Convertir una semana en un día: Supervisión de minas a cielo abierto con el sistema AU20 LiDAR
La obtención de datos topográficos fiables y precisos para objetivos de control dinámico ha sido durante mucho tiempo un reto para la industria minera. Conscientes de la importancia de proporcionar información esencial a los especialistas en gestión, ingeniería, exploración y operaciones mineras, nos hemos embarcado en la misión de abordar este reto y ofrecer soluciones eficaces para tomar decisiones operativas con conocimiento de causa y lograr una mayor eficiencia.
En el panorama actual, la tecnología LiDAR UAV se perfila como una herramienta fundamental para la exploración, evaluación, desarrollo de minas y explotación de recursos minerales. Esta avanzada tecnología ofrece varias ventajas con respecto a las técnicas topográficas tradicionales, como una recopilación y un procesamiento de datos más rápidos, una mayor precisión, una mayor seguridad operativa y, en última instancia, una base más sólida para la toma de decisiones de gestión y una mejora de la rentabilidad de la inversión.
AFRONTAR EL RETO DE UNA SUPERVISIÓN DINÁMICA EFICAZ EN UNA MINA A CIELO ABIERTO
En este estudio de caso, abordamos los retos de un proyecto dinámico de supervisión de recursos minerales en Mongolia. El objetivo era producir datos de nubes de puntos de gran precisión, mapas ortofotográficos digitales (DOM) y modelos digitales de elevación (DEM) para una extensa mina a cielo abierto que abarcaba una superficie de 3 km2 con una profundidad de 200 metros.
Con un flujo continuo de maquinaria pesada y tráfico constante en la mina, el tiempo era esencial. La actualización periódica de los datos del terreno era fundamental debido al uso de un sistema de conducción auxiliar. El proyecto exigía cumplir plazos estrictos para la supervisión dinámica y proporcionar datos muy precisos, lo que suponía un reto importante.
Los operadores internos y externos han utilizado tradicionalmente estaciones totales, escáneres láser terrestres y antenas RTK GNSS. Sin embargo, estos métodos tardarían aproximadamente una semana en completar la encuesta. Este plazo no cumplía los requisitos, por lo que se necesitaba una solución más eficaz para proporcionar datos precisos.
SUPERAR LAS DIFICULTADES DE LA PROSPECCIÓN DE MINAS CON TECNOLOGÍA AEROTRANSPORTADA
Para alcanzar los objetivos del proyecto, utilizamos la tecnología más avanzada, combinando el UAV BB4, el sistema LiDAR AlphaUni 20 y el software CoPre & CoProcess.
El AlphaUni 20 (o AU20) marca una nueva era en los sistemas cartográficos móviles multiplataforma y rentables de primera clase. Sus excepcionales prestaciones proporcionan datos de calidad superior y aumentan la eficacia de los estudios gracias a su mayor alcance, alta precisión y densidad de datos. La AU20 proporciona nubes de puntos precisas e imágenes de alta resolución para una amplia gama de aplicaciones.
Figura 1: El UAV BB4, el sistema LiDAR AlphaUni 20 y los productos de software de CHCNAV.
En esta aplicación, el sistema LiDAR AlphaUni 20 se combina con el software avanzado de procesamiento de datos CoPre para permitir un modelado conjunto sin fisuras de nubes de puntos e imágenes. Además, el software CoProcess desempeña un papel esencial en la extracción automática y eficaz de las líneas de pendiente superior e inferior. Al comparar datos de varios periodos, permite calcular automáticamente la cantidad de volumen con gran precisión, proporcionando resultados el mismo día de la adquisición de datos.
El proceso general y el calendario de la operación fueron los siguientes:
1) Preparación: unos minutos para instalar el AU20 en el UAV BB4.
Figura 2: El AlphaUni20 instalado en el UAV BB4 para el estudio de una mina a cielo abierto en Mongolia.
2) Aplicación de recogida de datos sobre el terreno 90 minutos para dos misiones aéreas.
La capacidad de exploración de largo alcance del AlphaUni 20 es impresionante, ya que alcanza hasta 1.450 m con un amplio campo de visión (FOV) de 360°. Su capacidad de medición a alta velocidad de 2 millones de puntos por segundo es posible gracias a un espejo de rotación continua de 200 Hz. Esta tecnología garantiza un mayor nivel de detalle en todas las tareas topográficas críticas.
Complementa el AU20 con el UAV BB4, diseñado específicamente para aplicaciones profesionales. Con capacidades de despegue y aterrizaje automáticos, el UAV BB4 agiliza las operaciones y garantiza la facilidad de uso. Su diseño modular con brazos y antenas preinstalados reduce significativamente el tiempo de configuración, permitiendo que la plataforma esté operativa en tan sólo 2 minutos.
3) Procesamiento de datos 160 minutos para el tratamiento de la información.
Figura 3: Tratamiento de datos en el programa CoPre.
Tras la recogida de datos, se recuperó la tarjeta de memoria del AU20 y el software CoPre copió la información de forma automática y sin problemas. El software generó eficazmente datos de nubes de puntos y mapas ortofotográficos digitales (DOM), completando el proceso en aproximadamente 130 minutos.
Figura 4: Los resultados de los datos de la nube de puntos de la zona topográfica.
Figura 5: Mapas ortofotográficos digitales de la zona del emplazamiento topográfico.
El siguiente paso consistió en desnaturalizar y filtrar la nube de puntos mediante el software CoProcess, que generó rápidamente un Modelo Digital de Elevación (MDE) de gran precisión con un solo clic. Sorprendentemente, el procesamiento de los 8 GB de datos de nubes de puntos se completó en sólo 20 minutos.
Figura 6: El Modelo Digital de Elevación del emplazamiento topográfico.
Se generó un modelo de fusión (FUM) que integraba tanto los datos del Mapa Ortofotográfico Digital (DOM) como los del Modelo Digital de Elevación (DEM). Este modelo de fusión permitió identificar con precisión y exactitud las líneas superior e inferior de las pendientes.
Figure7. El modelo de fusión de DOM y DEM para el área del sitio topográfico.
Figura 8: De izquierda a derecha: la comprobación de las líneas de pendiente en CAD; diferentes periodos de análisis de datos y la generación de datos de las líneas de pendiente en CoProcess.
Utilizando los datos de la nube de puntos recogidos a diferentes intervalos, los cálculos de relleno/excavación y volumen total se completaron eficazmente en sólo 10 minutos.
Las capacidades del AU20 permitieron la adquisición perfecta de superficies del terreno y la generación de Modelos Digitales de Elevación (MDE) y Modelos Digitales de Superficie (MDS) precisos, incluso en los entornos más difíciles.
BENEFICIARSE DE DATOS DE ALTA CALIDAD Y DE UNA MEJOR BASE PARA LA TOMA DE DECISIONES
Este proyecto en Mongolia se completó en sólo 2 misiones de vuelo, con un total de 90 minutos para completar la recopilación de datos de todo el sitio de 3 km². En la operación, un equipo de dos personas se encargaba del trabajo de oficina. Un miembro del equipo se encargó del preprocesamiento de datos en CoPre, que tardó aproximadamente 130 minutos en generar datos de nubes de puntos y DOM. Mientras tanto, el otro miembro del equipo utilizó CoProcess para el postprocesamiento de datos, la generación de MDE, la identificación de la línea de pendiente superior e inferior, el cálculo de la cantidad de volumen y otras tareas relacionadas, todo ello completado en unos rápidos 30 minutos.
Gracias a la utilización del sistema LiDAR de largo alcance AU20, este proyecto logró una extraordinaria mejora de 5 veces en la eficacia general de la prospección minera en comparación con los métodos tradicionales.
Con una frecuencia de 2 millones de puntos por segundo, la AU20 reproduce eficazmente la forma de la superficie de la mina, mientras que su repetibilidad de 5 mm garantiza la precisión necesaria para elaborar un mapa topográfico 1:500. La solución implantada proporciona una serie de resultados operativos de incalculable valor, entre ellos:
- Mapas topográficos con fines operativos.
- Datos de alta precisión para permitir la conducción automática de vehículos mineros.
- Sólido apoyo técnico para una supervisión dinámica.
- Mayor eficacia y fiabilidad en la toma de decisiones, reduciendo los riesgos de seguridad para el personal y los equipos.
Las soluciones innovadoras de topografía y cartografía, como la AU20 de CHC Navigation, brindan oportunidades inigualables a las empresas y organizaciones gubernamentales para mejorar significativamente el rendimiento de los proyectos en términos de tiempo, coste y calidad.
CHC Navigation y sus socios locales están a su disposición para hablar de sus retos operativos. Agradecemos sus preguntas y esperamos explorar cómo nuestra experiencia puede beneficiar a su organización.
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Acerca de CHCNAV
Fundada en 2003, CHC Navigation (CHCNAV) crea innovadoras soluciones de navegación y posicionamiento GNSS para hacer más eficiente el trabajo de los clientes. Los productos y soluciones de CHCNAV cubren múltiples industrias como la geoespacial, la construcción, la agricultura y la marina. Con una presencia mundial y distribuidores en más de 120 países y más de 1.700 empleados, CHC Navigation está reconocida como una de las empresas de más rápido crecimiento en el campo de la tecnología geomática. Para más información sobre CHC Navigation [Huace:300627.SZ], visite: https://chcnav.com/es/about-us/overview
2023-08-14