Un robot submarino para explorar minas abandonadas

Solo en Europa hay alrededor de 30.000 sitios mineros cerrados, muchos de los cuales pueden contener todavía cantidades considerables de materias primas valiosas. El continente tiene una dependencia casi completa de la importación de materias primas minerales, por lo que hay un fuerte interés en reabrir algunos de estos sitios. Estas minas ahora están inundadas y la última información de su estado y diseño tiene décadas o incluso más de cien años de antigüedad.

El cierre de estas minas pudo producirse por el coste de la extracción con la tecnología de la época, más que por el agotamiento real de los recursos minerales. El problema es que a menudo no se tienen registros detallados de las minas (estructura, localización de los minerales, etc.), ya que estos se han perdido o nunca se tuvieron. El complejo diseño de las minas y su complicada geometría hacen que sea imposible realizar cualquier tipo de exploración utilizando equipos convencionales. Además, por razones de seguridad, casi siempre es desaconsejable, o incluso imposible, realizar este tipo de trabajo con buceadores humanos.

El Centro de Automática y Robótica (CAR), un centro de investigación de la UPM y el CSIC, participa en el proyecto europeo UNEXMIN, cuyo objetivo es el desarrollo de un robot submarino autónomo para la exploración de minas abandonadas. La información geológica recopilada por los instrumentos de a bordo, junto con los mapas de los túneles reconstruidos por el robot, serán de gran valor para poder decidir si es económicamente viable volver a abrir estas minas.

“En la película Prometeus de Ridley Scott (2012), cuando los exploradores llegan al planeta LV-233 y se adentran en unas extrañas estructuras alienígenas, liberan unos drones esféricos para que estos reconstruyan un mapa de la estructura y detecten su composición y potenciales peligros. Una vez obtenido un mapa, podrán moverse con más seguridad en la estructura desconocida. El objetivo del proyecto UNEXMIN es diseñar y realizar estos drones, en su versión submarina”, cuenta Claudio Rossi, investigador del CAR-UPM-CSIC que está participando en el proyecto.

Drones bajo el agua

Las extrañas y desconocidas estructuras que los drones de UNEXMIN tendrán que explorar son minas terrestres subterráneas inundadas. El primer robot submarino desarrollado en el proyecto, llamado “Robotic Explorer” (UX-1a), es capaz de navegar de forma autónoma en los complejos túneles de estas minas, reconstruyendo un mapa de sus estructuras y, a la vez, analizando su composición para detectar la posible presencia de materias primas.

El robot tiene forma esférica, lo cual le permite moverse con mayor agilidad y menores riesgos en los túneles (que, en las minas más antiguas, pueden tener tan solo un metro de ancho), y su diámetro es de 60 centímetros. Para la navegación, está equipado con un perfilador de fondo, cámara acústica, 5 cámaras digitales y sistema LIDAR, mientras que su instrumentación científica se compone de una cámara multiespectral, una unidad de medición de rayos gamma, y un sistema de muestreo del agua.

“Desde el punto de vista tecnológico el proyecto se enfrenta a tres desafíos principales: el primero, construir un robot apto para trabajar en entornos reales y para profundidades de hasta 500 metros −ya se ha probado en tres minas en Finlandia, Eslovenia y Portugal−. En segundo lugar, la navegación autónoma en un entorno desconocido, ya que debido al entorno en el que opera no puede haber ningún tipo de comunicación con el exterior. Y, por último, el desarrollo de instrumentación científica ad-hoc para el análisis de información geofísica”, explica Rossi.

UNEXMIN desarrollará un novedoso sistema robótico para la exploración y el mapeo autónomos de las minas inundadas de Europa. Además, UX-1 utilizará métodos no invasivos para el mapeo de minas en 3D para recopilar información geológica y mineralógica valiosa. Esto abrirá nuevos escenarios de exploración para que las decisiones estratégicas sobre la reapertura de las minas abandonadas de Europa puedan ser respaldadas por datos actualizados.