La penultima sfida per qualsiasi esplosione controllata in una miniera di cava è la sicurezza – per le attrezzature e le strutture, ma soprattutto per le persone. Non importa quanto tempo o supervisione si metta nella preparazione, lo sfortunato potenziale di errore umano rimane comunque. Quando le squadre eseguono controlli perimetrali, c’è sempre la possibilità di “punti ciechi”. Inoltre, si deve tener conto della sfida di fondo di supervisionare il personale di supervisione effettivo.

Per questo motivo si tiene in grande considerazione la definizione dei diversi tipi di zone di pericolo per l’esplosione: una zona di pericolo per le persone, un’altra per le attrezzature e una terza per le strutture. Dato che le violazioni di questi perimetri di zona possono avere gravi conseguenze fisiche, oltre a quelle finanziarie o amministrative, le aziende stabiliscono regolamenti specifici per l’istituzione di zone e procedure di sicurezza. Tuttavia, anche con estrema cura e supervisione dedicata, ogni esplosione ha il potenziale di creare variabili imprevedibili. È qui che entra in gioco la sperimentazione della tecnologia dei droni industriali per una sicurezza ottimale.

Promuovere l’uso dei droni nelle operazioni nelle cave

Eppure, molti nel settore vedono l’uso dei droni per l’estrazione intelligente delle cave come un modo per rimanere competitivi per il futuro. Ferrexpo AG, un importante produttore di minerale di ferro che opera nella regione di Poltava in Ucraina, si è impegnata a investire nell’uso dei droni per eliminare i rischi di sicurezza e ridurre i costi per un certo periodo di tempo. L’azienda mineraria con sede in Svizzera rimane un ottimo esempio di come le sfide iniziali per attrezzare un sito di cava con nuove attrezzature possano dare risultati positivi. Alexander Tubaltsev, capo minatore presso la miniera di Yeristovo di Ferrexpo in Ucraina, ha elaborato il movimento verso esplosioni più intelligenti: “La sicurezza del nostro personale e dei curiosi indesiderati all’interno della zona di pericolo è una preoccupazione importante per noi. Teoricamente, con i droni come parte delle nostre operazioni, il numero di incidenti ha il potenziale per essere ridotto a zero”.

Prepararsi all’esplosione

Il Matrice 300 RTK (M300 RTK) di DJI è stato fornito per l’uso presso la miniera di Yeristovo di Ferrexpo al fine di eseguire un test sul campo. La missione era quella di aiutare a determinare come un programma di droni commerciali per l’estrazione mineraria può fornire l’esecuzione più sicura e più efficiente in termini di costi di un’operazione di esplosione programmata in una cava. Tubaltsev, che era anche responsabile delle esplosioni controllate, ha aggiunto: “Anche se i droni non sostituiranno il personale a terra durante l’allestimento pre-scoppio, i droni hanno il potenziale per monitorare i lavoratori responsabili dei perimetri attivi, inviare avvisi su persone indesiderate in pericolo e fornire maggiore fiducia alla gestione delle operazioni di scoppio”.

Per il compito di Yeristovo, i due M300 RTK sono stati utilizzati per osservare il perimetro della cava durante l’esplosione di massa con quattro obiettivi principali:

  • Garantire la sicurezza durante i preparativi pre-esplosione
  • Eliminare tutti i “punti ciechi” del perimetro di sicurezza
  • Supervisionare il dispiegamento e la presenza di personale ai loro posti
  • Eseguire un’ispezione delle attrezzature post-esplosione

Le sfide dell’utilizzo di dispositivi senza equipaggio in una cava possono essere raggiunte solo con piattaforme industriali adatte a lavorare in ambienti soggetti ad anomalie magnetiche e a condizioni meteorologiche difficili. Con questo in mente, il Matrice 300 RTK è stato considerato come una soluzione comparabile.

Alexander Tubaltsev, capo minatore di Ferrexpo Yeristovo Mining, ha aggiunto: “Alcuni dei parametri più critici che stiamo cercando per supportarci nell’esplosione sono il tempo di volo complessivo del drone, le capacità di sospensione, il metodo di trasmissione del segnale e la qualità complessiva del segnale”.

Conto alla rovescia della flotta di droni: un’ora prima dell’esplosione

Le vedette che sorvegliano il perimetro si spostano alle loro postazioni prestabilite. Per accompagnare la loro presenza fisica, i due RTK M300 sono stati implementati per monitorare il perimetro dall’alto per 1-2 ore per creare una sovrapposizione di più prospettive di sorveglianza.

C’erano due opzioni su come gestire il supporto dei droni.

Opzione 1: Alimentazione a batteria

La durata media del M300RTK in aria è di 30-40 minuti. Il tempo di volo è ovviamente influenzato dalle condizioni meteorologiche in loco, dall’intensità del volo, dalla quantità e dal tipo di accessori (carico utile) utilizzati.

Con le restrizioni in mente, è stato concordato che almeno due set di batterie sarebbero state necessarie per un monitoraggio perimetrale di due ore. Era inteso che se il drone sarebbe stato utilizzato anche dopo l’esplosione per valutare le condizioni delle attrezzature di cava e le condizioni ambientali, sarebbero state necessarie batterie aggiuntive.

Potenza della batteria

Vantaggi: Nessuna restrizione di altezza, manovra e movimento

Svantaggi: Pause di 3-5 minuti necessarie per tornare e far sostituire le batterie (tempo registrato durante i test)

Opzione 2: Installazione di una fonte di alimentazione ininterrotta

Permettere al drone di essere legato a una fonte di alimentazione a terra può permettere al drone di librarsi in aria per ore. Tuttavia, il collegamento via cavo significa che la mobilità è quindi limitata. Fortunatamente, le capacità delle moderne telecamere possono facilmente compensare questo deficit.

Potenza a terra

Vantaggi: Capacità di rimanere in volo per 4-6 ore senza dover atterrare per cambiare la batteria

Svantaggi: Raggio e portata sono notevolmente ridotti. Tuttavia, questa rimane un’opzione preziosa per progetti lunghi in un’area di dimensioni ridotte.

La vista dal centro di comando della cava

Durante il test, i droni sono stati controllati dall’ufficio costruzioni minerarie. Questa era una posizione adatta e precedentemente confermata per l’esplosione di Yeristovo, tuttavia, lavorare da uno spazio aperto come il tetto di un edificio permette una visibilità diretta con il drone e può ridurre le limitazioni durante il pilotaggio.

Per lo studio di Yeristovo, il terreno aperto della cava e la breve distanza del perimetro hanno fatto sì che l’ufficio come centro di comando fosse adatto. Significava anche che il test del raggio di trasmissione non è stato sfruttato. Non era necessario condurre il test oltre una portata di 2 km, anche se l’RTK M300 ha una portata massima di 8 km. In questo caso, la capacità delle telecamere del drone erano più che adeguate per catturare gli indicatori necessari all’interno della zona più piccola di 2 km.

Capacità di comunicazione e telecamere esterne esplorate

Ciò che era altrettanto importante per questo particolare scenario era la trasmissione del segnale. Le zone industriali hanno grandi esigenze di garantire un segnale costante nei momenti più critici. Anche se l’area della cava era, in effetti, una zona di maggiori anomalie magnetiche note per influenzare le bussole, il GPS e le trasmissioni dei segnali telecomandati, i droni DJI hanno testato eccezionalmente bene in queste condizioni. Nel caso del drone M300 RTK equipaggiato con la videocamera H20T (vedi grafico sotto), la qualità dell’immagine trasmessa per quanto riguarda i dettagli, la velocità di trasmissione e l’assenza di cadute di fotogrammi o di congelamento sul monitor era di uno standard significativamente alto che corrispondeva al grado di responsabilità necessario durante un’esplosione di massa.

La trasmissione del segnale video al punto di risposta (display, monitor o TV) è possibile

  • via HDMI (nel caso in cui l’operatore del drone si trovi nei pressi di un edificio). Questa è stata l’opzione utilizzata per questo test.
  • attraverso il sistema Flight Hub utilizzando una connessione internet.

Poiché il drone stesso è essenzialmente una piattaforma per il montaggio di varie attrezzature compatibili (fino a 2,7 kg) di diversa funzionalità e capacità, non tutte le opzioni sono state utilizzate per il test di Yeristovo. In questo caso, le telecamere con un’alta capacità di zoom ottico, così come le immagini termiche erano più rilevanti per il progetto. È stato valutato in anticipo che la migliore fotocamera per il compito era la Zenmuse H20T.

Con le modalità intelligenti disponibili con la Zenmuse H20T, l’interfaccia della fotocamera con zoom ottico si è rivelata preziosa per il rilevamento automatico di persone e veicoli.

Figura 1: distanza tra persona e drone a 1,5 km

Sorveglianza

Testando da una distanza di 1,5 km e applicando diversi livelli di zoom, lo Zenmuse H20T ha facilmente individuato e tracciato automaticamente oggetti e persone nelle diverse zone.

Figura 2: A 80x zoom, il sistema ha ancora trovato automaticamente l’oggetto o la persona

Tracciamento

La telecamera permette anche la sincronizzazione completa di un telemetro laser con i sensori integrati nella sospensione della telecamera. Questo permette di visualizzare le coordinate di un oggetto direttamente sullo schermo.

Figura 3: Ottenere facilmente le coordinate dell’oggetto che vanno da 3m a 1200m

Tagging

Non solo la telecamera può identificare e tracciare le coordinate di persone e oggetti, ma c’è anche la possibilità di aggiungere tag per la documentazione. Quando si riceve materiale foto/video, il modello del drone, il numero di serie, la data/ora, le coordinate, l’altitudine e altre note possono essere aggiunte all’immagine. Questo è incredibilmente inestimabile per le attività future in un’area ripetuta e per la documentazione generale, che sia per riferimento o garanzie legali.

Figura 4: timestamp personalizzabili per una supervisione continua da progetto a progetto

Immagini termiche

L’uso della termocamera potrebbe anche rivelarsi vitale per uno scenario di esplosione. Anche se la termocamera non è così efficace a lunghe distanze a causa della piccola lunghezza focale dei parametri della telecamera che fa apparire gli oggetti troppo piccoli, la caratteristica della telecamera può ancora essere utilizzata per un’esplosione di massa. Il test sul sito di Yeristovo ha fatto emergere queste intuizioni chiave:

  • Per massimizzare l’uso delle immagini termiche, basta ridurre la distanza dall’oggetto e volare più vicino nell’area di pattugliamento. Ricordate: il drone è prezioso per avvicinarsi alla zona di pericolo più delle persone.
  • Utilizzando la telecamera con una lunga lunghezza focale (da installare separatamente) è possibile ottenere eccellenti ispezioni dettagliate delle infrastrutture.

I risultati sul campo

Nel complesso, entrambi i droni Matrice 300 RTK con telecamere Zenmuse H20T come carico utile hanno mostrato tutta la loro funzionalità durante l’analisi, soprattutto in termini di controllo e possibilità di prendere decisioni operative.

L’M300 RTK si è comportato particolarmente bene nei seguenti compiti:

  1. Controllo del rispetto delle distanze minime di prelievo
  2. Correzione delle posizioni delle vedette, controllo di quando sono posizionate e monitoraggio delle loro azioni mentre sono sul posto
  3. Sostituzione del bypass del veicolo di ispezione
  4. Osservazione dei punti ciechi
  5. Rilievo generale e registrazione dell’esplosione di massa

I rischi dei risultati sul campo ridotti con soluzioni minerarie intelligenti

In definitiva, il compito di qualsiasi drone in un sito di esplosione mineraria non è quello di sostituire gli esperti sul terreno, ma di aggiungere un’intelligenza digitale al mix – uno che può fornire ulteriori salvaguardie salvavita, nonché profitti a lungo termine attraverso la riduzione degli errori. Alexander ha detto questo sull’uso degli UAV nell’operazione: “Usare un drone per la sicurezza perimetrale significa aiutare le persone responsabili a far uscire la gente dalla zona pericolosa dell’esplosione. Non solo via radio e telefono, ma anche con un video aereo per una migliore supervisione. Questo porta un valore aggiunto al processo che garantisce un migliore controllo”.

Per informazioni e preventivi contattaci