El SIG garantiza la operación responsable y eficiente en la minería

Foto aportada por el personal del Programa de Reclamación de la Ley de Minería de Nuevo México

por Barbara Leigh Shields

Nuevo México, en 121,000 millas cuadradas, es el quinto estado más grande en los Estados Unidos. Supervisar las operaciones de la mina en un área tan grande mientras se mantiene dentro del presupuesto no es un logro menor. Pero el personal de la División de Minería y Minerales (MMD) del Departamento de Energía, Minerales y Recursos Naturales de Nuevo México es ingenioso y suplementa los costos operativos mediante el uso de SIG, la adquisición de datos a bajo costo o sin costo y la formación de asociaciones geoespaciales o de intercambio de datos técnicos.

El MMD garantiza que las operaciones mineras, desde la exploración hasta la recuperación, se lleven a cabo de manera responsable. Los mapas proporcionan una línea de base para analizar las actividades y las perturbaciones producidas por las operaciones mineras en todo el vasto paisaje del estado. MMD utiliza el software SIG de Esri para procesar aplicaciones de explotación minera y permisos de exploración y para informar impactos económicos.

Dos de los cuatro programas MMD (Coal Mine Reclamation y Abandoned Mine Land Reclamation) se crearon como parte de la Ley de Recuperación de Control de Minería Superficial (SMCRA) 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). Las subvenciones proporcionan al personal de MMD los medios para recopilar información geoespacial por sí mismos o con la ayuda de consultores. El Programa de Recuperación de la Mina de Carbón desarrolló relaciones con operadores de minería para compartir mapas o datos geoespaciales. El personal del Programa de Recuperación de la Ley de Minería recolecta las ubicaciones de los permisos y rastrea la recuperación, utilizando el GPS para llenar una base de datos geoespacial.

Para evaluar las operaciones de recuperación minera, el estado usa modelos digitales de elevación (DEM) y modelos digitales de terreno (DTM) de varios períodos de tiempo, la mayoría de los cuales fueron creados por US Geological Survey. Además, el personal usa orthoimagery adquirido de los gobiernos federales, estatales y locales y por los operadores de la mina. En los últimos años, el MMD ha utilizado las adquisiciones de ortoimágenes del Programa Nacional de Imágenes de Agricultura del Departamento de Agricultura de EE. UU. Para crear DEM y DTM estatales más nuevos.

Los DEM y DTM ofrecen representaciones geográficas de las áreas que eran antes de la minería. Los modelos revelan tanques de almacenamiento y presas a lo largo de los corredores de drenaje e identifican los que han sido violados. Los modelos también muestran patrones en las cuencas de drenaje que indican la sinuosidad, que proporcionan un método para analizar las características hidrológicas y topológicas. MMD usa los modelos digitales para pedirles a los operadores de la mina que reproduzcan el grado de sinuosidad que se ha determinado.

El SIG ayuda a MMD a realizar un seguimiento de la actividad minera en todo el estado, así como también a aplicar las regulaciones de recuperación para minas terrestres y minas abandonadas. El SIG indica cambios en la tierra, hace un mapa de los impactos de las minas, proporciona directrices para los proyectos de recuperación de minas y rastrea todas las evaluaciones medioambientales 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 funcionen a conciencia. El SIG apoya la colaboración de MMD con el Departamento de Medio Ambiente al considerar las solicitudes de permisos. Los mapas facilitan que las agencias revisen y comenten los permisos de minas y los planes de cierre, así como también aseguran que se incluyan los estándares ambientales en cada aplicación. El Departamento de Medio Ambiente también trabaja con MMD para monitorear las actividades de recuperación minera.

"El SIG ayuda a la División de Minería y Minerales a priorizar dónde gastar el dinero en proyectos de recuperación de superficie", dijo Linda S. DeLay, GISP, MMD.

DeLay empleó SIG para priorizar las actividades de limpieza. Analizó la ubicación de las minas de uranio heredadas y clasificó su prioridad para la recuperación. La base para asignar rango a cada una de estas minas fue su proximidad a arroyos, sitios agrícolas, áreas urbanas y pozos. DeLay luego usó un modelo SIG de superposición ponderada para mapear las prioridades de recuperación. Ella presentó el mapa de Minas de Uranio del Legado de Nuevo México en MMD y reuniones de la agencia hermana y en una conferencia nacional. El mapa ayudó a los responsables de la toma de decisiones a decidir dónde asignar los recursos.

SS1. Este mapa ayuda a MMD a priorizar sus actividades de recuperación de minas de uranio.

Para monitorear la recuperación de minas de carbón, MMD solicitó una subvención de OSMRE Western Region para adquirir imágenes de satélite WorldView-2. Usando estas imágenes junto con estudios de vegetación en el terreno, el analista de detección remota está creando mapas de detección de cambio de vegetación para el proyecto de recuperación de la ciudad de la mina de carbón abandonada Vermejo Park Ranch para ayudar a los especialistas a evaluar la revegetación y la mitigación de humedales.

Las actividades de recuperación geomórficas 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 geomorfológico es eliminar el movimiento de desechos en los drenajes de la cuenca. Se conectaron dispositivos GPS a los equipos de movimiento de tierras para mapear el nuevo diseño del terreno. Las imágenes eran tan detalladas que un analista podría descubrir cuántos árboles de piñón y enebro había en el área en ese momento.

MMD creó este mapa de vegetación utilizando imágenes satelitales de alta resolución y estudios de vegetación. El mapa se usa para la detección de cambios en la revegetación y el monitoreo de la vegetación.

Los analistas también usan datos de detección de luz y rango (LiDAR). Mientras que las imágenes satelitales proporcionan una imagen de primer plano de las minas terrestres, las representaciones SIG de datos LiDAR ofrecen una perspectiva tridimensional muy detallada. Estos sofisticados mapas 2D y 3D revelan la condición de un área antes del comienzo de las operaciones de la mina.

MMD también utilizó SIG para evaluar el impacto en la vegetación y el terreno en torno a la operación minera de carbón El Segundo y la mina propuesta. Para documentar las condiciones de la forma de la línea de base, el Departamento de Energía, Minerales y Recursos Naturales de Nuevo México adquirió dos áreas de datos LiDAR de 25 millas cuadradas que habían sido capturadas antes de las operaciones mineras. El personal utilizó datos LiDAR de primer retorno para representar imágenes de densidad de vegetación y datos LiDAR de tierra desnuda para modelar el terreno. La representación LiDAR es un modelo de lo que la compañía minera deberá hacer para restaurar el contorno original del terreno y restablecer la vegetación a su condición inicial.

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 requiere una gran cantidad de ortofotos superpuestas. El procesamiento fotogramétrico de estas imágenes genera una nube de puntos de valores x, y, z que representa un modelo topográfico tridimensional. MMD utilizó esta técnica y SIG para crear un modelo topográfico de un proyecto de restauración de riachuelos en una histórica ciudad minera de carbón. Al atribuir los puntos con los valores fotográficos RGB, el personal calculó las alturas de la vegetación. Para verificar la precisión de los datos de detección remota, el personal ingresó al campo para medir las alturas de una muestra de vegetación para comparar.

Una cámara montada en un UAV toma fotos rápidamente. Estos pasan por un proceso fotogramétrico para generar una nube de puntos para una representación 3D de una secuencia.

Actualmente, MMD utiliza Microsoft SQL Server, integrado con Esri ArcGIS for Server, para administrar la mayoría de la información minera, la geodatabase y las aplicaciones de mapas web. La división está transfiriendo más de sus datos geoespaciales a la plataforma Esri. La geodatabase incluye datos del centro de compensación de SIG del recurso estatal, operadores de minas y otros lugares, así como datos generados internamente.

MMD pone la información de minería a disposición del público 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 obligación. También pueden ver los límites de los permisos de las minas de carbón, los distritos carboníferos de Nuevo México y los yacimientos de carbón de los EE. UU. Caracterizados por el tipo de carbón. El mapa también tiene una capa de tipo de suelo y capas de períodos geológicos.

Este mapa interactivo de mina 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 la tierra, las operaciones mineras y la gestión ambiental. Obtenga más información en esri.com/mining.

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