Gêmeos digitais a 100 metros de profundidade: mapeamento 3D de precisão transforma operações de mineração de alto risco

Nas profundezas onde a luz falha e a topografia tradicional vacila, uma operação de mineração de calcário enfrentou a tarefa aparentemente impossível de documentar redes subterrâneas traiçoeiras. O desafio: mapear com precisão poços verticais excedendo 100 metros e rios subterrâneos sem colocar o pessoal em perigo.

A solução: o scanner Lixel L2 Pro da XGRIDS com tecnologia Multi-SLAM, que criou modelos 3D precisos enquanto reduzia o tempo de pesquisa em 80%. Este gêmeo digital agora alimenta protocolos de segurança críticos, análise volumétrica e planejamento operacional — provando que quando os ambientes mais desafiadores da indústria de mineração encontram a tecnologia avançada de captura 3D, o impossível se torna rotina.

A versão digitalizada resultante da mina pode ajudar a avaliar e eliminar riscos de segurança comumente encontrados em minas inundadas e melhorar as rotinas de manutenção, ao mesmo tempo em que reduz o tempo de inatividade operacional. Mais importante, a digitalização de minas pode aumentar a eficiência da gestão, melhorar o controle operacional geral e mitigar a incerteza, permitindo que as empresas de mineração naveguem pelos desafios da indústria e busquem o crescimento em um cenário em mudança.  

Desafio: As limitações da topografia subterrânea tradicional

As operações de mineração subterrânea apresentam alguns dos ambientes mais desafiadores para documentação espacial precisa.

Uma operação de mineração no leste de Guangdong, China, implantou a estação total Trimble SX10 para criar um modelo 3D georreferenciado de suas cavernas de calcário. Apesar de estabelecer mais de 100 estações de varredura, áreas críticas permaneceram sem mapeamento:

1. Poços verticais extremos: quedas superiores a 100 metros com paredes íngremes e inacessíveis

2. Características dinâmicas da água: rios subterrâneos e seções inundadas criando condições instáveis

3. Redes de túneis complexas: geometrias inacessíveis a equipamentos baseados em tripés

4. Preocupações com a segurança: ambientes de alto risco onde minimizar a exposição humana é fundamental

5. Pontos de acesso limitados: muitas áreas inacessíveis com equipamentos convencionais

"Alguns desses ambientes eram simplesmente impossíveis de documentar com segurança com métodos tradicionais. Estávamos tomando decisões operacionais críticas com base em dados incompletos." — Engenheiro de Planejamento de Mina

Ao avaliar novas tecnologias para complementar ferramentas de topografia tradicionais, operadores de mineração frequentemente encontram soluções baseadas em SLAM prometendo flexibilidade e precisão de nível centimétrico em um pacote portátil. No entanto, o ambiente subterrâneo exige seleção cuidadosa de tecnologia, pois nem todos os sistemas SLAM podem lidar com os desafios exclusivos da mineração.

Limitações da tecnologia SLAM em ambientes de mineração

É importante notar que minas subterrâneas representam desafios excepcionais até mesmo para a tecnologia SLAM. Nesta mina de calcário especialmente, as seguintes características tornariam muitas soluções SLAM inviáveis:

1. Superfícies com poucas características: paredes de calcário geralmente não possuem características visuais distintas necessárias para algoritmos SLAM tradicionais

2. Superfícies molhadas reflexivas: recursos hídricos criam reflexos imprevisíveis que confundem sensores padrão e criam pesadelos durante o pós-processamento

3. Poeira e material particulado: partículas transportadas pelo ar interferem nos sistemas ópticos

4. Ausência de sinal GPS: Ausência completa de posicionamento por satélite para correção de deriva

5. Diante desses desafios, não é incomum que operadores de mineração hesitem em investir em uma solução SLAM para complementar ou até mesmo substituir ferramentas tradicionais, como estações totais.
   

Multi-SLAM avançado

Após avaliar diversas opções, a operação de mineração implementou o Lixel L2 Pro (32 canais/120 m), um scanner a laser 3D portátil de ponta, pesando menos de 2 kg (4,4 lbs), para complementar seu equipamento de topografia existente.

Principais componentes tecnológicos

O Lixel L2 Pro emprega tecnologia Multi-SLAM, combinando:

1. LiDAR avançado: campo de visão de 360° × 270° capturando 640.000 pontos por segundo

2. Posicionamento visual duplo: duas câmeras de 48 MP, com a câmera frontal fornecendo recursos visuais SLAM

3. Unidade de Medição Inercial (IMU): Possibilitando posicionamento preciso sem sinais de GPS

4. Processamento em tempo real: computação no dispositivo que fornece verificação imediata de dados por meio do aplicativo LixelGO

5. Design robusto: proteção IP54 contra poeira e respingos de água

6. Fusão multissensor: mantém a precisão mesmo em ambientes com poucos recursos

7. Filtragem proprietária: interpreta corretamente superfícies úmidas reflexivas que confundem os scanners convencionais

8. Design leve: dispositivo portátil com menos de 2 kg para fácil manobrabilidade em espaços apertados
   

Processo de Implementação

A implementação seguiu um fluxo de trabalho estratégico projetado para maximizar a qualidade dos dados e, ao mesmo tempo, abordar desafios ambientais extremos.

Captura de dados

1. Avaliação Preliminar do Sítio: Protocolos de segurança e rotas de escaneamento estabelecidos. Pontos de controle foram marcados com alvos refletivos e seriam capturados em múltiplas passagens.

2. Inicialização: o L2 Pro foi inicializado em uma superfície plana por 20 segundos.

3. Aplicação das melhores práticas na digitalização de um ambiente subterrâneo:

• Cada ponto de controle da pesquisa foi capturado cuidadosamente para garantir cobertura completa tanto pelo sensor LiDAR quanto pelas câmeras.

• Sempre que possível, o operador criava pequenos circuitos fechados para trazer o scanner de volta a um local conhecido, minimizando o desvio.

Mapeamento de rios subterrâneos

Scanners estáticos tradicionais como estações totais não podem documentar efetivamente características de água corrente ou áreas em suas proximidades, especialmente quando o acesso é limitado a pequenos barcos. A operação portátil do Lixel L2 Pro permitiu que os operadores:

• Faça uma varredura contínua enquanto navega em uma pequena jangada

• O Lixel L2 Pro leve e portátil permitiu uma operação mais segura nas bordas do eixo

• A tecnologia Multi-SLAM manteve a precisão do posicionamento apesar da geometria desafiadora

• Padrões de varredura sobrepostos garantiram cobertura completa de superfícies verticais

• O feedback em tempo real permitiu a identificação imediata de lacunas de dados

Processamento de dados e integração

Uma prévia do modelo de nuvem de pontos da seção da mina que foi inundada e inacessível a pé:

Aqui está uma visão mais detalhada do túnel:

Saiba mais em https://www.scannerlaser.com.br/ TrackFY, distribuidora Lixel oficial no Brasil.