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Tecnología: VAMOS: acceso a minas abandonadas con robots submarinos

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Muchas operaciones mineras utilizan una serie de bombas para garantizar que, a pesar de las precipitaciones y la infiltración de aguas subterráneas, las minas permanezcan secas. Pero una vez que estos se apagan, el agua los retoma, inundando los vacíos minados. En toda Europa hay 30, 000 minas inundadas, la mayoría de ellas abandonadas una vez Los recursos comenzaron a disminuir o se volvió demasiado costoso mantener el sitio seguro y seco a medida que las obras avanzaban más por debajo del nivel freático.

El proyecto de Sistema Operativo de Minas Alternativas Viables (VAMOS) de la Unión Europea tiene como objetivo probar el uso de robots de minería submarina como un medio eficaz para acceder a sitios de minas tierra adentro, abandonados e inundados.

“Stef Kapusniak y otros expertos en minería y dragado de la industria desarrollaron el concepto y obtuvieron fondos de la UE para permitir que el proyecto se llevara a cabo”, explica Paul Arthur, gerente de proyecto SMD y líder del paquete de trabajo de VAMOS . “La UE reconoció que hay una gran cantidad de canteras y minas ‘inundadas’ en toda la UE y países vecinos que podrían explotarse de manera viable utilizando este tipo de tecnología”.

Establecido en 2015, VAMOS es un programa Horizon 2020 formado por un consorcio de 17 socios de toda Europa. Diseñado para durar 42 meses, VAMOS tiene la intención de ayudar a proporcionar acceso a los sitios mineros que se han vuelto atractivos debido a la escasez de recursos, los cambios en la demanda y el valor, y la creciente dependencia de Europa en las importaciones. .

Actualmente, la UE representa el 25% – 30% de la demanda mundial de metales mientras solo produce el 3%; las importaciones de minerales ascienden actualmente a 200 millones de toneladas (Mt) por año. VAMOS espera reducir esta brecha, facilitando las importaciones y asegurando su suministro de metales de forma segura y sostenible.

La creciente dependencia de la tecnología ha provocado un auge en la demanda de minerales utilizados en productos de alta tecnología, como metales de tierras raras, PGM, antimonio, germanio, galio, niobio, indio, berilio, cobalto, tantalio y tungsteno, para todo lo cual Europa depende completamente de las importaciones. Además, existe una mayor necesidad de cobre, zinc y níquel, cuya producción es limitada en Europa.

Esta demanda cambiante de minerales junto con técnicas de extracción mejoradas ha llevado a la reevaluación de muchos depósitos, y parece que los cuerpos minerales de alta ley restantes podrían ayudar a hacer mella en el récord de importaciones anuales.

VAMOS: despliegue de vehículos de minería submarina

VAMOS permite la operación remota de vehículos de minería submarina (MV), que están diseñados específicamente para no afectar las aguas subterráneas locales. Los MV, actualmente en etapa de prototipo, son controlados por un controlador lógico programable similar a los que utilizan las empresas de petróleo y gas en alta mar en vehículos operados a distancia. Los cabezales cortadores se utilizan para desalojar y recolectar el mineral antes de bombearlo como lechada a la superficie. Los MV respaldan la exploración, trabajando con el vehículo no tripulado automatizado VAMOS que ayuda con el posicionamiento, la navegación y el conocimiento de la situación, así como con la realización de estudios en el sitio de la mina.

“El sistema está diseñado para recuperar producto de minas / canteras inundadas utilizando tecnología de corte y dragado a bordo de un vehículo de orugas que se lanza hacia / desde un buque de lanzamiento y recuperación (LARV) y transporta material fuera del cuerpo de agua utilizando tubos ascendentes ”, dice Arthur. “El MV se opera de forma remota desde una cabina de control en tierra a través de un sistema umbilical, que también transfiere datos e imágenes del sistema de vigilancia submarina”.

Sobre los vehículos mineros, encima del agua, se encuentra la barrera de apoyo, el LARV. El LARV actúa como interfaz entre el piso de boxes y la cabina de control. Su accesorio umbilical es un cordón cubierto de armadura que proporciona energía y conexión de fibra óptica, mientras que la manguera se usa para bombear la lechada fuera de la mina y devolver las aguas residuales. Una vez que la lechada llega a la costa, se deshidrata, se retiene el mineral y se reemplaza el agua en el pozo.

El uso de MV en minas inundadas tiene el potencial de minimizar las preocupaciones ambientales y sociales asociadas. El uso de cabezales de corte significa que no hay ruido de explosión y la vibración se mantiene al mínimo; hay menos desperdicio ya que los materiales no tienen que ser extraídos de la mina para llegar al cuerpo mineralizado, y los niveles de agua subterránea no son alterados por la extracción del acuífero, ya que no bombear significa que los niveles de agua permanecen iguales.

El agua en sí aporta diversos beneficios, como ayudar a levantar las rocas a la superficie, erradicar el polvo, lubricar equipos y enfriar motores. Al trabajar con el agua en pozos sumergidos, la tecnología no solo puede mitigar los problemas de seguridad, costo y mayor uso de energía creados por las inundaciones, sino también beneficiarse del agua misma.

Demostrando su potencial

En octubre 2017, VAMOS puso en marcha un proyecto de demostración utilizando un sistema reducido. “El propósito de la demostración fue probar la operabilidad y viabilidad de un prototipo de sistema de minería sumergida”, dice Arthur. “En 24 el peso seco, el MV está alrededor del 25% de la escala de lo que anticiparía que sería una máquina de tamaño completo “.

El pozo Whitehill Yeo de Imerys en la mina Lee Moor en Devon, Reino Unido, fue elegido para la demostración.

“Se consideraron algunas de nuestras canteras de caolín cerradas e inundadas en Devon y Cornwall y se consideró que el pozo Whitehill Yeo en Lee Moor, Devon era adecuado y seleccionado”, dice Guy Mayhew, subdirector de áreas no operativas de Imerys UKP . “El pozo es una cantera de caolín inundada, que dejó de funcionar en 2008. El caolín, también conocido como arcilla china, es una forma descompuesta de granito y se utiliza en innumerables aplicaciones industriales. El equipo de VAMOS esperaba encontrar granito degradado en varios grados en este pozo ”.

El equipo de VAMOS invitó a los miembros de la junta asesora y otros invitados a ver el vehículo minero en acción, donde pudieron ver desde la sala de control, que estaba equipada con una interfaz hombre-máquina de realidad virtual que permitía monitorear constantemente las actividades. El espectrómetro de ruptura inducida por láser (LIBS) proporcionó al proyecto información de mineralogía y control de leyes en tiempo real. LIBS ya se ha perfeccionado para su uso con varios minerales que se encuentran comúnmente, y su gama se ampliará aún más.

“El consorcio debería estar muy orgulloso de sus esfuerzos. Lo que han logrado lograr con el sistema VAMOS y su integración de nuevas tecnologías es muy impresionante ”, dijo el geólogo del Centro Nacional de Oceanografía Bramley Murton.

VAMOS y la manifestación en Lee Moor fueron posibles gracias a la cooperación europea. Entre otras empresas que contribuyeron, el LARV fue construido por DAMEN Dredging de los Países Bajos, mientras que INESC desarrolló el sistema de posicionamiento, navegación y conocimiento en Portugal, y Soil Machine Dynamics completó el diseño y montaje del sistema de control y MV en el Reino Unido.

La demostración fue un éxito y la actividad minera continuó durante una semana. “La productividad se calculará a partir de los datos recopilados durante los ensayos y se extrapolará para evaluar la viabilidad comercial”, dice Arthur.

VAMOS tiene una segunda demostración que tendrá lugar a finales de este año en Vares, Bosnia y Herzegovina, donde la empresa probará la tecnología a una profundidad de agua de alrededor de 120 my con condiciones de suelo relativamente duras. Los datos recopilados de la primera ejecución se utilizarán en la investigación y el diseño continuos de VAMOS, lo que hará más mejoras a medida que avanza hacia la próxima demostración.

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