¿De dónde sacar energía para los proyectos de digitalización de minas cuando no existe la posibilidad de conectarse a las fuentes de alimentación previstas por la empresa?
La digitalización de cualquier sector de la industria, ante todo, está relacionada con la obtención de información sobre la producción y su análisis. La información ha de llegar de manera operativa y con determinada frecuencia, entonces, será posible procesarla en tiempo real (más bien, en el régimen que más se aproxima este) y monitorizar el estado de la producción. Por ejemplo, cuando se trata de automatizar la gestión de la maquinaria en una mina, en primer lugar, nos interesarán aquellos parámetros relacionados con las coordenadas geográficas, el nivel de combustible, la presión en la suspensión (en función de este parámetro se determina el peso de la carga transportada) y otros que ayudan a monitorizar el estado del objeto, seleccionar los regímenes óptimos para el trabajo y llevar a cabo las operaciones oportunas de mantenimiento técnico, sin esperar averías y sustituciones de piezas de recambio de alto valor económico. Para que todo ello se haga realidad, es necesario que la maquinaria esté constantemente «online» y que en la zona de la cobertura de la red inalámbrica de transmisión de datos no existan «manchas blancas».
Los problemas de la transmisión de datos en la industria minera
¿Pero qué complicaciones puede tener eso? Parecería que para que funcione basta con colocar suficientes estaciones de transmisión de datos del estándar elegido y conectarlas a la red donde se encuentran los servidores de gestión. Sin embargo, en la práctica todo es más complicado.
Por ejemplo, si la tarea consiste en la monitorización y control de la maquinaria móvil de la empresa minera, la zona de cobertura de la red ha de estar en todos los lugares donde esta maquinaria pueda moverse. Además, este terreno posee un relieve complejo y cambiante. Incluso si inicialmente las torres con las estaciones base han sido emplazadas de manera correcta y en cada rincón de la mina hay conexión, esta felicidad es pasajera, ya que la mina se profundizará, aparecerán nuevas zonas trabajadas y terraplenes, a causa de trabajos de explosión habrá que desmontar ciertas cosas y no habrá sitio para reinstalarlas, ya que podría no haber suministro eléctrico en el punto preciso, los postes podrían estar trasladados y, en general, podrían haber trabajos de explosión planeados en esta zona. En otras palabras, las torres de comunicación pueden ser necesarias en los lugares cuyo acondicionamiento técnico es difícil de preparar.
Acumuladores sustituibles, satélites y generadores termoeléctricos de isótopos
Este problema no es nuevo y se soluciona de diferentes maneras. Se puede alimentar la torre de comunicación (u otra instalación que se precisa en lugares menos apropiados) con acumuladores sustituibles. Esta es una opción bastante viable cuando la instalación no es para un trabajo prolongado o si a usted le gusta mucho cargar y mover acumuladores pesados. Ha de tenerse en cuenta que en la empresa minera los accesos a su instalación pueden estar cerrados.
En un grado determinado la solución del problema puede residir en el empleo de comunicación por satélite a través de un grupo satelital de órbita baja. Sin embargo, un relieve complejo y el riesgo de que la zona de trabajos pueda estar situada dentro de un local o debajo de la superficie, donde todas las condiciones de trabajo son más complicadas aún, no deja esperanza de que sea posible valerse únicamente de la comunicación por satélite y descartar totalmente la infraestructura terrestre.
El problema de la duración del trabajo podría solucionarse con un generador termoeléctrico de isótopos, como los que emplearon tanto la URSS como los EE. UU. para la alimentación eléctrica de boyas marinas, faros, estaciones meteorológicos, primeras generaciones de satélites y estaciones espaciales. Esta fuente de alimentación puede durar hasta treinta años o más, pero la probabilidad de poder adquirir un dispositivo de este tipo es bastante baja, incluso si no le incomoda trabajar con material radioactivo.
Energías renovables para alimentar la industria minera
En el caso de que no haya podido encontrar entusiastas para mover acumuladores pesados o trabajar con isótopos radioactivos, se puede acudir a fuentes mucho más asequibles como el Sol y el viento. Las fuentes de energía renovables son una tendencia de moda en la industria actual y, en particular, la minería. ¡Vaya ironía! La naturaleza al servicio de la industria es algo siempre se asociaba con un impacto negativo sobre el medio ambiente. Es especialmente irónico cuando se trata de la extracción de fuentes de energía fósiles, las que las fuentes renovables pretenden sustituir.
Cuanto más cerca del ecuador, más luz solar llega a la superficie de la Tierra y más eficientes son los acumuladores fotovoltaicos. Así, las torres de telecomunicaciones de algunos operadores de telefonía móvil africanos funcionan exclusivamente con energía fotovoltaica, acumulando la energía sobrante en módulos especiales que alimentan la torre por la noche. Este método también se emplea en nuestros proyectos de digitalización de la industria minera en Marruecos. Funciona muy bien, lo importante es limpiar a tiempo las baterías.
Sin embargo, el uso exclusivo de energía solar no es una solución posible en ciertos lugares. Por ejemplo, en una serie de regiones del norte de Rusia se utiliza una combinación de baterías solares y aerogeneradores para los proyectos de digitalización de la industria minera. Son suficientes para un nodo de comunicación de tamaño reducido. En término medio, la carga pico de este tipo de instalación es de hasta 100 W, mientras que la operativa es de 30 W aproximadamente. Es obvio que los dispositivos de este tipo han de ser completados y ajustados para que funcionen en un lugar determinado caracterizado por sus propias condiciones climáticas. El tiempo en las zonas nombradas arriba es muy cambiante y duro. Ha de tenerse en cuenta la cantidad de días desfavorables para la generación de energía eléctrica que tiene que soportar la instalación sin llegar a descargarse y, además, contar con un «soporte» de generadores, cuya energía ha de durar para unos siete días sin viento o sin sol, cuando los acumuladores de energías renovables no puedan ser cargados.
La movilidad es una gran ventaja de las torres de comunicación autónomas que funcionan con fuentes de energías renovables. Estas torres son fácilmente transportables dentro de los límites de la cantera, lo que disminuye gastos para la construcción y desmontaje de torres fijas.
Fuentes renovables en la práctica
En nuestra práctica ha habido pocas incidencias relacionadas con las instalaciones que funcionan con fuentes renovables. Ocurría que debido a un fuerte viento se arrancaba el mecanismo de freno y los molinos eólicos comenzaban a girar demasiado rápido, por tanto, se dañaba la instalación eléctrica a causa de la alta tensión. En una ocasión, la instalación fue arrastrada completamente por un deslizamiento de tierra. Pero estos casos fueron más bien circunstancias de fuerza mayor y no un defecto del sistema. La mayor complicación consiste en el polvo que abunda en las zonas mineras. El polvo se acumula en las placas solares, lo que disminuye su rendimiento.
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