La tecnología SIG asegura que el sector minero opera de forma responsable y eficiente
por Barbara Leigh Shields
Nuevo México, con sus 121.000 millas cuadradas, es el quinto estado más grande de los EE. UU. Supervisar las operaciones mineras en un área tan grande sin salirse del presupuesto no es poca cosa. Pero el personal de la División de Minería y Minerales (MMD) del Departamento de Energía, Minerales y Recursos Naturales de Nuevo México tiene recursos y complementa los costes operativos mediante el uso de tecnología SIG, la adquisición de datos sin coste o a bajo coste y la formación de asociaciones para compartir datos geoespaciales o técnicos.
La MMD garantiza que las operaciones mineras, desde la exploración hasta la recuperación, se realicen de forma responsable. Los mapas proporcionan una línea base para analizar las actividades y las perturbaciones provocadas por las operaciones mineras en el vasto paisaje del estado. La MMD utiliza el software SIG de Esri para procesar las solicitudes de permiso de exploración y operación minera y para informar de los impactos económicos.
Dos de los cuatro programas de la MMD (Recuperación de minas de carbón y Recuperación de tierras mineras abandonadas) se crearon como parte de la Ley de Recuperación del Control de Minería de Superficie (SMCRA, por sus siglas en inglés) de 1977, que formó acuerdos de asociación con la Oficina de Recuperación y Cumplimiento de Minería de Superficie del Departamento del Interior de EE. UU. (OSMRE, por sus siglas en inglés). Las subvenciones brindan al personal de la MMD los medios para recopilar información geoespacial por sí mismos o con la ayuda de consultores. El Programa de recuperación de minas de carbón desarrolló relaciones con operadores mineros para compartir mapas o datos geoespaciales. El personal del Programa de recuperación de la ley de minería recopila las ubicaciones de permisos y realiza un seguimiento de la recuperación, utilizando la tecnología GPS para poblar una base de datos geoespacial.
Para evaluar las operaciones de recuperación minera, el estado utiliza modelos digitales de elevación (DEM) y modelos digitales de terreno (DTM) de varios períodos de tiempo, la mayoría de los cuales fueron creados por el Servicio Geológico de EE. UU. Además, el personal utiliza ortoimágenes adquiridas de los gobiernos federal, estatal y local y de los operadores de la mina. En los últimos años, la MMD ha utilizado la adquisición de ortoimágenes del Programa nacional de imágenes agrícolas del Departamento de Agricultura de EE. UU. para crear DEM y DTM estatales más nuevos.
Los DEM y DTM ofrecen representaciones geográficas de cómo eran las áreas antes de la explotación minera. Los modelos revelan depósitos de almacenamiento y presas a lo largo de los corredores de drenaje e identifican aquellos que se han roto. Los modelos también representan patrones en cuencas de drenaje que indican sinuosidad, lo que proporciona un método para analizar características hidrológicas y topológicas. La MMD utiliza los modelos digitales para pedir a los operadores de las minas que reproduzcan el grado de sinuosidad que se ha determinado.
La tecnología SIG ayuda a la MMD a realizar un seguimiento de la actividad minera en todo el estado, así como a hacer cumplir las normas de recuperación de minas a cielo abierto y terrenos mineros abandonados. La tecnología SIG señala cambios en la tierra, representa cartográficamente el impacto de las minas, proporciona pautas para los proyectos de recuperación de minas y realiza un seguimiento de todas las evaluaciones ambientales y culturales obligatorias antes del diseño del proyecto.
Naturalmente, el Departamento de Medio Ambiente de Nuevo México también tiene interés en asegurarse de que las minas operen con conciencia. El SIG respalda la colaboración de la MMD con el Departamento de Medio Ambiente en la consideración de solicitudes de permisos. Los mapas facilitan que las agencias revisen y comenten los permisos de las minas y los planes de cierre, así como también aseguran que se incluyan los estándares ambientales en cada solicitud. El Departamento de Medio Ambiente también trabaja con la MMD para supervisar las actividades de recuperación minera.
“La tecnología SIG ayuda a la División de Minería y Minerales a priorizar dónde invertir el dinero en los proyectos de recuperación de superficies”, afirma Linda S. DeLay, GISP, MMD.
DeLay uso el SIG para priorizar las actividades de limpieza. Analizó la ubicación de las antiguas minas de uranio y clasificó su prioridad para la recuperación. El criterio para asignar un rango a cada una de estas minas fue su proximidad a arroyos, espacios agrícolas, áreas urbanas y pozos. Luego, DeLay usó un modelo SIG de superposición ponderada para representar cartográficamente las prioridades de recuperación. Presentó el mapa de las Antiguas minas de uranio de Nuevo México en reuniones de la MMD y su agencia hermana y en una conferencia nacional. El mapa ayudó a los tomadores de decisiones a decidir dónde asignar los recursos.
SS1. Este mapa ayuda a la MMD a priorizar sus actividades de recuperación de minas de uranio.
Para monitorear la recuperación de las minas de carbón, la MMD solicitó una subvención del OSMRE Western Region para adquirir imágenes satelitales WorldView-2. Usando estas imágenes junto con estudios de vegetación en el terreno, el analista de teledetección está creando mapas de detección de cambios en la vegetación para el proyecto de recuperación de la ciudad minera abandonada Vermejo Park Ranch, para ayudar a los especialistas a evaluar la revegetación y la mitigación de humedales.
Las actividades de recuperación geomórfica incluyeron la redistribución y el enterramiento de los desechos de carbón, así como la reforma de los canales de los arroyos a un patrón más natural. El propósito de este trabajo geomórfico es eliminar el traslado de desechos hacia los drenajes de la cuenca hidrográfica. Se conectaron dispositivos GPS a los equipos de movimiento de tierras para representar cartográficamente el nuevo diseño del terreno. Las imágenes eran tan detalladas que un analista podía determinar cuántos árboles de piñones y juníperos había en el área en ese momento.
La MMD creó este mapa de vegetación utilizando imágenes satelitales de alta resolución y estudios de vegetación. El mapa se utiliza para la detección de cambios en la revegetación y el monitoreo de la vegetación.
Los analistas también utilizan datos de detección de luz y alcance (LIDAR). Mientras que las imágenes satelitales brindan una imagen de primer plano de las minas de superficie, las representaciones SIG de los datos LIDAR ofrecen una perspectiva 3D muy detallada. Estos sofisticados mapas 2D y 3D revelan el estado de un área antes del comienzo de las operaciones mineras.
La MMD también usó la tecnología SIG para evaluar el impacto en la vegetación y el terreno alrededor de la operación minera de carbón y la mina propuesta de El Segundo. Para documentar las condiciones del terreno de referencia, el Departamento de Energía, Minerales y Recursos Naturales de Nuevo México adquirió dos áreas de 25 millas cuadradas de datos LIDAR capturados antes de las operaciones mineras. El personal utilizó datos LIDAR de primer retorno para generar imágenes de densidad de vegetación y datos LIDAR de suelo desnudo para modelar el terreno. La representación en pantalla de los datos LIDAR representa un modelo de lo que la empresa minera deberá hacer para restaurar el contorno original del terreno y restablecer la vegetación a sus condiciones iniciales.
El personal encontró una forma menos costosa de capturar datos mediante el uso de un vehículo aéreo no tripulado (UAV). Una cámara compacta montada en un UAV de ala fija Trimble UX5 toma una gran cantidad de ortofotos superpuestas. El procesamiento fotogramétrico de estas imágenes genera una nube de puntos de valores x, y, z que representan en pantalla un modelo topográfico 3D. La MMD usó esta técnica y la tecnología SIG para crear un modelo topográfico de un proyecto de restauración de arroyos en una histórica ciudad minera de carbón. Al atribuir los puntos con los valores RGB de la foto, el personal calculó las alturas de la vegetación. Para verificar la precisión de los datos de teledetección, el personal fue al campo para medir las alturas de una muestra de vegetación para comparar.
Una cámara montada en un UAV toma fotografías rápidamente. Estas pasan por un procesamiento fotogramétrico para generar una nube de puntos para una representación 3D de un arroyo.
Actualmente, la MMD utiliza Microsoft SQL Server integrado con Esri ArcGIS for Server para administrar la mayor parte de la información minera, la geodatabase y las aplicaciones de mapas web. La división está transfiriendo más datos geoespaciales propios a la plataforma de Esri. La geodatabase incluye datos del catálogo de datos SIG de recursos del estado, operadores de minas y otros lugares, así como datos generados internamente.
La MMD pone a disposición del público información relacionada con las minas a través de su sitio web. El sitio está habilitado para SIG por ArcGIS for Server, con aplicaciones desarrolladas en Silverlight. Los usuarios pueden ver las ubicaciones y los nombres de las minas, que están codificadas como minas activas, minas inactivas y minas donde se ha liberado la fianza. También pueden ver límites en los permisos de las minas de carbón, distritos de carbón en Nuevo México y yacimientos de carbón de EE. UU. caracterizados por tipo de carbón. El mapa también tiene una capa de tipo de suelo y capas de período geológico.
Este mapa interactivo de minas de carbón está integrado en el sitio web de la división de minería.
La tecnología de Esri ayuda a las agencias mineras de todo el mundo con la exploración, la gestión de tierras, las operaciones mineras y la gestión ambiental. Obtenga más información en esri.com/mining.