La minería es uno de los sectores clave para el desarrollo industrial, tanto en España como en el resto del mundo, y debe convertirse en una de las piedras angulares de la lucha contra el cambio climático. Las baterías de los coches eléctricos, las placas solares y muchas otras tecnologías fundamentales para la transición energética dependen de la extracción de unas materias primas cuya demanda puede sextuplicarse para 2040, según la Agencia Internacional de la Energía.

Sin embargo, algunas vetas en las entrañas de la Tierra son de difícil acceso y su extracción tiene en muchos casos consecuencias negativas. Por eso se necesitan nuevos modos más seguros para extraer los recursos sin riesgo para los humanos y sin dañar el medioambiente. En eso trabajan desde 2019 los integrantes del proyecto Robominers, una iniciativa europea enmarcada en el programa Horizonte 2020 que trabaja en el desarrollo de robots mineros bioinspirados, modulares y reconfigurables. ¿Su misión? Llegar a depósitos minerales pequeños y recónditos de forma segura y con un impacto mínimo en la superficie.

El proyecto tiene un marcado sello español, ya que cuenta con la participación de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales y el Centro de Automática y Robótica (CAR) de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM). Claudio Rossi es el investigador líder del proyecto y el encargado de coordinar el consorcio formado por distintas instituciones y entidades en el que participan 14 socios de 11 países europeos.

"Europa tiene alrededor de 30.000 minas cerradas que todavía contienen materias primas como cromo, cobre, oro, hierro y zinc, cruciales para industrias como la energética y la electrónica", señala Rossi en un comunicado de prensa. "La idea última es proporcionar a Europa fuentes sostenibles de materias primas que se utilizan en todas partes, incluso en teléfonos móviles, ordenadores y coches. Para ello, la opción más lógica es enviar robots". Sus aplicaciones también pueden facilitar la tarea en entornos difíciles y ayudar en el desarrollo de nuevas industrias, como la de la minería espacial.

Robots mineros

Desde su inicio hasta el final de la primera fase de investigación, que tuvo lugar en noviembre de 2023, el objetivo del proyecto Robominers ha sido crear un prototipo de robot capaz de explotar de forma autónoma todo tipo de minas subterráneas y sumergidas en agua. Las primeras pruebas ya se han llevado a cabo en minas abandonadas de Estonia y Eslovenia, donde se han puesto a prueba algunas de sus funciones clave.

El prototipo RM1 durante las pruebas en Estonia C. Rossi Omicrono

Para construir estos primeros prototipos a escala 1:1 que se operan por control remoto, los técnicos e ingenieros de la iniciativa se han inspirado en los movimientos de animales como los peces, los insectos y los gusanos, cada uno con propiedades únicas para desenvolverse en entornos de difícil acceso, como las galerías subterráneas. 

La idea final es que los robots puedan transportarse por módulos a la zona objetivo a través de un pozo de gran diámetro perforado desde la superficie hasta el yacimiento mineral. Una vez enviadas todas las piezas al subsuelo, el robot se autoensamblará para formar un dispositivo totalmente funcional, capaz de detectar los minerales gracias a sensores especializados y un software de inteligencia artificial para la toma de decisiones sin supervisión humana.

Uno de los sensores del prototipo RM1 para detectar la composición de las rocas Robominers Omicrono

Gracias a sus herramientas, elegidas según las necesidades y el tipo de roca presente en cada veta, estos robots serán capaces de producir una mezcla de agua y minerales, que se bombeará y procesará en la superficie. Si es necesario, las piezas del robot podrán reconfigurarse sobre la marcha e incluso autorrepararse en caso de avería o mal funcionamiento.

Mapas en 3D

Los primeros prototipos pueden operar en entornos de entre un metro de ancho y tres metros de largo, y son capaces de realizar una excavación de precisión y reducir los desechos. El diseño final del robot incluye una suerte de 'bigotes', similares a los de un topo, con los que la máquina es capaz de tocar las paredes y los obstáculos que se va encontrando para construir un modelo 3D de la zona de extracción. Es un desarrollo clave para la navegación autónoma de estos dispositivos.

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"Puede decirnos que hay un muro aquí, que hay una piedra aquí, que hay un túnel a la izquierda...", afirma Rossi. De hecho, algunos de los elementos que ya han sido utilizados in situ son los sensores capaces de analizar la composición de las rocas y la calidad de los materiales, información vital para decidir en qué dirección excavar.

En las pruebas que se han llevado a cabo en 2023 en Estonia y Eslovenia, los robots se han sometido a duras condiciones, incluidas perforaciones submarinas. "La mayoría de los componentes clave del robot se han probado a una presión de agua de aproximadamente 100 bares. Eso significa que la máquina sería capaz de trabajar hasta 1.000 metros de profundidad", explica el catedrático y vicedirector del CAR.

Dos de los participantes en el proyecto Robominers junto a uno de los prototipos Robominers Omicrono

Ahora que se da por concluida la primera parte del proyecto, todavía queda un largo camino por delante para que los Robominers ofrezcan una alternativa viable para hacer invisible y más segura la minería. De momento, según Rossi, habrá que esperar "3 o 4 años para poder integrar la inteligencia artificial en el robot, alrededor de una década para que sea plenamente funcional y puede que 20 años para que este prototipo pueda comercializarse".