Portugal vai participar num projeto europeu de exploração robótica de minas inativas e parcialmente submersas, que vai disponibilizar cinco milhões de euros para construir os primeiros robôs do mundo capazes de operar no subsolo, de forma totalmente autónoma, sem controlo remoto. O sistema robótico submersível vai ser testado em Portugal, na Finlândia, na Eslovénia e no Reino Unido.

A cargo do INESC TEC fica o desenvolvimento de três protótipos de robôs que vão ser testados durante um ano, de março de 2018 a abril de 2019, em quatro minas: Urgeiriça (Viseu, Portugal), Kaatiala (Finlândia), Idrija (Eslovénia) e Deep Ecton (Reino Unido), submersa quase na totalidade e inacessível há mais de 150 anos.

O sistema Explorador Robótico (UX-1) que vai ser desenvolvido pretende, de forma autónoma, fazer um mapeamento 3D da mina de modo a recolher informação geológica valiosa que não pode ser obtida de outra forma. Isto porque, geralmente, os segmentos inundados das minas estendem-se até grandes profundidades e o acesso é demasiado perigoso para mergulhadores humanos.

Um sistema de robôs múltiplos com base em UX-1 representa uma tecnologia inovadora, apenas possível graças aos recentes desenvolvimentos na área da autonomia.

“Para construir esta classe completamente nova de robôs enfrentamos grandes desafios ao nível da investigação, que se prendem não só com a miniaturização e adaptação de tecnologia robótica de mar profundo a um novo ambiente de aplicação, mas também no que diz respeito à exploração completamente autónoma de ambientes complexos e à interpretação de grandes volumes de diferentes dados geocientíficos”, explica José Miguel Almeida, investigador do Centro de Robótica e Sistemas Autónomos (CRAS) do INESC TEC.

O que permite o explorador robótico UX-1?

O explorador permite obter, com menos riscos de segurança do que seriam para mergulhadores humanos, os dados necessários sobre o estado das minas, algumas delas centenas de metros debaixo de água.

Os robôs terão formas esféricas, de modo a não ficarem presos a estruturas como redes e arames, um tamanho variável entre 60 a 80 centímetros, para potenciar ao máximo a capacidade de exploração de espaços confinados, e tecnologia que lhes permita percorrer autonomamente trajetos de cinco a dez quilómetros, no mínimo, por mergulho, e descer a profundidades grandes, até 500 metros.

Na prática, os robôs vão estar por sua conta, mapear o interior das minas, contornar obstáculos, tomar decisões, como voltar para trás quando não é possível prosseguir no trajeto, por falta de energia.

No exterior, os investigadores têm acesso à informação básica, como a noção da profundidade e da extensão do percurso feito em cada mergulho ou se os robôs detetaram algum obstáculo.

 Os testes nas minas

Em março de 2018 vai ser validado o primeiro robô, na mina de quartzo de Kaatiala, na Finlândia. Este é, de acordo com o investigador, o cenário mais simples, onde a profundidade de mergulho será menor e, por isso, é possível recuperar com maior facilidade o sistema.

Segue-se a mina da Urgeiriça, em Viseu, em junho de 2018, e depois, em outubro do mesmo ano, a mina de mercúrio de Idrija, na Eslovénia. Trata-se de duas minas de grandes dimensões e com dezenas de quilómetros de túneis inundados, onde vai ser testado o segundo robô. Esta última chegou a ser a maior produtora de mercúrio do mundo e é hoje Património Mundial da Organização das Nações Unidas para a Educação, a Ciência e a Cultura (UNESCO).

O terceiro robô vai ser testado em abril de 2019 na mina de cobre de Deep Ecton, considerada a maior produtora de cobre no século XVIII e a mais profunda do Reino Unido, mas inativa desde o final do século XIX.

Em 2016 e 2017 os investigadores vão desenhar e construir os componentes dos robôs, nomeadamente os sensores, que serão adaptados à complexidade das minas a explorar.

No total são 13 organizações de sete países europeus que estão a colaborar com este projeto financiado pelo programa de investigação europeu Horizonte 2020. De Portugal participam o INESC TEC e as empresas de exploração e recuperação mineira Geoplano e EDM.

A relevância deste tipo de projetos

A preocupação da União Europeia ao apostar neste tipo de projetos prende-se, sobretudo, com a dependência do exterior para obter matérias-primas fundamentais para a indústrias e em como explorar recursos que detém.

“As minas, quando foram fechadas, não eram economicamente viáveis, mas a maior parte delas tem matéria-prima bastante elevada, pelo que com a atual situação do mercado podem voltar a ser rentáveis”, explica José Miguel Almeida, que para além de investigador do INESC TEC é docente do ISEP.

Atualmente a União Europeia (UE) consome 25 a 35% do metal produzido a nível mundial, enquanto que a extração mineral na Europa ascende apenas a 3% da produção global de minério, o que significa que a UE importa cerca de 200 milhões de toneladas de minerais por ano.

“Estes números mostram a importância que este projeto vai ter para a Europa ao permitir abrir e reabilitar depósitos minerais pouco explorados no nosso continente, usando um método seguro, ecológico e de dimensões reduzidas”, explica Eduardo Silva, coordenador do CRAS do INESC TEC.

Antes do UNEXMIN, o iVAMOS!

No total são 13 organizações de sete países europeus que participam no projeto UNEXIM. De Portugal participam o INESC TEC e as empresas de exploração e recuperação mineira Geoplano e a Empresa de Desenvolvimento Mineiro (EDM).

Para além do UNEXMIN, O INESC TEC e a EDM já estavam a trabalhar juntos num outro projeto europeu chamado iVAMOS! que, com um orçamento de €12,6M, tem também como objetivo a exploração subaquática de minas terrestes. Iniciado em fevereiro de 2015, o projeto conta ainda com outra empresa portuguesa, a Minerália.

O objetivo do ¡VAMOS! é desenvolver um protótipo robótico para exploração subaquática, assim como o equipamento associado de lançamento e recolha que serão usados para levar a cabo testes sobre depósitos minerais em quatro locais diferentes na União Europeia. Dos quatro locais, três são depósitos minerais submersos em terra e o quarto no mar.

No âmbito do iVAMOS!, as minas de S. Domingos, no Alentejo, e da Bejanca, na Guarda, estão a ser alvo de testes para aplicação de um protótipo de mineração subaquática até 2017.

Os equipamentos subaquáticos de mineração que estão a ser desenvolvidos têm como objetivo a mineração de depósitos de matérias-primas, a que normalmente se chamam “minas de céu aberto”. Para possibilitar a extração de minerais em depósitos aquáticos em terra, 17 parceiros europeus estão a criar um sistema inovador que permite que um veículo operado remotamente seja lançado de uma plataforma navegável.

“As minas a quem endereçamos esta tecnologia são aquelas que com o tempo se transformaram em possíveis ameaças ambientais. Os protótipos que estamos a desenvolver vão permitir, por exemplo, fazer com que o perigo de um acidente e a exposição dos trabalhadores aos ambientes nocivos desapareça, uma vez que estes passam a trabalhar remotamente ou evitar descargas da água da mina e outros problemas hidrológicos”, explica Eduardo Silva.

A necessidade de serem efetuadas explosões para aceder ao material a extrair, evitando-se os riscos de dano estrutural das paredes da mina, bem como os ruídos e as vibrações para as populações que habitam na vizinhança da mina, vão desaparecer com esta tecnologia. O protótipo tecnológico vai ainda fazer desaparecer a necessidade de utilizar grandes meios logísticos para a operação na mina e o pó nas vizinhanças uma vez que a operação é subaquática.

Grande parte destas minas foram sendo abandonadas nas últimas décadas, quer por insustentabilidade económica face às técnicas disponíveis vs riqueza do depósito e variações de preço no mercado, quer por insustentabilidade ambiental face ao contínuo conflito na ocupação dos espaços entre estes aglomerados industriais e habitacionais.

Antes do iVAMOS!, o ECOAL

O primeiro projeto do INESC TEC em minas remonta a 2013, quando o Centro de Fotónica Aplicada (CAP) testou na mina de São Pedro da Cova (Gondomar) uma tecnologia inovadora em fibra ótica que, quando combinada com modelos geológicos apropriados, permite monitorizar continuamente os resíduos perigosos de carvão depositados nas antigas minas da freguesia e prever eventuais processos de combustão espontânea.

O projeto ECOAL – MGT (Ecological Management of Coal Waste Piles in Combustion) teve um orçamento de 900 mil euros, terminou em junho de 2015 e foi cofinanciado pela União Europeia, com fundos FEDER, no âmbito do programa SUDOE.

Os investigadores com ligação ao INESC TEC mencionados no corpo da notícia têm vínculo ao P.Porto/ISEP.

INESC TEC, março de 2016