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METAVERSO OPERACIONAL, CLAVES DE LA MINERÍA DEL FUTURO

Trabajo presentado en el VII Simposio Peruano de Geoingeniería
Por: César Fuentes y Eduardo Casas, Datageo SAC.


Resumen 

El software de Dataverso es una herramienta digital inmersiva que tiene por objetivo principal satisfacer necesidades actuales de la industria minera, que le permitan al usuario llevar operaciones estratégicas y tareas asociadas que hoy se realizan de manera presencial, hasta el metaverso, reduciendo así la exposición humana a sitios con riesgos y peligros propios de la industria y a lugares sin acceso, optimizando a la vez, recursos y tiempos de operación.

Algunas de las áreas y etapas en que esta herramienta podrá ser implementada, son áreas como la geotecnia, geología, planificación, entre otras, que involucran tareas que hoy requieren presencia de personal en el sitio de interés, trabajos como, por ejemplo: inspección de bancos, identificación de estructuras, mapeo estructural, inestabilidades, diseño y planificación, conciliación geotécnica, entre otras. Además, es una herramienta que permite realizar inspecciones y análisis de sectores sin acceso al personal.

El software Dataverso será un aporte en la optimización de recursos humanos, económicos y en la seguridad de las personas y el negocio minero.

A partir de esta herramienta será posible desplegar los levantamientos topográficos de alta resolución realizados por drones, en un ambiente en donde el uso de realidad virtual permitirá que los profesionales puedan inmersar de manera remota a los taludes de la mina.

Considerando que Dataverso, en esta etapa está enfocado en inspecciones visuales, cuenta con herramientas de apoyo como lo son sistemas de medición, de dibujo y el despliegue de una cartilla que permite realizar el mapeo del factor de condición.

Introducción

Actualmente uno de los desafíos principales en minería, es el uso de tecnología que permita minimizar la exposición de personal a condiciones de riesgo. Enmarcados en este desafío, la empresa Minverso y Datageo se han unido para crear Dataverso, el primer software multiusuario de inspección geotécnica para taludes mineros, desarrollado en el metaverso.

A partir de este software será posible desplegar los levantamientos topográficos de alta resolución realizados por drones (escenas), en un ambiente en donde el uso de realidad virtual permitirá que los profesionales puedan acceder de manera remota a los taludes de la mina.

Considerando que Dataverso, en esta etapa está enfocado en inspecciones visuales, cuenta con herramientas de apoyo como lo son sistemas de medición, de dibujo y el despliegue de una cartilla que permite realizar el mapeo del factor de condición del talud (Williams et al., 2009).

Con estas herramientas, los profesionales podrán ejecutar procesos operativos mineros, los cuales en la actualidad se llevan a cabo de forma presencial. Con este software se realizarán trabajos a distancia, desde cualquier lugar del mundo, permitiendo desarrollar evaluaciones en conjunto con otros profesionales en un espacio en común a través de la realidad virtual.

Metaverso

Desde sus inicios, la computación y posteriormente Internet han representado para nosotros un mundo principalmente bidimensional. Durante las últimas cuatro décadas, se ha interactuado a través de pantallas, ya sea mediante monitores de PC o dispositivos portátiles como smartphones y tablets. Prácticamente todas las nuevas generaciones han estado en contacto con estas pantallas desde una edad temprana.

Sin embargo, el avance tecnológico ha permitido superar estas restricciones y buscar una experiencia en línea inmersiva, más cercana a la vida cotidiana y con una interacción más natural y física. Los primeros pasos en esta dirección se dieron en un ámbito muy diferente al de la informática: la industria cinematográfica, con películas en 3D y los emblemáticos lentes de cartón bicolores, fue la precursora.

El metaverso es una realidad digital a la que accedemos a través de dispositivos especiales como gafas de realidad virtual o aumentada a través de las cuales podremos interactuar con otros usuarios. Cada uno de estos usuarios tendrá un avatar (su personaje en el mundo virtual) e interactuarán a través de objetos en mundos inmersivos.

Es una segunda realidad digital en la que podremos interactuar con nuestros amigos, trabajar con nuestros compañeros, disfrutar de nuestras parejas e incluso tener un trabajo en el espacio digital.

Es un giro a la utilización del internet en donde se puede ser parte de la red a través de la inmersión.

En la actualidad el metaverso se está utilizando con diversos fines y las distintas industrias están potenciando sus inversiones en esta tecnología. Por ese motivo los sectores que están destinando parte importante de sus presupuestos al metaverso (Figura 1) son la industria de la energía, que tiene presupuestado invertir el 18% de su presupuesto para integrar esta tecnología; la industria automotriz, con un 17%; la industria del turismo, con un 15%, y la industria de medios y entretenimiento con un 15%. La industria minera maneja bajas cifras en este ámbito debido a que no existían soluciones operativas que generaran el interés para invertir, eso hasta ahora en la que Dataverso se hace cargo de esa necesidad.

El mundo en el metaverso

Si bien está tecnología aún genera dudas, en términos de aplicaciones y beneficios que pueda entregar, el mundo asociado al metaverso está en constante crecimiento, debido a este fenómeno es que las distintas industrias están enfocadas en incorporar esta tecnología en sus procesos, con el objetivo de naturalizar el uso y la masificación.

Empresas fabricantes de dispositivos inmersivos, se encuentran en una carrera intensa con el foco puesto en la creación de lentes y accesorios disruptivos en esta materia. Es el caso de Apple que lanza sus lentes visión Pro en donde los usuarios podrán inmersar y generar un mix entre la realidad y lo virtual. Oculus no se queda atrás con el lanzamiento de los Quest 3 y siguen apareciendo empresas que quieren irrumpir en este mundo.

En esa línea es que ya se empiezan a conocer noticias del uso de esta tecnología en procesos cotidianos, que en su naturaleza se realizaban de forma presencial. Como ejemplo de esto se conoce que en Chile un estudiante defiende su tesis mediante está tecnología, en Colombia se realiza un juicio inmersivo y la empresa PWC genera un proceso de selección de personal virtualmente (Figura 2).

Ingresos proyectados

En 2023, los ingresos asociados a la realidad virtual (RV) a nivel mundial ascendieron a más de US$ 16,000 millones (Figura 3). Se espera que esta cifra se incremente paulatinamente hasta 2030 y se septuplique durante el próximo lustro.

Metaverso en la minería

La minería no quiere quedarse atrás en la incorporación de esta tecnología, en donde actualmente ya se realizan procesos inmersivos en este rubro.

Las capacitaciones inmersivas han tomado fuerza en la industria minera. Sobre todo, en el área de la seguridad, factor relevante para la continuidad del negocio y la protección de las personas.

Existen empresas que han ido más allá y han generado numerosos digital twins (gemelos digitales) para capacitar a trabajadores en áreas específicas o en la operación de algún equipo minero, esto ha ayudado a generar aprendizajes en corto plazo y con mayor calidad de conocimientos.

El aprendizaje inmersivo genera significativamente mayor retención de conocimiento, siendo a la vez más rápido, más seguro y menos costoso de ejecutar, en comparación con la capacitación en aula.

De acuerdo con un estudio realizado por la empresa PWC esta metodología genera una mayor retención del conocimiento 10 veces más en comparación a la educación tradicional, además fomenta más confianza en los trabajadores para aplicar nuevas habilidades, mayor velocidad en el aprendizaje y cero riesgos de accidentes debido a la no exposición física a equipos y maquinarias.

Dataverso

De acuerdo con las necesidades actuales de la industria minera, Dataverso incorpora herramientas, las cuales darán respuesta a problemas que pueden generan cierta interferencia en los procesos operacionales mineros, tales como, no accesibilidad a sectores críticos, zonas poco seguras, bancos colgados, sectores sin accesos e imposibilidad de visitas a campo. Con esta herramienta se busca generar accesibilidad, análisis de los sectores de interés e inspecciones en un ambiente seguro, sin interferencias y con mayor rapidez en el procesamiento de la información.

Con este objetivo, se crearon diversas aplicaciones como visualización de sectores de interés, herramienta de medición, herramienta de rayado (dibujo) y planillas de factor de condición.

Inspección de sectores de interés

Dataverso permite generar inspecciones visuales de sectores de interés (Figura 4), verificar condiciones geológicas- geotécnicas presentes en el macizo, teniendo una visualización amplia de diferentes perspectivas, considerando que el movimiento del avatar no solo es a nivel de piso, sino que se transporta aéreamente, generando una visión en altura, capturando imágenes que en tierra no se logran evidenciar.

Al tener movimientos ilimitados físicamente, permite hacer evaluaciones en sectores que no cuentan con acceso en campo y posibilita tener una capacidad de análisis amplificada, respecto a las áreas a evaluar.

Herramienta de dibujo

La herramienta de dibujo diseñada (Figura 5) permite generar trazas en el macizo proyectado en el metaverso, con la capacidad de identificar elementos geológicos y geotécnicos relevantes con una variedad de colores, expuestos en una paleta de ocho opciones, dando énfasis en la clasificación correcta de acuerdo con los colores definidos por cada unidad minera. Esta herramienta puede ser utilizada por los profesionales del área de Geología y geotecnia para el proceso de proyección de estructuras, seguimiento a fallas principales y poder desarrollar una correlación y conciliación de la información estructural capturada y modelada.

Herramienta de medición

La herramienta de medición (Figura 6) permite dimensionar sobre el macizo rocoso, levantado en el metaverso, parámetros geométricos resultantes del proceso de construcción del banco banqueta.

La medición de la geometría resultante, apoyada con la herramienta de dibujo, sería fundamental para poder entender y evaluar cuales son los elementos principales que podrían estar controlando la estabilidad de los taludes y el cumplimiento con las líneas de programa establecidos.

Algunas de las mediciones que se pueden realizar estarían en línea con:

ν Medición de elementos relevantes (persistencia de fallas, persistencia de grietas, espesor de halos de fallas, anchos de cuas o sobreexcavaciones, etc.).

ν Anchos de berma o anchos de rampa.

ν Descrestes.

ν Largos de derrame.

ν Distancias de pretiles.

ν Espaciamiento estructural.

ν Medición de desplazamientos de estructuras.

Herramienta de borrado

Fue diseñada para la corrección de parámetros imputados de manera errónea en el levantamiento metaversal, permitiendo borrar elementos de dibujo y medición.

Plantilla de factor de condición

Es la herramienta de evaluación de condición en el metaverso.

Conciliación geotécnica

Cumplir con un diseño minero, se transforma en el mejor negocio productivo para la unidad minera, de esta manera, posibilita extraer de formar exitosa todo el mineral comprometido en profundidad y así obtener excelentes resultados, teniendo opción de poder optimizar aún más los diseños.

El cumplir con este objetivo, no deja espacio a improvisaciones, logrando que el plan minero se efectúe de acuerdo con lo planificado y de forma segura.

Obtener buenos resultados banco a banco, es respuesta de un conjunto de actividades que se realizan de forma eficiente (de todas las áreas involucradas).

Factor de condición VR

Por ese motivo, es que el proceso de evaluación en campo del factor de condición toma relevancia, debido a que permite cuantificar y calificar el resultado de la “estabilidad, calidad y percepción de seguridad” en campo post remate de la pared construida.

De esta manera se hace indispensable evaluar parámetros como, medias cañas visibles, grietas inducidas, presencia de bloques inestables y presencia de agua en el talud, dicha evaluación permite optimizar el proceso en general (Figura 7).

La evaluación inmersiva es un proceso disruptivo el cual genera beneficios en términos de seguridad, optimización de recursos humanos, económicos y capacidad amplificada de análisis, permitiendo eficiencia en la toma de decisiones.

Conciliación geotécnica en realidad virtual 

La incorporación de realidad virtual (VR), cada vez está ganando más terreno, en diversas áreas, por lo que la inmersión en procesos geotécnicos y geológicos ya es una realidad. El cruce entre los levantamientos fotogramétricos (Dron), realidad virtual y conciliación geotécnica genera una experiencia en donde la evaluación de los parámetros del factor de condición (Fc) tradicionalmente realizados en campo, se ejecuten en un lugar que no es la mina. El operador puede estar virtualmente presente en campo, aunque geográficamente esté en otro lugar del mundo, y así visualizar en alta definición el proceso en su plenitud de forma segura, utilizando lentes de realidad virtual.

Contar con esta tecnología y generar una experiencia técnica en una realidad alternativa permite identificar o evidenciar anomalías en campo, ya sea en los procesos de conciliación geotécnica y/o mapeo estructural.

Aplicaciones

Actualmente Dataverso está en la etapa de ser un software enfocado en el proceso inspección geotécnica en campo, para lo cual se desarrollaron herramientas que permitirán realizar actividades como reuniones de inspección de la condición del talud, la inspección visual del talud, proyección y seguimiento estructural, medición de desvíos en los bancos, identificación de condiciones relevantes, entre otros.

Reuniones de inspección de la condición del talud

Dataverso permite la conexión simultánea de múltiples usuarios a una escena, lo que posibilitará integrar personal de diferentes partes del mundo en un mismo levantamiento.

Para cada uno de los usuarios en un escenario, es posible realizar actividades independientes del resto, lo que facilitará la inspección, análisis y discusión de lo observado en el talud.

Inspección visual del talud

Al contar con un levantamiento de alta resolución, que representa de manera realista al macizo rocoso expuesto en un talud, la movilidad del avatar dentro del Dataverso permite la inspección visual de cualquier punto del talud y a diferentes escalas. En la Figura 8 se muestra la inspección de un sector a diferentes escalas.

Proyección y seguimiento estructural

Teniendo en cuenta que una de las dificultades en campo es la limitación de ingreso a un banco que ha quedado cerrado, lo que afecta directamente al proceso de proyección, seguimiento y captura estructural, Dataverso presenta una oportunidad clave para estas actividades, dado que permite la revisión directa de rasgos geológico/estructurales relevantes desde cualquier punto del espacio (Figura 9), tarea que incluso en campo es imposible. Desde este punto de vista, incluso es posible complementar esta tarea con la generación de planes de inspecciones en campo de manera efectiva, sabiendo qué elementos son los que se requiere revisar.

Medición de desvíos en los bancos

Si bien existen dispositivos implementados en las compañías mineras para realizar específicamente estas mediciones, el poder hacerlas durante el proceso de inspección, entrega vital información sobre la condición de sectores puntuales. Esta actividad va directamente complementando la inspección visual, y como se muestra en la Figura 10, es posible desarrollar numerosas mediciones de manera rápida y directa en cualquier lugar del talud.

Identificación de condiciones relevantes

Una de las oportunidades de tener el levantamiento de un talud y la posibilidad de desplazarse espacialmente sin limitantes, es poder evaluar y revisar todos los sectores, teniendo solo como limitante la calidad del levantamiento revisado. 

Desde este punto de vista, es posible detectar condiciones puntuales en sectores inaccesibles, e incluso evidenciar condiciones que en campo no son observables (Figura 11).

Fase 2

Dentro de la planificación del desarrollo del software, actualmente se cuenta con la Fase 1, que corresponde a una Plataforma de Inspección Geológico-Geotécnica. La Fase 2 apunta al desarrollo de un Sistema Virtual de Control y Seguimiento Geológico- Geotécnico, el cual permitirá realizar lo siguiente:

ν Importación y exportación de archivos (puntos, líneas, superficies, sólidos y modelos de bloques).

ν Generación de polígonos sobre la escena, lo que permitirá seleccionar los puntos en su interior, así como seleccionar los elementos dentro de dicho polígono y asignarles atributos.

ν Generación de estructuras a partir de planos en el escaneo, permitiendo realizar un levantamiento manual o automático de esto, y construir estructuras de apoyo.

ν Herramientas de procesamiento de datos, enfocadas a analizar la información recopilada, como cálculo de % de RQD (Deere, 1988), estadística de persistencias, espaciamientos, orientaciones de estructuras individuales o por familias y estimación de volúmenes, entre otros.

En cuanto a las aplicaciones de la Fase 2, se podrá realizar tanto actividades rutinarias como específicas, entre las que se encontrarían la caracterización geotécnica y estructural del macizo, revisión y validación de modelos geológicos y geotécnicos, conciliación geotécnica de bancos, evaluación geotécnica de bancos integrando y comparando información desde diferentes fuentes (mapeos, modelos, monitoreo, etc.).

Si bien la Fase 2 se ha limitado a incorporar herramientas y procesos que permitan mejorar el control y seguimiento en campo, para los equipos de Geología y geotecnia, su desarrollo no termina allí, puesto que se irá alimentando de las necesidades de los clientes, así que a medida que la tecnología avance y los clientes presenten requerimientos, Dataverso se irá actualizando en paralelo con ello.

Conclusiones

1. Actualmente se observa que el desarrollo tecnológico está presente dentro de la vida cotidiana de los seres humanos, incorporándose de manera directa al ámbito industrial. Dentro de esto, la aparición del metaverso abre una oportunidad directa a nivel transversal, en donde la industria minera no debe quedarse atrás.

2. Dataverso recoge este desafío incorporando metodologías que complementarán directamente el trabajo realizado por geólogos, geotécnicos y mineros dentro de las faenas. Este aporte permitirá reducir la exposición del personal en campo, aumentar los tiempos eficientes de trabajo, mejorar el reconocimiento y captura de información, mejorar la integración de elementos al momento de realizar análisis de las condiciones de los taludes, posibilitar la visita virtual a campo, de manera simultánea, a personas en diferentes lugares del planeta.

3. La creación de Dataverso plantea un desafío a los profesionales actuales y del futuro, en el cual es necesario revisar y actualizar las metodologías de trabajos vigentes, en función de la incorporación de tecnologías que permitan hacer las tareas de manera más eficiente y eficaz, teniendo una mejor representación de la condición de campo y, por ende, un diseño minero con un soporte de información más robusto, permitiendo optimizar, de mejor manera la extracción de mineral.

4. La integración de un software disruptivo a la operación minera genera valor en diversos procesos, cobrando relevancia en la optimización de recursos humanos y económicos, además de ser un aporte a la seguridad de las personas y el negocio. Sin duda la integración de esta tecnología a la industria va más allá de ser un aporte en la actualidad y se constituye en una contribución a la minería del futuro.

Bibliografía

Deere DU & Deere DW. 1988. The rock quality designation (RQD) index in practice. In Rock Classification Systems for Engineering Purposes (ed. L Kirkaldie), References 471 pp. 91–101. ASTM STP 984, American Society for Testing and Materials, Ann Arbor, Michigan.

Williams, P., Floyd, J., Chitombo, G. & Maton, T. 2009. Chapter 11: Design Implementation. In J. Read & P. Stacey (Eds.), Guidelines for Open Pit Slope Design. (pp. 265-326). Collingwood: Csiro Publishing.

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