1. Page 1Rev. 4.0
Tecnologia de Control de Energia, Expandible
Para toda empresa y
Optimizacion de Sistemas Mineros
SmartEXEC
Tecnologia Simsmart
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2. Page 2
Simsmart , Un proveedor por mas de 25 años, de productos y soluciones
completas (llave en mano) de: Modelaje Dinamico Multidisciplina para toda
empresa, Simulacion y control en „Tiempo Real ‟ en las areas:
• Sector Militar Naval
• Industria Minera
• Industria en General
Los productos y servicios Simsmart
comprenden:
• Ingenieria total de procesos de sistemas
en toda la industria,
• Auditoria completa de sistemas y
analisis de rendimiento
para desafiar el diseño existente
• Modelaje , Simulacion y Analisis de
Rendimiento del Sistema
• Control y Optimizacion en tiempo real
• Sistemas de capacitacion
Quienes son Simsmartnes
son Simsmart
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3. Page 3
Control Total de Procesos Multidisciplina para la
Empresa , Modelaje Dinamico y Simulacion &
Control en ‘Tiempo Real ’ para:
 Liquidos
Gases
Ventilacion (OMVOD)
Otros procesos mineros incluyendo: manejo de materiales, aire
comprimido, bombas mineras, izaje, fresado, fundicion, etc
Generacion y distribucion Electrica
 Controles
 Propulsion
Causa & Efecto en logica decisional
”Paquete de Ingenieria” Simsmart
Capacidades de Modelaje y Control
Paquete de Ingenieria basado en fisica
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4. Page 4
Los siguientes factores han forzado a la industria minera a reaccionar con vigor:
1. Los costos de electricidad en la mayoria de las jurisdicciones se ha elevado en
un +60% desde el 2001 hasta el presente y continua subiendo rapidamente
2. El costo energetico constituye mas del 10% de los costos de operacion de la
mayoria de las minas, el segundo mas alto despues de la mano de obra
3. La ventilation alcanza hasta un 50% de los costos energeticos de una mina.
(Fuente: Newmont Mining CFO :”Compañias auriferas ahorrando energia en
la explotacion “. Editorial del Financial Post, Agosto 24, 2005)
4. Los costos de emisiones de gas/carbon efecto invernadero, se agregaran a los
reportes financieros en el futuro
5. Los costos energeticos pueden establecer la factibilidad de explotar nuevas
zonas de minerales o la de mantenerse en el negocio.
6. La calidad y cantidad del aire aumentan su importancia en regulaciones
de salud y seguridad, siendo impulsores ambientales en todas las
industrias incluyendo la minera
7. Nuevastechnologias para lidiar con asuntos comerciales, operacionales, de
salud y seguridad en mineria subterranea, son fundamentales para el
crecimiento de la industria y en algunos casos, la sobrevivencia misma.
ESTADISTICAS MINERAS
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5. Page 5
La Oportunidad
• Tipicamente una mina subterranea consumira cerca del 50% de la electricidad disponible en el lugar.
• De esta electricidad subterranea, el 50% esta comunmente asociado con ventilacion.
• La practica en el pasado ha sido, activar la ventilacion y operar por 24/7/365
• En minas remotas con generadores diesel , el costo de esta energia esta promediando
alrededor de $0.23 - $0.29 per kWh
• Esta energia produce un residuo de carbon de aproximadamente 0.7 kg CO2(e) per kWh
Mina subterranea tipica
Costo anual promedio de ventilacion
•Primario = $0.52 million
•Secundario = $1.73 million
•TOTAL = $2.25 million
Planta
Procesadora
15.179 MWh
Planta Chancadora 2.248 MWh
Bombas Agua
Area Subterranea
14.032 MWh
Ventilador
Secundario
Compresor de aire
Ventilador primario
Dependencias
Luces
PerforadorCampamento
14.032 MWh
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 Herramienta de planificacion Mina Sub-
terranea/Tuneles, Diseño de Ventilacion
 Herramienta Regulatoria cumple con
normas de Salud y Seguridad (Auto
Archivante)
 Integracion de rastreo de Personal y
Maquinaria
 Controles de flujo de aire, manual, pro-
gramado y automatico
 Optimizacion de Distribucion de Aire para
mejorar la Produccion
 Optimization del uso energetico
 Reduccion de CO2 y Oportunidades de
Bonos de Carbon
La Mina mas Profunda
Toma varios minutos en el
ascensor de alta velocidad del
pique Nº9 para llegar al fondo de la
Mina Creighton, que se encuentra
a mas de dos kilometros bajo la
superficie.
La mina de 105 años es la mas
profunda del hemisferio
Occidental
Creighton.
Produccion: Cobre, Niquel,
metales preciosos, abrio en 1901
Operacion: Siete obras,
Pique de 2.175 metros
Empleados: 373
OMVOD EXpandible SmartEXEC
Productos de Control de Energia
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7. El control energetico expandible SmartEXEC de Simsmart es un sistema optimizado de
ventilacion minera por demanda (OMVOD), basado en un paquete de software de ingenieria
PROBADO de Simsmart. Suplementa los sistemas basicos de control existentes para
ventilar la mina y esta compuesto por PLCs (Controladores Logicos Programables) con IMHs
(Interfaces Maquina Humano) y control de supervision, estableciendo una demanda
DYNAMICA de ventilacion como funcion del rastreo de maquinaria y/o ubicacion del personal
en TIEMPO-REAL y/o monitoreo fisico de flujo de aire y calidad del aire.
• Esta demanda es distribuida OPTIMAMENTE en las areas de trabajo a travez de
la red de ventilacion, en donde la energia requerida para ventilar es minimizada por un
factor de (+50%) satisfaciendo al mismo tiempo la demanda para cada zona.
" El sistema OPTIMIZADO de ventilacion minera opera sobre la base de instru-
mentacion standard para el monitoreo fisico del flujo de aire, y optionalmente, via un modelo
DINAMICO de alta fidelidad de simulacion predictiva para la red de ventilacion minera, en
conjunto con equipos de control emulados tales como, ventiladores, reguladores de flujo de
aire. Esta tecnologia de modelaje se basa en el Paquete de Ingenieria patentado de
Simsmart desarrollado a lo largo de los ultimos 25 años.
• El modelo opcional basado en el PAQUETE de INGENIERIA patentado , siempre
alcanza un BALANCE de MASA del FLUJO de AIRE, en donde la presion y la densidad son
compensadas segun la profundidad tomando en cuenta los flujos de presion de ventilacion
natural debido a las diferencias de temperatura. Un flujo siempre es re-conciliado con el otro.
Un sistema completo de control de ventilacion minera puede
estar compuesto de una combinacion hibrida de controles fisicos y otros basados en un
modelo. Algunos sistemas puede que no necesiten un modelo de ventilacion en absoluto.
OMVOD ofrece controles adicionales para concentraciones de gas y temperatura de aire.
" Los valores del modelo se cotejan constantemente con los limites de seguridad y
se envian a un equipo de control fisico real, via el sistema de control basico..
• Esta simulacion PROBADA, OPTIMIZADA, DINAMICA EN TIEMPO REAL y
Control Minero en Vivo, son exclusivos de SIMSMART y sus
soluciones para la mineria.
SIMSMART - Descripcion General - SmartEXEC
(OMVOD) (Optimized Mining Ventilation On Demand )
 Palabras Clave:
• Probado
– Mas de 25 Años
• Dinamico
• Tiempo Real
• Optimizado
• Balance de
Masa Optional
• Hasta +/-50%
Ahorro Energetico
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8. Page 8
– Nivel 1
–HMI Auto-configurado para control manual superficie/remoto
(ventilador on-off, o velocidad prefijada en VDF, % de apertura
Regulador/Damper , Puertas abiertas /cerradas o, % apertura)
– NIvel 2
–Modos de operacion y programa ( basado en tiempo, basado en evento,
por demanda, i.e.: pre-quemada, post-quemada, comienzo de turno,
alta concentration de gas)
– Nivel 3
– Flujo automatico Superficie/Remoto , concentracion de gas y
control de temperatura (damper, regulador, o modulacion del
ventilador de acuerdo a mediciones fisicas de flujo), calculos o
modelo opcional de calculo de flujo.
–Nivel 4
–VOD (Ventilacion por Demanda), cobertura de zonas de acceso entrada/
salida o, cobertura y rastreo total )
–Nivel 5
–Optimization de la distribution del flujo de aire y consumo energetico en
ventiladores de superficie
* (Ahorro de Energia estimado, basado en Resultados Generados por Modelos de
Datos Mineros)
Implementacion y
meta de
Ahorro Energetico
$
Hasta un
+/-10%*
$$
Hasta un
+/-30%*
$$$
Hasta un
+/-50%*
Smart EXEC, 5 niveles
de Opciones Expandibles
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9. Page 9
Fase 1
Ingenieria Preliminar
Fase 1- Estudio de
Evaluacion (+/-30%)
Fase 1b - Estudio de
Factibilidad (+/-10%)
Evaluacion encaminada a Factibilidad, analisis preliminar de la
oportunidad de negocio, ahorros, alcance y costos de implementar la
solucion completa de SmartEXEC con los siguientes productos:
• Especificar Requisitos del Sistema y evaluacion del proyecto
• Ahorros, Presupuesto estimativo
• Costo fijo para fases 2a y 2b del proyecto
• Estimacion aproximada del presupuesto para el costo del proyecto
Fase 2a
SMARTEXEC Ingenieria
detallada de produccion
Fase 2b
Aprovisionamiento de
equipos e instalacion.
Ingenieria detallada
Fase 3
Instalacion del
sistema y puesta
en marcha
Fase 4
Soporte del sistema
• Soporte remoto y/o en terreno para mantencion y apoyo
• Asistencia en diagnostico de problemas
• Solucion de problemas
• Renovaciones y mejoras
• Deteccion de fallas
• Revision de los Requisitos del Sistema y aceptacion
• Revision Critica del Diseño y aceptacion
• Plan de pruebas y pruebas de aprobacion por la fabrica,
procedimientos, revisiones y aceptacion
• Pruebas de aprobacion por la fabrica y aceptacion del sistema
• Modelo de ventilacion SmartEXEC , controles, optimizacion,
programas, configuracion, IHMs y capacidad analisis de rendimiento
• Fases 1 y 2a productos a entregar
• Reconocimiento fisico de la mina
• Entrevistas con ingenieros de ventilacion y operaciones
• Confirmacion de costos esperados del sistema completo
incluyendo costos de instalacion
• Presupuesto detallado incluyendo costo de aprovisionamiento
fijo mas instalacion para Fase 3
• F ases 1, 2a y 2b Productos a entregar
• Aprovisionamiento, instalacion, puesta en marcha y capacitacion para
los VDFs, instrumentacion, regulacion automatica de flujo, ABB DCS
e integracion del modelo SmartEXEC al sistema de control ABB
• I ntegracion del SmartEXEC al sistema de control ABB
• I nstalacion del sistema , alistamiento, partida y ajustes del modelo
de acuerdo a planimetria de ventilacion
• Prueba de Aceptacion in Situ y aceptacion final del sistema.
• Sistema instalado
• Contrato de apoyo tecnico
• Plan de desarrollo Mina/Tunel
• Diagrama de ventilacion Mina/Tunel
(planos, detalle de niveles y estocada de extraccion )
• Lista de equipos o ventiladores, reguladores y maquinaria, conteo
de personal
• Costos energeticos
• Entrevistas con ingenieros de ventilacion y operaciones
• Fase 1 Producto a entregar
• Informacion detallada de parametros y comportamiento de todos
los equipos
• Escenarios de operacion
(maquinaria, turnos, pre-quemada, post-quemada, programas.
• Entrevistas con ingenieros de ventilacion y operaciones
SmartEXEC
Fases del Proyecto
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10. Page 10
Nivel de
Implementacion
Descripcion del Nivel de Control
Control Convencional
( mediciones fisicas)
Control Basado en Modelo
( mediciones calculadas)
Balance de masa del flujo en
toda la mina con presion, tem-
peratura, densidad y
resistencia del aire como una
funcion de la profundidad
Nivel 1
Control Manual :
IHM inteligente para control remoto/superficie
(ventiladores on/off, o velocidad preestablecida en VDF,
puertas controlables. reguladores/dampers,(moderadores))
Standard Opcional
Nivel 2 (opcional)
Control de eventos y horarios :
Basado en tiempo, señal limite , por demanda,
i.e.: aireado, parada, pre quemada, post quemada,
comienzo de turno, alta concentracion de gas, …
Standard Opcional
Nivel 3 (opcional) Control de Flujo, concentracion de gas y temperatura Standard Opcional
Nivel 4 (opcional)
Control de Flujo via calculos de demanda de ventilacion
como una funcion de la ubicacion del personal y de las
maquinas con su status (operacion) ,(enlace con sistema de
rastreo e identificacion) (cobertura de zona portones de
acceso, hasta cobertura de rastreo total)
Standard Opcional
Nivel 5 (opcional)
Control de Optimizacion :
Distribution del flujo de aire y energia de ventiladores
de superficie
Standard Opcional
Implementacion
Expandible
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11. Page 11
Control
Manual
y
Monitoreo
Aire
Flujo
GasesTemp
Ubicacion
y status
de
vehiculos
Ubicacion
del personal
Ventiladores
principales
Ventiladores
auxiliares y
de refuerzo
Reguladores,
dampers
y puertas
Instrumentos Distintivos
y rastreo
Sistema de Automatizacion
modelo ventilacion OMVOD
Calculo de
demanda
por zona
Calidad
de aire &
control
temperat.
Reguladores,
dampers, vent.aux.
y control de venti...
de refuerzo
Control
ventilador
superficie
Control de
flujo minimo
y otro limites
Distribution de
aire y optimizador
de consumo de
vent. de superficie
Eventos y programas
Control Autom. flujo
VOD
VOD
Control Autom. flujo

 
o
Sistema SmartEXEC
Implementacion en 5 niveles
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12. Page 12
Control y Optimizacion
en Tiempo Real Sistema
Emplazable
Reacondicionar
y Renovar
Requerimientos
Diseño Detallado
y
Funcional
Diseño
Conceptual
Definicion
del
Producto
Sistemas
Validados
Prueba
Virtual
Analisis de
Rendimiento
Sistemas
Operacionales
Simulaciones
de entrenamiento
Diagrama de implementacion de SmartEXEC
Diseño
Analisis y Pruebas
Capacitacion de Operadores
Control y Optimizacion
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13. Page 13
Vents, Reguladores, Sensores flujo, Sensores calidad de aire
Manipulacion / Medidas
Calidad de aire, flujo de aire, ubicacion de personal, ubicacion de
maquinas y status, velocidad vent, posicion o flujo de regulador
Optimizando control de bucle
Calculo de demanda de flujo, programas
Control de Supervision
Distribution de flujo por nivel ,
tareas programadas
Control
economico
dinamico
Programacion de energia,
de vent. de superficie
Control de bucle simple
Flujo aire vent, flujo aire de regulador, programas,
Seguridad en terreno, enclavamiento en terreno,
permisibilidad
Proceso de Ventilation
DCS
y
PLCs
Sistema de
Rastreo Dinamico
HMI integrated en OMVOD
• Integra rastreo, monitoreo,
controles and optimizacion
• Superficie, Subtarranea y Web
• Se autoconfigura segun
evolucion de la mina
Interface de configuracion OMVOD:
• Diagrama de Ventilacion
• Ventiladores y Reguladores
• Parametros de Control
• Maquinaria
• Personal
• Reports de Configuracion
Arquitectura completa de comunicacion Cliente-Servidor
Motor OMVOD en tiempo real
• Integracion de rastreo
• Calculo demanda de aire
• Modelo de ventilacion de
alta fidelidad
• Controles y optimizacion
• Tareas programadas
Arquitectura SmartEXEC
Jerarquia de Control del Proceso General
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14. Page 14
Ejemplo de Modelo nivel 5 Ahorro Energetico anual de $ 2,523,475(59%)*
* ( Basado en Datos Operacionales de Mina )
1@$
1
2
2@$
3
cfm
cfm
cfm
cfm 





 TCpmq 
Ubicacion
Potencia
del vent.
rateada en
(KW)
%
de
velocidad
Velocidad
ventilad.
(real)
RPM
Potencia
real del
vent. en
(KW)
cabezal
del
vent.
Procedimiento Standard
de Operacion de Minas
Velocidad
ventilad.
(rateada)
RPM
Identificacion
de
ventilador
Vent.1 IN
Vent.2 IN
Vent.3 IN
Vent. 1 OUT
Vent. 2 OUT
Inyector
Inyector
Inyector
Extraccion
Extraccion
%%
Potencia Total (KW)
Costo por KW ($)
Costo Electrico Total de Operacion de los Ventiladores
Ahorro versus ($) rateados
Ahorro versus (%) rateado
Ahorro versus procedimiento standard de operaciones ($)
Ahorro versus procedimiento standard de operaciones (%)
Numero de Ventiladores Operando De un maximo de:
SmartEXEC
Optimizador Dinamico de Energia
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15. Page 15
Los Desafios del Exito
Desafio Status/Plan
Expectaciones de mineros experimentados, que la ventilacion parta y
se mantenga funcionando.
Se requiere un cambio cultural de los mineros con
educacion constante sobre los beneficios globales
del sistema Dinamico OMVOD . Enfasis en Salud y
Seguridad
Legislacion Archivamiento Dinamico de la calidad del aire, etc
permitira validacion o desafio a la Legislacion actual.
Inspectores de Minas Inclusion en validacion y proceso de implementacion.
Restricciones del Capital Validacion inicial del IRR (tasa de rentabilidad interna) y
ROI (rendimiento de la inversion) usando el modelo de
simulacion para confirmar la proposicion empresarial
del OMVOD Dinamico
Falta de certeza en el modelo antes de aventurarse en el cambio Validar/desafiar el Modelo de Simulacion antes de la
implementacion. Esquema de implementacion gradual
en 5 niveles para asegurar grado de certeza.
Aplicaciones rudas de equipo “fragil” Seleccion e instalacion de equipos ya probados en
minas, con software redundante y a prueba de
fallas
Disponibilidad de ejemplos de componentes integrados Disponibilidad de referencias OMVOD Dinamico
Simsmart , para instalacion en minas.
Salvedades y Precauciones
Trabajos de alta temperatura con calor residual significativo en la roca pueden rebotar muy
rapidamente durante periodos sin ventilacion. Expulsion de gas de tronadura …
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16. Page 16
0
20
40
60
80
100
Controlde
Superficie
Sin
Controles
ControlProgram
ado
Beneficios Escalonados Simplificados SmartEXEC
Ahorros de Consumo de Energia Estimativos
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17. Page 17
Con full
SmartEXEC
OPEX Produccion
Hoy
Meta de Beneficios SmartEXEC
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