Insinöörit
keräävät droonilla näytteitä maastosta
Ympäristötekniikan insinöörit Pekka Forsman ja Antti Kuisma ovat kahden kesän ajan keränneet kasvinäytteitä droonilla. Tuloksista haetaan apua, kun EU haluaa lisätä omavaraisuuttaan kriittisten raaka-aineiden tuotannossa. Tällä hetkellä lähes kaikki harvinaiset maametallit tuodaan Kiinasta.
Kaksi keltakypäräistä miestä seisoo rinnakkain pohjoiskarjalaisessa metsässä ja katsoo taivaalle. Sormet liikkuvat sylissä olevien kauko-ohjainten joystickeillä. Parinkymmenen metrin korkeudesta kuuluu vieno sirkkelin ääni. Muutamassa sekunnissa oksa katkeaa, ja drooni nousee mukanaan puolimetrinen kuusenoksa.
Pekka Forsman ohjaa Walkera V1100 -droonia, jossa on kiinni viisimetrinen hiilikuitusauvoista koostuva varsi. Varren päässä on kanadalaisen Outreach Roboticsin näytteenottolaite, jonka puikoissa on Antti Kuisma.
Näytteenotto vaatii kahden pilotin yhteistyötä. Forsman pitää droonia vakaana, kun Kuisma asettelee heiluvan varren päässä olevaa kouraa oikeaan oksaan.
– Veikkaan, että Suomessa ei tällaista ole moni käyttänyt. Aika paljon käytin aikaa etsimiseen, mutta muita vastaavia ei löytynyt, Kuisma sanoo muutaman vuoden takaisesta urakastaan.
Vähemmän riippuvuutta Kiinasta
Geologian tutkimuskeskus GTK:ssa työskentelevät ympäristötekniikan insinöörit ovat kahtena kesänä keränneet droonilla oksanäytteitä EU-rahoitteisessa projektissa, jossa kehitetään uusia keinoja kriittisten metallien löytämiseen ja pyritään vähentämään riippuvuutta esimerkiksi Kiinan tuotannosta.
Edeltävä viikko meni tien päällä Keski-Euroopassa.
– Jos pääsee Tšekkeihin asti lentämään droonilla, se on ihan hyvä työetu. Onhan tämä mukavaa hommaa varsinkin kivan sään aikaan, Kuisma vahvistaa.
Homma käy kuitenkin ihan oikeasta työstä. Eniten aikaa menee siirtymisiin, purkamiseen, pakkaamiseen ja laitteiden asennukseen.
Työ on yllättävän fyysistä.
– Kuljetusboksit ja drooni eivät ole ihan keveitä. Metsässä kuljetaan pitkiäkin matkoja. Drooniin pitää olla koko ajan näköyhteys, eikä mihinkään saa kompastua, Forsman sanoo.
Ennen jokaista lentoa miesten pitää käydä tarkistamassa ennalta määritetyn näytteenottopisteen ympäristö.
– Ravataan koko ajan metsään ja takaisin, metsään ja takaisin, Kuisma pelkistää.
Lennokki siirtää oksanäytteen
Kun oksanäyte on katkaistu, lennokki kuljettaa sen lähtöpaikalle pressun päälle. Oksista leikataan talteen viimeisen neljän vuoden kasvu. Sen jälkeen näyte kuvataan ja pussitetaan. Yhden päivän aikana näytteitä on kertynyt enimmillään 15.
Maallikko voisi luulla, että näytteenottimen koura ei aina asetu oikeaan oksaan ihan Strömsö-tyyliin. Silloin voi tulla kiusaus laittaa huono osumatarkkuus kaverin piikkiin.
– Yllättävän vähän olemme syytelleet toisiamme. Ei oikeastaan vielä kertaakaan, Kuisma sanoo.
Tarkkuus ja suunnitelmallisuus korostuvat myös kenttäpäivän jälkeen.
– Majoituksessa alkaa toinen protokolla akkujen lataamisessa. Droonissa on kolme akkuparia ja näytteenottimessa sekä kahdessa kauko-ohjaimessa omat akkunsa, Forsman luettelee.
Drooni lentää yhdellä akkuparilla varttitunnin.
– Meillä on aggregaattikin maastossa mukana. Akkuja on koko ajan latauksessa.
Kentällä keväästä syksyyn
GTK:ssa on töissä kolmisenkymmentä insinööriä. Eniten heitä on maanmittaus- ja ympäristötekniikan aloilta.
Pekka Forsman kehuu omaa työtään vaihtelevaksi. Kesäkaudella kalenteri täyttyy maastotöistä. Talvella keskitytään laboratorio- ja toimistotöihin.
– Kenttäkausi alkaa, kun jäät sulavat ja pääsee ottamaan vesinäytteitä. Kausi jatkuu pitkälle syksyyn ja ensimmäisiin pakkasiin.
Kaikkia näytteitä ei kerätä ilmasta käsin. Forsmanin ja Kuisman mukana työskentelevä ympäristötekniikan insinööri Joonas Toivanen kerää näytteitä maaperästä, puiden pihkasta ja kaarnasta sekä alimmista oksista.
Sienet ja neulaset syynissä – haussa apua malminetsintään
Geologian tutkimuskeskus GTK kerää maaperä-, kasvillisuus- ja sieninäytteitä osana kolmivuotista EU-hanketta. DeepBEAT-hankkeessa kehitetään uusia menetelmiä kriittisten ja strategisten metallien etsintään.
Noin viiden miljoonan euron tutkimushankkeen taustalla on EU:n tavoite lisätä omavaraisuuttaan kriittisten raaka-aineiden tuotannossa. Tällä hetkellä esimerkiksi lähes kaikki harvinaiset maametallit tuodaan EU:hun Kiinasta.
Erityisen suuri tarve on metalleille, joita tarvitaan uusiutuvan energian tuotannossa sekä puolustus- ja avaruusteknologian kehittämisessä.
Suomessa hanke keskittyy kobolttiin, kupariin ja nikkeliin. Näytteitä kerätään Saramäen malmiesiintymän alueella Polvijärvellä Pohjois-Karjalassa. Suomen lisäksi näytteitä kerätään Saksassa ja Tšekissä.
Malmin kartoitusta edullisemmin
GTK:n erikoistutkija Sari Romppanen sanoo, että hankkeessa kehitettävillä menetelmillä malmeja voidaan tulevaisuudessa kartoittaa nykyistä nopeammin ja pienemmin ympäristövaikutuksin.
– Emme varsinaisesti etsi malmia, vaan vertaamme tunnetun malmiesiintymän läheisyydestä kerättyjä näytteitä sellaisiin, jotka on otettu alueilta, joissa malmiesiintymiä ei tunneta, Romppanen sanoo.
Taustalla on pyrkimys löytää systemaattisia yhteyksiä kallioperän metallipitoisuuden ja neulasten, pihkan, kaarnan, moreenin tai sienten kemiallisen koostumuksen välillä. Toisin sanoen: ilmeneekö malmin metallipitoisuus myös kasvillisuuden ja pintamaan kemiallisessa koostumuksessa?
Jos kehitystyö onnistuu, bionäytteiden avulla voidaan jatkossa kartoittaa potentiaalisia mineraaliesiintymiä aiempaa vähemmällä työllä, kustannuksilla ja ympäristövaikutuksilla.
Pekka Forsman (vas.) ja Antti Kuisma kiittävät tehtäviään GTK:lla vaihteleviksi. Kenttätyöt keskittyvät sulan maan kaudelle. Droonin lennätyksessäkin miehet aika ajoin vaihtavat tehtäviä.
Outreach Roboticsin DeLeaves-näytteenottolaite painaa 1,5 kiloa. Sen koura pystyy kantamaan enintään kilon painoisen näytteen.
Kuusenoksat lennätetään lentoonlähtöpaikalle, missä niistä leikataan talteen neljän vuoden kasvu.