Transkriptio

1 mittari Measurepolis Development Oy:n toimittama mittaustekniikan alan asiantuntijajulkaisu 1/2012 Sillman Digital Nordic Geo Center Metson SmartTag Aquaminerals CEMIS Laserskannauksella lupaavat tulevaisuudennäkymät s KAIVOS -teollisuuden teemanumero

2 pääkirjoitus Nurkkahuoneen näkymiä 2012 Rakennemuutos hallittu tai hallitsematon muuttaa liiketoimintaympäristöämme jatkuvasti ja väistämättä. Puun jatkojalostus sellu- ja paperitehtaissa alkaa jo olla katoavaa kansanperinnettä, myös sahatavarateollisuus painii kannattavuusongelmien kimpussa. Yksi tapa ajatella asiaa uudesta näkökulmasta lähtee siitä tiedosta, että noin neljäsosa Kainuun vuotuisesta metsänkasvusta jää tätä nykyä hyödyntämättä. Osuuden on arveltu kasvavan vuoteen 2020 mennessä jopa 40 %:iin, jollei alan toiminnoissa tapahdu sitä ennen merkittävää muutosta. Samaan aikaan energiantarve kasvaa maailmanlaajuisesti ja uudenlainen, ekologinen energiantuotanto käsittää aurinko- ja tuulivoiman lisäksi myös biotalouden. Jalostamalla metsän kestävä vuosituotto alueellamme pidemmälle, vaikkapa biopolttoaineiksi, voitaisiin kasvattaa maamme energiaomavaraisuutta ja saavuttaa lisäksi useita EU:n määrittelemiä ympäristötavoitteita paljon nykyistä helpommin. Kehitysyhtiö Measurepolis Development Oy on mukana Kainuun bioenergiastrategiaa kehittävässä työryhmässä, jossa ovat edustettuina useiden muiden intressipiirien kuten Suomen Metsäkeskuksen, Renforsin Rannan, Kainuun Edun ja tutkimuslaitos CEMIS Oulun edustajat. Tällaisella osaavalla ja laajaalaisella työryhmällä on tarkoitus saada aikaan näkyviä tuloksia jo tämän vuoden aikana. Myös nopeasti kasvava kaivannaisteollisuus tarjoaa useita uusia kohteita mittaustekniikan sovellutuksille. Metsäteollisuudesta tutut prosessimittaukset ovat sovitettavissa useilta osin kaivos- ja kaivannaisteollisuuden tarpeisiin. Toki myös uusia aihealueita on noussut esille kaivos- ja jalostustoiminnan lisääntyessä vauhdilla maassamme. Jatkuvasti tarvitaan yhä enemmän ajantasaista dataa siitä, mitä esimerkiksi kaivosprosesseissa ja ympäröivässä luonnossa tapahtuu. Kun mittaamalla saadaan tutkittua tietoa, voidaan yhtiön johdossa tehdä oikeita päätöksiä. Measurepoliksen ja sen yhteistyökumppaneiden edustama huippuosaaminen ympäristömittausten parissa on saavuttanut jo kansainvälistäkin mainetta. Kesäkuussa minulle tuli Englannista puhelu, jossa aivan uusi kumppani pyysi meitä mukaan, koska UK:n Ympäristöministeriön vesiasioista vastaava laitos haki ratkaisuja veden saastumisen mittaamiseen ja niiden hälytyksiin langattoman teknologian avulla. Measurepolis oli kuulemma tunnistettu Euroopan parhaimpiin kuuluvaksi ympäristömittausten asiantuntijaorganisaatioksi! Tekesin strategisen huippuosaamisen keskittymien (SHOK) kautta on saatu viime vuosina rakennettua uudenlaista tutkimus- ja tuotekehitysaktiviteettia, erityisesti yhteistyötä yritysten kanssa vahvistaen. SHOK-ohjelmat ovat arvostaneet Measurepolisin asiantuntijuutta kansallisesti merkittävissä avauksissa varsin laajasti. Biotalous FIBIC, Energia ja ympäristö CLEEN Oy, sekä Metallituotteet ja koneenrakennus FIMECC Oy ovat turvautuneet osaamiseemme, erityisesti mittausteknologiaan liittyvissä kysymyksissä. Measurepoliksen rooli on selvästi bisneksen ja tutkimuksen välimaastossa. Osaltaan työnjakoa on selkiyttänyt Kajaanin CEMIS-keskus, joka kantaa suuren vastuun tutkimuksen ja koulutuksen alueellisen yhteistyön kehittämisestä. Meille jää monessa tapauksessa uusien innovaatioiden tuotteistaminen ja kaupallistaminen suorina asiakastoimeksiantoina. Oman henkilökunnan ja uusien hankkeiden määrää ei ole tavoitteena kasvattaa, mutta aidon asiakastarpeen tunnistaessamme olemme toki joustava toimija. Lisäarvomme on siinä, että löydämme uudenlaisia liiketoimintamahdollisuuksia alan yrityksille ja haemme niille uusia kumppaneita sekä Suomesta että myös maailmalta. Terveisiä vielä Elinkeinoelämän ympäristöfoorumista Helsingistä: Kiinaksi sana KRIISI kuvataan kahdella kirjainmerkillä, jotka tarkoittavat VAARA ja MAH- DOLLISUUS. Pidetään nämä molemmat vaihtoehdot kirkkaina mielessä! Jussi Mäkinen Toimitusjohtajan sijainen MEASUREPOLIS DEVELOPMENT OY Kehräämöntie 7, Teknologiapuisto PL 103, Kajaani, johtaja Outi Laatikainen gsm toimitusjohtajan sijainen Jussi Mäkinen gsm liiketoiminnan kehityspäällikkö Antti Juva gsm viestintäpäällikkö Marko Lipponen gsm toimistosihteeri Irma Oikarinen gsm ohjelmapäällikkö Jarmo Toivanen gsm tutkimuspäällikkö Jouni Tornberg gsm teknologia-asiantuntija Petri Österberg gsm

3 s.6-8 a+ ASIANTUNTIJA-ARTIKKELI EDISTYSASKELIA MALMIN JÄLJITTÄMISESSÄ sisältö 4-5 SILLMAN DIGITAL Oy:n menetelmät soveltuvat myös teollisuuskohteiden ja infran mittaamiseen 6-8 Metson SmartTag edistysaskelia malmin jäljittämisessä 9 Yritysesittelyssä Nordic Geo Center Laserskannauksella lupaavat tulevaisuudennäkymät AQUAMINERALS Ratkaisuja vesien puhdistukseen - Ideasta räätälöidyksi tuotteeksi Kaivannaisalan mittaus-ja tietojärjestelmien teknologia ja liiketoiminta kehittyy CEMIS:in ja Measurepolis Development Oy:n yhteistyön tuloksena päätoimittajan sana Marko Lipponen Measurepolis Development Oy:n julkaisema MITTARI on vuodesta 2003 saakka ilmestynyt mittaustekniikan alan asiantuntijajulkaisu, jonka pääkohderyhmänä ovat MPD:n asiakkaat ja sidosryhmät. MITTARI on asiantuntijalehti, joka tarjoaa mittaustekniikasta monipuolista, puolueetonta sekä ajankohtaista tietoa valtakunnallisesti. MITTARI:lla on MPD:n viestinnässä merkittävä rooli laajempien asiakaskokonaisuuksien esille tuomisessa. Lehden kautta meillä on mahdollisuus välittää lukijalle kattava, konkreettinen kooste sekä toimialan kysymyksistä, että yhtiön toiminnasta, osaamisesta ja ratkaisuista. Lisää yksityiskohtaisempaa tietoa toiminnastamme saat myös osoitteesta MITTARI elää mukana muutoksessa ja lukijakyselyn tuloksena on lehti saanut uutta sisältöä mm. asiantuntijaartikkeleiden myötä. Nämä artikkelit ovat yritysten toimittamia, eli sisällöstä vastaavat todelliset alan ammattilaiset. Tässä numerossa keskitymme kaivosteollisuuteen ja siihen liittyviin mittauksiin. KAIVOS -teollisuuden teemanumero mittari 2012 MITTARI on Measurepolis Development Oy:n toimittama mittaustekniikan alan asiantuntijajulkaisu ISSN yhdeksäs vuosikerta Päätoimittaja Marko Lipponen Taitto & ulkoasu Marko Lipponen Painos 600 kpl Kannen kuva Sillman Digital Oy Paino Painotalo Seiska, Iisalmi

4 Rakennetun ympäristön laserkeilausta ja mallinnusta SILLMAN DIGITAL Oy:n MENETELMÄT SOVELTUVAT MYÖS TEOLLISUUSKOHTEIDEN JA INFRAN MITTAAMISEEN Teksti Kuvat: Sillman Digital Oy Sillman Digital Oy Sillman Digital Oy - Kajaani Puh Fax Kauppakatu 25, Kajaani Antti-Jussi Help toimitusjohtaja Gsm Sillman Digital Oy - Kuopio Puh Fax Kauppakatu 20, Kuopio Jonas Sillman arkkitehti varatoimitusjohtaja Gsm etunimi.sukunimi@sillman.com 4

5 a+ ASIANTUNTIJA-ARTIKKELI Sillman Digital Oy on kiinteistödokumentointiin erikoistunut yritys, jonka asiakaskuntaan kuuluu yksityisten ja julkisten kiinteistöjen omistajien lisäksi eri teollisuuden alojen toimijoita. Vuonna 2004 perustettu Sillman Digital Oy on kysytty asiantuntija, joka on toiminut digitaalisen mittatiedon tuottajana rakennusteollisuudessa ja kasvavassa määrin myös muissa teollisuuden kohteissa. Oleellinen osa tiedon tuottamista on digitaalisen tiedon managerointia, jolla varmistetaan oikean tiedon käyttäminen oikeassa paikassa. Sillman Digital Oy on toiminut Senaatti-kiinteistöjen IM-managerina Itä-Suomen alueella vuodesta IM-managerin tehtävät liittyvät kiinteistömassan tilaja suunnitelmatietojen päivittämiseen, ylläpitämiseen ja yhtenäistämiseen. Meidät on valittu Senaattikiinteistöjen IM-manageriksi myös Keski-Suomen alueelle vuosiksi , ja optiovuosia on aina vuoteen 2017, kertoo toimitusjohtaja Antti-Jussi Help. Kokonaisuudessaan manageroitavia tiloja on näillä alueilla yhteensä noin 1,8 M br-m2. Sillman Digital Oy:n alkuperäisenä liiketoimintaajatuksena on rakennusten mittaus ja digitaalinen mallintaminen. Taustalla on arkkitehtiosaamista jo 1960-luvulta alkaen. Sillman Digital Oy toimii Kajaanissa samoissa tiloissa kuin Sillman Arkkitehtitoimisto Oy. Yrityksen toinen toimipaikka sijaitsee Kuopiossa. Digitaalisessa dokumentoinnin työssä on yhteensä 12 henkilöä, joista mittaryhmässä on kaksi ja jatkojalostuksessa kaksi henkilöä. Sillman Digital Oy:n kalustoon kuuluvat Riegl VZ400 laserskanneri, jonka kantama on 500 m, Lisäksi kalustoon kuuluu Leica-laseretäisyysmittarit sekä prismattomat Nikon- ja Sokkia-takymetrit. Yrityksen yleisimmin käyttämät ohjelmistot ovat jatkojalostuksessa AutoDesk Revit Architecture, AutoCad ja Autodesk Architectural -ohjelmistot sekä mittatiedon käsittelyssä MapSuite Foundation, 3D-Win, Kubit Pointcloud ja Riegl RiSCAN Pro. Teollisuuden ohjelmistoja pystytään myös tukemaan aina käyttäjän tarpeen mukaan. Talvivaaran kanssa paljon yhteistyötä kaivospuolella Sillman Digital Oy:n toiminnan kivijalka on rakennusteollisuudessa. Senaattikiinteistöjen lisäksi asiakaskuntaamme kuuluu eri sairaanhoitopiirejä, kuten muiden muassa Pohjois-Karjalan sairaanhoitopiiri ja Keski-Suomen sairaanhoitopiiri, koulutuskuntayhtymiä sekä kaupungeista esimerkiksi Helsinki, Kuopio ja Rauma, Help listaa. Mittaustekniikan kehittymisen myötä palvelutarjontaa on laajennettu teollisuuteen. Teollisuuden puolella asiakkaitamme ovat UPM, Tulikivi ja Talvivaara, jonka kanssa olemme tehneet erittäin paljon yhteistyötä kaivospuolella. Olemme valmiita palvelemaan myös muita teollisuuden toimijoita, jotka tarvitsevat jalostettua mittatietoa, kertoo Help, jonka erikoisvastuualueena on teollisuuden mittaus- ja mallinnustoiminnan kehittäminen. Jalostettua mittatietoa asiakkaan tarpeisiin räätälöitynä Sillman Digital Oy tuottaa jalostettua mittatietoa asiakkaan tarpeisiin. Laserkeilauksen tulokset eivät ole suoraan käyttökelpoisia ilman jälleenkäsittelyprosessia. Mittatietoa voidaan jalostaa asiakkaan tarpeiden ja käyttötarkoituksen mukaan, Help selvittää. Ajantasatietoon perustuvan elinkaarimallin mukainen hallittu dokumentaatio rakennetusta ympäristöstä ja laitteista tuo niin nopeutta, tarkkuutta kuin kustannussäästöjäkin, koska se palvelee kunnossapidon ja kehittämisen tulevaisuuden tarpeita paremmin kuin vanha, hajallaan oleva, sirpaleinen ja epätarkka manuaalinen aineisto. Useita käyttäjiä palvelevasta tietovarastosta voidaan tuottaa muiden muassa päätöksen tekoa tukevat simuloinnit. Lisäksi hyvin manageroidusta digitaalisesta materiaalista voidaan tuottaa tarvittavat rakennus- ja muuta teollisuutta palvelevat dokumentit. Tuotannosta vastaavat prosessiimme erikoistuneet rakennusmittaajat ja insinöörit. 5

6 Teksti: Michael Wortley & Erik Isokangas Kuvat: METSO Metson SmartTag EDISTYSASKELIA MALMIN JÄLJITTÄMISESSÄ SmartTag on RFID (Radio Frequency Identification), radiotaajuuksilla toimiva tunnistus -pohjainen tekniikka, joka jäljittää malmia sen lähteestä räjäytyksen, raakamalmin (ROM) alustojen, murskainten ja välivarastojen läpi ja lopulta rikastamoon. Tässä tutustumme SmartTag -malminjäljitysjärjestelmän tämänhetkiseen tilanteeseen ja tulevaan kehitykseen. Metson Process Technology and Innovation (PTI) organisaatio on maailman johtava toimija mineraalien käsittelyn konsultoinnissa. Merkittävä osa konsultointityöstä liittyy prosessin integrointi- ja optimointitutkimuksiin (PIO), mukaan lukien porauksen ja räjäytyksen suunnittelu ja jatkoprosessoinnin käyttöönoton vaikutukset. Näissä tutkimuksissa on hyvin tärkeää pystyä jäljittämään malmin lähteet tarkasti laitokseen ja sen läpi. Malmin jäljityksen tarkkuuden lisäämiseksi Metson PTIryhmä kehitti RFID-transponderia käyttävän malminjäljitysjärjestelmän nimeltä SmartTag. SmartTag - järjestelmä tuli markkinoille vuonna 2007, josta lähtien sitä on käytetty suurimmassa osassa PTI:n konsultointiprojekteja. Useita pysyviä järjestelmiä on asennettu ympäri maailman. SmartTag -järjestelmän käytön edut: kaivoksen tilatietojen yhdistäminen aikapohjaisiin prosessointitietoihin, lisääntynyt varmuus malmin sekoituksessa, tunnettujen malmityyppien mittausprosessien muutokset ja tarkka käsittelyaikojen mittaus välivarastoissa ja säiliöissä. Vuoden 2007 jälkeen RFID-tekniikassa on otettu merkittäviä edistysaskelia, joiden avulla PTI on voinut ulottaa SmartTag -järjestelmän välimurskauksesta hienomurskaukseen ja tätäkin pidemmälle. Siinä on onnistuttu pienentämällä SmartTagin läpimittaa 60 millimetristä alle 15 millimetriin. Uusia, pienempiä RFIDtageja on käytetty onnistuneesti useissa tutkimuksissa. SmartTag -järjestelmän asennuksen kaavakuva. 6

7 a+ ASIANTUNTIJA-ARTIKKELI SmartTag -järjestelmä käyttää Radio Frequency Identification (RFID) -tageja ja tunnistimia malmin ja sen kulun jäljittämiseen räjäytyksestä jälkikäsittelyyn. Kunkin SmartTagin asennuspiste rekisteröidään PDA:lla. SmartTag -järjestelmä SmartTag RFID -tagit sijoitetaan yleensä räjäytysreikiin ennen räjäytystä tai räjäytyksen jälkeisiin kivikasoihin. Räjäytyksen jälkeen tagi louhitaan, kuljetetaan ja prosessoidaan malmin kanssa, kunnes se saavuttaa kuljettimen. Kuljettimen RFID-antenni havaitsee tagit ja tallentaa kyseisen tagin tunnuksen ajan. Sitten RFID-tagitiedot ladataan tietokantaan ja analysoidaan tarpeen mukaan. SmartTag -järjestelmässä on useita komponentteja. Ensimmäinen on PDA, jonka avulla RFID-tagien yksilöllinen tunnus voidaan rekisteröidä ja liittää aloituspaikkaan, kuten GPS-koordinaattiin, ennalta määritettyyn pisteeseen (esim. räjäytysreikään) tai sijainnin nimeen. Järjestelmän seuraava komponentti, RFID-antenni, on asennettu yhdelle tai useammalle kuljettimen hihnalle. Antenni virroittaa tagin ja vastaanottaa välitetyn signaalin takaisin tagista. Sen jälkeen RFID-lukija tulkitsee signaalin antennista ja määrittää antennin ohittavan RFID-tagin tunnuksen. SmartTag -järjestelmässä lukija lähettää tunnuksen ja saapumisajan tietokantapalvelimeen. SmartTag ohjelmistosovellukset kopioivat tiedot tietokantaan PDA:lta ja antenneista, valvovat järjestelmää ja raportoivat tulokset. Useimmissa sovelluksissa käytetään 60 mm:n tagia. Tagi on suunniteltu kestämään räjäytystä ja kulkemista esimurskaimen läpi. Jotta SmartTag -sovellusta voitaisiin laajentaa välimurskauksen läpi, kehitettiin pienempi RFID-tagi, jonka koko on vain 14 x 8 x 4 mm. Pienuutensa ansiosta nämä RFID-tagit voivat kulkea 10 mm:n seulaverkon läpi. Kun RFID-tagien koko on pienentynyt ja SmartTag kehittynyt todella hajautetuksi järjestelmäksi, materiaalin seurantaa voidaan jatkaa koko mineraalintuotantoketjun laajuiseksi. Havaintopisteet voivat nyt sijaita laitoksessa, satamassa ja jopa asiakkaan sijainnissa, kuten masuunissa. 7

8 KAIVOSPIIRIN TEHOA TESTATTIIN ETELÄ-AMERIKASSA Metso PTI-organisaatio sai tehtäväkseen arvioida murskauspiirin tehoa Etelä-Amerikassa sijaitsevassa kaivoksessa. SmartTag -järjestelmää käytettiin tässä käyttökohteessa kertomaan PTI-insinööreille, milloin valvottua räjäytystä prosesssoitiin kaivoksessa. Tämän vuoksi havaintopisteet sijaitsivat kuljettimen hihnoilla, jotka kuljettivat esimurskaimen tuotetta, välivarastosta tulevaa tuotosta ja HPGR (High Pressure Grinding Roll) -suurpainejauhimen syötettä. Räjäytystä tarkastettiin asettamalla RFID-tagit 68 räjäytysreikään käyttäen tasan 34:ää normaalikokoista ja 34:ää pienikokoista tagia. Lisäksi 50 tagia lisättiin 25 kuormaauton lavalle esimurskaimen kohdalla, yksi kumpaakin tagityyppiä jokaiseen kuorma-autoon. Yhteensä 68 tagia tunnistettiin ensimmäisen murskaimen havaintopisteellä, 23 välivaraston tuotoksen havaintopisteellä ja 41 HPGR-syötön havaintopisteellä. Räjäytys tehtiin 22.1., ja kivikasan kaivaukset tehtiin SmartTag -järjestelmä valvoi materiaalin kulkemista prosessissa 30 tunnin ajan. Tänä aikana havaittiin yhteensä 67 eri tagia, joista 33 oli normaalikokoista ja 34 pientä. Välivarastossa ja HPGR-syötteen havaintopisteillä kerätty määrä laskettiin suhteessa 64 erilaiseen RFID-tagiin, jotka havaittiin ensimmäisessä murskaimessa. Ensimmäisen murskaimen havaintopisteellä havaituista tavallisen kokoisista tageista 42 % havaittiin HPGR-syötön havaintopisteellä. Sen sijaan 68 % pienikokoisista tageista havaittiin esimurskaimessa ja HPGR-syötössä. Tämä osoittaa, että pienikokoiset tagit selviävät kaivospiiristä paremmin kuin tavallisen kokoiset. Oletetussa tilanteessa, jossa toinen seulaverkko on pienempi kuin 50 x 50 mm, tavalliset tagit eivät pääsisi HPGR-teloihin asti. Tagien havaitsemiseen esimurskaimessa vaikutti myös SmartTag -järjestelmän poisto, ennen kuin koko räjäytys oli käsitelty (logistisista syistä). Tageja käytettiin materiaalin jäljittämiseen optimointikampanjan aikana laitoksessa. Laitoksen tutkimuksen aikana laitoksella syötetty materiaali oli lähtöisin räjäytyksen keskiosiosta. Odottamaton tulos oli se, että kolme pienikokoista tagia havaittiin kahdesti HPGR-syötteen havaintopisteellä. Ilmiön voi selittää se, että ne selvisivät HPGR-teloista ja palasivat kiertävän malmin mukana (seulonta +5 mm). LISÄTIETOJA Erik Isokangas Puh erik.isokangas@metso.com 8

9 yritysesittelyssä Nordic Geo Center Oy Käyntisoite: Kulosaarentie Helsinki (Kulosaari) Postitusosoite: PL 299 FI Helsinki, Finland Nordic Geo Center Oy puh.: s-posti: nordic@geocenter.fi Nordic Geo Center Oy on 3D-laserskannerien maahantuontiin ja käytön koulutukseen erikoistunut yritys, joka on perustettu vuonna Olemme asiantuntijayritys, jossa ratkaistaan asiakkaiden mittausteknisiä ongelmia eli määrän sijasta keskitymme palvelun laatuun kertoo Heinonen. Asiakkaitamme ovat muun muassa VR Track Oy, Meritaito Oy ja Sillman Digital Oy. Perheyrityksen vetäjällä Hannu Heinosella on 40 vuoden kokemus mittalaitteiden tuonnista Suomeen ja lisäksi alan laite- ja ohjelmistotuotekehityksestä eri valmistajien kuten Nikon ja Zeiss kanssa. Maan- ja teollisuusmittausten lisäksi Hannu on vapaa-aikanaan vaikuttanut yleisurheilun kisamittauksen parissa ja toiminut mittausten johtajana muun muassa yleisurheilun MM-kisoissa vuonna 2005 Helsingissä. Nykyinen keskittyminen laserskannaukseen alkoi 1990-luvun lopussa, jolloin Heinonen löysi ensimmäiset uudet laitteet kansainvälisillä messuilla. Nykyisin Nordic Geo Center maahantuo useamman maahantuojan laitteita, jolloin meillä on tarjota valinnanvaraa asiakaskunnalle sekä hinnan että mittaustavoitteiden suhteen, toteaa Heinonen. Skannerimerkkejämme ovat muun muassa Riegl, Faro, Stonex ja Trimble. MEASUREPOLIS AVASI TOIMIPISTEEN KUOPIOON Measurepolis laajensi toimintaansa ja avasi uuden toimipisteen Kuopioon. Toimisto sijaitsee Technopolis Kuopion tiloissa ja palvelusta vastaa TkT Jouni Tornberg. Jouni on aikaisemmin toiminut tutkimuspäällikkönä Measurepoliksen Oulun toimipisteessä. Kuopion toimipisteen avaaminen tuo palveluitamme lähemmäksi uutta laajenevaa asiakasjoukkoa ja vahvistaa Measurepolis Development Oy:n asemaa valtakunnallisena mittaustekniikan kehitysyhtiönä. sanoo Tornberg.! Measurepolis uutisia Tulevaisuudessa yhteistyötä kehitetään erityisesti biotalouden, vesisektorin ja hyvinvointitoimialan liiketalouden alueilla. Näiden toimialojen verkostoa laajennetaan Itä- ja Kaakkois-Suomen alueella. Oulun alueen yhteistyöstä vastaa jatkossa pääasiassa Jussi Mäkinen Measurepolis Development Oy - Kuopion toimipiste Käyntisoite: Microkatu Kuopio Postitusosoite: PL Kuopio puh.: jouni.tornberg@measurepolis.fi 9

10 LASERSKANNAUKSELLA LUPAAVAT TULEVAISUUDEN- NÄKYMÄT Teksti: Nina Heiska Kuvat: Nordic Geo Center Oy a+ ASIANTUNTIJA-ARTIKKELI RIEGLin VZ-1000 skanneri mittaustyössä avolouhoksella. 10

11 Maasta tapahtuva laserskannaus lähti leviämään 1990-luvun lopulla, kun ensimmäiset kaupalliset laitteet esiteltiin markkinoille. 15 vuoden aikana laitteet ovat kehittyneet huimasti ja menetelmän käyttö on levinnyt monille eri aloille. Suomessa uusi 3D-mittaustekniikka laserskannaus eli laserkeilaus on tutumpaa ilmapuolelta, jossa Maanmittauslaitos on tehnyt Suomen uutta korkeusmallia 2000-luvun puolivälistä alkaen laserkeilausaineistoista. Kasvillisuuden peittämissä kohteissa laserkeilaus on perinteistä stereokuvausta huomattavasti tarkempi kaukokartoitusmenetelmä, joten myös metsämiehet ovat siirtyneet käyttämään skannausaineistoja. Nordic Geo Centerin toimitusjohtaja Hannu Heinonen hämmästelee miten puuston latvuston rakennetta voidaan nykyään mitata ilmasta käsin. Maalaserskannerissaa on puolestaan kysymys etäisyyttä, vaaka- ja pystykulmaa mittaavasta ja lasermittaukseen perustuvasta mittalaitteesta, jossa mittaus on pitkälle automatisoitu ja pulssien toistotaajuus (PRR) on nopeampi kuin 1000 Hz. Käytännössä uudemmissa laitteissa PPR voi olla jopa 300 khz ja mittausnopeus puolestaan yli pistettä- /sekunti. Mittauksen aikana käyttäjä ei tee yksittäisiä havaintoa mittaamistaan pisteistä (vrt. takymetri, GPS) vaan käyttäjän määrittelemä mittauskohde, kuten rakennuksen julkisivu, mitataan ennalta määrätyllä pistetiheydellä kohteen pinnassa. Maasta tapahtuva laserskannaus lähti leviämään luvun lopulla, kun ensimmäiset kaupalliset laitteet esiteltiin markkinoille. 15 vuoden aikan laitteet ovat kehittyneet huimasti ja menetelmän käyttö on levinnyt monille eri aloille toteaa Heinonen. Maalaserkeilaus on nykyään tärkeä osa esimerkiksi olemassa olevan rakennuksen tietomallintamisprosessia (BIM), koska sen avulla rakennuksen nykytila voidaan taltioida riittävällä tarkkuudella osaksi rakennuksen elinkaarimallia. Teollisuuspuolella paperikoneita skannataan nykyään rutiininomaisesti suunnittelutyön pohjaksi. Sama kehitys on käynnissä myös infrapuolella, jossa esimerkiksi sillat voidaan takaisinmallintaa laserskannauksen avulla. Laserkeilaus on näin noussut takymetrien ja GPS-mittauksen rinnalle valtavirran tiedonkeruumentelmäksi. Käytännössä laserkeilaus voidaan käyttää kaikenlaisissa tehtävissä, joissa tarkoitus on taltioida rakennettua sekä rakentamatonta ympäristöä ja mallintaa niitä reaaliaikaisesti. Kohteena voi olla siis ympäristö, kasvillisuus (biomassa), kaatopaikat (muutoksen seuranta) tai vaikkapa kaivokset, joissa halutaan seurata tilavuuden muutoksia erilaisissa kohteissa tai monitoroida maa-alueiden liikettä. Suomen kaivoksissa käyttö on yleistynyt aluksi tunnelikaivoksissa kertoo Hannu Heinonen. Uutta tunnelia kartoitetaan heti louhimisen jälkeen ja esimerkiksi lustojen suuntaa tutkitaan tarkasti. Samalla aineistosta voi etsiä heikkoja rakenteitä seinämissä ja tehdä kohteeseen paalutussuunnitelman. Viime vuosina pitkälle mittaavat skannerit (500 m 6000 m) ovat kehittyneet voimakkaasti ja niiden tarkkuudet ovat parantuneet. Tämä on mahdollistanut maalaserkeilainten tehokkaamman käytön isoissakin avolouhoksissa, joissa parhaimmillaan koko kuoppa voidaan skannata ja mallintaa yhdessä päivässä. Pienemmissä aloissa esimerkiksi louhinnan voluumia voidaan näin seurata helposti ja turvallisesti. Turvallisuus ja menetelmän tehokkuus ovat tekijöitä, joiden takia skannauksen käyttö on lähtenyt voimakkaaseen nousuun. Laserskannaus on optinen kaukokartoitusmenetelmä, mikä tarkoittaa käytännössä sitä, ettei mittaajan tarvitse mennä itse kohteeseen tekemään skannausta. Avolouhoksella voidaan tyypillisesti pysytellä kuopan reunoilla turvallisiksi todetuilla alueilla. Laserskannausta voidaan voluumi- ja pinta-alamittausten lisäksi käyttää myös kohteiden seurannassa. Maamassojen liiketta voidaan seurata etäältä jopa millimetrien tarkkuudella ja näin ennustaa mahdolliset sortumat ja maanvyöryt. Samankaltaista seurantaa tehdään myös esimerkiksi lumisilla vuoristorinteillä lumivyöryjen ennustamisessa. Laserskannaus on siitä hieno tekniikka, että vain käyttäjän mielikuvitus asettaa sille rajat, toteaa Heinonen. 11

12 a+ ASIANTUNTIJA-ARTIKKELI Aquaminerals Finland Oy Kajaanintie 29A Paltamo Suomi-Finland toimitusjohtaja Tuomo Pikkarainen kehitysjohtaja Martti Palviainen Teksti & kuva: Aquaminerals Finland Oy AQUAMINERALS RATKAISUJA VESIEN PUHDISTUKSEEN - Ideasta räätälöidyksi tuotteeksi Yhtiö rakentaa parhaillaan Kajaanin lähelle Paltamoon koetuotantotehdasta, joka käynnistyy vuodenvaiheessa 2012/2013. Pilottitehtaan teoreettinen vuotuinen kapasiteetti on noin tonnia 12

13 Koetuotantotehtaan energiatarpeesta noin 80% tuotetaan puuhaketta kaasuttamalla. Tarvittava raaka-aine hankitaan tehtaan lähiympäristöstä. Aquaminerals Finland Oy yhtiön taustalta löytyy pitkäaikainen tutkimus- ja tuotekehitystyö, jota on tehty erityisesti Oulun yliopiston tutkijoiden toimesta aina vuodesta 2002 lähtien. Erityyppisiä projektihankkeita on ollut useita, eri kokoonpanoilla ja eri lähteistä rahoitettuja. Pitkäaikaisimmat ja merkittävimmät tutkimuksen rahoittajat ovat olleet Kainuun maakunta kuntayhtymä (Kainuun liitto) ja Kainuun Etu Oy (Kainuun kuntien yhteinen elinkeinojen kehittämisyhtiö). Myös lukuisat yritykset ovat osallistuneet hankkeisiin. Kantavana ajatuksena on ollut kehittää innovatiivisia ratkaisuja vesien puhdistamiseen siten, että pääasiallisina raaka-aineina hyödynnetään Kainuun maaperässä esiintyviä mineraaleja. aaa Aquaminerals yhtiön ydinosaaminen liittyy luonnonmineraalien hyödyntämiseen teollisuuden jätevesien puhdistamisessa. Yritys valmistaa adsorbenttimateriaaleja jauheita ja pellettejä joilla puhdistetaan jätevesistä puolimetalleja kuten fosforia, arseenia ja antimonia, ja raskasmetalleja kuten esimerkiksi nikkeliä, kuparia ja mangaania. Adsorbenttien toimivuus on testattu paitsi laboratorioolosuhteissa myös käytännössä. Vuosien aikana testaustoimintaa on tehty laajasti eri kaivosja prosessivesillä. Aquaminerals - yhtiön tuotevalikoimasta löytyy apuaineena käytettävä mineraalivalmiste, jolla raakavesien puhdistusprosessia voidaan nopeuttaa jopa kertaisesti. Tästä on merkittävää hyötyä erityisesti silloin, kun raakaveden käsittelyn investointikustannuksia halutaan alentaa, tai nostaa olemassa olevan jo rakennetun laitteiston kapasiteettia. Pilottitehdas Paltamoon Yhtiö rakentaa parhaillaan Kajaanin lähelle Paltamoon koetuotantotehdasta, joka käynnistyy vuodenvaiheessa 2012/2013. Pilottitehtaan teoreettinen vuotuinen kapasiteetti on noin tonnia, eli vuorokaudessa lopputuotteita syntyy tonnia. Yritys työllistää alkuvaiheessa kaikkiaan noin 15 henkilöä. aaa Vedenpuhdistusmateriaaleja tehtaalla valmistettaessa käsiteltävä raaka-aine kuivataan ja seulotaan, jonka jälkeen se tarpeen mukaan jatkaa matkaa rikastuksen ja luokittelupiirien kautta termisesti käsiteltäväksi. Lämpökäsittelyn jälkeen modifioitu materiaali jäähdytetään ja jauhetaan. Jauhamisen jälkeen vedenpuhdistukseen käytettävät adsorbentit sekoitetaan kutakin käyttötarkoitusta varten sopiviksi ja tarvittaessa pelletöidään huokoisiksi rakeiksi. Lopputuotteet pakataan teollisuussäkkeihin. Mineraalien käsittelyn energia tuotetaan puuhaketta kaasuttamalla Koetuotantotehtaan energiatarpeesta noin 80% tuotetaan puuhaketta kaasuttamalla. Tarvittava raakaaine hankitaan tehtaan lähiympäristöstä. Pilottitehtaan puukaasutinlaitteiston teho on 2 MW, ja uuden teknologian avulla voidaan prosessissa poltettavan liekin lämpötila nostaa aina C asteeseen. Aquamineralsin koetehdas on Suomessa tiettävästi ainut yksikkö, jossa uusiutuvaa energiaa hyödynnetään näin laajasti mineraalien jalostusprosessissa. aaa Räätälöidyt lopputuotteet Yrityksen keskeinen idea on räätälöidä kuhunkin vesiympäristöön optimaalinen lopputuote, koska asiakkaiden teolliset prosessit poikkeavat toisistaan. Jokaisen kaivoksen malmikivi on erilainen, ja käsiteltävien vesien happamuus ja metallikoostumukset ja -pitoisuudet vaihtelevat. Näin ollen jokaiseen ympäristöön tarvitaan myös omanlaisensa tehokas lopputuote. Koetehdasympäristö palvelee myös tuotekehitystä Koetuotantotehdas on suunniteltu siten, että siellä voidaan koejalostaa mahdollisimman erityyppisiä materiaaleja ja ohittaa tarvittaessa osa prosessipiireistä. Vedenpuhdistuksessa käytettävien lopputuotteiden ohella tehdasta voidaan hyödyntää eri yritysten tutkimus- ja tuotekehityshankkeissa, erityisesti silloin kun yhtenä osaprosessina raaka-aineen käsittelyssä tarvitaan lämpökäsittelyä ja/tai jauhatusta. Koetehtaan hyödyntämistä tukee Kajaanissa sijaitseva Measurepolis osaamiskeskittymä, ja Kajaanin ammattikorkeakoulun erinomaisen tasokas ja moderni mineraalien käsittely- ja analysointiympäristö. a+ ASIANTUNTIJA-ARTIKKELI 13

14 KAIVANNAISALAN MITTAUS- JA TIETOJÄRJESTELMIEN TEKNOLOGIA JA LIIKETOIMINTA KEHITTYY CEMIS:in ja Measurepolis Development Oy:n yhteistyön tuloksena Mittaustekniikan ratkaisut ovat olennaisessa osassa toimivassa kaivosprosessissa. Hyvin hallinnassa oleva prosessi takaa myös sen, ettei ympäristöön kohdistu tarpeetonta kuormitusta. Kainuun vahvat perinteet mittaustekniikan osaamisessa luovat erinomaisen pohjan kehittää toimialaa kohti älykästä, ympäristötietoista ja hallittua kaivosprosessia. Tätä visiota toteuttaa laaja tutkimuksen, kehityksen ja teollisuuden asiantuntijajoukko, joista mittaustekniikan tutkimuksesta vastaa Mittaustekniikan ja tietojärjestelmien tutkimus- ja koulutuskeskus CEMIS (Centre for Measurement and Information Systems). Uudistuvaa mittaustekniikkaan pohjautuvaa liiketoimintaa kehittää Measurepolis Development Oy. Tämä yhteisö on saanut uusia asiantuntijahaasteita nyt n. 1,5 vuotta käynnissä olleen TEKESin Green Mining ohjelman myötä. Ohjelman ensimmäisessä julkisessa tutkimushaussa hyväksytysti käyntiin lähti kaksi uuttaa luovaa tutkimuskokonaisuutta; nikkelin online-monitorointimenetelmien kehittämiseen tähtäävä NICK - hanke ja uudenlaista kunnossapidon mallia kehittävä DEVICO - hanke. Measurepolis Development on kehitysyhtiö, jota ajaa halu uudistaa suomalaista mittaustekniikan osaamista kehittämällä alalle kannattavaa liiketoimintaa. Kainuun ja Suomen teollisuuden kivijalat uudistuvat jatkuvasti ja Measurepoliksen halu on kulkea uudistuksessa mukana tunnistamassa muuttuvasta maailmassa löytyviä uusia mahdollisuuksia. Kajaanin kaupungin omistamassa kehitysyhtiössä työskentelee kymmenen mittaus- ja tietojärjestelmäalan teknologioiden ja alan liiketoiminnan asiantuntijaa. Vastatakseen mittaustekniikan uusia ratkaisuja kaipaaviin teollisuuden muutoksiin, Measurepolis Development on mm. koonnut kaivosoperaattoreiden tarpeiden pohjalta mittavan mittausteknologian kehittämisohjelman rungon. Sitä vaiheittain toteuttamalla tähdätään esimerkiksi nykyistä parempaan mittausdatan hallintaan, metallien jatkuvaan monitorointiin ympäristövesistä, tuotantoprosessin parempaan hallintaan uusiin monitorointiratkaisuihin perustuen, sekä vertailumittaustoiminnan kehittämiseen. Vähähiilisyys ja kestävän energianhallintakonseptin kehittäminen on kantava tavoite myös kaivosten toiminnassa. Measurepolis Development:n keskeisenä mielenkiinnon kohteena on myös mittaustekniikan investointien liiketaloudellisten vaikutusten tarkastelu siis tietämys siitä, miten mittaustekniikka vaikuttaa asiakkaan tuloksentekokykyyn ja miksi mittaustekniikkaan kannattaa panostaa. CEMIS on Kajaaniin vuonna 2010 perustettu kahden yliopiston (Oulun yliopisto ja Jyväskylän yliopisto), kahden tutkimuslaitoksen (MIKES ja VTT) ja Kajaanin ammattikorkeakoulun yhteinen sopimuspohjainen tutkimus- ja koulutuskeskus. CEMISin toiminnassa mukana olevissa tutkimus- ja koulutuswww.tekes.fi/ohjelmat/greenmining 14

15 a+ ASIANTUNTIJA-ARTIKKELI Teksti: Outi Laatkainen & Risto Oikari Kuvat: CEMIS & Marko Lipponen Kainuun vahvat perinteet mittaustekniikan osaamisessa luovat erinomaisen pohjan kehittää toimialaa kohti älykästä, ympäristötietoista ja hallittua kaivosprosessia. yksiköissä työskentelee noin 120 mittaus- ja tietojärjestelmäalan asiantuntijaa. CEMISin toiminnan painopisteet ovat mittaustekniikka, ajoneuvotietojärjestelmät sekä peliteknologia ja liiketoiminta. CEMIS tarjoaa mittaus- ja tietojärjestelmiä kehittäville ja niitä soveltaville yrityksille ja tutkimuslaitoksille parhainta osaamista, kansainvälisesti arvostettua tutkimustoimintaa sekä uusia innovaatioita. Lisäksi CEMIS tarjoaa tulevaisuuden asiantuntijatehtäviin tähtääville opiskelijoille innostavan koulutusympäristön ja kehityshaluisille tutkijoille ja asiantuntijoille innovatiivisen ja kansainvälisen työskentely-ympäristön. CEMISissä keskitytään valtakunnallisesti tärkeiden sovellusalojen kuten kaivannaisteollisuuden, uusiutuvan kemiallisen ja mekaanisen metsäteollisuuden, ajoneuvotietojärjestelmien sekä tulevaisuuden kannalta lupaavien liikunta- ja hyvinvointialan sekä peli- ja simulaattoritekniikan tukemiseen. CEMISissä kehitetään mm. uusia menetelmiä nestemäisten näytteiden, kuten kaivosten prosessija jätevesien on-line mittauksiin. Esimerkkejä jo kehitetyistä ratkaisuista mainittakoon puolen kymmentä vaihtoehtoista teknologiaa määrittää pieniä metallipitoisuuksia kaivosvesistä, useita menetelmiä mitata vesissä esiintyviä muita epäorgaanisia ja orgaanisia aineita, useita ratkaisuja hallita mittalaitteiden toimintakykyä vaativissa ja likaavissa mittausympäristöissä sekä langattomaan tiedonsiirtoon ja energiaomavaraisuuteen perustuvat mittausratkaisut kaivosten ympäristön tilan monitorointiin. Lisäksi CEMISissä kehitetään työkoneiden älykkäitä, energiaomavaraisia anturi- ja tiedonsiirtojärjestelmiä mm. kaivoskoneisiin. CEMISissä jatketaan myös simulaattoriympäristöjen kehittämistä, jossa yhtenä sovelluksena on työkoneiden käyttäytymisen sekä työkoneiden ja työkoneen käyttäjän välisen vuorovaikutuksen tutkimus. CEMISin keskeisimmät kaivannaisalalle kehitettävät ja sovellettavat mittausteknologiat ovat optinen spektroskopia, kuvantavat mittaukset, biosensorit ja bio-analytiikka. Lisäksi CEMISissä kehitetään työkoneiden ja ajoneuvojen mittaus- ja tietojärjestelmiä soveltaen ajoneuvojen sisäisiä tiedonsiirtoväyliä, langattomia tiedonsiirto- ja sensoriverkkoratkaisua, työkoneiden ja työkoneiden toimilaitteiden radiopohjaisia paikannusteknologioita sekä energiaomavaraisia laiteratkaisuja CEMIS tarjoaa kaivannaisalan mittaus- ja tietojärjestelmien kehittämistyön tueksi edellä mainitun teknologiaosaamisen lisäksi erinomaiset t&k-ympäristöt ja -laitteet sisältäen mm. kaivosten prosessinesteiden ja ympäristöön johdettavien jätevesivirtausten mittausten kehittämiseen soveltuvat neste- ja lietevirtausten testausympäristöt ja mineraalien rikastusprosessien kehittämiseen soveltuva liikuteltava, monipuolisesti varusteltu laboratorio. CEMISin ja Measurepolis Development:n lisäksi Kainuun kaivannaisteollisuuden osaamista vahvistaa mm. elinkeinoyhtiö Kainuun Edun toiminta kiviainesten jalostamisen ja hyödyntämisen kehityksessä. CEMIS PL 52 (Kuntokatu 5) Kajaani 15

16 Measurepolis luo mittaustekniikasta kannattavaa liiketoimintaa Measurepolis Development Oy on mittaus- ja tietojärjestelmiin erikoistunut teknologian ja liiketoiminnan kehitysyhtiö, jonka tavoitteena on luoda yhteistyökumppaneilleen kannattavaa liiketoimintaa. Yhtiön pääasiallisia asiakkaita ovat mittaus- ja tietojärjestelmäalalla toimivat yritykset ja tutkimuslaitokset. Kansallisesti toimivassa Kajaanin kaupungin omistamassa kehitysyhtiössä työskentelee kymmenen mittaus-ja tietojärjestelmäalan teknologioiden ja alan liiketoiminnan asiantuntijaa Kajaanissa, Oulussa, Tampereella, Kuopiossa ja Espoossa. Kehitysyhtiö hallinnoi alaan liittyviä alueellisia ja kansallisia kehittämisohjelmia sekä tuottaa teknologian kehittämispalveluita, liiketoiminnan kehittämispalveluita, alaan liittyviä tietopalveluita ja markkinointi-ja viestintäpalveluita yhteistyökumppaneilleen ja asiakkailleen. Measurepolis Development Oy Kehräämöntie KAJAANI MEASUREPOLIS Development Oy mittari 2012 ISSN