Conectividade na mineração: o papel crucial das redes privadas na transformação digital 

Como outros setores, o setor de mineração está passando por um estágio de transformação digital e automação, um movimento que traz desafios de conectividade. Que possibilidades existem para aproveitar as novas tecnologias? Como essas mudanças se refletem nas diferentes operações?
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O setor de mineração está adotando rapidamente a automação e incorporando tecnologias digitais em todas as suas operações. Todos esses aplicativos digitais transformadores requerem conectividade de rede crítica para executar os negócios e, dada a natureza das operações de mineração, as comunicações móveis sem fio são essenciais.

Exploração e prospecção 

A exploração mineral moderna se baseia em tecnologias geofísicas e geoquímicas que analisam o solo, a rocha, a água, a vegetação e o vapor. Tecnologias como imagens tomográficas, fluorescência a laser e de raios X, imagens sísmicas próximas à superfície e levantamentos aeromagnéticos com drones geram enormes quantidades de dados. 

As operações de campo geralmente ocorrem em áreas remotas não atendidas por redes de comunicação. Os prospectores e engenheiros de campo são obrigados a carregar laptops, discos rígidos e chaves USB para coletar, transportar e fornecer dados. 

Uma alternativa confiável para resolver esses desafios é uma solução implantável baseada em LTE da Nokia, que incorpora small cells Nokia Flexi Zone de nível de operadora e tecnologia de núcleo integrada. Juntamente com um link de satélite ou de micro-ondas no acampamento base, essa solução pode fornecer conectividade móvel de alta largura de banda, mesmo nos locais mais remotos, para sensores, equipamentos de campo e outros, tanto para coletar dados quanto para fornecer aos trabalhadores de campo acesso remoto a dados e capacidade de processamento remoto.  

Além disso, a rede inicial pode ser facilmente expandida à medida que as operações de campo crescem, para acompanhar a mina desde o início até as operações em grande escala. 

Perfuração e detonação automatizadas 

Na mina de Kiruna, no norte da Suécia, por exemplo, as perfuratrizes elétricas com controle remoto são usadas em conjunto com equipamentos automatizados de manuseio de minério. Os operadores remotos operam três perfuratrizes ao mesmo tempo, auxiliados por um software de mapeamento, para realizar uma detonação precisa. Após a detonação, máquinas automatizadas de carregamento, transporte e despejo transportam o minério extraído para carregar trens automatizados. 

A Rio Tinto opera 20 sondas de perfuração automáticas em Pilbara, na Austrália Ocidental. Um operador, localizado a quase 2.500 km de distância, em Perth, opera quatro perfuratrizes por vez e supervisiona os principais pontos do processo. Os poços são perfurados em uma ordem predeterminada nos locais e profundidades carregados no sistema. Isso permite uma precisão muito maior e uma operação quase contínua. Em um ano, eles operaram uma média de 1.000 horas a mais por furo do que as sondas de perfuração convencionais. 

Em todos os casos, a tecnologia industrial sem fio é necessária para vigilância por vídeo, coleta de dados de sensores e coordenação remota de software de plataformas e operações de perfuração. Essa coordenação cuidadosa dos equipamentos por meio de software reduz os tempos de ciclo de perfuração e aumenta a segurança dos equipamentos e da equipe. Os dados da perfuração também são analisados remotamente para adaptar dinamicamente o processo de detonação para aumentar a segurança e a eficiência. 

Operação automatizada e remota para operações de carregamento, transporte e trem 

Em janeiro de 2019, a Komatsu anunciou que seu Sistema de Transporte Autônomo (AHS) FrontRunner foi habilitado para funcionar com LTE privado em operações comerciais, abrindo caminho para a disponibilidade de um sistema ultraconfiável e seguro. A empresa concluiu um programa de testes piloto de um ano. 

No final de 2017, a Caterpillar informou que tinha 100 caminhões autônomos operando em três continentes. A maior frota de 54 caminhões autônomos obteve um aumento de 20% na produtividade. 

O carregamento de caminhões e vagões ferroviários pode ser parcial ou totalmente automatizado. Os principais momentos do processo de carregamento podem, por exemplo, exigir a supervisão e a intervenção de um operador. O funcionário pode trabalhar em um ambiente mais confortável e seguro, sem se expor a riscos de saúde ou segurança. O controle remoto das máquinas pode ser transmitido no local para outros operadores, garantindo o uso contínuo das máquinas mesmo quando os operadores fazem uma pausa. 

Segurança do trabalhador e comunicações de missão crítica 

O equipamento de proteção individual (EPI) é a última barreira de defesa dos trabalhadores. Tradicionalmente, nos referimos a equipamentos como capacetes, protetores auriculares, máscaras faciais e botas com biqueira de aço, mas atualmente as tecnologias inteligentes estão sendo integradas ao EPI.  

Essa nova classe de equipamentos inclui comunicações integradas em protetores auriculares e capacetes, telas de exibição e sensores ambientais integrados para monitorar o calor, o som e o impacto de produtos químicos e gases. O EPI inteligente também pode ser usado em conjunto com aplicativos LTE de perímetro georreferenciado para alertar os mineiros sobre áreas proibidas. 

Consciência situacional para evitar acidentes 

A conscientização da situação por meio de cobertura de vídeo e triagem em massa é fundamental para a segurança e a sustentabilidade das futuras operações de mineração e do pessoal.  

Para obter uma percepção situacional de 360 graus, a rede sem fio deve ser capaz de atender às exigentes demandas de largura de banda das câmeras de vídeo em toda a área de cobertura, incluindo minas, ferrovias e portos. Muitas dessas câmeras podem ser montadas em veículos móveis ou drones. 

Manutenção preditiva por meio de IoT e análise 

A manutenção e o reparo de equipamentos de mineração representam desafios no planejamento do uso dos equipamentos. As quebras e a manutenção não programada de ativos antigos podem causar estragos. 

Os aplicativos de manutenção preditiva aproveitam a cobertura generalizada do LTE para coletar dados de sensores da Internet das Coisas (IoT) em toda a mina e alimentar o gerenciamento de ativos e os sistemas de dados avançados. O fato de todas as operações críticas da mina usarem a mesma rede LTE privada funciona em conjunto para unir fluxos de dados grandes e isolados e obter o máximo benefício dos mecanismos de análise. 

Os benefícios gerais da LTE privada 

Os tomadores de decisão em operações de mineração geralmente consideram os benefícios de diferentes tecnologias com base em casos de uso específicos. Além dos aplicativos específicos que analisamos, podemos acrescentar os benefícios que uma rede LTE privada traz para toda a mina. 

Qualquer aplicativo que exija conectividade sem fio, e até mesmo alguns que poderiam ser atendidos por uma conexão com fio, pode ser resolvido com a tecnologia 4.9G/LTE e 5G. Isso ocorre porque o LTE e o 5G têm a capacidade de lidar com a largura de banda necessária para alimentar câmeras HDTV e suportar redes de sensores e IoT de baixo consumo.  

Tanto a LTE quanto a 5G são tão confiáveis quanto uma rede com fio dedicada, mas muito mais flexíveis. Por meio da segmentação da rede, uma única rede LTE ou 5G pode fornecer vários aplicativos com recursos dedicados e qualidade de serviço programada com parâmetros específicos para cada caso de uso.

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