Como a UAS implantou Hovermap para mapear um colapso de mina de 22 acres - de forma autónoma

Sobre o cliente

A Unmanned Aerial Services Inc (UAS Inc) é uma prestadora de serviços de inspeção para locais industriais internos e minas subterrâneas. A UAS Inc utilizaHovermap Emesent Hovermap inspecionar áreas de operação perigosas/difíceis, eliminando a metodologia humana tradicional e aumentando o fator de segurança, ao mesmo tempo em que fornece informações visuais detalhadas e de varredura a laser para seus clientes. 

O desafio: uma queda catastrófica do solo

Quando recebemos a chamada de uma pedreira de calcário em Iowa, EUA, a situação era grave. Tinha ocorrido um enorme desabamento subterrâneo, afetando aproximadamente 22 acres da área de mineração ativa — cerca de um quarto de toda a operação. Grandes secções da mina estavam bloqueadas e desestabilizadas, com desabamentos de rochas a continuarem a ecoar pelas galerias. O operador da mina enfrentava uma escolha impossível: como avaliar os danos sem colocar ninguém em risco?

O desafio dos processos tradicionais

Os métodos tradicionais de avaliação que envolviam a entrada de pessoas simplesmente não eram uma opção. O ambiente era muito instável, muito perigoso e muito incerto. No entanto, sem compreender a extensão do colapso, a mina não podia planear a sua resposta nem determinar quando — ou se — as operações poderiam ser retomadas com segurança. 

Emesent

Foi então que a Unmanned Aerial Services (UAS) utilizou a tecnologia de drones Hovermap Emesent. A sua missão: mapear mais de 5 quilómetros de galerias subterrâneas em condições sem sinal de GPS, navegar em torno de uma zona de colapso ativa e fornecer informações úteis — tudo isso em 48 horas após a chamada de emergência inicial.

A missão: navegação autónoma onde os humanos não podiam ir

O desafio era mais do que apenas a distância. O ambiente apresentava todos os obstáculos imagináveis para operações subterrâneas:

• Negação completa do sinal GPS em toda a mina 
• Distâncias operacionais prolongadas que exigem voos de até 1,3 quilómetros em cada sentido
• Pontos de acesso apertados em torno da queda do terreno, com apenas 15 a 20 cm de espaço livre em torno das hélices
• Inundações significativas com profundidades de água superiores a 12 metros em áreas com degraus
• Limitações de comunicação em alcances prolongados, com queda intermitente do sinal além de 100-800 metros
• Instabilidade contínua, com quedas de rochas durante as operações de voo

Nestas condições, as capacidades de navegação autónoma Hovermap tornaram-se essenciais para a missão. O sistema operou inteiramente sem GPS, contando apenas com a localização e mapeamento simultâneos (SLAM) em tempo realLiDAR 3D . O drone navegou por cruzamentos apertados, evitou rochas suspensas e contornou cuidadosamente secções inundadas, tudo isso enquanto mantinha a sua posição com segurança e traçava o seu caminho de regresso.

«Como alguém que voa com este sistema há quase oito anos, ele ainda me impressiona», disse Matt Mackinnon, fundador e presidente da UAS. «O drone chega a lugares que eu, como piloto humano, nunca voaria. Mas o sistema autónomo tem essa percepção de 360 graus e pode navegar por obstáculos que eu nem consigo ver.»

Durante o voo mais crítico, o drone foi enviado para o que a equipa chamou de missão "full send" (envio total) — traçando pontos de referência além do alcance de comunicação e aguardando o seu retorno. Durante 20 minutos, eles não tiveram contacto. O drone estava sozinho, navegando por mais de um quilómetro em condições instáveis, tomando decisões em tempo real sobre obstáculos e caminhos.

Ele retornou com sucesso, carregando dados abrangentes 3D de toda a zona de colapso.

Visão geral do produto

Emesent ajuda as empresas a mapear o desconhecido, minimizando o tempo de inatividade operacional e melhorando a segurança dos trabalhadores.

Hovermap

Captura de dados móvel rápida, precisa e altamente detalhada
Com mapeamento autónomo alimentado por IA, Hovermap a mais recente tecnologia LiDAR para gerar nuvens de pontos de alta densidade com cobertura excecional. Com um alcance de deteção de até 300 metros e a capacidade de capturar mais de um milhão de pontos por segundo, Hovermap dados detalhados e com qualidade de levantamento em uma ampla área rapidamente, acelerando o seu tempo de obtenção de insights.

Opções de implementação para atender às suas necessidades
HovermapA versatilidade únicaHovermappermite aos utilizadores capturar dados de áreas anteriormente inacessíveis, seja do ar ou do solo. O design plug-and-play permite alternar facilmente entre o uso com drones e a digitalização com dispositivos portáteis, mochilas, veículos ou robôs terrestres. 

Drone DJI M350, AstroMax 

Digitalizações rápidas e precisas com drones, sempontos decontrolo no solo (GCPs)
Emesent Aura suporta RTK, automatizando a georreferência de alta precisão e a correção de desvio para Hovermap nos drones M300 e M350 da DJI. Isso permite a entrega de digitalizações rápidas, precisas e exatas com drones acima do solo sob demanda, sem a necessidade de definir e georreferenciar pontos de controlo no solo. 

Basta fixar o Hovermap seu drone DJI M300 ou M350 com o suporte especialmente concebido para o efeito, estabelecer uma ligação e estará pronto para começar a digitalizar. Durante o processamento, Aura avalia Aura a qualidade do sinal GPS e escolhe de forma inteligente a combinação ideal de RTK e SLAM RTK e SLAM, ou SLAM se o RTK não tiver qualidade suficiente), alternando entre os dois, para fornecer ao utilizador a nuvem de pontos mais fiável e robusta.

Os resultados: Olhos subterrâneos em tempo recorde

Dentro de 48 horas após a chamada de emergência inicial, a UAS e Hovermap vários voos autónomos cobrindo mais de 5 quilómetros de trabalhos subterrâneos. Os dados abrangentes da nuvem 3D - capturados a quase 2 milhões de pontos por segundo - revelaram:  

• A extensão total do colapso de 22 acres
• O estado das galerias e pilares circundantes
• Sinais de acumulação de água que provavelmente contribuíram para a instabilidade
• Rotas de acesso seguras para operações futuras
• Áreas que requerem apoio imediato no terreno

Fundamentalmente, a equipa combinou LiDAR com imagens de câmaras de 360 graus, fornecendo dados espaciais precisos e contexto visual imediato. Embora o processamento da digitalização demorasse algum tempo, o vídeo proporcionava às partes interessadas feedback instantâneo sobre as condições subterrâneas, sem que ninguém tivesse de entrar na zona de perigo.

«Sem dúvida, a capacidade do Hovermap entrar em áreas completamente inacessíveis, capturar dados e retornar com segurança de forma autónoma abre novas oportunidades para a análise e resposta a incidentes em minas», observou Mackinnon. 

O valor oculto: deteção e prevenção de alterações

O que tornou esta missão ainda mais valiosa foi uma descoberta feita durante a operação. O operador da mina havia encomendado varreduras das instalações no ano anterior, como parte da sua diligência prévia à aquisição. Ao sobrepor as novas varreduras de emergência a esses dados históricos, a equipa pôde ver exatamente o que havia mudado.

A comparação foi reveladora e preocupante. Quando as digitalizações históricas foram analisadas juntamente com os novos dados, elas destacaram padrões consistentes com a degradação progressiva do solo, incluindo pilares em forma de ampulheta, deformação que se estendia desde a queda do solo no início de 2019 e áreas onde a mudança gradual não era facilmente perceptível na época. LiDAR de superfície LiDAR que a água do campo de um agricultor tinha sido canalizada para a antiga zona de colapso por um longo período, concentrando o fluxo e contribuindo para o enfraquecimento do calcário circundante. Com até 22 pés de subsidência da superfície documentada acima da área de colapso, os conjuntos de dados integrados proporcionaram uma compreensão mais clara dos fatores que contribuíram para a falha.

«A grande lição é esta: digitalize o máximo que puder, porque você sempre pode armazenar os dados», enfatizou Mackinnon. «Você não precisa processá-los imediatamente, mas quando algo dá errado, ter essa linha de base é um divisor de águas. Neste caso, pudemos voltar e ver sinais de instabilidade que estavam lá o tempo todo.»

Lições para a segurança nas minas: proativo vs. reativo

Este caso demonstra tanto a capacidade de resposta a emergências da tecnologia de drones autónomos quanto o seu valor ainda maior no monitoramento proativo de rotina:

Para resposta a emergências:

• Implantação rápida em áreas inacessíveis sem colocar o pessoal em risco
• Navegação autónoma em condições instáveis e sem GPS
• Feedback visual em tempo real combinado com dados espaciais de alta precisão
• Alcance operacional ampliado, além do que os métodos terrestres podem alcançar

Para operações de rotina:

• Estabeleça condições de referência através de varreduras autónomas regulares
• Ative a monitorização da deteção de alterações para identificar riscos em desenvolvimento
• Documentar áreas onde restrições de acesso impedem a realização de levantamentos terrestres
• Apoie a análise geotécnica sem expor as equipas a riscos

Desde então, a mina investiu no seu próprio Hovermap e implementou um cronograma de varredura regular - começando semanalmente, depois mensalmente e, por fim, trimestralmente, à medida que a confiança nas condições do solo melhora. Agora, eles entendem que a tecnologia não serve apenas para emergências. Ela serve para prevenção.

Conclusão

Quando as minas enfrentam falhas catastróficas, cada minuto conta. Mas o verdadeiro valor da tecnologia 3D autónoma reside nos minutos, horas e dias antes da ocorrência do desastre — quando os dados ainda podem evitar a tragédia, em vez de apenas documentá-la.

Como este caso demonstra, a tecnologia de drones autónomos não se limita a manter as pessoas seguras durante emergências. Ela mantém-nas seguras, ajudando a prevenir emergências desde o início.

Para obter mais informações sobre as soluções de mapeamento Hovermap para aplicações em mineração subterrânea, entre em contacto com Emesent ou visite emesent