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Industria minera, de minerales y metales: su digitalización y aplicaciones prácticas

Lee sobre los beneficios de digitalizar los procesos en la industria minera, de minerales y metales

Este artículo sobre la industria minera fue publicado originalmente en el blog global de Schneider Electric por Mo Ahmed.

Un enfoque a través de la Gestión Integrada de Operaciones

Beneficios de la transformación digital en la industria minera, de minerales y metales

Según el Foro Económico Mundial, para 2025, la digitalización en esta industria tendrá un valor potencial de más de $425,000 millones para accionistas, clientes y el medioambiente.

Gran parte de este valor provendrá de operaciones eficaces, aumento en la productividad, toma de decisiones más rápida y mayor seguridad. Sin embargo, aprovechar las oportunidades de digitalización, requiere una planificación estratégica, asociaciones robustas, un replanteamiento de la cultura empresarial y de las tecnologías adecuadas.

A pesar de que las empresas están buscando modernizar operaciones para mantenerse competitivas, sus operadores se encuentran frente a una problemática de los silos.

La mejora inicia en los procesos digitalizados

Cuando colaboradores de diferentes áreas trabajan por separado en hojas de cálculo, aplicaciones altamente personalizadas y soluciones desactualizadas, no existe una capacidad real de compartir los datos que van generando. Esta forma de trabajo causa ineficiencias que, a su vez, favorecen la propagación de errores y evitan agilizar los procesos.

El desafío en la industria minera, de minerales y metales, consiste en identificar la mejor forma de emprender el camino hacia la digitalización.

Actualmente, las arquitecturas abiertas son accesibles y permiten la digitalización, mediante:

  • Proporción de vínculos estrechamente acoplados con un entorno ciberseguro en el dispositivo inteligente
  • El control edge
  • Aplicaciones y niveles de análisis de las empresas

Este enfoque aumenta la transparencia del campo a la compañía, mientras mejora la visibilidad y la eficiencia de la cadena de valor en todo el ciclo de vida de los activos.

La naturaleza de la digitalización es la evolución, no la revolución. Adoptar un enfoque gradual y escalable, permite introducir modernizaciones en la producción, mantenimiento, preparación de los operadores y/o bloques de trabajo en la fuerza laboral.

Hoy en día, las ventajas competitivas en las industrias de la minería, los minerales y los metales depende, en gran medida, de la habilidad de adquirir un conocimiento holístico de las operaciones y el enfoque de Gestión Integrada de Operaciones, desde el diseño al mantenimiento.

La optimización digital, permite un análisis en tiempo real de procesos, brindando grandes beneficios para la industria de recursos naturales.

Impacto de la digitalización en la vida de los activos

La eficiencia comienza en el diseño

Una perspectiva holística, lograda gracias a una arquitectura abierta, brinda nuevos vínculos e integraciones más profundas en todos los sistemas energéticos centrales y de procesos.

Por ejemplo, respecto al diseño y la ingeniería, los sistemas de control de distribución híbridos (HDCS, por sus siglas en inglés) y los controladores PLC, se pueden integrar sin problemas a tecnologías de configuración de análisis y optimización digital.

Una década atrás, esto habría de implementación altamente compleja, e incluso imposible.

Ahora los ingenieros pueden configurar y operar un sistema de automatización completo, con base en el sistema de control distribuido. De esta forma, se pueden tener beneficios como: reducción en tiempos dedicados a la ingeniería; disminución de costos y de tiempo de inactividad; nuevas capacidades para realizar ensayos; escalabilidad; o contar con un gran acceso a la información de los activos.

Un ejemplo destacable es el caso de los gemelos digitales. Según Gartner, tan solo en 2021, 50% de las industrias grandes los utilizarían. Dichos softwares de simulación, ofrecen modelos virtuales a empresas de la industria minera, minerales y metales, tanto para las fases de ingeniería y diseño, como para mejorar operaciones.

Su poder es tal que permite a los ingenieros observar el comportamiento del activo físicamente, sin desembolsar dinero para construirlo. A partir de esto, se puede mejorar el diseño general con iteraciones de diferentes condiciones operacionales.

Impulsar la eficiencia en la gestión de la producción

Mejorar la productividad en toda la cadena de valor es un factor crítico para mantener competitividad. Se puede lograr abordando, a través de un enfoque integrado, distintos aspectos que impactan en la producción.

Por un lado, desde la planificación, pues una gestión de la cadena de suministro unificada ayuda a tomar decisiones de manera ágil y colaborativa entre varios sitios a lo largo de la cadena de valor, para una mejor programación.
Y por otro, hasta la ejecución, ya que permite establecer y optimizar procesos. Así, los operadores reciben el apoyo necesario para llevar la productividad de la maquinaria a su máxima capacidad.

Tanto para resolver problemas de producción, como para lograr mejoras, la continuidad de operaciones es clave.

Es de resaltar el caso de MMG, pues ha resultado ser una referencia en contabilidad de tiempo de retraso (delay accounting), es decir, en la medición del tiempo perdido al operar activos o en procesos.
Con un enfoque estándar, esta empresa minera de presencia global, aumentó la utilización de activos en, al menos, 10% en sus distintos sitios a nivel global.

¿Cómo se logró?

EcoStruxure Advisors es un conjunto de aplicaciones especializadas en manufactura y servicios digitales que también entregan, recopilan, miden y analizan datos, tanto en la nube como en las plantas, y recomiendan acciones rentables para una mejora continua.

Algunas de estas aplicaciones usan técnicas de aprendizaje automático, con el propósito de hacer ajustes en los procesos de las plantas de la industria minera, de minerales y metales.

Es posible configurar algunos parámetros específicos, como velocidad o cantidad de químicos, por nombrar un par de ejemplos, para lograr un punto operacional óptimo.

EcoStruxure Advisors es un conjunto de aplicaciones especializadas en manufactura y servicios digitales que también entregan, recopilan, miden y analizan datos

Hacia la sostenibilidad. Gestión energética más estricta, reducción de costos y garantía de tiempo de actividad

A pesar de los esfuerzos constantes, el uso general de la energía sigue aumentando. Por ejemplo, tan solo en la indutria del cobre se estima que la demanda de electricidad crecerá 4% (tasa de crecimiento anual compuesto) para 2026.

No obstante, en este momento, es posible tener mejor control de dichos costos gracias a las soluciones digitales. 

Para Saint-Gobain, la energía representa 1 de los 5 principales gastos. Por ello, luego de optimizar en planificación y mejora energética a través de herramientas de gestión de la energía basadas en la nube, como EcoStruxure Resource Advisor, la empresa ha ahorrado millones de dólares.

Al realizar compras de energía más inteligentes, usarla eficientemente y centralizar su adquisición, también se liberan recursos para entregar soluciones sostenibles de última generación.

Por medio de tecnologías digitalizadas, los operadores de planta ahora pueden realizar seguimiento y controlar el uso energético, dependiendo de la hora del día, y cortar el consumo en horarios de alta demanda, cuando los precios suben.

Durante la ejecución, en muchos sitios remotos, las microrredes han comenzado a ganar relevancia en el mantenimiento de la continuidad del negocio.
La nueva generación de microrredes es ahora mucho más inteligente, debido a la integración de tecnologías digitalizadas y predictivas. De esta forma, las soluciones basadas en la nube, como EcoStruxure Microgrid Advisor, cumplen diversas funciones:

  • Ofrecer una interfaz hombre-máquina (HMI) para jefes de planta
  • Procesar solicitudes de respuesta a la demanda
  • Optimizar decisiones de producción dependiendo del precio de la energía o del pronóstico del tiempo
  • Considerar limitaciones de usuario o cliente.

Como resultado, se minimizan los gastos energéticos y disminuye la huella de carbono.

Cómo la gestión de activos digitalizada extiende eficientemente su vida útil

En la industria minera, de minerales y los metales, 40% de los OpEx son generados a raíz de actividades de mantenimiento. De hecho, a lo largo de la vida útil de los activos, la mayoría de los costos por este concepto superan con creces los costos de capital.

En algunas empresas, más del 60% del total de la fuerza laboral de las plantas se dedica exclusivamente al mantenimiento.

Por ello, durante la planificación, una Gestión de Rendimiento de Activos (APM) a nivel empresarial mejora el rendimiento de los activos, integrando el riesgo y la criticidad de estos, a la estrategia general.

Así, el software puede optimizar el mantenimiento y la gestión de repuestos, al considerar la estrategia y los objetivos comerciales de la compañía, para entonces priorizar las acciones de cada nivel de activo individualmente, maximizando el retorno de inversión de estos.

A su vez, permite seleccionar entre mantenimiento reactivo, preventivo o predictivo. EcoStruxure Asset Advisor, una solución basada en la nube, es un ejemplo de mantenimiento preventivo, ya que ofrece un enfoque para gestionar activos relativos a la energía, mientras permite abordar problemas antes de que se transformen en incidentes críticos.

Por otro lado, en la ejecución, la realidad aumentada está comenzando a cambiar la manera en que se realiza el mantenimiento en sitios remotos: los técnicos pueden usar tablets para visualizar el interior de las máquinas, sin siquiera tener que abrir los paneles. Esto significa una gran mejora en cuanto a seguridad para los trabajadores.

Además, el acceso instantáneo a información en tiempo real, agiliza la identificación de problemas e indica visualmente cómo proseguir adecuadamente para resolverlos, lo que ayuda a disminuir el error humano, comúnmente asociado a procedimientos de mantenimiento tradicionales.

Colaboración, esencial para la adopción de la digitalización y la integración en la industria minera, de minerales y metales

Alinear procesos industriales a la captura, almacenamiento y análisis de macrodatos, puede ahorrar a las empresas millones de dólares en costos de inversión y acelerar en meses, incluso años, el tiempo en que los productos demoran en llegar al mercado.

La asociación estratégica entre Schneider Electric y AVEVA, dos empresas claves dedicadas a la gestión energética, a la automatización y al software, fue diseñada para facilitar la transformación digital en los activos industriales de gran capital y los ciclos de vida operacionales.

Las fortalezas de Schneider Electric en cuanto a la arquitectura de plataforma abiertas y escalables —EcoStruxure para minería, minerales, y metales— y en gestión energética, junto con la capacidad de AVEVA para crear entornos de software colaborativos, representan un valor de mercado distintivo.

Las operaciones digitales integradas, conducen beneficios, eficiencia y sostenibilidad a la minería, minerales y metales

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