ESCUELA DE POSGRADO ESCUELA DE POSGRADO MAESTRÍA EN INGENIERÍA AMBIENTAL Y MAESTRÍA EN INGENIERÍA AMBIENTAL Y

SEGURIDAD INDUSTRIALSEGURIDAD INDUSTRIAL

UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA

CURSO : Minería y Ambiente

PROFESOR : Dr. Wilson G. Sancarranco Córdova

ALUMNO : Revilla Rodríguez Marlon Edwuard

“Innovaciones Tecnológicas en la Actividad Minera”

Escáner Láser Maptek I-Site 8820

INTRODUCCIONINTRODUCCIONLa actual situación de desarrollo de economías líderes y también de economías emergentes, y la alta conexión e inmediatez que coexisten en los mercados globalizados, han dado espacio para el desarrollo de la innovación tecnológica como protagonista .

Los avances tecnológicos en cuanto a herramientas manuales, tienen que ver con la libertad de uso, movilidad y seguridad que proporcionan las herramientas de alta movilidad como por ejemplo las inalámbricas, lo cual es factible gracias al desarrollo de motores electromecánicos de alta eficiencia y a los avances en baterías de litio.

En relación a maquinaria de uso más habitual, se aprecian avances en grúas torres de uso frecuente para edificación. En la actualidad, pueden medir energía estática, detectar posibles colisiones, desviaciones en puntos de equilibrio y status de salud del operador de grúa.

Por otra parte, la incorporación de nuevas tecnologías en maquinarias de trabajo pesado y/o alto volumen, se vincula con tres aspectos fundamentales: eficiencia energética, producción y seguridad ocupacional, sumándose en gran medida la electrónica y tecnología IP en sus operaciones habituales. 

De similar forma, la minería y construcción han evolucionado en cuanto a la maquinaria del tipo rodante: escrepas, chancadoras de impacto horizontal, bombas de desplazamiento de fluidos, y equipos de proyección (shotcrete), entre otros, incorporan tecnología satelital GPS. Asimismo, existen unidades electrónicas de medición de eficiencia que conectadas a un procesador, permiten medir las condiciones del equipo, rendimiento de la jornada y eficiencia respecto de sus pares, al mismo tiempo, que aplicaciones que van devengando el costo versos utilidad, permitiendo tener al día balances de proyectos.

LA TOPOGRAFÍA

es una ciencia que estudia el conjunto de procedimientos para determinar las posiciones relativas de los puntos sobre la superficie de la tierra y debajo de la misma, mediante la combinación de las medidas según los tres elementos del espacio: distancia, elevación y direcciónLa topografía como ciencia que se encarga de las mediciones de la superficie de la tierra, se divide en tres ramas principales que son : Planimetría, que comprende los procedimientos para la localización de puntos sobre un plano; la Altimetría, que trata sobre la determinación de las diferencias de alturas de los puntos del terreno y Taquimetría que realiza la planimetría y altimetría simultaneas, es decir la localización de los puntos del terreno en tres dimensiones.

EL EQUIPO TOPOGRÁFICO:

Podemos clasificar al equipo en tres categorías:

a.Para medir ángulos.- aquí se encuentran la brújula, el transito y el teodolito.

b.Para medir distancias.- aquí se encuentra la cinta métrica, el odómetro, y el distanciometro.

c.Para medir pendiente.- aquí se encuentran el nivel de mano, de riel, el fijo, basculante, automático.

EL TRANSITO TEODOLITO ÓPTICO TEODOLITO ELECTRÓNICO

DISTANCIOMETROS

ESTACION SEMITOTAL

ESTACIÓN TOTAL

NAVEGADORES GPS

NIVEL DE MANO NIVEL FIJO NIVEL BASCULANTE NIVEL AUTOMÁTICO

PLACA PLANOPARALELA NIVELES LASER

NIVEL ELECTRÓNICO

TOPOGRAFÍA LÁSER APLICADO A LA TOPOGRAFÍA LÁSER APLICADO A LA MINERÍAMINERÍA

ESCÁNER LÁSER MAPTEK I-SITE ESCÁNER LÁSER MAPTEK I-SITE 88108810

La serie de los escáneres Maptek I-Site 8000 son los únicos escáneres láser terrestres de clasificación IP65 para la protección del medio ambiente.

De largo alcance extra. Precisión excepcional. Fácil de usar. Productiva interfaz. Desarrollado para la minería.Configuración aerodinámica y precisión de escaneo mejorada se combinan para ofrecer el método más rápido y confiable de adquisición de datos de escaneo.

El I-Site 8810 es el único escáner con una cámara digital totalmente integrada, que permite la captura simultánea de nubes de puntos láser 3D con los píxeles de la fotografía superpuestos. Cuenta con un sistema integrado de GPS y brújula digital. La productividad del topógrafo se configura con una nueva interfaz de usuario y tableta toughbook inalámbrica.

El sistema de escáner I- Site es un método de levantamiento topográfico terrestre desarrollado para recopilar información tridimensional obteniendo millones de puntos topográficos de una manera ágil y directa.

El sistema permite obtener los datos y controlar en tiempo real las áreas cubiertas e integrarlos para la generación de Modelos Digitales del Terreno. Su aplicación es posible en áreas mineras, tanto a cielo abierto como en interior, vertederos, instalaciones industriales, obras civiles, zonas urbanas y en edificios de patrimonio histórico, tanto en espacios abiertos como en interior. De forma especial resulta útil cuando las condiciones de accesibilidad son difíciles (grandes taludes, zonas inestables y deslizamientos, explotaciones de gran verticalidad) y cuando las geometrías a obtener son muy complejas (cubicaciones de grandes acopios, avances de excavación de forma rápida y directa). I – Site permite medir 6.000 puntos por segundo, obteniéndose mediante sistemas de medición láser la definición tridimensional de superficies o estructuras.

BENEFICIOSBENEFICIOS

Seguridad: El mejor escáner portátil para el escaneo rápido en ambientes peligrosos o inaccesibles. Productividad: Diseñado para guiar el flujo de trabajo topográfico, mejorando la eficiencia de las tareas de campo y la entrega de resultados .

Probado: Nominado IP65 para la protección del medio ambiente.

Precisión: Detallado mapeo geológico 3D y confiables cálculos de volumen

Versatilidad: Corto y largo alcance en un escaneo de alta calidad, fácil de utilizar.

Integración: Rango extra largo de escaneo combinado con imagen digital y software de modelamiento. Flexibilidad: Opciones múltiples para almacenamiento y manejo de escaneos.

Robusto: Rango de temperatura excepcional de almacenamiento y operación para escáner

CARACTERISTICASCARACTERISTICAS

Escáner Láser: Recolecta 8800 puntos por segundo a un rango de hasta 2000 metros, con campo visual de 80° verticales y 360° horizontales .

Cámara digital integrada: Cámara panorámica de 70 mega pixeles, no requiere calibración o alineación .

Diseño ergonómico: Desarrollado para la operación por una persona y portabilidad en el campo, todas las características integradas .

Telescopio de alineación: Telescopio integrado, motorizado de calidad topográfica para alineamiento

Herramientas integradas: Brújula digital e integrado GPS simplifica aún más el trabajo en el campo

Controlador inalámbrico: Panasonic toughbook para definición de parámetros, manejo de escaneos y visualización

METODO DE TOMA DE METODO DE TOMA DE DATOSDATOS

El sistema I-site está basado en los sistemas directos de la medida directa del tiempo que tarda la luz en recorrer la distancia entre el emisor y el blanco y en volver (figura 1). El equipo realiza un barrido automático emitiendo un pulso láser siguiendo un patrón determinado. Una vez que el pulso ha llegado a la superficie la señal es parcialmente reflejada. Cuando la señal reflejada llega al escáner, la lente recibe la señal y se para el contador de tiempo. En este momento la distancia obtenida es el doble de la distancia real; mediante el retardo y el ordenador se obtiene por tanto la distancia real al blanco.

En el proceso de escaneo se pueden distinguir dos partes diferenciadas: la toma de datos y el tratamiento de los mismos. Durante la adquisición de datos se recoge la información espacial y de señal de reflexión de los puntos; durante la fase de tratamiento se realiza un análisis de los datos y se integran los diferentes barridos para obtener la nube de puntos que dará lugar a los modelos tridimensionales.

La ventaja que presenta la exploración láser consiste en la obtención de un modelo tridimensional de dimensiones reales de un modo automático y sin pasos previos, sobre el que se puede trabajar de una manera inmediata.

En la realización de cada barrido es posible definirle al sistema varios parámetros, entre otros, la densidad y frecuencia de barrido, que determinará la cantidad de puntos y la resolución y grado de detalle del trabajo. El tratamiento posterior permite la obtención, a partir de la nube de puntos no estructurada, de las características geométricas del modelo. De esta manera se obtiene una nube de puntos (figura 2) que ha de ser tratada para la obtención del modelo tridimensional.

TRATAMIENTO DE DATOSTRATAMIENTO 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, árboles, coches… es por ello que los datos brutos obtenidos del escaneo deben ser tratados para obtener la información requerida.

La adquisición de datos permite la visualización de los datos brutos en la pantalla del ordenador. Si los datos obtenidos en el escaneo son suficientemente detallados, el programa guardará cada escaneo en un archivo independiente que puede ser orientado en un sistema de coordenadas global o local.

De la obtención 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 irán acoplando de dos en dos. El software busca estos puntos comunes bien por identificación de los reflectores colocados sobre el terreno, o bien mediante un sistema de búsqueda automática de puntos comunes entre los diferentes barridos y ajuste máximo de las nubes de puntos. De la nube de puntos total es posible obtener un modelo georeferenciado con coordenadas absolutas en caso de ser necesario. Para ello se pueden seguir dos opciones, bien conociendo las coordenadas reales de tres puntos del modelo, o bien tomando las coordenadas de tres bases desde las que se ha realizado el escaneo. Durante el trabajo de realización de los barridos se pueden tomar las coordenadas de

cada

estación del escáner con un GPS de alta precisión o bien utilizar bases georreferenciadas previamente en el emplazamiento. Es necesario una labor de tratamiento de los datos para obtener el modelo deseado con la precisión exigida. Para ello el software incorpora herramientas de filtrado y de enmascaramiento. En primer lugar se debe proceder al análisis de la nube de puntos (figura 3) obtenida del escaneado, para ello se pueden utilizar las funciones de coordenadas, las distancias a edificios, las áreas a estudiar… todo ello permitirá eliminar mediante las herramientas de filtrado aquellos puntos no necesarios o que producen errores en la obtención del resultado buscado.

A partir de la nube de puntos se pueden obtener el modelo deseado mediante la combinación de distintas herramientas. Por ejemplo se puede crear la geometría de los bordes del objeto definiéndole polígonos, o distancias de los puntos o ángulos de las líneas… lo que permitiría un filtrado de los datos obtenidos en el escaneo. Otra posibilidad es la eliminación de aquellos puntos que presenten una intensidad específica que representarían por ejemplo los árboles u otro tipo de materiales no necesarios en el modelo.

Dependiendo de cada tipo de estudio se podrán utilizar distintas herramientas para el correcto análisis de los puntos y la obtención del modelo. El tiempo de análisis además es función del tipo de superficie a analizar pudiéndose obtener resultados de una manera rápida y sencilla. El tratamiento de los datos permitirá obtener líneas de contorno, volúmenes, líneas de rotura, representaciones tridimensionales de los objetos… como se puede observar en las figuras 4, 5 y 6.

EJEMPLO DE APLICACIONESEJEMPLO DE APLICACIONESMinería

Topografía de explotaciones a cielo abierto.

Topografía de explotaciones en interior. Cámaras y pilares, grandes huecos. Cubicaciones de volúmenes de material, en avance de excavación y en stocks y acopios irregulares .

Topografía de zonas inestables, deslizadas y con taludes. Zonas problemáticas y de acceso difícil.

Topografía para su actualización del avance de los frentes y cubicación periódica de explotaciones

Simulaciones virtuales para zonas restauradas en Estudios de Impacto

Espacios subterráneos mineros para depósitos de residuos

Urbanismo y Patrimonio artístico y natural

Planificación urbana y cartografía 3D de edificios. GIS 3D.

Obtención de detalles arquitectónicos para evaluaciones y restauraciones

Topografías de grandes edificios históricos, puentes y otras obras civiles de interés histórico

Conjuntos monumentales, cascos históricos, recintos amurallados

Cuevas y espacios subterráneos

APLICACIÓN EN MINERIA DEL I-APLICACIÓN EN MINERIA DEL I-SITESITE

LEVANTAMIENTO EN EL CAMPOLleve a los Servicios Técnicos para escanear su sitio y generar actualizados mapeos topográficos. Los escáneres láser Maptek I-Site se pueden configurar en un trípode o en un vehículo para obtener resultados del levantamiento eficiente. Los servicios técnicos usarán Maptek I-Site Studio para filtrar y registrar sus datos, además de crear resultados como superficies trianguladas, curvas de nivel o cálculos de volumen.

MAPEO GEOLÓGICO Y DE FUENTESEscanee frentes de forma segura y fácil, mientras adquiere imágenes para crear un detallado modelo 3D para mapeo geológico. La cámara integrada de la serie de escáneres láser Maptek I-Site 8800 le permite capturar fotos de alta resolución al mismo tiempo, junto al escaneo. Adquiera información del strike and dip sobre conjuntos y mapee zonas de contacto de las características geológicas de forma rápida y sencilla. Los servicios técnicos están disponibles para entrenamiento y asesoría en el sitio para demostrar las herramientas y técnicas para el análisis de datos.

LEVANTAMIENTO DE TAJOS ABIERTOSRealice levantamientos eficientes del tajo para reportes diarios, de fin de mes y trimestrales utilizando la tecnología de escaneo láser Maptek I-Site. El flujo de trabajo de I-Site Studio permite actualizaciones rápidas y eficientes de las superficies del tajo. Otras aplicaciones incluyen levantamientos pre y post voladuras, análisis geotécnico y optimización de cargas de equipos. Los servicios técnicos pueden conducir escaneos y proceso de datos, así como también eficientes flujos de trabajo de escaneos.

LEVANTAMIENTO SUBTERRANEORecopile con la tecnología Maptek I-Site los datos de nube de puntos que representan 360 grados espacialmente correctos y registros de escenas en 3D tales como túneles y cavidades. Calcule volúmenes entre superficies, dentro de las cavidades y entre los sólidos y construya modelos complejos en 3D. Registre, modele y extraiga datos CAD de unidades escaneadas, así como vistas y mapeo de desarrollos utilizando software I-Site Void. Los servicios técnicos pueden ayudarle a capturar y procesar datos para todas las aplicaciones de minería subterránea.

MEDIDAS DE ACOPIOObtenga los volúmenes precisos de los acopios interiores y exteriores con los escáneres láser Maptek I-Site. El software I-Site Studio es ideal para la generación de modelos 3D y volúmenes precisos para reconciliar los materiales de acopio. Los servicios técnicos pueden ayudarle a completar tareas de levantamiento del sitio de forma segura, precisa y eficiente para cumplir con los plazos de informes y contratistas.

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