Las operaciones topográficas eficaces y tempranas son cruciales para el ciclo de vida de los proyectos mineros.
En la primera fase del proceso de exploración minera, principalmente en el caso del carbón, la eficacia de las operaciones topográficas repercutirá en las 5 fases típicas del ciclo de vida minero (exploración, descubrimiento, desarrollo, producción y recuperación). Durante esta etapa, las empresas mineras contratan a geólogos para que determinen la composición de la superficie terrestre y estudien su geología para localizar minerales. Un geólogo minero cartografía la ubicación de los yacimientos minerales y utiliza fotografías aéreas, mapas de campo y estudios geológicos para determinar dónde y cuánto de un mineral se presenta en el yacimiento.
En la actualidad, existe una amplia gama de instrumentación digital que ayuda a las empresas del carbón a acelerar la exploración y el desarrollo de las minas y, al mismo tiempo, a obtener una ventaja competitiva. Los sistemas de aeronaves no tripuladas y los escáneres LiDAR con GNSS de calidad industrial e IMU de alta precisión son tecnologías que abordan los retos de proporcionar datos geográficos precisos, visualización y modelos tridimensionales de la superficie terrestre en formato digital 3D en un tiempo mínimo.
¿Cómo contribuyeron el UAV P330 Pro VTOL y el AlphaAir 450 LiDAR a la recopilación eficaz de datos para medir el volumen de una mina a cielo abierto en Indonesia?
Figura 1. Soluciones de CHCNAV utilizadas durante el proyecto de exploración minera en Indonesia.
- El UAV P330 Pro permite realizar prospecciones aéreas a pequeña y gran escala con una calidad de datos extrema y un ahorro de costes y tiempo. Viene con una estación de control en tierra (GCS) portátil para el control remoto y la comunicación entre el dron y el operador. Dispone de modos de navegación manual y automática. Las capacidades de despegue y aterrizaje vertical lo convierten en un dron especialmente cómodo de manejar y transportar.
- AlphaAir 450, un sistema ligero y robusto que integra un LiDAR de alto rendimiento con una cámara profesional de calidad industrial de 26 MP y un sistema de navegación inercial de alta precisión para una recogida de datos de calidad.
- Además del UAV y el LiDAR, se utilizaron el receptor GNSS CHCNAV i50 y el software de pre y postprocesamiento suministrado con el AA450. Se utilizó Global Mapper, un software de terceros, para obtener el cálculo final del área medida en este proyecto.
¿Cuáles son las principales ventajas de la solución utilizada en el proyecto?
1. Alta eficiencia y precisión: cubrir más de 5 km² por misión con un error inferior a 5 cm.
2. Precisión LiDAR en zonas con vegetación: permite el levantamiento de la superficie real del terreno, incluyendo estructuras que podrían pasar desapercibidas con otros métodos de levantamiento debido a la densa vegetación.
3. Fácil de usar: funcionamiento con un solo botón y vuelo automático.
4. Seguridad para el personal de campo: no es necesario transportar el instrumento para inspeccionar toda la zona.
5. Resultados rápidos: la medición de la gran superficie puede realizarse en un día.
¿Qué precauciones deben tomarse antes de inspeccionar un terreno con un dron?
Al inspeccionar una nueva zona para el desarrollo de una mina, es necesario prestar atención a los siguientes aspectos:
1. Tráfico: conocer la situación del tráfico en la zona, carreteras, ferrocarriles, aeropuertos, etc., es necesario para programar adecuadamente la logística de los equipos durante las operaciones de campo.
2. Población:investigar las comunidades urbanas y rurales que viven en la zona, incluyendo su cultura, costumbres y hábitos lingüísticos, para prevenir cualquier dificultad durante la operación.
3. Condiciones geográficas : cuando la encuesta se realiza en zonas montañosas con tipos y características de terreno complejos, el conocimiento del terreno es esencial para la misión.
4. Condiciones meteorológicas : los parámetros clave son el viento, la lluvia, la niebla, la temperatura y la presión atmosférica. Las estadísticas históricas pueden indicar el número de meses y días operativos en la región de medición, proporcionando una base para planificar las operaciones de vuelo.
¿Cuáles son los principales pasos que hay que dar para realizar un estudio cartográfico con un UAV?
La preparación está relacionada principalmente con el establecimiento de puntos de control, el diseño de la trayectoria de vuelo del dron en el software y la instalación de una estación base GNSS.
Figura 2 El equipo de topografía de Indonesia prepara el P330 Pro y el AA450 LiDAR para la topografía aérea.
La ruta del levantamiento puede planificarse de antemano en la oficina o directamente sobre el terreno. Al diseñar la ruta, se pueden determinar los parámetros clave en función de los requisitos y, a continuación, se establecen los parámetros de vuelo en el software. Por ejemplo, al diseñar la trayectoria del UAV, la velocidad suele ser inferior a 18 m/s, la longitud de la trayectoria es superior a 1.000 m y la altura relativa puede ser superior a 200 m.
Figura 3. Planificación de la trayectoria del UAV P330 Pro.
Debe instalarse una estación base GNSS antes del proceso de adquisición de datos para garantizar un posicionamiento preciso. Si existe una fuente de corrección RTK dentro del área de vuelo, como una red GNSS RTK local, puede utilizarse para eliminar la necesidad de instalar una estación base terrestre local. Cuando se espera una gran precisión, se recomienda limitar el radio entre el UAV y la estación base a un máximo de 5 km.
Figura 4: Instalación sobre el terreno de un receptor GNSS i50 de alta precisión.
Cuando todo está listo, y antes de cada reconocimiento operativo, se realiza una prueba de vuelo del UAV sin carga útil para confirmar el rendimiento del vuelo.
Cómo procesar los datos brutos de nubes de puntos recogidos por un escáner LiDAR?
Una vez finalizado el levantamiento, el sistema LiDAR debe permanecer inmóvil durante 3 minutos. A continuación, se pueden descargar y procesar los datos sin procesar. Normalmente, un sistema LiDAR puede obtener los siguientes datos en un solo vuelo:
1. Datos de la estación de referencia GNSS, los datos GNSS obtenidos por la estación base.
2. Datos POS, incluye principalmente los datos GNSS y los datos IMU del AA450.
3. Datos de escaneo láser.
4. Imágenes tomadas por la cámara.
Los datos POS se procesan en el módulo POS de CoPre, un paquete de software potente y altamente configurable que puede procesar todos los datos GNSS e IMU disponibles, proporcionando información de navegación combinada de alta precisión, incluyendo posición, velocidad y altitud. El siguiente paso consiste en la generación de nubes de puntos mediante la fusión de los datos láser sin procesar y las fotografías con los datos POS y la posterior creación de un archivo LAS basado en el sistema de coordenadas WGS84.
Figuras 5 y 6: Segmentos de nubes de puntos recogidos por P330 Pro y AA450 en el lugar y procesados en el software CoPre.
Cómo calcular una cubatura y determinar las características del emplazamiento a partir de un levantamiento LiDAR aerotransportado?
Para el cálculo del volumen se utilizó Global Mapper (un software de terceros). El proceso de cálculo se basó por completo en los datos importados de nubes de puntos recogidos por el P330 Pro y el AA450 y procesados en el software CHCNAV. Se determinaron las características del emplazamiento y los datos finales se obtuvieron generando un modelo de malla y utilizando la interfaz de cálculo de volúmenes.
Figura 7. Cálculo del volumen del yacimiento minero. Cálculo del volumen del yacimiento minero.
En este proyecto se utilizaron soluciones de prospección aerotransportada para obtener la información real de toda la zona. Se cartografió la superficie y se calculó el volumen total de la zona. Sin embargo, las soluciones de cartografía móvil de CHCNAV van mucho más allá, ya que nuestras herramientas LiDAR pueden detectar eficazmente la geología oculta de la superficie y controlar el hundimiento del terreno.
Desde la exploración hasta la explotación de recursos minerales, la adquisición de información topográfica de gran precisión es fundamental para la seguridad y el éxito de cualquier proyecto; en última instancia, repercutirá en su eficacia operativa general.
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Acerca de CHCNAV
CHC Navigation (CHCNAV) crea soluciones innovadoras de navegación y posicionamiento GNSS para que el trabajo de los clientes sea más eficaz. Los productos y soluciones de CHCNAV abarcan múltiples sectores, como el geoespacial, la construcción, la agricultura y la marina. Con presencia en todo el mundo, distribuidores en más de 120 países y más de 1.500 empleados, CHC Navigation está reconocida hoy como una de las empresas de tecnologías geomáticas de más rápido crecimiento.
