Camión Minero Autónomo U&M

16 de octubre de 2020

U&M es un contratista minero que brinda servicios de minería a tajo abierto y movimiento de grandes volúmenes de tierra y roca para la industria de construcción y, a lo largo de sus 45 años, siempre ha buscado emplear nuevas tecnologías en sus equipos y procesos.

 

Dado esto y sabiendo que la tecnología de los equipos autónomos avanzaba a un ritmo acelerado – tanto en vehículos urbanos, en agricultura y minería – empezamos, en 2017, a pensar en una forma de hacer que nuestros camiones mineros funcionasen de manera autónoma.

 

¡La principal motivación para emplear camiones autónomos es sin duda la seguridad! El autónomo funciona bajo la lluvia, la niebla y durante períodos críticos de fatiga del operador sin ningún problema. Las habilidades humanas siempre serán una gran ventaja y posiblemente más eficientes en algunos casos, pero lo autónomo es un proceso continuo, repetitivo y extremadamente preciso donde los parámetros técnicos estimados se convierten en valores reales, reproducidos con gran fidelidad.

Como U&M es un contratista y no tiene su propia operación minera, el inicio del proyecto del camión autónomo se basó en 3 características importantes:

 

1) El camión autónomo necesitaría mantener su cabina original con todos controles (dirección, pedales, palancas, pantalla, …) para operar como un equipo tripulado a través de un selector de modo «Manual / Autónomo». La razón es que podemos encontrar situaciones donde no es posible la operación autónoma, sea por razones técnicas o del cliente.
2) El camión autónomo no podría requerir una red WiFi o sistemas complejos de comunicación por radiofrecuencia, ya que esto significa instalación y mantenimiento de torres y antenas en las áreas del cliente, lo que hace el modelo de negocio menos flexible.
3) Como operamos en áreas donde hay interacción con equipos no administrados por U&M (clientes, terceros, etc.), el camión autónomo debe trabajar junto con estas máquinas (autónomas o tripuladas) y bajo cualquier condición operativa y de vías (estrechas, anchas, etc…).

 

Con esto en mente, se desarrolló un proyecto muy sencillo en su contenido, instalación y aplicabilidad, que básicamente consiste en reproducir todas las acciones grabadas por un operador calificado. Por lo tanto, para crear una operación autónoma, un operador autorizado y experimentado simplemente opera el camión autónomo, por ejemplo, desde la excavadora hasta el botadero, y entonces el camión reproducirá toda la ruta y las velocidades, de manera idéntica a la realizada por el operador. Esto se llama «Misión». Los generadores de misión se pueden instalar en cualquier equipo, dentro del propio camión autónomo, en otro camión no autónomo o en la camioneta del supervisor de la mina.

Una vez grabadas, las misiones son transmitidas por el equipo que las generó y almacenadas en el control de producción de la mina, conocido como «Dispatch». Siempre será el sistema de dispatch (también desarrollado por U&M) que enviará las misiones al camión autónomo porque, aunque autónomo, solo opera recibiendo órdenes del sistema.

El funcionamiento del camión autónomo comprende básicamente de un sistema de navegación y un sistema anticolisión. El sistema de navegación es responsable por seguir la misión creada por el operador y coordina la dirección, frenos, marchas, indicadores y otros. La ruta se crea mediante GPS, pero la conducción es mediante un sistema inercial con seguimiento por GPS y redundancia RTK (estación base terrestre con latitud, longitud y elevación definidas). Este conjunto garantiza cobertura total en las condiciones de la mina (tajos, pendientes, áreas confinadas) e incluso con mal tiempo (lluvia, nublado,…).

El sistema anticolisión se compone de sensores de detección de Radar (onda electromagnética), LiDar (rayo láser pulsado) y Sonar (ultrasónico). El radar detecta el objecto a larga distancia y realiza la primera acción de control de colisión, que es el control de velocidad. Después, el LiDar, con su nube de puntos láser, forma una imagen, como un escáner, y luego comienza un nuevo proceso, analizando las posibilidades de maniobrar y desviar del obstáculo. Como en algunas operaciones mineras está prohibido adelantarse, el dispatch puede permitir o no que el autónomo adelante los obstáculos. Si el camión se acerca al obstáculo, a una velocidad reducida y sin posibilidad de desviarse, el tercer sistema de detección, el sonar, activa los frenos de emergencia.

En caso de cualquier tipo de falla, como baja presión de los neumáticos, pérdida de ruta, falla eléctrica o mecánica, códigos de falla activos, etc., se aplican los frenos y se enviará un mensaje al dispatch solicitando la presencia de una persona responsable para que verifique lo que sucedió y resuelva el problema.

 

Para el proceso de carga/descarga, el camión autónomo siempre llegará al punto de carga/descarga/chancador y aguardará en posición de espera sin interrumpir el flujo de producción. En la área carga, por ejemplo, cuando el operador de la excavadora define el momento adecuado para cargar el camión autónomo, activa un comando en su tablero, enviando la autorización al camión para maniobrar más cerca de la excavadora. Este comando incluye la latitud/longitud/elevación del balde de la excavadora, lo que permite que el camión maniobre y se estacione en una posición de carga adecuada. Lo mismo sucede en el punto de descarga, donde el camión espera a que se envíe la autorización para volcar, también con las coordenadas geográficas, por el operador del tractor de cadenas al botadero, al depósito de mineral o mismo al chancador.

 

Es de destacar que toda esta tecnología se desarrolló en U&M, permitiendo que sus procesos y características se ajusten de acuerdo con el cliente y la operación, la asistencia técnica es rápida, incluso en las regiones más remotas, ya que todos los involucrados en el proyecto estarán presentes y disponibles.

 

El camión autónomo U&M es un desarrollo reciente y, a pesar de las exhaustivas pruebas tanto en sitios controlados como mineros, no ha generado una gran base de datos de producción, consumo de combustible o datos de vida útil de los componentes para compararlos con camiones tripulados. Pero sabiendo que es imbatible en seguridad, consideramos el uso de camiones autónomos en la minería un camino sin retorno!
 

 

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