CAMPO DE APLICACIÓN

La presente invención divulga un sistema y método de monitoreo de la presencia o ausencia del diente del balde, con el fin de detectar la presencia de este en una tolva de un camión y chancador primario.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION

La extracción mineral de cobre desde el yacimiento hasta la obtención del cátodo o concentrado sigue una serie de procesos industriales, se inicia con la tronadura, que permite fragmentar la roca, mediante el uso de explosivos, con el fin de obtener un material de menor granulometría, este material es transportado al chancador, con la ayuda de palas o cargadores de diferentes tipo y camiones.

Las palas llenan un volumen de hasta 120 Ton, dependiendo del modelo de pala utilizado, este material posteriormente es descargado en la zona de descarga de un chancador. Estas palas mineras no pueden ser detenidas, debido a que de su funcionamiento depende el suministro de materia prima, para el proceso de chancado y a las otras áreas de procesamiento del mineral. Una de las piezas más afectadas en las palas al extraer y cargar el mineral en las tolvas de los camiones de extracción, son los dientes del balde, cuyo peso bordea los 90 a los 135 Kg, encontrándose 9 de estos unidos mediante adaptadores al labio del balde y están construidos de acero 533 HB, estos dientes duran entre las 800.000 y 1 .400.000 toneladas removidas, lo que da un tiempo de duración de aproximadamente de 15 a 45 días y suelen desprenderse por el alto impacto contra el mineral a la que son expuestos, también por la dureza del mineral o por desgaste. La pérdida de un diente o adaptador, por caída o por alguna otra razón, puede provocar daños a nivel estructural del montaje del balde. Este daño puede describirse como una mayor deformación de la placa base, sino que también, daños estructurales debido a fisuras en el balde.

La no detección a tiempo de este elemento desprendido o facturado del balde puede provocar grandes problemas en el área de chancado o molienda, pudiendo originar fallas en el chancador primario y provocar detenciones no programadas, tiempos muertos en la producción y poner en riesgo a los operarios. Este riesgo en los operarios se debe a que una vez que ocurre este suceso, el operario debe ingresar al chancador, buscar el diente de pala perdido y retirarlo del proceso de chancado.

A la fecha no existe una tecnología que logre detectar de manera adecuada la presencia o ausencia de elementos inchancables en las tolvas de los camiones de extracción y chancador primario.

En el arte previo se puede mencionar diversas soluciones relacionadas con el uso de sensores electrónicos con el fin de determinar la localización del diente de pala o el componente metálico, estos sensores electrónicos pueden ser: Cámaras de 2D o 3D, sensores ferromagnéticos, medidor de distancia por láser, sensores ultrasónicos u otro sensor de medición de distancia. CL201901082 define un sistema de control y seguimiento del diente de balde, generando alarmas por desprendimiento del diente del balde y generando alarmas en la pala por desprendimiento y generar una alarma por la presencia de dicho diente en la tolva de un camión de extracción de mineral, que transporta dicho mineral al área de chancado, donde se consideran módulos maestros y esclavos, los módulos maestros se encuentran ubicados en las palas y en los camiones tolva que transportan el material; los módulos esclavos se ubican insertos en los dientes, estos tendrán una ID única y su coordenada geográfica de los dientes; los módulos maestros y esclavos se conectarán entre si creando una red de nodos que compartirán sus datos y lo maestros podrán ejecutar protocolos de respuestas a estos datos y generan una red local cerrada a la cual se conectan los módulos esclavos que estarán inserto en los dientes de una pala.

CL201100274 define un sistema de alarma para detectar el desprendimiento de dientes y/o adaptadores en cucharones de palas de retroexcavación, este sistema de alarma para detectar el desprendimiento de dientes y/o adaptadores en cucharones de palas de equipos de retroexcavación, comprende: un sensor- transmisor, ubicado ya sea en cada diente y su respectivo adaptador de las palas, o bien únicamente en el adaptador, en donde dicho sensor- transmisor comprende: una fuente de alimentación del sensor-transmisor; un sensor de adaptador y un sensor de diente, los cuales monitorean y detectan el desprendimiento del diente y/o adaptador; un codificador, que codifica la información proveniente de los sensores; un módulo transmisor; y un receptor- decodificador, ubicado en la cabina de operación, del equipo de retroexcavación, el cual comprende: un módulo receptor; una fuente de alimentación de un receptor; un inversor de señal; y un decodificador; donde, en el sensor- transmisor, el codificador programa un código a transmitir y envía dicha codificación al módulo transmisor, el cual luego envía la información al receptor- codificador; y donde el módulo receptor recibe la transmisión de alguno de los transmisores y envía la información al codificador, el cual se encarga de procesar dicha información para finalmente emitir una señal de alarma al operador de una pala, indicando que algún elemento de una pala se ha desprendido. CL200501334 define un sistema para detectar la perdida de dientes y adaptadores de baldes en faenas de explotación minera, comprende un módulo sensor de tensión, torsión y extensión de una línea o cable destinado a soportar dicho balde con un receptor inalámbrico conectado al computador controlador ubicado en la cabina del cargador”. Este sistema para detectar la caída o pérdida de dientes y adaptadores de baldes o palas excavadoras o cargadores utilizados en faenas de explotación minera que está compuesto por un módulo sensor de tensión, torsión y extensión de una línea o cable destinado a soportar dicho balde o pala y receptor inalámbrico. CL201601260 define un sistema para monitorear pieza de desgastes en equipos de trabajo en suelos, comprende un sensor electrónico en una pared de la cubeta, un dispositivo que recibe información del sensor y hace una determinación y rendimiento de una pieza de desgaste que excava, proceso de monitoreo”. Esta patente define un proceso y herramienta para controlar el estado, el desgaste y el rendimiento de piezas de desgaste usadas en el equipo de trabajo en suelos, el proceso y la herramienta permiten que el operador optimice el rendimiento del equipo de trabajo en suelos, la herramienta tiene una clara línea de sitio para las piezas de desgaste durante el uso y se puede integrar con un cangilón o pala en el equipo de trabajo en suelos. CL201401897 define un sistema de monitoreo para la detección en forma automática de elementos ferromagnéticos ocultos en la carga del mineral, durante la carga y/o descarga de un contenedor, dicho sistema comprende al menos un sensor de campo magnético, un computador, un canal de comunicación de corto alcance, un visualizador, un canal de comunicación de largo alcance, una fuente de energía y sensores auxiliares, esta invención define un sistema de monitoreo automático para la detección de elementos ferromagnéticos ocultos en la carga de mineral en movimiento en equipos móviles o semimóviles antes de la descarga a un chancador, que actúa durante la carga o descarga de un contenedor y comprende los siguientes componentes: a. al menos un sensor de campo magnético para detectar en forma automática y en tiempo real las perturbaciones del campo magnético local en las tres direcciones del espacio; b. un computador que recopila y procesa los datos; c. un canal de comunicación de corto alcance, cableado o inalámbrico, que se localiza entre los sensores y el computador; d. un visualizador que entrega información del estado del sistema de monitoreo, y que incorpora una alarma luminosa y/o sonora; e. un canal de comunicación de largo alcance entre el usuario y el computador, del tipo cableado o inalámbrico; f. una fuente de energía del tipo batería portable o una conexión a alimentación fija y/o móvil; y g. opcionalmente, sensores auxiliares.

US8411930B2 consistente en un sistema que incluye un dispositivo de captura de imágenes, para capturar imágenes de la máquina y un procesador para procesar las imágenes capturadas. El Sistema puede incluir además una salida sensible para proporcionar una indicación de una pieza de maquina dañada o faltante. El método incluye capturar imágenes de la maquina contra un fondo que se mueve con relación a la maquina a lo largo del tiempo, seleccionar un par de imágenes separadas por el tiempo de las imágenes capturadas, generar una imagen de desplazamiento con un modelo de maquina e identicando una pieza de maquina dañada o faltante a partir de la comparación de la imagen de desplazamiento con el modelo de máquina. US10008095B2 describe un sistema para monitorear la presencia de una herramienta de contacto con el suelo en relación con una máquina, en un sitio de trabajo. El sistema incluye un sensor acoplado operativamente a la herramienta de conexión atierra, un receptor de señal y un controlador. El sensor está configurado para transmitir una señal inalámbrica de identificación. El controlador está configurado para recibir una señal recibida del receptor de señal; la señal recibida basada en la señal inalámbrica de identificación y que tiene una potencia de señal. El controlador está configurado para determinar una potencia de atenuación de señal de la señal recibida, en función de la potencia de señal relativa a la potencia de transmisión, determinar una ubicación relativa de la herramienta de conexión a tierra y una o más condiciones de falla basadas en la potencia de atenuación de señal.

US20130026263A1 consiste en un método para analizar minerales recibidos dentro de un balde de pala de minería, incluye la recopilación de datos asociados con el mineral recibido en el balde. Donde el balde incluye al menos un sensor activo, donde el mineral se encuentra dentro de un campo de sensor activo. El método incluye además determinar un contenido de los minerales a un sistema de soporte de decisiones y clasificar o procesar el mineral en función de una salida del sistema de soporte de decisiones. La recopilación de datos asociados con los minerales puede incluir generar señales de origen, aplicar las señales de origen al sensor activo, recopilar una respuesta del sensor activo y comparar la respuesta con una referencia o umbral, y se describen otras características anexas.

US8284096B2 describe un sistema y método para detectar piezas metálicas no aplastables ocultas dentro de una carga mineral directamente mente dentro de un dispositivo de transporte a una trituradora primaria incluye un radar direccionalmente ajustable que tiene al menos un dispositivo con antenas emisoras / receptoras de ondas electromagnéticas, un portal a través del cual pasa el dispositivo de transporte, un generador/analizador espectral conectado a los dispositivos de antena que genera las ondas electromagnéticas y analiza los ecos de las ondas electromagnéticas que interactúan con la carga mineral, y un dispositivo computacional que incluye un procesador de señal digital conectado al generador/analizador espectral. W02016008059A1 describe un sistema de monitoreo para la detección de elementos ferromagnéticos, ocultos en una carga mineral durante la carga y/o descarga de un contenedor, comprendiendo dicho sistema: al menos un sensor de campo magnético para la detección automática y en tiempo real de perturbaciones en el campo magnético local; una computadora que compila y procesa datos utilizando software; un canal de comunicación por cable o inalámbrico de corto alcance ubicado entre los nodos y la computadora; una pantalla que incorpora una alarma de luz y/o sonido; un canal de comunicación por cable o inalámbrico de largo alcance entre el usuario y la computadora; una fuente de alimentación de tipo batería portátil o una conexión a una fuente de alimentación fija y/o móvil; y opcionalmente sensores auxiliares.

WO2012116408A1 consistente en un sistema de detección para detectar la Perdida de un componente de herramientas de contacto con el suelo, de una máquina de extracción o movimiento de tierra, comprendiendo el sistema, una etiqueta de identificación de radiofrecuencia asegurable al componente, y una o más estaciones de lectura de etiquetas que incluyen un lector de etiquetas de identificación por radiofrecuencia para leer la etiqueta. US6990390B2 describe un método y aparato para detectar un cambio en una herramienta de trabajo con una parte de acoplamiento, este sistema de control detecta un cambio en la relación entre la parte de acoplamiento de la herramienta de trabajo y al menos una de la herramienta de trabajo y otra parte de acoplamiento de la herramienta de trabajo. Si el cambio es mayor que un valor predeterminado, el sistema de control produce una señal de error.

US20100096148A1 define un sistema para determinar la posición de una herramienta montada en una máquina excavadora, incluye un dispositivo de monitoreo y varios dispositivos independientes de detección de posición, cada uno de los cuales incluye: Una cara de fijación que incluye elementos de fijación al ras contra un componente articulado de la máquina, un módulo de comunicación inalámbrica que envía datos al dispositivo de monitoreo, una fuente de alimentación eléctrica independiente, una unidad de procesamiento, Un módulo electrónico con sensores de posición angular. Los dispositivos se distribuyen de manera que cada uno se encuentre en una parte articulada diferente de la máquina. Los dispositivos no necesitan cables y son fáciles de instalar. Las señales emitidas por los dispositivos son recibidas por eldispositivo de monitoreo, que calcula un punto de ajuste para colocar la herramienta. El punto de ajuste se muestra en una pantalla para que lo vea un operador ubicado en una cabina. US20040227645A1 define un detector de movimiento y un transmisor de señal para usar en un aparato para detectar y reportar la dislocación de equipos pesados de minería. El detector de movimiento tiene un transductor electromagnético que detecta el movimiento relativo entre dos partes metálicas que normalmente se mantienen juntas en contacto con la superficie. US20150284935A1 se refiere a un método para detectar la presencia de herramientas de trituración de piedra en máquinas de movimiento de tierras, en el que al menos una etiqueta RFID está dispuesta en la herramienta ejecutando al menos una comunicación de radio periódica con un lector. La interrupción y/o ausencia de la misma genera una señal de alarma como una indicación de una herramienta que no funciona o se rompe.

WO2013/033164A1 , al monitoreo de un diente de máquina para equipo pesado acoplándose a una etiqueta de RFID al diente de maquina pesada y colocando un lector RFID para leer la etiqueta RFID. El lector RFID proporciona una indicación de que el diente de la máquina pesada está separado de la máquina pesada. El diente de la máquina pesada está configurado, por ejemplo, para montarse en un balde de una máquina pesada.

Sin embargo, CL201100274, CL200501334, CL201601260, CL201401897, USB411930B2, US20130026263A1 , US8284096B2, WO2016008059 A1 , WO2012116408A1 , US6990390B2, US20100096148A1 , US20040227645A1 ,

US20150284935A1 , WO2013/033164A1 presentan el inconveniente de que, al ser métodos directos de detección de la caída o desprendimiento del diente, estos sensores podrían presentar ciertas anomalías que ocurren por estar presentes en un entorno muy agresivo (operación mina) y es muy probable que los dispositivos tecnológicos sean dañados o sobrepasen sus límites operacionales, provocando falsos positivos como también falsos negativos, estos falsos pueden desencadenar la activación de alarmas que podrían detener la producción. Si bien estos métodos pueden identificar los dientes faltantes con buena sensibilidad, producen una cantidad inaceptable de falsas alarmas, lo que hace que los operadores del equipo ignoren las alertas por completo. En algunos casos, se ha observado una tasa de falsos positivos (FPR) del 25%. Hay varios desafíos asociados con la detección en tiempo real de dientes de pala rotos. Por ejemplo, en cuanto a aquellas tecnologías que se basan en capturas de imágenes del estado del diente, la calidad de las imágenes capturadas se ve comprometida por una variedad de factores. Condiciones de operación polvorientas y variaciones en la iluminación, ubicación y orientación del balde de una pala, y la composición del fondo puede hacer que los dientes de una pala sean difíciles de distinguir del material que hay detrás. Además, el borde de mordida del balde de una pala a menudo se oscurece parcial o completamente por el material extraído durante la operación, lo que puede hacer que un algoritmo de detección de fallas produzca resultados no deseados. Además de los desafíos de la calidad de la imagen, el problema en sí, no cae claramente en el paradigma de la detección de objetos tradicional porque el objeto objetivo es un matiz anómalo del sujeto de la imagen.

La presente invención propone la detección mediante señales inalámbricas, específicamente ondas electromagnéticas considerando que el entorno minero es heterogéneo, con gran interacción entre máquina, mineral, aire, partículasde polvo, rocas, metales, etc.

Un documento cercano es la patente US10008095B2, este documento protege un sistema para monitorear la presencia de una herramienta de contacto con el suelo en relación con una máquina. El sistema incluye un sensor acoplado operativamente a la herramienta de conexión a tierra, un receptor de señal y un controlador. El sensor está configurado para transmitir una señal inalámbrica de identificación. El controlador está configurado para recibir una señal recibidadel receptor de señal; la señal recibida basada en la señal inalámbrica de identificación y que tiene una potencia de señal. El controlador está configurado para determinar una potencia de atenuación de la señal recibida, en función de la potencia de señal relativa a la potencia de transmisión, determinar una ubicación relativa de la herramienta de conexión a tierra y una o más condiciones de falla basadas en la potencia de atenuación de señal. Aunque la tecnología descrita en esta solicitud se basa en la detección de una señal inalámbrica, se basa en otro principio, en el decaimiento de la señal inalámbrica, que se refiere a la “Disminución de la amplitud de la señal a través del tiempo”, determinado por cuadrangulación de la señal. La principal desventaja que presenta esta aproximación, es que el decaimiento de la señal se implementa en un ambiente heterogéneo (Operación mina), en donde la onda electromagnética presenta variaciones en el medio de propagación, aire, regiones con mayor cantidad de polvo, zonas con vientos ascendentes y descendentes, etc. Otra problemática observable a priori es, que no aborda la problemática de lo que ocurre con la cuadrangulación, cuando cae un segundo diente.

Luego, aún existe una necesidad en el área, de un sistema que permita detectar de manera eficiente y sin falsos positivos, la presencia del diente de pala desprendido del balde y que toma contacto con la tolva de un camión, este sistema debe soportar las circunstancias hostiles que hay en la mina, donde el ruido, el polvo e interacciones hombre-maquina, pueden afectar las mediciones de los sensores propuestos en el arte previo. Aunque, este sistema no permite una medición real y precisa de distancia, dicha medición se puede sustentar bajo la persistencia de conexión entre un emisor y un receptor, es decir, repitiendo en una unidad de tiempo, una serie de lecturas o conexiones entre emisor y receptor.

BREVE DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION

La solución propuesta en la presente solicitud consiste en un sistema y monitoreo de detección de la presencia o ausencia de un diente de pala en la tolva de un camión y en un chancador primario. Este sistema comprende una pluralidad de dispositivos que interactúan entre sí, permitiendo determinar la presencia del diente de pala a través de un algoritmo que, por medio del establecimiento de un enlace de comunicación WIFI, detecta la presencia del dispositivo. Los dispositivos incorporan un módulo de comunicación WIFI, que permite establecer enlaces de comunicación con dispositivos receptores de la señal inalámbrica, que se encuentran ubicados en la cabina del operador de una pala, la cabina del operador de un camión de extracción mina y la cabina del operador de un chancador primario. Que por medio de los datos recolectados (ubicación del diente, identificación del diente, estado de la batería, tiempos de funcionamiento, entre otros) y análisis de estos se puede inferir si un diente permanece dentro del área de extracción y carguío, como también si va a bordo de un camión y si se acerca al chancador, según la localización de este generara distintos tipos de registros (ID del dispositivo del diente cercano, ubicación) y alarmas sonoras y visuales en el dispositivo de la cabina de un camión y el dispositivo de la cabina de un chancador.

Aunque la siguiente descripción del sistema de monitoreo de diente de pala, se proporcionará en referencia a la pérdida de un diente de un balde de una pala en el proceso de carguío y transporte de mineral hasta su destino, área de acceso de un chancador primario, será aparente que también puede tener aplicaciones más amplias.

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS

FIGURA 1 : Consiste en una vista lateral de una pala (10), donde se puede apreciar el balde (2) donde van inserto en el diente (5) y el dispositivo emisorde señal inalámbrica y una ampliación de la cabina del operario de una pala (6), donde se encuentra localizado el dispositivo receptor de la señal inalámbrica.

FIGURA 2: Consistente en una vista lateral de un camión de extracción (50), donde mediante una ampliación de la imagen se aprecia la cabina del operador de un camión (20), donde se encuentra localizado el dispositivo receptor de la señal inalámbrica.

FIGURA 3: Consistente en una vista, que ejemplifica el proceso de carguío de mineral (100), en el se puede visualizar una pala (10), que se encuentra cargando de mineral a un camión de extracción (50), también se ejemplifica la pérdida de un diente (5), donde va inserto el dispositivo emisor de señal (emite la señal y como esta es detectada por el dispositivo receptor de señal inalámbrica ubicado en la cabina del operador de un camión) (20).

FIGURA 4: Consistente en una vista, que ejemplifica el proceso de chancado primario (1000), en el cual un camión de extracción de mineral (50), descarga su mineral en el chancador primario (500), en el se puede visualizar como el diente (5), donde va inserto el dispositivo emisor de señal (emite la señal y como esta es detectada por el dispositivo receptor de señal inalámbrica ubicado en la cabina del operador de un chancador) (150).

FIGURA 5: Comprende en un diagrama de flujo de operación del algoritmo, en el se describe los datos de entrada, procesamiento y acciones a ejecutar.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION

La presente invención se refiere a un sistema y método de detección del desprendimiento de diente (5) del balde (2), con el fin de detectar la presencia de este en el área de extracción y carguío de mineral (100), como también posteriormente en el área de chancado primario (1000). Este sistema comprende una pluralidad de dispositivos que interactúan entre sí, según se detallan a continuación:

1) Al menos un dispositivo emisor de señal inalámbrica ubicado en el diente (5) de una pala (10) que comprende un primer microcontrolador además de un primer chip de memoria integrada, que es utilizada para almacenar datos seleccionados de código identificador y registros de conexión establecida o conexión fallida, donde el primer microcontrolador controla al módulo de emisión de señal electromagnética, y donde todos los componentes del dispositivo están integrados a una primera placa de circuito impreso, que está principalmente fabricada en base d fibra de vidrio o teflón (FR-4 o PTFE), y que tiene integrado una primera antena de comunicación inalámbrica, un modulo de posicionamiento global (GPS) y una batería de litio, además comprende medios electrónicos de alimentación para controlar una batería y los niveles de voltaje de los componentes antes mencionados,

2) Al menos un primer dispositivo de recepción de la señal inalámbrica ubicado en la cabina de una pala, que comprende un segundo microcontrolador, el cual cumple con la función de controlar la comunicación inalámbrica, un primer módulo de recepción de la señal inalámbrica y un primer medio de almacenamiento de memoria tanto interna como externa extraíble y ensamblado en una segunda placa de circuito impreso, principalmente fabricado en base de fibra de vidrio o teflón (FR-4 o PTFE) que permite la conexión entre todos los componentes del circuito electrónico del dispositivo de recepción de la señal inalámbrica, localizado en la cabina del operario de una pala (6), además comprende primeros medios conectores, preferentemente, medios conectores Jack barrel, comprendiendo medios de alarma visual y sonora, y una segunda antena inalámbrica,

3) Al menos un segundo dispositivo de recepción de la señal inalámbrica ubicado en la cabina de un camión (20), que comprende un tercer microcontrolador, el cual cumple con la función de controlar la comunicación inalámbrica, un segundo módulo de recepción de la señal inalámbrica y un segundo medio de memoria tanto interna como externa extraíble, todo ensamblado e integrado en una tercera placa de circuito impreso, principalmente fabricado en base de fibra de vidrio o teflón (FR-4 o PTFE) que permite la conexión entre todos los componentes del circuito electrónico que conforma el dispositivo de recepción de la señal inalámbrica, localizado en la cabina del operario de un camión (20), además comprende segundos medios conectores, preferentemente, medio conectores Jack barrel, comprendiendo medios de alarma visual y sonora, y un medio conector para una tercera antena inalámbrica.

4) Al menos un tercer dispositivo de recepción de la señal inalámbrica ubicado en la cabina del operador de un chancador (150) que comprende un cuarto microcontrolador que controla la comunicación inalámbrica, un tercer módulo de recepción de la señal inalámbrica y un tercer medio de memoria tanto interna como externa extraíble, todo ensamblado e integrado en una cuarta placa de circuito impreso, principalmente fabricado en base de fibra de vidrio o teflón (FR-4 o PTFE) que permite la conexión entre todos los componentes del circuito electrónico que conforma el dispositivo receptor de la señal inalámbrica ubicado en la cabina del operador de un chancador (150), además comprende terceros medios conectores, preferentemente, medios conectores Jack barrel, comprendiendo medios de alarma visual y sonora y un medio conector para una cuarta antena inalámbrica.

5) Al menos un dispositivo inalámbrico de integración que comprende una plataforma que puede ser una computadora portátil, laptop, Tablet, smartphone o cualquier dispositivo que permita la implementación de una aplicación y conexiones inalámbricas, y configurado con una aplicación que funciona como interfaz para un operador humano que permite realizar la configuración de reemplazo e instalación de dichos al menos un primer a tercer dispositivos antes mencionados, esto es, de dicho al menos un dispositivo emisor de la señal inalámbrica localizado en el diente de una pala (5), de dicho al menos un primer dispositivo receptor de la señal inalámbrica ubicado en la cabina de una pala (6), de dicho al menos un segundo dispositivo receptor de la señal ubicado en la cabina de un camión (20) y de dicho al menos un tercer dispositivo receptor de la señal ubicado en la cabina del operador de un chancador (150), pudiendo configurar dicho operador humano, al menos una de las siguientes funcionalidades: visualización del estado de dichos al menos primer a tercer dispositivos, datos de los dientes, registro de operaciones realizadas en el sistema, lista de dientes disponibles para reemplazo etc.

El sistema funciona como una red integrada, donde dichos dispositivos, al menos del primer al quinto dispositivo interactúan entre sí, y donde se pueden ubicar tantos dispositivos emisores de señal inalámbrica, como dientes posee la pala (10), donde el microcontrolador, módulo de emisión electromagnética, primera antena de comunicación y módulo de posicionamiento global (GPS), de dicho al menos un primer dispositivo, permite generar las coordenadas de ubicación de los dientes, estado de la batería y los medios electrónicos asociados a este El microcontrolador almacena y ejecuta un algoritmo de funcionamiento (Fig.5) que permite procesar los datos de ubicación y los tiempos en que el módulo de emisión electromagnética, entra en modo de ahorro de energía y los tiempos en que el dispositivo emisor entra en modo activo, donde dicho algoritmo (Fig.5) crea una red Wifi local que permite que cada dispositivo emisor ubicado en el diente de pala establecer comunicación bajo el protocolo de comunicación inalámbrico priorizado.

El presente método para la detección del desprendimiento de diente (5) del balde (2), con el fin de detectar la presencia de este en el área de extracción y carguío de mineral (100), como también posteriormente en el área de chancado primario (1000), se muestra en la Figura 5, y está específicamente diseñado para generar una conexión de red Wifi local, que permite a cada uno de dichos al menos un dispositivo emisor ubicado en el diente de pala, establezcan comunicación bajo un protocolo de comunicación inalámbrico priorizado. Dicho protocolo busca puntos de acceso con dichos al menos un primer a tercer dispositivo receptores de señal inalámbrica. Existiendo una prioridad de mayor a menor conexión, siendo mayor para dicho al menos un primer dispositivo receptor de la señal inalámbrica de la cabina del operario de una pala (6), le sigue dicho al menos un segundo dispositivo receptor de la señal inalámbrica de la cabina del operador de un camión (20), y por último, dicho al menos un tercer dispositivo receptor de la señal inalámbrica ubicado en la cabina del operador de un chancador (150).

De esta forma, previo al proceso de carguío de mineral (100), cada uno de dichos al menos un dispositivo emisor de señal inalámbrica ubicados en los dientes (5) de una pala (10), generan mediante el algoritmo de control y operación del dispositivo localizado en el diente de una pala (5) (Fig.5), un código de identificación por diente (ID) y establece su coordenada geográfica del área de trabajo. Esta área considera la distancia correspondiente desde el diente de una pala (5) hasta la cabina, distancia correspondiente a 40 mts.

El código de identificación (ID) es almacenado en dichos primer, segundo y tercer medios de memoria de dichos al menos un primer, segundo y tercer dispositivos receptores de la señal inalámbrica, es decir, dichos al menos un primer a tercer dispositivo receptor ubicado en: la cabina del operador de una pala (6), la cabina del operador de un camión (20) y la cabina del operador de un chancador (150).

Dependiendo si el dispositivo emisor de señal inalámbrica, ubicado en el diente (5) de una pala (10), abandona la ubicación predestinada de su área de trabajo, el algoritmo activa el dispositivo emisor, saliendo del modo de ahorro de energía (modo “sleep”). (Fig.5)

Este estado de modo de ahorro de energía o ciclo de hibernación se refiere a un protocolo de ultra bajo consumo en el cual el primer microcontrolador desactiva todas las funciones de dicho al menos un dispositivo emisor de tanto las generales: (Antena transmisora, Antena receptora, luces LEDs) y las internas (memoria, entradas y salidas digitales), a excepción del reloj oscilador (incluido dentro del microcontrolador), el cual realiza un conteo definido que, si se cumple, dispara el encendido de todas las funciones generales e internas del microcontrolador, el cual inicia, activando las antenas de transmisión, recepción, luces leds, memorias, entradas y salidas digitales los medios electrónicos de dicho al menos un dispositivo emisor de señal inalámbrica, para luego ejecutar el algoritmo antes mencionado.

Una vez activado dicho al menos un dispositivo emisor de señales inalámbricas, basado en el protocolo de comunicación y persistencia, que consiste en establecer conexión entre el un dispositivo emisor de señal inalámbrica ubicados en los dientes (5) de una pala (10),con los otros dispositivos a través de la red WiFi (sigla de Wireless Fidelity, tecnología para la transmisión de datos inalámbricos) por FITTP (sigla de hypertext Transfer Protocol) de forma continuada con pausas diseñadas únicamente para el ahorro de energía de la batería en el dispositivo emisor de señal ubicado en el diente (5) de una pala (10), busca establecer conexión inalámbrica con dicho al menos un dispositivo receptor de señal inalámbrica ubicado en la cabina de una pala (6), al establecer la comunicación de manera correcta, es decir, cuando el enlace WiFi, entre ambos dispositivos ocurre de manera efectiva permitiendo enviar el identificador desde el dispositivo diente (5) de una pala (10) ocurre de manera efectiva, es decir, cuando el enlace WiFi, entre ambos dispositivos, ocurre de manera efectiva, permite enviar el identificador desde el diente (5) de una pala (10) hacia el dispositivo de la cabina del operador de una pala (6) por FITTP, envía su código de identificación (ID) y datos de posicionamiento, luego vuelve al modo de ahorro de energía por 45 segundos. En caso de no establecer comunicación con dicho al menos un primer dispositivo receptor de señal inalámbrica que se ubica en la cabina operador de una pala (6), lo intenta nuevamente cada 500 milisegundos, en un total de 20 intentos, si no logra establecer comunicación, es que el dispositivo emisor de la señal inalámbrica, se encuentra a una distancia superior a los 40 mts, el microcontrolador del dispositivo supervisa que el patrón de conexión no es el mismo al que poseía antes, esto significa que el diente abandono la zona de trabajo, por lo cual procederá a generar nuevos patrones de conexión que permitan su ubicación, comenzando el proceso de conexión con la red inalámbrica, que le continua en prioridad, que corresponde a dicho al menos un segundo dispositivo receptor de señal inalámbrica ubicado en la cabina del operador de un camión (20), en caso de no establecer comunicación con este dispositivo receptor, lo intenta nuevamente cada 500 milisegundos con un total de 20 intentos, si no logra establecer comunicación, el primer microcontrolador del dispositivo emisor de señales inalámbricas, supervisa que el patrón de conexión no es el mismo, genera un nuevo patrón de conexión, con dicho al menos un tercer dispositivo receptor de señal inalámbrica que se encuentra en la cabina del operador de un chancador (150).

Como la perdida de dientes, es un evento común en minería, es opcional ubicar medios conectores, preferentemente, medios conectores Jack barrel comprendiendo medios de alarma visual y sonora en dicho al menos un primer dispositivo receptor de la señal inalámbrica de la cabina de una pala (6), debido a que muchas veces, cuando un diente se desprende de un balde, este cae en las inmediaciones de una pala (10) y no reviste peligro para la continuidad operacional de la mina, lo riesgoso es cuando el diente que se desprendió es cargado junto al mineral en el proceso de carguío (100) o en su defecto que este diente llegue al proceso de chancado primario (1000) y tenga contacto con el chancador primario (500), generando graves daños a su motor y provocando la paralización de este.

Por lo tanto, dicho primer microcontrolador activa la emisión de la señal inalámbrica, ejecutando un protocolo de activación que se encuentra, en el algoritmo del dispositivo (Fig.5) ubicado en la cabina del operador de un camión (20), que permite ejecutar las alarmas sonoras y visuales en el dispositivo del operador de un camión (20), lo que se traduce en la activación de bocinas y luces ubicadas en la cabina del operador de una pala (6), en la cabina del operador de un camión (20) y la cabina del operador de un chancador (150).

De esta manera el operador de una pala y un camión pueden darse cuenta de que, en sus equipos, en especial en el camión, puede existir un material de gran dureza (inchancable), de tal manera de comunicar esta situación al jefe delárea y que se tomen las medidas correctivas necesarias. Medidas relacionadas a detención de las máquinas y la búsqueda del diente, y posterior, remoción.

En caso de que el operario, no pudiese ver la alarma visual o escuchar la alarma sonora, ya sea por fallo del sistema u otro motivo, y el diente sigue su camino desde carguío hasta el chancador primario (500) se continua con el protocolo de comunicación dentro del algoritmo (Fig.5), que permite que se comunique el dispositivo del diente.

Continuándose con el protocolo de comunicación dentro del algoritmo (Fig.5), que permite comunicar al menos un primer dispositivo emisor de señal inalámbrica ubicado en el diente (5) de una pala (10), con al menos un tercer dispositivo de recepción de señal inalámbrica ubicado en la cabina del operador de un chancador (150), donde el cuarto microcontrolador activa las alarmas sonoras y visuales, ubicadas en la cabina de un chancador (150). Esta es considerada la última barrera de detección y contención del inchancable, por lo tanto, la eficacia del sistema se debe a que posee numerosos dispositivos detectores del diente, lo que hace reducir considerablemente los falsos positivos y aumentar su confiabilidad.

Toda la data generada, desde visualización del estado de cada uno de los dispositivos, datos de los dientes (identificador electrónico del dispositivo, posición, conexiones realizadas, registro de operaciones en cada uno de dichos dispositivos, lista de dientes de reemplazo, etc.), es integrada mediante un dispositivo inalámbrico de integración, plataforma que puede ser una computadora portátil, un Tablet, smartphone o cualquier dispositivo que permita la implementación de una aplicación y conexión inalámbricas. De fácil uso, con una interfaz amigable para el usuario.

Por lo tanto, el método de monitoreo de desprendimiento de diente de balde, con el fin de detectar la presencia de este en el área de carguío de mineral (100) y chancado primario (1000) comprende las siguientes etapas: a) Instalación del dispositivo emisor de la señal inalámbrica del diente del balde (5) de una pala (10), b) instalación del dispositivo receptor de la cabina del operador de una pala (10), c) Instalación del dispositivo receptor de la señal inalámbrica en la cabina del operador de un camión (20), d) instalación del dispositivo receptor de la señal inalámbrica en la cabina de un chancador (150), e) generación de red de WiFi local, f) establecer protocolo de comunicación inalámbrico priorizado, g) asignación de identificación (ID) por cada uno de los dientes (5), h) establecer coordenada de cada uno de los dientes del balde (5) de una pala(10), i) Almacenar código de identificación (ID) de los dientes del balde (5) y su coordenada geográfica, j) almacenar código de identificación (ID) de los dientes del balde (5) y su coordenada geográfica en el chip de memoria integrada, k) Activar en caso que el diente del balde (5) abandone su área predestinada de trabajo, el algoritmo activa el dispositivo emisor. Saliendo del modo de ahorro de energía (modo “sleep”), I) Generar protocolo de comunicación y persistencia de los dispositivos del diente del balde (5) de una pala (10), con los otros dispositivos mediante la red de WiFi, m) Determinar que el protocolo de comunicación ocurra de manera efectiva entre el diente del balde (5) de una pala (10) y la cabina del operador de una pala (6), n) Determinar dato de posicionamiento del diente del balde (5) de una pala (10), vuelve a un modo de ahorro de energía por 45 segundos, ñ) No establecer comunicación entre el primer dispositivo y la cabina del operador de una pala (6), lo intenta nuevamente cada 500 milisegundo, por un total de 20 intentos o) Establecer una no comunicación, permite generar un nuevo patrón de conexión que permita su ubicación, p) Evaluar si se generó la comunicación, mediante 20 intentos, cada 500 milisegundos, q) Supervisar el patrón de conexión si no es el mismo, se genera un nuevo patrón de comunicación con el tercer dispositivo receptor de la señal inalámbrica que se encuentra en la cabina del operador de un chancador (150), r) Integrar data recolectada mediante plataforma de integración.