Interconexión de la mina conectada

Interconexión de la mina conectada

Por Douglas Bellin, gerente sénior global de industria del sector privado de Cisco, y Paul McRoberts, gerente regional del sector Minería, Metales y Cemento de Rockwell Automation.

Las comunicaciones inalámbricas ayudan a interconectar todos los aspectos de operaciones mineras grandes y complejas.

¿Cómo conectar operaciones que abarcan grandes territorios en algunos de los lugares más rústicos y remotos del mundo?

Esa es una pregunta que muchas mineras se hacen al intentar crear una mina conectada. Desean aprovechar los beneficios de un mayor acceso a los datos, análisis en tiempo real, sistemas y servicios autónomos, pero primero requieren una infraestructura de red para interconectar todas esas tecnologías y recursos.

Los desafíos de las mineras son únicos. Sus operaciones abarcan grandes distancias y, en general, están ubicadas en zonas remotas con infraestructura de comunicación mínima o nula. El carácter específico de las operaciones de minería, con excavación continua o explosiones, también significa que las situaciones en las que deben ocurrir las comunicaciones están en constante cambio o expansión. La necesidad de mantener la disponibilidad de la red es vital para la productividad y seguridad de una mina.

El primer paso es converger sus sistemas de Tecnología de Información (TI) y Tecnología de Operaciones (TO) en una infraestructura de red única y unificada. De esa manera, se eliminan silos de informaciones y se permite el intercambio perfecto de informaciones en todas las operaciones de la mina.

Teniendo en cuenta que las operaciones mineras pueden abarcar cientos de kilómetros sobre la tierra y muchos metros debajo de esta, los sistemas inalámbricos son la solución ideal para conectar todo: trabajadores y equipos subterráneos, camiones o trenes que transportan materiales en largos recorridos, obtener información centralizada y herramientas de análisis.

Replantearse las operaciones mineras

La comunicación inalámbrica puede hacer más que conectar sistemas y dispositivos diferentes, puede admitir aplicaciones mineras nuevas y mejores, que ayuden a perfeccionar la eficiencia, aumentar la seguridad y reducir los costos. Algunas aplicaciones importantes habilitadas por sistemas inalámbricos son las siguientes:

1) Acceso remoto a conocimiento especializado: cuando los equipos usados en las minas dejan de funcionar, cada segundo representa una merma en los ingresos. Es fundamental que los trabajadores reciban asistencia inmediata de un experto para resolver la situación lo más pronto posible.

El acceso remoto puede conectarlos, incluso si el experto está a miles de kilómetros de distancia. Los expertos remotos también pueden monitorear equipos mineros desde lejos y alertar a los trabajadores en el lugar, para ayudar a evitar interrupciones.

2) Transporte autónomo: algunas mineras ya usan camiones y trenes autónomos, monitoreados y controlados desde un lugar central.

Además de proporcionar un transporte eficiente de los materiales y permitir que los trabajadores realicen otras tareas, el transporte autónomo ofrece posibles beneficios de seguridad.

3) Dispositivos portátiles: sensores en pulseras o cascos, por ejemplo, pueden ayudar a aumentar la seguridad en las operaciones. En minas subterráneas, los dispositivos portátiles ayudan a ubicar a los trabajadores rápidamente y con precisión. En minas a cielo abierto, las empresas pueden utilizar la tecnología para ayudar a garantizar que se cuenten todos los trabajadores y que estén en un lugar seguro antes de explosiones.

4) Ventilación a demanda: sistemas inteligentes pueden ayudar a aumentar la seguridad y a reducir los costos energéticos, al usar datos en una mina para ajustar la ventilación subterránea automáticamente. Por ejemplo, si un sistema de ventilación a demanda (VoD) identifica que un vehículo está operando y hay trabajadores en la zona, puede activar los ventiladores para eliminar el humo peligroso del área. O, incluso, si no hay personas cerca, el sistema puede reducir la rotación del ventilador.

Facilitar el proceso

Implementar comunicaciones inalámbricas en entornos mineros puede parecer sobrecogedor, por su tamaño, amplitud y las muchas decisiones críticas de proyecto que se deben tomar. Las mineras deben pedir ayuda a sus proveedores de sistemas de automatización y TI, que pueden brindar un gran aporte en investigaciones de campo y evaluaciones de seguridad, hasta asistencia remota. También hay varios recursos gratuitos disponibles, con orientaciones, consideraciones y buenas prácticas en el uso de sistemas inalámbricos en una mina conectada.

Consideraciones sobre sistemas inalámbricos

Se deben tener en cuenta varios factores al adoptar un sistema inalámbrico en un entorno minero.

 

1.º - Se debe llevar a cabo una investigación en el lugar para entender las características y los requisitos de la mina porque, en general, estos entornos tienen rincones y estructuras irregulares, alta probabilidad de varios cruces y una gran necesidad de contar con una alta disponibilidad y resiliencia de la red.

 

2.º - Las condiciones ambientales se deben tener en cuenta de manera prioritaria. Los equipos estarán expuestos a condiciones agresivas, como humedad elevada, temperaturas extremas y vibraciones. Por lo tanto, los dispositivos de acceso inalámbrico deben ser certificados con Clase 1, Div 2 o estar instalados en paneles certificados de la Clase, Div 2.

 

3.º - Cualquier equipo utilizado se debe diseñar y probar para conectividad e interoperabilidad integral con otros sistemas de automatización y TI. Eso puede reducir tiempo y esfuerzos de configuración inicial y también la probabilidad de una interrupción inesperada a largo plazo.

 

4.º - La red inalámbrica se debe extender a todos los lugares de operación de la mina a donde pueda llegar un equipo. Además, como los tráficos de datos corporativos y de control pueden coexistir en una arquitectura de red unificada, es ideal tener una separación espectral entre los dos sistemas. Es decir: el canal de 5 GHz puede ser compartido entre el tráfico en el punto de acceso de transporte y el tráfico corporativo; y el canal de 2.4 GHz se puede utilizar para transmitir el tráfico de datos de control confidenciales.

 

5.º - La seguridad es esencial. Las interrupciones en la red no solo pueden afectar la productividad operativa de una mina, sino también la seguridad. Por eso, debe tenerse en cuenta en cada sección de una red como parte de un enfoque de seguridad del tipo defensa en profundidad (DiD).

 

6.º - Desde el punto de vista de configuración, se debe utilizar una norma de seguridad de Wi-Fi protegido con acceso 2 (WPA2) con Estándar de cifrado avanzado  (AES). Este es el único mecanismo de seguridad recomendado para aplicaciones de LAN inalámbrica industrial. La norma WPA2 ofrece la seguridad más avanzada disponible para instalaciones industriales, y el cifrado AES no afecta el rendimiento de una aplicación.

 

7.º - También se debe tener en cuenta el uso de sistemas y dispositivos de automatización con recursos de seguridad de red y datos incorporados

Por ejemplo: los sistemas de control y de información ahora utilizan comunicación del tipo unicast (de un host a una dirección específica). Esto se puede usar para definir y limitar claramente hacia dónde se envían o no los datos. Este tipo de comunicación también ayuda a aumentar la disponibilidad de la red, al limitar el flujo de datos. Además, ahora los sistemas de control operan con protocolos Ethernet específicos para industrias, como el Protocolo industrial común (CIP), que tiene mecanismos de seguridad incorporados.

 

 

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