El Sistema de Control Inteligente Sandvik (SICA

 es el cerebro electrónico y la arquitectura digital encargada de gestionar, automatizar y proteger todas las funciones operativas de los jumbos Sandvik de la serie i (como el DD322i).

A partir de la información de la imagen y la arquitectura del equipo, aquí tienes el desglose completo de cómo funciona y sus componentes principales:

1. Los Tres Pilares de SICA

• La Evolución (Hardware de Actuación): Sustituye las antiguas palancas y válvulas de mando manual directo por actuadores electro-proporcionales de precisión. Esto elimina las mangueras de aceite hidráulico de alta presión dentro de la cabina, haciendo el entorno más limpio, silencioso y seguro.

• El Lenguaje Digital (Comunicación interna): Utiliza una red CAN-Bus bidireccional que interconecta todos los sensores, módulos de entrada/salida (I/O), la pantalla GUI, los joysticks eléctricos y la unidad de control central. Esto permite un flujo constante y bidireccional de datos en toda la máquina.

• La Ventaja Táctica (Desempeño y Mantenimiento): Ofrece una velocidad de respuesta en milisegundos, precisión milimétrica en el posicionamiento de brazos, menor fatiga física para el operador y capacidad de diagnóstico remoto exacto mediante códigos de falla claros en pantalla.

2. Funciones Clave que Gobierna el Sistema SICA

1. Control de Perforación por Torque (Anti-Atascamiento): Regula automáticamente la fuerza de avance (empuje) y la percusión al monitorear los picos de presión en el motor de rotación, evitando que las brocas se queden atrapadas en macizos rocosos fracturados.

2. Interfaz de Control e Instrumentación (GUI + Joysticks): Procesa los movimientos de las palancas eléctricas y muestra en la pantalla a color la posición en tiempo real de los brazos SB55i, los ángulos de viga, la profundidad de perforación y la tasa de penetración.

3. Autodiagnóstico Integral (Comprehensive Diagnostic System): Monitorea continuamente la salud del motor diésel, los sensores de posición, la presión hidráulica y los módulos eléctricos, facilitando la detección de averías y acortando los tiempos de mantenimiento.

4. Integración con Planes de Minería (iSURE): Carga mallas de perforación digitales directamente al equipo para ejecutar el posicionamiento y corte con la inclinación y paralelismo exactos requeridos.

3. Beneficios Operativos

• Mayor Eficiencia de Avance: Optimiza los tiempos de perforación y reduce la desviación de los taladros.

• Mayor Vida Útil de Consumibles: Protege aceros de perforación, brocas, culatas y martillos de sobrecargas hidráulicas o mecánicas.

El Control de Perforación por Torque (Sistema Anti-Atascamiento) 

es un subsistema automatizado gestionado por el sistema SICA en los jumbos Sandvik (como el DD322i). Su función principal es proteger la herramienta de perforación de atascos en el macizo rocoso regulando automáticamente el avance y la percusión en tiempo real.

1. Funciones Principales

• Protección contra atascamientos: Evita que la broca (bit) o las barras queden atrapadas en fallas, vetas suaves o zonas de roca altamente fracturada.

• Regulación dinámica de presión: Ajusta automáticamente la fuerza de empuje (avance) y la percusión de la perforadora hidráulica (RD520 o RDX5) según la resistencia que ofrece la roca.

• Retorno automático (Inversión de avance): Si la presión de rotación supera un umbral crítico, el sistema invierte temporalmente la dirección del avance para liberar la broca antes de reanudar el emboquillado o la perforación normal.

• Optimización de vida útil: Minimiza la sobrecarga en los adaptadores de culata (shank adapters), varillas y brocas, reduciendo fracturas de acero.

2. Elementos Principales del Sistema

1. Sensor / Transmisor de Presión de Rotación: Mide continuamente la presión del fluido hidráulico en el motor de rotación de la perforadora.

2. Módulos de E/S del Sistema SICA: Procesan las señales del sensor de rotación y las comparan con los parámetros programados en el software del equipo.

3. Electroválvulas / Válvulas Proporcionales de Avance y Percusión: Válvulas (ubicadas en bloques de control como el TFX) que modulan o cortan el flujo hidráulico de empuje y percusión al recibir la señal del SICA.

4. Pantalla GUI: Muestra al operador los valores de presión de rotación, las alertas de activación del anti-atascamiento y permite calibrar los niveles de sensibilidad del sistema.

3. Fallas Comunes y Diagnóstico

• Atascamientos recurrentes (El sistema no responde):

  • Causa: Sensor de presión de rotación descalibrado o defectuoso, o valores umbral configurados de forma incorrecta en la GUI.

  • Efecto: La máquina sigue empujando a pesar de que la presión de rotación sea peligrosamente alta.

• Falsa activación de anti-atascamiento (Perforación lenta o intermitente):

  • Causa: Desgaste severo del motor de rotación, aceite hidráulico frío/contaminado o sensor enviando lecturas de alta presión erróneas.

  • Efecto: El sistema reduce la fuerza de avance constantemente en roca sana, ralentizando la velocidad de penetración.

• Fallo de comunicación en el Bus CAN o Electroválvula trabada:

  • Causa: Módulo de E/S dañado, conector suelto o selenoide de la válvula de avance/percusión agarrotado.

El bloque de control TFX es la unidad de distribución electro-hidráulica encargada de gestionar los fluidos auxiliares y las funciones secundarias de perforación en los jumbos Sandvik (como el DD322i). Interactúa directamente con el sistema de control inteligente SICA para activar y regular el barrido de aire, agua, lubricación y presiones del sistema.

1. ¿Qué es y cuál es su función?

• Definición: Es un bloque manifold hidráulico/neumático que concentra válvulas proporcionales y electroválvulas solenoides (como las denominadas -2Y460 y -2Y461).

• Función: Controla y regula el flujo de aire y agua de barrido para la limpieza de los taladros, gestiona la presión del circuito de control auxiliar (aproximadamente 40bar) y administra el sistema de lubricación de la cabeza del martillo (shank lubrication).

2. Elementos Principales

1. Electroválvulas Solenoides (ej. -2Y460, -2Y461): Válvulas impulsadas por señales eléctricas del SICA para abrir o cerrar el paso de aire/agua de barrido.

2. Válvulas Reductoras / Reguladoras de Presión: Mantienen la presión constante en el circuito de piloto/control (alrededor de 40bar).

3. Válvulas de Retención (Check Valves): Impiden el retorno de agua o fluido contaminado hacia las líneas de aire comprimido o hidráulicas.

4. Puertos de Prueba (Test Ports): Puntos de acople rápido para medir manualmente las presiones del bloque con manómetros.

3. Fallas Comunes y Causas

• Falta de barrido (No sale agua o aire por la broca):

  • Causa: Bobina quemada o falla eléctrica en los solenoides (ej. -2Y460 o -2Y461); carrete interno atascado por partículas de suciedad en el fluido.

• Presión auxiliar inestable o baja (Menor a 40bar):

  • Causa: Válvula reguladora de presión mal calibrada o desgastada; fugas internas en los sellos u O-rings del bloque.

• Fuga cruzada de fluidos (Agua ingresando a la línea de aire o viceversa):

  • Causa: Falla o desgaste en las válvulas de retención del bloque TFX.

• Códigos de error en la pantalla GUI:

  • Causa: Desconexión o cortocircuito en el mazo de cables que conecta las electroválvulas con el módulo de E/S del sistema SICA.

La Interfaz de Control e Instrumentación (GUI + Joysticks)

 es el puesto de mando hombre-máquina digital dentro de la cabina del jumbo Sandvik DD322i, conectado directamente al sistema SICA.

1. ¿Qué es y qué función cumple?

• Definición: Es el conjunto operativo formado por la pantalla gráfica a color (GUI) y las palancas electrónicas de mando (joysticks).

• Función: Permite al operador manipular todas las funciones mecánicas e hidráulicas del equipo (brazos, vigas, percusión, barrido, traslación) y monitorear en tiempo real los parámetros de perforación (ángulos de viga, profundidad, velocidad de penetración) y el estado de la máquina.

2. Elementos Principales

1. Pantalla Táctil GUI (Graphical User Interface): Muestra gráficos e indicadores visuales en tiempo real sobre la alineación, planes de perforación (iSURE), nivel de combustible, presiones hidráulicas y alertas de diagnóstico de fallas.

2. Joysticks Eléctricos Ergonométricos: Palancas multisensoriales ubicadas en los reposabrazos del asiento que convierten el movimiento manual en señales digitales codificadas para el bus CAN.

3. Módulo de Comunicación CAN-Bus: Traduce las entradas del usuario enviadas desde los joysticks y la pantalla hacia los actuadores y electroválvulas del sistema SICA.

4. Botones de Función Directa: Pulsadores integrados en el cuerpo de los joysticks para activar o desactivar funciones rápidas (emboquillado, barrido de agua/aire, centrado, etc.).

3. Principales Fallas y Diagnóstico

• Pérdida de señal o congelamiento de la GUI:

  • Causa: Falla de comunicación en la red CAN-Bus, sobrecalentamiento de la pantalla o pérdida de alimentación eléctrica en la cabina.

  • Efecto: El operador no puede visualizar lecturas de ángulo, profundidad ni diagnósticos de error.

• Ejes del Joystick no responden o responden de forma errática:

  • Causa: Desgaste del potenciómetro/sensor hall interno del joystick, arnés de cables sulfatado o conector flojo en la base del reposabrazos.

  • Efecto: Movimiento brusco, lento o nulo en los brazos SB55i o vigas.

• Lectura incorrecta de ángulos o profundidades en pantalla:

  • Causa: Descalibración de los sensores de posición/ángulo instalados en el brazo o encoders de profundidad defectuosos.

  • Efecto: Desviación en el paralelismo de los taladros o sobreperforación en el frente.

La Integración con Planes de Minería (iSURE®) 

es el software inteligente de diseño, planificación y optimización de mallas de perforación desarrollado por Sandvik, el cual se conecta directamente con el sistema SICA a través de la pantalla GUI del jumbo DD322i.

1. ¿Qué es y para qué sirve?

• ¿Qué es?: Es un paquete de software de ingeniería (iSURE = Tunneling and Mining Process Integration Software) que integra los planos de diseño del túnel con el control de perforación a bordo de la máquina.

• ¿Para qué sirve?: Sirve para garantizar que cada taladro se perfore exactamente en el lugar, ángulo, paralelismo y profundidad planificados, reduciendo el sobrequiebre (overbreak), el subquiebre (underbreak), el consumo ineficiente de explosivos y el desgaste innecesario del equipo.

2. ¿Cómo funciona?

1. Diseño en Oficina: El ingeniero de minas o proyectos crea el plan de voladura en la computadora usando iSURE, definiendo el contorno del túnel, la disposición de los taladros, la profundidad y los ángulos de alivio.

2. Transferencia de Datos: El archivo con el plan de minería se carga al jumbo Sandvik mediante una unidad USB o vía transferencia inalámbrica (red Wi-Fi/LTE de la mina).

3. Navegación e Identificación: Al posicionar el equipo en la labor, el operador selecciona el plan en la pantalla GUI. El sistema SICA reconoce la malla e instruye digitalmente el posicionamiento de los brazos SB55i para ejecutar el patrón de perforación.

3. Elementos Principales

• Software de Escritorio iSURE®: Programa donde se procesan los modelos 3D de la labor, mallas de perforación y análisis de fragmentación/voladura.

• Archivo de Malla de Perforación (.DRI / .PFI): Documento digital exportado que contiene las coordenadas X,Y,Z, ángulos de inclinación y profundidades de cada taladro.

• Pantalla Táctil GUI: Interfaz gráfica a bordo donde el operador visualiza la malla digital superpuesta a la labor actual.

• Sensores de Posicionamiento y Encoders: Sensores de ángulo y distancia en los brazos y vigas que envían la posición real al sistema SICA para hacer match con el plan de iSURE.

4. Principales Fallas y Diagnóstico

• Incompatibilidad o error de lectura del archivo de malla:

  • Causa: Formato de archivo corrupto, versión desactualizada del software iSURE o falla en el puerto USB/receptor de datos.

  • Efecto: La pantalla GUI muestra el mensaje «Error de formato de plan» y no permite cargar la plantilla de perforación.

• Desalineación entre el plan digital y la labor real (Desviación del punto de referencia):

  • Causa: Mala marcación del punto de referencia (stationing) por el operador o descalibración de los sensores láser/Ángulo de navegación del jumbo.

  • Efecto: Los taladros quedan fuera de la sección del túnel, provocando sobrequiebre o mala fragmentación de la roca.

• Pérdida de sincronización con el sistema SICA:

  • Causa: Caída en la red CAN-Bus o error de comunicación entre el módulo de la GUI y la unidad de procesamiento central.

  • Efecto: El equipo pasa automáticamente a modo de perforación manual/semiautomático, perdiendo la función de alineación asistida