O consórcio Nexgen SIMS, envolvendo mineradoras, universidades e fabricantes, desenvolveu e demonstrou a primeira solução totalmente autônoma para manuseio de materiais na frente de trabalho. O Nexgen SIMS é um consórcio de 13 parceiros colaborando em um projeto patrocinado pela União Européia para desenvolver soluções de mineração autônomas, neutras em carbono e sustentáveis.

Os parceiros são Epiroc, AFRY – ÅF Digital Solutions, Agnico Eagle Finland, Boliden Mineral, Ericsson, KGHM Cuprum, KGHM Polska Miedź, K+S Minerals and Agriculture, Luleå University of Technology (LTU), LTU Business, Mobilaris MCE, OZ Minerals e RWTH Aachen University. 

A demonstração do piloto foi constituída de três processos autônomos totalmente inovadores para a indústria de mineração global: avaliar o stope para decidir onde cavar, encher a caçamba com a quantidade certa de minério e despejá-lo no caminhão subterrâneo, minimizando o derramamento. O ciclo de manuseio autônomo de materiais na frente de trabalho é completado em combinação com tramming autônomo e despejo.

A demonstração ocorreu a 750 metros de profundidade na mina de ouro Kittilä da Agnico Eagle, na Finlândia. Abrangeu um ciclo totalmente autônomo de manuseio de materiais usando carregadeiras e caminhões subterrâneos totalmente elétricos, movidos a bateria da Epiroc. Todas as etapas foram executadas sem intervenção humana.

“A demonstração foi perfeita, o que significa uma solução autônoma viável para esse processo. Em resumo, aumentamos o nível de prontidão tecnológica para a mineração autônoma”, diz Vladimir Sysoev, Gerente Global de Produtos de Automação Profunda - Caminhões, na Epiroc.

A carregadeira subterrânea possui sensores de peso e lidar 3D, além de uma unidade de processamento com algoritmos para controlar a detecção, manobra e conectividade. A solução é integrada através de rede 5G e depende da infraestrutura do local para conectividade.

“Essas soluções não seriam possíveis há alguns anos. Esse também é um resultado do projeto, onde testamos adequadamente o 5G em um ambiente de mineração real. Tudo correu conforme o planejado. É interessante ver como tanto o LTE quanto o 5G se desenvolveram ao longo do tempo, e eles se mostraram muito adequados para essas aplicações. O padrão 5G é excelente para automação e soluções de Big Data, e também é à prova de obsolescência, com ampla capacidade e latência reduzida”, diz Vladimir Sysoev.

“Até agora, dependíamos do olhar humano para decidir onde escavar, mesmo que a escavação em si pudesse ser feita de forma semi-autônoma. Mas aqui, desenvolvemos algoritmos que podem tomar decisões com base nos dados escaneados e no feedback da resistência na pilha de materiais. Foi difícil, mas resolvemos”, completou Sysoev.

Essa nova tecnologia tem o potencial de eliminar os riscos envolvidos nos trabalhos em stopes, que tendem a ser instáveis, então sempre há o risco de deslizamentos.

A avaliação do enchimento da caçamba, que é relativamente fácil para um humano, traz grandes desafios para máquinas. A equipe do Nexgen SIMS resolveu o problema medindo o peso na caçamba e determinando assim a carga ideal.

Outro procedimento comum que foi automatizado, é a atuação em conjunto entre uma carregadeira e caminhão subterrâneo, de forma que ele seja carregado com a máxima eficiência. O objetivo é distribuir a carga uniformemente no caminhão, minimizando o derramamento.

“Isso foi bastante complicado de resolver. Começamos observando como os operadores geralmente trabalham – escolhem um bom ponto, despejam a carga e depois usam a caçamba para espalhar o material, se necessário. Os algoritmos que desenvolvemos colocam a primeira carga na frente da caixa de transporte, a segunda na parte de trás e, finalmente, a terceira no meio. O sistema também pode usar a caçamba para compactar o minério um pouco, o que reflete os movimentos típicos do operador durante a operação”, diz Vladimir Sysoev.

A segurança é um aspecto importante para o desenvolvimento de soluções autônomas. Minimizar a presença humana em áreas perigosas nas minas é fundamental.

“As máquinas são inteligentes o suficiente para trabalhar de forma independente, mas, por questões de segurança, elas estão constantemente sendo monitoradas. Há um servidor centralizado que orquestra e gerencia o tráfego nas minas. Portanto, precisamos saber onde as máquinas estão e quão rápido elas estão indo, o tempo todo. Além disso, os operadores devem ter acesso instantâneo à máquina caso algo dê errado. Por esses motivos, o sistema é projetado para parar os equipamentos imediatamente caso a comunicação seja interrompida, mesmo que seja por menos de um segundo”, diz Vladimir Sysoev.

“Um operador experiente pode, em um bom dia, provavelmente mover mais minério (do que uma solução automatizada), mas uma das vantagens de confiar em algoritmos é que há consistência – você obtém o mesmo resultado todas as vezes, o que leva a melhor precisão, possibilidades de planejamento e produtividade a longo prazo. A consistência é um dos objetivos que visamos alcançar”, diz Vladimir Sysoev.

Segundo Jan Gustafsson, gerente de projeto do Nexgen SIMS na Epiroc, os esforços colaborativos entre parceiros de diversos setores são a receita para a inovação bem-sucedida agora e no futuro.

“Parceria e cooperação entre fronteiras é o caminho a seguir. As operações de mineração se tornaram incrivelmente complexas, e simplesmente não é mais possível inovar de forma isolada. Estamos abertos a mais projetos colaborativos no futuro. Esta é a forma como precisamos trabalhar”, diz Jan Gustafsson.

“A parceria Nexgen SIMS funcionou muito bem. Continuamos a construir sobre o que estabelecemos durante o primeiro projeto SIMS, entre 2016 e 2020, e desenvolvemos ainda mais processos e fluxos de trabalho que obtiveram resultados. Funcionamos bem como uma equipe.” – complementa.