O fundo do Oceano Pacífico abriga cerca de 30 bilhões de toneladas de cobalto, o equivalente a 3000 vezes as reservas terrestres. Em junho de 2024, o protótipo de veículo de mineração de carga pesada em alto-mar "Kaituo II", desenvolvido de forma independente pela Universidade Jiao Tong de Xangai, atingiu 4102,8 metros de profundidade no Pacífico Ocidental, recuperando com sucesso crostas e nódulos polimetálicos do fundo do mar, estabelecendo 6 recordes no campo da mineração submarina da China.
A "Corrida Azul" da mineração submarina
O fundo oceânico abriga ricos recursos minerais, como nódulos polimetálicos, crostas ricas em cobalto e sulfetos polimetálicos, ricos em materiais-chave importantes como cobre, cobalto, níquel e manganês, com alto valor de aplicação. De acordo com estimativas da Agência Internacional de Energia, até 2030, a demanda global por cobalto será 10 vezes maior do que a atual, podendo chegar a 25 vezes. A União Europeia, Japão, Canadá e outros países já estão competindo no desenvolvimento de tecnologias e equipamentos essenciais para a mineração submarina.
A China possui direitos exclusivos de exploração e prioridade de mineração em 5 áreas internacionais de mineração submarina, com área equivalente a 3 vezes o Mar de Bohai. No entanto, os direitos de exploração também têm "prazo de validade", sendo crucial dominar as tecnologias de desenvolvimento e formar capacidade de desenvolvimento o mais rápido possível. A inovação e o desenvolvimento de equipamentos para a exploração de recursos minerais em alto-mar têm grande significado prático para liderar o desenvolvimento de tecnologias oceânicas de ponta, formar indústrias futuras de exploração em alto-mar e desenvolver novas forças produtivas.
Seis "inovações pioneiras" forjam o "Gigante da Mineração" em alto-mar
O "Kaituo II" tem 6 metros de comprimento, 3 metros de largura, 2,5 metros de altura e pesa 14 toneladas, com profundidade operacional projetada de 6000 metros. Durante os testes de mar de 22 a 26 de junho, o "Kaituo II" completou com sucesso 5 mergulhos consecutivos na área de crostas e nódulos polimetálicos do fundo do mar, atingindo uma profundidade máxima de 4102,8 metros. No final, a equipe conseguiu trazer de volta mais de 200 kg de amostras de minerais de alto-mar, incluindo crostas polimetálicas, nódulos polimetálicos e rochas do leito marinho.
O cientista-chefe dos testes de mar, Professor Yang Jianmin da Escola de Engenharia Naval, Oceânica e Civil da Universidade Jiao Tong de Xangai, explicou que, por muito tempo, a mineração submarina enfrentou três grandes desafios técnicos internacionalmente: primeiro, o terreno extremamente complexo do fundo do mar na área de mineração, dificultando o deslocamento seguro dos equipamentos; segundo, as formas de ocorrência e propriedades físicas dos minerais em alto-mar são complexas e diversas, dificultando a extração e coleta eficientes; terceiro, a dificuldade de lançamento e recuperação segura de equipamentos de carga pesada em alto-mar sob condições de ondas e ventos. O "Kaituo II" resolveu esses problemas de classe mundial com seis tecnologias "pioneiras".
Inovação 1: Tecnologia de deslocamento de alta mobilidade em terrenos submarinos complexos. As quatro esteiras independentes do "Kaituo II" podem ajustar automaticamente a direção e a postura em tempo real de acordo com o terreno real do fundo do mar. Seja em montanhas submarinas íngremes com inclinação superior a 30 graus ou em "lamas" submarinas formadas por sedimentos moles e altamente viscosos, ele pode se deslocar, subir e girar no local sem dificuldades. O veículo de mineração pode perceber autonomamente o ambiente de mineração, sem necessidade de controle manual, com precisão de posicionamento em nível centimétrico.
Inovação 2: Tecnologia de perfuração e extração composta para múltiplos tipos de minérios em alto-mar. As crostas polimetálicas aderem firmemente às rochas do leito inclinado, enquanto os nódulos polimetálicos estão semi-enterrados em sedimentos moles do fundo do mar. O "Kaituo II" pode separar rapidamente as crostas da rocha-mãe e sugá-las eficientemente para o coletor, além de escavar os nódulos semi-enterrados. Um único equipamento se adapta à coleta de dois tipos diferentes de minério, aumentando significativamente a eficiência da mineração submarina e o nível de utilização do equipamento.
Inovação 3: Tecnologia de controle inteligente e preciso para operações de carga pesada em águas profundas. O veículo de mineração possui capacidade de planejamento inteligente de trajetória, rastreamento e desvio de obstáculos, alcançando posicionamento preciso em nível centimétrico mesmo na escuridão total do fundo do mar. A complexa operação de mineração submarina se assemelha mais a um "balé submarino" automatizado e programado.
Inovação 4: Tecnologia de lançamento e recuperação de carga pesada em alto-mar com cabo não metálico. O "Kaituo II" utilizou pela primeira vez um cabo umbilical optoelétrico composto de material não metálico de aramida, rompendo as limitações dos cabos de aço convencionais. Em águas profundas, o peso próprio do cabo de aço excede em muito o do equipamento, impossibilitando o lançamento em profundidades de 5000 a 6000 metros. O cabo não metálico reduziu significativamente o peso próprio do equipamento, permitindo o lançamento e recuperação seguros de equipamentos de carga pesada a 4100 metros de profundidade.
Inovação 5: Tecnologia de monitoramento e avaliação de perturbações ambientais em alto-mar. O veículo de mineração está equipado com um sistema de monitoramento ambiental, realizando monitoramento e avaliação abrangentes dos impactos ambientais, como a geração e dispersão de plumas submarinas e o ruído das operações subaquáticas. Ao buscar o desenvolvimento de recursos, há uma atenção simultânea à proteção ecológica do alto-mar.
Inovação 6: Primeira vez que um veículo de mineração de carga pesada em alto-mar ultrapassa a marca dos 4000 metros de profundidade operacional. Este é o primeiro teste de mineração experimental de recursos minerais em alto-mar realizado por um veículo de mineração de carga pesada nacional a profundidades superiores a 4000 metros.
O caminho para a comercialização de 4000 a 6000 metros
Garantia de recursos estratégicos. As amostras de crostas e nódulos obtidas neste teste de mar apresentam teores de ferro e manganês entre 10% e 20%, e são ricas em metais-chave como titânio, níquel, cério e cobre. Espera-se que o desenvolvimento de recursos minerais em alto-mar alcance avanços significativos nos próximos 10 a 15 anos, viabilizando a exploração e utilização comercial.
Um passo crucial para a mineração comercial. O Professor Yang Jianmin afirmou que a superação da marca dos 4000 metros de profundidade neste teste de mar significa que é possível atingir basicamente a profundidade necessária para a mineração submarina – os recursos minerais em alto-mar geralmente estão localizados entre 2000 e 6000 metros de profundidade, com crostas polimetálicas e sulfetos distribuídos principalmente dentro dos 4000 metros. O "Kaituo II" já possui capacidade preliminar de mineração em escala de engenharia e comercial.
Avançando continuamente para mares mais profundos. Especialistas como Lin Zhongqin e Li Jiabiao, acadêmicos da Academia Chinesa de Engenharia, e Li Maolin, diretor do Laboratório Nacional Chave de Tecnologia de Desenvolvimento e Utilização de Recursos Minerais em Alto-mar, avaliaram que o sucesso do teste de mar do "Kaituo II" marca que a China terá um suporte técnico e garantia de equipamentos mais fortes em pesquisa científica em alto-mar, desenvolvimento de recursos e proteção ambiental. O Professor Yang Jianmin revelou que a equipe continuará a realizar pesquisas tecnológicas aprofundadas, desenvolvendo continuamente a nova geração de equipamentos de carga pesada para operações em alto-mar da série "Kaituo", avançando em direção a maiores profundidades, maior capacidade operacional e níveis mais elevados de inteligência.
Desde o início quase do zero em 2013, passando pelo teste de mar do "Kaituo I" a 1305 metros em 2021, até o "Kaituo II" ultrapassar 4102,8 metros em 2024 – a equipe da Universidade Jiao Tong de Xangai, com mais de uma década de pesquisa independente, colocou a China na vanguarda mundial da tecnologia de alto-mar.