Universidad Nacional Mayor de San Marcos FACULTAD DE INGENIERÍA GEOLÓGICA, MINERA, METALÚRGICA Y GEOGRÁFICA UNIDAD DE POSGRADO MAESTRÍA CON MENCIÓN: GESTIÓN MINERA Y AMBIENTAL CURSO: INNOVACIÓN TECNOLÓGICA EN LA MINERÍA «TECNOLOGÍA APLICADA EN LA MINERÍA» Docente: Dr. José Antonio Ardito Integrantes: Amable Castilla, Cynthia Aramburú Palomino, Janina Cabello Dueñas, Susan Gladys Macuri Zavala, Noli Alejandro Montellanos Llamoca, Daniela Torres Tunque, Luis Tony

Los drones están siendo rápidamente adoptados como una práctica comercial por todo el globo, particularmente en la industria minera. Como parte de un tema creciente en la digitalización en la minería, los drones están sirviendo como un puente entre los que toman las decisiones con información valiosa recolectada durante el proceso de minería. La automatización de la misma operación con drones lleva más allá la eficiencia de esta conexión al eliminar retrasos y el de un operador mientras provee acceso sin limitaciones a una rutina e impresiones en tiempo real. El sistema de drone automatizado puede ser definido como aquel que realiza, completamente sin operador, cada etapa desde la petición de la misión, hasta la entrega de la información procesada a quién la solicitó. El futuro de la minería podría radicar en la habilidad de manejar variabilidad e incertidumbre a través de un ambiente minero digital holística completamente integrado. El sistema de drone automatizado será considerado un componente estratégico en el futuro, no sólo una actividad táctica que impacte el costo. I.- INTRODUCCIÓN

Los DRONES y su uso en la minera, como alternativa para mejorar las actividades en sus diversas etapas. Asimismo conocer los diversos beneficios que los DRONES generan en la actualidad. Visualizar como la tecnología aporta en las diversas actividades para minimizar costos y riesgos, así como disminuir la contaminación ambiental. Las alternativas tecnológicas que se aportan con el uso de los DRONES, los cuales pueden ser usados en minería. II.- OBJETIVOS

A pesar de que a menudo asociamos los drones con los robots militares de hoy, los aviones no tripulados, de una forma u otra, se han utilizado durante décadas. Uno de los primeros usos registrados fue por los austriacos en julio de 1849 después de que se pusieran en marcha alrededor de doscientos globos aerostáticos no tripulados montados con bombas en la ciudad de Venecia. Menos de dos décadas después de la Guerra Civil en EE.UU, fuerzas de la Confederación y de la Unión volaban globos para misiones de reconocimiento. En 1896 Samuel P. Langley desarrolló una serie de aerónaves a vapor, aviones sin piloto que fueron trasladados con éxito a lo largo del río Potomac, cerca de Washington DC. La práctica de la vigilancia aérea más tarde surgió en la Guerra Hispano-Americana de 1898, cuando los militares de EE.UU. equiparon una cámara a una cometa, dando lugar a una de las primeras fotografías de reconocimiento aéreo. III.- ANTECEDENTES

La aplicación de Drones en Minería se ha extendido a nivel mundial como una buena práctica que ayuda entre otras cosas a trabajar en todas las etapas del proyecto minero, desde la prospección hasta la ejecución. Permite planificar, monitorizar, controlar y hacer seguimiento de los trabajos en mina además ayuda entre otros a la medición del impacto ambiental. Los drones están siendo rápidamente adoptados como una práctica comercial por todo el globo, particularmente en la industria minera. Como parte de un tema creciente en la digitalización en la minería, los drones están sirviendo como un puente entre los que toman las decisiones con información valiosa recolectada durante el proceso de minería. III.- ANTECEDENTES

“Ayudan a trabajar en todas las etapas de un proyecto minero, desde la prospección hasta la ejecución” IV.- APLICACIONES EN EL SECTOR MINERO

Definición: La palabra dron se utiliza para referirse a una “aeronave no tripulada”, podría definirse como un vehículo aéreo no tripulado, controlado mediante un sistema de comunicación.

Componentes:

“Los drones ya no solo servirán para tomar fotografías panorámicas o filmar en vivo un partido de futbol”

Diversas aplicaciones en minería: Desarrollo de detallados mapas para la asistencia en las fases de planificación y diseño de nuevos sitios de minería y sus infraestructuras Prospección y búsqueda de recursos y depósitos minerales mediante la identificación de firmas espectrales de rocas, vegetación y terreno La contaminación ambiental (calidad del aire). Cálculos volumétricos de las áreas de extracción y de reservas apiladas, análisis de drenaje e inundaciones y análisis de los planos y planes de seguridad del sitio minero, etc.

“Medir y contribuir con la reducción del impacto de las actividades mineras en el AIRE que respiramos”

Con el apoyo de drones podemos reconocer la presencia de sustancia nocivas para las personas y, como el dióxido de carbono, el ozono, el monóxido de carbono, el dióxido de nitrógeno, el dióxido de azufre, el sulfuro de hidrógeno y material particulado conocido como polvo”

V.- Vehículos aéreos no tripulados (VANT) en exploración de recursos mineros

Los VANT son aviones sin piloto que vuelan en misiones militares, policiales y comerciales para distintas tareas. Son relativamente rápidos y económicos, recopilan una gran cantidad de datos y pueden equiparse con sensores muy variados, desde cámaras normales a cámaras de infrarrojos y, ahora, también magnetómetros. ( Instrumento para medir la fuerza y la dirección de un campo magnético ) Controlados inicialmente mediante aplicaciones militares, las plataformas, como helicópteros y aviones, han evolucionado significativamente en los últimos diez años con nuevas mejoras tecnológicas, eficiencia, alcance, tamaño y carga útil. Aunque estos desarrollos han quedado fuera del sector comercial, esta tendencia está cambiando con el descubrimiento de nuevas aplicaciones comerciales. ¿Qué son los VANT?

La plataforma del VANT tiene que ser capaz de cargar como mínimo 2 kg para utilizar el instrumento GSMP-35U ‘Solo’; por su parte, el AirBIRD debe tener 3 kg de carga útil libre. Para evitar interferencias magnéticas del propio VANT, el instrumento GSMP 35U debe colgar 3 metros por debajo y engancharse a la plataforma del VANT. En caso de utilizar el AirBIRD, deberá estar a una distancia de 10 de la plataforma del VANT. Esta es la configuración mínima del VANT que permite volar el instrumento de GEM, sin poner en riesgo el vuelo y la seguridad. Se recomienda utilizar un VANT de gama alta, como Pulse Aerospace Vapor 55, porque su solidez, seguridad, resistencia a las condiciones meteorológicas y autonomía de vuelo resultan de gran utilidad cuando se llevan a cabo estudios en lugares aislados. Requisitos del VANT y del vuelo:

En los estudios mineros, la cuadrícula recomendada es de 50 metros entre líneas, con el sensor a una distancia del suelo de entre 30 y 40 metros. No obstante, cuanto más bajo se vuele, más potente será la lectura magnética y mejor la calidad de los datos. En algunas ubicaciones y terrenos, la altitud mínima puede verse comprometida. Si el estudio se realiza a una altitud de 100 metros, los resultados serán aceptables para exploración de minerales, ya que identificaremos grandes anomalías. En función de la normativa de cada país, es posible que los vuelos deban efectuarse con línea de visión directa y con contacto visual constante durante todo el vuelo. En ocasiones se requiere una licencia para pilotar un VANT. Requisitos del VANT y del vuelo:

Pulse Aerospace Vapor 55

Magnetómetro de Potasio / Gradiómetro Ultra Sensible (GSMP-35U) El magnetómetro de Potasio ofrece una línea espectral fina de operación, lo que significa, menos pérdida de señal y errores durante la investigación. En caso de pérdida de señal, es fácil de detectar, sin embargo, eso no ocurre con los magnetómetros de Cesio.

Magnetómetro suspendido de un VANT DAV

La exploración minera es ideal para un VANT por diversas razones. Los vuelos tripulados en zonas remotas son peligrosos y requieren importantes recursos que suponen un gran coste en lo que respecta a mecánica, depósitos de carburante. etc. Los VANT son más fáciles de lanzar, movilizar, configurar y reabastecer. Además, los VANT pueden volar en la mayoría de condiciones meteorológicas y durante la noche, lo que supone un aumento importante de la productividad frente a los estudios aéreos convencionales.

La tecnología VANT ha mejorado notablemente en los últimos cinco años. Actualmente existen aplicaciones para VANT de control remoto sofisticadas y muy rentables, con tecnología del tipo de fotografía y Lidar en minería, entre otras. Aunque los pioneros en las aplicaciones de geociencia fueron lentos en sus avances, se espera que los sistemas de magnetómetro instalados en VANT sustituyan a la mayoría de estudios con gradiómetros magnéticos y magnetómetros aéreos portátiles de alta resolución. No se tardará mucho en adoptar sistemas magnéticos a bordo de VANT, porque la calidad de los datos que registran es comparable a la obtenida actualmente con sistemas tripulados. Si se precisa un estudio más detallado, un VANT DAV (Despegue y Aterrizaje Vertical) puede ser la mejor elección. Pero para lograr la cantidad mínima de interferencias magnéticas, el magnetómetro debe colgar a una distancia segura de la aeronave ¿Qué es lo que se espera?

Gracias a los avances en electrónica de pilotos automáticos, materiales de aviación, GPS, energía, comunicaciones y software, el geólogo de campo no necesita adquirir destrezas nuevas y complejas para hacer volar un VANT bastaría unas pocas horas de entrenamiento para estar en condiciones de utilizar esta interesante herramienta. Los VANT ofrecen una forma segura de recopilar información detallada en áreas remotas de difícil acceso que sean de interés geológico para su exploración. En determinados casos, un estudio con VANT puede proporcionar un nivel de detalle más alto que un estudio con un magnetómetro terrestre y que un estudio aéreo. El estudio con VANT es idóneo y rentable en cuadrículas comprendidas entre 10 y km lineales. Es posible cubrir centenares de kilómetros lineales en unos días, cuando una persona trabajando desde tierra tardaría semanas. Los estudios con magnetómetros no requieren cortes de líneas y la separación entre líneas puede ser muy reducida, si se requieren estudios especialmente detallados. Los vuelos son más cercanos al suelo que en los estudios aéreos y, por tanto, el nivel de resolución es mucho mejor. Se pueden efectuar de forma económica líneas de vuelo con una separación de 10 metros o menos, mientras que un helicóptero, un avión y o una persona raramente proporcionan estudios con una separación de líneas inferior a 100 metros, por motivos de costes

Importancia: Los proyectos de estudio que tomarían días o semanas usando técnicas de topografía tradicionales son ahora posibles en sólo unas horas. Mayor Accesibilidad operativa respecto a la Topografía Tradicional, siendo posible realizar trabajos topográficos en terrenos de difícil acceso. Aumento entre 3 a 20 veces el levantamiento topográfico levantado por jornada. Reducción de los plazos de entrega en mas de un 30% debido a la mayor velocidad operativa y rapidez del procesado. Reducción mínima del 20% y hasta el 40% del costo, respecto la Topografía Tradicional. Realización de diferentes Entregables que proporcionan mas información del Terreno y por lo tanto, valor añadido al trabajo. Detectar vertidos contaminantes voluntarios o no que puedan darse a lo largo del proceso de explotación en arroyos, lagos, etc. Planificación y seguimiento de los trabajos de excavación y vertido de estériles en escombraderas.

Ventajas: Son métodos geofísicos no intrusivos que no provocan impactos o daños medioambientales. Una gran multitud de tipos de datos pueden ser recopilados de una manera rápida y de forma económica. Es posible cubrir grandes áreas, reduciéndose significativamente los costes de prospección de grandes superficies. No son necesarios los accesos terrestres ni los permisos de ocupación. No se precisa la apertura de pocillos o calicatas en el campo y, consecuentemente, los permisos o licencias correspondientes.

Ventajas: Por otro lado, las ventajas que ofrecen los DRONES al sector que se dedica al aprovechamiento de los recursos minerales se pueden resumir, en lo siguiente: Los DRONES pueden permanecer en vuelo hasta 30 horas. Este tiempo excede con mucho a la duración de los vuelos de las aeronaves tripuladas. Los DRONES pueden sobrevolar regiones hostiles, en las que existe un riesgo real para la vida de los pilotos. Los DRONES siempre vuelan con instrumentación, usando sistemas de navegación avanzada, tales como GPS y un altímetro basado en escaneado láser, en combinación con un control por ordenador, pudiendo: Los DRONES tienen un tamaño significativamente menor que las aeronaves tripuladas, por lo que las interferencias, tales como los campos magnéticos o gravitacionales son menores.

Casos Aplicativos

El Salvador Inca de Oro Cerro Colorado Qda. Blanca Collahuasi El Abra RT Chuqui MM Toki G. Mistral Spence S. Gorda El Tesoro Centinela Escondida Zaldivar Antucoya El Peñón Aplicaciones en Exploración Minera Exploración más riesgosa, con mayor incertidumbre y de alto costo Solución: Datos geofísicos de alta resolución y calidad a bajo costo Combinación de multiregistros geofísicos para agregar valor al proceso de exploración Delineación/alto pronóstico para detección blancos ocultos y profundos Enormes reservas mineras esperando ser descubiertas Más y Mejor: Geología de subsuperficie Mapas estructurales Modelamiento de alteración/mineralización en blancos ciegos Modelos 3D de exploración robustos

GeoMagDrone Prospecto Típico en Pampa Norte de Chile 5 x 5 km 2 Geofísica Terrestre AYER: HOY: Magnetometría UAV Autonomía, peso de carga Sensores miniaturizados Autopilot Radar altímetro, GPS, datalogger Horas voladas al día Condiciones climáticas adversas Reposición de partes, impresión 3D in-house Topografía, relieve Peso total del sistema : 5-10 kg Altura geográfica

Avión ala fijaHelicópteroTerrestreUAV - Drones Costo (U$/km)Muy bajo ($20-60) Medio ($50-100) Alto ($60-150) Bajo ($40-80) Costo Mob/demobMuy alto Bajo Tiempo de registroBajo AltoMuy bajo Rendimiento (km/día)500 km km km cobertura/escalaMetalotectoProspecto-Distrital- metalotecto Solo prospecto Prospecto-distrito Altura de registroAlta >300 m Media ~ 100 m superficieBaja m Velocidad (muestreo) km/hr m/s km/hr m/s 5 km/h 1.5 m/s km/h m/s ResoluciónBajaMediaAlta Accesibilidad al terrenoCompletaLimitadaReducidaCompleta* RiesgosMediosAltos Mínimos Ventajas Mag UAV

Líneas Terrestres Líneas dron Caso de Estudio: Mag UAV Tiltil Chile Central Minera San Aurelio Tiltil Trazado de Líneas

A’ A Kmd A’ A Resultado e Interpretación 320 ha Cobertura a zonas sin acceso terrestre Muestreo regular Topografía msnm altura de vuelo m Espaciamiento de líneas 50 m 60 km lineales ½ día de registro

m Caso de Estudio: Yacimiento Dominga Fe-Cu Chile GeoMagDrone Ground Mag UC 20 m % Fe + 0,08% Cu ¼ tiempo de registro ½ costo

Dominga. Línea de registro Mag terrestre Mag dron Topo dron SNSN TMI nT cota TMI nT cota m Mag terrestre Mag dron

Desarrollo actual y futuro en Geofísica UAV 34 TEM-MT: cuerpos conductores Sísmica Reflexión: es el mejor método geofísico en cuanto a resolución y alcance. Fuente impulsiva. Próximos pasos: magnetometría vectorial, gravimetría, espectrometría, varios sensores en simultáneo APLICACIONES estratigrafía y variaciones laterales (estructuras, vetas) cuerpos conductores (mineralización) prospección de aguas y soluciones salinas (litio) monitoreo de relaves y pilas

CONCLUSIONES

VENTAJAS  Los drones son un gran avance tecnológico tanto para la minería como para otras áreas tecnológicas.  Los costos que se necesitan para poder usar las aplicaciones de los drones son pocos.  Los tiempos que toman para realizar una determinada actividad en el aire es mucho menor al que tomaría que un avión lo haga.

 Las distancias recorridas por un drone, para realizar una tarea, son inferiores a otras opciones, puesto que podemos despegar y aterrizar muy cerca del lugar de operaciones. Por lo cual al no hacer mayor recorrido estaría reduciendo la contaminación al ambiente.  Debido a los diferentes tamaños que podemos elegir en un drone, tenemos capacidad de volar en áreas que antes no eran posibles. VENTAJAS

DESVENTAJAS  Por otro lado, los drones no son los mejores cuando se tiene velocidades de viento.  Otra desventaja es que este uso de drones esta siendo usado por militares para captar mayores terrenos y así y ubicar puntos estratégicos para las guerras.  Asimismo, no solo son los militares lo que están usando este tipo de tecnología, sino también terroristas.

 Es fácilmente comprobable que las baterías eléctricas suelen ser uno de los grandes problemas que tienen los drones debido a su esxcasa capacidad, y por tanto, poca duración de vuelo. DESVENTAJAS

Recomendaciones  La creación de drones a beneficiado a gran escala el bienestar social, si en algún momento alguno de nosotros llegamos a inventar alguna cosa, siempre se tiene que inscribir este invento ante el Instituto Nacional de Defensa de la Competencia y de la Protección de la Propiedad Intelectual (Indecopi) para que esta Institución pueda hacer cumplir todos los derechos que se tiene por la creación de determinado invento.

 En el caso concreto de los drones, tiene que ser una persona capacitada para que pueda manipular este invento, toda vez que la mala manipulación podría acarrear mayores costos y contaminación en el ambiente. Recomendaciones

Gracias…