Aeronaves teledirigidas amplían la tele-observación y las capacidades de interpretación

Por Simon Walker, Editor en Europa

El 2012, el proveedor de unidades UAV con sede en Eslovenia, C-Astral, voló una misión de mapeo de 80 minutos a 4.150 metros ASL por sobre una de las minas a mayor altitud del mundo, el complejo Los Pelambres en los Andes Chilenos, usando sus sistema aéreo Bramor para registrar y crear un modelo de terreno digital exacto del área minera actual. Posteriormente, la compañía voló una misión lineal que mapeó la ruta de transporte de mineral completa de la mina hacia el puerto de Los Vilos en dos vuelos, para una distancia total de más de 140 km. (Foto cortesía de C-Astral Ltd.).

Los vehículos aéreos no tripulados, ó UAVs, se han convertido en un aspecto bastante común de las noticias de primera plana, aunque en un contexto más bien militar más que para la minería y la exploración. No obstante, la capacidad que estas mini-naves han demostrado para operar bajo control distante (y a veces muy distante) en un ambiente hostil ha demostrado cuán útiles pueden ser, un hecho que no pasa desapercibido para la industria de la detección a distancia para aplicaciones civiles también.

Los UAV ya han hecho un breve vuelo rasante en nuestra revista E&MJ dos veces este año, en nuestro artículo de Enero en soluciones digitales para mapeo de minas (leer más) y en la presentación de monitoreo de estabilidad de taludes en Mayo (leer más). Como se indicaba allí, las principales fortalezas de la tecnología recaen en usar los UAV para monitorear cambios en perfiles y volúmenes, reunir datos que luego puedan usarse al regresar a la oficina para calcular tonelajes de roca movilizada, y para actualizar planes de extracción sin necesidad que los topógrafos inviertan valioso tiempo en mediciones habituales repetitivas.

En términos de dinero, los beneficios pueden ser significativos. En un artículo de Reuters publicado para coincidir con la Convención Internacional PDAC este año, la reportera de economía Allison Martell citó a Mike Hutt, jefe de la oficina de proyectos de vehículos aéreos no tripulados del Servicio de Prospección Geológica de los EEUU: “Mapear con aeronaves no tripuladas puede ser mucho más barato que las inspecciones aéreas tradicionales,” dijo Hutt. “Puede costar US$2.000 la hora arrendar un helicóptero, mientras que nuestros costos por enviar un par de operadores con un sistema cuesta menos de US$200 la hora.”

Sin embargo, no todo es tan sencillo cuando se trata de logística real al usar los UAV, ya que los gobiernos se siguen resistiendo a reconocimientos no supervisados de este tipo. Como Buddy Doyle de la empresa canadiense Stratus Aeronautics, le dijo a Martell, “El mayor obstáculo es regulatorio.” Como lo indicara Martell, en los EEUU actualmente sólo las agencias públicas pueden volar aeronaves no tripuladas, mientras que en Canadá, los operadores tienen que solicitar exenciones regulatorias. Sin embargo, eso está sujeto a cambios, porque el espacio aéreo de los EEUU se abrirá a los UAV del sector privado en el 2015. En muchos países, agregó Martell, los organismos reguladores insisten en que las aeronaves no tripuladas sigan a la vista de sus operadores en tierra.

Eso, por supuesto, es un problema menor si la idea es simplemente obtener datos sobre los movimientos del banco (escalón de terreno), pero constituye una desventaja sin una empresa quiere usar un UAV para algo más amplio, tal como un levantamiento de exploración a través de un paisaje desafiante. El enfoque hasta ahora ha estado principalmente en el monitoreo de lugares, habiéndose extendido la tecnología desde aplicaciones tales como los rellenos sanitarios hasta canteras y minas a rajo abierto. Sin embargo, existe un interés creciente en usar una nueva generación de aeronaves no tripuladas más grandes, capaces de volar más y de portar paquetes geofísicos más sofisticados para exploración regional.

Una de las empresas de cartografía que asiste a PDAC, la canadiense Accuas Inc., crea mapas 3-D a partir de datos provistos por unidades UAV. Martell citó al presidente de la empresa, Scott McTavish, que se encuentra muy optimista acerca del futuro de la tecnología. “Comenzando hace un año, ha habido un gran espaldarazo para los UAV,” dijo McTavish. “Me parece que va a continuar creciendo.”

Tecnología UAV
Con el mercado para detección remota basada en UAV habiéndose expandido significativamente durante los últimos cinco años, más y más proveedores están dando su máximo esfuerzo por encontrar la mejor combinación de vehículo no tripulado y equipo de recolección de datos. Los UAV ahora vienen en todas las formas y tamaños, desde cosas que entran en un maletín hasta complejas máquinas que pueden llevar cargas más pesadas.

Como ejemplo, la empresa alemana Microdrones ahora ofrece una gama de tres modelos de plataformas de cuadricóptero, habiendo agregado el md4-3000 a sus UAVs -200 y -1000 existentes. La nueva máquina porta una carga útil de 3-kg (6.5 lb) con un tiempo de vuelo de alrededor de 45 minutos, comparado con la capacidad de 200-g/35-minuto para el -200 y 1,2 kg/88 minutos para el -1000. La empresa demostró que las capacidades para terreno difícil de los md4-1000 anteriormente este año con un vuelo totalmente automático de 25 minutos por sobre los Alpes desde Suiza a Italia.

Entre tanto, el UAV X100 de la filial de Trimble con sede en Bélgica, Gatewing, es mucho más reconociblemente una aeronave, aunque una del tamaño de un maletín. Pesando sólo 2,2 kg (5 lb) con una envergadura de 1-m, el “Wing” usa un propulsor empujador a baterías para volar a una velocidad de hasta 80 km/h (50 mph), con una duración de vuelo de 45 minutos. Una vez en la altitud correcta, el Wing sigue una ruta de vuelo pre-programada, con despegue, vuelo, aterrizaje y activación de cámara, todo controlado automáticamente, dijo Gatewing.

Ejemplos de empresas de topografía que usan X100s para uso en minas y canteras, incluyen el levantamiento de una mina de níquel a rajo abierto de 200-ha (495-acres) en Nueva Caledonia, y el monitoreo de rutina de una gran cantidad de minas y canteras a través de Australia. En cada caso, dijo la compañía, el costo de usar un sistema basado en UAV fue mucho menor que el de usar personal de topografía con un helicóptero convencional, como también el mantener personal alejado de sus labores en faenas mineras activas.

En cuanto a la compra de un UAV, el proveedor francés Lehmann Aviation ofrece su aeronave no tripulada básica, la LA100, por €990 (US$1.300) aunque la cámara es aparte. De forma más realista desde una punto de vista industrial, Lehmann describió su LP960 de €7.000 como una robusta plataforma aérea no tripulada diseñada para crear ortomosáica geo-referenciada y modelos de elevación digital (DEMs), como también imágenes de alta resolución y videos en vivo. La LP960 ahora viene con un tablet de pantalla táctil basado con Windows 8, con software para ayudar al inmediato procesamiento de todos los datos de vuelo en un tablet, laptop o en un PC de escritorio.

Lehmann indicó que nunca ha sido fácil preparar la misión y controlar imágenes con geoetiquetas a fin de hacer levantamientos topográficos de faenas mineras. Para preparar el vuelo, el usuario sólo tiene que “dibujar” el área de interés en una tablet de pantalla táctil, ingresar las coordenadas (waypoints) y el centro de operaciones automáticamente genera misiones y programa la aeronave, la cual está equipada con un avanzado piloto automático y sistemas de navegación. Al final de la misión, las imágenes capturadas son fácilmente procesadas en el software ortomosáico/DEM más popular para generar mapas, ortomosáica y modelos 3-D.

El Procesamiento es la Clave
Obviamente, la adquisición de imágenes es sólo un aspecto del UAV; se necesita un procesamiento adecuado para poder utilizarlo. En Mayo, Trimble lanzó la versión 3.0 de su software de procesamiento topográfico Business Center. Este es un poderoso software para oficina topográfica de próxima generación con mejoras a la fotogrametría que incluyen la capacidad de procesar imágenes del UAV X100 Gatewing, dio la compañía.

De acuerdo a Trimble, ahora los topógrafos pueden combinar imágenes aéreas con mediciones GNSS en puntos de control en tierra y escaneos láser 3-D para mapear lugares complejos de gran tamaño. La nueva versión también presenta el procesamiento con 64-bit, que permite a usuario usar de mejor forma sus instalaciones informáticas para mostrar imágenes grandes sin problemas. Las imágenes se “ponen en mosaico” automáticamente al importar, y la resolución en pantalla se ajusta sin inconvenientes mientras los usuarios hacen acercamientos y alejamientos para una mejor visualización de la imagen.

Trimble prosiguió con el lanzamiento del Gatewing UX5 en Junio, que se dice es la primera solución completa para mapeo fotogramétrico UAV diseñada para topógrafos y profesionales geoespaciales. La nueva aeronave usa aplicación de generación de imágenes Access de Trimble: software de terreno para planificar misiones UAV, realizar chequeos de vuelo y monitorear vuelos—todo con flujos de trabajo intuitivos. Se usa para definir el área del proyecto, zonas que se deben evitar, parámetros de vuelo y lugares de despegue y aterrizaje, como también para realizar chequeos pre y post vuelo y descargan los datos e imágenes de vuelo después de aterrizar. El software también incluye procedimientos fijos post-vuelo para asegurarse que los operadores no abandonen el terreno con un conjunto de datos incompleto o incoherente.

El UX5 está diseñado para volar a alturas de 75–750 m (246–2.460 pies) y a velocidades de hasta 65 km/h (40 mph). Su cámara de 16 megapixeles tiene un gran campo de visión que da una cobertura 50% a 75% mayor que antes, ayudando a hacer que la recolección de datos sea más económica y eficiente, brindando una distancia de muestreo de terreno de 24-mm (1″) para imágenes de alta resolución.

UX5 quarry UVA
Trimble recientemente lanzó un nuevo UAV, el Gatewing UX5, que según afirma la compañía es la primera solución completa de mapeo fotogramétrico UAV específicamente diseñada para topógrafos y profesionales geoespaciales. La presentación del UX5 sigue al lanzamiento de su última versión del software de procesamiento topográfico Business Center, que ofrece un rendimiento en 64-bit que permite a los usuarios usar de mejor forma sus instalaciones informáticas para mostrar imágenes grandes sin problemas. (Fotos cortesía de Trimble).

A pesar que las UAV de hoy en día son predominantemente livianas, hechas de fibra de carbono y espuma expandida, la experiencia ya ha demostrado que pueden ser lo suficientemente fuertes para resistir los rigores del trabajo en una faena minera. Este, sin embargo, no siempre fue el caso, según lo que le contó Doyle a Martell. Refiriéndose a un proyecto el 2007 en Diavik, usando una aeronave no tripulada de estándar militar, Doyle indicó que no fue un éxito como había estado esperando. “No le gustaba aterrizar,” dijo.

Es claro que problemas como ese ya han sido ampliamente superados, especialmente porque el software que se usa para controlar los UAV se ha vuelto más inteligente y más específicos. Capaces de volar con lluvias leves, y en condiciones de viento y polvo, las aeronaves no tripuladas se están transformando cada vez más en una valiosa incorporación al juego de herramientas del topógrafo minero.

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