Cuantificación de material particulado generado por tronaduras a cielo abierto mediante visión computacional

Abstract

Generalmente, las tronaduras en minería a cielo abierto producen una nube compuesta por material particulado que permanece en suspensión tras la detonación. Esta nube constituye simultáneamente un problema ambiental, por su aporte a las concentraciones de PM10 y PM2.5, que afectan también a las comunidades cercanas, y un problema operacional, ya que condiciona los tiempos de reanudación: la mina solo se entrega a la operación cuando se restablecen condiciones de visibilidad favorables. Conocer cómo se propaga el material particulado es la base para controlarlo y, en el futuro, mejorar su gestión, por ejemplo definiendo los tiempos de entrega de la mina en función de una métrica de calidad del aire o de visibilidad. En este trabajo se desarrolla una herramienta para caracterizar dicha nube a partir de registros de video capturados por un dron sobre la mina Chuquicamata. La metodología se organiza en cinco fases: 0. Recepción y análisis previo del video, donde se preprocesa la imagen y también se consiguen datos intrínsecos al video y al dron, además de las configuraciones necesarias para las fases siguientes. 1. Detección y segmentación de la columna de gas mediante un esquema híbrido que combina ubicaciones semilla generadas con CLIPSeg y propagación temporal con SAM 2. 2. Reconstrucción tridimensional del volumen de gas mediante tallado espacial (space carving) y la sombra de la nube de gas sobre un modelo digital de elevación georreferenciado. 3. Estimación de la velocidad y dirección aparente del viento mediante flujo óptico denso. 4. Estimación de la concentración normalizada de material particulado (PMx) mediante la solución de puff gaussiano de la ecuación de advección-difusión. A cada fase se le aplica un tipo de validación acorde a la información que se posee. Se documentan además enfoques descartados y el motivo de su descarte.