Cómo optimizar operaciones mineras subterráneas: utilización de equipos, métodos de control y software de apoyo

Optimizar una mina subterránea no significa solo comprar más equipos. La clave está en reducir tiempos muertos, mejorar la coordinación entre desarrollo, producción, ventilación, mantenimiento y transporte, y medir la utilización real de cada activo crítico.

Por qué la optimización subterránea es más compleja que en rajo abierto

En minería subterránea, la productividad está limitada por restricciones físicas y operacionales más severas que en superficie. Las galerías son estrechas, los puntos de carguío y descarga cambian, la ventilación condiciona el acceso, la comunicación puede ser intermitente y la interacción entre equipos móviles, personal, fortificación, tronadura, servicios y mantenimiento exige alta coordinación.

Un LHD, un jumbo, un camión subterráneo o un equipo de fortificación pueden estar “disponibles” desde el punto de vista mecánico, pero no necesariamente estar produciendo. Puede estar esperando ventilación, autorización de ingreso, frente liberado, operador, combustible, repuesto, instrucción del supervisor, despeje de ruta o disponibilidad de chancador, buzón o punto de descarga.

Por eso la optimización subterránea debe mirar la operación como un sistema completo, no como una suma de equipos individuales.

Qué significa utilizar bien los equipos en minería subterránea

La utilización óptima no es hacer trabajar los equipos al máximo todo el tiempo. Es lograr que cada equipo trabaje en la tarea correcta, en el momento correcto, con el menor tiempo improductivo posible y sin comprometer seguridad, mantenimiento ni continuidad operacional.

En términos prácticos, una operación debe distinguir entre:

• Disponibilidad física: el equipo está mecánicamente apto para operar.
• Utilización: el equipo está efectivamente asignado y trabajando.
• Uso efectivo: el equipo está ejecutando una tarea productiva real.
• Tiempo de espera: el equipo está detenido por causas operacionales.
• Tiempo no programado: el equipo está detenido por falla, interferencia o falta de coordinación.
• Tiempo productivo neto: tiempo en que el equipo realmente perfora, carga, transporta, fortifica, acuña, descarga o apoya el avance.

Esta distinción es crítica. Una mina puede tener buena disponibilidad mecánica y aun así baja productividad si la coordinación operacional es débil.

Principales cuellos de botella en operaciones subterráneas

Los cuellos de botella más frecuentes no siempre están donde la gerencia cree. Muchas veces se culpa al equipo, al operador o al mantenimiento, cuando el problema está en la secuencia de trabajo.

Los principales factores que reducen utilización son:

• Frentes no liberados a tiempo.
• Espera por ventilación post tronadura.
• Baja coordinación entre perforación, carguío, tronadura, limpieza y fortificación.
• Demoras en cambio de turno.
• Falta de operadores disponibles.
• Equipos esperando instrucciones.
• Baja visibilidad sobre ubicación real de equipos y personas.
• Interferencias entre LHD, camiones, equipos auxiliares y vehículos livianos.
• Rutas congestionadas o mal mantenidas.
• Puntos de descarga saturados.
• Mantenimiento reactivo.
• Falta de repuestos críticos.
• Planes diarios poco realistas.
• Desconexión entre planificación minera y ejecución del turno.

La optimización debe partir midiendo estos tiempos. Sin datos confiables, la operación suele mejorar por intuición, no por ingeniería.

Método 1: control de corto intervalo

El control de corto intervalo, o Short Interval Control, es una de las metodologías más efectivas para minería subterránea. Consiste en dividir el turno en bloques de control más cortos —por ejemplo, cada una o dos horas— para revisar avance, desviaciones, ubicación de equipos, cumplimiento de tareas y restricciones.

En lugar de descubrir al final del turno que no se cumplió el plan, el equipo de operaciones detecta desviaciones durante el turno y toma decisiones antes de perder la jornada completa.

Este método permite responder preguntas concretas:

• ¿Qué equipo está detenido?
• ¿Por qué está detenido?
• ¿Cuánto tiempo lleva detenido?
• ¿Qué frente está disponible?
• ¿Qué tarea debe priorizarse ahora?
• ¿Qué operador o supervisor debe intervenir?
• ¿Qué restricción impide cumplir el plan?
• ¿La desviación es operacional, mecánica, logística o de planificación?

El control de corto intervalo funciona mejor cuando se apoya con sistemas digitales de ubicación, reportabilidad y seguimiento de tareas. Plataformas como Hexagon UG Pro están orientadas precisamente a gestionar flotas subterráneas y entregar información de utilización en tiempo real en zonas remotas bajo superficie.

Método 2: planificación integrada de desarrollo y producción

En minería subterránea, desarrollo y producción compiten por recursos. Si el desarrollo no avanza, se reduce la disponibilidad futura de mineral. Si producción absorbe demasiados equipos, se puede comprometer la preparación de nuevos frentes.

La planificación integrada busca alinear:

• Plan de largo plazo.
• Plan mensual.
• Plan semanal.
• Plan diario.
• Secuencia por turno.
• Recursos disponibles.
• Restricciones geotécnicas, ventilación, energía, agua y servicios.
• Estado real de equipos y frentes.

El error habitual es generar planes diarios que no consideran la realidad física de la mina: distancia, tiempos de traslado, ventilación, interferencias, disponibilidad de operadores, carga de mantenimiento o congestión de rutas.

Software de planificación como GEOVIA MineSched, RPM MinePlanner, Maptek Vulcan o Epiroc EPS puede apoyar la construcción de planes más consistentes, especialmente cuando se conectan con sistemas de ejecución operacional.

La clave no es solo tener un buen plan, sino cerrar la brecha entre el plan y lo que realmente ocurrió durante el turno.

Método 3: gestión de flota subterránea

Un sistema de gestión de flota subterránea permite asignar equipos, monitorear ciclos, registrar tiempos, visualizar ubicación y controlar cumplimiento de tareas.

En una mina subterránea, esto es más complejo que en superficie porque el GPS no funciona de forma natural bajo tierra. Por eso se utilizan redes Wi-Fi, LTE privado, leaky feeder, nodos, balizas, tags, sensores, tablets industriales, puntos de acceso y sistemas de localización adaptados al ambiente subterráneo.

Un buen sistema de gestión de flota debería ayudar a responder:

• Dónde está cada equipo.
• Qué tarea está ejecutando.
• Cuánto tiempo lleva en esa tarea.
• Cuánto tiempo estuvo esperando.
• Cuál es el ciclo real de carguío, transporte y descarga.
• Qué equipo está generando cola.
• Qué frente está subutilizado.
• Qué camión o LHD debe reasignarse.
• Qué detenciones son operacionales y cuáles son mecánicas.

Soluciones como DISPATCH Underground, vinculada al ecosistema Modular Mining de Komatsu, están orientadas a administrar operaciones desde el frente de producción hasta la oficina central. También existen plataformas de gestión de flota como Wenco FMS, que permiten monitorear disponibilidad, tiempos de ciclo, cumplimiento de carga útil y otros indicadores operacionales.

Método 4: telemetría y monitoreo de equipos

La telemetría permite capturar información directamente desde los equipos. En minería subterránea, esto es fundamental porque muchas pérdidas no se reportan con precisión cuando dependen solo de registros manuales.

La telemetría puede medir:

• Horas motor.
• Horas efectivas.
• Ralentí.
• Carga útil.
• Velocidad.
• Temperatura.
• Presión.
• Alarmas.
• Eventos de sobrecarga.
• Consumo de combustible o energía.
• Estado de componentes críticos.
• Ciclos de operación.
• Ubicación relativa del equipo.
• Interacciones con zonas restringidas.

Plataformas como Newtrax Mining Data Platform apuntan a mejorar la visibilidad operacional mediante seguimiento de equipos y personal, monitoreo de activos y datos de productividad en ambientes subterráneos.

El valor de la telemetría no está solo en recolectar datos. Está en convertirlos en decisiones: reasignar equipos, intervenir un componente antes de falla, reducir ralentí, detectar sobrecargas, ajustar mantenimiento o rediseñar ciclos.

Método 5: mantenimiento planificado y confiabilidad

La utilización óptima no se logra presionando mantenimiento. Se logra integrando mantenimiento con producción.

En minería subterránea, una falla de LHD, jumbo, camión o equipo de fortificación puede detener una secuencia completa. Por eso el mantenimiento debe pasar desde una lógica reactiva a una lógica de confiabilidad.

Las herramientas principales son:

• Planes preventivos realistas.
• Mantenimiento basado en condición.
• Análisis de criticidad.
• Monitoreo de componentes.
• Control de backlog.
• Planificación de ventanas de mantenimiento.
• Gestión de repuestos críticos.
• Análisis de causa raíz.
• Indicadores MTBF y MTTR.
• Coordinación diaria entre operaciones y mantenimiento.

Un equipo con alta disponibilidad, pero baja confiabilidad, genera incertidumbre operacional. La mina no solo necesita que el equipo esté disponible; necesita que sea confiable durante la ventana productiva planificada.

Sistemas de mantenimiento como SAP PM, IBM Maximo, Pronto, AMT o módulos de asset health integrados a plataformas mineras pueden apoyar esta gestión. La recomendación técnica es que el sistema de mantenimiento converse con la operación: si la información de falla, uso real, horas motor y condición no se integra, la planificación seguirá siendo parcial.

Método 6: reducción de tiempos muertos operacionales

En muchas minas subterráneas, la gran oportunidad no está en aumentar velocidad, sino en reducir esperas.

Los tiempos muertos más relevantes suelen aparecer en:

• Inicio efectivo de turno.
• Traslado hacia el frente.
• Espera por instrucciones.
• Espera por ventilación.
• Espera por frente disponible.
• Espera por combustible o carga eléctrica.
• Espera por servicios auxiliares.
• Espera en punto de descarga.
• Interferencias por rutas compartidas.
• Cambio de turno.
• Coordinación deficiente entre supervisores.

Reducir estos tiempos requiere medirlos, clasificarlos y asignar responsables. No basta con decir “equipo detenido”. Hay que saber si la detención fue por operación, mantenimiento, seguridad, servicios, planificación, energía, ventilación o logística.

Una buena práctica es construir un árbol de pérdidas operacionales por familia de causa. Esto permite atacar los problemas de mayor impacto económico, no los más visibles.

Método 7: automatización y operación remota

La automatización subterránea puede mejorar seguridad y continuidad, especialmente en zonas de alto riesgo, áreas post tronadura, sectores con inestabilidad geotécnica o turnos donde la exposición humana debe reducirse.

En equipos móviles, la automatización se aplica principalmente en LHD, camiones, perforadoras y sistemas de carguío-transporte. Sandvik ofrece soluciones digitales como AutoMine, orientadas a operación autónoma y remota de equipos móviles, y Epiroc cuenta con soluciones como Deep Automation Material Handling, enfocadas en orquestar cargadores y camiones en minería subterránea.

La automatización puede ser útil cuando existen:

• Rutas repetitivas.
• Ciclos de carguío y transporte estables.
• Zonas de riesgo para operadores.
• Necesidad de operar durante ventanas de ventilación restringida.
• Buena conectividad subterránea.
• Equipos compatibles.
• Disciplina operacional para trabajar con zonas segregadas.

Sin embargo, automatizar una operación desordenada puede amplificar problemas. Antes de automatizar, la mina debe estabilizar procesos, datos, rutas, mantenimiento, estándares y supervisión.

Software que apoya la optimización subterránea

No existe un único software que resuelva toda la operación. Lo recomendable es pensar en capas tecnológicas.

Planificación minera

Aquí se ubican herramientas para diseño, secuencia, planificación de producción, desarrollo y programación. Algunos ejemplos son GEOVIA MineSched, RPM MinePlanner, Maptek Vulcan y Epiroc EPS.

Su objetivo es definir qué debe hacerse, dónde, cuándo y con qué recursos.

Gestión de flota y ejecución

En esta capa se ubican soluciones para seguimiento de equipos, asignación de tareas, control de ciclos y monitoreo de producción. Ejemplos relevantes son Hexagon UG Pro, DISPATCH Underground y Wenco FMS.

Su objetivo es controlar lo que ocurre durante el turno.

Telemetría, seguridad y visibilidad subterránea

Aquí entran soluciones de monitoreo de equipos, personas, zonas, proximidad, activos y condiciones operacionales. Newtrax MDP es una de las plataformas orientadas a visibilidad operacional subterránea, seguimiento de equipos y personal, y monitoreo de productividad.

Su objetivo es transformar una mina “ciega” en una operación visible y medible.

Automatización y control remoto

Esta capa incluye sistemas para operar equipos de manera remota, semiautónoma o autónoma. Ejemplos son Sandvik AutoMine y Epiroc Deep Automation.

Su objetivo es reducir exposición humana, mejorar continuidad y estandarizar ciclos en condiciones compatibles.

Mantenimiento y salud de activos

Aquí se integran sistemas CMMS, EAM y plataformas de salud de activos. Pueden incluir SAP PM, IBM Maximo, Pronto, AMT o módulos propios de proveedores de tecnología minera.

Su objetivo es anticipar fallas, ordenar mantenimiento, controlar repuestos y mejorar confiabilidad.

Analítica operacional y tableros

La última capa corresponde a BI, analítica avanzada, modelos de predicción y tableros ejecutivos. Puede implementarse con Power BI, Tableau, sistemas internos o plataformas integradas.

Su objetivo es convertir datos operacionales en decisiones: dónde se pierde tiempo, qué equipo limita la producción, qué frente está subutilizado y qué área debe intervenir.

Indicadores que debe medir una mina subterránea

Para optimizar utilización, la operación debe medir pocos indicadores, pero bien definidos. Medir demasiado sin gobernanza genera ruido.

Los indicadores más relevantes son:

• Toneladas por turno.
• Metros de avance por turno.
• Toneladas por hora efectiva.
• Disponibilidad física por equipo.
• Utilización efectiva por equipo.
• Tiempo de ciclo de LHD.
• Tiempo de ciclo de camión subterráneo.
• Tiempo de perforación efectivo.
• Tiempo de fortificación.
• Tiempo de espera por ventilación.
• Tiempo de espera por frente no liberado.
• Tiempo de espera por instrucciones.
• Tiempo de traslado.
• Ralentí.
• Consumo específico de combustible o energía.
• Cumplimiento del plan diario.
• Cumplimiento del plan semanal.
• MTBF.
• MTTR.
• Backlog de mantenimiento.
• Eventos de seguridad e interacción equipo-persona.

La recomendación es separar indicadores de resultado e indicadores de causa. Toneladas por turno es un resultado. Tiempo de espera por frente no liberado es una causa. Si solo se mide el resultado, la mina sabrá que falló, pero no sabrá qué corregir.

Cómo implementar una mejora real de utilización

Una implementación ordenada debería avanzar por etapas.

Primero, levantar una línea base. Esto implica medir el estado actual de disponibilidad, utilización, tiempos de ciclo, detenciones y cumplimiento del plan. No se debe partir comprando software sin saber qué problema se quiere resolver.

Segundo, clasificar pérdidas. Cada detención debe tener una causa operativa clara: mantenimiento, planificación, ventilación, seguridad, logística, energía, operador, frente no disponible, espera de equipo auxiliar o interferencia.

Tercero, definir el cuello de botella principal. No todos los problemas se atacan al mismo tiempo. Una operación puede partir por LHD, camiones, jumbos, fortificación o desarrollo, según dónde esté la mayor pérdida económica.

Cuarto, instalar control de corto intervalo. Supervisores, dispatchers, mantenimiento y planificación deben revisar desviaciones durante el turno, no al día siguiente.

Quinto, digitalizar la captura de datos. La información manual puede servir al inicio, pero tiene límites. Para escalar, se requiere telemetría, localización, tablets, integración con mantenimiento y reportes automáticos.

Sexto, rediseñar procesos. Si el software digitaliza un mal proceso, el problema seguirá. La mejora debe incluir estándares de cambio de turno, liberación de frentes, abastecimiento, mantenimiento, ventilación y asignación de equipos.

Séptimo, automatizar solo donde exista estabilidad. La autonomía y operación remota generan valor cuando el proceso ya está ordenado y medido.

Errores comunes al intentar optimizar una mina subterránea

Uno de los errores más frecuentes es confundir digitalización con optimización. Instalar sensores, tablets o dashboards no mejora la mina si nadie cambia la forma de decidir.

También es común implementar software sin responsables claros. Si una detención queda registrada, pero nadie tiene autoridad para corregir la causa, el dato pierde valor.

Otros errores habituales son:

• Medir disponibilidad, pero no uso efectivo.
• Medir producción, pero no restricciones.
• Usar reportes al cierre del turno, cuando ya no se puede corregir.
• Culpar al operador sin analizar interferencias del sistema.
• Comprar software sin red de comunicaciones adecuada.
• Automatizar sin estabilidad operacional.
• No integrar mantenimiento con producción.
• Usar indicadores distintos entre planificación, operaciones y mantenimiento.
• No capacitar supervisores en análisis de datos.
• No asignar dueño al proceso de mejora.

La optimización requiere gobernanza. Debe estar claro quién mira los datos, quién decide, quién corrige y cómo se verifica el resultado.

Qué debe evaluar una minera antes de elegir software

Antes de seleccionar una plataforma, la operación debe definir su problema principal. No es lo mismo necesitar planificación, despacho, telemetría, automatización, mantenimiento o analítica.

Los criterios de evaluación deberían incluir:

• Compatibilidad con equipos existentes.
• Capacidad de operar con flota mixta.
• Requerimientos de conectividad subterránea.
• Facilidad de uso para supervisores y operadores.
• Calidad del soporte local.
• Integración con planificación minera.
• Integración con mantenimiento.
• Integración con sistemas de seguridad.
• Escalabilidad por fases.
• Capacidad offline o tolerancia a conectividad intermitente.
• Calidad de reportes y trazabilidad.
• Costo total de propiedad.
• Tiempo de implementación.
• Dependencia del proveedor.
• Ciberseguridad operacional.
• Capacidad de exportar datos.

La mejor solución no es necesariamente la más completa. Es la que resuelve el cuello de botella real de la mina y puede ser adoptada por la organización.

Datos clave

• Objetivo operacional: aumentar uso efectivo de equipos subterráneos.
• Equipos críticos: LHD, camiones, jumbos, equipos de fortificación, equipos auxiliares y vehículos de servicio.
• Métodos principales: control de corto intervalo, gestión de flota, telemetría, planificación integrada, mantenimiento por confiabilidad y reducción de tiempos muertos.
• Software de apoyo: planificación minera, FMS, telemetría, automatización, mantenimiento y analítica operacional.
• Principal restricción: baja calidad de datos, conectividad subterránea deficiente y procesos no estandarizados.
• Indicadores críticos: utilización efectiva, tiempos de ciclo, cumplimiento del plan, disponibilidad, MTBF, MTTR y detenciones por causa.
• Área líder: operaciones mina, con soporte directo de mantenimiento, planificación, tecnología operacional y seguridad.

El punto crítico para capturar valor

La utilización óptima de equipos subterráneos no se logra presionando más la operación, sino eliminando restricciones. Una mina puede tener equipos modernos y aun así perder productividad si los frentes no están listos, las rutas están congestionadas, el mantenimiento es reactivo o el turno comienza tarde.

El criterio técnico es claro: primero medir, luego estabilizar, después digitalizar y finalmente automatizar. El software debe apoyar una disciplina operacional existente o en construcción; no puede reemplazarla. La operación que capture más valor será la que conecte planificación, despacho, mantenimiento y seguridad en una sola lógica de ejecución por turno, con datos confiables y decisiones oportunas.