Sistema multifuncional de seguridad para minas y la extracción subterránea de minerales
Una solución eficaz para la seguridad del personal y la eficiencia de los procesos de negocio en la mina.
Posicionamiento local para minas y minería subterránea
RealTrac Minería Subterránea es un sistema multifuncional de seguridad industrial para cumplir los requisitos de seguridad industrial en las explotaciones subterráneas de minerales.
La solución determina en tiempo real la ubicación de los mineros y de los equipos mineros, previene colisiones, proporciona comunicación de voz y transmisión de datos y telemetría, controla los semáforos y permite buscar personas atrapadas bajo derrumbes. Todos los módulos funcionan sobre una única red troncal de transmisión de datos.
Qué problemas resolvemos
- Atropellos de personas por vehículos.
- Colisiones entre vehículos.
- Localización rápida del personal en situaciones de emergencia.
- Confirmación de que no hay personal en zonas peligrosas.
- Baja eficiencia del personal.
- Control de semáforos en la mina.
- Búsqueda de personal en caso de accidentes.
- Comunicación y Wi-Fi bajo tierra.
Monitoreo de ubicación
Ubicación del personal y los vehículos en todos los niveles de la mina en tiempo real.
Análisis de posición y movimiento
Análisis de la posición, el movimiento y la operación de los vehículos, la presencia en zonas de trabajo, el tiempo de trabajo, caídas, inmovilidad y activación del botón de pánico.
Prevención de colisiones
Colisiones entre vehículos y atropellos de personal por vehículos.
Integración
Sistemas de control de procesos (SCADA), sistema de gestión de flota, permisos de trabajo electrónicos, control de asistencia, control de acceso.
Despacho de la mina
Mayor productividad gracias al despacho y la gestión de flota.
Infraestructura única
La red troncal se reutiliza para la comunicación de voz, la videovigilancia, la telemetría y otros sistemas.
Normas de la industria
El requisito de desempeño 5A de EMESRT (PR-5A) describe cómo la tecnología de interacción de vehículos respalda las tres últimas de las nueve capas de control que evitan interacciones no deseadas de vehículos en la minería a cielo abierto y subterránea: vehículo con persona, vehículo con vehículo y vehículo con equipos o entorno. El módulo RealTrac Collision Avoidance System (CAS), sistema de prevención de colisiones de esta solución, está diseñado para respaldar los niveles de control 7, 8 y 9 de interacción de vehículos de EMESRT PR-5A.
Nivel 7. Conciencia del operador
PR-5A: información sobre la presencia y la ubicación de personas, vehículos y objetos alrededor del vehículo. RealTrac CAS: la pantalla en la cabina muestra la situación alrededor del vehículo y la zona Atención advierte a trabajadores, conductores y operadores.
Nivel 8. Controles de advertencia
PR-5A: alarmas que advierten al operador de una amenaza inminente de colisión. RealTrac CAS: las zonas Peligro y Emergencia activan alarmas de color y sonido en la cabina y vibración, luz y sonido en el tag personal.
Nivel 9. Controles de intervención
PR-5A: control automático de funciones del vehículo para evitar o mitigar una colisión. RealTrac CAS: reducción de velocidad y detención del vehículo, y bloqueo del inicio de la marcha mediante la integración con los controles del vehículo.
Fuente: EMESRT (Earth Moving Equipment Safety Round Table), Performance Requirement 5A, Vehicle Interaction Systems, revisión 3.0, septiembre de 2024.
Arquitectura de la solución
Principio de construcción: tres niveles
1. Fuentes de datos
Redes de transmisión de datos cableadas e inalámbricas, posicionamiento de objetos, datos de estado y operación de los vehículos, videovigilancia, comunicación de voz.
2. Agregación y actualización
Almacenamiento de los datos y su vinculación con eventos, disparadores de acciones, órdenes de trabajo y tareas de mantenimiento y reparación.
3. Presentación de datos y analítica
Información para el despachador y los directivos en una ventana única, con los parámetros clave de operación de la empresa actualizados en línea.
Red troncal y fuentes de datos
- Zona de trabajo: pocos puntos de acceso y posicionamiento zonal (30+ m).
- Zona peligrosa: muchos puntos de acceso, posicionamiento preciso (1 m) y aviso de entrada.
- Frente de trabajo: pocos puntos de acceso, balizas luminosas, control de vehículos por zonas y sistema de prevención de colisiones.
Módulo RealTrac Positioning (RTLS)
Más sobre el productoEl producto determina la ubicación de los mineros, los equipos mineros y otros objetos en los distintos niveles, frentes y labores de la mina mediante las radiotecnologías BLE, UWB y UHF. Los tags se integran en las lámparas mineras, los tags vehiculares se fijan en los equipos y los puntos de acceso se instalan en puntos clave de la mina y transmiten los datos en tiempo real.
Tareas que resuelve
Control de niveles de acceso de los mineros
Geocercas con distintos niveles de acceso: el despachador siempre sabe si un minero está en una zona permitida o prohibida; los informes revelan infracciones sistemáticas.
Control de ubicación en las labores mineras
Ubicación actual de todos los mineros y equipos mineros y la ruta recorrida por un objeto en un período determinado.
Control del tiempo de trabajo
Registro de entradas y salidas de geocercas, control de la presencia en niveles y zonas de explotación, aviso de que es necesario subir a la superficie; los datos se conservan hasta 10 años.
Aviso de emergencia a los mineros
Alarma global, grupal e individual en los tags; control de sirenas y de la iluminación de emergencia.
Evacuación y localización de personas atrapadas
Control de la evacuación en tiempo real: tiempo, trayectorias y ubicación de quienes no llegaron a los puntos de reunión seguros; última ubicación antes de perder la comunicación.
Dos tipos de posicionamiento
Posicionamiento zonal (±25 m)
Herramienta básica de seguridad
- Localización rápida de personas y vehículos en situaciones de emergencia
- Última ubicación de personas y vehículos antes de perder la comunicación
- Análisis básico de eficiencia: desplazamientos entre zonas en un período
- Alarma global desde el centro de control a todos los tags y aviso individual a un minero concreto
- Pocos puntos de acceso y bajo costo de implementación
Posicionamiento preciso sobre el grafo de labores (±1 m)
Herramienta para mayor eficiencia y seguridad
- Gemelo digital de la mina en tiempo real: transparencia total de la actividad del personal y los vehículos para la dirección
- Análisis plan-real de las tareas de turno: dónde debían trabajar y dónde estuvieron, tiempo de respuesta a las solicitudes
- Análisis de la eficiencia de los desplazamientos de personas y vehículos
- Control de la ausencia de personas en zonas peligrosas y en las cintas transportadoras
- Red de puntos de acceso más densa en las zonas peligrosas
Equipos de posicionamiento
Tag personal PROD TAG 411
- BLE, UWB, UHF: posicionamiento zonal (~20 m) o preciso (1 m)
- Se integra en lámparas mineras, incluidas las que controlan la atmósfera de gases; se alimenta de la batería de la lámpara
- Detección de caídas e inmovilidad, botón de pánico, aviso sonoro
- Compatible con RealTrac CAS; conexión de equipos de terceros por BLE
- IP67, −40…+45 °C, menos de 100 g
Punto de acceso para minas PROD POINT 520
- BLE, UWB, UHF: posicionamiento zonal (~20 m) y preciso (~0,5 m), determinación de la posición vertical
- Alcance de intercambio con el tag de hasta 100 m por UHF, intervalo de 1 s
- Alimentación por PoE, transmisión de datos por Ethernet
- IP67, −40…+45 °C, carcasa de 164×149×76 mm
- La red de puntos de acceso se reutiliza para videovigilancia IP y telefonía SIP
Tag vehicular PROD VTAG 201
- Posicionamiento de vehículos y compatibilidad con RealTrac CAS: UWB (1 m), BLE (~20 m), GNSS (3 m)
- Admite instalación temporal; alimentación desde la red de a bordo de 8–30 V o batería integrada (más de 8 horas)
- Recopilación de telemetría de los vehículos
- IP69, −40…+45 °C
Software
Más sobre el softwareServidor RealTrac: cálculo y almacenamiento de la ubicación de los tags, informes analíticos, alarmas a la sala de control (caída de una persona, ingreso a zonas peligrosas, botón de pánico), aviso de emergencia (alarma global, grupal e individual), integración con el despacho, los sistemas de control de procesos (SCADA), el sistema de gestión de flota, la videovigilancia y la gestión del parque vehicular. Funciona con software libre sin licencias adicionales, protocolo abierto (API), varias minas y plantas concentradoras en un mismo servidor; el servidor puede estar en el sitio, fuera de él o en la nube.
Cliente RealTrac: cliente ligero sin instalación en el puesto del despachador, visualización de los datos actuales, analítica y generador de informes, métricas y procesos de negocio basados en geocercas, distintos niveles de acceso, conexión a un servidor remoto.
Red troncal de transmisión de datos y Wi-Fi sin interrupciones
La red troncal de la mina combina tecnologías cableadas e inalámbricas. Los nodos de conmutación (switch Ethernet con PoE y UPS, alimentado desde la red de 127 V) se conectan en anillo mediante una línea de fibra óptica: el corte de una línea no interrumpe la comunicación, y cada tramo de fibra óptica se divide en segmentos de 50 m, de modo que ante un corte se reemplaza un segmento completo sin empalmes por fusión. A cada nodo se conectan puntos UWB y Wi-Fi.
- Los puntos UWB se instalan cada ~90 m; la precisión de posicionamiento es de 1 m.
- Los puntos Wi-Fi se instalan cada ~250 m; velocidad de transmisión de al menos 10 Mbit/s; se puede conectar cualquier equipo con Wi-Fi.
- Redundancia de las redes de transmisión de datos (cobre, fibra óptica, Wi-Fi) y de la alimentación a nivel de los nodos de conmutación.
- Supervisión de los parámetros de todos los elementos de la red para un funcionamiento ininterrumpido y la analítica predictiva de fallas.
Red Wi-Fi sin interrupciones en la mina subterránea
Funciones: conmutación transparente de terminales PoC y smartphones entre puntos de acceso Wi-Fi, transmisión de telemetría de los vehículos, transmisión de datos de las cámaras.
- IEEE 802.11a/b/g/n/ac/ax, frecuencias de operación de 2,4 y 5 GHz.
- Velocidad de transmisión: hasta 574 Mbit/s en 2,4 GHz y hasta 2402 Mbit/s en 5 GHz.
- MIMO 2×2 en ambas bandas; cambio entre puntos de acceso cada 100–200 m.
Comunicación de voz y telefónica
Comunicación de voz inalámbrica
Radios digitales con función pulsar para hablar (PoC) en redes Wi-Fi de 2,4 / 5 GHz y LTE: funcionan en exteriores e interiores, con pantalla y carcasa IP68; videograbador opcional. Conmutación transparente entre puntos de acceso Wi-Fi.
Comunicación telefónica cableada
Teléfono SIP industrial antivandálico para toda condición climática, con tapa protectora, altavoz y baliza luminosa: carcasa de aluminio fundido, IK10, IP67, tiempo medio entre fallas superior a 50 000 horas, −40…+65 °C, SIP 2.0, dos puertos Ethernet. Recomendado para minas, metro, túneles y plantas.
Módulo RealTrac Collision Avoidance System (CAS)
Más sobre el productoRealTrac CAS está diseñado para reducir los accidentes por colisiones entre vehículos y equipos, así como los atropellos de mineros por vehículos en condiciones de visibilidad insuficiente o deficiente. RealTrac CAS no solo advierte a peatones y conductores, sino que también frena automáticamente el vehículo, no molesta al conductor con falsas alarmas, funciona en interiores y al aire libre e informa al operador de las fallas.
Vehículo con vehículo. Circulación segura con mala visibilidad y menos tiempos muertos y reparaciones tras colisiones: se detecta el acercamiento peligroso y se avisa al conductor o al operador.
Vehículo con persona. Menos lesiones por atropellos y maniobras seguras donde se concentra el personal: se registra el incidente y se avisa de la presencia de un minero en la zona peligrosa.
Ventajas
Mínimas falsas alarmas
Posicionamiento preciso de los objetos alrededor de la máquina y configuración flexible del tamaño y la forma de las zonas según el tipo de vehículo y la dirección de marcha.
Autonomía total
No depende de la estabilidad del suministro eléctrico ni de la comunicación satelital.
Bajo tierra y en superficie
Funciona igual en las labores mineras, en las zonas de mantenimiento y en áreas abiertas con el mismo equipo.
Detección cercana y lejana
UWB para la dirección y la distancia precisas a los objetos cercanos, UHF para la detección hasta 200 m, incluso tras obstáculos.
Tres zonas de control
Zona Atención
- Advierte a trabajadores, conductores y operadores dentro del radio de la zona
- Pantalla: color verde; tag: vibración intermitente e iluminación LED
Zona Peligro
- Avisa de un acercamiento peligroso y puede reducir la velocidad del vehículo
- Pantalla: color amarillo y sonido; aviso externo del vehículo (opción): baliza, luces de gálibo; tag: vibración repetida, luz y sonido
Zona Emergencia
- Alarma en las situaciones más peligrosas; puede detener el vehículo
- Pantalla: color rojo y sonido; aviso externo del vehículo (opción): baliza, sirena; tag: vibración prolongada, luz y sonido
Siete tipos de aviso: color y sonido de la pantalla en la cabina, vibración, sonido e iluminación del tag y, como opción, sonido e iluminación del vehículo. La intensidad se configura para cada zona de control.
Sin molestias innecesarias para el conductor: zonas dinámicas
Forma óptima de la zona
La zona alrededor del vehículo es estrecha a los lados y atrás y larga adelante: se activa hacia donde se mueve la máquina.
Depende de la velocidad
Cuanto más rápido avanza el vehículo, más larga es la zona; estacionado o con el freno de mano puesto, la zona es mínima.
Dirección y pluma
Las zonas se ajustan a la dirección de marcha y a la posición del equipo de trabajo, por ejemplo, la extensión de la pluma.
El conductor en la cabina no molesta
El sistema deja de reaccionar al tag del conductor en la cabina e informa al operador de fallas del equipo y de acercamientos peligrosos.
Componentes de RealTrac CAS
Tags en la lámpara minera
El tag personal está integrado en la lámpara del minero: señal de alarma por luz, sonido y vibración, sin equipos adicionales.
Pantalla del operador PROD VCD 050
En la cabina: visualización de la situación alrededor del vehículo, aviso con un archivo de audio grabado, registro de eventos, detección de una persona en la cabina; CAN, Ethernet, contactos secos; IP66; conexión de cámaras de visión envolvente.
Antenas PROD VBU 030
Se montan en la carrocería del vehículo (4–8 unidades): detección de tags personales y vehiculares, precisión UWB de 0,1 m, carcasa resistente a impactos IP69.
Reducción de velocidad y detención automática del vehículo
RealTrac integró sus servicios de monitoreo y gestión de vehículos con un sistema de frenado automático de un socio. La solución se basa en un módulo de prevención de atropellos que se instala en cualquier vehículo, incluidos los equipos mineros subterráneos, como cargadores LHD y camiones mineros subterráneos. El módulo funciona junto con el sistema de registro de personal y vehículos y complementa RealTrac CAS: al detectar un riesgo de colisión con un trabajador, el sistema activa automáticamente el frenado del vehículo.
- Frenado automático ante el riesgo de atropello de una persona.
- Una plataforma RealTrac única para el monitoreo de vehículos y personal, con analítica transparente de desplazamientos e incidentes.
- Compatible con cualquier tipo de vehículo sin modificaciones importantes.
Telemetría de los equipos mineros y funciones adicionales
Recopilación y transmisión de telemetría de los equipos mineros (opción)
- Datos del bus CAN de a bordo y de sensores externos cuando los datos no están en el CAN: horas de motor, motor encendido / apagado, funcionamiento de los conjuntos, presión y temperatura de las líneas hidráulicas y neumáticas.
- Acumulación y presentación de los datos al conductor, al operador y al despachador; transmisión desde el equipo de a bordo al servidor a través de la red de datos.
Funciones adicionales y operación autónoma
- Registro de eventos en una caja negra; transmisión de eventos al servidor RealTrac por Wi-Fi o LTE.
- Integración con los sistemas de control de procesos (SCADA) y el sistema de gestión de flota; control del vehículo: frenado, reducción de velocidad, bloqueo del inicio de la marcha.
- Aviso de aproximación a objetos de infraestructura.
- Software integrado y autonomía total respecto de otros sistemas y de la red de datos; con un canal de retorno, los datos de acercamientos y colisiones se envían al servidor para análisis e informes.
Módulo de permisos de trabajo: control de la ejecución de trabajos y mantenimiento
Más sobre la soluciónUn sistema automatizado de control de la ejecución de trabajos: definimos las coordenadas de los objetos de mantenimiento y reparación, controlamos las desviaciones y sacamos conclusiones que aumentan la eficiencia.
Lo que sabemos
- Costos reales de mano de obra de los trabajos.
- Porcentaje real de cumplimiento de los trabajos programados.
- Tiempo de respuesta ante un problema detectado.
- Evaluación objetiva del costo del trabajo, del descanso y de los desplazamientos del personal.
- Detección de desviaciones: duración, costos de mano de obra, repetición de trabajos.
Desviaciones que controlamos
- Tiempo de respuesta ante un incidente: desde la emisión de la orden hasta la llegada real de la cuadrilla.
- Comparación de la ubicación real del personal asignado al permiso con lo planificado.
- Detección de la ausencia de la cuadrilla en el lugar de trabajo en un período determinado.
- Plan-real de los costos de mano de obra en el lugar de trabajo y cálculo del costo de los trabajos.
- Desviaciones en seguridad y salud ocupacional: composición real de la cuadrilla y horario de los trabajos.
No solo eficiencia del mantenimiento, también indicadores de seguridad y salud ocupacional
Monitoreo
- Saber dónde se encuentran los trabajadores
- Delimitar zonas peligrosas y recibir alertas cuando se vulneran
- Detectar caídas peligrosas
Aviso
- De la entrada en una zona peligrosa y de la necesidad de evacuar
- De la aproximación de un vehículo
- Al operador cuando se pulsa el botón de pánico del tag
Control
- Tiempo de permanencia en las zonas de trabajo
- Aviso cuando se excede el tiempo de permanencia en las zonas
Ventajas del sistema RealTrac para la minería subterránea
- Solución integral para minas subterráneas: posicionamiento, RealTrac CAS, comunicación, red de datos, semáforos, búsqueda de personas bajo derrumbes y permisos de trabajo sobre una infraestructura única.
- Integración con los sistemas de despacho y de gestión de flota y con otros sistemas de la empresa.
- Uso de la infraestructura existente en la mina.
- Modularidad: las funciones se agregan según sea necesario.
- Protocolo abierto (API): transmisión de datos a sistemas de recursos humanos, sistemas de control de procesos (SCADA) y otros.