La visione 3D e a raggi X al servizio di estrazioni minerarie sostenibili
L’Unione europea sta facendo i conti con le difficoltà dovute alla sua forte dipendenza dalle importazioni di materie prime che supportano settori con un valore congiunto superiore ai 1 000 miliardi di euro e offrono occupazione a circa 30 milioni di persone. Risultano quindi necessari migliori metodi di esplorazione per scoprire risorse di minerali a livello europeo e rendere più efficiente l’estrazione dei minerali durante le attuali attività di estrazione. Ciò renderebbe possibile l’estrazione di depositi piccoli e complessi dal punto di vista economico, migliorando allo stesso tempo l’accesso ecocompatibile alle risorse di minerali presenti in Europa. Il progetto X-MINE, finanziato dall’UE, si è prefissato di comprovare tecnologie di rilevamento d’avanguardia utilizzando la fluorescenza a raggi X (XRF, X-Ray Fluorescence), la trasmissione a raggi X (XRT, X-Ray Transmission) e tecnologie di visione 3D. Il gruppo del progetto ha sviluppato l’X-Analyser, uno scanner di carotaggio, e l’X-AnalySorter, un dispositivo mobile di smistamento, per eseguirne la dimostrazione presso miniere in Svezia, Grecia, Bulgaria e a Cipro.
Sviluppare nuove tecnologie
I partner del progetto hanno realizzato diversi prototipi di fotocamere 3D, fotocamere a raggi X e spettrometri XRF, collaudandoli in contesti pilota. I partner hanno integrato le tecnologie di visione 3D e i sensori a raggi X nella tecnologia tradizionale di smistamento dei minerali e messo a disposizione lo scanner di carotaggio a raggi X. «Il prodotto finale principale del progetto è rappresentato dalla piattaforma X-Mine di analisi online, che comprende l’analizzatore del carotaggio, il sistema di smistamento dei minerali e la modellizzazione 3D dei depositi di minerali, il tutto abbinato alla piattaforma di fusione dei dati», afferma Janne Paaso, coordinatore del progetto. I ricercatori impegnati nel progetto X-MINE hanno elaborato un conteggio veloce a singolo fotone, prototipi di fotocamera XRT multienergetica, un nuovo spettrometro XRF e una nuova piattaforma di fotocamera 3D per applicazioni di esplorazione ed estrazione di minerali. Il gruppo ha inoltre affinato l’esistente tecnologia 3D di scansione tomografica del carotaggio Orexplore in molti modi, introducendo una nuova tecnologia di rilevamento, l’analisi di elementi e minerali e un software di analisi potenziato. La tecnologia di scansione del carotaggio è stata dimostrata in miniere in Grecia e Svezia. «L’integrazione dei dati di scansione del carotaggio in geomodelli 3D è in atto e i primi risultati sono davvero interessanti e promettenti», osserva Paaso.
Mettere alla prova i dispositivi X-AnalySorters
Il progetto ha creato due sistemi di smistamento dei minerali basati su container, denominati «X-AnalySorters». Questi dispositivi sono stati realizzati basandosi sui tradizionali sensori a raggi X dotandoli di algoritmi di smistamento ottimizzati. Il gruppo ha installato il primo sistema AnalySorter presso la miniera Lovisagruvan in Svezia, sottoponendolo a varie prove applicando differenti scenari di casi d’uso. «Nell’applicare questo modello di smistamento alle frazioni ordinabili, verrà rimosso circa il 25-27 % della massa costituente la roccia di scarto, mentre sarà trattenuto circa il 95-98 % dei minerali (zinco e piombo) per il trattamento successivo, comportando una notevole riduzione del consumo energetico e delle emissioni di biossido di carbonio», osserva Paaso.
Le prossime tappe
I membri del progetto hanno sviluppato la loro piattaforma di analisi online per commercializzarla sotto forma di prodotti di aziende, quali Orexplore, Comex, Antmicro e Advacam. «Per quanto riguarda il futuro, i partner del progetto appartenenti a istituzioni accademiche si avvarranno dei risultati innovativi del progetto per attività di ricerca e sviluppo da svolgersi in collaborazione con aziende di estrazione mineraria e altri utenti finali», conclude Paaso.
Parole chiave
X-MINE, estrazione, raggi X, scanner di carotaggio, X-AnalySorter, visione 3D, estrazione di minerali, fluorescenza a raggi X, trasmissione a raggi X
