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OPTIMIZACIÓN DEL PROCESAMIENTO TOPOGRÁFICO A TRAVÉS DE HERRAMIENTAS TECNOLÓGICAS ESPECIALIZADAS

Por: Fernando Zevallos Sulca, Senior Mining Consultant, Deswik.


Resumen

Las metodologías actuales para el procesamiento topográfico en las minas subterráneas peruanas pueden ser mejoradas. En el mercado se encuentran módulos de topografía subterránea dentro del entorno de los software especializados de minería que integran y automatizan el procesamiento topográfico, la generación de reportes y el manejo de la información. 

Este proceso integrado asegura resultados correctos en cuanto a los entregables (sólidos con volumen, planos y reportes). Además, permite reducir el tiempo de procesamiento, el cual puede ser usado para elevar el nivel de detalle del levantamiento topográfico y realizar una correcta gestión de la información.

En conclusión, las herramientas especializadas en topografía de los software mineros pueden ofrecer una mejora sustancial en términos de calidad de entregables, tiempo de ejecución y gestión de información. 

Introducción 

La transformación tecnológica que está viviendo la minería nacional a lo largo de toda la cadena de valor es evidente en estos últimos años. La automatización en el control de parámetros operacionales aumenta el valor de una empresa. Por ejemplo, el tonelaje y la ley procesados en una planta pueden ser visualizados por la gerencia central en tiempo real. Además, es posible que los equipos sean teleoperados. 

Sin embargo, el área de topografía en la minería subterránea peruana tiene una gran oportunidad de mejora. Las metodologías actuales demandan una gran cantidad de esfuerzo para obtener los entregables desde el levantamiento hasta la edición. 

El área de topografía se ha caracterizado por tener entregables que inician procesos importantes como la estimación de recursos o el cálculo de reservas en un horizonte de largo alcance. Además, en el corto plazo determina los planes de minado, análisis geomecánicos y mediciones que influyen en la valorización de empresas especializadas.

Actualmente, muchos de estos procesos se realizan en varias plataformas informáticas que facilitan el trabajo, sin embargo, no llegan a ser un proceso óptimo y requieren de labores manuales que suelen tomar varios días. 

Por otro lado, todos estos entregables se realizan de manera cotidiana y deben tener algún tipo de auditoría, en otras palabras, la información debe tener trazabilidad y replicabilidad. Al realizar estos procesos en varias plataformas, como ya habíamos mencionado, la información se manipula o pierde, por lo que las auditorías observan estos procedimientos habitualmente.

Las mejores prácticas en topografía implican la optimización del recurso humano desde el proceso de levantamiento hasta la producción de entregables. Esto gracias a la ayuda de mejores herramientas de levantamiento como estaciones totales automáticas, drones, láser para el marcado de gradiente y dirección, así como plataformas únicas para el procesamiento de entregables.

A continuación, se analizará las oportunidades de mejora en los métodos de procesamiento topográfico subterráneo basadas en la experiencia de distintas compañías peruanas y las mejores prácticas a nivel mundial.

Objetivos

Analizar las oportunidades de mejora en los métodos de procesamiento para los entregables del área de topografía en minas subterráneas en Perú. 

Los objetivos específicos son los siguientes:

ν Oportunidad de mejora en la generación de sólidos validados (con un volumen como atributo) tanto en túneles como en tajos.

ν Oportunidad de mejora en la generación de planos longitudinales y en planta de la topografía global para el control y diseño de proyectos mineros.

ν Oportunidad de mejora en el reporte de fin de mes y reconciliación planeado - ejecutado.

ν Gestión de la información topográfica.

Desarrollo

Generación de sólidos de túneles y tajos

Independientemente si se trata de generar sólidos en un entorno 3D de túneles o tajos, estos deben cumplir algunos requisitos, entre los más importantes tenemos: ser replicables y tener volumen. En esta ocasión profundizaremos solo en el segundo requisito, sobre el primero hablaremos más adelante. Los sólidos mantienen un volumen siempre y cuando todo el proceso de conversión desde puntos hasta sólidos haya sido correcto.

El proceso de transformación de puntos a sólidos que se describirá a continuación corresponde a un estándar promedio en las minas subterráneas peruanas. Este inicia con la toma de datos con instrumentos topográficos tales como estaciones totales (para túneles) y escáner (para tajos). La información tomada por estos instrumentos es transformada en archivo *.CSV para posteriormente ser importada en un software de dibujo 2D donde se genera líneas, las que a su vez son importadas hacia un entorno de dibujo 3D para generar sólidos En este mismo entorno, estos sólidos son atribuidos con la información pertinente. 

Finalmente, los sólidos son copiados en un archivo general que contiene la topografía total. Para explicar mejor el proceso de transformación de la data topográfica se ha generado la Figura 1. Además, en esta se muestra las etapas de verificación.

Las nuevas prácticas suprimen mucho de los procesos mostrados en la Figura 1 para enfocarnos más en la verificación del resultado final. A continuación, se explicará la forma en que los módulos de topografía de distintos software mineros realizan la transformación de la data. 

En primer lugar, la data es importada directamente desde el equipo de medición topográfica. Luego, mediante una configuración inicial, los puntos registrados por el equipo son convertidos en líneas automáticamente. Al final, estas líneas se unen al archivo global para la generación automática del sólido y el archivo general. La Figura 2 ilustra el flujo del proceso con las nuevas prácticas actuales.

Con una simple comparación entre ambas figuras se puede concluir que no se necesita mayor verificación de los resultados en los métodos actuales y el tiempo de procesamiento se reduce sustancialmente.

Generación de planos para control topográfico y diseño de proyectos

Actualmente la debilidad del software de minería en entornos 3D es la impresión y diseño de planos, por esta razón muchos equipos de planeamiento y topografía prefieren entornos 2D para la edición de planos. Sin embargo, se ha verificado que realizar el diseño e impresión de planos desde el entorno 3D tiene dos principales ventajas. La primera es que los planos de control topográfico se generan más rápido y no necesita un procedimiento complejo. La segunda es que los atributos de los sólidos como volumen, leyes y tonelaje pueden colocarse automáticamente en tablas o a los membretes de los planos.

El procedimiento actual en el promedio de las minas subterráneas peruanas para controlar un proyecto de chimenea, por ejemplo, implica ejecutar todo el proceso antes mencionado para obtener el sólido de la chimenea. En la etapa de diseño se eligieron y generaron vistas en las cuáles se realizará el control, el que en la mayoría de los casos, cuenta con coordenadas modificadas en cota cero. Por esta razón, es necesario generarle al sólido cortes en un entorno 3D y devolverlos al entorno 2D mediante operaciones que son hechas por el personal más capacitado del equipo. 

En contraste, al realizar la configuración de la impresión de los planos del proyecto en un software de entorno 3D, no se necesita modificar las coordenadas. Esto quiere decir que basta con actualizar el sólido topográfico para que automáticamente el plano de control se actualice. Esto debido a que las vistas de corte ya están configuradas y cada sólido topográfico que se añada será puesto en el plano de control automáticamente.

Además, los planos muchas veces requieren de información adicional como volumen, metros, área, toneladas y leyes entre otros. Al realizar planos en un entorno fuera de un software especializado este tipo de datos se debe ingresar manualmente o en el mejor de los casos mediante rutinas de programación que obtenemos con alguna tabla *.xls. 

Los software especializados de minería actualmente pueden calcular y reportar indicadores complejos como la longitud de carguío en un taladro o el volumen de relleno necesario en un tajo. Esta información puede ser obtenida rápidamente mediante el cálculo de los atributos de los sólidos de tajos o las secciones de las filas de voladura. Por ejemplo, la Tabla 1 muestra una sección de voladura obtenida automáticamente.

Reporte de fin de mes y reconciliación planeado - ejecutado

A fin de mes como en cualquier otra área, en el departamento de topografía existen ciertos entregables que se deben realizar. Estos son de vital importancia para el planeamiento de minado y el financiero. Uno de los entregables más importantes es el corte mensual o reporte de fin de mes. 

En este reporte se indica, entre otras cosas, los metros avanzados y el volumen roto en el mes. Otro registro importante es la reconciliación del sólido programado contra el sólido ejecutado, en donde se mide principalmente el porcentaje de dilución y la recuperación minera. 

Al igual que en los puntos anteriores, los software especializados de minería contienen herramientas que superan a las actuales prácticas en velocidad de procesamiento y practicidad de proceso.

En primer lugar, para el cálculo de metros y volúmenes actualmente se realiza una planilla Excel y los datos son transcritos manualmente desde un entorno de dibujo 2D hacia la planilla. Este proceso, por su naturaleza manual, requiere de mayor tiempo en comparación con los procesos automáticos que describiremos a continuación. 

Los procesos en los software especializados de topografía suelen tener “Mapa de procesos” o flujos de procesos previamente configurados que ayudan a reportar rápidamente todos los entregables de fin de mes. Los Mapas de procesos son una serie de comandos ordenados de tal manera que al realizar todos los pasos se obtiene el resultado deseado. El reporte de volumen y metros se realiza en base a la construcción de una línea central y atributos asignados a cada sólido, estos pueden ser el nombre y la sección, entre otros. Gracias a estos atributos se pueden generar tablas en las cuales se reporta el total de metros avanzados por sección como lo muestra la Tabla 2. Este procesamiento con el uso de los mapas mencionados no solo agilizan el proceso si no que ayudan en el aprendizaje del procedimiento, sobre todo con el personal nuevo. 

En conclusión, al no tener traspase de información, al poder reportar automáticamente los atributos de los sólidos, la probabilidad de cometer algún error disminuye; además, se reduce el tiempo de procesamiento en la generación de reportes de fin de mes en cuanto a los metros y volumen generados.

En segundo lugar, el cálculo de la dilución y la pérdida de minado se realizan actualmente haciendo una diferencia de sólidos entre el diseño y el tajo ejecutado según el levantamiento. Este cálculo se hace manualmente y los datos nuevamente son trasladados a un formato de hoja Excel. 

En contraste, los módulos de reconciliación actuales permiten realizar una diferencia de sólidos en masa, además un análisis por secciones según una cierta distancia configurada. Este reporte por defecto analiza la sobre-rotura (dilución) y la pérdida (recuperación minera). En este proceso el ahorro de tiempo es evidente, ya que los software entregan toda la información pertinente como lo muestra la Tabla 3.

Entonces en cuanto a los reportes de fin de mes existe una disminución relevante en cuanto al tiempo de generación de estos y la probabilidad de error se ve enormemente disminuida.

Obtenidos a través de fórmulas en un software especializado de minería.

Almacenamiento y disponibilidad de información topográfica

Ya se había mencionado que todo entregable topográfico necesita ser replicable, en caso de auditorías. Es por esta razón que tener una trazabilidad de la información se vuelve fundamental. Las ventajas de los nuevos módulos de topografía en los software mineros especializados recaen en que la información se guarda de manera inalterable y como versión final en cada paso de la transformación de la información (ver Figura 2). Este almacenamiento se realiza como un archivo en 3D y no como puntos en una base de datos, que es como actualmente se hace. 

La trazabilidad de la información topográfica no ha sido muy bien abordada por las distintas minas peruanas. Los proveedores de software tienen solo un par de licencias de manejo de información de este tipo. Todos los demás gestionan la información topográfica localmente en computadoras o servidores que cualquiera puede alterar sin tener perfiles definidos con privilegios restringidos. 

Las mejores prácticas obligan a realizar un almacenamiento de la data obtenida desde el instrumento, los sólidos modificados y el archivo general por fechas. Para lograr esto se necesita tener versiones oficiales de cada uno de estos archivos. Algunos software tienen módulos que ofrecen este tipo de gestión de información. 

La idea es generar perfiles de usuarios que tengan acceso a modificar versiones en construcción, en donde queda registrado cada cambio realizado por algún usuario y una vez obtenida la versión oficial solo un administrador puede modificarlo. Así se puede tener seguridad que el personal no afín a estos procesos pueda encontrar la información de topografía oficial rápidamente. Esto se vuelve crítico en cuanto a información de puentes con respecto a tajos o comunicaciones de labores.

Los ejemplos en el por qué una versión oficial debe quedar guardada en una base de datos son infinitos y van desde el descuento de reservas hasta temas de seguridad. Es por eso que se vuelve una necesidad el contar con algún software específico de manejo de información topográfica.

Conclusiones

1. En conclusión, la generación de sólidos de túneles y tajos, la actualización de planos y los reportes de fin de mes en software especializados tiene dos ventajas con respecto a las prácticas actuales: la primera es que se ahorra tiempo en el procedimiento y el segundo es que se reduce la probabilidad de errores.

2. Además, estos software permiten realizar una correcta gestión de la información topográfica mediante la trazabilidad de la información y el almacenamiento de archivos oficiales.

Bibliografía 

Deswik. 2019. Reconciliation tool for EOM process. Deswik. Brisbane, Australia https://www.deswik.com/es/news/use-of-reconciliation-tool-for-end-of-month-process/

Datamine. 2019. Introducción a Anime – Solución para topografía subterránea. Datamine. Brisbane, Australia http://www.dataminesoftware.com/2018/06/04/newsletter-amine-spanish/

New South Wales. 2015. Survey and Drafting Directions. Intern published

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