Cómo UAS utilizó Hovermap para cartografiar de forma autónoma el derrumbe de una mina de 22 acres.

Acerca del cliente

Unmanned Aerial Services Inc (UAS Inc) es un proveedor de servicios de inspección para instalaciones industriales interiores y minas subterráneas. UAS Inc utiliza Emesent Hovermap inspeccionar zonas de operaciones peligrosas o difíciles, eliminando la metodología humana tradicional y añadiendo un mayor factor de seguridad, al tiempo que proporciona a sus clientes información visual detallada y escaneos láser. 

El desafío: un catastrófico desprendimiento de tierra

Cuando recibimos la llamada desde una cantera de piedra caliza en Iowa, EE. UU., la situación era grave. Se había producido un enorme desprendimiento subterráneo que afectaba a aproximadamente 22 acres de la zona minera activa, lo que supone aproximadamente una cuarta parte de toda la explotación. Grandes secciones de la mina estaban bloqueadas y desestabilizadas, y los desprendimientos de rocas seguían resonando en los túneles. El operador de la mina se enfrentaba a una elección imposible: ¿cómo evaluar los daños sin poner en peligro a nadie?

El reto de los procesos tradicionales

Los métodos de evaluación tradicionales que implicaban la entrada de personas simplemente no eran una opción. El entorno era demasiado inestable, peligroso e incierto. Sin embargo, sin comprender el alcance del derrumbe, la mina no podía planificar su respuesta ni determinar cuándo —o si— se podrían reanudar las operaciones de forma segura. 

Emesent

Fue entonces cuando Unmanned Aerial Services (UAS) desplegó la tecnología de drones Hovermap Emesent. Su misión: cartografiar más de 5 kilómetros de galerías subterráneas en condiciones sin cobertura GPS, navegar por una zona de derrumbe activa y proporcionar información útil, todo ello en las 48 horas siguientes a la llamada de emergencia inicial.

La misión: navegación autónoma donde los humanos no podían llegar

El reto no era solo la distancia. El entorno presentaba todos los obstáculos imaginables para las operaciones subterráneas:

• Denegación completa de la señal GPS en todas las explotaciones mineras. 
• Distancias operativas ampliadas que requieren vuelos de hasta 1,3 kilómetros en un solo sentido.
• Puntos de acceso estrechos alrededor de la caída del terreno con tan solo 6-8 pulgadas de espacio libre alrededor de las hélices.
• Inundaciones importantes con profundidades de agua superiores a 40 pies en zonas con terrazas.
• Limitaciones de comunicación a distancias prolongadas, con caídas intermitentes de la señal más allá de los 100-800 metros.
• Inestabilidad continua, con desprendimientos de rocas durante las operaciones de vuelo.

En estas condiciones, las capacidades de navegación autónoma Hovermap se convirtieron en algo fundamental para la misión. El sistema funcionó completamente sin GPS, basándose en cambio en la localización y cartografía simultáneas (SLAM) en tiempo realLiDAR 3D . El dron navegó por intersecciones estrechas, evitó rocas colgantes y bordeó con cuidado las secciones inundadas, todo ello mientras mantenía su posición de forma segura y trazaba su ruta de regreso.

«Como persona que lleva casi ocho años volando con este sistema, todavía me impresiona», afirma Matt Mackinnon, fundador y presidente de UAS. «El dron llega a lugares a los que yo, como piloto humano, nunca lo llevaría. Pero el sistema autónomo tiene una percepción de 360 grados y puede sortear obstáculos que yo ni siquiera puedo ver».

Durante el vuelo más crítico, el dron fue enviado a lo que el equipo denominó una misión «full send» (envío completo): trazar puntos de referencia más allá del alcance de la comunicación y esperar su regreso. Durante 20 minutos, no tuvieron contacto. El dron estaba solo, navegando más de un kilómetro en condiciones inestables, tomando decisiones en tiempo real sobre obstáculos y rutas.

Regresó con éxito, llevando consigo datos completos 3D de toda la zona del derrumbe.

Descripción general del producto

Emesent ayuda a las empresas a cartografiar lo desconocido, minimizando el tiempo de inactividad operativa y mejorando al mismo tiempo la seguridad de los trabajadores.

Hovermap

Captura de datos móvil rápida, precisa y con gran detalle
Con un mapeo autónomo basado en inteligencia artificial, Hovermap lo último en tecnología LiDAR para generar nubes de puntos de alta densidad con una cobertura excepcional. Con un alcance de detección de hasta 300 metros y la capacidad de capturar más de un millón de puntos por segundo, Hovermap datos detallados y de calidad topográfica en una amplia zona de forma rápida, lo que acelera el tiempo de obtención de información.

Opciones de implementación que se adaptan a sus necesidades
HovermapLa versatilidad únicaHovermappermite a los usuarios capturar datos de áreas anteriormente inaccesibles, ya sea desde el aire o desde el suelo. El diseño plug-and-play permite cambiar fácilmente del uso con drones al escaneo con dispositivos portátiles, mochilas, vehículos o robots terrestres. 

Dron DJI M350, AstroMax 

Escaneos rápidos y precisos con drones sin GCP
Emesent Aura es compatible con RTK, lo que automatiza la georreferenciación de alta precisión y la corrección de la deriva para Hovermap en los drones M300 y M350 de DJI. Esto permite realizar escaneos rápidos, precisos y exactos con drones sobre el terreno bajo demanda, sin necesidad de trazar y georreferenciar puntos de control terrestres. 

Simplemente conecte el Hovermap su dron DJI M300 o M350 con el soporte especialmente diseñado, establezca una conexión y estará listo para comenzar a escanear. Durante el procesamiento, Aura evalúa Aura la calidad de la señal GPS y elige de forma inteligente la combinación óptima de RTK y SLAM ya sea RTK y SLAM, o SLAM si la calidad de RTK no es lo suficientemente alta), alternando entre ambos, para proporcionar al usuario la nube de puntos más fiable y robusta.

Los resultados: Eyes Underground en tiempo récord

En las 48 horas siguientes a la llamada de emergencia inicial, UAS y Hovermap múltiples vuelos autónomos que cubrieron más de 5 kilómetros de galerías subterráneas. Los datos completos de la nube 3D , capturados a una velocidad de casi 2 millones de puntos por segundo, revelaron lo siguiente:  

• El alcance total del derrumbe de 22 acres
• El estado de los montones y pilares circundantes.
• Señales de acumulación de agua que probablemente contribuyeron a la inestabilidad.
• Rutas de acceso seguras para futuras operaciones
• Áreas que requieren asistencia inmediata en tierra

Fundamentalmente, el equipo combinó LiDAR con imágenes de cámaras de 360 grados, lo que proporcionó datos espaciales precisos y un contexto visual inmediato. Aunque el procesamiento del escaneo llevó tiempo, el vídeo proporcionó a las partes interesadas información instantánea sobre las condiciones subterráneas, sin que nadie tuviera que entrar en la zona de peligro.

«Sin duda, la capacidad de Hovermap acceder a zonas completamente inaccesibles, recopilar datos y regresar de forma autónoma abre nuevas oportunidades para el análisis y la respuesta ante incidentes en minas», señaló Mackinnon. 

El valor oculto: detección y prevención de cambios

Lo que hizo que esta misión fuera aún más valiosa fue un descubrimiento realizado durante la operación. El operador de la mina había encargado escaneos de las explotaciones el año anterior como parte de su diligencia debida de adquisición. Al superponer los nuevos escaneos de emergencia con estos datos históricos, el equipo pudo ver exactamente qué había cambiado.

La comparación fue reveladora y aleccionadora. Cuando se revisaron los escáneres históricos junto con los nuevos datos, se pusieron de manifiesto patrones coherentes con una degradación progresiva del terreno, incluyendo pilares en forma de reloj de arena, deformaciones que se extendían desde el anterior hundimiento del terreno en 2019 y zonas en las que el cambio gradual no era fácilmente apreciable en ese momento. LiDAR de superficie LiDAR que el agua de un campo agrícola se había canalizado hacia la antigua zona de derrumbe durante un largo periodo, concentrando el flujo y contribuyendo al debilitamiento de la piedra caliza circundante. Con hasta 22 pies de hundimiento de la superficie documentados sobre la zona de derrumbe, los conjuntos de datos integrados proporcionaron una comprensión más clara de los factores que contribuyeron al fallo.

«La gran conclusión es esta: escanee todo lo que pueda, porque siempre puede almacenar los datos», enfatizó Mackinnon. «No es necesario procesarlos inmediatamente, pero cuando algo sale mal, tener esa referencia es un factor decisivo. En este caso, pudimos volver atrás y ver los signos de inestabilidad que siempre habían estado ahí».

Lecciones para la seguridad en las minas: proactivo frente a reactivo

Este caso demuestra tanto la capacidad de respuesta ante emergencias de la tecnología de drones autónomos como su valor aún mayor en la supervisión rutinaria y proactiva:

Para respuestas de emergencia:

• Despliegue rápido en zonas inaccesibles sin poner en riesgo al personal.
• Navegación autónoma en condiciones inestables y sin GPS
• Retroalimentación visual en tiempo real combinada con datos espaciales de alta precisión.
• Alcance operativo ampliado más allá de lo que pueden lograr los métodos terrestres.

Para operaciones rutinarias:

• Establecer condiciones de referencia mediante escaneos autónomos periódicos.
• Habilite la supervisión de detección de cambios para identificar peligros en desarrollo.
• Documentar las áreas donde las restricciones de acceso impiden la realización de levantamientos topográficos terrestres.
• Apoye el análisis geotécnico sin exponer a los equipos a riesgos.

Desde entonces, la mina ha invertido en su propio Hovermap y ha implementado un programa de escaneo periódico, que comenzó con una frecuencia semanal, luego mensual y, a medida que ha aumentado la confianza en las condiciones del terreno, trimestral. Ahora comprenden que la tecnología no solo sirve para emergencias, sino también para la prevención.

El resultado final

Cuando las minas se enfrentan a fallos catastróficos, cada minuto cuenta. Pero el verdadero valor de la tecnología 3D autónoma reside en los minutos, horas y días previos al desastre, cuando los datos aún pueden evitar la tragedia en lugar de limitarse a documentarla.

Como demuestra este caso, la tecnología de drones autónomos no solo garantiza la seguridad de las personas durante las emergencias, sino que también la garantiza al ayudar a prevenir las emergencias en primer lugar.

Para obtener más información sobre las soluciones de cartografía Hovermap para aplicaciones de minería subterránea, póngase en contacto con Emesent o visite emesent