ndice

ndicePg. 1

Introduccin Pg. 2

Aerofotogrametra. Pg. 3-6

Sistema lidar.. Pg. 7-9

DronesPg.10-13

Escner laser..Pg.14-19

Introduccin

Instrumentos topogrficos de ltima generacinDurante el siguiente informe describiremos y desarrollaremos el Tema ya mencionado, en el cual daremos a conocer algunos de los distintos instrumentos a utilizar y su forma de utilizacin en beneficio de la minera

Objetivos generalesLos objetivos generales del siguiente informe estarn enfocados en dar a conocer algunos de los distintos instrumentos topogrficos de ltima generacin utilizados en beneficio de la industria Extractiva minera, a toda aquella persona que tenga la oportunidad de leer este informe debemos mencionar que este es solo como referencia y en ningn caso se plantea que con la informacin de este estar capacitado para la labor, si es de inters del lector deber investigar el tema a fondo con el fin de complementar la informacin de este.

DesarrolloAerofotogrametra

1.Como definicin podemos decir que:

La aerofotogrametra es la ciencia que permite obtener y/o realizar medidas correctas basndose en fotografas areas, a fin de determinar las caractersticas mtricas y geomtricas de los objetos fotografiados desde un objeto volador, como por ejemplo, tamao, forma y posicin.

2.Como relevancia podemos decir que:

La Aerofotogrametra es el sistema geogrfico de medicin de reas de la tierra, basado en la fotografa tomada va area.

La Aerofotogrametra es una tcnica de extrema utilidad en proyectos civiles, mineros y arquitectnicos de gran escala para la restitucin de planos, edicin de dibujos y realizacin de clculos.

Los trabajos de aerofotografa son realizados en vuelos especiales a travs de cmaras diseadas para realizar el levantamiento Aero fotogramtrico de la superficie terrestre.

La Aerofotografa ocupa un importante lugar en la elaboracin de mapas, planificacin y desarrollo de centros urbanos, proyectos de ingeniera civil, estudios agrcolas y forestales entre otras actividades de ordenacin territorial.3.Campos de Aplicacin:

Se presenta en una gama de aplicaciones en diferentes campos y ramas de la ciencia, tales como la topografa, la astronoma, la medicina, la meteorologa y muchos otros, tiene su principal aplicacin en la cartografa topogrfica.

4.Puntos bsicos para realizar un proyecto aerofotogramtrico.

Es fundamental antes de comenzar a tomar las imgenes que pretendemos abarcar debemos realizar una lista de requerimientos previos. Independientemente de lo complejo o sencillo que sea la orografa del terreno, hay que seguir un orden especifico de acciones a tomar.A.Planificacin del vuelo aerofotogramtricoEn funcin de la finalidad del trabajo se determina la escala del vuelo y la focal, la superposicin longitudinal y transversal. Se planifican los ejes de vuelo de forma tal que se cubra toda la zona de inters. Se determinan las coordenadas geogrficas de los puntos de entrada y salida de cada recorrido, las cuales guiarn al navegador del avin aerofotogramtrico.B.Control del vuelo aerofotogramtrico.En esta etapa se controla que todos los requisitos que hacen al vuelo (nitidez, superposicin lateral y longitudinal, giros), se encuentren dentro de las tolerancias establecidas. Se realiza el control geomtrico perspectivo del mismo.C. Planificacin y ejecucin del apoyo de campo. En la etapa de planificacin se determina la cantidad y ubicacin de los puntos de campo. De esta depende la calidad final del trabajo. Se miden los Puntos de Apoyo Aerofotogramtricos determinndolos mediante equipos GPS. Para ello se tiene en cuenta la cantidad de satlites tomados por el receptor que debe ser mayor a 4, con un PDOP (Position Dilution Of Precisin), tener un horizonte despejado por encima de los 15 grados y deben ser identificables en el fotograma. Posteriormente se referencian los puntos a la Red Posgar obtenindose las coordenadas geogrficas, a partir de ellas se obtienen unas coordenadas planas conocidas en el mundo de la fotogrametra con el nombre de coordenadas Gauss-Kruger. Por cada punto se confecciona una monografa, se seala y marca con un puntinado en la copia fotogrfica correspondiente y se toman fotografas digitales que facilitan encontrar el punto en el terreno y permiten una perfecta identificacin del punto de campo al operador de restitucin en la etapa de Aero triangulacin.D.Planificacin de la Aero triangulacin. Esta etapa se encarga de densificar la cobertura fotogrfica con una serie de puntos fotogramtricos, estos puntos unen los diferentes modelos y recorridos entre s formando un bloque homogneo de todo el trabajo. Se marcan 3 puntos de paso en cada fotograma y un punto de enlace entre recorridos. Por cada modelo estereoscpico tendremos 6 puntos de paso (3 a la izquierda, 3 a la derecha.) y 2 puntos de enlace (1 superior, 1 inferior), ms los puntos de apoyo de campo anteriormente explicados.E.Aero triangulacin.En esta etapa se colocan en el estereorestituidor cada uno de los pares, procediendo a orientar el modelo y leyendo en un sistema de coordenadas locales cada uno de los puntos de campo y fotogramtricos que intervienen en el modelo, obteniendo as coordenadas X, Y, Z locales.F.Clculo de la Aero triangulacin. Mediante las etapas anteriores se han obtenido coordenadas en dos sistemas, de campo y locales. Para llevar todas las coordenadas al sistema de campo, se procesan todos los valores con un programa de ajuste espacial (COBLO RER) compensa en bloque y detecta automticamente errores excesivos. El programa determina el error medio cuadrtico del bloque, las coordenadas de los puntos en el sistema de campo y los desvos de las coordenadas X, Y, Z.G.Orientacin de los modelos estereoscpicos.Una vez obtenidas las coordenadas de todos los puntos fotogramtricos (mediante la aerotriangulacin) ms las coordenadas de los puntos de campo se prepara un mapa digital que va a ser la base de la restitucin. Para ello se coloca en el aparato restituidor las mismas diapositivas utilizadas en la aerotriangulacin y se ajusta el modelo espacial a los valores obtenidos en el paso anterior, quedando el modelo estereoscpico perfectamente orientado con la realidad.H.Restitucin planialtimtrica.Toda interpretacin y volcado de detalles en la cartografa est en directa relacin con la escala del vuelo fotogrfico. La forma del terreno se representa con curvas de nivel segn la equidistancia fijada en el pliego. La altimetra se complementa mediante el acotamiento de puntos con una densidad acorde a la escala de restitucin, y de comn acuerdo con el comitente. La cantidad de puntos acotados es tal que pueden caracterizar la forma del terreno, indicando siempre los puntos ms elevados y los ms bajos, as como todo punto en que se produzca un cambio brusco de pendiente.5.Otros:Como referencia nombraremos las etapas de desarrollo de la fotogrametra:Fotogrametra de tablero (1850 1900)Fotogrametra analgica (1900 1960)Fotogrametra analtica (1960 Final del s. XX)Fotogrametra digital (s. XXI - ?)

Sistema LidarSe puede definir Lidar (Light Detection And Ranging) como una tecnologa que permite medir la distancia entre un sensor y un objeto mediante el empleo de ondas electromagnticas. Este sensor ser considerado activo ya que ser el propio lser quien emita las ondas.

Hace ya ms de 3 dcadas, los aparatos topogrficos comenzaron a utilizar ondas electromagnticas para medir la distancia, donde a partir de un rayo lser y un prisma que reflejaba el rayo, se hallaba la distancia en funcin de la velocidad de la luz y el nmero de longitudes de ondas. As se fundamenta al Lidar.

Barrido Lidar el escner de lser, emite impulsos de alta frecuencia y recoge las reflexiones que se producen en los elementos, permitiendo mediante estas observaciones el clculo posterior de las coordenadas tridimensionales. Adems de medir la distancia que existe entre el escner emisor y el punto del terreno donde se ha reflejado, se deber medir la posicin y orientacin del punto de vista, de manera que se pueda determinar las coordenadas tridimensionales nicas de cada punto de la superficie.El sistema Lidar (Light detection and Ranging) ayuda para que las inversiones en la industria Minera tengan xito provee informacin altamente precisa y oportuna sobre lo que se encuentra en el suelo, dnde y, en qu cantidad.

Este sistema se puede utilizar en distintas etapas de la Minera, como: Lidar en la Exploracin Minera: Los levantamientos topogrficos Lidar y las imgenes digitales pueden apoyar los estudios para los proyectos de exploracin minera. La Topografa Lser Aerotransportada (Lidar) puede cubrir eficientemente reas grandes y remotas para evaluar la geomorfologa regional y as apoyar la exploracin minera. El Lidar puede penetrar efectivamente la vegetacin, lo que permite generar modelos digitales de terreno, estos modelos digitales de terreno se utilizan para identificar las caractersticas superficiales de las zonas geolgicas que no son visibles con mtodos de fotografa tradicional. Los datos topogrficos detallados obtenidos por los estudios con Lidar pueden ayudar a orientar las operaciones de campo, hacindolas ms eficientes y disminuyendo los riesgos de impacto ambiental.

Lidar en la Planeacin Minera: Los datos Lidar combinados con orto fotografa son una herramienta eficaz para ayudar a la planificacin minera. Las nuevas minas y los proyectos de expansin, necesitan informacin topogrfica a tiempo y detallada para calcular costos y planear con precisin la fase de ingeniera y construccin de la mina. Los datos Lidar de Lidar Mxico pueden dar precisiones relativas alrededor de 10cm, lo que es muy valioso en proyectos de planificacin minera. Lidar Mxico ofrece datos Lidar en formatos compatibles con software de aplicacin para proyectos de planificacin minera detallada.

Lidar en la Infraestructura Minera: Las nuevas operaciones mineras necesitan infraestructura, los datos Lidar son la base para generar los modelos PLS-CADD utilizados para disear o actualizar las lneas de transmisin que proveen electricidad a las operaciones mineras.

Adems de los modelos PLS-CADD para el levantamiento de lneas de transmisin elctrica, los datos Lidar y los servicios de SIG (Sistema de informacin geogrfica) adquiridos con Lidar y Orto fotos, tambin pueden ayudar a disear o mejorar carreteras de acceso, oleoductos y gaseoductos. La optimizacin del diseo de la infraestructura con datos geoespaciales de alta calidad puede ser la diferencia en un proyecto.

Lidar en Mina en Operacin: La realizacin de levantamientos de topografa lser aerotransportada (Lidar) sobre minas en operacin presenta retos significativos que se deben superar de forma segura.Los sobrevuelos para la recoleccin de datos tienen que ser cuidadosamente coordinados con los operadores de la mina para minimizar el impacto sobre las operaciones mineras diarias, tales como perforacin y voladura.Las minas en operacin se apoyan en los datos de Topografa Lser Aerotransportada (Lidar) para monitorear efectivamente las operaciones mineras. Usando datos Lidar para modelos digitales de elevacin se pueden evaluar los riesgos geotcnicos en las vas, escombreras, relaves, bancos y bermas.

DronesEstos aparatos fueron ideados con fines militares pero cada vez tienen mayor presencia en la vida civil, y en todas partes del mundo. Los drones, esos pequeos aviones no tripulados que han llegado para quedarse, pero su utilizacin en el sector privado no est, todava, bien definida.Estas naves no tripuladas fueron concebidas originalmente en la Guerra Fra como herramientas de espionaje, pero hoy se ven cada vez con ms frecuencia en los lugares menos esperados. En Chile, estas naves (tambin llamadas UAV, sigla en ingls de vehculos areos no tripulados) muestran su potencial en reas como educacin, empresas audiovisuales y organizaciones gubernamentales. Incluso, algunos aficionados a estas naves, cuyos tamaos son desde el de una caja de zapatos hasta el de un auto, van ms all de la importacin y ya fabrican sus diseos usando guas disponibles en la red.Pero no slo aficionados forman la creciente comunidad de pilotos de drones en el mundo. Las instituciones acadmicas han encontrado en ellos una forma de explorar nuevos proyectos, tal es el caso de las iniciativas lideradas por la Universidad de Concepcin (UDEC) en Chile. Entre los diversos proyectos que desarrollan sus investigadores destacan el monitoreo de avances en construcciones de edificios y levantamiento topogrfico para la industria minera; estos avances permiten captar fcilmente imgenes que antes requeran de un gran despliegue.

En el primer caso, los drones se programan para circular automticamente a travs de un permetro determinado, tomando una cierta cantidad de fotografas en cada ronda.En la minera los drones son una gran alternativa en tareas que hasta hace poco eran muy peligrosas para los trabajadores de las minas. Es una industria con altos estndares de seguridad. Para mejorar an ms esos resguardos se pretende utilizar drones para la toma de fotografas areas en zonas de acceso limitado o peligroso. Mediante el anlisis de esas imgenes se puede evaluar el riesgo para el personal,

Caractersticas y funcionalidad

Una de las particularidades de este cuadrptero es que puede volar a 2.600 metros por sobre el nivel del mar con una autonoma de vuelo de sobre los 35 minutos y llevar cargas de hasta 1.20 Kg, lo que significa que puede ser cargado con una cmara, con un sensor laser y con una serie de otros equipos.

Respecto al funcionamiento operativo de esta plataforma, el Drone captura imgenes a baja altura sobre reas de inters usando una cmara de alta resolucin, para luego importar las imgenes al software de procesamiento, generando as, modelos y reportes 3D de las zonas o reas que se requiera investigar.

APLICACIONES EN LA INDUSTRIA MINERALos drones, conocidos como vehculos areos no tripulados (UAV), son capaces de realizar un control y monitoreo de las operaciones mineras, as como servir de herramienta clave a la hora de evaluar su impacto ambiental. Del mismo modo, los UAV pueden realizar la observacin de operaciones con necesidad de coordinacin area, y realizar seguimientos de movimientos de tierra, acumulacin de residuos, o balsas, entre otras aplicaciones.

Un caso de aplicacin en la industria minera se da en la Divisin Gabriela Mistral (DGM), donde mediante la toma imgenes los drones se encuentran registrando todo el proceso productivo. Este proyecto de innovacin tecnolgica, desarrollado por DGM junto a la Direccin Cluster de Codelco, busca entregar un apoyo concreto a los trabajos de topografa, en orden de optimizar la informacin, tanto en el tajo mina, como en los botaderos de desmonte o en cualquier sector de inters dentro de la mina.

Escner laser

Laser con el mtodo I-SITE Es un sistema de levantamiento topogrfico terrestre el cual recopila informacin tridimensional obteniendo millones de puntos topogrficos de manera gil y directa El sistema permite obtener los datos y controlar en tiempo real las reas cubiertas e integrarlos para la generacin de Modelos Digitales del Terreno Aplicacin en la Minera

Su aplicacin es posible en reas mineras, tanto a cielo abierto como en interior, vertederos, instalaciones industriales, obras civiles, zonas urbanas y en edificios de patrimonio histrico De forma especial resulta til cuando las condiciones de accesibilidad son difciles (grandes taludes, zonas inestables y deslizamientos, explotaciones de gran verticalidad) y cuando las geometras a obtener son muy complejas (cubicaciones de grandes acopios, avances de excavacin de forma rpida y directa). I Site permite medir 6.000 puntos por segundo, obtenindose mediante sistemas de medicin lser la definicin tridimensional de superficies o estructuras.

El instrumental consiste en un equipo de barrido lser y un ordenador porttil para el control del sistema y la adquisicin de datos. El software I- Site permite una visualizacin en tiempo real de los datos

Como se toman los datos?Los sistemas de escner lser terrestres consisten en la aplicacin de un haz lser y la medicin de la seal de reflexin. El software asociado que permite la adquisicin de los datos, el control del escner y la introduccin de los parmetros de acuerdo a las condiciones de cada trabajo. En el proceso de escaneo se pueden distinguir dos partes diferenciadas: la toma de datos y el tratamiento de los mismos. Durante la adquisicin de datos se recoge la informacin espacial y de seal de reflexin de los puntos; durante la fase de tratamiento se realiza un anlisis de los datos y se integran los diferentes barridos para obtener la nube de puntos que dar lugar a los modelos tridimensionales. El sistema permite tambin la obtencin de la intensidad y del color de los objetos dependiendo de la seal de reflexin. Esto es de gran inters porque se obtienen en diferentes tonos de gris sobre la superficie barrida los materiales, texturas y estructuras existentes, lo cual permite posicionamientos de contactos litolgicos y otros cambios de materiales y geometra de las estructuras directamente sobre el modelo o topografa.

Tratamiento de datos

El resultado del escaneado de las superficies consiste en una nube de puntos que representan todos los objetos que reflejan el haz, incluidos ventanas, rboles, coches es por ello que los datos brutos obtenidos del escaneo deben ser tratados para obtener la informacin requerida. La adquisicin de datos permite la visualizacin de los datos brutos en la pantalla del ordenador. Si los datos obtenidos en el escaneo son suficientemente detallados, el programa guardar cada escaneo en un archivo independiente que puede ser orientado en un sistema de coordenadas global o local. De la obtencin de los diferentes escaneos es necesario su acoplamiento para obtener el modelo tridimensional del objeto o superficie requerido. Para ello es necesario que tres puntos de un escaneo coincidan con tres puntos de otro, de esta manera los distintos escaneos se irn acoplando de dos en dos. El software busca estos puntos comunes bien por identificacin de los reflectores colocados sobre el terreno, o bien mediante un sistema de bsqueda automtica de puntos comunes entre los diferentes barridos y ajuste mximo de las nubes de puntos.

A partir de la nube de puntos se pueden obtener el modelo deseado mediante la combinacin de distintas herramientas. Por ejemplo se puede crear la geometra de los bordes del objeto definindole polgonos, o distancias de los puntos o ngulos de las lneas lo que permitira un filtrado de los datos obtenidos en el escaneo. Otra posibilidad es la eliminacin de aquellos puntos que presenten una intensidad especfica que representaran por ejemplo los rboles u otro tipo de materiales no necesarios en el modelo.El tratamiento de los datos permitir obtener lneas de contorno, volmenes, lneas de rotura, representaciones tridimensionales de los objetos

Ejemplos de aplicaciones

Las aplicaciones posibles del sistema I-Site son muy amplias, destacando en todos los casos la gran rapidez y agilidad del sistema. Es de especial aplicacin en casos de accesibilidad problemtica, por ejemplo en aquellas bermas que hayan quedado colgadas, y cuando las geometras requieren un grado de complejidad que implicara una ingente labor con topografa convencional. Se apuntan a continuacin una serie de aplicaciones por sectores: Minera Topografa de explotaciones a cielo abierto Topografa de explotaciones en interior. Cmaras y pilares, grandes huecos. Cubicaciones de volmenes de material, en avance de excavacin y en stocks y acopios irregulares

Acopios en una explotacin a cielo abierto

Topografa para su actualizacin del avance de los frentes y cubicacin peridica de explotaciones Simulaciones virtuales para zonas restauradas en Estudios de Impacto Espacios subterrneos mineros para depsitos de residuos Escaneo sin tratar de una zona compleja

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