Los sistemas en silos de las operaciones de minería, minerales y metales suelen generar ineficiencias, aislamiento y problemas de transmisión de datos y pérdida de datos, lo que convierte la eficiencia operativa en un verdadero reto. Los controladores lógicos programables (PLC) por sí solos – computadores industriales diseñados para controlar los procesos de fabricación – no pueden crear los sistemas de control y automatización complejos, flexibles y altamente integrados, que exigen cada vez más las operaciones industriales, especialmente en un panorama tecnológico que avanza a ritmo vertiginoso y un creciente ecosistema de fabricantes.
La falta de integración de los sistemas:
- Ralentiza la toma de decisiones estratégicas de los directores de tecnología (CTO), los responsables de la integración de las tecnologías de la información (IT) y las tecnologías operativas (OT).
- Dificulta la capacidad de los responsables de planta para responder con prontitud a las ineficiencias operativas.
- Dificulta la convergencia de las redes, los datos y los procesos de IT y OT, con lo que se pierde la oportunidad de obtener información valiosa que potencie ambos dominios y mejore significativamente su rendimiento.
Lograr una convergencia perfecta entre IT/OT en el sector de la minería, los minerales y los metales es fundamental para mantener la competitividad e impulsar la sostenibilidad. Los sistemas de automatización industrial integrados, eficientes y sostenibles pueden predecir los problemas y capacitar a los operadores para prevenirlos e incluso solucionarlos antes de que se produzcan. Esta convergencia de los sistemas de IT y OT puede mejorar la eficiencia operativa en hasta en un 25% al reducir los tiempos de parada imprevistos.
Exploremos el potencial transformador de los sistemas de automatización avanzados para revolucionar las operaciones, centrándonos en su capacidad para integrar las capas de IT y OT, mejorar la eficiencia operativa y soportar prácticas sostenibles.
Romper barreras y el rol de la automatización
Los actuales sistemas de automatización tradicionales carecen de flexibilidad; los cambios requieren una reprogramación y reconfiguración exhaustivas, largas paradas de plantas en algunos casos y costes bastante elevados. Infraestructuras que envejecen y una fuerza laboral que se jubila agravan estos desafíos. El mantenimiento de tecnología obsoleta es más exigente y crea mayores riesgos que pueden mitigarse con la modernización, y a medida que llegan trabajadores más jóvenes familiarizados con las herramientas digitales modernas, surgen brechas de conocimiento.
La mejora del impacto medioambiental y las medidas de sostenibilidad son fundamentales para la industria. Las prácticas mineras tradicionales contribuyen significativamente a la degradación de la tierra , la contaminación del agua y las emisiones de carbono-entre 4% y 7% de los GEI (Gas de Efecto Invernadero) mundiales. Las operaciones son de alto consumo energético e impacto ambiental. La industria reconoce la necesidad de prácticas más sostenibles y tecnologías avanzadas para optimizar el uso de la energía y reducir los residuos.
Abordar estos desafios puede acelerar significativamente integrando las capas de IT y OT para generar información accionable y abrir nuevas áreas de colaboración que creen soluciones de automatización más flexibles, ágiles e impactantes. Esto implica adaptarse a las nuevas tecnologías, optimizar el uso de los datos, permitir el mantenimiento predictivo y racionalizar los flujos de trabajo para lograr operaciones más ágiles y eficientes. El resultado es una mayor eficiencia operativa, un menor impacto ambiental, una ventaja competitiva y una mayor resistencia.
Un ejemplo impactante del efecto de la utilización de nuevas tecnologías es la inspección visual impulsada por la integración de la inteligencia artificial (IA) y el aprendizaje automático (ML). Las cámaras con inteligencia artificial inspeccionan y señalan los ánodos defectuosos a los operarios para evitar que sigan procesando. La capa de OT transmite estos datos a la capa de IT para la planificación de la producción y el ajuste de la programación. Esto ahorra tiempo y dinero a los productores de metales. Hay muchos otros ejemplos, como el cálculo del volumen de las pilas en tiempo real o el control del estado de las cintas transportadoras. Un elemento común entre estos ejemplos es la utilización de tecnologías emergentes, proporcionadas por diversos proveedores del ecosistema, algo que sólo podríamos haber conseguido con una fuerte integración y una comunicación estándar abierta.
Unir fuerzas: IT/OT y personas
La convergencia de IT y OT -introducir dispositivos físicos (OT) en el espacio digital (IT)- no es una idea nueva. Por ejemplo, los automóviles actuales disponen de sensores y cámaras que permiten recopilar datos sobre la situación y el tráfico en tiempo real. Combinados, los datos permiten a los conductores tomar mejores decisiones sobre el mantenimiento del vehículo o sobre rutas alternativas en tiempo real durante un viaje. Este acceso simplificado a los datos elimina la necesidad de colectarlos manualmente a partir de diferentes sistemas. Por ejemplo, las plataformas de datos centralizadas pueden proporcionar a los responsables de planta, acceso instantáneo a las métricas de producción y a los datos de control medioambiental.
Las personas -ingenieros, especialistas de IT y operadores- están en el centro de esta convergencia y obtienen varios beneficios:
- Colaboración mejorada permite a ingenieros, especialistas de IT y operadores trabajar juntos de forma más eficaz, rompiendo los tradicionales silos. Por ejemplo, el intercambio de datos en tiempo real entre analistas geológicos y operadores mineros, puede optimizar los procesos de extracción.
- Innovaciones aprovecha todo el potencial de una plantilla diversa, impulsando la mejora continua y la innovación. La integración de la inteligencia artificial (IA) para el mantenimiento predictivo en la minería podría prever los fallos de los equipos, reduciendo el tiempo de paradas y los costes de reparación.
- Una toma de decisiones rápida gracias al flujo de datos en tiempo real permite responder con mayor eficacia a los retos. En el procesamiento de metales, los datos inmediatos sobre las temperaturas de los hornos y las propiedades de los materiales pueden dar lugar a ajustes rápidos, manteniendo la calidad del producto y reduciendo los residuos.
- Reducción de la carga de trabajo en empleados individuales, lo que los libera para centrarse en tareas estratégicas que aportan mayor valor a la empresa. Por ejemplo, los informes automatizados pueden liberar tiempo de los ingenieros para que se centren en las mejoras del sistema y la innovación.
- Seguridad mejorada gracias al monitoreo de condiciones de los equipos en tiempo real, que evita de forma proactiva los tiempos de parada y protege a los trabajadores de posibles peligros, creando un entorno de trabajo más seguro. Por ejemplo, la supervisión continua de los sistemas de ventilación en las minas subterráneas garantiza la calidad del aire y la seguridad de los trabajadores.
Propietario vs. abierto: Automatización en acción
EcoStruxure™ Automation Expert es un entorno de desarrollo integrado basado en el estandar IEC 61499. Facilita el diseño, la implantación y la gestión de sistemas de control industrial utilizando los principios de la automatización universal .
El enfoque de automatización abierta definido por software de EcoStruxure Automation Expert redefine las expectativas del sector al mejorar la interoperabilidad, mediante la orquestación, al optimizar los procesos y al garantizar una escalabilidad preparada para el futuro. Unifica la base instalada de los clientes, permitiendo una gestión fluida de los diferentes sistemas de control. Actuando como “middleware”, orquesta los controladores de procesos, ofreciendo información unificada y visibilidad de sistemas que anteriormente estaban aislados. Además, integra tecnologías de vanguardia como la IA y los gemelos digitales para el mantenimiento predictivo y la supervisión en tiempo real. La flexibilidad de la plataforma, reduce las necesidades de infraestructura y el impacto medioambiental, garantizando que las instalaciones mineras, minerales y metalúrgicas sigan siendo competitivas, eficientes y resilientes a la evolución de los requisitos operativos.
Tomemos, por ejemplo, el reciente proyecto Sirea, que utilizó la automatización avanzada para modernizar una instalación minera, transformándola de un equipo obsoleto a un sistema de última generación. Gracias a EcoStruxure Automation Expert, consiguieron un aumento significativo de la eficiencia. Los ingenieros se beneficiaron de sistemas modulares y flexibles, fáciles de adaptar y expandir. Esta modularidad permitió una rápida reconfiguración y escalabilidad, reduciendo el tiempo de parada y permitiendo una rápida respuesta a los cambios en las demandas de producción, sin necesidad de una reprogramación extensa
Automatización independiente del hardware y definida por software
La centricidad de activos en sistemas de control como EcoStruxure Automation Expert, significa que cada equipo tiene su propio objeto cargado con su ffuncionalidad visual y de control, enclavamientos y comunicaciones, que pueden diseñarse y desplegarse en cualquier hardware compatible. Esto abre posibilidades para el futuro de la minería, los minerales y los metales. Estos entornos operativos ágiles, colaborativos y abiertos fomentan la colaboración, la innovación y la mejora continua. Proporcionan datos y analítica ingenieros, operadores, especialistas en IT/OT e integradores de sistemas, para crear una infraestructura conectada, segura y ágil que pueda impulsar el crecimiento y el éxito de las empresas.
Tradicionalmente, los programas de PLCs sólo pueden ejecutarse en un PLC específico. Esta nueva era de automatización definida por software, permite a los profesionales de la automatización ejecutar partes del programa en un PLC, un variador de velocidad (VSD) inteligente, un PC industrial o incluso una Raspberry Pi. Esto revoluciona la computación en “edge” y abre una nueva área de aplicaciones de control de tipo servicio, que apoyan las estrategias de control principal o central de manera fluida y eficiente.
Un ejemplo de ello es el proceso continuo de fabricación de vidrio, que funciona las 24 horas del día, los 7 días de la semana, y requiere dos variadores de velocidad en modo “hot Standby” Tradicionalmente, esto se hacía utilizando un PLC o DCS centralizado. Ahora, gracias a las capacidades independientes del hardware centradas en los activos del nuevo sistema de control, éste puede ejecutar la parte del programa que garantiza que ambos variadores de velocidad estén en “hot standby” en el propio variador y no en el PLC.
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