Subsea Mining: Το επόμενο μεγάλο πράγμα για UUVs

Εξουσιοδοτημένος μεταλλωρύχας: το Lander της INESC TEC (σε χώρο εξοπλισμού και ανύψωση για συντήρηση). Φωτογραφία: INESC TEC

Εξουσιοδοτημένος μεταλλωρύχας: το Lander της INESC TEC (σε χώρο εξοπλισμού και ανύψωση για συντήρηση). Φωτογραφία: INESC TEC

Σούπερ επιθεωρητής: ένα Kongsberg Maritime HUGIN κάνει το δρόμο του στη θάλασσα, αυτόνομα. Φωτογραφία: Kongsberg Maritime

Out-of-this-world: ένα UX-1 HROV. Φωτογραφία: Έργο UNEXMIN της ΕΕ

Previous Next

Στην Ευρώπη, υπάρχουν σίγουρα σημάδια ότι η υποβρύχια εξόρυξη είναι η επόμενη μεγάλη αγορά για αυτόνομα υποβρύχια οχήματα (AUVs), οχήματα με τηλεχειρισμό (ROV) και νέα "drones" που ονομάζονται HROV, DART ή TURTLE. Μεταξύ των δεικτών είναι η συμμετοχή των επιχειρήσεων εξόρυξης, των κυβερνήσεων, των πλούσιων υποθαλάσσιων παικτών και της ολλανδικής κοινότητας βυθοκόρησης. Τα νέα οχήματα αναπτύσσονται από την Ουγγαρία στη Χαβάη, αν και φαίνεται ότι η Πορτογαλία βρίσκεται στην πρώτη γραμμή της εμπορευματοποίησης των νέων πλοίων.

Εκτός από την εκκένωση του χρυσού και των διαμαντιών, η υποβρύχια εξόρυξη είναι περίπου δύο δραστηριότητες: αξιοποίηση των εναπομενόντων ορυκτών κοιτασμάτων σε περίπου 3.000 πλημμυρισμένα και εγκαταλελειμμένα ευρωπαϊκά ορυχεία και, κατά περίπτωση, εξόρυξη ορυκτών στις αποκλειστικές οικονομικές ζώνες ή στις ΑΟΖ των θαλάσσιων χωρών στοιχεία σπάνιων γαιών ή REEs είναι γνωστό ότι βρίσκονται. Υπάρχει μια ήρεμη απελπισία που περιβάλλει και τις δύο επιχειρήσεις, καθώς οι REE είναι τα πράγματα των οθονών του iPhone, του στρατιωτικού τύπου αλουμινίου, των υβριδικών αυτοκινήτων, των τηλεοράσεων και των νεότερων μπαταριών.

Εισάγετε το δαχτυλίδι. Η Ευρωπαϊκή Ένωση συγκεντρώνει τις ερευνητικές κοινότητες της μεχατρονικής (πολυεπιστημονικές, ρομποτικές) - τις πανεπιστημιακές μηχανικές της επιστήμες και επιστήμονες εφαρμοσμένης επιστήμης - και τους γεωλόγους της για να χτίσουν μια αλυσίδα εφοδιασμού που να μπορεί να βυθιστεί υπό βροχή. Τα έργα που χρηματοδοτούνται από την ΕΕ, εκ των οποίων υπάρχουν πολλά, βοήθησαν να ξεκινήσει ένα νέο σφαιρικό κρουαζιερόπλοιο που ονομάζεται UX-1b για να χαρτογραφήσει και να παρακολουθήσει τα περιγράμματα των περιορισμένων βυθισμένων ορυχείων και μια κοινοπραξία που υποστηρίζεται από την ΕΕ πρόκειται επίσης να ξεκινήσει (όπως και οι Νορβηγοί) ένα σύστημα εξόρυξης που περιλαμβάνει ένα οδοστρωμένο οχημάριο, την μονάδα εκτόξευσης και ανάκτησης και ένα ειδικό "drone". Στην πραγματικότητα, το μέλλον της υποθαλάσσιας εξόρυξης φαίνεται να είναι πάντα ένα tracked όχημα με ένα υποστηρικτικό cast από ROV, AUV και τώρα HROV συνοδούς.

Το πλοίο υποστήριξης υποθαλάσσιας εξόρυξης EVA, ένα υβριδικό ή HROV, είναι μέρος ενός ορυχείου που αποτελείται από ένα μεγάλο όχημα εξόρυξης 20 τόνων και μια φορτηγίδα εκτόξευσης και ανάκτησης επιφανείας που θα μπορούσε εύκολα να αντικατασταθεί από ένα σκάφος με φεγγάρι.

"Η Eva χρησιμοποιείται για μοντελοποίηση σε πρανή σε πραγματικό χρόνο και για την υποβοήθηση των υποβρύχιων εργασιών κοπής που παρέχουν οπτικές και λεπτομερείς πληροφορίες σόναρ από πολλές απόψεις της κοπής, εκτόξευσης και ανάκτησης του ανθρακωρύχου", εξηγεί ο Alfredo Martins, ανώτερος ερευνητής στο Κέντρο INESC TEC για τη ρομποτική και τα αυτόνομα συστήματα. "Αυτές οι πληροφορίες τροφοδοτούνται σε ένα ολοκληρωμένο εικονικό περιβάλλον για τους ανθρώπινους χειριστές και επιβλέποντες", λέει ο Martins, πριν επιβεβαιώσει ότι το EVA μπορεί επίσης να αναπτύξει offshore "είτε λειτουργούν σε λειτουργία AUV είτε σε λειτουργία ROV".

Η 60-ισχυρή κοινότητα ερευνητών φαίνεται να οδηγεί το πακέτο των οχημάτων για την εξόρυξη όταν πρόκειται για «συνειδητοποίηση» οχήματος, αυτονομία, έλεγχο και εμπορευματοποίηση. Οι ερευνητές της INESC TEC έχουν αναπτύξει έναν δυσανάλογο αριθμό ρομπότ για τις ωκεάνιες βιομηχανίες. Αυτές περιλαμβάνουν την έρευνα DART deepwater AUV και την αυτόνομη ρομποτική αποβάθρα βαθέων υδάτων που ονομάζεται TURTLE.

"Το (TURTLE) έχει σαφείς εφαρμογές στην υποθαλάσσια εξόρυξη, καθώς είναι ένα ειδικό AUV που μπορεί να παραμείνει στο κάτω μέρος για παρατεταμένες χρονικές περιόδους και μπορεί να μετακινηθεί σε άλλη θέση. Στην εξόρυξη βαθέων υδάτων, μπορεί να χρησιμοποιηθεί είτε σε τοπική υποστήριξη επιχειρήσεων (όπως στην παροχή τοπικής υποστήριξης ακουστικής πλοήγησης είτε σε αποβάθρα φόρτωσης AUV) ή στη μεταφορά εξοπλισμού προς και από τον πυθμένα της θάλασσας στην επιφάνεια. "
Nodule cruncher: Η μηχανή εξόρυξης EVA προγραμματίζεται να υποστηρίξει. Φωτογραφία: Το έργο VAMOS της ΕΕ Eva
Ενώ το TURTLE και το DART φαίνεται να είναι εμπορικά διαθέσιμα, το EVA εξακολουθεί να αξιολογείται ως μέρος ενός συστήματος εξόρυξης από κοινοπραξία της ΕΕ που περιλαμβάνει SMD, Damen, Sandvik, INESC TEC, Fugro, Zentrum fur Telematik και BMT Group. Όταν τηλεφωνήσαμε, συζητούσαν για εμπορικούς τρόπους προς τα εμπρός για την EVA κ.α. «Είναι σίγουρα μια επιτυχία», λέει ο Martins. "Το EVA συσκευάζει ένα εκτεταμένο σύνολο αισθητήρων (πολλαπλές κάμερες, συστήματα φωτισμού με λέιζερ, πολλαπλούς τύπους σόναρ) σε ένα ευέλικτο και εξαιρετικά ελιγμένο σύστημα. Χρησιμοποιήθηκε με επιτυχία σε ένα δύσκολο περιβάλλον, όπως το υποβρύχιο σενάριο εξόρυξης, σε βιομηχανικές συνθήκες και παρέχοντας ταυτόχρονα σημαντικά στοιχεία για τον προγραμματισμό, την εποπτεία, την διοίκηση και τον έλεγχο του συστήματος (εξόρυξης). "
Γενικά, οι AUVs, ROVs - από κοινού, πραγματοποιούνται δειγματοληπτικές έρευνες, χαρτογράφηση, υπερφασματική εργασία φωτογράφησης (ανίχνευση μετάλλων), περιβαλλοντική παρακολούθηση, αξιολόγηση κινδύνου, παρατήρηση κοπής και εξυπηρέτηση ως μούλια εξοπλισμού από βυθό έως επιφάνεια. Το EVA HROV χρησιμοποιεί επίσης εξελιγμένους ορυκτολογικούς αισθητήρες ή φασματοσκοπία κατανομής με επαγωγή με λέιζερ (LIBS), για να αναλύσει τον πυθμένα ή τα ανόργανα στοιχεία που ανυψώνονται. Σε γενικές γραμμές, η INESC TEC ανέπτυξε τα "συστήματα αντίληψης, πλοήγησης και ευαισθητοποίησης" για το ορυχείο και το ρομπότ EVA (μαζί το ίδιο έργο της ΕΕ).
Το άλλο AUV που αναπτύχθηκε υπό την αιγίδα της ΕΕ είναι το UX-1 (πρωτότυπο) ή το UX-1b, ένα σφαιρικό όχημα εξοπλισμένο με λέιζερ για να βοηθήσει τα ορυχεία να πλοηγηθούν και οι εταιρείες εξόρυξης να κατανοήσουν τα περιγράμματα ενός υποβρύχιου ορυχείου. Εντυπωσιακά, η INESC TEC είναι επίσης βασικός παράγοντας για την επιτυχημένη έρευνα σε ολόκληρη την Ευρώπη, στην οποία συμμετείχαν 17 εταίροι από 9 ευρωπαϊκές χώρες, συμπεριλαμβανομένων των κατασκευαστών ρομπότ SMD και BMT (UK), DAMEN (Κάτω Χώρες) και SANDVIK (Γερμανία).

Ευπροσάρμοστο: Η υπεράκτια και εσωτερική HROV, EVA. Φωτογραφία: Υποθαλάσσιο INESC TEC Who's Who
Καλά χρηματοδοτούμενοι Νορβηγοί με επίκεντρο το υποβρύχιο κέντρο γύρω από το Πανεπιστήμιο του Μπέργκεν έχουν σίγουρα λάβει υπόψη τις επιτυχίες αυτές στον εξορυκτικό εξοπλισμό. Κατά την προετοιμασία και την παρακολούθηση της 47ης Διάσκεψης Υποβρύχιων Μεταλλείων στο Μπέργκεν το περασμένο έτος - ναι, οι 47οι - διοργανωτές σημείωσαν τα επιτεύγματα και τη συμμετοχή ενός συντάκτη υποσέλιδου και έρευνας.

Ανάμεσά τους, οι διοργανωτές προανήγγειλαν την είδηση ότι η Swire Seabed είχε μόλις αποκτήσει ένα HUGIN AUV από την Kongsberg Maritime μετά από την εκτέλεση εργασιών ελέγχου αγωγών για την εταιρεία πετρελαίου Equinor. Σε ένα δελτίο τύπου, η στολή της Σιγκαπούρης δήλωσε ότι είναι πλέον έτοιμη να «υπερβεί τις τρέχουσες ανάγκες της βιομηχανίας». Στην αρχή, το 2018, η Swire Seabed είχε ξεκινήσει την πρώτη εμπορική κρουαζιέρα της νορβηγικής κυβέρνησης για να χαρτογραφήσει θαλάσσιους ορυκτούς πόρους χαλκού, μολύβδου και αργύρου στη νορβηγική υφαλοκρηπίδα (από έρευνα AUV και δειγματοληψία ROV rock).

"Αυτό μπορεί να γίνει μια νέα αγορά για αυτούς (Swire Seabed) και ενδεχομένως για ολόκληρη τη βιομηχανία υποθαλάσσιων βιομηχανιών", δήλωσε στην ιστοσελίδα της μια νορβηγική στολή που χρηματοδοτείται από τους φορολογούμενους (σωστά, πηγαίναμε στον Τύπο, μαζικές καταθέσεις REE βρέθηκαν στο γνωστό νορβηγικό νομό Telemark). Ο Νορβηγός σύμβουλος της Swire για έρευνα και δραστηριότητες AUV αναφέρθηκε λέγοντας ότι "ο εξοπλισμός και η ικανότητά μας είναι πολύ κατάλληλα για αυτή την αναδυόμενη αγορά". Είπε ότι η εξόρυξη βαθέων υδάτων - που θεωρείται ότι είναι έτοιμη να απογειωθεί - απαιτεί ως επί το πλείστον AUVs για χαρτογράφηση. Εν τω μεταξύ, στο INESC TEC και αλλού, συμπεριλαμβανομένου του Πανεπιστημίου της Χαβάης, τα υποβρύχια εργαλεία εξόρυξης στοχεύουν σε ολόκληρο το φάσμα των εργασιών εξόρυξης.

Μεγάλα πονταρίσματα ops
Ορισμένοι παίκτες με υψηλό κεφάλαιο και υποθαλάσσιοι παίκτες έχουν ήδη ξεπεράσει, αν είναι κυρίως στην εκβάθυνση των παράκτιων ζωνών. Νωρίτερα από τη Νορβηγία, η Παπουασία-Νέα Γουινέα, η Ιαπωνία και οι Νήσοι Cooke δημιούργησαν κανόνες που διέπουν αυτήν την εκκολαπτόμενη βιομηχανία.
Τα τοπωνύμια Nautilus Minerals που ανήκουν στο Τορόντο εμπλέκονται βαθιά στο έργο Bismarck Sea, Solwara 1, όπου το πρώτο εκτεταμένο έργο εξόρυξης βαθέων υδάτων σε βάθος 1.600 μέτρων στοχεύει στον χαλκό που είναι σχεδόν 14 φορές πλουσιότερος από αυτόν που βρίσκεται στην ξηρά. Ένα μεγάλο νέο σκάφος χτίζεται για μια επιχείρηση που θα χρησιμοποιήσει ανυψωτές για να σηκώσει ορυκτά.

Η Swire Seabed έχει επίσης συνεργαστεί με την εταιρεία Ocean Infinity, μια εταιρεία εξερεύνησης του βυθού του Χιούστον, η οποία έχει συνδέσει έξι HUGINs με έξι μη επανδρωμένα επιφανειακά οχήματα, ή AUVs, για να διερευνήσουν τεράστιες περιοχές θαλάσσιου βυθού χρησιμοποιώντας σειρητική βαθυμετρία και echosounders. κάτω προφίλrs? Κάμερες HD. αισθητήρες αγωγιμότητας. μαγνητόμετρα ωκεάνου δαπέδου και αισθητήρες λέιζερ. Είναι σημαντικό ότι τα ωφέλιμα φορτία AUV απαιτούν σε μεγάλο βαθμό την επιδίωξη της εξόρυξης υποθαλάσσιων REEs.

Οι τεχνικές εξόρυξης βαθέων υδάτων γυαλίζονται μετά από μεγάλες υπεράκτιες εκτάσεις καλλιέργειας. Ο ορυκτολάτης βαθιάς θάλασσας, Ocean Minerals, λέει ότι τα REEs είναι "17 χημικά όμοια μέταλλα που αποτελούνται από τα 15 στοιχεία που είναι γνωστά ως λανθανίδες και ύττριο και σκάνδιο" και είναι πολύτιμα λόγω των "μοναδικών μαγνητικών, χημικών και φωτεινών ιδιοτήτων τους" κατασκευαστές υβριδικών οχημάτων, κινητά τηλέφωνα, υπολογιστές κλπ. Γι 'αυτό, η εταιρεία, το 2017, εξασφάλισε αποκλειστικά δικαιώματα στα 24.000 τετραγωνικά χιλιόμετρα της ΑΟΖ των νήσων Cooke. Το έθνος του νότιου Ειρηνικού έχει από το 2009 ένα νόμο για το ορυχείο βυθού και η OML θα συνεργαστεί με την Αρχή Εξόρυξης Θάλασσας για να αξιοποιήσει στο έπακρο τις άδειες εξερεύνησης και τις άδειες από το 2013.

Οι στόχοι του Cooke Isles είναι ιζήματα βυθού κάτω από οζίδια που αναγνωρίζονται ως πιθανές πηγές REEs και σκάνδιο, ενισχυτικό αλουμινίου. Μια έρευνα του πόρου έχει βρει αυτό που μοιάζει με 200 εκατομμύρια τόνους των πολυμεταλλικών οζιδίων. Ο τύπος είναι επίσης ενδεχομένως "ο μεγαλύτερος γνωστός πόρος πρωτογενούς κοβαλτίου στον κόσμο".
AUV visuals: Διεπαφή χρήστη του Swire Seabed. Φωτογραφία: Τεχνητές τεχνικές του Swire
Η εταιρεία λέει ότι ένα πολυετές σύμφωνο Ε & Α 2016 μεταξύ του (Aberdeen Proving Ground) στη Μέριλαντ και της τεχνολογίας Deep Reach του Χιούστον αναγνώρισε πάνω από 180 MM t REEs και Sc. Δεν αποτελεί έκπληξη και με βάση τις πρόσφατες ανακαλύψεις της REE, η Νορβηγία ανακοίνωσε ότι θα ακολουθήσει το παράδειγμα του Cooke Isles για την έκδοση αδειών σε εξειδικευμένες εταιρείες εκμετάλλευσης υποθαλάσσιων μεταφορών.

Η εξειδικευμένη υπεράκτια διαδικασία της Ocean Minerals συνεπάγεται τη μείωση του σωλήνα που συνδέεται με τους συλλέκτες οζιδίων στον πυθμένα της θάλασσας. Τα οζίδια συλλέγονται, κοσκινίζονται, διαχωρίζονται και συμπυκνώνονται για μεταφορά μέσω σωλήνα ανύψωσης σε ένα δοχείο παραγωγής ως ιλύς θαλάσσιου ύδατος. Ένας άλλος σωλήνας που γειτνιάζει με τον αγωγό ανύψωσης επιστρέφει το θαλασσινό νερό πίσω στον ωκεανό. Έτσι, η εξόρυξη βαθέων υδάτων συνδυάζει την τεχνολογία και την εμπειρία του υπεράκτιου πετρελαίου και φυσικού αερίου (risers, ομφαλία, έρευνες και "drones") με την εμπειρία της βυθοκόρησης? την εξόρυξη διαμαντιών και χρυσού και τη χερσαία εξόρυξη.

"Είναι σχετικά μικρός τομέας της βιομηχανίας αυτή τη στιγμή, αλλά με δυνατότητα ανάπτυξης", λέει ο Richard Mills, διευθυντής της Marsine Robotics της Kongsberg Maritime. Ενώ είναι ξεκάθαρο ότι τα AUV που είναι πλούσια σε ωφέλιμο φορτίο του Kongsberg, θα είναι πολύτιμα ως οχήματα έρευνας πριν και μετά την εκμετάλλευση, μπορεί να υπάρξει επίσης ένας υποθαλάσσιος ρόλος "σε συνδυασμό με τους εκσκαφείς" για το απροσδόκητο άλογο της εταιρείας Eelume ROV.

Εν τω μεταξύ, το Swire Seabed και οι συνεργάτες του Ocean Infinity θεωρούνται ότι έχουν πάνω από δώδεκα HUGIN AUVs στην υπηρεσία και διηύθυναν την κρουαζιέρα των ορυκτών της Νορβηγικής Διεύθυνσης Πετρελαίου. Το HUGINS που πραγματοποιεί εργασίες έρευνας μπορεί πάντα να πάρει το υπεράκτιες μολύβδου στο προπαρασκευαστικό στάδιο της υποθαλάσσιας εξόρυξης. "Δεν γνωρίζουμε πάντα τι κάνουν οι πελάτες μας με τα οχήματα", λέει ο Mills.

Μόλις ξεκινήσει η εξόρυξη, θα είναι ROVs και HROVs όπως το EVA ή το TURTLE. Το τελευταίο είναι το INESC TEC, το οποίο προβλέπει την πρόβλεψη του μελλοντικού κόστους της εξόρυξης του βυθού: το ευέλικτο robotic lander της TURTLE δεν χρειάζεται εξειδικευμένο εξοπλισμό εκτόξευσης, αλλάζει αυτόνομα και μπορεί να έρθει στην επιφάνεια για συντήρηση χωρίς δαπανηρή υποστήριξη πλοίων.