En el complejo entramado de una mina, donde la maquinaria ruge, el polvo se eleva y la oscuridad reina, la comunicación emerge como un faro que guía las operaciones hacia la seguridad y la eficiencia. Más allá de una simple herramienta, la comunicación se convierte en un pilar fundamental que vertebra la coordinación, la toma de decisiones y el bienestar de los trabajadores.

Por ejemplo, las comunicaciones dentro de una mina se utilizan para comunicar entre sí los vehículos de construcción que establecen una red en cadena de intercambio de información. Cuando las comunicaciones son inestables y fallan producen que se detenga por completo la operación lo que significa que se detenga a su vez la rentabilidad de la inversión.

Retos de la comunicación dentro de una mina

Suministrar comunicaciones confiables y eficientes dentro de una mina presenta un conjunto de desafíos únicos debido a la naturaleza hostil y compleja del entorno subterráneo.

Propagación de la señal: Las ondas de radio, especialmente las de mayor frecuencia, se atenúan y se reflejan significativamente en las paredes rocosas, lo que resulta en zonas de «sombra» donde la señal es débil o inexistente.

Interferencia: La maquinaria pesada y los sistemas eléctricos generan ruido electromagnético que puede interferir con las señales de radio. Distorsionando la comunicación y provocando errores en la transmisión de datos.

Topología cambiante: Las minas están en constante expansión y modificación. Con nuevos túneles y cámaras que se excavan y las existentes que se modifican. Esto requiere que la infraestructura de comunicaciones sea flexible y adaptable para mantener la cobertura en toda la mina.

Seguridad: La comunicación dentro de una mina debe ser segura y confiable para garantizar la coordinación efectiva de las operaciones, la seguridad de los trabajadores y la protección de información sensible.

¿Cómo implantar comunicaciones dentro de una mina?

El primer paso es identificar cuáles son los elementos que requieren comunicaciones. En este blog post analizaremos concretamente los vehículos de construcción, maquinaria fija y sensores y dispositivos de monitoreo.

Vehículos de construcción: Los vehículos de construcción, como camiones, excavadoras y palas cargadoras, necesitan estar conectados a la red de comunicación para el seguimiento de la ubicación, la monitorización del rendimiento, la comunicación con los operadores y la optimización de rutas.

Maquinaria fija: La maquinaria fija, como trituradoras, transportadores y correas transportadoras, necesitan estar conectadas a la red de comunicación para el control remoto, la monitorización del estado, la detección de fallos y la optimización del proceso.

Sensores y dispositivos de monitoreo: Los sensores y dispositivos de monitoreo instalados en toda la mina requieren comunicarse con la sala de control para recopilar datos sobre la temperatura, la ventilación, la calidad del aire, la presencia de gases peligrosos y otros parámetros ambientales.

Estos sistemas son los relacionados con la infraestructura, transmiten datos cruciales para su operación, como estado de funcionamiento, parámetros de funcionamiento, condiciones ambientales, vibración y ruido, desgaste y consumo, posicionamiento GPS, códigos de error y datos de registro.

Esta información permite a los operadores monitorizar la mina, optimizar operaciones, planificar el mantenimiento, responder a emergencias y mejorar la eficiencia y/o productividad en general.

Entendiendo cuáles son los elementos que requieren comunicaciones y qué tipo de datos deben transmitir, el siguiente paso es desarrollar una solución de comunicaciones.

Red Wi-Fi interior de la mina

Una red Wi-Fi, es un tipo de red inalámbrica diseñada para proporcionar una cobertura de señal amplia y uniforme en espacios grandes o con diseños complejos. Funciona mediante la utilización de múltiples dispositivos llamados nodos o puntos de acceso, que se conectan entre sí para crear una única red Wi-Fi.

La idea de esta solución es implementar una red de Access Points robustos que se desplegarán internamente a lo largo de la mina, donde en la entrada de la mina habrá un acceso a fibra óptica o back-up celular. Estos Access Points se combinarán con cables de Wi-Fi radiado en aquellas ubicaciones dentro de la mina donde la estructura de la misma complica la propagación omnidireccional de la señal que radian las antenas de los Access Point.

Además, en aquellas ubicaciones donde se complica la alimentación de los equipos se hará uso de baterías que asegurarán la disponibilidad de la red durante la explotación del servicio.

Comunicaciones dentro de los vehículos de construcción

Una vez implementada la Wi-Fi mesh el siguiente paso es hacer posible la comunicación entre los vehículos respectivamente, así como con la Wi-Fi mesh. Además, los vehículos deben ser capaces de comunicarse cuando encuentren en tránsito entre mina y mina. Para ello los vehículos deben disponer de comunicaciones celulares. Así pues, es necesario instalar en los vehículos un router que cumpla con todos los requisitos de entorno, vibraciones, temperatura, humedad, resistencia ante el polvo, estructura y conectores robustos, así como la capacidad de transmitir datos tanto por Wi-Fi como por red celular 5G/4G.

En la siguiente imagen se puede observar un ejemplo de arquitectura de red posible:

Fuente: Javier Sanchez de la Poza

De esta forma, los equipos que se encuentran dentro de los vehículos de construcción tendrán dos vías por las que enviarán los datos simultáneamente. 5G cuando el enlace esté disponible y la red Wi-Fi cuando se encuentre en el interior de una mina. La red Wi-Fi de la mina estará conectada a los equipos “Edge router” que dispondrán de comunicaciones 5G/4G y comunicaciones cableadas de fibra o cobre simultáneamente que enlazarán toda la comunicación de la mina con el datacenter.

Como se ha visto en este blog post, el entorno de las minas es un nicho que trae grandes desafíos para las compañías de comunicaciones, pero mediante una solución robusta podemos ver que es posible implementar una arquitectura que cumple con los requisitos de este entorno.

Teldat es una compañía de casi 40 años de experiencia, en soluciones de comunicaciones de todo tipo, donde compañías de explotación de minas son capaces de implementar toda esa red con un único proveedor.