El gemelo digital y la minería inteligente

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El impacto de la Industria 4.0 en el sector minero se ha reflejado directamente en mejoras muy significativas en la productividad y eficiencia de las operaciones. La incorporación de nuevos habilitadores digitales disruptivos como Internet de las Cosas (IoT), Big Data, IA y Aprendizaje Automático han permitido transformar a los procesos operativos y plantas productivas en fábricas inteligentes, dando lugar a verdaderos sistemas ciberfísicos.

Un gemelo digital integra toda la información que necesita el modelo virtual para imitar el comportamiento del espacio físico con el fin de predecir, tomar decisiones y optimizar el uso de un activo, un proceso productivo o incluso toda la operación. Sin embargo, un gemelo digital requiere algunos criterios claves para su correcta implementación.

En primer lugar, para poder desplegar un gemelo digital en un proceso minero metalúrgico se necesita trabajar efectivamente en cuatro componentes básicos: datos, conectividad en tiempo real, sistema de información y modelo computacional. El nivel de medición, instrumentación y “sensorización” de una planta o proceso define en gran medida la amplitud del origen de los datos y la capacidad de información que utilizará el modelo. Es indispensable que todas las variables de estudio e interés estén integradas para asegurar la capacidad de análisis y decisión.

La evolución constante de sensores y dispositivos IIoT está acelerando la adopción de los gemelos digitales hacia un entorno Cloud, mientras tanto el híbrido entre Edge y Cloud sigue siendo una buena alternativa. Tener una plataforma tecnológica adecuada para la captura, registro, análisis y gestión de la información, es un factor clave para capitalizar el conocimiento e inteligencia operativa, junto con la precisión del modelo virtual en base a un buen relevamiento, diseño, modelamiento y representación exacta de la dinámica del proceso físico.

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En segundo lugar, una administración de principio a fin de todo el ciclo de vida del gemelo digital. Desde los sensores a los datos, de los datos a la interacción, de la interacción al procesamiento y analítica inteligente, finalizando con la ejecución de acciones y toma de decisiones. Toda la transición de la representación de los sistemas físicos a los sistemas digitales para que la optimización y mejoras operacionales se produzcan en tiempo real y de forma totalmente automática puedan aplicarse sobre un proceso, otorgando inteligencia en el momento exacto.

Para ello se requiere tener una arquitectura digital TI/TO con alto nivel de convergencia, robustez y escalabilidad que permita la integración consistente de nuestras fuentes de datos y sistemas operacionales; tener un estándar de ciberseguridad industrial para proteger el entorno tecnológico en el que los gemelos digitales van a ejecutarse; y un adecuado gobierno de datos para aprovechar toda la información de manera confiable y que pueda ayudarnos a generar confianza en las decisiones y operaciones empresariales.

En tercer lugar, establecer estándares o buenas prácticas de interoperabilidad de aplicaciones y sistemas para la digitalización de procesos. Una de las características principales que tienen las tecnologías de operaciones es su alto grado de heterogeneidad, ya que podemos encontrar diferentes medios de comunicación y diferentes tipos de protocolos de comunicación que utiliza cada fabricante de equipos y aplicaciones propietarias. Esta heterogeneidad en los tipos de comunicación provoca que diferentes fuentes de información se manejen aislados, ya que no tienen un nivel de interoperabilidad entre ellos y el acceso a los datos no sea sencillo al momento de implementar un gemelo digital.

La interoperabilidad es un factor fundamental para que los gemelos digitales puedan procesar información en sistemas muy heterogéneos y tener mayor capacidad de análisis e inteligencia en las decisiones, como es el caso de los ecosistemas digitales complejos que existen en una mina o una planta concentradora.

En la minería, los cambios intempestivos en un proceso deficiente pueden traer resultados negativos en términos de productividad, costos o incluso seguridad ocupacional. La aplicación de los gemelos digitales en la minería es diversa. En una planta concentradora se tienen gemelos digitales para diagnosticar y detectar condiciones operacionales con el objetivo de ejecutar estrategias de control para reducir la variabilidad y maximizar el proceso de molienda. Los beneficios se pueden plasmar en mejoras operativas como el incremento de productividad y throughput, reducción de variabilidad de los procesos, aumento de capacidad de producción, reducción de costos operativos, reducción de costos de mantenimiento, etc.

La minería inteligente, los gemelos digitales y la analítica prescriptiva ya son una realidad.

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