Por lo general, las minas subterráneas están ubicadas en áreas montañosas extensas y remotas, lo que hace que sea extremadamente desafiante y requiera una gran cantidad de mano de obra para monitorear las operaciones de la mina y las infraestructuras asociadas.
La recopilación de datos geotécnicos de estas regiones de difícil o imposible acceso, la geología de ingeniería cartográfica o la caracterización del sitio, y la medición de los parámetros atmosféricos y la concentración de gas son siempre un desafío para los mineros, utilizando métodos tradicionales que consumen tiempo y dinero.
Los drones de hoy en día, equipados con diferentes tipos de sensores, son útiles para que los mineros realicen de manera segura la mayoría de las tareas peligrosas en las minas subterráneas, como el monitoreo, la topografía, el mapeo del entorno y la entrega de explosivos y paquetes, lo que lleva a una mejor evaluación y planificación estratégica. , coordinación, gestión y cumplimiento.
A pesar de los avances significativos en la tecnología de drones y las numerosas aplicaciones potenciales en las minas subterráneas, el uso de drones se ha visto limitado debido a varios desafíos, como entornos sin GPS, espacios confinados, falta de señal inalámbrica, concentración de polvo y gases y, en general, entornos hostiles. .
Esta publicación destacará algunos de los desafíos comunes y las posibles soluciones para el uso de la tecnología de drones en minas subterráneas.
Ambientes subterráneos hostiles
Los duros entornos subterráneos plantean varios obstáculos para los drones voladores. El espacio confinado, el calor y la humedad, la visibilidad reducida, la velocidad del aire, la concentración de polvo, las malas condiciones de iluminación y la falta de un sistema de comunicación inalámbrico dificultan que un operador vuele un dron en áreas subterráneas. Además, el acceso a lugares inalcanzables e incluso peligrosos en minas subterráneas es prácticamente imposible para un operador de drones.
Para resolver esto, los drones deben construirse tolerantes a colisiones. Además, el dron debe ser capaz de detectar y esquivar obstáculos durante su vuelo. También debe tolerar entornos mineros subterráneos hostiles y volar en polvo y humo densos. Debe ser resistente al agua, al polvo, a prueba de golpes y debe resistir los cambios de presión, temperatura y humedad en todo el sitio de la mina. Como mínimo, el dron debe tener una navegación totalmente autónoma en un entorno completamente privado de GPS y sin más iluminación que la que proporciona el dron.
Propagación de señales
Existe la necesidad de una conexión de señal de radio perfecta entre el dron y el control remoto para volar el dron. Debido a la presencia de obstáculos y un entorno que absorbe continuamente la energía de la señal, la propagación de la señal se ha convertido en un desafío importante para el uso de drones en minas subterráneas. Si un dron vuela mucho en el subsuelo, perderá su señal y, en consecuencia, no podrá regresar al punto de despliegue. Dado que los sitios de las minas subterráneas se expanden continuamente, el área de cobertura de comunicación aumenta a medida que continúa la operación, lo que crea un desafío para que un dron cubra toda la mina durante las operaciones de trabajo regulares y las emergencias.
Para solucionar esto, se debe integrar un sistema de transmisión con el dron. Esto puede permitir que el dron vuele lejos en los pasajes y túneles subterráneos curvos hacia abajo sin perder la señal. También debería enviar una transmisión de video constante de lo que está grabando la cámara del dron.
Duración de la batería
La duración de la batería es otro factor limitante ya que puede limitar el tiempo de vuelo. En muchas circunstancias, se requiere el reemplazo de la batería para extender el tiempo de vuelo. La situación climática en las minas subterráneas también puede afectar la duración de la batería. Por lo general, los drones funcionan con batería y consumen la energía para el vuelo estacionario, la conexión inalámbrica, los datos y el procesamiento de imágenes. Además, la humedad o las fugas de agua dañan los componentes electrónicos de los drones e interfieren con la comunicación entre el dron y su controlador. Algunos drones emplean sistemas de energía híbridos (es decir, baterías más motor de combustión) para realizar misiones de mayor duración. Debido a las restricciones de energía, se debe tomar una decisión sobre si el análisis de datos e imágenes se debe realizar a bordo en tiempo real o fuera de línea para reducir el consumo de energía. Debido a la presencia de metano y posibles riesgos de explosión/incendio, la batería y los sensores electrónicos deben estar aislados.
Conclusión
Como se mencionó, existen muchos desafíos en el uso de drones en entornos subterráneos. Para hacer frente a todos estos desafíos, es necesario diseñar un dron optimizado, idealmente un dron de ala giratoria (similar a los helicópteros) con capacidad de vuelo estacionario y alta maniobrabilidad en todas las direcciones, horizontal y verticalmente.