Em colaboração com a DroneUA, a Ferrexpo trilhou a primeira integração sistemática de UAVs na indústria de mineração na Ucrânia, liderando o caminho para todo o país.

Embora DroneUA tenha anos de experiência integrando UAVs com centenas de empresas, este projeto foi o primeiro deles com a indústria de mineração.

Por que usar zangões na indústria de mineração?

O projeto começou com um objetivo claro: minimizar os riscos para o pessoal, mantendo as instalações funcionando sem problemas.

, o equipamento industrial é perigoso para os trabalhadores - no entanto, a Ferrexpo estima que parar as máquinas por apenas 30 minutos pode custar à empresa dezenas de milhares de dólares. A equipe esperava que o uso de drones pudesse manter a maquinaria funcionando - e manter os trabalhadores bem longe do perigo.

"Claro, é difícil eliminar completamente o fator humano, mas os zangões podem ser usados para todas as tarefas mais laboriosas e perigosas", explica o co-fundador da DroneUA, Fevzi Ametov.

O uso de zangões na indústria de mineração tem vantagens adicionais, inclusive:

• Dados abrangentes e de alta qualidade, incluindo dados volumétricos com milhões de pontos de medição
• Operações simplificadas, pois menos pessoas podem cobrir áreas maiores
• Planejamento de vôo automático e processamento sem interrupções, minimizando erros humanos.

Eles têm aplicações em todos os aspectos da indústria. Além da redução de risco operacional e gerenciamento de conformidade, os UAVs podem ser usados no gerenciamento do ciclo de vida dos ativos - por exemplo, para comparar o que foi construído com o projetado - e no gerenciamento da cadeia de fornecimento, incluindo o inventário de produção.

No entanto, os UAVs vêm com desafios, incluindo a interferência magnética da grande quantidade de minerais e os perigos das linhas de energia e da paisagem complicada e mutável da mina.

Mapeando a mina a céu aberto

Como explica Tatiana Kondratenko, gerente de projetos de geodésia da DroneUA, a introdução do UAV foi um empreendimento gigantesco. "O projeto variou desde a criação de novas descrições de trabalho até a integração do projeto no ambiente de informação da empresa".

Um dos primeiros passos foi a aquisição de equipamentos. A equipe escolheu uma frota de zangões DJI Matrice 210 RTK. O módulo RTK incorporado ajuda a completar missões de vôo automáticas em condições com forte interferência magnética, enquanto o quadcopter pode monitorar automaticamente a proximidade das paredes do poço, reduzindo a chance de colisões.

DroneUA acredita ter sido a primeira empresa a realizar vôos de sucesso tão profundos no subsolo. Eles voaram com sucesso missões nos modos manual e automático a partir do ponto mais profundo de 410 metros abaixo do solo, no local de Poltava.

Detalhes do projeto

Localização	Poltava, Ucrânia
Área do projeto	82 hectares
Hardware	DJI Matrice 210 RTK Câmera Zenmuse X5S com lente de 15mm
Software	PIX4Dmapper
Tempo de vôo	60 minutos
9	Pontos de controle de solo
Tempo de processamento	12 horas 55 minutos
Média GSD	3,77 cm
Saídas	Orthomosasic (Geotiff) Point cloud (LAS) Height grid (XYZ) Raster surface model (GeoTiff) Structural lines (dxf), etc

No site da Poltava, a equipe tinha objetivos claros:

• Captura de dados do poço com um drone em modo automático
• Comparar os métodos tradicionais de captura de dados com a captura de dados do drone
• Integrar dados no software e fluxos de trabalho existentes
• Criar recomendações e uma metodologia a ser utilizada em outros sites

Resultados precisos

Para avaliar a calibração do projeto e a precisão geral do modelo, as medições foram feitas a partir de quatro pontos de verificação. O erro quadrático médio em Z foi de 64mm.

Eixo	RMS
X	37mm
Y	24mm
Z	64mm

O erro médio da raiz quadrada do projeto foi muito baixo, pois todos os pontos de verificação estavam ao nível do solo. A verificação da precisão do modelo em si foi mais envolvida.

Usando o rover RTK como estação total, a equipe mediu um total de 959 pontos do nível do solo até o fundo da mina - uma profundidade de 170 metros. Enquanto o GSD estava a 1,8cm no nível do solo, no ponto mais baixo estava a 5,6cm. O gráfico abaixo mostra alguns desvios nas medidas de altura da superfície, estes estão bem dentro da precisão vertical esperada.

Incorporando dados de drones em fluxos de trabalho existentes

A equipe exportou tanto arquivos 2D quanto 3D que foram importados para softwares de terceiros para análise posterior. Os arquivos estavam incluídos:

• Orthomosaic (Geotiff)
• Point loud (LAS)
• Grelha de altura (XYZ)
• Modelo de superfície raster (GeoTiff)
• Linhas estruturais (dxf), etc.

Segurança no trabalho

A segurança no trabalho é um tópico importante na indústria de mineração - e por uma boa razão. A natureza da empresa significa que os trabalhadores estão expostos a riscos acrescidos.

Para mitigar estes perigos, a equipe DroneUA desenvolveu um documento de proteção trabalhista. Uma cópia deste documento é mantida em cada local, e estabelece claramente as melhores práticas para trabalhar com segurança com os UAVs no local. A equipe acredita que este documento poderia ser a base de fluxos de trabalho similares em empresas através da indústria de mineração do país.

As medidas de segurança incluem:

• Os pontos de decolagem e aterrissagem foram testados e definidos - estas "bases de origem" são os únicos pontos onde os drones são permitidos a decolagem e aterrissagem.
• Para capturar áreas nas partes mais profundas da mina, serão usadas lentes com maior distância focal, ao invés de ser necessário o operador do drone para manobrar grandes distâncias em altura.

As pesquisas serão realizadas periodicamente com métodos tradicionais para garantir que os dados do zangão estejam dando a precisão esperada.

Mapeamento de estoques: detalhes do projeto

Área do projeto	5 hectares
Hardware	DJI Matrice 210 RTK Câmera Zenmuse X5S com lente de 15mm
Software	PIX4Dmapper
Pontos de controle de solo	5
Tempo de processamento	3 horas e 39 minutos
Média GSD	2,3 cm

Saídas

Os estoques são uma característica de cada operação mineral. O cálculo exato de seu volume é essencial para o bom funcionamento do local, pois as medições são usadas na previsão de lucros e resultados de auditoria.

As equipes DroneUA e Ferrexpo optaram por exportar dados da Pix4Dmapper e importá-los para suas soluções de software atuais, incluindo Surpac, AutoCAD Civil 3D e K-mine. O nível de detalhe obtido da superfície, incluindo coordenadas de pontos em áreas de difícil acesso, simplificou o processo de obtenção de dados e resultou em um modelo muito mais detalhado do que os métodos tradicionais.

Medidas de estoque concluídas 90% mais rápido

Além do aumento da velocidade e da segurança, a equipe descobriu que o levantamento com drones resultou em dados de melhor qualidade, e reduziu a chance de erro humano.

"As pilhas de estoque estão espalhadas por uma grande área e são de diferentes tamanhos e alturas. Levantá-las com um UAV é 90% mais rápido, e mais seguro também. Uma pessoa teria que caminhar por toda a área com a estação total de um agrimensor e medir não apenas a área, mas também diferentes alturas de material na reserva", observa Alexander Tubaltsev, o mineiro chefe da Ferrexpo Yeristovo Mining.

"Hoje, o uso de UAVs em minas a céu aberto é uma prática bem estabelecida entre os líderes da indústria. Eles são uma ferramenta mais precisa para a coleta de informações críticas e eliminam a necessidade de as pessoas trabalharem nos lugares mais perigosos".