Mineralen zijn van groot belang in onze moderne levens. Van smartphone tot laptop, deze grondstoffen zitten overal in. Daarvoor moeten ze wel eerst uit de grond worden gehaald, een vaak milieubelastend, traag en complex proces. Maar niet voor lang meer, als het aan PhD’er Feven Desta ligt. Desta doet onderzoek naar sensortechnologieën om milieubewust naar mineralen te kunnen zoeken.

Mineraalmonsters

Voordat Desta naar Nederland kwam had ze al een speciale interesse voor natuurbehoud ontwikkeld tijdens haar studie aardwetenschappen in Ethiopië. Dit komt terug in haar PhD onderzoek aan de TU Delft waar ze sensortechnologieën gebruikt om te bepalen welke mineralen er onder de grond zitten. Hiervoor neemt ze monsters uit een bestaande mijnschacht, die ze vervolgens in het lab kan bestuderen. Dit was aanvankelijk niet het idee, maar het bleek een uitdaging om de meetapparatuur mee de mijn in te nemen. “De infraroodsensor is draagbaar, maar om deze mee ondergronds te nemen heeft het een extra beschermlaag nodig tegen stof en vochtigheid in de mijn. Een oplossing was om samples te nemen en die bovengronds te analyseren.”

Niet met het blote oog

Eenmaal in het lab meet Desta verschillende soorten van elektromagnetische straling op de monsters, zoals dus infrarood. Licht is een ander voorbeeld van elektromagnetische straling, dit is de enige variant die we met het blote oog kunnen waarnemen. Daarnaast maakt Desta gebruik van lasers en andere technieken die verschillende golflengtes van elektromagnetische straling kunnen meten die niet met het menselijk oog te zien zijn.

Ieder mineraal is uniek en heeft zo zijn eigen manier om bestudeerd te kunnen worden, legt Desta uit. “Het is niet zo dat je simpelweg de sensor op een sample uit de mijn zet en kan zeggen: ‘ah dit is goud’, of, ‘dit is koper’. Niet alle sensortechnologieën werken op alle soorten mineraalafzettingen. Dus het is zaak om juist die technologie te kiezen die geschikt is voor het soort mineraal waarmee je werkt.” Om zoveel mogelijk bruikbare informatie te krijgen combineert Desta ook verschillende sensortechnologieën met elkaar en past zij datafusie toe bij de analyse in het lab.

Minder impact op het milieu

Door de data met elkaar te combineren kan Desta de eigenschappen en locatie van de mineralen onder de grond in kaart brengen. Hiermee kunnen mijnbedrijven snellere en betere beslissingen maken over hun vervolgstappen, zonder meer te graven dan nodig is. Dit beperkt de schade aan de natuur enorm. Wat een revolutie voor de huidige mijnbouw zou betekenen. Daarnaast geven Desta’s meetmethoden ook andere belangrijke informatie over wat er in de grond zit.

“In ons onderzoek richten we ons niet alleen op het mineraal dat economische waarde heeft, zoals koper, lood of zink. We analyseren ook of er gevaarlijke materialen aanwezig zijn in de grond. Als er bijvoorbeeld arseen in de mijn zit kan dit een gevaar vormen voor de gezondheid, wanneer het in de lucht vrijkomt. De impact die dit heeft op de natuur moet altijd worden meegenomen.”

Onder de grond

Ook aan de hand van foto’s kan Desta analyseren wat er zich onder de grond bevindt. Ze test deze, en haar andere technologieën, in een research-mijn in Freiberg. “We dalen dan af via een steile ladder met onze camera, statief en twee halogeen lampen. Die zijn wel nodig om foto’s te kunnen maken, want het is compleet donker in de mijnschacht. En ook vrij koud, zo’n tien graden Celsius.”

Het maken van foto’s klinkt simpel, maar dat is het niet. Om met bruikbare data weer bovengronds te komen moeten Desta en haar collega’s secuur te werk gaan. “De mijn is tweeëntwintig meter lang en minder dan twee meter breed dus je kunt niet veel afstand nemen van de wand, daardoor kan je telkens maar een klein stukje fotograferen. Ook moeten we ervoor zorgen dat de belichting constant blijft én dat er zeker veertig procent overlap is tussen de foto’s, zodat we ze achteraf aan elkaar kunnen plakken.”

De toekomst van de mijnbouw

De vraag naar mineralen is op een recordhoogte en de huidige mijnen raken uitgeput. Dat betekent dat de industrie zich in de toekomst moet gaan focussen op geologisch gezien complexere locaties. Dit feit onderstreept het belang van onderzoek zoals het Real-Time Mining project.

Desta vat samen, “Alles om ons heen is opgebouwd uit mineralen, de gebouwen waar we in werken, onze telefoons, onze dagelijkse levens zijn omgeven door mineralen. Dus we hebben ze nodig, we moeten ze uit de grond halen, en we moeten dit milieubewust doen.”

Gepubliceerd: november 2018


We willen graag onze collega's van de TU Bergakademie Freiberg en Masoud Soleymani Shishvan (TU Delft) bedanken voor hun steun tijdens de veldverzamelingscampagnes.


Contact