Thesis Uso de imágenes multiespectrales para el monitoreo de humedad superficial en depósitos de relaves
Date
2022
Authors
Sánchez Oyarzún, Monserrat
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Abstract
Para un adecuado manejo de depósitos de relaves es necesario el monitoreo de variables que
influyen en la estabilidad global de la estructura y que ayuden a la toma de decisiones tanto
en la etapa de construcción como de operación y cierre de los depósitos. Una de estas
variables corresponde al contenido de humedad del material el cual repercute en fenómenos
de estabilidad física y química, tales como generación de drenaje ácido, licuefacción, erosión,
entre otras. Del mismo modo, el contenido de humedad de relaves influye en procesos de
evaporación e infiltración, los cuales dependen del grado de saturación a los que se encuentre
el material, afectando por tanto la evaluación y control del balance aguas global del depósito,
los cuales son previamente proyectados a partir de modelos que permiten estimarlo, por lo
que llevar un control del contenido de humedad ayuda a verificar en operación el proceso.
Actualmente, no se realizan controles continuos de humedad a nivel temporal y espacial en
depósito de relaves, dada las complicaciones asociadas a la toma de muestras en la zona de
almacenamiento del material (cubeta), debido a las bajas densidades a las que se encuentran
las pulpas, lo que dificulta el acceso a gran parte de la superficie de los depósitos. Lo anterior
se suma al tiempo que toma determinar el contenido de humedad cuando se logra extraer
muestras desde el depósito, principalmente, por la necesidad de ser evaluadas en laboratorio,
generando la urgencia de emplear técnicas más eficientes de monitoreo.
En la última década, el surgimiento de tecnologías de procesamiento de imágenes y el uso
exitoso de monitoreo de variables de interés en áreas de estudio como la hidrología,
evaluando fenómenos de infiltración y evaporación (Sadeghi et al., 2017), y la agricultura,
en el estudio de salud de cultivos (Hassan-Esfahani et al., 2015), ha permitido generar una
herramienta de trabajo que facilita y agiliza el control de variables relevantes, lo que, a su
vez, abre las puertas para su aplicación en nuevos ámbitos de investigación. Uno de ellos es
el campo de residuos mineros, el cual tiene como necesidad, entre otras variables, el registro
de contenido de humedad en depósitos de relaves, por lo que esta investigación estudia la
aplicación de imágenes hiperespectrales para la estimación de humedad superficial de dichos
depósitos, evaluando la viabilidad de aplicación a través del análisis del comportamiento de
la reflexión de luz frente a los cambios del contenido de humedad en relaves.
Las investigaciones previas han estimado la humedad, por ejemplo, con el uso de
espectrómetros en laboratorio (Sadeghi, Jones, & Philpot, 2015), o con cámaras
hiperespectrales en terreno (Hassan-Esfahani et al., 2015), al igual que la industria de
residuos petroleros donde el uso de imágenes espectrales ha permitido estimar contenidos de
humedad (I. Entezari et al., 2013), entre otras variables de interés, mientras que en la minería
multimetálica, a través del uso de cámaras multiespectrales en el rango VIS (400-700 nm) y
NIR (700-1000 nm), ha evidenciado la viabilidad de la estimación del contenido de humedad
a partir de la medición de reflexión de luz (Araya et al., 2019).
En esta investigación se presenta un procedimiento similar al utilizado por Araya, el cual
estudia el monitoreo de procesos de disecación de probetas saturadas de relaves provenientes
de distintos métodos de depositación, los cuales son estimulados con iluminación artificial
provenientes de láseres a longitudes de onda de 405 nm hasta los 980 nm, y evaluados en
rangos de contenido de finos de 0% a 100% y densidades entre 1.31 gr/cc a 1.72 gr/cc. Además, se compara el comportamiento entre relaves y suelos naturales bajo el mismo
proceso de evaluación.
Los resultados muestran una relación entre el contenido de humedad y reflexión de luz con
comportamiento parabólico, lo que sumado al índice de vegetación de diferencia normalizada
(NDVI), permiten estimar el contenido de humedad superficial de las probetas, generando un
método auspicioso para el monitoreo continuo de humedad en depósitos de relaves.
Description
Keywords
HUMEDAD , RELAVES , MONITOREO , MULTIESPECTRALES , REFLEXIÓN DE LUZ