ExScan se proyecta como una tecnología de escaneo láser para minas de carbón subterráneas

Según la agencia nacional de ciencias de Australia, se puede utilizar la nueva tecnología de mapeo 3D subterráneo en tiempo real desarrollada por CSIRO para ubicar, dirigir y navegar equipos y vehículos en entornos subterráneos volátiles y ricos en metano.

La tecnología ExScan, probada por Glencore, así como por otras cinco compañías mineras, tiene un escáner láser y un software asociado capaz de generar mapas 3D en tiempo real de túneles, paredes y cavidades subterráneas donde el sistema de posicionamiento global (GPS) no puede penetrar. Estos mapas se pueden usar para ubicar, dirigir y navegar equipos y vehículos.

Podría decirse que la verdadera innovación en la nueva tecnología de mapeo subterráneo de CSIRO no es el escáner inteligente basado en láser, sino el contenedor en el que se encuentra, dijo CSIRO.

"El recinto ha sido certificado según los estándares 'Ex d' de la Comisión Electrotécnica Internacional para su uso en entornos subterráneos volátiles y ricos en metano como las minas de carbón", dijo la agencia.

"Eso significa que ha sido diseñado para evitar que los equipos electrónicos que alberga provoquen una explosión".

El ingeniero electrónico de CSIRO y el líder del proyecto ExScan, Peter Reid, dijo: “Nada puede pasar a la clandestinidad en una mina de carbón a menos que esté certificado para estar en ese entorno. Ni siquiera puedes tomar una lata de aluminio; Es un peligro potencial de chispa si es aplastado por un vehículo. Así que llevar la electrónica allí es un proceso complicado ”.

El problema es que los gases explosivos como el metano penetran en los equipos y cualquier falla de la electrónica que provoque una chispa podría provocar un desastre de fuego.

La solución descrita en la regulación Ex d no es contener explosiones, sino evitar que ocurran en primer lugar. Esto se logra mediante el diseño del contenedor para garantizar que cualquier chispa tenga que recorrer un camino tan largo para encontrar suficiente gas para desencadenar una explosión y, para ese momento, se habrá enfriado por debajo del punto de ignición, dijo CSIRO.

Muchos miembros del equipo de desarrollo ExScan de CSIRO pasaron años trabajando con la industria en el proyecto financiado por el Australian Coal Association Research Program que desarrolló el exitoso sistema de automatización de muro largo LASC.

Uno de los principales impulsores de la automatización de la minería del carbón es sacar a las personas del ambiente polvoriento y peligroso cerca de la superficie del carbón, pero incluso el equipo automatizado LASC de vez en cuando necesitaba mediciones manuales para guiarlo a través de partes más difíciles de las vetas de carbón.

La idea detrás de ExScan era proporcionar imágenes que pudieran usarse para hacer esas mediciones automáticamente, dijo CSIRO.

"Esta tecnología nos proporciona información que las cámaras por sí mismas no pueden", dijo Reid. "Nos permite medir en 3D todo lo que vemos, como si estuviéramos allí".

LASC ExScan es un escáner 3D, alojado en una carcasa a prueba de explosión, que puede mapear túneles, huecos y cavidades en tiempo real bajo tierra.

Lo que surgió se parece un poco a una versión de 25 cm de altura del personaje R2-D2 de Star Wars, con una base de acero en la que se atornilla una cúpula de policarbonato, dijo CSIRO. El láser se encuentra debajo del domo transparente y lo escanea. Para salir a un volumen de gas, cualquier chispa generada tendría que abrirse camino a través de un camino estrecho de diente de sierra formado por la rosca del tornillo y, al hacerlo, perdería la mayor parte de su energía.

En caso de que el escáner no funcione correctamente o el contenedor se raye o dañe, se puede cambiar en cuestión de minutos, porque el domo simplemente se desenrosca, explicó CSIRO.

El equipo invirtió mucho tiempo en modelado por computadora para crear un domo adecuado para el moldeo por inyección. Eso hace que los dispositivos ExScan sean relativamente económicos de fabricar, según CSIRO.

"De hecho, son lo suficientemente asequibles para que una línea de 40 o 50 se asiente detrás del equipo de minería a lo largo de una cara de muro largo de entre 400 y 500 m de longitud, proporcionando actualizaciones en tiempo real de la condición del muro", dijo. "A 10 metros de distancia, los dispositivos están lo suficientemente cerca como para permitir la redundancia: sus escaneos se superponen, lo que significa que si uno falla, su ausencia puede ser cubierta por otros en ambos lados para garantizar la confiabilidad general".

De acuerdo con el Superintendente de Tecnología Glencore en la mina Oaky North, en el centro de Queensland, Lauris Hemmings, las imágenes que generan pueden usarse para determinar y resolver los bloqueos de flujo de carbón en el sistema transportador debajo del equipo de corte y para ayudar a alinear y dirigir a los mismos esquiladores.

"Es una herramienta fantástica", dijo Hemmings, "un equipo en constante evolución que lleva la gestión de riesgos a niveles aún más altos".

La mina ya espera que ExScan pueda usarse para navegar por las áreas de mayor riesgo de la mina, alejando a los empleados de la superficie del carbón.

Pero las aplicaciones son más amplias. Los escáneres se pueden montar en cualquier orientación, incluso boca abajo, y en maquinaria y vehículos en movimiento. Esto significa que pueden usarse para mapear minas enteras, y potencialmente para la navegación de vehículos, dijo CSIRO.

Los contenedores en sí pueden emplearse para otros fines electrónicos, como el alojamiento de sistemas de cámaras, y Eaton Industries ya los comercializa por separado.

Además de Glencore, el sistema LASC ExScan está siendo probado por otras cinco compañías mineras australianas, así como por compañías en el extranjero.

"La industria del carbón china se ha interesado tanto que ha invertido los recursos para que un par de ingenieros desarrollen habilidades para lidiar con la gran cantidad de datos generados por los escáneres", dijo CSIRO. "Los comentarios de toda esta actividad están permitiendo que el equipo de CSIRO desarrolle nuevas funciones para el escáner".

CSIRO ahora está determinando los próximos pasos para comercializar el sistema ExScan.