La obtención de datos topográficos fiables y precisos para objetivos de supervisión dinámicos 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 informadas y lograr una mayor eficiencia.
En el panorama actual, la tecnología LiDAR UAV está emergiendo como una herramienta crítica para la exploración, evaluación, desarrollo y explotación de recursos minerales. Esta avanzada tecnología ofrece varias ventajas con respecto a las técnicas topográficas tradicionales, entre las que se incluyen 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.
SUPERAR EL RETO DE UNA SUPERVISIÓN DINÁMICA EFICAZ EN UNA MINA A CIELO ABIERTO
En este estudio de caso, abordamos los retos de un proyecto de supervisión dinámica de recursos minerales en Mongolia. El objetivo era producir datos de nubes de puntos de alta precisión, mapas ortofotográficos digitales (DOM) y modelos digitales de elevación (DEM) para una extensa mina a cielo abierto que cubría un área 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 la entrega de datos de gran precisión, lo que suponía un reto importante.
Los operadores internos y externos han utilizado tradicionalmente estaciones totales, escáneres láser terrestres y antenas GNSS RTK. Sin embargo, estos métodos tardaban aproximadamente una semana en completar el estudio. Este plazo no cumplía los requisitos y se necesitaba una solución más eficaz para proporcionar datos precisos.
SUPERAR LAS DIFICULTADES DE LA TOPOGRAFÍA 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 (AU20) representa una nueva era en sistemas cartográficos móviles multiplataforma, rentables y de alta calidad. Sus excepcionales capacidades proporcionan datos de calidad superior y aumentan la eficiencia de los levantamientos gracias a su mayor alcance, alta precisión y densidad de datos. El AU20 proporciona nubes de puntos precisas e imágenes de alta resolución para una amplia gama de aplicaciones.
Figura 1. UAV BB4 UAV BB4, sistema LiDAR AlphaUni 20 y 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. Mediante la comparación de datos multiperiodo, permite el cálculo automático de alta precisión de la cantidad de volumen, 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. AlphaUni20 instalado en el UAV BB4 para el estudio de la mina a cielo abierto en Mongolia.
2) Recogida de datos sobre el terreno: 90 minutos para dos misiones aerotransportadas.
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°. Sus capacidades de medición de alta velocidad de 2 millones de puntos por segundo son posibles gracias a un espejo de rotación continua de 200 Hz. Esta tecnología garantiza un mayor nivel de detalle en todas las tareas topográficas críticas.
El AU20 se complementa con el UAV BB4, diseñado explícitamente 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. Procesamiento de datos en el software CoPre.
Tras la recogida de datos, se recuperó la tarjeta de memoria de la AU20 y el software CoPre copió la información de forma automática y sin problemas. El software generó eficientemente los datos de la nube de puntos y los mapas ortofotográficos digitales (DOM), completando el proceso en aproximadamente 130 minutos.
Figura 4 Resultados de los datos de la nube de puntos de la zona topográfica.
Figura 5. Mapas ortofotográficos digitales de la zona estudiada.
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, los 8 GB de datos de la nube de puntos se procesaron en sólo 20 minutos.
Figura 6 Modelo digital de elevación de la zona de medición.
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 los taludes.
Figura 7. Modelo de fusión de DOM y DEM para el área del emplazamiento topográfico.
Figura 8. De izquierda a derecha. De izquierda a derecha: comprobación de las líneas de pendiente en CAD; diferentes periodos de análisis de datos y generación de datos de líneas de pendiente en CoProcess.
Mediante el uso de los datos de la nube de puntos recogidos en diferentes intervalos, los cálculos de relleno/excavación y volumen total se completaron eficientemente en sólo 10 minutos.
Las capacidades de la AU20 permitieron la adquisición sin fisuras de superficies del terreno y la generación de precisos Modelos Digitales de Elevación (MDE) y Modelos Digitales de Superficie (MDS), 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 tan sólo 2 misiones de vuelo, necesitando un total de 90 minutos para completar la recogida de datos de todo el emplazamiento de 3 km². La operación contó con un equipo de dos personas que se encargó 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 los datos, la generación del 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 30 minutos.
Gracias al uso del sistema LiDAR de largo alcance AU20, este proyecto logró una extraordinaria mejora de 5 veces en la eficiencia general de la prospección minera en comparación con los métodos de prospección tradicionales.
Con una frecuencia de 2 millones de puntos por segundo, el AU20 reproduce eficazmente la forma de la superficie de la mina, mientras que su repetibilidad de 5 mm garantiza la precisión necesaria para producir un mapa topográfico 1:500. La solución implementada proporciona una serie de resultados operativos de valor incalculable, entre los que se incluyen:
- mapas topográficos con fines operativos;
- datos de alta precisión para permitir la conducción automática de los vehículos de la mina
- un sólido soporte técnico para la supervisión dinámica
- mayor eficacia y fiabilidad en la toma de decisiones, lo que reduce los riesgos para la seguridad del personal y los equipos.
Las soluciones innovadoras de topografía y cartografía, como el 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 analizar sus retos operativos. Agradeceremos sus preguntas y esperamos explorar cómo nuestra experiencia puede beneficiar a su organización.
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Acerca de CHCNAV
CHC Navigation (CHCNAV) crea soluciones innovadoras de cartografía, navegación y posicionamiento 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 1.700 empleados, CHC Navigation está reconocida hoy como una de las empresas de tecnologías geomáticas de más rápido crecimiento.
