L'attività mineraria iniziò 100 km a nord del Circolo Polare Artico. Nei pressi della città di Malmberget, nel 1888, fu completata la ferrovia di 500 km che collegava le coste norvegesi e svedesi. Oggi, Malmberget e la miniera di Kiruna sono le due più grandi miniere sotterranee di minerale di ferro al mondo. Grazie ai ricchi giacimenti e alle conseguenti attività minerarie, sono sorte comunità fiorenti e prospere, dove generazione dopo generazione la popolazione locale ha potuto lavorare e guadagnarsi da vivere.
Attualmente sono in corso due trasformazioni urbane uniche al mondo, poiché sia Malmberget che Kiruna devono trasferirsi a causa dell'espansione, lenta ma inesorabile, delle attività minerarie sotterranee.
Nel caso di Malmberget, la comunità dovrà trasferirsi a 5 km di distanza, nella vicina città di Gällivare, a causa dell'espansione della miniera di Vitåfors. La miniera di Vitåfors produce principalmente pellet per l'industria siderurgica e il suo principale cliente è SSAB di Luleå, in Svezia. LKAB esporta in Europa, Medio Oriente e Nord Africa, oltre a quantità significative in Asia.
LKAB vanta uno dei processi industriali più efficienti dal punto di vista energetico, con il minor impatto climatico dall'estrazione al prodotto finito di minerale di ferro, ma gli obiettivi sono ambiziosi. La visione a lungo termine è quella di una miniera digitalizzata e autonoma, a zero emissioni di anidride carbonica.
L'azienda si propone di definire un nuovo standard globale per l'estrazione mineraria sostenibile a grandi profondità, riducendo drasticamente l'impatto ambientale. A tal fine, punta a diventare un'industria completamente priva di combustibili fossili.
Il minerale viene estratto dalle miniere sotterranee di LKAB mediante il metodo del crollo a livelli. Questo metodo di estrazione si basa sulla creazione di cavità nel giacimento tramite perforazione ed esplosioni. Quando il minerale viene estratto, il materiale di scarto cade e riempie automaticamente la cavità.
Da qui, il minerale viene trasportato a grandi frantoi. A Malmberget, dove l'estrazione avviene simultaneamente in diversi giacimenti, il minerale viene trasportato ai frantoi con enormi camion. Il minerale viene quindi scaricato in grandi sili per essere poi alimentato ai frantoi. Nei frantoi, il minerale viene frantumato in pezzi di circa 10 cm prima di essere spostato su lunghi nastri trasportatori verso benne per il minerale che possono sollevare fino a 40 tonnellate di minerale alla volta a una velocità di 17 m/sec.
La cittadina di Malmberget vista dall'alto, con la miniera di Vitåfors al centro.
Un sistema di bracci
Alcuni anni fa è stato avviato un progetto interno per migliorare l'efficienza del lavoro presso i frantumatori, situati a 1250 metri di profondità.
L'azienda cercava una nuova soluzione per gestire i massi troppo grandi per i frantumatori, anziché doverli perforare e far saltare in aria. Per risolvere questa sfida, era necessario un sistema di bracci in grado di raggiungere profondità sufficienti e una macchina potente capace di frantumare i massi.
Nel 2016, sono state definite le procedure di appalto per due macchine da installare presso l'impianto di frantumazione e, nell'agosto dello stesso anno, l'azienda svedese Brokk, produttrice di macchine da demolizione radiocomandate, si è aggiudicata la gara d'appalto statale. La soluzione consisteva in due robot elettrici modello 800, le macchine standard più grandi prodotte da Brokk. I robot pesano solitamente 11 tonnellate, ma i modelli sono stati appositamente modificati e, una volta consegnati, pesavano 7,5 tonnellate.
Il modello Brokk 800 è efficace anche per i lavori più pesanti e impegnativi. Unisce dimensioni e sbraccio elevate alla potenza del martello, che vanta una forza d'impatto superiore a qualsiasi altro robot da demolizione radiocomandato presente sul mercato.
Il braccio ha una portata di 5 metri all'interno del frantoio, ed è quindi in grado di raggiungere le rocce intrappolate al suo interno. Nella soluzione modificata, i cingoli tradizionali sono stati rimossi e i robot sono stati imbullonati a basi individuali per rimanere fermi con la massima stabilità.
L'azienda ha fornito una soluzione completa che includeva il trasporto fino alla miniera, l'assemblaggio e un corso di formazione di 3 giorni presso la propria accademia. Grazie alla formazione, LKAB è ora in grado di eseguire gran parte dell'assistenza in loco, poiché il personale addetto all'assistenza è in grado di gestirla autonomamente.
L'escavatore Brokk 800 modificato in azione nella miniera di Vitåfors.
Vantaggi della soluzione
L'azienda è ora in grado di gestire i massi molto più velocemente rispetto a quando doveva perforare e far saltare in aria le pietre troppo grandi per i frantumatori. Inoltre, l'usura dei frantumatori è notevolmente diminuita. La perforazione e l'esplosione sono ancora necessarie occasionalmente, ma con una frequenza decisamente inferiore rispetto a prima.
Per i robot erano richiesti standard estremamente elevati: le miniere sotterranee sono tra gli ambienti più ostili in cui utilizzare un martello, quindi le macchine dovevano essere potenti, dotate di un sistema elettrico antivibrazione e in grado di resistere alla forza fisica.
A Malmberget, LKAB estrae e lavora un totale di 17,8 milioni di tonnellate all'anno di minerale di ferro, di cui 9 milioni di tonnellate provengono dalla sezione in cui si trovano i robot. I robot sono posizionati uno di fronte all'altro, accanto ai rispettivi frantoi, il che significa che non ci sono mai tempi di attesa. Questa configurazione si rivela vantaggiosa anche durante la manutenzione, poiché LKAB può alternare l'utilizzo dei due robot.
La sicurezza è un altro fattore importante per l'azienda e i robot hanno permesso di creare un ambiente di lavoro più sicuro per gli operatori, che ora lavorano protetti. Grazie al radiocomando, gli operatori dei robot possono stare in piedi su una piattaforma dietro un vetro antiesplosione, il che migliora significativamente la sicurezza e offre un ambiente di lavoro più piacevole, poiché non devono più sedersi su una macchina vibrante.
È positivo che i robot siano azionati elettricamente, poiché l'azienda si sta impegnando a fondo per diventare, per quanto possibile, un'industria priva di combustibili fossili. Avrebbero potuto utilizzare un escavatore diesel, ma l'azienda non lo considera una valida alternativa dal punto di vista ambientale. In totale, otto operatori si alternano a turni con le pinze demolitrici per cemento e i robot. Kurt Karlsson lavora nella miniera da 22 anni, di cui 10 come operatore di frantoio. È residente a Malmberget e proprietario di una delle poche case che finora non sono state riscattate in denaro da LKAB.
Rimangono alcuni operatori nella parte di Malmberget ancora in piedi, ma è solo questione di tempo prima che anche loro debbano trasferirsi, il che sarà la naturale conseguenza di tutto ciò. Nel corso degli anni, ha assistito a diversi cambiamenti nella miniera e a come l'attività si è evoluta grazie ai progressi tecnologici dei macchinari.
Non molto tempo fa, per rimuovere le rocce troppo grandi, si doveva usare un camion con una trivella sul tetto. Una volta terminata la perforazione, il masso veniva caricato di dinamite e fatto esplodere. La sicurezza è migliorata.
Grazie al robot, gli operatori possono frantumare i massi principalmente con martelli, riducendo la necessità di utilizzare grandi quantità di dinamite. Evitare i gas prodotti durante le esplosioni è un vantaggio fondamentale. Inoltre, la gestione della dinamite e le conseguenti operazioni di evacuazione richiedono molto tempo. Se un operatore si trovasse all'interno di un escavatore, non sarebbe possibile ispezionare l'interno del frantumatore, quindi la possibilità di salire su una piattaforma è cruciale.
Gli operatori dei robot possono stare in posizione eretta su una piattaforma protetta da un vetro antiesplosione.
Essendo azionato elettricamente, il robot ha un tempo di reazione molto breve e si avvia premendo un pulsante, come un sistema plug-and-play. In caso di ostruzione nel frantoio, il nastro trasportatore continua ad alimentare la pinza demolitrice per cemento con altro materiale prima di arrestarsi. In questi casi, è facile utilizzare il robot Brokk per sollevare, ruotare e ribaltare i massi e rimuovere l'ostruzione. I massi possono pesare fino a 5 tonnellate e avere un diametro fino a 1,5-2 metri.
Un aspetto su cui LKAB ha posto grande enfasi è stato lo spazio molto limitato nella camera di prova per rocce e le sfide legate all'adattamento del modello Brokk 800, affrontate dal dipartimento tecnico.
C'è stato un intenso contatto con il cliente e continue verifiche incrociate per garantire la corretta installazione. Era presente un portale sopraelevato con cui i robot rischiavano di entrare in collisione, problema che la collaborazione con LKAB ha contribuito a evitare. Il team aveva anche bisogno di un sistema di limitazione della rotazione per impedire che i corpi dei robot si urtassero contro la parete rocciosa. Grazie alla possibilità di risolvere molti dubbi fin dalle prime fasi, non ci sono state sorprese una volta che i robot sono arrivati in cantiere per l'installazione.
Questo tipo di stretta collaborazione è vantaggioso per entrambe le parti, poiché permette di individuare più rapidamente una soluzione funzionale. È particolarmente importante quando si tratta di macchine fisse come in questo caso, perché le forze in gioco sono enormi.
Tecnologia
Nel reparto tecnico lavorano 15 progettisti che si alternano tra lo sviluppo del prodotto e la progettazione di macchine specializzate su misura: dai robot da 600 kg in grado di operare nei bagni, al modello 800 da 11 tonnellate, utilizzato in tutto il mondo nelle miniere e nei grandi progetti infrastrutturali come la costruzione di gallerie.
Oltre alla piattaforma, un'altra funzione speciale del modello 800 per la miniera di Vitåfors era un'applicazione denominata "sistema relax" dai progettisti. In caso di guasto del robot, è possibile attivare un sistema che ne rilassa le articolazioni. Spegnendo qualsiasi caricatore idraulico o macchina, il robot si arresta in quella posizione e diventa completamente rigido. L'azienda ha integrato un pulsante che, una volta attivato il "sistema relax", fa sì che il robot si rilassi completamente. A quel punto, è sufficiente sollevare la macchina con il portale per liberare spazio e facilitarne la riparazione.
Robot da demolizione
I robot da demolizione dell'azienda sono suddivisi in sette diverse aree di business: edilizia, scavo di gallerie, processi industriali, cemento, sicurezza e soccorso, miniere e nucleare. Naturalmente, le ultime tre aree menzionate richiedono i più elevati standard del robot Brokk.
Si tratta di robot dotati degli equipaggiamenti più specializzati e aggiuntivi disponibili nell'offerta base, tra cui un sistema di videosorveglianza che consente il radiocomando da una distanza di sicurezza. Il sistema di videosorveglianza è stato utilizzato con successo dall'azienda anche nelle operazioni minerarie in relazione alla rimozione di disgaggio.
L'azienda possiede macchinari a Chernobyl tuttora in funzione e diversi a Fukushima, in Giappone, dove le autorità si sono affrettate a inviare i macchinari Brokk dopo il disastro nucleare. Questi vengono utilizzati per la demolizione, la movimentazione dei detriti da esplosione e il loro stoccaggio in contenitori a prova di radiazioni.
L'azienda ha sempre investito in tecnologie all'avanguardia per diventare leader mondiale nel settore dei robot da demolizione, con assistenza disponibile in tutto il mondo. Il 90% della sua produzione vengono esportati dalla Svezia, con gli Stati Uniti come mercato principale. Questi successi si fondano sui continui lavori di ammodernamento del Lincoln Tunnel, che collega il New Jersey a Manhattan, dove le prime macchine dell'azienda hanno partecipato a interventi pionieristici sotto il fiume Hudson.
Nel 2019, l'azienda ha ricevuto il più grande ordine singolo di 60 robot da un cliente asiatico che opera nel settore della sicurezza e del soccorso. I robot sono stati progettati per essere utilizzati in ambiti quali la gestione delle emergenze, la ricostruzione e la sicurezza. Ad esempio, i robot Brokk hanno partecipato e contribuito ai lavori di demolizione a Ground Zero dopo l'11 settembre. Nel settore minerario, l'azienda esporta in modo significativo nell'industria mineraria sudafricana.
Quando visitano una miniera, i clienti spesso hanno in mente un progetto specifico per il robot, ma l'azienda preferisce mostrare tutti i suoi campi di applicazione in modo che il cliente possa trarne il massimo vantaggio.
