Propuesta de ampliación de la red de telecomunicaciones empleando una red MESH para mejorar la cobertura de la red inalámbrica en el tajo de una mina en el sur del Perú

• Autor: Quispe Alvarez, Carlos Alberto
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2025
• Institución: Universidad Nacional de San Agustín
• Repositorio: UNSA-Institucional
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:repositorio.unsa.edu.pe:20.500.12773/19845
• Enlace del recurso: https://hdl.handle.net/20.500.12773/19845
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Mina a tajo abierto; Usuarios finales; Caterpillar; Red inalámbrica; Access point; Cisco wifi wireless; Cisco wireless mesh; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.02.01

La siguiente investigación se realiza en una mina a tajo abierto ubicada en el sur del Perú, a una altitud que varía entre los 3.500 a 3.800 m.s.n.m. Esta mina tiene un tipo de terreno rocoso, arenoso, cuenta con vegetación de la zona en tiempos de lluvia y un clima semiseco, típico de la sierra del sur, con abundantes lluvias, neblina y granizo entre los meses de diciembre a marzo; la contratista encargada del avance del tajo apoyada con maquinaria de caterpillar van en avance modificando la geografía del lugar a pasos agigantados, creando taluds, crestas de más de 7 metros, espacios cerrados que carecen de línea de vista con el resto de la mina. Entre los meses de diciembre y marzo se tiene presencia de lluvias, neblina cerrada y granizo; entre los meses de junio y julio se tiene presencia de bajas temperaturas y helada. Esta mina tiene como objetivo extraer betas de cobre y molibdeno que en posteriores procesos se refinarán y se exportarán. Lo novedoso en la forma de extracción de material y acarreo de unidades es la autonomía que tienen los camiones mineros, valga decir que no requieren de un operador en cabina, esto es posible, principalmente por la tecnología comand de Caterpillar, por ello obtener este resultado las operaciones mineras convencionales ya no tendrían efecto, se requerirá implementar una mina digital, tecnología para la virtualización de las vías del tajo, así como también una red operacional inalámbrica para transmitir los datos de cada unidad autónoma, camiones 794AC de Caterpillar, o unidades tripuladas como motoniveladoras, cargadores frontales, perforadoras, palas eléctricas, unidades auxiliares y livianas pick up (camionetas). La tecnología usada para la actual red operacional inalámbrica es Cisco wifi wireless access point, conformada por una topología anillo desplegada en ocho torres de comunicaciones conectadas entre ellas por enlaces punto a punto (ptp) como redundantes y estas a su vez que conectan a treinta y cuatro repetidores móviles – CRM, conformados por dos enlaces punto a multipunto (pmp) con torres (principal y redundante), un access point y cuatro antenas sectoriales en 2,4 y 5 Ghz, estas a su vez comunican a los usuarios finales que son los camiones autónomos y el resto de flota pesada y liviana comportándose solo como resceptores. Al usar la tecnología wifi wireless se tiene cierto rango de cobertura el cuál es cubierto por los repetidores con conectividad inalámbrica hasta una velocidad de 1 Gbps, sin embargo mientras aumente el minado de la pala eléctrica y las dimensiones del tajo crezcan exponencialmente, la actual tecnología tendrá la limitación por el rango de cobertura que brinda el access point por las v antenas sectoriales y la velocidad de transferencia en flujo de datos limitada de esta tecnología llegará un momento donde la red operacional con tecnología cisco wireless no soportará la cantidad de usuarios desplegados en toda el área de operaciones optando por incrementar más repetidores. Por ello en vista a la necesidad que tiene un proyecto de esta magnitud, se propone el cambiar de tecnología inalámbrica a Cisco wireless mesh access point donde la red inalámbrica tendría el comportamiento de malla, es decir un enlace puede tomar distintas rutas para poder llegar a su destino, los usuarios finales tanto en flota pesada y liviana se comportarían como emisores y receptores dando la libertad al access point en decidir que ruta tomar, este resultado podrá dar mejora en el área de cobertura en niveles de RSSI (intensidad de señal recibida) y SNR (relación señal ruido) ya que no solo se necesitará de carros repetidores móviles que tienen un rango de cobertura limitada sino que entre usuarios finales se podrán intercomunicar siempre y cuando se tenga una línea de vista entre ellos y así reducir la cantidad de carros repetidores móviles, de esta forma si una pala eléctrica se esconde de la línea de vista de un carro de repetidor móvil pueden ser los mismo camiones autónomos que le den cobertura a la pala o las unidades livianas, esta tecnología en malla aportaría específicamente en el aumento de área en cobertura manteniendo una velocidad de transmisión de 1 Gbps que es la que requiere la tecnología de Caterpillar. Por ello la forma de comprobar la mejora será por una simulación de la cobertura actual y cinco simulaciones de una red mesh para poder compararlas con la red actual y el software que usaremos para lograrlo será Atoll – wireless network engineering software, apoyados de Global Mapper para obtener un mapa con relieve del área a estudiar, Google Earth donde será exportado el mapa de simulación para su análisis, cabe resaltar que los software se usaron con una licencia de prueba para estudiantes. Finalmente se realizará un análisis y comparación del presupuesto que se necesitó para implementar la actual red inalámbrica y lo que costaría una red inalámbrica en malla robusta para uso industrial, minero y que afronte factores climatológicos adversos, teniendo mejoras por la reducción de carros repetidores móviles que tiene un costo considerable de compra.