Accelerare la digitalizzazione e l’automazione del settore minerario europeo
Negli ultimi decenni la maggior parte dei settori industriali ha aumentato l’automazione e la digitalizzazione a un ritmo sempre più rapido, ma il settore minerario ha mantenuto un approccio più tradizionale ed è stato più lento nell’adottare processi che promettono un’efficienza e una sicurezza maggiori e una salute migliore per i lavoratori. Oggi, tuttavia, la situazione sta cambiando, e l’UE accoglie pienamente questa trasformazione fornendo un sostegno strategico alla digitalizzazione dell’estrazione sotterranea. In base a questi presupposti, il progetto illuMINEation ha sviluppato una piattaforma versatile e flessibile di Internet delle cose industriale (IIoT, industrial internet of things) per applicazioni minerarie.
IIoT con gestione e analisi intelligenti dei dati
La digitalizzazione e l’automazione estese ruotano attorno alla raccolta, alla trasmissione, all’elaborazione e all’utilizzo di grandi quantità di dati. «IlluMINEation ha messo in campo una serie di soluzioni sensoristiche, approcci sfaccettati alla digitalizzazione e un’analisi completa e approfondita dei dati. Questo consente di comprendere meglio la distribuzione del grado del minerale e le condizioni geologiche, facilita il monitoraggio completo delle sollecitazioni della roccia e dell’ambiente e contribuisce alla manutenzione predittiva delle apparecchiature minerarie», spiega il coordinatore del progetto Gernot Loidl, dell’Università di Leoben. Tutti i dati vengono elaborati attraverso la piattaforma multilivello illuMINEation IIoT, che consente di gestirli e analizzarli in modo ottimale e intelligente nei singoli siti operativi (i cosiddetti nodi edge), all’interno delle singole operazioni minerarie (livello fog) o tra più miniere a livello aziendale (cloud). Inoltre, la piattaforma sfrutta soluzioni di visualizzazione open-source basate su browser che possono essere adattate facilmente a casi d’uso minerari specifici. «L’approccio open-source semplifica la gestione delle licenze e riduce i costi. L’attuazione «low-code» (lo sviluppo di applicazioni drag-and-drop guidate da modelli) facilita la personalizzazione della dashboard. Le funzionalità 3D supportano i gemelli digitali e la realtà aumentata, virtuale e sintetica, e sono disponibili sui dispositivi mobili», riassume Loidl.
Comunicazione in un ambiente minerario 4D
Nelle miniere sotterranee vengono già impiegate varie tecnologie di trasmissione del segnale, tra cui Wi-Fi, Bluetooth, LoRa (abbreviazione di long range, uno schema di trasmissione wireless emergente a lunghissima distanza) e LoRaWAN. Il progetto illuMINEation ha usato tecnologie selezionate caso per caso. «Per aumentare ulteriormente la portata delle comunicazioni nei complessi sistemi di tunnel sotterranei fino a oltre 1,5 chilometri, il progetto ha sviluppato un sistema di trasmissione dati multi-hop basato sulla tecnologia LoRa», spiega Loidl. L’attività mineraria è un ambiente 4D che cambia non solo nello spazio ma anche nel tempo. Poiché i tunnel e le gallerie sotterranee si modificano nel tempo con l’avanzare dell’attività estrattiva, l’infrastruttura di rete è continuamente sottoposta a manutenzione, per ricostruire o rimuovere i componenti in modo da riflettere i cambiamenti.
Migliorare la sostenibilità, l’efficienza, la sicurezza e la redditività delle miniere
«Le tecnologie sviluppate consentono di controllare meglio la massa rocciosa e di conoscere più approfonditamente la geologia e il giacimento: il risultato è un’estrazione più efficiente delle risorse con uno sforzo minore e una sicurezza maggiore sul posto di lavoro», racconta Loidl. Il progetto ha anche collaudato e impiegato droni autonomi per ispezionare aree pericolose; inoltre, ha sviluppato un sistema per rilevare i movimenti umani vicino alle attrezzature minerarie per evitare potenziali collisioni. «Tutti i risultati di illuMINEation migliorano la sostenibilità e la redditività delle operazioni minerarie, affrontando temi quali la salute e la sicurezza sul lavoro, l’impatto ambientale, l’efficienza dell’estrazione delle risorse e le operazioni economiche», conclude Loidl. Tutti i 22 partner del progetto provenienti da sette Paesi europei (istituti accademici e di ricerca, produttori di apparecchiature originali e società minerarie) hanno applicato le nuove tecnologie basate sui risultati di illuMINEation nei flussi di lavoro, nei prodotti e nei portafogli di ricerca. Secondo le attese, questa ampia base di esperti, insieme a cinque casi d’uso reali e all’approccio open-source e low-code, fornirà solide fondamenta per l’espansione continua della digitalizzazione e dell’automazione dell’industria mineraria europea, con vantaggi per tutti.
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