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Verso un settore dei metalli e dell’estrazione mineraria più sostenibile, un bit dopo l’altro

Alcuni ricercatori finanziati dall’UE hanno svelato un rivoluzionario prototipo di sistema esperto che combina perforazione sonica, apparecchiature analitiche e informatica per ottimizzare le prestazioni delle operazioni di estrazione.

Tecnologie industriali

Nel corso degli anni, l’industria mineraria è stata più volte criticata per gli effetti dannosi che le sue operazioni hanno sull’ambiente e sulle persone. L’attività di estrazione mineraria può avere un forte impatto sull’aria, sull’acqua e sulla terra delle comunità, causando problemi che persistono per generazioni. Meno documentati, tuttavia, sono i tentativi dell’UE di investire nella ricerca e nell’innovazione di tecnologie più ecologiche per cambiare la reputazione del settore da inquinatore ambientale a industria sostenibile efficiente sul piano energetico.

Le tecnologie digitali creano un chiaro percorso di trasformazione

Le innovazioni digitali e tecnologiche potrebbero trasformare gli aspetti peculiari dell’attività di estrazione. Creano una visione più dettagliata della concentrazione di preziosi minerali o materiali geologici, aumentano l’efficienza del processo attraverso l’automazione, monitorano le prestazioni in tempo reale e ottimizzano il flusso di materiale. Il progetto SOLSA, finanziato dall’UE, ha sviluppato un solido sistema esperto in grado di accelerare e ottimizzare le tre principali componenti dell’attività di estrazione (esplorazione, estrazione e trattamento). La nuova tecnologia sviluppata è composta da diversi elementi che insieme formano il sistema esperto SOLSA. Si tratta della parte di sonda sonica che preleva simultaneamente campioni e misura diversi parametri in tempo reale e del laboratorio sul campo che analizza la composizione del nucleo del suolo in loco. La parte finale è la soluzione software che raccoglie tutti i dati di analisi disponibili in una banca dati che si aggiorna automaticamente.

Come funziona la perforazione sonica?

«La perforazione sonica è una tecnica di penetrazione del suolo che riduce fortemente l’attrito sulla colonna di perforazione perché provoca liquefazione, effetti di inerzia e temporanea riduzione della porosità del suolo», spiega Monique Le Guen, coordinatrice del progetto. L’attrito ridotto sulla colonna di perforazione significa che le operazioni di perforazione sonica consumano meno energia rispetto alle tecnologie di perforazione convenzionali. Questa caratteristica unica della perforazione sonica evita le forze torsionali sulla colonna di perforazione. Un altro vantaggio dell’applicazione dell’alta frequenza sonica è la facilità di recupero della colonna di perforazione, anche in argille o massi a rapida espansione e condizioni difficili. Tutte le aste di perforazione, gli involucri e gli attrezzi sono estratti più velocemente e più facilmente. Le parti rotazionali e vibrazionali aggiuntive nella testa perforante aiutano gli operatori a controllare meglio la forza necessaria per penetrare in modo ottimale nel suolo e nelle formazioni rocciose. Il sistema SOLSA combina per la prima volta, lungo la carota di sondaggio, sensori non distruttivi basati su fluorescenza a raggi X, diffrazione ai raggi X, spettroscopia vibrazionale e immaginografia 3D. Riunisce anche un profilometro e telecamere RGB e a infrarossi per la mappatura dei minerali. L’analisi combinata automatica fornisce informazioni accurate sulla composizione mineralogica e chimica del nucleo.

Il potenziale promettente del sistema

Al momento, il sistema SOLSA è in fase di verifica. La trivella è stata spedita in Nuova Caledonia per l’esecuzione di test sul campo in lateriti di nichel che sono ben noti per la loro eterogeneità e difficoltà di perforazione e di recupero. Lo strumento SOLSA può chiaramente rafforzare l’efficienza dell’esplorazione, ampliando il campo dati e riducendo al contempo costi e tempi di ritorno. «Lo strumento SOLSA offre tecnologie innovative in grado di soddisfare in modo sostenibile la crescente domanda di minerali e metalli. Esse dovrebbero contribuire a ottimizzare la produzione di metallo, garantendo che le operazioni di estrazione siano più efficienti dal punto di vista energetico e abbiano un impatto meno degradante sull’ambiente», conclude Le Guen.

Parole chiave

SOLSA, estrazione, metallo, perforazione sonica, suolo, colonna di perforazione, spettroscopia, mineralogia, chimica, banca dati, ambiente

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