Industria 4.0: Robótica colaborativa en minería

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Industria 4.0: Robótica colaborativa en minería

En el contexto de la realidad productiva nacional, hablar de Industria 4.0 y robots colaborativos podría parecer ciencia ficción, pero son conceptos completamente aplicables en la resolución de algunos desafíos de la minería chilena, señala el profesor Javier Ruiz del Solar.

En la actualidad diversas industrias alrededor del mundo han revolucionado sus sistemas de producción, permitiendo que éstos sean personalizables, escalables y automatizables. ¿Cómo lo han logrado? Aplicando el concepto de “Industria 4.0”, lo que ha hecho posible contar con sistemas de producción flexibles, capaces de ajustarse a requerimientos específicos, que pueden ser instalados y personalizados rápidamente, y cuyo tamaño y costo se adapta a las necesidades de producción.

La Industria 4.0 se basa en la utilización de sistemas ciberfísicos, término que incluye a sistemas/dispositivos físicos, como robots, y a servicios basados en la conexión de estos sistemas a las redes de datos.

Como respuesta a los requerimientos planteados, se están desarrollando nuevos tipos de robots, diseñados para colaborar en forma segura con operarios humanos. Existe un cambio de paradigma, en el cual los operarios y los robots colaboran en tareas de producción. Por ejemplo, en la industria automotriz algunas labores de ensamblado de vehículos las desarrollan personas equipadas con exoesqueletos (“esqueletos” externos que ayudan a realizar cierto tipo de actividades, como cargar peso), lo cual aumenta la productividad de los trabajadores y mejora la ergonomía del puesto de trabajo, reduciendo lesiones articulares y musculares.

Por otra parte, la utilización del paradigma de “robótica colaborativa” reduce la posibilidad de que los operarios sean sustituidos por robots, pues bajo este nuevo modelo los autómatas no reemplazan, sino que potencian y complementan la labor de las personas. A nivel mundial se estima que a 2025 uno de cada tres robots será usado en tareas colaborativas.

En el contexto de la realidad productiva nacional, hablar de Industria 4.0 y robots colaborativos podría parecer ciencia ficción, pero son conceptos completamente aplicables en la resolución de algunos desafíos de la minería chilena.

Desde hace unos diez años se ha trabajado exitosamente en la automatización de equipos de transporte de material en rajos (camiones autónomos) y minas subterráneas (LHDs semiautónomos), siendo Chile el país pionero en el uso de estas tecnologías en tareas de producción. Sin embargo, cuando deseamos automatizar otros procesos unitarios, nos damos cuenta de que la tecnología robótica aún no está disponible.

Los motivos tienen que ver con la alta variabilidad y dinamismo de los entornos mineros, donde existen múltiples equipos y personas en movimiento, con la poca observabilidad de los procesos, operarios y maquinaria, y con la alta complejidad de las tareas a ser resueltas. Un ejemplo paradigmático es la tronadura, donde las labores de armado y manipulación de explosivos son de alta complejidad y los entornos en las cuales se realiza son dinámicos y sólo parcialmente observables.

La solución para automatizar este tipo de procesos es la robótica colaborativa, donde los equipos autónomos serán capaces de asistir a los operadores en tareas que impliquen riesgo, o en las cuales se requiera mayor eficiencia. A su vez, los humanos apoyarán a los equipos autónomos cuando éstos no puedan observar y evaluar adecuadamente el entorno, o realizar ciertas tareas específicas.

En el Centro Avanzado de Tecnología para la Minería, AMTC, nos encontramos trabajando en soluciones tecnológicas que respondan a estas necesidades, aplicando la robótica colaborativa en la automatización de diversos procesos mineros. Hemos desarrollado un sistema de carguío autónomo-colaborativo para equipos LHD, único a nivel mundial, el cual se encuentra en pruebas industriales en una mina subterránea de sublevel stoping.

Entendemos que para llegar a las soluciones que la industria requiere, se deben desarrollar sistemas colaborativos y sinérgicos, logrando una interacción 100% segura entre humanos y máquinas.

Javier Ruiz del Solar, profesor del Departamento de Ingeniería Eléctrica y director del AMTC.

Fuente: Minería Chilena.

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