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Sustainable Intelligent Mining Systems

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La robotica, l’automazione e il 5G scendono sottoterra

La ricerca finanziata dall’UE ha innescato una rivoluzione industriale nel settore dell’estrazione mineraria sfruttando l’automazione, i veicoli interamente elettrici e la connettività del 5G. I risultati ottenuti miglioreranno la sicurezza dei minatori, la sostenibilità e l’efficienza dell’estrazione nonché il sostegno pubblico del settore che fornisce le materie prime cruciali per la nostra economia.

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Il pianeta roccioso che abitiamo è uno scrigno di prodotti preziosi, tra cui minerali e metalli impiegati in settori altamente diversificati, da quello automobilistico e aerospaziale, a quelli delle sostanze chimiche, dell’edilizia, dell’elettronica e dell’energia rinnovabile. Il settore dell’estrazione mineraria costituisce il ponte che unisce le materie prime all’industria, dimostrandosi quindi essenziale per l’economia mondiale. L’UE sta adottando un approccio decisivo volto a ridurre la sua dipendenza dalle importazioni di questi materiali, potenziando la sicurezza della catena di distribuzione. In questo ambito, i pilastri principali sono rappresentati dalla sicurezza dei minatori e dal ridotto impatto ambientale dell’estrazione. Il progetto SIMS, finanziato dall’UE, ha riunito le più importanti aziende di estrazione mineraria, università e i principali fornitori di tecnologie al mondo per realizzare sistemi intelligenti di estrazione in grado di far fronte a queste sfide fondamentali.

Tracciare un sentiero

Pochi anni fa, l’industria mineraria ha cominciato a delineare un piano d’azione tecnologico per stabilire quali risultati era necessario raggiungere nell’arco di 10 anni. Per rispondere a queste sfide, il progetto SIMS ha messo a disposizione una miriade di nuove tecnologie relative alla digitalizzazione, alla robotica e all’automazione per rendere le miniere più sicure, producendo emissioni atmosferiche più ridotte e un minore inquinamento dei territori e delle acque, nonché livelli di efficienza superiori. Secondo il coordinatore del progetto, Jan Gustafsson dell’azienda Epiroc: «SIMS è un progetto rivoluzionario per il settore dell’estrazione mineraria. Nel lasso di 3 anni, il nostro gruppo è riuscito a creare vari dimostratori operanti grazie a queste tecnologie visionarie, provandoli in scenari reali di estrazione e facendoli progredire come tecnologie di standard industriale».

Verso una «rivoluzione industriale» nell’industria mineraria

La terza rivoluzione industriale, nota anche con il nome di Industria 3.0 un termine più diffusamente attribuito alle fabbriche, ha assistito all’integrazione dell’elettronica, delle telecomunicazioni, dei computer e della robotica in operazioni e processi. Il progetto SIMS ha instillato un movimento di questa portata nel settore dell’estrazione mineraria tramite un tipo di estrazione intelligente e sostenibile incentrata sull’automazione di attività chiave tra cui trasporto, ispezione, brillamento e movimentazione dei materiali. Sono state realizzate e verificate numerose macchine alimentate a batteria in un contesto reale di estrazione. Si è proceduto alla realizzazione di veicoli di nuova generazione interamente elettrici alimentati a batteria e dell’infrastruttura per la ricarica e la gestione delle batterie allo scopo di sostituire le flotte tradizionali a diesel. I veicoli si stanno affaccendando e l’ambiente lavorativo dei minatori ha subito un miglioramento considerevole grazie alla minore presenza sia di particolato derivante dal diesel, che di rumore e vibrazioni. Si tratta di un vero e proprio metodo di brillamento pionieristico anti-stress a controllo sismico abbinato a un’installazione migliorata di reti e bulloni da roccia (consolidamento delle rocce) che ha contribuito ad aumentare il livello di efficienza dell’installazione del 64 %, migliorando notevolmente la sicurezza dei minatori. Inoltre, si è riuscito a dimostrare con successo l’efficacia di ispezioni aeree autonome delle miniere nonché di un sistema di immaginografia in tempo reale con montaggio su veicolo per il rilevamento di crepe. Il controllo basato su automazione e robotica nell’isolamento sotterraneo di una miniera non è affatto un compito semplice, pertanto, il gruppo responsabile del progetto ha sviluppato e collaudato una rete di comunicazione industriale abilitata per il 5G con l’obiettivo di mettere in collegamento persone, dati, sensori e macchine, comprese le macchine di estrazione mineraria comandate da remoto. È persino possibile comandare la ventilazione tramite la rete 5G facendo affidamento su sensori collocati in miniera. Infine, il gruppo ha creato due ambienti di realtà virtuale: uno dedicato alla formazione del personale e l’altro alla sensibilizzazione del pubblico per rafforzare l’approvazione sociale.

Migliorare l’efficienza e creare miniere più sicure e sostenibili

Gustafsson conclude affermando che: «Il progetto SIMS ha dimostrato che l’evoluzione nell’ambito della digitalizzazione, dell’automazione e dell’utilizzo dei robot nell’industria mineraria favorirà migliori livelli di sicurezza ed efficienza, riducendo i danni ambientali». Far avanzare l’industria verso l’estrazione sostenibile, sprigionando allo stesso tempo il potenziale delle scorte di minerali e realizzando luoghi di lavoro ergonomici e sicuri dovrebbe promuovere l’approvazione e la fiducia da parte del pubblico.

Parole chiave

SIMS, estrazione, automazione, robotico, 5G, sicurezza, veicoli interamente elettrici, roccia, ispezione, brillamento, sensori, bullone da roccia, realtà virtuale

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