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El Instituto Nacional de Propiedad Industrial otorgó a la Universidad de Chile la patente para un método de estimación de derrape y detección de colisión con una pila de mineral, diseñado para máquinas de carga frontal LHD. El sistema fue desarrollado en el Advanced Mining Technology Center (AMTC) por un equipo de investigadores pertenecientes al grupo de trabajo en automatización para la minería.
Este método optimiza la labor de carga de material rocoso en la pala de un LHD autónomo. “Las máquinas de carga frontal tienen un ciclo principal de operación de tres fases: carga, transporte y descarga. Si bien los dos últimos cuentan con sistemas autónomos comerciales desde hace años, la carga autónoma ha conseguido validaciones exitosas recién en el último tiempo. Uno de los factores habilitantes para la carga autónoma es que la máquina sea capaz de detectar el momento en que su balde entra en contacto con el material a cargar y el método aquí patentado cumple ese objetivo”, explica Carlos Tampier, uno de los investigadores del AMTC que trabajó en el proyecto.
Para gatillar una secuencia autónoma de carga se requiere la detección del instante en que el vehículo colisiona con la pila de material. Esto para determinar si el balde de la máquina está inserto en dicha pila y para controlar la tracción de las ruedas al penetrar en el material con la pala. Para esta última tarea se debe hacer una estimación de derrape, labor que se realiza mediante un trabajo combinado del tacómetro del vehículo, y un sensor LIDAR. El sistema puede detectar que la maquinaria está derrapando cuando la velocidad estimada mediante el procesamiento de lecturas consecutivas del LIDAR no se condice con la indicación del tacómetro. Luego, si se detecta derrape durante la excavación, el algoritmo de carga puede levantar la pala para hacer palanca contra el suelo, y así incrementar la tracción para poder ir más al fondo de la pila.
En términos simples, la detección de colisión funciona de la siguiente manera: la estimación de derrape previa arroja una cifra que se usa en conjunto con la potencia de salida del motor. Cuando cada una de esas variables supera un umbral previamente calculado, es que se ha producido y detectado la colisión.
La patente de este método consigna como sus inventores a los investigadores del AMTC Javier Ruiz del Solar, Carlos Tampier, Paul Vallejos y Leonardo Leottau, quienes son parte del equipo que inició en 2015 el desarrollo de un completo sistema de navegación y carguío autónomos para maquinaria LHD. Esta labor fue apoyada por la empresa GHH y Minera San Gerónimo, que facilitaron un LHD y la mina 21 de Mayo, respectivamente, para realizar pruebas en terreno, lo que dio como resultado un exitoso cierre del proyecto que fue presentado en 2019 ante empresas del sector.
La Universidad de Chile será poseedora de esta patente industrial hasta octubre de 2038.
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