¿Cómo los drones están transformando el sector minero?

Drone Ukraine (UA) empezó con el objetivo principal de minimizar los riesgos para la seguridad del personal, al tiempo que se mantenía un funcionamiento sin problemas de los sitios mineros. A pesar de los graves peligros a los que diariamente se exponen los empleados, Ferrexpo, una empresa minera con base en Ucrania central, estaba decidida a no cesar las operaciones. Esto significaba que a menudo los mineros tenían que trabajar en entornos de alto riesgo.

Utilización de drones para tareas peligrosas

Trabajar con grandes equipos industriales durante muchas horas es, generalmente, peligroso para los empleados. Sin embargo, Ferrexpo calcula que detener su maquinaria durante tan solo 30 minutos costaría a la empresa decenas de miles de dólares. El equipo esperaba que utilizando drones para obtener datos fundamentales, sus sitios mineros seguirían funcionando de forma eficaz al tiempo que se minimizaba el riesgo para los empleados. 

“Aunque es difícil eliminar el factor humano, los drones pueden utilizarse para las tareas más laboriosas y peligrosas”, explicó Fevzi Ametov, cofundador de DroneUA.

Beneficios de la implementación de drones en la minería

La utilización de drones en el sector minero tiene diversas ventajas, entre ellas:

• Generación de información volumétrica integral y de gran calidad con millones de puntos de medición;
• Ayudar a agilizar las operaciones porque menos personas pueden cubrir áreas más grandes;
• Proporcionar opciones de planificación de vuelos automáticos y un procesamiento continuo, minimizando así los errores humanos y operativos.

Aplicaciones útiles, como Pix4Dmapper y Surpac, pueden aplicarse a casi todos los aspectos del sector minero. Con un rendimiento fenomenal en la reducción del riesgo operativo y la gestión del cumplimiento, los VANT también pueden utilizarse para gestionar la vida útil de los activos. Por ejemplo, el software VANT puede ayudar para comparar datos según construcción y según diseño con servicios de gestión de la cadena de suministro, como el inventario de productos. 

Mapeo de minas a cielo abierto

Tatiana Kondratenko, gerente de proyectos para geodesia en DroneUA, consideró que la implantación de VANTs era una tarea gigantesca. “Tuvimos que crear nuevas descripciones de empleos y contratar a nuevos empleados para garantizar que la integración de este proyecto en la empresa se producía sin problemas”, explicó Tatiana.

Listo para volar: volando un dron equipado con 

El equipo de operaciones seleccionó una flota de drones DJI Matrice 210 RTK. El módulo RTK incorporado fue de gran ayuda para completar misiones de vuelo automáticas en zonas con fuertes interferencias magnéticas. El cuadricóptero también monitorizó automáticamente la proximidad del personal a las paredes del pozo, reduciendo las posibilidades de colisión. DroneUA es una de las primeras empresas mineras que lleva a cabo con éxito vuelos en lugares subterráneos. Empleando modos de vuelo tanto manuales como automáticos, pudieron operar de manera efectiva a 410 m de profundidad en el sitio de Poltava.

Imágenes capturadas sobre la mina cielo abierto de Yeristovo

En el centro de Poltava, el equipo tenía claros los objetivos: 

• Obtener datos del pozo con un dron en modo de vuelo automático;
• Comparar los métodos tradicionales de recogida de datos con los métodos utilizados con drones;
• Integrar los datos en los actuales flujos de trabajo y software:
• Crear recomendaciones y una metodología adecuada que se utilizará en otros sitios mineros.

Despegue de un dron Matrice 210 RTK

Resultados precisos

Se tomaron medidas de cuatro puntos de verificación para evaluar la calibración del proyecto, el error cuadrático medio (ECM o RMSE), y la precisión general del modelo.

Como todos los puntos de verificación estaban a nivel de suelo, el ECM del proyecto era bajo. Empleando el explorador RTK como estación total, el equipo midió 959 puntos desde el nivel del suelo al fondo de la mina, que estaba a una profundidad de 170 m. Aunque el GSD estaba a 1.8 cm a nivel de suelo, se notificó que en su punto más bajo era de 5.6 cm. La tabla siguiente demuestra ciertas desviaciones en las mediciones de altura de superficie. Sin embargo, estos cambios se encontraban dentro de la precisión vertical esperada.

Desviación en la medición de la elevación de la superficie entre datos aéreos y tradicionales

Incorporación de los datos de drones a los flujos de trabajo existentes

El equipo exportó archivos tanto 2D como 3D, que después se importaron a programas de software externos para posteriores análisis. Estos archivos eran: 

• Ortomosaico (Geotiff)
• Nube de puntos (LAS)
• Tabla topográfica (XYZ)
• Modelo de superficies de trama (GeoTiff)
• Líneas estructurales (dxf), etc.

Líneas de contorno mostrando la altura relativa de la mina a cielo abierto.

Seguridad en el trabajo

La seguridad en el trabajo es un tema importante en el sector minero. La naturaleza de las responsabilidades laborales supone que los empleados se exponen diariamente a múltiples peligros.

Despegue y aterrizaje desde un punto específico 

Para mitigar estos peligros, el equipo de DroneUA desarrolló una estrategia para la protección de la mano de obra. Establece las mejores prácticas para trabajar de forma segura con VANTs. Además, DroneUA se ha propuesto como misión proporcionar una copia de este documento a todos los sitios mineros. Creen que estos procedimientos de seguridad servirán como base para prácticas de trabajo en diversas empresas mineras.

Principales puntos de esta estrategia de seguridad:

• Se han comprobado y definido los puntos de despegue y aterrizaje. Las bases de origen son los únicos lugares en donde se permite el despegue y aterrizaje de drones;
• Se utilizarán objetivos con distancias focales más largas para capturar áreas en las partes más profundas de una mina a cielo abierto. Así se impedirá que los operadores de drones tengan que maniobrar en terrenos peligrosos o trabajar a alturas inseguras;
• Se llevarán a cabo periódicamente estudios utilizando métodos tradicionales para asegurarse de que los datos de los drones generan resultados precisos.

Mapeo de reservas y detalles del proyecto

The digitized stockpile in Pix4Dmapper

Resultados

Las reservas son un componente fundamental de todas las operaciones mineras. Como las mediciones se utilizan para predecir los beneficios y los resultados de auditoría, es importante que los niveles de volumen se calculen de forma precisa para garantizar que las operaciones funcionan sin problemas.

Los equipos de DroneUA y Ferrexpo optaron por exportar los datos de Pix4Dmapper e importarlos a sus actuales soluciones de software, entre ellas Surpac, AutoCAD Civil 3D y K-mine. El nivel de detalle obtenido desde la superficie, como puntos de coordenadas en zonas difíciles de alcanzar, simplificó el proceso de recogida de datos y tuvo como resultado un modelo mucho más detallado.

Migrando datos desde Pix4DMapper a software externo

Medición de las reservas realizada un 90 % más rápido

Con el incremento de la velocidad y la mejora de la seguridad, el equipo encontró que la inspección con drones tenía como resultado una mejor calidad de los datos y menos errores operativos. 

“Las reservas se extienden a lo largo de una zona muy grande y son de distintos tamaños y alturas. La inspección con VANTs es un 90 % más rápida”, comentó Alexander Tubaltsev, el jefe de minería de Ferrexpo Yeristovo Mining. “Normalmente, un minero tendría que recorrer andando la zona de trabajo con una estación total de topógrafo y medir no solamente el área de la reserva sino también las distintas alturas del material”. 

Ferrexpo está convencida de que la utilización de VANTs en minas a cielo abierto se está convirtiendo en una práctica bien establecida entre los líderes del sector. “Son una herramienta más precisa para recoger información fundamental. Y lo que es más importante, reducen de forma significativa el número de peligros en el lugar de trabajo al que se exponen los empleados”, comentó Alexander Tubaltsev.

Contribuyendo a la innovación organizacional

DJI ha colaborado continuamente con diversas empresas profesionales, entre ellas las del sector minero. Utilizando múltiples recursos, como equipos de drones y software de mapeo, DJI ha proporcionado a estas empresas formación práctica, programas educativos y ayuda con investigación y desarrollo. 

Los drones están cambiando de forma notable cómo atienden al público las agencias gubernamentales. Si bien los drones han conseguido establecer pronto su posición en la seguridad pública, departamentos y agencias de la administración pública están explorando su utilización en otras áreas, desde el transporte y las obras públicas a los servicios