Drones en la Minería Chilena: Soluciones Geoespaciales DJI

• Más 15.000 minas activas en todo el mundo.
• El mercado minero se expande cada año y es un pilar fundamental de la economía de muchos países.
• La escasez de mano de obra está elevando drásticamente los costos en la minería.
• Los proyectos de exploración y construcción consumen mucho tiempo.
• La perforación y tronadura producen residuos minerales que son de difícil cuantificación.
• La carga y el transporte generan un alto costo energético.
• Los drones se utilizan cada vez más en la minería, porque contribuyen positivamente en la solución de éstos y otros problemas durante todo el ciclo de vida de la mina.

La prospección geológica se basa principalmente en el análisis de datos mediante levantamientos topográficos manuales. Para mejorar la eficiencia y reducir la intensidad del trabajo, actualmente se utiliza la teledetección satelital combinada con métodos hiperespectrales e infrarrojos térmicos para la exploración de grandes áreas, seguida de una verificación manual en terreno.

Los levantamientos topográficos manuales con GNSS o ET son muy poco eficientes y no reflejan con precisión la distribución de los minerales en el subsuelo, además que los minerales se sitúan normalmente en áreas no desarrolladas y con entornos muy adversos. En este sentido, los drones DJI permiten levantamientos mucho más productivos y seguros.

Los recursos minerales de metales raros normalmente están situados en espacios muy pequeños y ocultos, y no son distinguibles en rocas comunes, entonces su prospección es de alta dificultad, las características de radiación solo aparecen en las bandas del infrarrojo cercano.

En exploración minera resulta indispensable la integración de datos de múltiples fuentes, por ejemplo, utilizando imágenes hiperespectrales del satélite Landsat 8, imágenes térmicas obtenidas con la cámara DJI Zenmuse H30T y modelos digitales de elevación obtenidos a partir de nubes de puntos recopiladas con el sensor LiDAR DJI Zenmuse L3.

Debido a que los datos de emisividad de los satélites de teledetección se ven gravemente afectados por la atmósfera y las sombras del terreno, es necesario utilizar drones para recopilar información de temperatura del terreno con mayor precisión, volando a baja altura, y así corregir los datos de teledetección.

La minería a cielo abierto emplea principalmente tronaduras diseñadas en función de las propiedades físicas de las diferentes capas de roca, seleccionando los tipos y cantidades de explosivos adecuados. Tras las tronaduras periódicas, se llevan a cabo las operaciones de carga y transporte.

Si la información topográfica y geológica es incompleta, la perforación y tronadura resultarán defectuosas, produciéndose sobrecostos y desperdicio de mineral. El uso de drones permite minimizar estos problemas, sobre todo cuando se trata de entonos adversos, logrando diseños de perforación y tronadura muy precisos.

Las imágenes de alta calidad tomadas con el dron DJI Matrice 4E, más el uso de la estación multifuncional DJI D-RTK 3 y el software DJI Terra, permiten obtener un levantamiento fotogramétrico que asegura un buen diseño de la perforación y tronadura, gracias a su precisión y productividad.

La fragmentación uniforme tras la tronadura es esencial para una carga y transporte eficientes. Una fragmentación irregular y excesivamente grande afecta gravemente la eficiencia de la carga. Optimizar el diseño de las cantidades de explosivos para la tronadura es fundamental. El dron DJI Matrice 400 con la cámara Zenmuse P1 permiten obtener imágenes de alta resolución que son muy útiles para analizar el tamaño de los fragmentos de roca después de la tronadura.

Es importante realizar un control digital inteligente y automático en todo el proceso de carga y trasporte, de manera tal de asegurar una gestión eficiente de los recursos, evitando problemas, reduciendo los costos y aumentando la seguridad.

La inspección manual no detecta a tiempo los defectos en los caminos, lo que provoca un desgaste excesivo de los neumáticos y eleva el gasto en combustible. El levantamiento topográfico manual de los acopios conlleva una baja precisión en las mediciones y altos riesgos para la seguridad del personal. La evaluación manual del volumen y la fragmentación de la carga provoca sobrecarga o subcarga de los camiones. La falta de monitoreo en tiempo real de las pendientes de los caminos genera peligros ocultos de accidentes y vuelcos.

Estos problemas se solucionan utilizando drones DJI y el software Trimble Mine Insights (TMI). Con el dron DJI Matrice 4E y la estación DJI D-RTK 3 se puede realizar un levantamiento topográfico preciso y detallado de los caminos de transporte. Mientras que el software TMI, que funciona en base a IA, permite automatizar el procesamiento de las imágenes para obtener los modelos 3D, identifica de forma inteligente la geometría de los caminos (largo, anchos, pendientes, altura de pretiles, etc.) y los defectos que puedan existir, generando informes estadísticos detallados que son de gran utilidad.

En la minería la gestión de operaciones implica una negociación constante entre el plan y la realidad, debido a las condiciones cambiantes del terreno, el movimiento de equipos, los cambios de turnos y la rotación del personal.

Los riesgos siempre están presente, por ejemplo, en minería subterránea luego de que se termina de explotar una zona, con el tiempo suelen producirse grietas en la superficie, las que generan acumulación de agua y fugas de aire, lo que representa graves riesgos para la seguridad debido a la alta posibilidad de que se generen derrumbes. El uso del sistema DJI Dock 3 permite hacer un monitoreo diario de las grietas y su evolución, generando modelos 3D de alta resolución para su medición precisa. Con el software DJI FlightHub 2 se programan las misiones de vuelo para que el dron DJI Matrice 4D despegue automáticamente desde el Dock 3 a diferentes horas del día, asegurando una revisión permanente de las zonas más críticas.

Otro aspecto operacional muy importante es disponer de información diaria, detallada y fidedigna de la producción de la mina, a través de indicadores claves de rendimiento (KPI) precisos. La geometría de las minas a cielo abierto genera zonas ciegas que son difíciles de medir, produciéndose errores en el control de volumen y los reportes diarios. Utilizando los equipos DJI Matrice 400 + L3 + D-RTK 3 se capturan datos precisos de las zonas más profundas e inaccesibles de la mina, y los resultados se obtienen en pocos minutos gracias al software DJI Terra.

Las labores mineras están sometidas a una serie de riesgos, tales como los aumentos repentinos de gas, movimientos del terreno, derrumbes, colisiones de vehículos y equipos, condiciones climáticas extremas y fatiga de los trabajadores.

El monitoreo de la seguridad es difícil no por falta de datos, sino porque la cobertura es irregular, las señales no son fiables y las alertas a menudo no se traducen en acciones rápidas y consistentes en el sitio. El polvo, la vibración, la humedad y las tronaduras degradan los sensores y las redes, lo que provoca interrupciones y retrasos en las advertencias. Incluso las lecturas precisas pueden no traducirse en decisiones claras sobre quién debe detener el trabajo, dónde evacuar y cómo documentar el cumplimiento.

En los últimos años el uso de drones en minería ha contribuido enormemente en el monitoreo de la seguridad y en la minimización de los riesgos. Drones como los DJI Matrice 4E o Matrice 400 permiten la verificación precisa de la geometría de los taludes, ancho de los bancos, continuidad de los pretiles e integridad de los terraplenes, así como el análisis multitemporal de zonas de explotación que están sometidas a cambios permanentes. El sistema DJI Dock 3 permite dejar vuelos programados para actualizar frecuentemente zonas críticas, con operaciones autónomas que prescinden de pilotos en terreno.

El cierre y recuperación de una mina es la etapa final y obligatoria dentro del ciclo minero, está orientada a la estabilidad ambiental, la seguridad social y el desarrollo sostenible de los territorios. Sus objetivos principales incluyen la estabilidad física y química del terreno, la protección de las comunidades y la garantía de un legado positivo tras el cese de operaciones.

La recuperación no es un hito puntual, sino un proceso gradual de remodelación del terreno, regeneración de los suelos, restauración del equilibrio hídrico y establecimiento de vegetación a largo plazo. El progreso suele verse limitado por cuestiones de seguridad inherentes a la minería (terreno inestable, riesgos de derrumbes, accesos restringidos, etc.), lo que dificulta la verificación constante de los resultados y el cumplimiento de los plazos de rehabilitación.

Los drones y software DJI son una excelente herramienta en la etapa de cierre y recuperación de una mina, ya que permiten generar información geoespacial relevante para el proyecto, de manera rápida y segura. Además, los drones permiten la vigilancia permanente de zonas críticas como son los tranques de relaves, garantizando su integridad y previniendo derrames que son perjudiciales para el medio ambiente.

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