A U&M é uma empresa que presta serviços de lavra a céu aberto e grandes movimentações de solo e rocha e, ao longo dos seus 45 anos, sempre buscou o emprego de novas tecnologias aos seus equipamentos e processos.

Diante disso e sabedores que a tecnologia de equipamentos autônomos avançava a passos largos – tanto nos veículos urbanos, na agricultura e até mesmo na mineração – começamos, no ano de 2017, a pensar em uma maneira de termos em nossas operações os caminhões de mineração fora de estrada autônomos.

A motivação principal para o emprego do caminhão autônomo, sem dúvida, a segurança! O autônomo trabalha na chuva, na neblina e em horários críticos de sono sem nenhum problema. As habilidades humanas serão sempre um grande diferencial e possivelmente mais vantajosas em alguns casos de produção, mas o autônomo é um processo contínuo, repetitivo e extremante preciso onde os parâmetros técnicos estimados passam ser os valores reais, reproduzidos com grande fidelidade.

Como a U&M é uma empresa prestadora de serviço e não possui uma operação própria, o início do projeto do caminhão autônomo foi fundamentado em 3 características importantes:

1) O caminhão autônomo precisaria manter sua cabine original com todos seus comandos (volante, pedais, alavancas, display,…) disponíveis para continuar sendo um caminhão com operador, através de um seletor modo “Manual/Autônomo”. Isso porque podemos nos deparar com situações onde a operação autônoma não seja possível, por questões técnicas ou do cliente.

2) O caminhão autônomo não poderia exigir rede WiFi ou sistemas complexos de comunicação de Rádio Frequência, pois isso demanda a instalação e manutenção de torres e antenas nas áreas do cliente, tornando o modelo de negócio pouco flexível.

3) Como operamos em áreas onde existe interação com equipamentos não gerenciados pela U&M (do cliente, de outros terceirizados, etc..), o caminhão autônomo deveria ser capaz de trabalhar junto com estes equipamentos (autônomos ou tripulados) e em quaisquer condições de pistas e acessos (estreita, larga, etc).
Com isso foi desenvolvido um projeto bem simples em seu conteúdo, instalação e aplicabilidade, que basicamente consiste em reproduzir todas as ações que foram realizadas por um operador. Portanto, para se criar uma operação autônoma, basta um operador habilitado e experiente operar o caminhão autônomo, por exemplo, entre a escavadeira até o deposito e, a partir daí, o operador pode deixar o caminhão e ele reproduzirá toda a rota e as velocidades, de forma idêntica à realizada pelo operador. Isso é chamado de “Missão”. Os geradores de missões podem estar instalados em qualquer equipamento, dentro do próprio caminhão autônomo, em outro caminhão não autônomo ou até mesmo em uma caminhonete da supervisão.

Uma vez gerada as missões, elas são enviadas pelo equipamento que as gerou e armazenadas no controle de produção de mina, conhecido como “Despacho”. Será sempre o sistema de despacho (também desenvolvido pela U&M) que enviará as missões para o caminhão autônomo realizar pois, apesar de autônomo, ele só opera recebendo ordens do despacho.

O funcionamento do caminhão autônomo é composto, basicamente, de um sistema de navegação e um sistema de proteção anti-colisão. O sistema de navegação é o responsável por seguir a missão criada pelo operador e é ele que aciona a direção, freios, marcha, seta e demais comandos. A rota é criada por pontos com GPS, mas a condução é realizada por sistema inercial com acompanhamento de GPS e redundância por RTK (estação base em solo com latitude, longitude e elevação definidas). Esse conjunto garante total cobertura em condições de mina (cavas, taludes, caminhos confinados) e até mesmo em mau tempo (presença de nuvens ou chuva).

O sistema anti-colisão é formado por sensores de detecção do tipo radar (onda eletromagnética), LiDar (feixe de laser pulsado) e Sonar (utrasom). O radar detecta alvo a longa distância, e toma a primeira tratativa, que é o controle de velocidade. Na sequência, o LiDar, com sua nuvem de pontos laser, forma uma imagem, como um “scanner”, e então um novo processo se inicia, analisando as possibilidades de manobra e desvio do obstáculo. Como em algumas operações de mina as ultrapassagens são proibidas, o despacho pode habilitar ou não o autônomo para realizar as manobras de ultrapassagem. Caso o caminhão chegue próximo ao obstáculo, com velocidade já reduzida e sem a possibilidade de desvio, entra em ação o terceiro sistema de detecção, o sonar, que aciona os freios de emergência.

Em caso de qualquer tipo de falha como, por exemplo, baixa pressão dos pneus, perda de rota, falha elétrica ou mecânica, erros ativos no caminhão, etc… os freios são acionados e uma mensagem será enviada ao despacho, solicitando a presença de um responsável para verificar o ocorrido e providenciar a solução.

Para o processo de carga/descarga, o autônomo sempre chegará na praça de carga/descarga/britador e ficará em um ponto de espera que não atrapalhe o fluxo da produção. Na praça de carga, por exemplo, assim que o operador da escavadeira definir o momento para carregar o autônomo, ele aciona um comando no seu painel, enviando uma a autorização para o autônomo manobrar até a escavadeira. Essa autorização inclui a latitude/longitude/elevação do semi-braço da escavadeira, permitindo que o caminhão pare em ponto adequado de carregamento. O mesmo ocorre no local de deposição, aguardando a autorização de descarga que será enviada, também com as coordenadas geográficas, pelo operador do trator do depósito de estéril, do pátio de estocagem ou até mesmo do britador.

Vale ressaltar que todo esse conteúdo tecnológico foi desenvolvido na U&M, permitindo que processos e características sejam ajustados com mais agilidade, de acordo com o cliente e operação, que a assistência técnica seja rápida, mesmo nas regiões mais remotas, pois todos os envolvidos no projeto estarão presentes.

O caminhão autônomo U&M ainda é um desenvolvimento muito recente e, apesar dos exaustivos testes em ambiente controlado e de mineração, não gerou grande base de dados com os resultados comparativos de produção, consumo ou vida de componentes com os caminhões tripulados. Mas sabedores de que ele é imbatível na segurança, consideramos o uso de caminhões autônomos na mineração um caminho sem volta!