informe geotecnologías

7/26/2019 Informe Geotecnologas

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Universidad Tcnica Federico Santa MaraMIN233

INFORME GEOTECNOLOGASFelipe AnsaldoGerardo BarrientosCamila Fuentes


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UNIVERSIDAD T CNICA FEDERICO SANTA MAR A

DEPARTAMENTO DE METALRGICA Y MATERIALES

ContenidoIntroduccin ........................................................................................................................................ 1

Objetivos ............................................................................................................................................. 1

Objetivo general: .................................................................................................................... 1

Objetivos especficos: ............................................................................................................. 1

Estado del arte .................................................................................................................................... 2

SRTM (Shuttle Radar Topography Mission)....................................................................................... 3

Errores ............................................................................................................................................. 4

Versiones de SRTM ......................................................................................................................... 5

SRTM Versin 1 ................................................................................................................... 5

SRTM Versin 2 ................................................................................................................... 5

SRTM Versin 3 ................................................................................................................... 5

SRTM Versin 4 ................................................................................................................... 5

Interferometra ............................................................................................................................... 5

Aplicaciones .................................................................................................................................... 5

Tecnologa Lidar .................................................................................................................................. 6

Aerotransportada: .......................................................................................................................... 7

Topogrficos ....................................................................................................................... 7

Batimtricos ........................................................................................................................ 7

Terrestre: ........................................................................................................................................ 8

Mvil ................................................................................................................................... 8

Esttica ................................................................................................................................ 8

UAV ..................................................................................................................................................... 9

Sensor Hiperespectral: ......................................................................................................... 10

Sensor Multiespectral: ......................................................................................................... 10

Sensor LIDAR: ........................................................................................................................ 11

Ortofotos ............................................................................................................................... 12 Ortofotos Multiespectrales .................................................................................................. 12

Termografa Areas .............................................................................................................. 13

Modelo digital de elevacin (MDE)...................................................................................... 13

Escner Laser .................................................................................................................................... 15

Metodologa: ................................................................................................................................ 15


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Aplicaciones principales ............................................................................................................... 15

Ingeniera Inversa: ............................................................................................................ 15

Anlisis de deformacin: .................................................................................................. 16

Modelamiento 3D de plantas industriales: ..................................................................... 16

Medicin de tnel:............................................................................................................ 16

Minera a rajo abierto: ..................................................................................................... 16

Minera subterrnea: ........................................................................................................ 16

Minerastock piles: ........................................................................................................ 16

Control arquitectnico: .................................................................................................... 16

Tipos: ............................................................................................................................................. 16

Escner lser de alta precisin: ........................................................................................ 16

Escner lser de largo alcance: ........................................................................................ 16

Escner lser de ultra largo alcance:................................................................................ 16

Escner lser mvil terrestre: .......................................................................................... 16

Conclusiones ..................................................................................................................................... 17

Bibliografa ........................................................................................................................................ 19


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Introduccin

El hombre desde sus inicios ha buscado poder orientarse y representar su entorno, es por ello que

se han generado distintos mtodos para lograr tal objetivo. Esto va de la mano con los alcances

tecnolgicos que se tiene, en un principio, solo se representaba en entorno en base a la observacin,sin embargo, a medida que los conocimientos matemticos, especficamente geomtricos, fueron

avanzando las representaciones comenzaros a ser cada vez ms fiables.

El primer gran avance en lo que respecta a representacin del entorno fue la topografa en terreno,

la cual se denomina como topografa clsica, gracias a los avances actuales de los conocimientos

cientficos e ingenieriles, se pueden encontrar variadas tecnologas que en parte han logrado

reemplazar a la topografa clsica. Esto debido a que estas tecnologas son ms eficaces en la captura

de datos y ms importante en el tiempo que requieren para tal tarea, cabe mencionar en ocasiones

es incluso ms econmica.

Se identifican tres tecnologas que permiten obtener datos topogrficos con alto grado de eficacia,estas son SRTM, tecnologa LIDAR y UAV, las cuales sern profundizadas a continuacin.

Tales tecnologas, son aplicables a la minera, en la cual se requiere de abarcar grandes extensiones

de terreno, en lo posible en un tiempo reducido y que sean de bajo costo, aunque cabe mencionar

que el costo depende del nivel de ingeniera.

Objetivos

Objetivo general:

o Analizar y comprender la metodologa y aplicaciones de las tecnologas de captura

de datos.

Objetivos especficos:

o Relacionar las nuevas tecnologas de captura de datos con la minera.

o Determinar tecnologa de acuerdo al nivel de ingeniera.


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Estado del arte

Todo proyecto o planificacin a gran nivel o que abarca varios campos, se deben utilizar

metodologas y tecnologas para llevar a cabo los objetivos que se tienen, minimizando costos y

siendo sustentables con el medio ambiente. Adems, en el ltimo siglo y dcadas se hanimplementado y han creado nuevas tecnologas para poder facilitar el desarrollo del proyecto.

Basndonos en un caso en particular como lo es la minera, cada vez se han implementado ms

tecnologas y metodologas creando proyectos de gran envergadura, sustentables con el medio

ambiente y a dems sostenible a lo largo del tiempo. Sin embargo, hay diferentes factores que se

deben tener en cuenta en la actualidad, dejando de lado en primera instancia los prejuicios que se

tienen a utilizar nuevas cosas, con esto ya se puede generar un cambio en cualquier proyecto, ya

sea greenfield o brownfield.

Para llegar a utilizar las tecnologas se debe conocer el plan minero que se quiere llevar a cabo,

partiendo por la georreferenciacin del terreno, este trmino alude a la tcnica de posicionamientoespacial de un cuerpo en una localizacin geogrfica especfica y bien definida en un sistema de

coordenadas y datum especficos, que generalmente reflejan los planos cartesianos X, Y y Z, para

establecer altura, groso y ancho del cuerpo en estudio, el datum WGS84 es el utilizado

mundialmente y es el recomendado para realizar proyectos entre diferentes pases. De esta forma

teniendo un punto de referencia conocido ya se puede atar este dato a una red geodsica, la cual

es un conjunto de puntos ubicados en la superficie terrestre, estos determinan la latitud, longitud y

elevacin mediante el uso del GPS logrando que todos los datos queden en un solo sistema de

referencia y no estar perdidos en el espacio.

Estando ya en terreno firme y conociendo el nivel de ingeniera, se puede analizar la tecnologa de

captura de datos, siendo en minera una de las ms requeridas es el vuelo LIDAR, por su granprecisin, velocidad y abarca reas de gran tamao, sta es ideal para una ingeniera de detalle. Sin

embargo, si se requieren estudios menos especficos o no se requiere de gran precisin, se puede

utilizar SRTM, siendo esta tecnologa una de las ms desconocidas por el campo minero y teniendo

como gran ventaja que sus datos se pueden descargar de forma gratis y se pueden ahorrar una

cantidad considerable de dinero, tiempo y recursos, entregando datos con una buena precisin. Por

otro lado, si se busca cubrir grandes extensiones an nivel de ingeniera conceptual sin un alto costo

es recomendable la utilizacin de los UAV, considerando que trabajan en base a fotografas de igual

manera tienen la precisin y detalle requerido.


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SRTM Shuttle Radar Topography Mission)

Esta misin se llev a cabo para obtener un modelo digital de elevacin mundial entre 56 S y 60 N,entregando una completa base de datos topogrficos de alta resolucin y calidad de la Tierra. SRTM

fue llevaba a cabo por la NASA National Aeronautics and Space Administration), DLR (GermanAerospace Center), ASI (Agencia Espacial Italiana) y el NGA (National Geoespatial IntelligenceAgency). Es considerado como el mapeo tridimensional ms preciso y extenso de la superficieterrestre.

Fig. 1: representacin del SRTM capturando datos.

Consiste en un sistema radar que vol a bordo de un trasbordador espacial, para obtener los datosde elevacin topogrfica, el sensor SRTM llevaba dos reflectores de radar SIR-C y X-SAR separadosentre s por un mstil de 60metros. ste utiliza interferometra RADAR desde el espacio.

El modelo digital de elevacin es una representacin visual y matemtica de la altura con respecto

al nivel medio del mar, que accede a caracterizar las formas del relieve, este modelo entrega datosde tipo rster, que tienen diferente resoluciones respecto a la ubicacin, es decir para EstadosUnidos la solucin espacial de los datos es de 1 arco de segundo (se refiere a que tienen 30 metrosde resolucin por pixel, es decir, se encuentra a 30 metro en el Ecuador) mientras que para el restodel mundo es de 3 arcos de segundo (90 metros de resolucin por pixel). Estos datos tienen unaprecisin espacial con error de altura vertical de 7 metros y error horizontal global de 10 metros.


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Fig. 2: comparacin de las resoluciones de distintos radares, en la cual se observa que la

mejor la posee el SRTM.

Errores

Es importante sealar que esta tecnologa tambin tiene errores, por ejemplo, hay zonas que

quedan vacas, es decir ocurre una prdida de datos; esto ocurre por las especificaciones tcnicas

del sensor, caractersticas topogrficas propias del terreno como pendientes, cuerpos de agua, su

orientacin y forma (regiones montaosas y desrticas). Para la correccin de estos vacos se utilizan

tcnicas de interpolacin y as proporcionar superficies continuas de elevacin. La metodologa

utilizada para corregir estos errores es la descrita por Reuter et al; en donde se importan y se unen

los tiles de 1 grado en formato ArcGRID, luego se llenan los vacos y se limpia la superficie

descartando valores muy altos y muy bajos y finalmente se interpola aplicando diferentes mtodos

relacionados con el tamao de vaco de informacin y a la forma del terreno.

Fig. 3: Representacin de una zona con prdida de datos vs la misma zona corregida.


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Versiones de SRTM

Hay diferentes versiones de SRTM de acuerdo a las diferentes caractersticas o errores asociados.

SRTM Versin 1: primera banda realizada que fue distribuida con diferentes

resoluciones, 1 arc-seg para Estados Unidos y 3 arc-seg para el resto del mundo.

SRTM Versin 2:se incluyeron datos de Modelo Digital de Elevacin para Australia

y pequeas islas en los ocanos Pacfico, ndico y Atlntico.

SRTM Versin 3:para cortar las lneas de la costa y cuerpos de agua se utiliza la

base de datos SWBD y un DEM para llenar vacos.

SRTM Versin 4: se realizar tcnicas de interpolacin para llenar vacos de

informacin con ayuda de un DEM auxiliar y SRTM30 para llenar grandes espacios

vacos.

Interferometra

Es una tecnologa que permite la medicin de grandes distancias con la mxima precisin generandoimgenes tridimensionales de la superficie de la Tierra. Este mtodo aplica el fenmeno deinterferencia de ondas, basndose en dos rayos de luz o dos conjuntos de seales radar con loscuales se forma un patrn de interferencia

Aplicaciones

Sus aplicaciones son diversas, se ocupan especialmente para los campos relacionados con lageomtica o ingenieriles, sin embargo, para la minera son de gran utilidad, ya que sirven desde lafase de exploracin entregando con sus imgenes un Modelo Digital de Terreno (MDT), los cualesson esenciales para cualquier proyecto de minera, de esta forma se pueden realizar anlisisestructurales, hidrolgicos, usos de suelos y poder seleccionar algn rea para estudiarla en detalle.Cabe mencionar que esta tecnologa no es compatible para todos los tipos de ingeniera, debido asu precisin y a lo que requiera el nivel de ingeniera, sin embargo, es una gran opcin, pues estasimgenes estn publicadas de forma gratuita, por lo que puede ser un ahorro significativo para algntipo de proyecto.

Fig. 4: modelo digital de terreno obtenido con datos entregados por el SRTM


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Tecnologa Lidar

LIDAR es una tecnologa de teledeteccin lser, que integra las tecnologas GPS, Sistema de

Navegacin Inercial (INS) y sensor lser; se utiliza para la obtencin de datos de altimetra. Estos

datos son utilizados para definir la superficie del terreno, generando Modelos Digitales de Elevacin(MDE) y Modelos Digital de Terreno (MDT). El levantamiento LIDAR se diferencia de los dems

mtodos de obtencin de datos principalmente por requerir un mnimo control geodsico en tierra,

dichos datos poseen mayor densidad y precisin.

El funcionamiento de esta tecnologa se basa en la emisin de un puso lser tomando en cuenta el

tiempo que tarda en impactar con la superficie y volver donde es emitido; de esta forma se logra

calcular la distancia que separa la superficie terrestre y de los objetos que existen sobre ella, con la

ayuda modelos matemticos se logra calcular la altimetra del terreno en estudio; para obtener la

planimetra se utiliza el GPS y el Sistema de Navegacin Inercial el cual nos permite obtener la

ubicacin exacta del punto en estudio, permitiendo obtener la orientacin exacta del sensor,

midiendo los ngulos con una precisin de 0,001 grados, esto permite compensar los movimientosanmalos producidos por el vehculo en el que se encuentra el sensor ocupando para la obtencin

de dichos datos (aviones, helicpteros, camionetas, etc.)

Fig. 5: Representacin grfica de emisin y recepcin de pulsos (laser).

El conjunto de dichos puntos obtenidos se define como nube de puntos los cuales posen una

componente en (X, Y, Z), la cual posee propiedades como intensidad, clasificacin, numero de

retorno y tiempo de captura GPS; Es necesario almacenar estos datos en una geodatabase; para as

manejar con mayor facilidad los datos LIDAR, agrupando todos los shapefile dentro de un conjuntode entidades (Feature Dataset). La eleccin del tipo de geodatabase depende de las caractersticas

propias del objeto, superficie o edificacin en estudio.

El formato ms usado es LAS, el cual permite general imgenes de intensidad, permitiendo clasificar

y filtrar los puntos de terreno y los ubicados sobre este; En la generacin de MDE LIDAR es en

formato vectorial TIN (Trianglate Irregular Network) o rster como mala regular de datos de

elevacin.


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La precisin obtenida por esta tecnologa flucta entre 0,5 a 1 metro en planimetra y de 15

centmetros en altimetra.

La principal ventaja de esta tecnologa es que puede utilizarse en condiciones adversas (polvo,

noche), la obtencin de datos en rpida en comparacin de las otras tecnologas, permite penetrarla vegetacin, siendo la nica tecnologa capaz de determinar el terreno y la vegetacin.

Aerotransportada:

El sensor es instalado en un helicptero o aviones, existiendo 2 sub clasificaciones:

Topogrficos: utilizado en la silvicultura, hidrologa, geomorfologa, planificacin urbana,

ecologa del paisaje, ingeniera costera, evaluaciones de relevamiento topogrfico y clculos

volumtricos.

Fig. 6: Tecnologa LIDAR aerotransportada con fines topogrficos.

Batimtricos

: Consiste en la emisin de 2 pulsos laser, uno rojo y uno verde, la luz infra rojatradicional se refleta en el agua, mientras que el pulso verde penetra el agua, obtenindose

as profundidades del agua y las elevaciones de la costa, es utilizada para el estudio de lneas

costeras, puertos, playas y riberas

Fig. 7: Tecnologa LIDAR aerotransportada con fines Batimtricos.


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Terrestre:

Hay dos tipos principales de LIDAR terrestre, mvil y esttico, recompilando puntos muy densos y

exactos, utilizados en la administracin de instalaciones, realizar relevantamientos topogrficos de

carreteras y vas frreas; e incluso para crear modelos de ciudades en 3D.

Mvil: el sistema se monta en un vehculo en movimiento que puede ser una camioneta,

trenes o barcos, infraestructura de carreteras y ubicar alambres aerotransportados que se

superpongan, postes de luz y rtulos de carretera cerca de carreteras o vas frreas.

Fig. 8: Tecnologa LIDAR terrestre mvil

Esttica:El sensor se monta sobre un trpode o un dispositivo estacionario, teniendo la

versatilidad de poder ser porttil capas de recompilar datos de edificios; utilizado en la

ingeniera, minera, topografa y la arqueologa.


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UAV

Fig. 9: UAV aplicado a soluciones minera.

Los UAV son dispositivos areos pequeos y no tripulados que son capaces de volar con autonoma.Su utilizacin ha aumentado considerablemente durante los ltimos aos, y sus aplicaciones soncada vez ms diversas, en un principio slo se utilizaban en aplicaciones militares, sin embargo,ahora es posible encontrarlos en aplicaciones del tipo agrnomo, espacial, comunicacin, entreotros. de igual manera, los UAVs se han ido adaptando y e integrndose fuertemente en el mundode la minera, con aplicaciones del tipo cartogrfico, de adquisicin de datos geoespaciales, entreotros, esto producto de los grandes avances tecnolgicos que han alcanzado las disciplinas, talescomo, la ingeniera ptica, la robtica, avinica, sistemas de navegacin y control, entre otras, quepermiten la fabricacin en miniatura de aviones y helicpteros no tripulados.

Dependiendo de la aplicacin requerida, los UAVs pueden clasificarse en dos grandes tipos:

De ala fija, que son capaces de abarcar una vasta extensin territorial a gran altura con laautonoma necesaria.

Multirotor, aplicables cuando se busca llegar a lugares de difcil acceso, ya sean estrechos obien que requieran una mayor maniobralidad.

Especficamente, aplicado a la minera, lo UAVs permiten la implementacin de las ltimas tcnicastopogrficas a los levantamientos volumtricos y de pilas de almacenamiento, mapeo de permisos,planos de minera, levantamientos de deformaciones y planes de cumplimiento.

Los avances tecnolgicos ya mencionados han permitido que los UAVs sean capaces de soportardiversos tipos de sensores, los ms relevantes para aplicaciones relacionadas con la minera son:

Cmaras fotogrficas de alta resolucin, pueden ser del tipo clsicas, con tecnologainfrarroja (SIWR, MWIR, LWIR), Nocturnas y Termografas.

Escner laser, entre ellos el ms reconocido es LIDAR.

Iluminadoras laser.

Sensores Multiespectrales e Hiperespectrales.

Algunos de los sensores ms utilizados sern detallados a continuacin:


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Sensor Hiperespectral:

permite la obtencin de imgenes, las cuales son recopiladas y

en ellas se procesa la informacin de todo el espectro electromagntica, ve la luz visible en

tres bandas (RGB: rojo, verde, azul). La metodologa consiste en dejar huellas singulares

en todo el espectro electromagntico, con ellas se logra la identificacin de los materialesque componen un objeto escaneado, formando una imagen tridimensional Hiperespectral,

conocido como cubo de datos, en el cual se procesan las imgenes para su posterior

anlisis.

Fig. 1: Descripcin del funcionamiento de un sensor Hiperespectral.

Fig. 10: Ejemplo de imagen Hiperespectral y cubo de datos.

Sensor Multiespectral: consiste en capturar los datos de las imgenes obtenidas en

frecuencias especficas de todo el espectro electromagntico, esto debido a que laslongitudes de onda pueden separarse mediante filtros o por el uso de instrumentacinsensible a longitudes de onda particulares, incluyendo frecuencias de luz ms all delespectro visible, tal como el infrarrojo. Debido a lo ya mencionado, una imagenmultiespectral puede extraer informacin ms all de la banda RGB.


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Fig. 11: espectros visibles para el sensor multiespectral.

Fig. 12: ejemplo de imgenes Multiespectrales.

Sensor LIDAR:

tal como ya se mencion, es una tecnologa de teledeteccin queconsististe en medir distancias tras la iluminacin de un objetivo con un lser, y con ello,relaza anlisis en base a la luz reflejada.

Fig. 13: UAV con sensor Lidar incluido.


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Fig. 14: Ejemplos de datos levantados con lidar.

Mediante la utilizacin de los sensores ya mencionados y algunos otros, es posible obtener diversosproductos. En esta instancia se le dar enfoque principalmente a productos cartogrficos, los cuales

sern detallados a continuacin:

Ortofotos: corresponden a un producto obtenido a partir de imgenes areas digitales

generado por cmaras mtricas, su caracterstica es ser libre de errores y deformaciones,ya que se procura que sean corregidas geomtricamente mediante la ortorectificacin y conello, se busca que la escala entre las imgenes sea uniforme, tal como es en la cartografaconvencional.

Fig. 15: Ejemplos de ortofotos obtenidas mediante imgenes areas.

Ortofotos Multiespectrales

: corresponde a un producto similar al anterior pero ladiferencia es que captura imgenes en ciertas bandas del espectro electromagntico, estopermite observar caractersticas que no son captables por el ojo humano, es por ello que suutilizacin es necesaria cuando se necesita obtener informacin especfica.

Fig. 16: Ejemplos de ortofotos Multiespectrales obtenidas mediante imgenes areas.


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Caractersticas de las ortofotos:

Resolucin espacial entre 5 cm/pxel a 2 m/pxel. (distingue rangos a escalahumana)

Superficies de hasta 1000 hectreas por vuelo. Resolucin espectral: visible, infrarrojo cercano.

Entrega en cualquier formato estndar (jpg, tiff, etc.).

Termografa Areas

: son imgenes que son capaces de mostrar la temperatura aparentede las superficies capturadas, esto gracias a la radiacin infrarroja, la cual se basa en lasproporciones que existen entre la radicacin emitida por un objeto y su temperatura, estoes independiente a si hay iluminacin en la zona de captura.

Fig. 17: Ejemplos termografa rea.

Caractersticas de las termografas areas:

Resolucin de imagen de 640 x 480 pxeles.

Banda espectral de 8-12 m.

Entrega en 24h: el tiempo entre la toma de imgenes con un UAV y laentrega de estas es inferior a las 24h.

Entrega en cualquier formato estndar (jpg, tiff, etc.).

Modelo digital de elevacin MDE): se refiere a una representacin 3D de las

elevaciones de terreno mediante valores numricos, es comn que esta representacinsimplifique la geometra de la superficie del terreno, ya que consiste en una serie de puntoscon coordenadas conocidas referidas a un sistema de referencia bidimensional a las que sele asocia un valor de elevacin. Todo esto es obtenido a partir de las ortofotos, trasprocesarlas en entornos GIS.

Fig. 18: Ejemplos de modelos digitales de elevacin.


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Con la informacin obtenida tras los productos topogrficos anteriores, se pueden confeccionar:

Planos topogrficos que permitan conciliar el avance al interior del rajo mina.

Control de volumen y anlisis en botadero de mineral que ingresa a proceso planta.

Control de volumen y anlisis en pilas de lixiviacin.

Un proyecto tpico de levantamiento de UAV con 3 a 4 vuelos de 30 minutos de duracin incluye

hasta 4 horas en el sitio. Se generan cerca de 300 fotografas por vuelo. Se crean imgenes

ortorectificadas de alta resolucin junto con nubes de datos de hasta un mximo de 100 millones

de puntos de levantamiento. Se reducen los datos a 5 millones de puntos para un modelo superficial

digital. Los datos filtrados son validados con conjuntos de datos completos para asegurar que se

mantenga la precisin. Los entregables incluyen una nube filtrada de puntos, modelo superficial,

imagen area de baja resolucin y planos a gran escala de datos areos y contornos. Se

proporcionan volmenes de las zonas minadas, botadero de estril y pilas de almacenamiento.

(Maptek.com, 2016)

El levantamiento UAV es mucho ms eficiente que el levantamiento terrestre. Los datos UAV son

procesados en una noche, dependiendo del tamao del proyecto y el poder de cmputo. Slo de 8

a 10 horas de este trabajo es de campo, que se compara favorablemente con las 16 a 20 horas en

los mtodos tradicionales. (Maptek.com, 2016)

Cabe mencionar que existen UAVs que llevan consigo exhaustos procesos de ingeniera, con lo cual

se obtienen naves no tripuladas capaces de obtener resultados comparables a los de un vuelo lidar,

tal como es el Gatewing X100, el cual Lleva una cmara como carga til, vuela en un patrn de

exploracin lineal y regular y vuelve al operador de una forma segura y libre de choque. Con l se

pueden conseguir modelos digitales de superficie y mosaicos de ortofotos en luz visible (con lacmara por defecto) o luz infrarroja compuesta (cmara CIR). La densidad de nube de puntos y la

precisin que se puede obtener es comparable a los resultados de Lidar, tal como ya se mencion,

con una exactitud planimtrica (plano XY) de 5 cm y una precisin de la altura (eje Z) de 10 cm en

altura predeterminada. (Geotronics, 2012).


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Escner Laser

Es un dispositivo de adquisicin de datos masivos, que enlaza millones de puntos espacialmente

distribuidos en una nube de puntos generada en tres dimensiones, a partir de la medicin de

ngulos y distancias, esto mediante un rayo de luz lser. Una de sus principales ventajas es que escapaz de trabajar con una gran cantidad de datos, adems, es libre de obtener informacin sin

intervenir el objeto en estudio, esto, adems se logra a una alta velocidad.

La principal informacin que se obtiene es una nube de puntos del sector de estudio, a partir de la

cual se pueden generar diversos productos, dependiendo del rea de anlisis y aplicacin a

satisfacer. Mediante el uso de softwares especializados para cada una de las reas de inters y

aplicaciones, se pueden elaborar desde superficies conformadas por mallas de tringulos, anlisis

de deformacin de estructuras crticas o estabilidad de taludes, hasta generacin de lneas de tierra,

entre otros. (Minera Chilena, 2014)

Fig. 19: Ejemplos de modelos 3D obtenido mediante la utilizacin de escner laser.

Metodologa:

Usando un haz de luz generado por el lser, el escner es capaz de calcular la distancia desde

el punto de emisin hasta el punto en cual rebota tal pulso, esta distancia depende del

alcance del lser.

Con uno o varios espejos, los cuales pueden girar libremente, se hace un barrido en el plano

y se genera la nube de puntos ya mencionada, siendo la cantidad de datos proporcional a la

extensin y a la distancia entre los puntos.

Para una mayor precisin y dependiendo de la cantidad de puntos, suele repetirse las veces

que se estime conveniente el proceso anterior para as disminuir los errores aleatorios que

puedan incidir en la medicin, y con ello obtener una representacin ms fidedigna.

Finalmente, para lograr el modelamiento 3D, se emplean software que procesan la

informacin obtenida en base a las distintas perspectivas de medicin.

Aplicaciones principales

Ingeniera Inversa:Si por a, b o c motivo se perdiesen los diseos de un objeto o sus planos,

se puede realizar ingeniera inversa con el objetivo de obtener los planos de diseo de este.

Esto es posible gracias a que el software produce una malla de tringulos que representan

dicho objeto, con estos tringulos es posible generar triangulaciones de superficies

complejas, posibilitando digitalizar un modelo o iso curvas, generando perfiles proyectados

sobre diversos planos paralelos, de esta forma obteniendo los planos del objeto escaneado


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Anlisis de deformacin:Es posible hacer un seguimiento a deformaciones y desgastes de

equipos, indicando posibles fatigas de material o reduciendo considerablemente las

posibilidades de fallas.

Modelamiento 3D de plantas industriales:Es posible crear modelos en tres dimensionesque describan una planta industrial, es aplicable en: anlisis de interferencias, maquetas

virtuales, piping y estudios de mtrica, y acotado de distancias de diversos elementos de

estudio.

Medicin de tnel:Es posible obtener modelos de mltiples perfiles de excavacin, lo cual

puede indicar una excesiva o insuficiente explotacin. Adems, se pueden obtener reportes

con datos duros de diferencias entre proyecto y ejecucin.

Minera a rajo abierto: Se colocan varios escneres lser en ubicaciones estratgicas,

obtenindose millones de puntos en forma rpida, siendo til en clculo de volmenes de

material extrado, monitoreo de zonas crticas y evaluacin de conciliacin minera.

Minera subterrnea: El escner laser sirve para controlar diariamente el avance de la

excavacin, permite llevar la ejecucin de trabajos de explotacin con mayor precisin,

seguridad ya que permite un monitoreo constante de zonas crticas.

Minera stock piles: Permite obtener, con alta velocidad y precisin, cubicaciones y

estimaciones de volmenes con gran exactitud.

Control arquitectnico: Permite monitorear las obras de artes en el tiempo,

comparndolas con su forma original. En caso de desastres naturales como terremotos,

permite identificar las fallas o debilidades producto de dicho incidente.

Tipos:

Existen 4 tipos de laser terrestres los cuales son:

Escner lser de alta precisin: Tiene una precisin de 2 mm y medicin de 150 m.

aplicable a ingeniera de detalle.

Escner lser de largo alcance:Precisin de 5 mm y medicin de hasta 1.400 m. Es utilizada

para cubrir zonas extensas como el rajo abierto de una minera o en proyectos de control de

lnea de tierra. Aplicable a ingeniera de perfil o de detalle dependiendo la distancia con la

zona de estudio.

Escner lser de ultra largo alcance:Precisin de 10 mm y medicin de 4.000 m y 6.000

m. Es utilizado para cubrir de forma general zonas demasiado extensas con baja exactitud.

Adems, permite monitorear las deformaciones de glaciares. Aplicable en ingeniera bsica,perfil o detalle dependiendo de la distancia con la zona de estudio

Escner lser mvil terrestre:Precisin de 10 mm y medicin de hasta 250 m. Integra

sensores de escner lser, sensor inercial y sistema GNSS. Entrega alta versatilidad y

movilidad, pudiendo representar extensas zonas a partir del recorrido efectuado por un

vehculo. Aplicable a ingeniera de detalle.


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Conclusiones

Al momento de determinar la tecnologa de captura de datos ms acorde a implementar en un

Proyecto, es necesario saber la finalidad del estudio de terreno, con esto se puede establecer el

nivel de ingeniera que se requerir en el Proyecto (bsica, perfil o de detalle). Con dicho nivel deingeniera se conoce el nivel de precisin que se requiere en la obtencin de datos, ya que ste

indica si se est en una etapa de estudios previos, planificacin, replanteo para posterior

construccin, entre otras, de esta manera se puede discriminar entre las tecnologas, y verificar

cuales cumplen las condiciones requeridas en dicho Proyecto, y finalmente optar por la tecnologa

que satisfaga las condiciones antes mencionadas y sea ms econmicamente rentable. Por ejemplo,

para un proyecto que est en el nivel de ingeniera de detalle, ya en etapa de replanteo, se requiere

conocer las condiciones de terreno de manera precisa y exacta para as realizar una planificacin

minera que sea optima y sustentable, dicho lo anterior, para tal situacin, la tecnologa ms

adecuada es la LIDAR ya que es la que posee mayor precisin y logra abarcar una gran extensin

territorial.

En minera, si se est trabajando en un proyecto greenfield, las tecnologas mencionadas

anteriormente cumplen un rol fundamental, ya que permiten generar un MDT de la zona en la que

se desarrollar tal proyecto, con el cual se puede optimizar la planificacin territorial, es decir, el

planteamiento o replanteamiento de dicho proyecto, tal como el posicionamiento las plantas de

procesamiento, optimizacin caminos, tendidos elctricos, botaderos, entre otros; permitiendo

realizar todos los anlisis pertinentes, ya sean de viento, clima, hidrologa, entre otras,

relacionndola con la flora del lugar, comunidades aledaas, etc. para as hacer estudios de impacto

ambiental y sociocultural.

De igual manera, si se est trabajando en un proyecto brownfield, lo ms acertado es recopilar toda

la informacin que ya se posee, para as poder identificar todos los vacos existentes respecto aconocimiento del territorio, y emplear la tecnologa adecuada de captura de datos para solventar

tales falencias, para con ello mejorar, o bien en caso de no existir crear el modelo digital de terreno.

Tener un conocimiento del terreno en el cual se desarrollan los proyectos mineros es de suma

importancia, ya que as la planificacin territorial es ptima, a sabiendas que la minera actual

requiere un nivel de planificacin similar al de una ciudad. Un ejemplo de planificacin ptima es el

posicionar la planta de procesamiento metalrgico a una cota baja, es decir a la menor altura

posible, porque se sabe que la mayora de los procesos metalrgicos requieren gran cantidad de

agua y si la planta estuviese a una cota alta, se tendra que bombear agua hacia la planta lo cual

elevara cuantiosamente los costos, esto en base a que es sabido que las bombas que impulsan agua

son bastante costosas y requieren una peridica mantencin la cual no es barata, siguiendo lamisma lnea, el utilizar la gravedad para el transporte de fluidos es otra de las ventajas de una buena

planificacin territorial ya que con ello se ahora el problema recin mencionado. Por otra parte, est

la ptima localizacin de los botaderos, el cual puede ser un tranque de relave, para el cual se

necesita contar con una cuenca o bien una depresin natural, sin embargo, actualmente se est

buscando trabajar los residuos de manera no convencional, un ejemplo de ello son los relaves en

pasta, los cuales al ser bastante espesos pueden utilizarse para nivelar alguna zona, emparejar el

terreno, entre otras.


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Debido a que la industria de la minera es de gran tamao, es de gran beneficio que se puedan

obtener los datos de manera rpida, precisa, exacta y que estn georreferenciados, y lo ms ptimo

es que estn enlazados a un nico DATUM el cual debe ser global, puesto que en el pasado y an en

la actualidad existen mineras que tienen coordenadas propias; lo cual es perjudicial al momento de

replantear las obras, adems, limita los estudios solo a esa zona, ya que al ser locales no permite la

internacionalizacin del proyecto eso debido a que en otra regin del planeta no usaran las mismas

coordenadas.

Por otra parte, en la extraccin minera se debe lidiar con grietas, diaclasas, estras y fallas las cuales

pueden reactivar, produciendo deslizamientos, es por ello que es de vital importancia contar con

una estacin de estudio permanente (que puede ser fotogramtrica o de funcionamiento laser), lo

cual es muy benfico, ya que puede alertar sobre cualquier anomala; lo cual permite tomar las

medidas de prevencin de manera ptima y as evitar prdidas tanto en equipos mineros, ya sean

camiones, correas trasportadoras, entre otras, como de vidas humanas.


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