Kaivosten odotetaan olevan aiempaa turvallisempia, kestävämpiä, läpinäkyvämpiä sekä paremmin yhteensovitettuja ympäristön ja yhteiskunnan tarpeiden kanssa. Tässä muutoksessa uudet mittaus- ja havainnointiteknologiat, kuten satelliittikaukokartoitus, droonipohjaiset sensorit ja tehokas, tekoälyä hyödyntävä datan analysointi ovat keskeisessä roolissa.
Kaivostoimintaan liittyy jatkuvaa luonnonvarojen paikantamista ja mittausta, kaivostoiminnan ohjausta sekä tuotannon ja riskien hallintaa. Sensoreilla ja analytiikalla pääsemme ympäristömme ja materiaalien ilmiöihin kiinni. Teknologinen kehitys tällä alueella onkin viime vuosina ollut nopeaa: aiemmin lähes yksinomaan tutkimuskäytössä olleet menetelmät ovat siirtymässä osaksi kaivosten arkea. Oulun yliopisto ja VTT ovat osallistuneet Euroopan laajuisiin tutkimusprojekteihin, joissa tutkitaan uusien teknologioiden sovelluksia kaivoistoiminnan elinkaaren eri vaiheissa.
Pääsemme julkaisemaan verkossa ja myöhemmin painettuna teoksena Earth Observations and Proximity Sensing Technologies: Enhancing Safety, Sustainability and Efficiency in Mining Operations -kirjan, joka kokoaa yhteen tutkijoiden ja asiantuntijoiden uusinta, projektien tuloksena syntynyttä tutkimustietoa aiheesta. Satelliittikuvat, tutkamittaukset, lennokkien tuottama data muodostavat yhdessä monitasoisen kokonaisuuden, jonka avulla kaivosympäristöjä voidaan tarkastella sekä laajassa mittakaavassa että hyvin yksityiskohtaisesti. Tämä mahdollistaa kaivosten elinkaaren hallinnan entistä paremmin aina malminetsinnästä toimintaan, sulkemiseen ja jälkihoitoon asti. Lopulta kyse ei ole pelkästään uusista teknologioista, vaan kyvystä havaita olennaista yhä monimutkaisemmasta toimintaympäristöstä.
Keskeinen kysymys on yksinkertainen: miten kaivostoimintaa voidaan käytännössä parantaa? Tämä kysymys oli lähtökohtana Horizon 2020 -ohjelman GoldenEye-hankkeelle sekä Horizon Europe ohjelman AGEMERA- ja GoldenRAM-hankkeille, joissa tutkimusorganisaatiot, yliopistot, yritykset, pk-yritykset ja teknologiakehittäjät yhdistivät voimansa kehittääkseen ja validoidakseen uusia mittaus- ja monitorointiratkaisuja kaivosympäristöihin. Näissä hankkeissa Oulun yliopisto ja VTT ovat tuottaneet merkittäviä pilotointeja ja kenttäkokeita Suomessa ja eripuolilla Eurooppaa.
GoldenEye-, AGEMERA- ja GoldenRAM- hankkeet osoittavat myös laajemman ja usein vähemmälle huomiolle jäävän näkökulman: yliopistot ja tutkimusorganisaatiot eivät ole pelkästään tieteellisiä toimijoita, vaan arvokkaita kumppaneita yrityksille, pk-yrityksille, järjestöille ja muille organisaatioille, jotka haluavat osallistua eurooppalaiseen yhteistyöhön ja innovaatiohankkeisiin. Kansainvälisissä konsortioissa hyvin erikokoiset toimijat voivat tuoda mukaan omaa erityisosaamistaan, hyödyntää tutkimus- ja testausympäristöjä sekä kehittää ratkaisuja, joita olisi vaikea saavuttaa yksin.
Teknologisesta näkökulmasta hankkeen keskeinen ajatus voidaan tiivistää yhteen lauseeseen: Kaivostoiminnan seuraava kehitysaskel on siirtyminen yksittäisiin näytteisiin perustuvasta toimintamallista tuotannon ja ympäristön seurannassa kohti jatkuvaa monitorointia ja tilannetietoisuutta, joka ulottuu myös kaivoksen sulkemisen jälkeiseen seurantaan. Tämä heijastaa kasvavaa ymmärrystä siitä, että kaivostoimintaa ei tulisi nähdä yksittäisenä teollisena vaiheena, vaan pitkän aikavälin järjestelmänä, jonka ympäristöön, teknologiaan ja yhteiskuntaan liittyvät vaikutukset ulottuvat paljon itse louhintavaihetta pidemmälle.
Perinteisesti kaivostoiminnan päätökset ovat perustuneet suhteellisen harvoihin havaintoihin, kuten kairauksiin, yksittäisiin mittauksiin ja määräajoin tehtävään seurantaan. Vaikka nämä menetelmät ovat edelleen keskeinen osa kaivostoimintaa, ne tarjoavat usein vain hetkellisiä näkymiä monimutkaisiin geologisiin ja ympäristöllisiin prosesseihin.
Kirjassamme tutkittiin useiden tutkimus- ja käyttötapausten kautta, kuinka satelliitti- ja drone-pohjaiset mittaukset, maanalaiset tai paikalliset sensorijärjestelmät, hyperspektriteknologiat, GNSS-paikannus sekä tekoälyä hyödyntävät analyysimenetelmät voidaan yhdistää tuottamaan jatkuvampaa ja kokonaisvaltaisempaa ymmärrystä kaivosympäristöistä. Tavoitteena on täydentää perinteisiä tutkimus- ja mittausmenetelmiä rakentamalla yksittäisten tilannekuvien sijaan monitasoinen, jatkuvasti päivittyvä tilannekuva. Näin voidaan tunnistaa riskejä aikaisemmin, kohdentaa tutkimuksia tehokkaammin, parantaa ympäristöseurantaa sekä tukea päätöksentekoa koko kaivoksen elinkaaren ajan.
Julkaisumme yhdistää tieteellisiä tutkimuksia, teknologisia demonstraatioita sekä käytännön kaivostoiminnasta kerättyjä eurooppalaisia esimerkkitapauksia. Erityisen arvokasta on, että teos tarkastelee teknologioiden teoreettisten mahdollisuuksien lisäksi niiden käyttöönoton edellytyksiä ja toimivuutta todellisissa ympäristöissä.
Aihetta esiteltiin hiljattain Euroopan geotieteiden unionin EGU yleiskokouksessa Wienissä, jossa keskustelu korosti sitä, kuinka nopeasti kaivosalan teknologiat ovat siirtymässä kohti integroituja ja datalähtöisiä toimintamalleja. Tuloksista nousee esiin selkeä viesti: vastuullinen kaivostoiminta perustuu yhä enemmän parempaan havainnointiin, parempaan datan yhdistämiseen sekä syvempään ymmärrykseen niistä ympäristöistä, joissa kaivostoimintaa harjoitetaan. Tulevaisuuden kaivostoiminta perustuu yksittäisten näytteiden sijaan jatkuvaan havainnointiin, jossa satelliitit, droonit, sensoriverkostot ja tekoäly muodostavat kokonaisvaltaisen tilannekuvan turvallisemman, tehokkaamman ja vastuullisemman kaivostoiminnan tueksi koko elinkaaren ajan.
Hanketoiminta osoitti, että innovaatiot syntyvät tehokkaimmin tutkimusorganisaatioiden ja yritysten yhteistyössä yli toimiala- ja maarajojen. Tutkimusyhteistyö tarjoaa ratkaisuja etsiville organisaatioille väylän uusiin teknologioihin, yhteiseen kehittämiseen ja eurooppalaisiin hankkeisiin teknisten, ympäristöön liittyvien, digitalisaation, monitoroinnin ja kestävyyden haasteiden ratkaisemiseksi. Kaivostoiminnassa, ympäristömonitoroinnissa, energiajärjestelmissä, digitalisaatiossa ja kiertotaloudessa yhteistyö voi muuttaa käytännön haasteet kansainvälisiksi kehitysmahdollisuuksiksi.
Julkaisu
Paavola, M., Kotavaara, O., Bogdanov, K., Knobloch, A., Gusat, D., & Joutsenvaara, J. (Eds.) (2026). Earth Observations and Proximity Sensing Technologies: Enhancing Safety, Sustainability and Efficiency in Mining Operations. Geological Society, London, Special Publications, 559(1).
Kirjoittajat
Oulun yliopiston Kerttu Saalasti Instituutti, Alueellisen erinomaisuuden tutkimusryhmä:
Jari Joutsenvaara, FM, kehityspäällikkö
Ossi Kotavaara, FT, dosentti, tutkimusjohtaja
VTT, Teknologian tutkimuskeskus, Optiset mittaukset:
Marko Paavola, TT, dosentti, johtava tutkija
Tutkittua tietoa ja havaintoja yrittäjämäisellä sydämellä.
Kerttu Saalasti Instituutin blogissa kirjoitetaan instituutin tutkimusryhmien aiheista, yrittäjyyskoulutuksesta sekä instituutin yleisistä aiheista. Kirjoittajina alojen tutkijat, asiantuntijat ja verkostojen jäsenet.