• Control convenio suministros
Soluciones IntegralesMonitoreo - Control – Protección - Información
Medición Flujos
ProtecciónEléctrica
OptimizaciónEnergía
Información
Control
ProtecciónActivos
Bently Nevada™
Connected MiningFoco en Desafíos Claves
Visibilidad & Colaboración
Seguimiento & Trazabilidad
Activos, Personas
Automatización & Optimización
Procesos
Connected
Mining
Efi
cie
nc
ia &
Su
ste
nta
bilid
ad
Foco en tres desafíos clavesCreando una visión hacia la minería inteligente del futuro
Gracias