A Drone Ukraine (UA) começou a atuar com o objetivo principal de minimizar os riscos de segurança para seu pessoal e manter as minas funcionando continuamente. Apesar dos graves riscos aos quais os funcionários são expostos diariamente, a Ferrexpo, uma empresa de mineração sediada na região central da Ucrânia, estava determinada a não interromper suas operações. O que significava que, muitas vezes, os mineiros precisavam trabalhar em ambientes de alto risco.

Utilizando drones para tarefas perigosas

 

Frequentemente, o trabalho com equipamentos industriais de grande porte por horas a fio é arriscado para os funcionários. Entretanto, a Ferrexpo estima que a interrupção de suas máquinas por apenas 30 minutos custaria dezenas de milhares de dólares para a empresa. A equipe estava esperançosa de que o uso de drones para obter dados cruciais pudesse manter suas minas operando de maneira efetiva e, ao mesmo tempo, minimizar os riscos para seus funcionários.

“Embora seja difícil eliminar o fator humano, é possível usar drones para as tarefas mais trabalhosas e perigosas”, explicou Fevzi Ametov, cofundador da DroneUA.

Benefícios do uso de drones no setor de mineração

O uso de drones no setor de mineração oferece diversas vantagens, entre elas:

  • A geração de informações volumétricas abrangentes e de alta qualidade, com milhões de pontos de medição;
  • Agilização de operações, uma vez que áreas maiores podem ser cobertas com menos pessoas;
  • O fornecimento de opções automatizadas de planejamento de voo e processamento contínuo, minimizando erros humanos e operacionais.

É possível utilizar aplicativos úteis para praticamente qualquer aspecto do setor de mineração, como Pix4Dmapper e Surpac. Fenomenais no gerenciamento de conformidade e na redução de riscos operacionais, os veículos aéreos não tripulados (UAV) também podem ser usados no gerenciamento do ciclo de vida de ativos. Por exemplo, o software do UAV pode ajudar a comparar dados conforme criados e projetados com serviços de gerenciamento de cadeia de suprimentos, como estoque de produtos.

Mapeando minas a céu aberto

Tatiana Kondratenko, gerente de projetos de geodesia na DroneUA, considera que a implementação de UAVs foi um empreendimento massivo. “Foi necessário criar novas descrições de trabalho e contratar funcionários para garantir que a integração deste projeto à empresa acontecesse de maneira harmoniosa”, explicou.

Prontos para o lançamento: pilotando um drone habilitado com RTK

A equipe de operações optou por uma frota de drones Matrice 210 RTK da DJI. O módulo RTK integrado ajudou a concluir missões de voo automáticas em áreas com forte interferência magnética. O quadricóptero também monitorou automaticamente a proximidade da equipe em relação às paredes da mina, reduzindo as chances de colisão. A DroneUA é uma das primeiras empresas de mineração a conduzir voos bem-sucedidos em áreas subterrâneas muito profundas. Utilizando modos de voo manual e automático, a empresa conseguiu operar efetivamente a 410 metros abaixo do solo na mina de Poltava.

Imagens capturadas sobre a mina a céu aberto de Yeristovo

   
Localização Poltava, Ucrânia
Área do projeto 202 acres
Hardware DJI Matrice 210 RTK

Câmera Zenmuse X5S com

lente de 15 mm

Software Pix4Dmapper
Tempo de voo 60 minutos
Pontos de controle em solo 9
Tempo de processamento 12 horas e 55 min.
GSD médio 3,77 cm
Saída Ortomosaico (GeoTIFF)

Nuvem de pontos (LAS)

Grade de altura (XYZ)

Modelo de superfície rasterizada (GeoTIFF)

Linhas estruturais (dxf), etc.

 

Na mina de Poltava, a equipe tinha objetivos claros:

  • Obter dados da mina com um drone em modo de voo automático;
  • Comparar métodos tradicionais de coleta de dados aos métodos usados com drones;
  • Integrar dados ao software e aos fluxos de trabalho existentes;
  • Criar recomendações e uma metodologia adequada para uso em outras minas.

Decolando: acionando um drone DJI Matrice 210 RTK

Resultados precisos

As medições foram obtidas com base em quatro pontos de controle para avaliar a calibração do projeto, a raiz do erro quadrático médio (RMSE) e a precisão geral do modelo.

   
Eixo RMSE
X 37 mm
Y 24 mm
Z 64 mm

Como todos os pontos de verificação estavam em nível do solo, a RMSE do projeto foi baixa. Usando o RTK como uma estação total, a equipe mediu 959 pontos do nível do solo até o fundo da mina, com profundidade de 170 metros. Embora a distância de amostra do solo (GSD) fosse de 1,8 cm no nível do solo, em seu ponto mais baixo, detectou-se 5,6 cm. O gráfico abaixo demonstra alguns desvios nas medições de altura de superfície. Entretanto, estas alterações estavam adequadamente dentro da precisão vertical esperada.

Desvios na medição de altura de superfície entre dados aéreos e tradicionais

Incorporando dados de drones nos fluxos de trabalho existentes

A equipe exportou arquivos bidimensionais e tridimensionais, que foram importados em software de terceiros para análises adicionais. Os arquivos foram:

  • Ortomosaico (GeoTIFF)
  • Nuvem de pontos (LAS)
  • Grade de altura (XYZ)
  • Modelo de superfície rasterizada (GeoTIFF)
  • Linhas estruturais (dxf) etc.

Curvas de nível apontando a altura relativa da mina a céu aberto

Segurança no trabalho

A segurança no trabalho é um tema importante no setor de mineração. A natureza das responsabilidades de trabalho significa que os funcionários são expostos a vários riscos diariamente.

Decolagem e aterrissagem em uma base doméstica

 

Para mitigar estes perigos, a equipe da DroneUA desenvolveu uma estratégia de proteção do trabalho. Ela estabelece as práticas recomendadas para trabalhar de maneira segura com UAVs. Além disso, a DroneUA definiu como missão fornecer uma cópia deste documento a cada mina. A empresa acredita que estes procedimentos de segurança servirão como base para práticas no local de trabalho em diversas empresas de mineração.

Principais pontos desta estratégia de segurança:

  • Os pontos de decolagem e aterrissagem foram testados e definidos. As bases domésticas são os únicos locais onde drones têm permissão para decolar e aterrissar;
  • Lentes com distâncias focais maiores serão usadas para capturar as áreas nas partes mais profundas de uma mina a céu aberto. Isto evitará que operadores de drone precisem manobrar em territórios perigosos ou trabalhar em alturas inseguras;
  • Levantamentos topográficos serão realizados periodicamente através de métodos tradicionais, a fim de garantir que os dados dos drones estejam gerando resultados precisos.

Detalhes do projeto e do mapeamento da pilha de estocagem

Pilha de estocagem digitalizada no Pix4Dmapper

   
Área do projeto 12 acres
Hardware DJI Matrice 210 RTK

Câmera Zenmuse X5S com

lente de 15 mm

Software Pix4Dmapper
Pontos de controle em solo 5
Tempo de processamento 3 horas e 39 minutos
GSD médio 2,3 cm

 

Saída

As pilhas de estocagem são um componente crucial de cada operação de mineração. Como as medições são usadas na previsão de lucros e na auditoria dos resultados, é importante que os níveis de volume sejam calculados com precisão, a fim de garantir que as operações estejam funcionando de maneira consistente.

As equipes da DroneUA e da Ferrexpo optaram por exportar os dados do Pix4Dmapper e importá-los em suas soluções atuais de software, inclusive Surpac, AutoCAD Civil 3D e K-mine. O nível de detalhes obtido a partir da superfície, como pontos de coordenada em áreas de difícil acesso, simplificou o processo de coleta de dados e resultou em um modelo muito mais detalhado.

Exportação de dados do Pix4Dmapper a um software terceirizado

Medições de pilha de estocagem concluídas com 90% mais rapidez

Com o aumento da velocidade e o aprimoramento da segurança, a equipe descobriu que os levantamentos topográficos feitos com drones resultaram em dados de melhor qualidade e minimizaram erros operacionais.

“As pilhas de estocagem estão espalhadas por uma vasta área e têm tamanhos e alturas diferentes. O levantamento topográfico destas pilhas com um UAV é 90% mais rápido”, comentou Alexander Tubaltsev, diretor de mineração da mina Yeristovo da Ferrexpo. “Em geral, um mineiro precisaria caminhar pela área de trabalho com uma estação total de levantamento topográfico e medir não apenas a área da pilha de estocagem, mas também as várias alturas do material”.

A Ferrexpo está convencida de que agora o uso destes UAVs em minas a céu aberto está se tornando uma prática consolidada entre os líderes do setor. “UAVs consistem em uma ferramenta mais precisa para a coleta de informações cruciais. E o mais importante é que reduzem significativamente a quantidade de riscos no local de trabalho aos quais os funcionários são expostos”, explicou Alexander Tubaltsev.

Remodelando empreendimentos

A DJI colabora continuamente com diversas empresas, inclusive no setor de mineração. Ao utilizar vários recursos, como equipamento de drones e software de mapeamento, a DJI forneceu a estas empresas treinamento prático e ajuda com pesquisa e desenvolvimento, além de programas de formação.

Os drones estão mudando drasticamente a maneira como as agências do governo atendem ao público. Embora drones tenham se consolidado como uma base sólida na segurança pública, agências e departamentos governamentais estão explorando o uso destas aeronaves em outras áreas, desde transporte e obras públicas ao planejamento e serviços ambientais.

DJI
DJI, líder mundial en tecnología de drones civiles y de imagen aérea, es una empresa fundada y dirigida por personas apasionadas por los helicópteros a control remoto y expertos en tecnología de vuelo controlado y estabilización de cámara. La empresa se dedica a producir equipos de fotografía y filmación aérea, proporcionando plataformas más accesibles, fiables y de más fácil uso para emprendedores e innovadores de todo el mundo. DJI realiza actualmente operaciones de alcance internacional en América, Europa y Asia, y sus soluciones y productos revolucionarios son preferidos por clientes de más de 100 países para diversas aplicaciones: filmación, construcción, inspecciones, respuesta a emergencias, agricultura, conservación y otras industrias y sectores.