Salvare una miniera dal crollo con la mappatura LiDAR autonoma di Artec Jet

Dati della nuvola di punti acquisiti con Artec Jet nella miniera crollata

Nel mondo dell'estrazione mineraria, il collasso strutturale è lo scenario peggiore possibile. Ogni volta che il terreno cede, si mettono a rischio i minatori ed è spesso necessaria la chiusura del sito.

Una volta portati in salvo i minatori, è il momento di iniziare l'operazione di recupero della miniera. La visibilità limitata spesso rende difficile valutare le condizioni in tempo reale. La ventilazione potrebbe essere bloccata, potrebbero verificarsi altri crolli, quindi inviare delle persone non è sicuro.

In un terreno negli Stati Uniti, un operatore ha recentemente affrontato il crollo di un terreno, quindi l'ispezione tradizionale era fuori discussione. Le condizioni della miniera erano altamente instabili, date le continue cadute di massi. I piani d'azione erano ulteriormente limitati da punti di accesso stretti e allagamenti. Inoltre, dato che la miniera si trova sottoterra, era impensabile sfruttare il GPS. Rispondere in modo adeguato all'emergenza era quindi incredibilmente difficile.

A questo punto, hanno contattato un importante fornitore di servizi industriali. Hanno dotato gli operatori della miniera di Artec Jet, un sistema LiDAR basato su SLAM. Il dispositivo è utilizzabile a mano, su uno zaino, in un veicolo, in una gabbia protettiva, su un asta telescopica o tramite integrazione robotica, ma si è optato per un drone per sfruttare le capacità di rilevamento autonomo di Jet.

Ideale per esplorare aree di difficile accesso senza rischi, questo approccio ha consentito al team di acquisire i dati di mappatura dettagliati necessari per reagire rapidamente all'incidente.

Primo piano di una nuvola di punti colorata di una stanza sotterranea e di una struttura a pilastri

Navigazione autonoma per situazioni critiche

Quando Artec Jet è arrivato sul posto, ha affrontato numerose sfide che avrebbero messo in difficoltà molte altre soluzioni montate su droni. Con la completa assenza di GPS e il segnale che scendeva oltre 100 metri, il dispositivo doveva fare affidamento interamente sulla sua guida interna per sopravvivere. Avrebbe anche dovuto manovrare attraverso punti di accesso stretti con un minimo di 15-20 cm di spazio.

Ma, come si è scoperto in seguito, Artec Jet era assolutamente all'altezza del compito. Operando interamente senza assistenza GNSS, il sistema ha utilizzato la tecnologia LiDAR basata su SLAM per navigare negli stretti corridoio ed evitare ostacoli, sempre mantenendo la posizione. Lavorando oltre il raggio di comunicazione per 20 minuti, il processo decisionale autonomo in tempo reale è stato vitale per il successo della missione.

Entro 48 ore dalla chiamata di emergenza, Artec Jet aveva già mappato con successo l'intera zona di collasso di 9 ettari a una velocità di quasi due milioni di punti al secondo. La densa nuvola di punti 3D risultante ha rivelato le condizioni dei pilastri, i segni di accumulo d'acqua che contribuivano all'instabilità e le vie di accesso sicure per le future operazioni di recupero.

L'abbinamento di un LiDAR con ripresa a 360 gradi ha anche fornito un contesto visivo e dati spaziali precisi senza che nessuno dovesse entrare nelle aree pericolose. Con oltre 12 metri di acqua, rocce in procinto di crollare e buio totale, un essere umano avrebbe comunque faticato a pilotare il drone nella miniera: la mappatura autonoma era l'unica soluzione praticabile.

Feedback in tempo reale trasmesso in prima persona durante il volo del drone

Raccogliere informazioni utili

Il valore delle scansioni di emergenza di Artec Jet si è dimostrato ancora più prezioso quando il team ha scoperto i dati storici LiDAR della stessa miniera catturati un anno prima. La sovrapposizione delle nuove scansioni con le vecchie ha permesso agli ingegneri di eseguire un'analisi precisa delle modifiche per capire esattamente come il terreno si era degradato nel tempo, nonostante i continui controlli.

Si è scoperto che, pochi anni prima, un altro crollo del terreno aveva causato l'assottigliarsi dei pilastri della miniera. I dati LiDAR hanno anche rivelato che l'acqua proveniente dal campo di un agricoltore nelle vicinanze si era incanalata nella zona crollata per un lungo periodo. Il suo flusso aveva contribuito al graduale indebolimento del calcare circostante, portando infine al crollo della superficie.

Questo "valore nascosto" di Artec Jet ha trasformato un'operazione di documentazione reattiva in un intervento di ingegneria forense proattiva. Comprendere i fattori esatti che hanno contribuito all'incidente, come l'accumulo d'acqua e la progressiva deformazione dei pilastri, ha permesso all'operatore della miniera di prendere decisioni basate sui dati che permetteranno di mettere in sicurezza il sito e di riaprire il più rapidamente possibile.

Solo grazie a una soluzione di mappatura senza pilota è stato possibile ottenere i dati necessari per questa analisi. Montare Artec Jet su un drone, quindi attivare la sua modalità di mappatura autonoma guidata da waypoint intelligenti per evitare ostacoli nella miniera crollata era l'unico modo per rilevare rapidamente e accuratamente la scena senza rischi per il personale.

Una visualizzazione della nuvola di punti del sito, catturata ad alta velocità con Artec Jet

Mappatura proattiva con Artec Jet

In seguito all'incidente, l'operatore della miniera ha riconosciuto che Artec Jet non era solo uno strumento di emergenza, ma un componente critico nella propria infrastruttura di sicurezza. L'azienda ha investito in un sistema proprietario e ha implementato un rigoroso programma di scansione, inizialmente settimanale, poi mensile, per monitorare le condizioni del terreno mentre si stabilizzavano. Questo approccio proattivo ha consentito loro di stabilire nuove condizioni di base che permetteranno di identificare immediatamente eventuali segni di nuove instabilità.

In definitiva, la prevenzione è meglio di qualsiasi cura. Artec Jet può essere implementato velocemente in molte situazioni di crisi, ma il suo più grande valore risiede nei dati che raccoglie durante le operazioni di routine. Aiutando a prevenire le tragedie piuttosto che limitarsi a documentarle, la mappatura 3D autonoma sta ridefinendo il modo in cui il settore gestisce il rischio e portando l'analisi geotecnica in nuove aree.

Con una portata di 300 metri e sette modalità distinte, Artec Jet può essere utilizzato per catturare grandi aree con una precisione fino a 5 mm. Che venga utilizzato nel settore minerario, nella sicurezza pubblica o nell'edilizia, il dispositivo fornisce dati dettagliati, indispensabili per l'ispezione in ambienti difficili.

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