1. APLICACIONES DEL GPS Y GIS EN LA MINERIA.
En el último conflicto bélico el GPS (Sistema de Posicionamiento Global) y GIS (Sistema de
Información Geográfica) fueron base para una guerra de alta precisión, selectiva y acelerada; y sin la
aplicación de estos, probablemente la guerra continuaría aún y sería más sangrienta..
El Sistema de Posicionamiento Global GPS (Global Positioning System), es demasiado amplio si se
desea tener un conocimiento completo, y simple desde el punto de vista aplicativo.
1. EL SISTMA DE POCISIONAMIENTO GLOBAL (GPS).
Es un sistema de navegación espacial diseñado por el Departamento de Defensa de los Estados
Unidos de Norte América que provee.
??Autonomía de geo-posicionamiento.
??Cobertura total del planeta.
??Disponibilidad 24 horas por día.
??Bajo costo de empleo.
??Sistema pasivo que permite número ilimitado de usuarios.
??Precisión a elección del usuario:
Desde +- 7 m (coordenadas Este, Norte) con receptores estándar (navegadores).
Hasta +- 1 mm (coordenadas Este, Norte) con receptores diferenciales (Estaciones Totales).
Como Funciona el GPS?
Es un sistema basado en el cálculo del tiempo de viaje de la señal (?t) desde los satélites a un punto
de la tierra..
La distancia es calculada por D = V*? t ; donde V (velocidad de la señal) es conocida.
Opera bajo el principio de trilateración.
Los satélites envían señal de radio en la banda L en:
L1 = 154 fo = 1575.42 MHz.
L2 = 120 fo = 1227.60 MHz.
Los receptores estándar del GPS requieren como mínimo señal de cuatro satélites en 3D, y de tres
satélites en 2D, para determinar su posición.
Segmentos del GPS.
El GPS se divide en tres partes llamados segmentos:
Segmento Espacial. Conformado por más de 30 satélites artificiales con relojes atómicos de alta
precisión, de los cuales operativos 24 satélites, en 6 orbitas y a una altura de 20200 Km..
Segmento Control. Conformado por 5 estaciones de monitoreo, Hawai, Kwajalein, Isla de
Ascensión, Diego García, Colorado Springs. De los cuales Colorado Springs es el control
principal y los otros control secundario.
Segmento usuario. Conformado por todas las personas que tienen un receptor estándar o
diferencial del GPS, los primeros con una precisión que varia entre los +-100m hasta +- 7 m. (con
2. 2
correcciones hasta +-1.5m) y los diferenciales con una precisión +- 1mm.
Fuentes De Error.
ERROR (m) RECEPTOR GPS
ESTANDAR (m) DIFERENCIAL(m)
DEL SATELITE
De Orbita 2.5 0
De Reloj 1.5 0
ATMOSFERICOS
Por Ionosfera 3.2 0.4
Por Troposfera 0.5 0.2
DEL RECEPTOR
Del Reloj 0.5 0
Aplicaciones del GPS?
?? Geodesia (Puntos de Control)
?? Navegación Terrestre, marítima y espacial.
?? Topografía
?? Mapeo.
?? GIS.
?? Recreación.
?? Control vehicular
2.- EL SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA (GIS)
Es un Sistema de hardware, software y procedimientos diseñados para soportar la captura, gestión,
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SSEEGGMMEENNTTOO
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3. 3
manipulación, análisis, modelado y visualización de datos espacialmente referenciados para resolver
problemas complejos de planeamiento y gestión.
Componentes de un GIS
Equipos – hardware. Es donde opera el GIS y que pueden ejecutar en un amplio rango de
equipos, desde servidores hasta PCs personales.
Programas – Software. Los programas de GIS proveen las funciones y herramientas necesarias
para almacenar, analizar y desplegar la información geográfica.
Datos. Es el componente más importante de un Sistema de Información Geográfica. Los datos
geográficos y tabulares pueden ser adquiridos por quien implementa el sistema de información, así
como de los que por terceros que ya los tienen disponibles.
Personal. La tecnología del GIS está limitada si no se cuenta con el personal que opera, desarrolla
y administra el sistema y que establece planes para aplicarlo en problemas del mundo real.
Metodologías. Un GIS operará acorde con un plan bien diseñado y con unas reglas claras del
proyecto, que son los modelos y las prácticas operativas características de cada organización.
Para que sirve un GIS.
Un GSI suficientemente sofisticado puede responder a cinco preguntas genéricas:
Localización: ¿Qué hay en...?
Se refiere a identificar que es lo que se encuentra en una localización determinada. por ejemplo, por
su topónimo, por su código postal, por referencias geográficas como latitud y longitud o
coordenadas UTM..
Condición: ¿Dónde se encuentra?
Esta es la inversa de la primera y requiere un análisis espacial. En lugar de identificar lo que se
encuentra en un punto. es buscar un lugar que reúna ciertas condiciones, por ejemplo en un
catastro urbano, lotes de terreno con pendiente de 5-10%, sin construcción, con áreas menores de
100 m2, a menos de 100 m de vías de alta velocidad.
Tendencia: ¿Qué ha cambiado desde...?
Esta pregunta involucra a las dos anteriores y su respuesta establece que diferencias ocurren en un
área determinada a través del tiempo.
Distribución: ¿Qué patrones de distribución espacial existen?
Esta es más compleja. Pues se plantea determinar, por ejemplo, si las epidemias es una causa
importante de mortalidad entre los habitantes que residen cercanos a fabricas. O también, al querer
conocer cuántas situaciones anormales se producen en una determinada distribución espacial y
donde se localizan.
Modelamiento: ¿Qué sucede si… ...?
Este es una cuestión que se plantea al intentar conocer que pasa en un sistema cuando ocurre un
hecho determinado, por ejemplo, si se produjera un determinado vertido tóxico en las redes de
agua potable. Las respuestas requieren, además de la información geográfica, otras informaciones
adicionales, como pueden ser determinadas leyes científicas.
Aplicaciones del GIS?.
?? Producción y actualización de la cartografía básica.
?? Administración de servicios públicos de agua potable, alcantarillado, energía, teléfonos, etc.
?? Inventario, catastro y urbanismo.
?? Atención de emergencias incendios, terremotos, accidentes de tránsito, etc.
?? Estratificación socioeconómica.
4. 4
?? Saneamiento básico ambiental y mejoramiento de las condiciones ambientales, educación
ambiental.
?? Evaluación de áreas de riesgos, prevención y atención de desastres y vulnerabilidad.
?? Localización óptima de la infraestructura de equipamiento social - educación, salud, deporte
y recreación.
?? Diseño y mantenimiento de la red vial.
?? Formulación y evaluación de planes de desarrollo social y económico.
3. SISTEMA GPS-GIS
En base a interacción del GPS y GIS aplicando programas de Análisis de Sistemas Mineros en forma
corporativa nos permite tener un mayor control de la actividad en tiempo real y con información
seleccionada y en forma masiva.
Componentes Del Sistema
??Tecnología GPS.
??Tecnología GIS.
??El sistema computarizado de campo (Field Computer System: FCS).
Consola gráfica (Goic).
Unidad central (Hub). Dicho sistema se instala en palas equipos auxiliares y chancadoras.
??Enlace de radio de datos.
??Computador central de información i control, con el software (GIS).
Interacción Del Sistema.
Sistema Computarizado de Campo.
Enlace de Radio y Computadora Central.
Tecnología GPS.
Es utilizado receptores del GPS de alta y baja precisión.
?? Receptores del GPS de baja precisión.
Error de posicionamiento al m
5. 5
Frecuencia de comunicación 20 s.
Frecuencia de señal satelital L1
Empleado en volquetes y otros vehículos que no requieren de precisión.
?? Receptores del GPS de alta precisión.
Error de posicionamiento al cm.
Frecuencia de comunicación 1 s.
Frecuencia de señal satelital L1 y L2
Empleado en perforadoras, palas y equipos de alta precisión.
Tecnología GIS.
En la implementación de un GIS a nivel corporativo, unos de los mayores costos (sino es el mayor),
será el de la adquisición de datos, y esto es lo primero que se realiza en la actividad minera por lo tanto
ya se tiene en un gran porcentaje.
Son de aplicabilidad las siguientes extensiones de los programas de GIS:
?? Spatial Analyst. (Análisis Espacial).
?? 3D Analyst (Análisis en 3D).
?? Geostatistical Analyst (Análisis Geoestadísticos).
?? Tracking Analyst (Análisis de Transporte).
?? Schematics (Representación Gráfica de la Información).
?? Survey Analyst (Topografía, Geodesia)
?? Publisher (Publicaciones).
?? Database Access (Acceso Directo a la Base de Datos).
?? Digitizer (Digitalizadores).
?? Geoprocessing (Geo Procesadores).
Algoritmos Del Sistema.
Se utiliza una variedad de algoritmos matemáticos de:
Programación Lineal.
Programación Dinámica.
Modelos de Distribución Minera.
Redes.
Teoría de Colas,
Localizadores.
Simuladores.
Reemplazo-Mantenimiento y Confiabilidad.
La función principal del algoritmo de Programación Lineal es la de determinar las rutas óptimas de
acarreo en base a la velocidad de excavación de las palas y el tiempo que se demoran los camiones en
ruta, cualquier otra variación en la ruta, tipo de material a cargar, desplazamiento de la pala
6. 6
automáticamente serán consideradas en el cálculo en base a la información, en tiempo real .
Otro algoritmo poderoso es el de la Programación Dinámica (PD). Cuando un camión necesita una
asignación, este examina toda las posibles alternativas para dicho camión. Simultáneamente, estudia las
alternativas que existe para los demás camiones que van a necesitar una asignación dentro de pocos
minutos. Vez tras ves cuando la PD hace sus cálculos logra encontrar la mejor asignación posible.
Sistema GPS - GIS Permite Operar En Tiempo Real:
??Información Puntual.
??Información Topográfica.
??Información Temática.
??Coordenadas del Taladro.
??Mallas de Perforación.
??Zonificaciones.
??Actualización de Polígonos.
??Planes de Minado.
??Avance de Palas.
??Control de Gradientes de Rampas y Niveles.
??Control de la Dilución.
??Control de tiempo de perforadoras, palas y volquetes.
??Seguimiento a perforadoras, palas y volquetes.
??Velocidad de Excavación.
??Tiempos de Carga de la Pala.
??Tiempos de Recorrido de Volquetes por Tramos
??Control de Producción.
??Control de límites del tajo.
??Control de Cargas de mineral y estéril mal direccionadas.
Presente y Futuro de la Minería.
Sistema automatizado corporativamente.
??Información Automatizada en Tiempo Real.
??Camiones Automatizados.
??Perforadoras Automatizadas.
??Palas Automatizadas.
La complejidad de la actividad minera en el mundo no permite definir si esto es el presente o futuro,
mientras que paro otros países es el presente para nosotros podría ser el futuro, de igual forma en las
empresas mineras. Está demostrado que la minería cuando ve por conveniente puede aplicar tecnologías
tan sofisticadas y costosas, entonces mucho dependerá del conocimiento de estas tecnologías para su
