Uso De La Teledetección En La Industria Minera

La observación de la Tierra con satélites, gracias a su amplia cobertura de monitorización y a la posibilidad de definir con precisión las características de la superficie que indica dónde se encuentran los depósitos minerales y para controlar los cambios en el paisaje relacionados con la minería, es cada vez más solicitada en la industria.

En esta entrevista, nos reunimos con la Dra. Nataliia Borotkanych, coordinadora de proyectos de EOS Data Analytics, para averiguar cómo se utilizan la teledetección por satélite y el análisis de datos para apoyar la toma de decisiones durante el ciclo de vida de la mina, desde la exploración de los yacimientos minerales hasta la recuperación/restauración medioambiental de los terrenos minados. Natallia también habló de la participación del equipo de EOSDA en el proyecto HORIZON 2020 GoldenEye, que se centra en el desarrollo de una plataforma de análisis para los usuarios de la industria minera.

¿Cómo Se Utiliza La Teledetección En La Industria Minera?

La observación remota de la superficie del planeta con satélites es útil durante todas las etapas del ciclo de vida de una mina.

Las imágenes de satélite son un importante medio de apoyo a los proyectos de prospección de yacimientos minerales. El espectro de su aplicación es bastante amplio. Proporcionan a los geólogos y al personal de campo información sobre la presencia de carreteras, pistas de tierra, vallas, etc. En otras palabras, las imágenes de satélite son la base para elaborar mapas de la cobertura del terreno. Eso es esencial para cartografiar las posibles rutas de acceso a las zonas exploradas y considerar cuál sería el impacto de un gran proyecto en el medioambiente.

La monitorización remota por satélite simplifica y acelera la exploración geológica en lugares de difícil acceso. Por ejemplo, en Europa, las minas de alta calidad están casi agotadas, por lo que los especialistas tienen que buscar nuevos yacimientos en zonas remotas.

Los mapas de satélite también son útiles para detectar los afloramientos y las capas de roca meteorizada y para controlar la vegetación en las zonas de exploración.

La monitorización de los pozos abiertos (situados en la superficie del suelo) durante la extracción es otro caso de uso de los datos satelitales. Por ejemplo, analizamos las imágenes de radar de Sentinel 1 para hacer un seguimiento de la estabilidad de los taludes y de los cambios mensuales en las partes del paisaje en las que se lleva a cabo la minería activa (es decir, para definir el tamaño de las reservas). El objetivo de este seguimiento es garantizar la seguridad de los trabajadores detectando a tiempo los posibles problemas e informando a la dirección de la mina para que tome medidas antes de que se produzcan accidentes.

Las imágenes de satélite multiespectrales se utilizan para la renaturalización (restauración de los terrenos tras la explotación minera para que se parezcan a la naturaleza) de las zonas montañosas, ya que permiten monitorizar el estado de la vegetación y el llamado drenaje ácido (la salida de aguas ácidas de las minas de hierro y carbón).

Los datos obtenidos permiten controlar la respuesta de la vegetación a los factores de estrés con una alta resolución temporal y espacial. Por lo tanto, los datos de las imágenes son la base para mejorar la gestión de la renaturalización. La teledetección por satélite y el análisis de imágenes también son útiles, dada la posibilidad de realizar actividades agrícolas u otras actividades económicas en las tierras después de la explotación minera.

¿Cómo Ayudan Exactamente Las Imágenes De Satélite A Cartografiar Los Territorios Con Yacimientos Minerales?

Hay más de 4.000 minerales en la Tierra. La cantidad de radiación solar que un determinado mineral refleja, transmite y dispersa debido a su composición química es única. Se asemeja a una huella dactilar humana y se le denomina firma espectral. La firma espectral de un mineral puede determinarse desde el espacio midiendo minúsculas fluctuaciones en la longitud de las ondas electromagnéticas con la ayuda de satélites.

Estos aparatos permiten fotografiar áreas de interés desde el espacio e interpretar las imágenes tomadas en partes del espectro fuera del rango visible. Por ejemplo, los datos de radiación infrarroja y de onda corta se utilizan para identificar características estructurales de la superficie terrestre.

Gracias a las imágenes espectrales y a la cartografía temática, los investigadores obtienen información sobre las propiedades de absorción y reflexión de los suelos, la composición de las rocas y la vegetación. Estos datos permiten detectar depósitos de arcilla y óxidos y determinar los distintos tipos de suelo en las imágenes de satélite.

Ha Mencionado El Proyecto Goldeneye. Háblenos Brevemente De Él.

GoldenEye es un proyecto H2020 de tres años de duración financiado por la Comisión Europea. El objetivo del proyecto es crear una plataforma basada en la inteligencia artificial para monitorizar y analizar los yacimientos mineros de toda la Unión Europea con el fin de que la exploración de minerales sea más rentable y eficiente, al tiempo que se cuida la seguridad de los trabajadores y se reduce el impacto de la extracción en el medioambiente. El Centro de Investigación Técnica VTT de Finlandia coordina el proyecto.

La plataforma GoldenEye aprovechará las tecnologías de teledetección y posicionamiento para la generación y recopilación de datos (utiliza satélites, drones y sensores in-situ) y emplea algoritmos de aprendizaje automático para su análisis. La información práctica sobre los emplazamientos mineros permitirá a los usuarios finales lograr una exploración y extracción más eficientes y garantizar que, tanto las instalaciones mineras como el almacenamiento de residuos, no contaminen los terrenos circundantes tras el cierre.

El equipo del proyecto de EOSDA está formado por cinco personas.

¿Cuál Es La Tarea De EOS Data Analytics Dentro Del Proyecto?

Mediante el uso de imágenes de los satélites Sentinel y Landsat, llevamos a cabo una monitorización medioambiental de los territorios mineros. Las tareas incluyen la evaluación de la integridad de las presas de residuos (almacenamiento) durante las fases posteriores al cierre mediante la búsqueda de fugas en los laterales de las instalaciones.

Los residuos como consecuencia de la minería son una mezcla tóxica que se forma tras el procesamiento y enriquecimiento de las materias primas extraídas. Las roturas de las presas de residuos provocan catástrofes ecológicas que a menudo se saldan con víctimas. En la última década, se produjeron al menos dos sucesos trágicos en Sudamérica. En 2015, el derrumbe de la presa de Mariana causó la muerte de 19 personas y destruyó el pueblo de Bento Rodríguez, en Brasil. A raíz del accidente, 60 millones de metros cúbicos de residuos de la explotación del mineral de hierro acabaron en el río y el océano Atlántico. La catástrofe de la presa de Brumadinho de 2019 se cobró la vida de 270 personas y causó graves daños medioambientales en el estado brasileño de Minas Gerais: 12 millones de metros cúbicos de residuos contaminaron más de 300 km de río. El operador de la instalación, la empresa brasileña Vale SA, tuvo que anunciar el desmantelamiento de todas las presas de residuos de la región, con un coste de 1.100 millones de dólares.

La monitorización medioambiental que realizamos dentro de esta tarea se centra en resolver el problema más común y crítico de la industria: la eliminación de los residuos de producción.

Además, monitorizamos las tierras recultivadas alrededor de las minas haciendo mapas de vegetación durante el periodo de vegetación basados en los datos del índice NDVI y otros índices para definir el crecimiento de las plantas.

Hace Poco, El Equipo Del Proyecto Goldeneye Hizo Un Viaje A Finlandia. ¿Qué Hicieron Allí Y Cuáles Fueron Los Resultados?

Olena Kavats, científica de datos senior y la científica Kateryna Sergieiva realizaron pruebas de campo en la mina de Pyhäsalmi, especialmente en la cantera activa y en los laterales del vertedero de residuos. Las especialistas midieron la humedad y la temperatura del suelo (a una profundidad de cinco centímetros) y la temperatura de la capa de la atmósfera cercana a la superficie.

Olena y Kateryna utilizaron imágenes de satélites, por ejemplo, de Landsat 8, para obtener estos tres tipos de datos. Landsat 8 tiene bandas térmicas que registran el reflejo de los indicadores de temperatura, y es posible calcular la temperatura del suelo a partir de las imágenes captadas con dichas bandas.

El equipo no sólo tenía que hacer mediciones, sino también validarlas, porque la precisión de los datos de temperatura del satélite depende de la presencia de nubes: sus sensores pueden indicar la temperatura de las nubes en lugar de la temperatura de la superficie de la Tierra.

Los especialistas también utilizaron el Índice de Humedad del Suelo (SMI) sobre el lugar de ensayo de Pyhasälmi para reconstruir la dinámica de la humedad del suelo sobre la balsa de residuos. El SMI se basa en el Índice De Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI) y en el Índice de Temperatura de la Superficie del Suelo (LST).

Los datos sobre la temperatura y la humedad del suelo y la temperatura de la capa de la atmósfera cercana a la superficie son necesarios para elaborar mapas de humedad del suelo. A su vez, los mapas de humedad del suelo son necesarios para controlar la integridad de las presas de residuos. Los indicadores de aumento de la humedad pueden señalar los lugares de fuga de residuos.

La realización de estas mediciones se ajusta a la monitorización medioambiental de la que es responsable la empresa GoldenEye.

Hay que decir que Finlandia es muy sensible a la protección del medioambiente. La mina está cerca del lago Pyhäjärvi, que es un destino turístico. No hay contaminación en el aire ni en el agua. Después de trabajar en la mina, nuestros zapatos ni siquiera se mancharon de polvo, lo que nos sorprendió muy gratamente.

La exploración de mineral en esta mina tendrá lugar hasta finales de septiembre. Después funcionará, pero a menor escala. Seguiremos con la monitorización medioambiental (haciendo mapas de humedad del suelo y vegetación, etc.) hasta abril de 2023, cuando finalice el proyecto.

¿Hay Más Viajes De Trabajo Programados Para El Equipo?

Sí, nos reuniremos con todos los equipos del proyecto en la Asamblea General para hablar de los últimos avances del proyecto y presentar nuestras conclusiones. El evento tendrá lugar en Rumanía el 10 de octubre.