kaivostoiminta

Ötökkä opettaa kaivosrobotin tekijöitä

Ma, 08/05/2019 - 12:05 Toimitus
Robominers ottaa oppia ötököistä

Millainen on parhain mahdollinen kaivosrobotti? Kenteis oppia kannattaisi kysyä ötököiltä, jotka tonkivat reippaasti maaperää ja ovat kehittyneet vuosituhansien kuluessa varsin päteviksi kaivajiksi. 

Tampereen yliopiston mekatroniikan tutkimusryhmä on mukana espanjalaisten vetämässä ROBOMINERS-hankkeessa. Sen tarkoituksena on rakentaa prototyyppi pienestä, luontoa jäljittelevästä ja itse itsensä kokoavasta kaivosrobotista, jonka avulla kaivostoiminta on tarkempaa ja ympäristöystävällisempää.

Erikoista kehitettävässä prototyypissä on myös se, että se pystyy kokoamaan itse itsensä osista ja konfiguroimaan itsensä eri työtehtäviä varten. Siksi kaivosta varten tarvitaan vain kapea kuilu, jos osat voidaan laskea maan alle.

Vast'ikään Horizon 2020 -rahoitusta saaneessa nelivuotisessa hankkeessa kehitetään laajemmin autonomisiin kaivosrobotteihin perustuvaa tulevaisuuden kaivosta, jonka avulla myös pienten ja vaikeasti saavutettavien mineraalivarantojen kaivaminen on mahdollista.

"Tutkimuksemme voi mullistaa koko kaivosteollisuuden", toteaa professori Kari T. Koskinen Tampereen yliopistosta vaatimattomasti yliopiston tiedotteessa

"Tulevaisuudessa ei kenties tarvita enää suuria kaivosalueita, vaan pienet robotit työskentelevät maan alla louhien esiintymät tarkasti ja luontoa vahingoittamatta."

Kehitteillä oleva robottimainari pystyy työskentelemään myös veden alla, mikä tarkoittaa lisää hyötyjä ympäristölle sekä huomattavia kustannussäästöjä: kaivoksia ei olisi tarpeen pumpata tyhjiksi niihin nousevasta vedestä, mikä vähentää käsiteltävän jäteveden määrää.

Myöskään valtavia kasoja jätekiveä ei synny, sillä robotti louhii vain tarpeellisen. Pienet määrät jätekiveä voidaan käyttää jo kaivettujen osien täyttämiseen.

Roboteissa hyödynnetään erilaisia tekoäly- ja koneoppimissovelluksia, joiden avulla ne osaavat liikkua kaivoksessa ja tunnistaa louhittavat mineraalit.

"Esimerkki aivan uudenlaisista sensoreista ovat eräänlaiset keinotekoiset tuntosarvet, joiden avulla robotti havainnoi ympäristöään", Koskinen kertoo.

ROBOMINERS-hankkeen taustalla on huoli Euroopan omavaraisuudesta ja huoltovarmuudesta. Robottien avulla olisi mahdollista myös päästä taloudellisesti järjevästi käsiksi myös vanhoihin, jo perinteisin menetelmin kaivettuihin kaivoksiin jääneisiin varantoihin.

Tampereella osataan robotiikka

ROBOMINERS-hanketta johtaa espanjalainen Universidad Politecnica de Madrid, ja mukana on Tampereen yliopiston lisäksi 12 muuta partneria, joiden joukossa yliopistoja, tutkimuslaitoksia ja yrityksiä.

Tamperelaiset ovat omiaan tässä hankkeessa, koska Tampereen teknillisessä yliopistossa (joka yhdistyi vuoden 2019 alussa Tampereen yliopiston kanssa) on kehitetty runsaasti erityyppistä robotiikkaa ja vaativaa konetekniikkaa.

Hanke on myös erittäin poikkitieteellinen, sillä insinöörien lisäksi mukana hankkeessa on muun muassa geologeja.

Vaikka tuloksena toivotaan olevan uudenlaisia, kaupallisesti hyödynnettäviä kaivosrobotteja, on hankkeelle prototyypin rakentaminen kuitenkin tutkimushanke – ei vain insinööriratkaisu olemassaolevaan ongelmaan.

(Juttu on Tampereen yliopiston tiedote hieman editoituna. Otsikkokuva: Robominers.)

Valtava timatti tuli myyntiin – millainen on Lesedi La Rona?

To, 05/05/2016 - 09:12 Jari Mäkinen
Lesedi La Rona

Jos kaipaat isoa timattia, niin tässä olisi mahdollisuus sellaisen hankkimiseen: eilen myyntiin laitettu ja esille asetettu, viime marraskuussa Botswanasta löydetty Lesedi La Rona -timatti huutokaupataan 29. kesäkuuta Lontoossa. Hinnaksi arvioidaan noin 61 miljoonaa euroa. Kuinka ihmeessä yksi kivi voi olla niin arvokas?

Päivän kuvaPäivän kuvassa on Lesedi La Rona - timantti, joka on kolmanneksi suurin koskaan löydetty ja suurin sataan vuoteen löydetty timantti. Ajankohtaisen tästä lähes tennispallon kokoisesta timantista tekee se, että lontoolainen huutokauppakamari ilmoitti timantin tulevan myyntiin ja että ennen kesäkuun lopussa olevaa huutokauppaa tätä jalokiveä esitellään julkisesti ensi sunnuntaihin saakka New Yorkissa, sitten Antwerpenissa kesäkuussa ja lopulta se on näytteillä Lontoossa 18. – 28. kesäkuuta. 

Antwerpen on mukana näyttelypaikoissa yksinkertaiseksi siksi, että sieltä löytyy ainoa tarpeeksi suuri skannauslaitteisto timantin mittaamiseen ja tutkimiseen.

Lähes värittömästä Lesedi La Ronasta tekee kiinnostavan se, että se on kookkain koskaan automaattisella seulojalla löydetty timantti. Se löydettiin Botswanassa sijaitsevasta Karowen kaivoksesta 16. marraskuuta viime vuonna ja sen massa on 222,2 grammaa eli 1111 karaattia. Seuraavana päivänä samasta suonesta löydettiin kaksi muuta suurta timanttia, yksi 162,6-grammainen ja toinen 74,8 grammaa painanut.

Puolitoista vuotta sitten avattu Karowen kaivoksen AK6-suoni on tuottanut tähän mennessä yli 200 kg timantteja.

Lesedi La Ronan nimi oli aluksi yksinkertaisesti Karowe AK6, mutta sille haluttiin normaaliin isojen timanttien tyyliin "kunnollinen" nimikin. Siksi löytäjäyhtiö Lucara Diamond julisti viime tammikuussa nimikilpailun, jonka voittajaksi tuli tämä& Thembani Moitlhobogin setswanankielinen ehdotus. Suomeksi nimi tarkoittaa “Meidän valomme”. (Se, missä määrin nimikilpailu oli kaivosyhtiön PR-tempaus, ja millaisia ovat timanttiteollisuuden raadolliset puolet, ovat tärkeitä asioita, joihin ei kuitenkaan tässä jutussa puututa.)

Suurin tähän mennessä löytynyt timantti on Etelä-Afrikasta vuonna 1905 löytynyt Cullinan, joka oli peräti 3,106,75 karaattia, eli 621,35 grammaa. Sen jälkeen toiseksi suurin timantti on Brasiliasta vuonna 1895 löydetty Sergio, jota ei luokitella kuitenkaan jalokiveksi mustan värinsä vuoksi.

Näihin edellisiin löytöihin verrattuna nykyinen etsintä on varsin teollista ja tylsää, sillä Karowen kaivoksessa käytössä oleva automaattilaitteisto skannaa maaperää röntgensäteillä ja paikantaa siitä timantin tyyppisiä kappaleita. Laite pystyy käsittelemään 150 tonnia kiveä tunnissa.

Jos kivi kiinnostaa enemmänkin, kannattaa siitä kertova video katsoa myyntiä hoitavan Sotheby's -huutokauppaliikkeen sivuilta.

 

Kuvassa hiottuja timantteja ja timanttien luokittelut.

 

Mutta miksi timantti on niin kallis?

Koska ne ovat kovin harvinaisia. Timantit ovat syntyneet syvällä maapallon kuoressa noin 140 – 190 kilometrin sydyydessä noin kolme miljardia vuotta sitten, kun hiilipitoinen aines on puristunut suuressa paineessa ja lämptilassa kasaan.

Tuloksena juuri sopivan maa-aineksen juuri sopivasta puristumisesta juuri sopivissa olosuhteissa on kokkare, joka ei sisällä muita alkuaineita kuin hiiltä.

Timantti on myös yksi viidestä hiilen allotrooppisesta olomuodosta, eli puhtaan hiilen atomit voivat asettua viiteen erilaiseen kirerakenteiseen. Muut muodot ovst grafeeni, grafiitti, fullereeni ja nanoputket. Timanteissa jokainen hiiliatomi on sitoutunut neljään naapurihiiliatomiin neljällä tetraedrisesti suuntautuneella lujalla sidoksella, mikä muodostaa kuniin säännöllisen rakenteen timanttikiteeseen.

Kiderakenne tekee timantista myös kovimman luonnossa esiintyvistä aineista. Kaikista olemassa olevista aineista (siis myös keinotekoiset aineet huomioiden) timantti on neljänneksi kovin hypertimantin, reniumdiboridin ja ultrakovan fullereenin jälkeen.

Vain osa timanteista on vaaleita ja lähes värittömiä, jotka taittavat valoa nätisti, etenkin hyvin hiottuna. Kun timantti on suuri, kaunisvärinen ja puhdas, on se arvokas, mutta hyvin ja kauniisti säännölliseen muotoon hiottuna vielä arvokkaampi. Hiominen on hidasta ja vaatii ammattitaitoa sekä erikoistyökaluja.

Alle kolmasosa vaaleista timanteista on tarpeeksi korkealaatuisia koruiksi.

Lisäksi on yksi syy, joka liittyy timanttien harvinaisuuteen ja hankalaan saatatuuteen: timantilla on ja on ollut suuri symbolinen merkitys ihmiselle kautta aikain. Niiden ajatellaan kertovan ikuisesta tai kaiken kestävästä rakkaudesta, ja siksi niitä pidetään hyvin romanttisena lahjana.

Juttuun on lisätty noin klo 10.30 huomio timanttiteollisuuden epämoraalisuudesta.

Avaruuskaivosfirman ensimmäinen satelliitti laukaistu

Su, 07/19/2015 - 13:51 Jari Mäkinen
Arkyd-3R -satelliitti vapautetaan avaruuteen

Kaivostoimintaa asteroideilla suunnittelevan Planetary Resources -yhtiön ensimmäinen satelliitti on lähetetty avaruuteen torstaina. Pienikokoinen, tekniikkaa vasta tässä vaiheessa testaava Arkyd-3 -satelliitti vapautettiin avaruuteen kansainväliseltä avaruusasemalta, minne se kuljetettiin Dragon-aluksen kyydissä viime huhtikuussa. Aseman astronautit siirsivät satelliitin japanilaisessa Kibo-tutkimusmodulissa olevaan ilmalukkoon ja sen kautta ulos avaruuteen etääntymään turvallisesti avaruusasemasta.

Yllä olevassa kuvassa Arkyd-3 ja sen kanssa samalla kertaa lähetetty pieni opiskelijasatelliitti ovat kuvattuna asemalta juuri avaruuteen lähetyksen jälkeen.

Yhtiön aikomuksena oli testata satelliittia jo aikaisemmin, mutta kyseinen satelliitti oli tarkoitus viedä avaruuteen viime lokakuussa Cygnus-avaruusrahtarilla. Alus kuitenkin räjähti ja samalla satelliitti tuhoutui. Nyt lentonsa aloittanut satelliitti onkin tuon kopio ja siksi sen nimi on virallisesti Arkyd-3 Reflight.

Satelliitti perustuu cubesat-formaattiin ja on kooltaan 30 x 10 x 10 cm, eli samaa luokkaa kuin ensimmäinen suomalainen satelliitti  Aalto-1. Arkyd 3:n lennon suunnitellaan kestävän kolmen kuukauden ajan, jonka kuluessa se testaa avioniikkaa, ohjauslaitteita ja ohjelmistoja, joita tullaan käyttämään myöhemmin varsinaisilla tutkimuslennoilla; yhtiö suunnittelee asteroideja Maata kiertävältä radalta havaitsevia Arkyd-100- ja asteroidien luokse lentäviä Arkyd-200- ja Arkyd-300 -nimisiä aluksia. 

Planetary Resources -yhtiön aikomuksena on lähettää tämän jälkeen myöhemmin tänä vuonna Maata kiertämään kaksi kertaa nyt lähetettyä suuremman Arkyd-6 -satelliitin, joka jatkaa systeemien ja tekniikoiden testaamista. Siinä on myös uudenlainen infrapunakamera, jonka avulla veden ja vettä sisältävien mineraalien löytäminen asteroideilta kävisi nopeasti ja tarkasti.

Yhtiön lausunnon mukaan he haluavat testata laitteitaan usein ja aina kuin mahdollista, tehdä kokeet avaruudessa pienin satelliitein.

Osasyy näyttävään testaamiseen lienee myös se, että yhtiö kaipaa kipeästi rahoitusta päästäkseen eteenpäin varsinaisesti harjoittamaan kaivostoimintaa avaruudessa. Avaruuskaivostoiminnan mahdollisuuden ja tuotto-odotukset ovat suuret, mutta edessä olevat haasteet ovat myös suuria – ja toiminnan käynnistäminen maksaa runsaasti.

Arkyd-6

Ylläoleva kuva: Hahmotelma Arkyd-6 -satelliitista Maata kiertämässä. Tämä, kuten muutkin Arkyd-satelliitit rahoitetaan pitkälti joukkorahoituksella, ja yhtiö on onnistunut keräämään siten jo yli 1,5 miljoonaa dollaria. Nimi "Arkyd" tulee Star Wars -elokuvissa olevasta kuvitteellisesta Arakyd Industries -yhtiöstä. Planetary Resources -yhtiön nimikin oli aluksi Arkyd Astronautics.

Kuvat: Planetary Resources ja NASA