Levantamiento Topográfico de Obras Mineras Subterráneas tipo
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Levantamiento Topográfico de Obras Mineras Subterráneas tipo
1 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE DURANGO CAMPUS DURANGO “Levantamiento Topográfico de Obras Mineras Subterráneas tipo 9PS con Método AIDAA, usando Tecnologías Alternativas de Medición con Distanciometro y Palm, en el Departamento de Planeación e Ingeniería de Mina Proaño, Grupo Peñoles.” TESIS Que para obtener el grado de Maestro en Informática Administrativa Presenta L.S.C. Oscar Lennin Escobedo Barrientos ASESOR M.C. José Manuel Carrillo Hernández Durango, Dgo., Diciembre 2005 2 RESUMEN 3 El objetivo de este trabajo de investigación fue desarrollar de una nueva metodología de trabajo postulada bajo las siglas AIDAA (adelante-izquierdaderecha-arriba-abajo). Se llevó a cabo durante los meses de septiembre a diciembre del dos mil cinco y abarco el Departamento de Planeación e Ingeniería de Mina Proaño, Compañía Fresnillo S.A. de C.V. ubicado en Fresnillo, Zacatecas. Para ello se efectuaron estudios de tiempos y movimientos con cada cuadrilla y se realizaron las mediciones en campo con el método tradicional de levantamiento topográfico de obras mineras subterráneas, llamado levantamiento con teodolito y cinta para fijación de detalles. Después de ello se empleo el distanciómetro láser en combinación con tecnología Palm y se puso en prueba la nueva metodología AIDDA. En base a los estudios anteriores y el método propuesto se tuvo como resultado un aumento significativo en las actividades de operación efectiva con un 46.02% mientras que con el levantamiento tradicional se tenía un 21.54% en promedio. 4 ÍNDICES 5 ÍNDICE DE CONTENIDO PROPOSICIÓN 10 ENUNCIADO DE LA PROPOSICIÓN 11 OBJETIVO GENERAL 18 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 18 HIPOTESIS PLANTEADA 18 CONTENIDO Y LÍMITES 19 JUSTIFICACIÓN 20 FUENTES DE CONOCIMIENTO CONSULTADAS 22 PROBLEMAS CORRELACIONADOS 23 PERÍODO DE TIEMPO UTILIZADO 24 DE MOSTRACIÓN 25 CAPITULO I .- MARCO TEORICO 26 I.1.-ANTECEDENTES I.1.A.- LA MINERÍA I.1.B.- MÉTODOS MINEROS I.1.B.a.- MINERÍA POR POZOS DE PERFORACIÓN I.1.B.b.- MINERÍA POR DEGRADADO I.1.B.c.- MINERÍA DE SUPERFICIE I.1.B.c.1.- MINAS DE CIELO ABIERTO I.1.B.c.2.- EXPLOTACIONES AL DESCUBIERTO I.1.B.c.3.- CANTERAS I.1.B.c.4.- DEPÓSITOS DE JALES I.1.B.d.- SUBTERRÁNEA I.1.B.d.1.- ROCA BLANDA: CARBÓN I.1.B.d.2.- ROCA DURA: METALES Y MINERALES I.1.C.- LA MINERÍA EN FRESNILLO 26 26 28 28 29 30 31 32 33 34 35 35 37 38 I.2.- TOPOGRAFÍA I.2.A.- INTRODUCCIÓN A LA TOPOGRAFÍA I.2.B.- TOPOGRAFÍA DE SUPERFICIE I.2.C.- TOPOGRAFÍA DE MINAS 42 42 45 46 I.3.- EQUIPO TOPOGRAFICO UTILIZADO EN LA MINERIA I.3.A.-TEODOLITOS I.3.B.- GIRÓSCOPOS I.3.C.- SISTEMAS DE POSICIONAMIENTO GLOBAL (GPS) I.3.D.- ESTACIONES TOTALES I.3.E.- ODÓMETROS I.3.F.- BRÚJULA DE MANO Y COLGANTE 53 53 56 57 59 62 63 6 I.3.G.- CINTAS, ESTADALES, PLOMADAS 65 I.4.- LEVANTAMIENTO CON TRANSITO I.4.A.- APLICACIÓN EN LAS MINAS I.4.B.- METODOLOGÍA I.4.C.- AJUSTES I.4.D.- FIJACIÓN DE DETALLES I.4.E.- REGISTRO DE LEVANTAMIENTO Y DE DETALLES I.4.F.- CÁLCULOS Y TRABAJO DE ESCRITORIO 66 66 67 71 75 79 80 I.5.- DISTO LÁSER I.5.A.- LEICA DISTO PLUS I.5.B.- LEICA DISTO SPECIAL5 I.5.C.- LEICA DISTO CLASSIC5A I.5.D.- LEICA DISTO LITE 82 82 84 86 87 I.6. TECNOLOGÍA PALM I.6.A.- ZIRE I.6.B.- TUGNSTEN I.6.C.- LIFEDRIVE I.6.D.- TREO 88 88 92 95 99 CAPÍTULO II.- DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN 105 II.1.- ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN ACTUAL 105 II.2.- EXPOSICIÓN DE LA SITUACIÓN DESEADA 124 II.3.- PROPUESTA DE SOLUCIÓN II.3.1.- DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO II.3.2.- EQUIPO EMPLEADO II.3.3.- METODOLOGÍA DE AIDAA. II.3.4.- CONOCIENDO LA APLICACIÓN MINTOP1 II.3.5.- DETALLADO EN 3D CON DATAMINE 127 128 129 133 135 137 CONCLUSIONES 150 BIBLIOGRAFÍA 152 ANEXOS 155 7 ÍNDICE DE CUADROS, FIGURAS, GRÁFICOS Y ANEXOS TABLAS TABLA I.- FASES EN LA VIDA DE UNA MINA SEGÚN HARTMAN (1987) 48 TABLA II.- TABLA DE BITÁCORA DE LEVANTAMIENTOS 69 TABLA III.- REGISTRO DE LEVANTAMIENTO DE TOPES DE DESARROLLO 79 TABLA IV.- TABLA PARA REGISTRO DE LEVANTAMIENTO DE DETALLES 80 TABLA V.- FICHA TÉCNICA DE DISTO PLUS 83 TABLA VI.- FICHA TÉCNICA DE DISTO SPECIAL5 85 TABLA VII.- FICHA TÉCNICA DE DISTO CLASSIC5A 86 TABLA VIII.- FICHA TÉCNICA DE DISTO LITE5 87 TABLA IX.- ESTUDIO DE TIEMPOS Y MOVIMIENTOS (TOPÓGRAFO 1) 108 TABLA X.- CICLOS DE ACTIVIDADES DE DETALLES (TOPÓGRAFO 1) 109 TABLA XI.- ACTIVIDADES DEL LEVANTAMIENTO (TOPÓGRAFO 1) 110 TABLA XII.- ESTUDIO DE TIEMPOS Y MOVIMIENTOS (TOPÓGRAFO 2) 111 TABLA XIII.- CICLOS DE ACTIVIDADES DE DETALLES (TOPÓGRAFO 2) 112 TABLA XIV.- ACTIVIDADES DEL LEVANTAMIENTO (TOPÓGRAFO 2) 113 TABLA XV.- ESTUDIO DE TIEMPOS Y MOVIMIENTOS (TOPÓGRAFO 3) 114 TABLA XVI.- CICLOS DE ACTIVIDADES DE DETALLES (TOPÓGRAFO 3) 115 TABLA XVII.- ACTIVIDADES DEL LEVANTAMIENTO (TOPÓGRAFO 3) 116 TABLA XVIII.- ESTUDIO DE TIEMPOS Y MOVIMIENTOS (TOPÓGRAFO 4) 117 TABLA XIX.- CICLOS DE ACTIVIDADES DE DETALLES (TOPÓGRAFO 4) 118 TABLA XX.- ACTIVIDADES DEL LEVANTAMIENTO (TOPÓGRAFO 4) 119 TABLA XXI.- ESTUDIO DE TIEMPOS Y MOVIMIENTOS (TOPÓGRAFO 5) 120 TABLA XXII.- CICLOS DE ACTIVIDADES DE DETALLES (TOPÓGRAFO 5) 121 TABLA XXIII.- ACTIVIDADES DEL LEVANTAMIENTO (TOPÓGRAFO 5) 122 TABLA XXIV.- PROMEDIOS DE LAS ACTIVIDADES/HORAS 123 TABLA XXV.- TIEMPOS Y MOVIMIENTOS DE SITUACIÓN DESEADA 125 TABLA XXVI.- ACTIVIDADES/HORAS DE SITUACIÓN DESEADA 126 FIGURAS FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. 1.- UBICACIÓN DEL DISTRITO FRESNILLO 2.- SISTEMA DE COORDENADAS HORIZONTAL Y VERTICAL 3.- DIAGRAMA DE VÍAS DE DECISIÓN EN UNA CAMPAÑA 4.- TEODOLITO UNIVERSAL T2 5.- GIROSCOPIO 6.- GPS – RECORRIDOS ORBITALES 7.- ESTACIÓN TOTAL 8.- ODÓMETRO 9.- BRÚJULA COLGANTE 10.- DIBUJO DE LAS FICHAS DE LA BITÁCORA DE LEVANTAMIENTO 11.- REGLA PARA DEFINICIÓN DE AZIMUTES + O 12.- LEICA DISTO™ PLUS 13.- LEICA DISTO™ SPECIAL5 39 46 51 56 57 59 62 63 64 69 82 84 85 8 FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. 14.- LEICA DISTO™ CLASSIC5A 15.- LEICA DISTO™ CLASSIC5A 16.- PALM ZIRE 72 17.- PALM TUNGSTEN 18.- PALM LIFEDRIVE 19,. PALM TREO 650 20.- TRACTOR FORD NEW HOLLAND 21.- TEODOLITO WILD/T1000 22.- TRIPIE DE APARATO 23.- PRISMA 24.- BASTÓN TELESCÓPICO 25.- ESTADAL TELESCÓPICO 26.- PLOMADA E HILO 27.- DISTO PROA 28.- PALM ZIRE 72 29.- IBM INTELLISTATION Z PRO 30.- CENTRADO DE APARATO Y LECTURAS INICIALES 31.- LECTURAS DE DETALLES CON DISTO Y PALM 32.- PANTALLA DE BIENVENIDA DE MINTOP1 33.- CAPTURA DE DETALLES EN MINTOP1 34.- MEMORIA DE CÁLCULO EN MINTOP1 35.- PANTALLA DE ACCESO A LICENCIAS DEL SERVIDOR 36.- ACCESO A TRABAJO DEL SUBNIVEL 390 VSCR 37.- INICIO DE DATAMINE Y PLANSOFT 38.- MENÚ PARA ABRIR FICHAS TOPOGRÁFICAS 39.- SELECCIÓN DEL ARCHIVO S390F DE PUNTOS 40.- ARCHIVO S390F DE PUNTOS ABIERTO Y SIN ATRIBUTOS 41.- MENÚ DE TOPOGRAFÍA 42.- OPCIÓN PARA ACTIVAR LOS ATRIBUTOS DE LAS FICHAS 43.- FICHAS ACTIVAS CON ATRIBUTOS 44.- UBICACIÓN DEL LUGAR PARA DETALLADO 45.- OPCIÓN PARA CONVERTIR PALM A DATAMINE 46.- MENSAJE DE SOBRE CONVERSIÓN DE ARCHIVO PDB A DM 47.- DETALLAR PALM PARA GENERAR TOPOGRAFÍA EN 3D 48.- DATOS DE ENTRADA PARA DE LA APLICACIÓN 49.- MEMORIA DE CÁLCULO DETALLAR PALM 50.- WIREFRAME DEL TÚNEL Y LAS FICHAS BASE 51.- ISOMÉTRICO DEL WIREFRAME DEL TÚNEL VISTA NE 52.- ISOMÉTRICO DEL WIREFRAME DEL TÚNEL VISTA N 53.- ISOMÉTRICO DE LOS DETALLES Y TABLAS VISTA NW 54.- ISOMÉTRICO DE LOS DETALLES Y TABLAS VISTA NE 55.- ISOMÉTRICO CON TRANSPARENCIAS DEL TÚNEL VISTA S 56.- ISOMÉTRICO SÓLIDO DEL TÚNEL VISTA NE 57.- ISOMÉTRICO SÓLIDO DEL TÚNEL VISTA NW 87 88 91 95 99 104 130 130 130 131 131 131 132 132 132 133 133 134 136 136 137 138 139 139 140 140 141 141 142 142 143 143 144 144 145 145 146 146 147 147 148 148 149 149 9 GRÁFICOS GRAFICO 1.- ACTIVIDADES/HORAS (TOPÓGRAFO 1) GRAFICO 2.- ACTIVIDADES/HORAS (TOPÓGRAFO 2) GRAFICO 3.- ACTIVIDADES/HORAS (TOPÓGRAFO 3) GRAFICO 4.- ACTIVIDADES/HORAS (TOPÓGRAFO 4) GRAFICO 5.- ACTIVIDADES/HORAS (TOPÓGRAFO 5) GRAFICO 6.- PROMEDIOS DE ACTIVIDADES/HORAS GRAFICO 7.- ACTIVIDADES/HORAS DE SITUACIÓN DESEADA 110 113 116 119 122 123 126 ANEXOS ANEXO A.- LEVANTAMIENTO CON CINTA Y TEODOLITO ANEXO B.- LEVANTAMIENTO MÉTODO AIDAA 157 162 10 PROPOSICIÓN 11 ENUNCIADO DE LA PROPOSICIÓN El propósito de esta investigación es el desarrollo de un método semiautomático de levantamiento topográfico en minas subterráneas con el uso de las tecnologías de medición que ya existen dentro de Compañía Fresnillo S.A. de C.V. Mina Proaño y con el empleo de tecnología PDA que hasta el hace poco tiempo su uso era exclusivo de ejecutivos y no de personal de operación. A través del tiempo La topografía se ha ocupado principalmente, de la representación de una porción de la tierra. Es una ciencia/técnica prima hermana de materias como Geodesia, Cartografía, Fotogrametría, GIS, etc. Un levantamiento o topografía consiste en dotar de coordenadas a puntos de la superficie para representarlas visualmente; estas coordenadas están referidas a un sistema preestablecido y determinado. Topografía es, por tanto, diseñar un modelo semejante al terreno, con unas deformaciones y parámetros de transformación perfectamente acotados. El producto final suele ser un plano o un mapa. El soporte de esta representación solía ser una hoja de papel pero está siendo sustituido por un soporte magnético. Es fundamental el concepto de escala, es el coeficiente de proporcionalidad entre las medidas lineales del mapa y de la realidad. La tierra no es plana sino curva, sin embargo, se representa en una superficie plana. Es necesario transformar las coordenadas para que esta representación sea posible. La proyección de un mapa permite representar 12 coordenadas de una superficie curva sobre un plano. Como figura de referencia se escoge una cuya formulación matemática esté definida; así, se escoge un plano, una esfera o un elipsoide. El proceso que lleva desde el terreno al mapa es, primero, tomar coordenadas de puntos del terreno proyectadas sobre una figura de referencia (plano, esfera o elipsoide); segundo, aplicar a estas coordenadas una proyección cartográfica que nos da unas coordenadas sobre el plano. Por último, se vuelcan las coordenadas y ya se puede dibujar el mapa. Indicar la proyección y la escala en el mapa confeccionado es fundamental para que este sea completo. La proyección utilizada en España es la UTM (Universal Transversa de Mercator); la figura sobre la que se proyectan las coordenadas obtenidas en campo es un elipsoide de revolución. Desde este elipsoide la proyección utiliza un cilindro tangente a la tierra por un meridiano para proyectar los puntos desde el centro de la tierra. A menudo un levantamiento sirve de base para realizar un proyecto complicado (edificio, vial, conducción) de obra civil. Si este está bien hecho por un topógrafo cualificado para ello, el proyecto estará diseñado sobre un modelo semejante al terreno. Este proyecto estará, pues, en condiciones de ser materializado mediante señales que definan puntos, líneas o planos que sirvan de referencia para la construcción de los elementos. La colocación de estas señales se denomina replanteo. El replanteo de un proyecto es el primer paso en la 13 ejecución del mismo en el terreno y de él depende que el producto final se corresponda con la definición original1. El primer PDA de la historia se remonta a un equipo llamado NEWTON de Apple Computing, una agenda electrónica que funcionaba con un lápiz (Stylus) con el cual se escribe en la pantalla y esta reconoce lo que la persona escribe. No tuvo mucho éxito por su costo y tamaño; después de ello PALM lanzó las PILOT 1000 y PILOT 5000, estas fueron creadas por Steven Hopkins y solo tenían 250kb y 512kb respectivamente. Para este momento las PILOT no eran muy famosas. Poco después emergió al mercado la nueva línea de PalmPilot con el soporte de US-Robotics, compuesta por los modelos Personal (500kb) y Professional (1mb y TCP/IP), a partir de estas el mundo conoció el verdadero poder de un asistente personal. Las ventajas primordiales de las PalmPilot en relación a la competencia fue su sistema operativo de muy fácil uso (PalmOS 2.0), su pequeño tamaño, su ligereza, larga duración de las baterías, el poder de escribir en la pantalla sin necesidad de un teclado y algo muy importante que no tenían las agendas personales, comunicación directa con su computadora personal (HotSync Technology), en el caso de la PalmPilot Professional es que se sincronizaba directamente con el programa de correo electrónico, esto es algo que ninguna agenda electrónica en el mercado podía hacer. Por esto es que solo en los Estados Unidos se vendieron más de un millón de estos equipos. 1 “Historia de la Topografía”, Disponible en: http://www.arqhys.com/arquitectura/topografiahistoria.html 14 En febrero de 1998 se lanzó al mercado la Palm III la cual conservaba las ventajas de la PalmPilot Professional, se implementó el uso de pilas AAA y por supuesto la sincronización con el PC y BackLight (iluminación de fondo), superando al modelo anterior con innovaciones como lo fue su forma ergonómica, Stylus de metal (que mejoró la sensación de escribir), el doble de memoria, un sistema operativo mejorado (PalmOS 3.0), y una característica muy especial, el puerto Infrarrojo (IR port) con el cual se le encontraron nuevas funciones para las Palm, como el Beam (transmitir aplicaciones y archivos vía infrarrojo), poco mas tarde encontramos la Palm IIIx y Palm IIIe que fueron un modelo Palm III pero con el doble de memoria (4mb.), un puerto libre para expansiones y un pantalla mejorada. La Palm V fue el modelo mas estilizado que surgió de Palm, considerada una de la mejores para aquella época, pues ya que era mas ligera, delgada, bella y elegante y en ese tiempo la más costosa, con este modelo salió también la PalmVx excepto que esta tenía 8 megabytes. La PalmVII tuvo un gran adelanto a su época y fue el punto de partida para que fuera el equipo preferido por los ejecutivos y profesionales necesitaban moverse de un lado a otro con la posibilidad de realizar cualquier acción de manera inalámbrica, ya que se podía navegar por Internet, enviar y recibir correos electrónicos, enviar faxes y chatear por algún canal IRC o ICQ, todo esto mientras se encontraba de viaje, en alguna sala de espera o en una junta de negocios. 15 En febrero de 2000 surgen las PalmIIIxe y la Palm IIIc, lo cual significaba que la pantalla era a color, podía utilizarse con pilas de NiHD recargables con una duración de 14 días y 8mbs, la única desventaja es que tenía un costo de $500 dlls. En año 2000 Palm Computing se convierte en una empresa independiente de 3Com. Y lanza sus productos PalmM100 y la PalmM105. Estas son aun más pequeñas y delgadas que las PalmV. Sus estuches son de plástico de diferentes colores que se pueden cambiar. La pantalla es un poco más pequeña para disminuir el tamaño. Usan pilas AAA. En marzo del 2001 Palm Computing muestra los modelos PalmM500 y PalmM505 las cuales integran en un cuerpo de PalmV un nuevo sistema operativo (PalmOS 4.0), 8mbs de memoria y un puerto de expansión de memoria/multimedia, y en el caso de la PalmM505, pantalla de colores. En el 2002 introduce el primer equipo de Wireless (conexiones inalámbricas basadas en radiofrecuencia) y en el 2003 es el primer Handheld en incluir GPS y desarrollar aplicaciones multimedia para el modelo Zire y Tungsten y telefonía celular con el modelo Treo, y lanza el primer teclado inalámbrico para Palm. 16 En la actualidad tiene alrededor de 1.5 millones de ventas en Estados Unidos y en mayo del presente año lanzó la pantalla Flip-Flop (pantalla con orientación vertical u horizontal) con el modelo Life Drive.2 En Mina Proaño de Compañía Fresnillo, S.A. de C.V., perteneciente a la División Minas del Grupo Peñoles, es la empresa productora de plata más importante del País reconocida mundialmente. Sus procesos se apoyan con tecnología vanguardista y la hacen una empresa de competitividad mundial, sin embargo se ha diagnosticado que existe la oportunidad de apoyar a las áreas operativas (procesos vitales), en lo referente a sistematización del flujo de trabajo. Cada responsable de generar información operativa, lo hace bajo su propio criterio en cuanto a formatos, contenido de información y oportunidad en la entrega de la misma. Utilizando herramientas de administración de oficina, tales como la suite de aplicaciones Office, no guardando una integridad y administración de archivos ordenada, ni siendo consistente en el manejo de información histórica y/o acumulada. Generando en consecuencia diversidad e incongruencia en la medición de las variables que determinan el primarios; dificultando así la toma de decisiones. 2 “Acerca de Palm, Inc., Historia”, Disponible en: http://www.Palm.com/us/company/corporate/timeline.html desempeño en los procesos 17 Por lo tanto el tema de investigación va dirigido al personal de departamento de planeación e ingeniería, específicamente a topógrafos y ayudantes de topógrafo. El método empleado estará basado en el levantamiento con teodolito y cinta para fijación de detalles y se pretende desarrollar un nuevo método llamado AIDAA (adelante-izquierda-derecha-arriba-abajo) con el empleo del distanciómetro y el reemplazo de la libreta de transito por tecnología Palm. Las limitaciones que se pueden encontrar con el desarrollo de esta investigación son por parte de los ayudantes en cuanto a capacitación, por parte del equipo de medición acatar las especificaciones nominales debido a las condiciones de los lugares de trabajo, humedad, polvo, presión, temperatura, entre otros, y como consecuencia se opta por usar el método tradicional de cinta y libreta de tránsito. El contenido estará conformado por investigación de campo, ya que las pruebas del equipo a utilizar así lo requieren, y por otra parte será documental, para el fundamento teórico, así como las especificaciones del equipo y las aplicaciones que se realizarán. 18 OBJETIVO GENERAL Desarrollo de metodología AIDAA de levantamiento topográfico con sección 9ps. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 1.- Desarrollo de la metodología AIDDA de levantamiento topográfico con sección 9ps. 2.- Desarrollo de una aplicación en tecnología PALM para el levantamiento topográfico. 3.- Desarrollo de una aplicación en los sistemas de Diseño minero para conectar la aplicación PALM. 4.- Desarrollo de un modulo que genera los modelos topográficos de las diferentes vetas con el uso de modelo en 3D. HIPOTESIS PLANTEADA H: Debido a que cada responsable de generar información operativa lo hace bajo su propio criterio en cuanto a formatos, contenido de información y oportunidad en la entrega de la misma. No guardando una integridad y administración de archivos ordenada, ni siendo consistente en el manejo de información histórica y/o acumulada, generando en consecuencia diversidad e incongruencia en la medición de las variables que determinan el desempeño en 19 los procesos primarios se hace necesario el desarrollo de metodología AIDAA con sección 9ps para mejorar el levantamiento topográfico de obras mineras subterráneas. CONTENIDO Y LÍMITES Se desarrollará el método de trabajo AIDAA empleando la tecnología existente y el software organizacional, incluye el desarrollo de una pequeña aplicación que se montará sobre el sistema Datamine, y tendrá como fin tomar los datos que se bajen del distanciómetro o Palm efectuando el detallado automático en el sistema Datamine, cabe mencionar que esta aplicación no es nativa de este sistema, y se desarrollará en lenguaje CL. Abarcará solamente el Departamento de Planeación e Ingeniería de Mina Proaño, Compañía Fresnillo S.A. de C.V. ubicado en Fresnillo, Zacatecas. El desarrollo de método AIDAA esta limitado al empleo de las dos tecnologías antes mencionadas por tanto decimos que esta investigación es “descriptiva correlacional”, ya que se establecerá la relación entre las variables que integran un fenómeno con el propósito de relacionar las variables con explicación parcial. Es un estudio no experimental, ya que no manipulamos las variables, sino que se analizarán en su contexto natural y es de tipo transversal. 20 JUSTIFICACIÓN En compañía Fresnillo S.A. de C.V. existen diferentes tecnologías para el levantamiento de obras mineras subterráneas, que van desde estaciones totales con un costo promedio de 150 mil pesos, pasando por estaciones mecánicas, distanciómetros láser, hasta el uso de la libreta de tránsito. Los diferentes problemas que se presentan con el uso de esas tecnologías es que en ocasiones las condiciones de mina son extremas y el equipo no se puede usar en un 100% ya que se presentan errores de medición o simplemente el equipo no mide, y se tiene que emplear el método tradicional de cita para efectuar ese levantamiento, aunado a ello a que las medidas se tienen que apuntar a mano en una libreta y después en la oficina se tienen que recapturar a mano nuevamente; de ahí se brinca de un sistema de digitalización de planos a otro dedicado a diseño minero. Para ello se pretende el desarrollar de una nueva metodología de trabajo postulada bajo las siglas AIDAA (adelante-izquierda-derecha-arriba-abajo), en la tiene sus raíces en el método tradicional de levantamiento topográfico de obras mineras subterráneas levantamiento con teodolito y cinta para fijación de detalles y con ello el empleo del distanciómetro láser y el reemplazo de la libreta de transito por tecnología PALM. 21 Lo que va a aportar esta investigación es una innovación en cuanto a la forma de llevar a cabo el levantamiento topográfico de obras mineras subterráneas y no solamente puede aplicarse a Mina Proaño que es el caso de estudio, sino que es una tecnología que puede ser adquirida en un futuro por pequeños y medianos mineros, esto debido a su bajo costo. El beneficio económico para la Compañía es que no habrá la necesidad de efectuar un desembolso extra, ya que la tecnología que se usará ya forma parte del activo de la compañía. La validación de los resultados obtenidos ser realizará por medio de un estudio de tiempos y movimientos realizado en el Departamento de Topografía. El uso de la Metodología de Levantamiento Topográfico de Obras Subterráneas AIDAA le brindará la posibilidad de efectuar el detallado semiautomático de sus obras mineras tipo 9PS (nueve puntos por sección) con una capacidad de hasta 3000 mil mediciones con el uso de la variante AIDAA-Dist que emplea el Láser Disto Pro A de Leica Geosystems, y por otro lado empleando una capacidad nominal de 16Mb de memoria interna con la variante AIDAA-PALM. La aplicación informática desarrollada para el Método AIDAA podrá ser montada en el Sistema de Diseño Autocad y de la misma manera en el sistema de diseño minero Datamine, todo ello permitirá efectuar de manera transparente el 22 detallado de las obras mineras reduciendo el tiempo del usuario de 2 horas en 200 detalles a tan solo unos cuantos segundos en trabajo de oficina. FUENTES DE CONOCIMIENTO CONSULTADAS Una de las razones por las cuales se hace la siguiente investigación surge de las practicas cotidianas que se realizan en cuanto al levantamiento topográfico y por que el levantamiento topográfico diario deberá estar en formato digital en el sistema Datamine y los datos tienen que ser tomados directamente del campo, sin necesidad de contar con tabletas electrónicas y eliminar las libretas de transito que se han usado tradicionalmente, para esto se desarrollará el método AIDAA basado en el levantamiento con teodolito y cinta para fijación de detalles, y para ello se hará uso extensivo de distanciómetros Leica y de tecnología Palm que existe ya dentro de los activos de la empresa. Para complementar la información anterior, se consultaron estudios de tiempo y movimientos que se han realizado por el personal de planeación encargado de calidad y procesos , así como el material bibliográfico relacionado a las 3 áreas con las que se desarrolla el tema, topografía, sistema de de dibujo asistido por computadora y desarrollo de sistemas: - Libros en materia de ingeniería civil, específicamente de topografía. - Libros en materia de sistemas, específicamente, desarrollo en tecnología Palm y Programación en CL. 23 - Paginas de Internet sobre desarrolladores de aplicaciones para Palm. - Manuales de desarrolladores de CL para Datamine. - Manual de desarrolladores para Autocad. - Revistas de divulgación científica sobre temas relacionados con aplicaciones para empresas de la industria minera. - Libros electrónicos consultados en bibliotecas virtuales como Bivitec, Ebrary y Libronauta, que en conjunto ofrecen el acceso a 90 bases de datos, 13,286 revistas electrónicas, 23,000 libros electrónicos, 125,000 patentes, 3,000,000 de normas, así como a 107 diccionarios y enciclopedias en ingles y español provenientes de autores e instituciones reconocidas nacional e internacionalmente. PROBLEMAS CORRELACIONADOS Relación de este tema con otros temas que se pueden desarrollar a futuro es el Levantamiento Topográfico con el uso de Reconocimiento de Parámetros con el cual se pude efectuar el detallado de obras mineras con sistemas de visualización. Otro tema de investigación es el levantamiento de obras mineras con el uso de Scanner Láser 3D. 24 PERÍODO DE TIEMPO UTILIZADO El tiempo empleado para el desarrollo de la investigación fue de septiembre a diciembre de 2005. 25 DE MOSTRACIÓN 26 CAPITULO I MARCO TEORICO I.1.-ANTECEDENTES I.1.A.- LA MINERÍA La Minería es la obtención selectiva de minerales y otros materiales (salvo materiales orgánicos de formación reciente) a partir de la corteza terrestre. La minería es una de las actividades más antiguas de la humanidad. Casi desde el principio de la edad de piedra, hace 2,5 millones de años o más, ha venido siendo la principal fuente de materiales para la fabricación de herramientas. Se puede decir que la minería surgió cuando los predecesores de los seres humanos empezaron a recuperar determinados tipos de rocas para tallarlas y fabricar herramientas. Al principio, la minería implicaba simplemente la actividad, muy rudimentaria, de desenterrar el sílex u otras rocas. A medida que se vaciaban los yacimientos de la superficie, las excavaciones se hacían más profundas, hasta que empezó la minería subterránea. La mina subterránea más antigua que se ha identificado es una mina de ocre rojo en la sierra Bomvu de Suazilandia, en África meridional, excavada 40.000 años antes de nuestra era (mucho antes de la aparición de la agricultura). La minería de superficie, por supuesto, se remonta a épocas mucho más antiguas. 27 Todos los materiales empleados por la sociedad moderna han sido obtenidos mediante minería, o necesitan productos mineros para su fabricación. Puede decirse que, si un material no procede de una planta, entonces es que se obtiene de la tierra. Incluso las otras actividades del sector primario (agricultura, pesca y silvicultura) no podrían llevarse a cabo sin herramientas y máquinas fabricadas con los productos de las minas. Cabe argumentar por ello que la minería es la industria más elemental de la civilización humana. La minería siempre implica la extracción física de materiales de la corteza terrestre, con frecuencia en grandes cantidades para recuperar sólo pequeños volúmenes del producto deseado. Por eso resulta imposible que la minería no afecte al medio ambiente, al menos en la zona de la mina. De hecho, algunos consideran que la minería es una de las causas más importantes de la degradación medioambiental provocada por los seres humanos. Sin embargo, en la actualidad, un ingeniero de minas cualificado es capaz de limitar al máximo los daños y recuperar la zona una vez completada la explotación minera. Por lo general, la minería tiene como fin obtener minerales o combustibles. Un mineral puede definirse como una sustancia de origen natural con una composición química definida y unas propiedades predecibles y constantes. Los combustibles más importantes son los hidrocarburos sólidos, que, por lo general, no se definen como minerales. Un recurso mineral es un volumen de la corteza terrestre con una concentración anormalmente elevada de un mineral o combustible determinado. Se convierte en una reserva si dicho mineral, o su contenido (un metal, por ejemplo), se puede recuperar mediante la tecnología del 28 momento con un coste que permita una rentabilidad razonable de la inversión en la mina. Generalmente, se dice que una mina es explotable cuando la inversión para la explotación es inferior al beneficio obtenido por la comercialización del mineral. I.1.B.- MÉTODOS MINEROS Los métodos de minería se dividen en cuatro tipos básicos: - Minería por pozos de Perforación - Minería en Océanos. - Minería de Superficie. - Minería Subterránea. I.1.B.a.- MINERÍA POR POZOS DE PERFORACIÓN Numerosos materiales pueden extraerse del subsuelo a través de un pozo de perforación sin necesidad de excavar galerías y túneles. Así ocurre con los materiales líquidos como el petróleo y el agua. También se pueden recuperar materiales solubles en agua haciendo pasar agua por ellos a través del pozo de perforación y extrayendo la disolución. Este sistema se denomina extracción por disolución. También se puede emplear un disolvente que no sea agua para disolver algún mineral determinado; en ese caso suele hablarse de lixiviación in situ. El azufre es un caso especial: como funde a una temperatura bastante baja (108 ºC) es posible licuarlo calentándolo por encima de dicha temperatura y bombear a la superficie el azufre fundido. En la actualidad también existen 29 métodos para recuperar materiales insolubles a través de pozos de perforación. Algunos sólidos, como el carbón, son lo suficientemente blandos o están lo suficientemente fracturados para poder ser cortados por un chorro de agua a presión. Si se rompen en trozos pequeños, éstos pueden bombearse a la superficie en forma de lodo a través de un pozo de perforación. Naturalmente, este método también permite recuperar sólidos que ya de por sí se encuentran en forma de partículas finas poco compactas. En Hungría se están realizando experimentos serios para extraer carbón y bauxita mediante este método. I.1.B.b.- MINERÍA POR DEGRADADO El dragado de aguas poco profundas es con toda probabilidad el método más barato de extracción de minerales. Por aguas poco profundas se entienden aguas de hasta 65 m. En esas condiciones se pueden recuperar sedimentos poco compactos empleando dragas con cabezales de corte situados en el extremo de tubos de succión, o con una cadena de cangilones de excavación que gira alrededor de un brazo. La minería por dragado se está modernizando: por ejemplo, en la mina de Kovin, situada en territorio serbio, se emplea una draga para extraer dos capas de lignito y los lechos de grava que las separan, en un lago artificial, junto al río Danubio, creado para este fin. Se prevé que en el futuro se introduzcan más dragas de este tipo, que permiten una extracción selectiva y precisa. 30 La minería oceánica es un método reciente. En la actualidad se realiza en las plataformas continentales, en aguas relativamente poco profundas. Entre sus actividades están la extracción de áridos, de diamantes (frente a las costas de Namibia y Australia) y de oro (en diversos placeres de todo el mundo). Ya se ha diseñado y probado la tecnología para realizar actividades mineras en fondos marinos profundos. A profundidades de hasta 2.500 o 3.000 m hay conglomerados de rocas ricas en metales denominadas nódulos de manganeso por ser éste el principal metal que contienen. En los nódulos también hay cantidades significativas de otros metales, entre ellos cobre y níquel. La tecnología de dragado para su recuperación está ya disponible, aunque ese tipo de actividades se encuentra en fase experimental hasta que las condiciones económicas y políticas las hagan factibles. I.1.B.c.- MINERÍA DE SUPERFICIE La minería de superficie es el sector más amplio de la minería, y se utiliza para más del 60% de los materiales extraídos. Puede emplearse para cualquier material. Los distintos tipos de mina de superficie tienen diferentes nombres, y, por lo general, suelen estar asociados a determinados materiales extraídos. Las minas a cielo abierto suelen ser de metales; en las explotaciones al descubierto se suele extraer carbón; las canteras suelen dedicarse a la extracción de materiales industriales y de construcción, y en las minas de placer se suelen obtener 31 minerales y metales pesados (con frecuencia oro, pero también platino, estaño y otros). I.1.B.c.1.- MINAS DE CIELO ABIERTO Son minas de superficie que adoptan la forma de grandes fosas en terraza, cada vez más profundas y anchas. Los ejemplos clásicos de minas a cielo abierto son las minas de diamantes de Sudáfrica, en las que se explotan las chimeneas de kimberlita, depósitos de mineral en forma cilíndrica que ascienden por la corteza terrestre. A menudo tienen una forma más o menos circular. La extracción empieza con la perforación y voladura de la roca. Ésta se carga en camiones con grandes palas eléctricas o hidráulicas, o con excavadoras de carga frontal, y se retira del foso. El tamaño de estas máquinas llega a ser tan grande que pueden retirar 50 m3 de rocas de una vez, pero suelen tener una capacidad de entre 5 y 25 m3. La carga de los camiones puede ir desde 35 hasta 220 toneladas. Un avance de la minería moderna consiste en que las palas descarguen directamente en una trituradora móvil, desde la que se saca de la mina la roca triturada en cintas transportadoras. El material clasificado como mineral se transporta a la planta de recuperación, mientras que el clasificado como desecho se vierte en zonas asignadas para ello. A veces existe una tercera categoría de material de baja 32 calidad que puede almacenarse por si en el futuro pudiera ser rentable su aprovechamiento. Muchas minas empiezan como minas de superficie y, cuando llegan a un punto en que es necesario extraer demasiado material de desecho por cada tonelada de mineral obtenida, se empiezan a utilizar métodos de minería subterránea. I.1.B.c.2.- EXPLOTACIONES AL DESCUBIERTO Las explotaciones al descubierto se emplean con frecuencia, aunque no siempre, para extraer carbón y lignito. En el Reino Unido se obtienen más de 10 millones de toneladas de carbón anuales en explotaciones al descubierto. La principal diferencia entre estas minas y las de cielo abierto es que el material de desecho extraído para descubrir la veta de carbón, en lugar de transportarse a zonas de vertido lejanas, se vuelve a dejar en la cavidad creada por la explotación reciente. Por tanto, las minas van avanzando poco a poco, rellenando el terreno y devolviendo a la superficie en la medida de lo posible el aspecto que tenía antes de comenzar la extracción. Al contrario que una mina a cielo abierto, que suele hacerse cada vez más grande, una explotación al descubierto alcanza su tamaño máximo en muy poco tiempo. Cuando se completa la explotación, el foso que queda se puede convertir en un lago o rellenarse con el material procedente de la excavación realizada al comenzar la mina. 33 Parte del equipo empleado en las explotaciones al descubierto es el mismo que el de las minas a cielo abierto, sobre todo el utilizado para extraer el carbón. Para obtener las rocas de desecho situadas por encima, la llamada sobrecarga, se emplean los equipos más grandes de toda la minería. En Alemania existe una excavadora de cangilones que puede extraer 250.000 m3 de material diario. La máquina va montada sobre orugas y es automotriz. Otra máquina de gran tamaño que se emplea sobre todo en explotaciones al descubierto es la excavadora de cuchara de arrastre; una de estas máquinas, empleada en el Reino Unido en el pasado, extraía 50 m3 de sobrecarga cada vez. I.1.B.c.3.- CANTERAS Las canteras son bastante similares a las minas a cielo abierto, y el equipo empleado es el mismo. La diferencia es que los materiales extraídos suelen ser minerales industriales y materiales de construcción. En general, casi todo el material que se obtiene de la cantera se transforma en algún producto, por lo que hay bastante menos material de desecho. A su vez, esto significa que al final de la vida útil de la cantera queda una gran excavación. No obstante, debido a los bajos precios que suelen tener los productos de la mayoría de las canteras, éstas tienen que estar situadas relativamente cerca de los mercados. Si no fuera así, los gastos de transporte podrían hacer que la cantera no fuera rentable. Por esta razón, muchas se encuentran cerca de aglomeraciones urbanas. También supone que las cavidades creadas por muchas canteras adquieren un cierto valor como vertederos de residuos urbanos. En las cercanías de las grandes ciudades, puede 34 ser que la excavación creada por la cantera tenga un valor superior al del material extraído. Debido al bajo coste actual del transporte marítimo, se están abriendo nuevos tipos de grandes canteras costeras. Estas canteras pueden servir a mercados alejados porque los gastos de transporte son lo bastante bajos como para que sus productos sigan siendo competitivos I.1.B.c.4.- DEPÓSITOS DE JALES Los jales son depósitos de partículas minerales mezcladas con arena o grava. Las minas de jales suelen estar situadas en los lechos de los ríos o en sus proximidades, puesto que la mayoría de los placeres son graveras de ríos actuales o graveras fósiles de ríos desaparecidos. No obstante, los depósitos de playas, los sedimentos del lecho marino y los depósitos de los glaciares también entran en esta categoría. La naturaleza de los procesos de concentración que dan lugar a los placeres hace que en este tipo de minas se obtengan materiales densos y ya liberados de la roca circundante. Eso hace que el proceso de extracción sea relativamente sencillo y se limite al movimiento de tierras y al empleo de sistemas sencillos de recuperación física, no química, para obtener el contenido útil. El material extraído puede depositarse en zonas ya explotadas a medida que va avanzando la mina, a la vez que se recupera la superficie. Las minas de jales emplean equipos similares a los de otras minas de superficie. Sin embargo, muchas minas de jales se explotan mediante dragado. 35 I.1.B.d.- SUBTERRÁNEA Mina subterránea. Las minas subterráneas se abren en zonas con yacimientos minerales prometedores. El pozo es la perforación vertical principal y se emplea para el acceso de las personas a la mina y para sacar el mineral. Un sistema de ventilación situado cerca del pozo principal lleva aire fresco a los mineros y evita la acumulación de gases peligrosos. Un sistema de galerías transversales conecta el yacimiento de mineral con el pozo principal a varios niveles, que a su vez están conectados por aberturas llamadas alzamientos. Las gradas son las cámaras donde se extrae el mineral. La minería subterránea se puede subdividir en minería de roca blanda y minería de roca dura. Los ingenieros de minas hablan de roca “blanda” cuando no exige el empleo de explosivos en el proceso de extracción. En otras palabras, las rocas blandas pueden cortarse con las herramientas que proporciona la tecnología moderna. La roca blanda más común es el carbón, pero también lo son la sal común, la potasa, la bauxita y otros minerales. La minería de roca dura utiliza los explosivos como método de extracción I.1.B.d.1.- ROCA BLANDA: CARBÓN En gran parte de Europa, la minería se asocia sobre todo con la extracción del carbón. En los comienzos se empleaban métodos de extracción que 36 implicaban la perforación y la voladura con barrenos, pero desde 1950 ya no se utilizan esos métodos, salvo en unas pocas minas privadas. En la minería de roca blanda se perforan en la veta de carbón dos túneles paralelos separados por unos 300 m (llamados entradas). A continuación se abre una galería que une ambas entradas, y una de las paredes de dicha galería se convierte en el frente de trabajo para extraer el carbón. El frente se equipa con sistemas hidráulicos de entibado extremadamente sólido, que crean un techo por encima del personal y la maquinaria y soportan el techo de roca situado por encima. En la parte frontal de estos sistemas de entibado se encuentra una cadena transportadora. Los lados de la cadena sostienen una máquina de extracción, la cizalladora, que corta el carbón mediante un tambor cilíndrico con dientes, que se hace girar contra el frente de carbón. Los trozos de carbón cortados caen a la cadena transportadora, que los lleva hasta el extremo del frente de pared larga. Allí, el carbón pasa a una cinta transportadora, que lo lleva hasta el pozo o lo saca directamente de la mina. Cuando se ha cortado toda la longitud del frente, se hace avanzar todo el sistema de soporte, y la cizalladora empieza a cortar en sentido opuesto, extrayendo otra capa de carbón. Por detrás de los soportes hidráulicos, el techo cede y se viene abajo. Esto hace que esta forma de extracción siempre provoque una depresión del terreno situado por encima. En Sudáfrica, Estados Unidos y Australia, gran parte de la extracción se realiza mediante el método de explotación por cámaras y pilares, en el que unas máquinas llamadas de extracción continua abren una red de túneles paralelos y 37 perpendiculares, lo que deja pilares de carbón que sostienen el techo. Este método desaprovecha una proporción importante del combustible, pero la superficie suele ceder menos. I.1.B.d.2.- ROCA DURA: METALES Y MINERALES En la mayoría de las minas de roca dura, la extracción se realiza mediante perforación y voladura. Primero se realizan agujeros con perforadoras de aire comprimido o hidráulicas. A continuación se insertan barrenos en los agujeros y se hacen explotar, con lo que la roca se fractura y puede ser extraída. Después se emplean máquinas de carga especiales (muchas veces con motores diesel y neumáticos) para cargar la roca volada y transportarla hasta galerías especiales de gran inclinación. La roca cae por esas galerías y se recoge en el pozo de acceso, donde se carga en contenedores especiales denominados cucharones y se saca de la mina. Más tarde se transporta a la planta de procesado, si es mineral, o al vertedero, si es material de desecho. Para poder acceder al yacimiento de mineral hay que excavar una red de galerías de acceso, que se suele extender por la roca de desecho que rodea el yacimiento. Este trabajo se denomina desarrollo; una mina de gran tamaño, como la mina sudafricana de platino de Rustenberg, puede abrir hasta 4 km de túneles cada mes. La extracción del mineral propiamente dicho se denomina arranque, y la elección del método depende de la forma y orientación del yacimiento. En los depósitos tubulares horizontales hay que instalar sistemas de carga y transporte 38 mecanizados para manejar la roca extraída. En los yacimientos muy inclinados, una gran parte del movimiento de la roca puede efectuarse por gravedad. En el método de socavación de bloques se aprovecha la fuerza de la gravedad incluso para romper la roca. Se socava el bloque que quiere extraerse y se deja que caiga por su propio peso. La minería subterránea es la más peligrosa, por lo que se prefiere emplear alguno de los métodos superficiales siempre que resulte posible. Además, la explotación subterránea de un yacimiento exige una mayor complejidad técnica, aunque las instalaciones para la extracción varían notablemente según las características de la estructura del propio yacimiento, del tamaño de la unidad de producción y del coste de la inversión. 3 I.1.C.- LA MINERÍA EN FRESNILLO El Distrito Minero de Fresnillo se encuentra situado en la porción central del Estado de Zacatecas, aproximadamente a 60 Km al NW de la ciudad Capital, con una elevación media sobre el nivel del mar de 2,200 m. El Distrito Minero está comunicado por la carretera Panamericana, Federal No. 45. Ferrocarril que une a la ciudad de México con Ciudad Juárez, Chihuahua. Aeropuerto Leobardo C. Ruiz localizado a 35 Km. Al sureste de Fresnillo, Zac. 3 “Minería” ,Disponible en: http://es.encarta.msn.com/text_761575410__1/Miner%C3%ADa.html 39 FIG. 1.- UBICACIÓN DEL DISTRITO FRESNILLO Las primeras obras se desarrollaron en el Cerro de Proaño, nombre que conserva de su descubridor, el Capitán Diego Fernández de Proaño en el año de 1554. Poco se sabe de las operaciones de esta mina en los siglos XVI y XVII. En 1757, las minas fueron paradas por dificultades económicas y al creciente problema del desagüe, Abandonadas hasta 1830, año en que pasaron a ser propiedades del Estado de Zacatecas, por el interés del Gobernador Francisco García Salinas, Bajo el impulso del Sr. García Salinas, la producción de plata se reanudó 1832. 40 En 1835, se adquieren dos bombas “Cornish” movidas a vapor, que fueron instaladas en los dos tiros principales. En 1903, la Cía. Americana, “The Fresnillo Mining Co.” Construyó una planta de lixiviación para el tratamiento de las colas del proceso de patio, La Cía. Americana, “The Fresnillo Mining Co.” 1911 compró las minas construyendo una planta de cianuración de 500 toneladas diarias. De 1913 a 1919, mina y planta permanecieron inactivas debido a la Revolución Mexicana. En 1919, “The Mexican Corporation”, instaló una planta de cianuración para beneficiar 3000 toneladas diarias. 1921 fuerte explotación de los minerales de plata oxidados y de los sulfuros en 1926. En 1920 construcción planta de fuerza dentro de los patios de la Hacienda Grande. En 1929 se formó la Cía. “The Fresnillo Co.” mediante la fusión de “The Fresnillo Mining Co.” y “The Mexican Corporation”. 41 Cía. sufrió una serie de cambios y en 1961, de acuerdo a la nueva Ley Minera, se mexicanizó adoptando el nombre de “Compañía Fresnillo, S.A.” formando parte del Grupo Peñoles. En 1979 cambió su razón social a “Compañía Fresnillo, S. A. De C.V.” a partir de octubre de 1986, la administración de la Empresa fue incorporada al Grupo Corporativo de Servicios Industriales Peñoles, S.A. De C.V., con el fin de lograr una mayor eficiencia y consecuentemente reducción de costos.4 Actualmente cuenta con 728 empleados sindicalizados y 141 de confianza, es el mayor productor de plata en el mundo. En este año alcanzó la cifra de 617 millones de onzas y desde 1988 es el mayor productor de plata en México. Su producción viene principalmente de un sistema de vetas epitermales localizadas al sur de la ciudad de Fresnillo. Las veta de este mineral están depositadas en forma tubular que se pueden extender horizontalmente por varios kilómetros, su extensión vertical por lo general es de 300 a 500 metros y su ancho varia desde unos cuantos centímetros hasta 10 metros. 4 Manual de Dirección de Compañía Fresnillo S.A. de C.V. 42 Las vetas están compuestas principalmente de cuarzo con sulfuros de plomo, zinc y sulfosales de plata. Los principales minerales son piragirita, polibasita y argentita. I.2.- TOPOGRAFÍA I.2.A.- INTRODUCCIÓN A LA TOPOGRAFÍA El levantamiento de una extensión de terreno consiste en tomar en el campo los datos necesarios para que se pueda hacer la representación de ella, en figura semejante, sobre el dibujo, ya lea en proyección horizontal, o bien en proyección vertical. El levantamiento comprende dos operaciones principales: “la planimetría y la altimetría" ocupándose la primera de la determinación de distancias, ángulos, etc., o sea de los datos necesarios para poder hacer la representación sobre un plano horizontal: y la segunda, de la ejecución de las medidas necesarias para poder hacer la representación sobre un plano vertical. Los levantamientos planimétricos pueden hacerse de varias maneras: Con longímetro únicamente, por medio de poligonales, el que consiste en levantar líneas quebradas en las cuales se van determinando las longitudes de los lados y los ángulos que éstos forman entre si, por medio de triangulaciones, el cuál consiste en cubrir la zona que se va a levantar, con redes de triángulos ligados entre si. 43 Los levantamientos por medio de poligonales se pueden clasificar de la siguiente manera: levantamientos con brújula y longímetro, o brújula y estadal, o brújula y midiendo las distancias por procedimientos expeditos, Levantamientos con teodolito y longímetro, levantamientos con teodolito y estadal, levantamientos gráficos por medio de la plancheta. En cuanto a su calidad, puede hacerse la clasificación siguiente: levantamientos precisos, los cuales se ejecutan por medio de triangulaciones o poligonales de precisión, levantamientos regulares, los cuales se ejecutan por medio de poligonales levantadas con teodolito y longímetro, levantamientos taquimétricos, en los cuales se miden las distancias por procedimientos indirectos, levantamientos expeditos, los cuales se ejecutan con brújula, midiendo por lo general las distancias "a pasos" o por' otros procedimientos expeditos, los levantamientos precisos se emplean par los gobiernos para fijar los limites entre naciones o estados, o bien para que sirvan de apoyo a levantamientos de detalle para cartas geográficas. También se emplean can un objeto científico para el estudio de Ia forma de la tierra. Estos levantamientos se hacen por lo común por procedimientos geodésicos. Las poligonales de precisión se emplean en levantamientos catastrales en las ciudades en donde tiene gran valor el terreno, en los hechos con objeto de 44 hacer el trazo de caminos y en los ejecutados con el fin de proyectar obras de saneamiento en las ciudades de importancia. Los levantamientos regulares se emplean para levantar linderos de propiedades, para el trazo de caminos o vías férreas, canales, ciudades pequeñas, etc., y para tener poligonales que sirvan de apoyo a los levantamientos de detalles. Los levantamientos taquimétricos se emplean para el relleno de un plano, con objeto de fijar los detalles comprendidas dentro de el; en los trabajos preliminares, en la configuración de los accidentes del terreno y en los levantamientos geográficos para la fijación de los detalles mas importantes. En algunas partes de Europa se usa la estadía en levantamientos catastrales, pero en este caso se ejecuta el trabajo con sumo cuidado, Los levantamientos expeditos o rápidos se ejecutan en los reconocimientos hechos con el objeto de hacer un anteproyecto, en las exploraciones, con los levantamientos militares y en los levantamientos de relleno para fijar detalles de poca importancia. Es muy frecuente que en un mismo plano se ejecuten operaciones de las cuatro clases anteriores. En los levantamientos geográficos, por ejemplo, se cubre el terreno con cadenas de triángulos geodésicos en las cuales se apoyan cotas topográficas. Los caminos, poblaciones, ciudades, terrenos, se levantan en 45 seguida por medio de poligonales taquimétricas, y los detalles de menor importancia se pueden fijan por los procedimientos de la topografía rápida. En ciertos casos, para fijar detalles importantes, se pueden emplear poligonales levantadas con teodolito o longímetro.5 I.2.B.- TOPOGRAFÍA DE SUPERFICIE La topografía de superficie comprende todos los trabajos que hacen en el exterior, como la medición de lotes mineros, las triangulaciones o trilateraciones par ala fijación en un plano general de todos los lotes de los cuales es concesionaria una misma compañía; los levantamientos taquimétricos de determinada zona, a fin de tener un plano con curvas de nivel cuando se dispone los planos fotogramétricos. Todos los levantamientos se ejecutan con diferentes grados de precisión y son muy variados. Es necesarios tener presente que los trabajos de superficie deben de estar ligados a los subterráneos, por esta razón el sistema de coordenadas y de elevaciones es el mismo. Este sistema de coordenadas, que en la superficie esta formado por líneas perpendiculares entre sí y que pertenecen al plano del horizonte, en las minas esta formado por un sistema de planos verticales que pasan por esas líneas o 5 “Generalidades”, Métodos Topográficos, Toscazo, R. Pags. 3-5 46 ejes, y los cuales juntos con el plano del horizonte, forman el sistemas de coordenadas ortogonales en el espacio. 6 FIG. 2.- SISTEMA DE COORDENADAS HORIZONTAL Y VERTICAL I.2.C.- TOPOGRAFÍA DE MINAS El control de topografía subterránea lo constituyen un sistema de bancos de nivel. Para este También se toman en cuenta la medición de los lotes mineros, que son los primeros trabajos de medición que se hacen en una mina. Estos trabajos sirven para señalar en la superficie el terreno que se ha denunciado ente las autoridades correspondientes, y dentro del cual se ejecutan toda serie de 6 “Superficie”, Topografía de Minas, Robles C., Pag. 1 47 trabajos que se hacen en una mina para la extracción y beneficio de los minerales. Tanto los que se hacen en superficie como los que se hacen en el interior, quedan comprendidos dentro del prisma formado por los planos verticales de profundidad indefinida que pasan por los lados del terreno que forman el lote minero, y los cuales son también los límites del mismo en el subsuelo.7 A menudo se compara la búsqueda de un depósito mineral con la búsqueda de una aguja adentro dentro de un pajar. En el caso de algunos países la probabilidad de descubrir un yacimiento mineral favorable para desarrollarlo es 1:1000. En base de la abundancia normal de los elementos en la corteza terrestre se define el factor de enriquecimiento (concentration clarke en inglés) como el factor, conque se debe multiplicar la abundancia normal de un elemento (the clarke) en la corteza terrestre para obtener una concentración económicamente explotable. El cuttoff grade para un elemento (el límite inferior de la gestión económica) designa la concentración mínima de la mineralización, que todavía se puede explotar económicamente. Con el cuttoff grade variándose por la situación económica mundial o por otros factores variaría el factor de enriquecimiento asimismo. La abundancia normal de varios elementos químicos en la corteza terrestre, se hallan en la tabla: 'Abundancia normal de los elementos químicos en rocas de la corteza terrestre', los cutoff grades y factores de enriquecimiento para algunos elementos químicos se encuentran en la tabla: 'Factores de enriquecimiento de algunos elementos' en el capítulo 'Método geoquímico'. 7 Superficie”, Topografía de Minas, Robles C., Pag. 1-2 48 En la minería se encuentra dividida en varios procesos o fases, que son: Prospección , Exploración , Desarrollo y Explotación. La exploración y la prospección son fases estrechamente ligadas y a veces se las combinan, a menudo los geólogos se ocupan de ellas. El desarrollo y la explotación son las fases, que en general los ingenieros de minas realizan. Las fases están descritas en la tabla siguiente. TABLA I.- FASES EN LA VIDA DE UNA MINA SEGÚN HARTMAN (1987) 49 En la primera fase, en la prospección se quiere lograr un reconocimiento general del área de interés, localizar una anomalía con las propiedades de un depósito mineral y reducir su tamaño. La prospección está enfocada en la búsqueda de las menas ubicadas relativamente cerca con respecto a la superficie aplicando los métodos directos e indirectos de prospección. Para la localización de un depósito mineral se aplica las fotos aéreas y las imágenes de satélite del área en cuestión, la topografía y los mapas estructurales correspondientes. Directamente se levanta y analiza los afloramientos de un depósito mineral y/o las rocas meteorizadas y/o alteradas, que pueden originar de un yacimiento mineral. En casos más complejos se lleva a cabo un levantamiento de la geología del área de interés como de las formaciones geológicas, de sus dimensiones y de su estructura. Se toma distintos tipos de muestras (método indirecto) como del agua de río, del suelo, de plantas o de rocas y se aplica en ellas los análisis del laboratorio adecuados como los análisis químicos en muestras de agua, los análisis petrográficos (por un micropolariscopio) y geoquímico (por ejemplo el análisis de fluorescencia de rayos X o el análisis por la espectrometría de absorción atómica) en muestras de rocas por ejemplo para obtener informaciones acerca de la calidad, la cantidad y la distribución de los elementos y/o los minerales de interés y acerca de la génesis de la mineralización. Estos métodos también pueden dar resultados en el caso de depósitos minerales descubiertos por ejemplo por una capa de aluviones. Los métodos indirectos abarcan los métodos geofísicos y los métodos ya mencionados como el 'remote sensing', el muestreo y los métodos geoquímicos. 50 Los métodos geofísicos sirven para detectar anomalías geofísicas, que pueden ser originadas por depósitos minerales. Los métodos geofísicos en parte son adecuados para el uso aéreo, superficial y subterráneo, como el método magnético, y se puede aplicarlos a partir de la superficie terrestre, a partir del mar o en una mina como el método sísmico. La segunda fase, la exploración está enfocada en un reconocimiento detallado del depósito mineral descubierto en la fase de prospección. Ahora se delinean las dimensiones exactas y el enriquecimiento del depósito mineral principalmente por medio de los mismos métodos aplicados en la prospección, pero en un área reducida y claramente definida. Se realizan sondeos y mediciones geológicas y geofísicas en los pozos generados (borehole logs). Se toman muestras representativas (esquirlas de la superficie, a lo largo de excavaciones, túneles o de perforaciones, rocas compactas) a través de una red de muestreo con espaciamiento mucho más angosta como aquel establecido en la prospección y se las analizan. Los métodos de exploración se aplican en la superficie y en el subterráneo. La fase de exploración se termina con un estudio de factibilidad ('feasibility study') en base del conjunto de datos obtenidos en las dos fases. A partir del estudie de factibilidad se puede decidir si se continuará con el desarrollo y la explotación del depósito mineral o si se abandonará este proyecto. En efecto no existe un límite claramente definido entre la prospección y la exploración, y muchos autores utilizan los dos términos como sinónimos. Las 51 fases del desarrollo y de la explotación son caracterizadas detalladamente en otras asignaturas. El siguiente diagrama corriente ilustra las vías de decisión posibles durante una campaña de prospección y exploración. FIG. 3.- DIAGRAMA DE VÍAS DE DECISIÓN EN UNA CAMPAÑA En este diagrama se aprecia, que la prospección apunta a un reconocimiento general de una región y que en la exploración se enfoca una investigación encauzada de un área claramente definida y más reducida con respecto al área cubierta en la prospección. En la prospección se desarrolla una estrategia (fases estratégicas), la exploración está caracterizada por las fases 52 tácticas. Cada fase resulta en una evaluación del proyecto y con la decisión de continuar o terminarlo (de la evaluación regional a la evaluación del depósito mineral). Los varios tipos de decisiones se puede clasificar como sigue en decisiones: Favorables (continuación del proyecto), Inoportunas (proyecto congelado en este momento, pero posiblemente se vuelve favorable luego) y Desfavorables (fin del proyecto). El primero objetivo de la prospección es la localización de una anomalía geológica con propiedades de un depósito mineral, un objetivo común de la prospección y de la exploración es la reducción del área de investigación. Comúnmente las áreas en consideración se disminuyen de 2500 - 250.000km2 en la primera fase a 2,5 - 125km2 en la segunda fase y la tercera fase a 0,25 - 50km2 en la ultima fase (BAILLY, 1966). Un otro objetivo común consta en aumentar las ventajas del área prometedora con respecto a su explotación rentable, como por ejemplo ocuparse de un camino de acceso transitable y de un peritaje del medio ambiente. La exploración se finaliza con el estudio de factibilidad. En lo siguiente se caracterizará los métodos de prospección/exploración como el método geológico, los métodos geofísicos y geoquímicos y el 'remote sensing'.8 8 “Minas” Disponible en: http://plata.uda.cl/minas/apuntes/Geologia/EXPLORAC/TEXT/01000i~1.htm 53 I.3.- EQUIPO TOPOGRAFICO UTILIZADO EN LA MINERIA I.3.A.-TEODOLITOS El teodolito fue construido en 1787 por el óptico y mecánico Ramsden. Los antiguos instrumentos, eran demasiado pesados y la lectura de sus limbos (círculos graduados para medir ángulos en grados, minutos y segundos) muy complicada, larga, y fatigosa. Eran construidos en bronce, acero, u otros metales. El ingeniero suizo Enrique Wild, en 1920, logró construir en los talleres ópticos de la casa Carl Zeiss (Alemania), círculos graduados sobre cristal para así lograr menor peso, tamaño, y mayor precisión, logrando tomar las lecturas con más facilidad. El teodolito es conocido en América como "tránsito" y es un instrumento para medir ángulos horizontales y verticales. Consiste en un telescopio móvil montado sobre dos ejes perpendiculares, uno en el eje horizontal y otro en el eje vertical. El teodolito, está compuesto por la base nivelante, la alidada, y el anteojo. La base nivelada donde están los tres tornillos nivelantes, se encuentra sobre la meseta de un trípode. En los teodolitos sencillos de tipo antiguo, el círculo horizontal es solidario con este conjunto base, en los instrumentos modernos, este círculo puede desplazarse por medio de un botón o por cualquier otro medio. 54 La alidada, que es una montura en forma de Y, puede girar por su eje vertical (eje de rotación) y sostiene en sus extremos al eje horizontal, al cual van fijados el anteojo y el círculo vertical. El instrumento se centra sobre el punto del terreno por medio de una plomada o cordón o por una plomada óptica, incorporada o por un bastón de centraje. Por los movimientos vertical y horizontal, alrededor de sus respectivos ejes el anteojo puede ser dirigido en cualquier dirección y los tornillos de presión y de movimiento fino permiten apuntarlo exactamente hacia una señal. El teodolito está compuesto de partes ópticas y partes mecánicas. En su parte interna posee prismas y lentes que al desviar el haz de luz permite una rápida y sencilla lectura de los limbos graduados en grados, minutos y segundos. La lectura se realiza por medio de un ocular que se encuentra hacia un costado del anteojo. La topografía conjuntamente con la geodesia tiene por objeto realizar todas las mediciones que determinan la posición relativa de puntos terrestres, como así también realizar los cálculos de dichas mediciones, y utilizar los resultados para realizar planos y mapas. 55 Para establecer la posición de estos puntos terrestres, es preciso saber, sobre la forma de la superficie en que se opera y determinar el exacto relieve del suelo. En la ejecución de esta gran diversidad de trabajos se emplean numerosos útiles, aparatos e instrumentos. En esta oportunidad se menciona al Teodolito, instrumento que se utiliza para medir ángulos horizontales y verticales, que también se emplea para comparar las direcciones hacia dos o más puntos, así como la inclinación de tales direcciones. Estas medidas se refieren a un plano horizontal, que pasa por el punto de observación, desde ese punto se deducen los ángulos horizontales y verticales. Anteriormente al teodolito, los árabes, en el siglo IX utilizaban el astrolabio, que solo permitía medir ángulos inclinados situados en planos que pasaban por el ojo del observador, y los objetos lejanos a medir. Consistía en su parte principal de un círculo graduado y un brazo índice solo movible paralelamente a ese círculo, no podía servir para la medición directa de ángulos horizontales, sino, en el caso particular de hallarse los objetos a medir, en el horizonte del aparato.9 9 “Historia del Teodolito”, Disponible en : http://www.cielosur.com/topografia.htm 56 FIG. 4.- TEODOLITO UNIVERSAL T2 I.3.B.- GIRÓSCOPOS Un giroscopio o giroscopio es un dispositivo mecánico que muestra el principio de conservación del momento angular. En física también es conocido como inercia giroscópica. La esencia del dispositivo es una masa con forma de rueda girando alrededor de un eje. A su vez está montado sobre un sistema que permite que el eje pueda tomar cualquier orientación. Una vez que está girando tiende a resistirse a los cambios en la orientación del eje de rotación. El giroscopio fue inventado para un experimento relacionado con la rotación de la Tierra por León Foucault en 1852 que le dio el nombre. Sin embargo, ejemplos del fundamento del giroscopio pueden observarse a diario, como es el caso de las carreras de motos: El motorista sólo necesita inclinarse para poder girar al tomar una curva. 57 Un giroscopio muestra diversos comportamientos que incluyen la precesión y la nutación. El efecto giroscópico puede utilizarse entre otras cosas, para construir una giro brújula que complementa o substituye la brújula magnética utilizada en el levantamiento Topográfico así como en barcos, aviones, naves espaciales y vehículos en general o de la misma manera para ayudar a su estabilidad o ser usado como parte de un sistema de guía inercial.10 FIG. 5.- GIROSCOPIO I.3.C.- SISTEMAS DE POSICIONAMIENTO GLOBAL (GPS) Desde el año 1973 ante exigencias militares era necesario poder hacer navegación en tiempo real más precisa y de forma continua, en tierra, mar o aire, en toda condición meteorológica y en un sistema de cobertura global, empezándose a desarrollar por consiguiente el proyecto de la constelación NAVSTAR (Navigation Satellite Timing and Ranging - Satélite Navegación, cronometría y distanciametría). 10 “Giroscopio” Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Giroscopio 58 El 22 de febrero de 1978 se lanzó el primer satélite naciendo así el sistema Llamado GPS (Global Position System - Sistema de Posicionamiento Global). La responsabilidad del desarrollo, prueba y despliegue del sistema recae en la Join Program Office de U.S. Air Force System Division, organismo militar estadounidense, por lo que el sistema es fundamentalmente militar. |Sistema Global de Navegación por Satélite} (GNSS) el cual permite determinar en todo el mundo la posición de una persona, (en todo su conjunto incluyendo sus extremidades de ahí que se denomine global) un vehículo o una nave, con una desviación de cuatro metros. El sistema fue desarrollado e instalado, y actualmente es operado, por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos. El GPS funciona mediante una red de alrededor de 24 satélites que se encuentran orbitando alrededor de la tierra. Cuando se desea determinar la posición, el aparato que se utiliza para ello localiza automáticamente como mínimo cuatro satélites de la red, de los que recibe unas señales indicando la posición y el reloj de cada uno de ellos. En base a estas señales, el aparato sincroniza el reloj del GPS y calcula el retraso de las señales, es decir, la distancia al satélite. Por "triangulación" calcula la posición en que éste se encuentra. La triangulación consiste en averiguar el ángulo de cada una de las tres señales respecto al punto de medición. Conocidos los tres ángulos se determina fácilmente la propia posición relativa respecto a los tres satélites. Conociendo además las coordenadas o posición de cada uno de ellos por la señal que emiten, se obtiene la posición absoluta o coordenadas reales del punto de medición. También se 59 consigue una exactitud extrema en el reloj del GPS, similar a la de los relojes atómicos que desde tierra sincronizan a los satélites. La antigua Unión Soviética tenía un sistema similar llamado GLONASS, ahora gestionado por la Federación Rusa y actualmente la Unión Europea intenta lanzar su propio sistema de posicionamiento por satélite, denominado 'Galileo'.11 FIG. 6.- GPS – RECORRIDOS ORBITALES I.3.D.- ESTACIONES TOTALES Una estación total es un instrumento óptico usado en la topografía moderna. Es una combinación de un teodolito electrónico (tránsito), y un aparato 11 “GPS” Disponible en : http://es.wikipedia.org/wiki/GPS 60 de medición de distancia electrónico (EDM), agregándole a ello interfaces que se conectan con una computadora externa para potenciar su funcionamiento. Con una estación total se pueden determinar ángulos y distancias del instrumento a los puntos que se examinarán. Con la ayuda de la trigonometría, los ángulos y las distancias se pueden utilizar para calcular los coordenadas de las posiciones reales (X, Y, y Z, la distancia inclinada, la geométrica y la horizontal) de puntos examinados, o la posición del instrumento de puntos sabidos, en términos absolutos. Los datos se pueden descargar del teodolito a una computadora y el software de uso generará un mapa del área que se levantó, Algunas estaciones totales también tienen un interfaz con los GPS. Tiene aplicación en todos los levantamientos de superficie y actualmente se han desarrollado algunos aparatos para el levantamiento de cavidades que tiene su aplicación en el levantamiento de minas subterráneas. Un tránsito estándar es básicamente un telescopio con los retículos para avistar una blanco; el telescopio se une a las escalas para medir el ángulo de la rotación del telescopio (normalmente concerniente al norte como 0 grados) y el ángulo de la inclinación del telescopio (concerniente al horizontal como 0 grados). Después de rotar el telescopio para tener como objetivo una blanco, uno puede leer el ángulo de la rotación y el ángulo de la inclinación de una escala. 61 El tránsito electrónico proporciona un lector digital de esos ángulos en vez de una escala; es más exacto y menos propenso a los errores que se presentan de la interpolación entre las marcas en la escala. La lectura es también continua; los ángulos se pueden comprobar en cualquier momento. La otra parte de una estación total, del aparato de medición o de EDM, medidor de distancia electrónica. El EDM envía una rayo infrarroja que se refleja en la unidad o blanco, y la unidad utiliza mediad de sincronización para calcular la distancia que viajó el rayo. Con pocas excepciones, el EDM requiere que la blanco sea altamente reflexivo, y un prisma de reflejo se utiliza normalmente como el blanco. El prisma de reflejo es un dispositivo cilíndrico sobre el diámetro de cerca de 10 centímetros. En altura; en un extremo está una tapa de cristal y en el otro está un cono truncado con una extensión roscada. Se atornilla normalmente en un estadal; la extremidad acentuada del poste se pone en los puntos que se van a examinarán. La estación total también incluye el cálculo de las localizaciones de los puntos avistados. La calculadora puede realizar las funciones trigonométricas necesarias, observando fijamente los ángulos y la distancia, para calcular la localización de cualquier punto avistado. Muchas estaciones totales también incluyen memoria de datos. La información en bruto (los ángulos y las distancias) y las coordenadas de los puntos avistados se registran, junto con una cierta información adicional (generalmente 62 códigos ayudan en relacionar las coordenadas con los puntos examinados). Los datos registrados así se pueden descargar directamente a una computadora.12 FIG. 7.- ESTACIÓN TOTAL I.3.E.- ODÓMETROS Un odómetro es un dispositivo que indica la distancia recorrida en un viaje por automóvil u otro vehículo. Los odómetros mecánicos generalmente están constituidos por una serie de ruedas que muestran los números por una ventanilla. En el caso de los automóviles suelen venir conjuntamente con el velocímetro. Pueden tener totales (kilómetros desde que se fabricó), parciales (desde la última vez que se puso en cero) o ambos. Los vehículos fabricados actualmente tienen odómetros electrónicos, que permiten manipular el valor de los totales por una simple reprogramación. En algunos lugares, se utilizan odómetros electrónicos de precisión digital para medir distancias en un servicio de transporte, por ser más exactos, y ser más visibles; 12 ¨Using a Total Station¨ Disponible en : http://www.csanet.org/newsletter/aug94/nl089407.html 63 también se emplean tacómetros que registran gráficamente los datos. Algunos de estos odómetros permiten mantener una lista de las distintas veces que se puso en cero (o los viajes realizados) para control.13 FIG. 8.- ODÓMETRO I.3.F.- BRÚJULA DE MANO Y COLGANTE La brújula de mano es un instrumento que da el rumbo o dirección con relación a la meridiana magnética. Se compone esencialmente de una aguja imantada que pude girar libremente sobre un pivote colocado en el centro de un círculo graduado por cuadrantes de 0 a 90 grados, correspondiendo los ceros a los dos puntos diametrales opuestos marcados con las letras N y S. En el compás este círculo va unido a una pieza metálica que se atornilla a la llamada rodilla, que 13 ¨Odómetro¨ Disponible en :http://es.wikipedia.org/wiki/Od%C3%B3metro 64 consiste en una pequeña esfera unida al eje que puede moverse dentro de una cubierta metálica de la misma forma. Con la ayuda de un tornillo de presión, esta puede esta fijarte en cualquier posición para de esa manera determinar el rumbo(es el ángulo formado con la meridiana magnética y se encuentra de 0 a 90 grados desde le norte o desde el sur). Brújula colgante es una variante de la brújula de mano pero con aplicación para la minería subterránea, esta funciona posicionando los un extremo en uno de los puntos para conocer la posición del otro punto con respecto a un sistemas de coordenadas conocidas fijada con la ayuda de un transito.14 FIG. 9.- BRÚJULA COLGANTE 14 “Brújula”, Métodos Topográficos, Toscazo R. 426. 65 I.3.G.- CINTAS, ESTADALES, PLOMADAS La cinta es un instrumento usado para medir las distancias, los existen de varios tipos, los usado en la minería es son tres principalmente, el primero esta hecho de hojas delgadas de acero se encuentra enrollado en una pequeña caja de plástico por lo regular son de 5 mts. de largo, el segundo son cintas de 40 mts. Hechas de plástico y un tercero más conocidos como flexómetro hecho principalmente de madera en tramos de 30 cm. y con un sistema de bisagras para poderlo doblar. Los Estadales son una especie de barras de aluminio y telescópicas que se emplean para poner sobre ella principalmente los prismas y dianas que se emplean en la minería para localizar objetos y proporcionen mayor precisión e los levantamientos topográficos. La Plomada un cilindro de metal que por un extremo tiene un colgante o una cuerda que se fija en un punto por encima del aparato y por el otro extremo termina en forma cónica para proporcionar un punto de referencia entre la horizontal y la vertical.15 15 “Instrumentos Topográficos”, Topografía de Minas, Robles C. Pag.227 66 I.4.- LEVANTAMIENTO CON TRÁNSITO I.4.A.- APLICACIÓN EN LAS MINAS Los levantamientos con tránsito en las minas sirven de apoyo para toda clase de levantamientos con brújula. El registro de las operaciones de campo es más extenso, los ángulos horizontales deben registrarse mínimo dos veces, aceptándose una tolerancia en los ángulos medidos igual a la aproximación del aparato. Los ángulos verticales deben de medirse en ambas posiciones del anteojo a fin de tomar un promedio del ángulo, evitándose de esta manera el error de índice que pueda tener el aparato. Si se tiene una obra minera más o menos horizontal, como un socavón, un túnel, una frente, etc. Los ángulos horizontales se miden con el anteojo fijado en esa posición, las distancias entre las estaciones, también así se miden. Hay ocasiones en que no es posible hacerlo así, en cuyo caso se miden inclinadas y se toma el ángulo vertical. Las estaciones del aparato se ponen en la parte superior o cielo de las frentes. En ellas se da un pequeño barreno y en él se mete un tapón de madera, y en su centro de le encaja un clavo especial que tiene un gancho para suspender 67 una plomada, que puede ser la del aparato. Todos los tránsitos de minas tienen un perno en el centro del eje de alturas para centrar en él la plomada. Para señalar las estaciones de adelante y de atrás, se suspenden plomadas pesadas en los clavos o puntillas de los tapones. 16 I.4.B.- METODOLOGÍA La metodología para los levantamientos con transito para frentes de desarrollo y cruceros, se ejecutan con el teodolito o transito de minas. A veces se hacen esos levantamientos con brújula, pero tienen un carácter de provisionales y siempre en tramos cortos. Esos levantamientos como es sabido no son confiables dada las grandes variaciones que tienen las brújulas. Ya sea que haya cerca cables de energía eléctrica, transformadores o bien las variaciones propias del campo magnético terrestre que influyen en las brújulas. Es verdaderamente inevitable en muchas ocasiones el que se tanga que poner la brújula cerca de tuberías de aire y agua o rieles, etc. Por está razón es recomendable que los levantamientos deben hacerse con teodolito. Como generalmente ocurre, las poligonales son abiertas, de allí que se tenga especial cuidado de repetir los ángulos a fin de poder tomar promedios de 16 “Levantamiento con transito en las minas” Topografía de Minas, Robles C. Pag 18. 68 las lecturas. Los teodolitos que se usan, tienen el círculo horizontal graduado a 20" a 30”. Pueden usarse los que den el 1' de aproximación, dando un mayor número de lecturas. Las distancias siempre se medirán con cinta de acero, tomando las lecturas al milímetro, repitiendo la medida para mayor seguridad. El aparato siempre se centra en plomadas suspendidas de un clavo especial, una armella o una grapa, introducida en un tapón de madera metido en un pequeño barreno. Cuando haya marcos de madera, en donde se deba ir una estación, se pone la puntilla en el marco, considerando siempre que en ese caso es provisional. Ya que la madera se pudre rápidamente. Tanto en uno como en otro caso siempre se enumeran las estaciones. Los números se marcan en una lamina redonda de latón o cualquier otro material llamada ficha, de unos 3 centímetros de diámetro con un taladro en donde entre la puntilla para fijarla en el tapón. Se escoge un número base para cada nivel o una letra del alfabeto. Esta siempre ira al principio de la numeración y a continuación ira el número correspondiente, siempre llevando la numeración corrida, para no repetir ningún número. En cada nivel habrá los mismos números, pero no el mismo número base o letra base. Así por ejemplo, en un nivel cualquiera se tienen los números 4-28, 4260, etc. En el nivel superior se tendrán: 3-12, 3-13. 3-621. etc. En el nivel inferior se tendrán: 5-215, 5-312, etc. Siempre considerando que los números 3, 4 y 5 son los números base del nivel correspondiente. O bien poniendo letras se tiene: C12, C- 19, D-128, D-129, E-215, E-412 etc. 69 Para que no haya equivocaciones siempre debe de llevarse un libro de registro, en el que se anotan .en las columnas respectivas, la fecha de levantamiento, el lugar, el número de las fichas, las distancias de una a otra y el nombre del operador. Antes de ir la mina se consulta el libro para ver que número progresivo debe de marcarse. A continuación se pone un modelo de rayado: TABLA II.- TABLA DE BITÁCORA DE LEVANTAMIENTOS NIVEL 270 270 270 VETA VSCR VSCR VSCR LUGAR FTE-270-7995-W-SCR FTE-270-7995-W-SCR FTE-270-7995-W-SCR DE FICHA A FICHA GCR-1518 A GCR-1519 GCR-1519 A GCR-1520 GCR-1520 A 09-04-05 DIST. 34.01209 32.92356 18.00657 FECHA 20050317 20050326 20050421 FIG. 10.- DIBUJO DE LAS FICHAS DE LA BITÁCORA DE LEVANTAMIENTO ING. TVE TVE TVE 70 En los levantamientos de frentes el tránsito sirve a la vez como nivel a fin de tener en el registro los datos necesarios para calcular las coordenadas de las estaciones así como sus elevaciones. Antes de dar la continuar con las operaciones conviene hacer una ligera recomendación de los ajustes del teodolito. Esto es importante, ya que los aparatos deben de estar corregidos para que se puedan medir con seguridad los ángulos horizontales y ángulos verticales así como tener las líneas a nivel. Un aparato para que esté bien ajustado debe de llenar los siguientes requisitos: 1.-La directriz de los niveles del círculo horizontal debe de estar en un plano perpendicular al eje vertical de tal manera que cuando el instrumento este nivelado, el eje vertical sea verdaderamente vertical y puedan medirse ángulos horizontales en un punto horizontal. 2.-El hilo vertical de la retícula debe de encontrarse en un plano perpendicular al eje horizontal así se podrá emplear cualquier punta del hilo al medir ángulos horizontales. 3.-La línea de colimación debe de ser perpendicular al eje horizontal en su punto medio. Así al dar vuelta de campana la línea de colimación generara un plano que pasara por el centro del instrumento. 71 4.-El eje horizontal debe ser perpendicular al eje vertical. Así cuando el aparato este nivelado la línea de colimación generara un plano vertical al dar vuelta de campana. 5.- El eje del nivel del telescopio debe ser paralelo a la línea de colimación, de manera de poder emplear el aparato como nivel. 6.-El vernier del circulo vertical debe de marcar 0 grados cuando el aparato este nivelado con los niveles del platillo y con el nivel del anteojo, de manera de poder medir ángulos verticales.17 I.4.C.- AJUSTES 1.-Para hacer que la directriz de los niveles del círculo horizontal sea perpendicular al eje vertical se procede a verificarlo por el método de doble inversión. Para esto se pone el nivel en dirección de dos de los tornillos niveladores. Se lleva la burbuja al centro. ü Se gira el aparato 180 grados. ü Si la burbuja queda en el centro, esta correcto, de lo contrario se corrige la mitad de la desviación con los tornillos de corrección. 17 “Directrices para nivelación de aparato” Topografía de Minas, Robles C. Pag 284. 72 2.-Para hacer que el hilo vertical de la retícula se encuentre en un plano perpendicular al eje horizontal, se procede así: ü Se nivela perfectamente el aparato. ü Se visa el hilo de una plomada con el punto central de la retícula, fijándose los movimientos azimutales. ü Si el hilo vertical no coincide con la plomada, se aflojan ligeramente los tornillos que fijan el anillo de la retícula y con de vuelta ligeramente para que el anillo gire en el sentido conveniente hasta hacer que el hilo vertical coincida con el hilo de la plomada. ü Se vuelven a apretar poco los tornillos ajustadores. 3.-.-Hacer que la línea de colimación sea perpendicular al eje horizontal. ü Se nivela perfectamente el Instrumento. ü Se pone en 0 grados el círculo horizontal, fijando el movimiento. Con el movimiento general se visa un punto lejano, centrándolo en la cruz filiar, se fija este movimiento. ü Se da vuelta de campana. Con el movimiento particular se hace parar el aparato 180 grados, fijando este movimiento. ü Se visa nuevamente el punto. ü Si el punto no cae en el centro de la retícula, se corrige la mitad de la desviación con los tornillos ajustadores de la retícula. 73 ü Se repite esta corrección cuantas veces sea necesario hasta que quede correcto. ü Si el aparato se invierte, la corrección será en sentido inverso. 4.-Para hacer que el eje horizontal sea perpendicular al eje vertical, se hace lo siguiente: ü Se pone el aparato cerca de una pared alta. ü Se nivela perfectamente. ü Se pone el aparato en 0 grados y se fija al movimiento particular. ü Con el movimiento general se visa un punto en la parte alta y se fija el movimiento. ü Se baja el anteojo y se pene un punto en el piso o en la parte de abajo de la pared (bajo de la tabla). ü Se da vuelta de campana, se hace girar el aparato aproximadamente 180 grados fijando el movimiento. ü Se vuelve a visar el punto, centrándolo con el tornillo tangencial. ü Se vuelve a bajar el anteojo y se pone otro punto cerca del primero y más o menos en la misma horizontal. ü Se toma la parte media, marcando otro punto. ü Se hace que la cruz filiar quede en el punto medio, moviendo en el sentido conveniente el tornillo de corrección de los apoyos del aparato. Hay que tener en cuenta que los ajustes anteriores deben 74 de verificarse nuevamente, cuando se hayan terminado, a fin de estar seguros de que quedarán correctos. 5.-Para hacer que el eje del nivel del anteojo sea paralelo a la línea de colimación, se procederá así: ü Se clavan dos estacas o trompos chicos en un terreno plano. ü Se mide la distancia entre ellos, poniendo el aparato en la mitad, nivelándolo y fijando el círculo vertical de manera que el anteojo sea aproximadamente horizontal. ü Se hacen lecturas al milímetro a un estadal que se pondrá en cada trompo. La diferencia de lecturas dará el desnivel. ü Se pasa el aparato a uno de los extremos de la línea. ü Se centra de manera que el ocular quede aproximadamente en la vertical del trompo o estacas. ü Con todo cuidado se toma con un metro o con el estadal la altura al milímetro del muñón o centro del eje horizontal a la cabeza de la estaca. ü Se visa el estadal en el otro extremo, poniendo la línea de colimación en una lectura igual a la altura tomada, + o - el desnivel, fijando el aparato. ü Se corrige el nivel del anteojo con los tornillos de corrección hasta que la burbuja quede centrada. 75 6.-Hecha la corrección anterior se verifica el círculo vertical, el cual debe de marcar 0 grados cuando el aparato este nivelado, con los niveles del platillo y con el nivel del anteojo. ü Si no marca 0 grados se mueve el vernier con un tornillo especial hasta que quede correcto. ü Si el vernier no tiene tornillo de corrección se aflojan los tornillos que lo sujetan y se hace la coincidencia, apretando los tornillos sujetadores. Aunque el vernier es fijo, siempre tiene cierto movimiento horizontal. ü Si el círculo vertical tiene nivel de control, se hace que la burbuja quede en el centro, con los tornillos de corrección propios.18 I.4.D.- FIJACIÓN DE DETALLES La secuela de operaciones para los levantamientos es la siguiente y fijación de destalles es la siguiente: 1.-Se pone el círculo vertical en 0 grados y se fija. Esto es lo primero que se haría antes de centrarlo, de otra manera no es posible. El anteojo de los aparatos de Minas tiene en la parte superior del centro del eje de alturas, un perno o un orificio que es donde se centra la plomada y es necesario que el anteojo este en 0 18 “Ajustes” Topografía de Minas, Robles C. Pags 285-286. 76 grados para el perno este en la vertical o mas bien para que este en el eje azimutal. 2.- Se centra y nivela el aparato. Las dos acciones anteriores no se hacen al primer intento hay que proceder por aproximaciones sucesivas, centrando y nivelando hasta que quede correcto. 3.- Se pone el círculo horizontal en 0 grados y se visa a la plomada puesta en la ficha de atrás del lado de liga. Desde luego el hilo de la plomada debe alumbrarse. Para hacerlo mas notable hay que poner de tras del hilo algún objeto como un papel, un cartón o simplemente la mano a la cual se le echa la luz, subiendo o bajando el objeto hasta que esté aproximadamente en el centro de la retícula y entonces se centra el hilo vertical con el movimiento general, fijándolo. En las frentes donde es fuerte la ventilación, es difícil hacer que la plomada permanezca quieta, hay que tomar promedios de las variaciones cuando éstas sean las mas pequeñas posibles. 4.-Con el movimiento particular se visa la plomada de adelante. A esta plomada se le pone un nudo con un pedazo de hilo. Este nudo se subeo o se baja hasta que este en el centro de la retícula. 5.-Se lee el círculo horizontal anotando el ángulo en el registro. 77 6.-Se repite el ángulo. Para esto se afloja el movimiento general y se visa la plomada de atrás, fijando el aparato. Se afloja el movimiento particular y se visa la plomada de adelante, fijando este movimiento. El ángulo leído en el mismo vernier será teóricamente el doble del primero. Si la diferencia no es mayor de 1’ se anota el ángulo, pero si la diferencia es mucho mayor se empieza de nuevo poniendo el aparato en 0 grados. De todas maneras se anota el ángulo aunque sea fuerte la variación. Los ángulos invariablemente se leerán de izquierda a derecha o sean ángulos a la derecha. Si las condiciones en que se ejecuta el levantamiento son enteramente desfavorables, sea porque hay una fuerte corriente de aire, sea porque la temperatura del lugar es muy elevada o haya gas, o por cualquier otra condición desfavorable, debe de admitirse el doble del ángulo hasta 2 minutos, como caso excepcional. La repetición puede hacerse también de la siguiente manera: Una vez que ya se ha visado la plomada de atrás, fijando el aparato y visado la plomada de adelante, se da vuelta de campana, se afloja el movimiento general y se visa la plomada de atrás y se fija el aparato. Se afloja el movimiento particular y se visa la plomada de adelante con el aparato invertido. Se anota el ángulo leído como en el primer paso. Para hacer esta manera de repetir el ángulo se necesita que el aparato esté bien corregido de la línea de colimación. Ambas maneras de hacer la repetición 78 son correctas. Lo único recomendable as que el ingeniero se acostumbre a un método. 7.-Se mide la distancia horizontal desde el nudo hasta el Centro .del eje de alturas, leyéndola al milímetro. La cinta debe de estar bien tensa. Se hace una segunda lectura para mayor seguridad. 8.-Con un metro se toman las distancias verticales al milímetro de la puntilla al nudo en la plomada de adelante y de ate al riel, así como la distancia de la puntilla al centro del eje de altura en donde esté el aparato. También puede ponerse nudo en la plomada de atrás haciendo las mismas lecturas que en la plomada de adelante. Para el círculo de las elevaciones da el mismo resultado. Las lecturas para las elevaciones también deben checarse. Para esto, hay que sumar las lecturas arriba y abajo cuando se dan adelante que deben de resultar teóricamente igual cuando se dan atrás en la misma plomada con diferentes alturas de nudo. 9.- Se pone la cinta de género del aparato al nudo de adelante y se dan detalles o distancias horizontales cada dos metros a la izquierda y a la derecha de la cinta nada mas. Estos detalles sirven para dibujar la frente en loas planos generales planos base o Base Maps en Ingles. Estos planos se dibujan en 79 planta o proyección horizontal. En ellos se muestran las proyecciones horizontales de las frentes o cruceros en los diferentes niveles.19 I.4.E.- REGISTRO DE LEVANTAMIENTO Y DE DETALLES Los datos del levantamiento se anotan en registros de rayado especial. Como son los mismos datos los que tienen que anotar, la disposición de las columnas es indiferente. A continuación se pone un modelo de registro que consta de dos hojas. La hoja de la izquierda sirve para anotar los datos tomados: con el teodolito, la hoja de la derecha para anotar los detalles del levantamiento como puede apreciarse. Si se usa un registro de una sola hoja, entonces los detalles de la frente se anotan inmediatamente abajo de los datos del tránsito. Estas hojas deben de conservarse en un archivo especial poniéndoles su número de orden, a fin de poderlas consultar cuando haya necesidad. Es de recomendarse que el papel que se use sea resistente, pues con el calor, el sudor y el agua pueden deteriorarlo fácilmente y se pierde el trabajo.20 TABLA III.- REGISTRO DE LEVANTAMIENTO DE TOPES DE DESARROLLO 19 20 “Fijación de Detalles” Topografía de Minas, Robles C. Pags. 287-289. “Registro de levantamiento y detalles” Topografía de Minas, Robles C. Pag. 289. 80 TABLA IV.- TABLA PARA REGISTRO DE LEVANTAMIENTO DE DETALLES I.4.F.- CÁLCULOS Y TRABAJO DE ESCRITORIO Los trabajos de escritorio consisten en el cálculo y dibujo de las fichas puestas y los detalles de la frente. Lo primero que se hace es calcular los promedios de los ángulos los cuales se anotan en una hoja especial llamada hoja de cálculo. Una vez calculados estos promedios se procede a calcular los rumbos, partiendo del rumbo que tenga al lado de liga. Los rumbos pueden calcularse de varias maneras, sean por azimutes o directamente con los rumbos. Si se usan los azimutes, hay que calcular primero estos y después reducirlos a rumbos. 81 EI rumbo detallado de liga se transforma en azimut y después se aplica la regla conocida que en términos generales dice: .al azimut inverso del lado anterior se le agrega el ángulo leído; si la suma pasa de 360 grados, se le resta esa cantidad. Para no estar sacando azimutes inversos, esta misma regla se aplica como sigue: se transforma el rumbo del lado de liga en azimut; a esté azimut se le suma el ángulo y se tiene el primer azimut. A este primer azimut se le agrega el segundo ángulo y se tiene el segundo azimut y así por consiguiente. Hay que tener presente que los azimutes que se van obteniendo, unos son directos y otros inversos simultáneamente, por lo que hay que fijarse como sale el primero para irle poniendo a un lado la letra “D” o “I”, iniciales de directo e inverso. En ambos casos, hay que transformarlos a rumbos, los .que se anotan en la hoja de cálculos. Otra manera de calcular los rumbos es la siguiente: Como el sistema de levantamiento es el de "ángulos a la derecha", siempre los consideramos como positivos, y en cuanto a los rumbos, serán positivos los que se encuentran en los cuadrantes NE y SW y serán negativos lo que se encuentren en los cuadrantes NW y SE.21 21 “Cálculos y trabajo de escritorio” Topografía de Minas, Robles C. Pags 289 y 290 82 FIG. 11.- REGLA PARA DEFINICIÓN DE AZIMUTES + O - I.5.- DISTO LÁSER El Disto Láser es un instrumento de medición utilizado en trabajos de superficie por diferentes áreas de la ingeniería y por diferentes profesiones y oficios. Este aparato nos brinda la posibilidad de efectuar mediciones mediante un láser. En el mercado se ofertan de varios tipos, y cuyas principales diferencia recaen el en grado de precisión, el margen de error y la distancia nominal de medición. I.5.A.- LEICA DISTO PLUS Este es un modelo de alta precisión y tiene la capacidad lecturas distantes y guardar las mediciones electrónicamente. Ofrece transferencia de datos mediante BLUETOOTH®. Esto ha permitido que si se esta trabajando electrónicamente o con la conexión a una computadora los datos o las mediciones se cambien de manera electrónica. Los datos se pueden transferir por ondas radiales del sitio de trabajo a una PDA (PC del bolsillo) o directamente a una computadora portátil y 83 utilizar fácilmente para otros propósitos. El Disto Plus incluye algunos programas que permiten ayudar en el campo a realizar de manera más fácil el trabajo, El "PlusDraw" permite crear dibujos simples con los valores que se guardaron en la PDA. Esos dibujos se pueden transferir como archivo gráfico (mapa de bits - bmp) a la PC. 22 TABLA V.- FICHA TÉCNICA DE DISTO PLUS Características Rango de medición: 0.2 hasta 200 m (0.7 hasta 650ft). Exactitud: ±1.5m m (los 0.06in) Tecnología integrada de BLUETOOTH® Visión telescópica incorporada Software "PlusDraw" del nivel de entrada y "PlusXL" Teclado emergente y funciones de navegación Tecnología basada en alta/calidad para uso rudo 22 Ventajas Mediciones rápidas sobre distancias cortas y largas Transferencia inalámbrica de las medicines a una PDA Medidas fáciles, exactas en distancias largas Bosquejos simples de las mediciones usando una PDA con el "PlusDraw" y con "PlusXL" para la memoria de cálculo Operación de uso fácil Funcionamiento innovador “Leica Disto Plus” Disponible en: http://www.leicageosystems.com/cpd/en/products/láser_distancemeter/lgs_4995.htm 84 FIG. 12.- LEICA DISTO™ PLUS I.5.B.- LEICA DISTO SPECIAL5 El modelo Special5 usa la tecnología láser de última generación, permite un rango de medidas de 0.2 a los 200m. Esto con una exactitud de ± 1.5m m. Pero la parte más importante es: al usar un disto láser se optimiza el tiempo que se pasa en el campo haciendo levantamientos, se eleva la productividad considerablemente. Incluso en situaciones difíciles de medida, solamente una persona es será necesaria para realizar la medición. El Disto Special 5 emplea una función para la medida indirecta de la altura y de la anchura, esto es muy útil a la hora de medir en lugares inaccesibles, también pose una función de disparo automático, lo cual permite posicionarse en el área a medir sin necesidad se lanzar el láser de medición uno mismo, para ello se emplea el uso de llaves que 85 permiten acceder a los menús de manera mas simple e intuitiva. El Disto Special5 es un producto robusto capaz de soportar calentamientos, humedad y polvo. 23 TABLA VI.- FICHA TÉCNICA DE DISTO SPECIAL5 Características Rango de medida: 0.2 a 200 m (0.7 a 650ft). Error: ±1.5mm (0.06in) Funciones para Calculo (+,-,x) Pequeño, Compacto Caraterísticas Adicionales Funciones de Ajuste Almacenamiento/Constantes Multifunctional Ventajas Mediciones rápidas sobre distancias cortas y largas Potencia la flexibilidad de las aplicaciones Poco Peso, robusto y fácil de manejar Ejemplo: se puede implementar el teorema de Pitágoras Determinar posiciones, medidas y distancia mínimas y máximas Guarda los últimos 15 valores 10 constantes Medición de de superficies y de esquinas FIG. 13.- LEICA DISTO™ SPECIAL5 23 “Leica Disto Special5” Disponible en: http://www.leicageosystems.com/cpd/en/ndef/lgs_8773.htm 86 I.5.C.- LEICA DISTO CLASSIC5A Con este modelo se concibe gran precisión en las mediciones, es de fácil uso y tiene un número considerable de funciones adicionales, además de le puede incluir una vista telescópica para cuando se efectúan medidas a de mucha precisión o gran distancia.24 TABLA VII.- FICHA TÉCNICA DE DISTO CLASSIC5A Características Rango de medidas: 0.2 a 200 m (0.7 a 650ft). Error: ±1.5mm (0.06in) Vista telescópica Calculadora integrada y otras funciones (+,-,x) Pequeño y Compacto Opciones adicionales Funciones de Muestreo de puntos Almacenamiento/constantes Multifunciones en un solo aparato 24 Ventajas Mediciones rápidas en distancias costas y largas Fácil, preciso y en medidas a gran distancia Flexibilidad en las aplicaciones Peso ligero, robusto y fácil de manejar Ejemplo: implementación del teorema de Pitágoras Determina la posición de la mediad con un muestreo de distancia mínimas y máximas. Guarda los últimos 15 valores mas 10 constantes Mide en superficies planas y esquinas “Leica Disto Classic5a” Disponible en: http://www.leicageosystems.com/cpd/en/products/láser_distancemeter/lgs_4019.htm 87 FIG. 14.- LEICA DISTO™ CLASSIC5A I.5.D.- LEICA DISTO LITE El Leica DISTO™ lite5 es pequeño y robusto, es el modelo base para los de su tipo, es preciso y de uso muy sencillo.25 TABLA VIII.- FICHA TÉCNICA DE DISTO LITE5 Características Rango de medida: 0.2 a 200 m (0.7 a 650ft). Error: ±3 mm (0.1in) Todas las funciones tienen su propia tecla Guía para llevar a cabo las mediciones paso a paso Pequeño y compacto Nivel integrado Pantalla iluminada Diseñado para ahorrar energía Sistemas de alineación 25 Ventajas Mediciones rápidas sobre distancias cortas y largas Fácil de Usar Medición fácil e intuituva Peso ligero, robusto y de manejo cómodo Instrumentos de nivelación para medidas horizontales Para mediciones en la oscuridad o en cuartos con poca luminosidad Más de 10.000 mediciones con las misma baterías Para marcar los puntos medidos “Leica Disto Lite” Disponible en: http://www.leicageosystems.com/cpd/en/products/láser_distancemeter/lgs_4017.htm 88 FIG. 15.- LEICA DISTO™ CLASSIC5A I.6. TECNOLOGÍA PALM I.6.A.- ZIRE Integrada con cámara digital de 1.2 megapíxeles de la Zire™ 72. Toma fotos y clips de video1, se puede bájate a la computadora para compartirlos con tus familiares y amigos. Crea álbumes de fotos en la computadora de mano, anexa fotos a tus contactos, coloca fotos de fondo y más. Lleva música a donde se quiera y se escucha con los parlantes integrados o con un par de auriculares estéreo. Se puede escuchar MP3 mientras se programan las citas, se agregan contactos o se disfruta de un momento de descanso. Utiliza Word, Excel y Acrobat. La Zire 72 pone aL alcance herramientas de negocio útiles, que permiten crear y editar documentos compatibles con Word y Excel, así como abrir documentos de Adobe Acrobat. 89 Se sincroniza eL e-mail, calendario, contactos, tareas y anotaciones de inmediato con Outlook. Se conecta con la tecnología Bluetooth® y se puede utilizar un celular compatible con Bluetooth como módem para enviar y recibir e-mail y conectarse a la Web. O compartir archivos, fotos y más con dispositivos Bluetooth cercanos, como computadoras, impresoras y otras computadoras de mano. Se cuenta con las utilerías de grabación con la aplicación de Memos de Voz y el micrófono. Las Especificaciones son las siguientes: Tamaño/peso: • Altura: 11.6 cm. • Ancho: 7.6 cm. • Grosor: 1.6 cm. • Peso: 136 g Cámara integrada: • Máxima resolución: Foto: 1280 x 960; zoom digital 2X1; Video: 320x2401 • Control de claridad automático • Toma fotos utilizando efectos especiales, tales como Sepia, Blanco y Negro o Azul. 90 Pantalla: • Pantalla TFT a color de 16 bits, 320 x 320 transreflectiva con controles de brillo. Soporta más de 65,000 colores Tecnología Bluetooth® integrada • Comunícate y comparte archivos, fotos y más en forma inalámbrica con otros dispositivos cercanos compatibles con Bluetooth Procesador: • Procesador Intel® PXA270 de 312 MHz Sistema operativo: • Palm OS® 5.2.8 Conector para auricular estéreo: • Permite utilizar auriculares estéreo con conectores estándar de 3.5 mm. Ranura de expansión: • Soporta tarjetas de expansión MultiMediaCard, SD y SDIO; se venden por separado Pila: • Pila recargable de litio de 900 mAh . 91 Sincronización con la PC : • Palm™ Desktop para Windows y Mac • Conexiones para sincronización con Outlook (Windows únicamente) Capacidad de almacenamiento flexible: • Sistema operativo de alta eficiencia con 8 MB de ROM y 32 MB2 de SDRAM para guardar miles de direcciones, años de citas, cientos de tareas, anotaciones, memos y más de 50 aplicaciones. 26 FIG. 16.- PALM ZIRE 72 26 “Palm Zire72”, Disponible en : http://www.palm.com/us/products/handhelds/zire72/ 92 I.6.B.- TUGNSTEN La Palm Tugnsten tiene un procesador Intel de 400 MHz con tecnología Xscale, al sistema operativo Palm OS® 5, al teclado incorporado, al navegador de red y al software de email. Con el entorno WI-FI se puede conectar en casa, en la oficina o en la creciente lista de Hot Spots de los hoteles, cafeterías y aeropuertos con la tecnología WI-FI (802.11b) de alta velocidad de tal forma que se mejore la productividad en el lugar y en el momento en que más lo necesita. Toda la memoria necesaria para mantener su productividad. Con 64MB RAM 2, almacene y ejecute más aplicaciones de las que jamás haya ejecutado antes, administrando el negocio y la información personal con gran facilidad. La pantalla a color 'Transflective TFT' de 320x320 con tecnología de vanguardia puede presentar los documentos y fotos con una extraordinaria nitidez. Tiene la capacidad de llevar la oficina en el bolsillo. Crear y editar archivos en Word, Excel durante los traslados o viajes y envíelos como adjuntos desde cualquier lugar en donde tenga acceso a WI-FI. 93 Se puede convertir la computadora de mano en el ordenador ideal agregándole periféricos opcionales tales como un teclado de tamaño normal o una cámara digital. Se puede agregar cualquiera de las aplicaciones de software disponibles en el mercado, desde controladores de gastos y calculadoras financieras hasta guías de viaje y juegos. Las Especificaciones son las Siguientes: Tamaño y Peso: • 4.8" x 3.07" x 65", 6.3 onzas Memoria: • 64MB (51MB de capacidad real de almacenamiento) Sistema Operativo: • Palm OS® 5.2.1 Procesador: • Procesador Intel® PXA255 de 400MHz con Tecnología Intel® Xscale Pantalla: • Pantalla de 320x320 TFT a color de 16 bits que soporta más de 65.000 colores 94 Batería: • Batería de Litio Ion/Polymer recargable de 1500mAh Ranura de Expansión de Memoria para la Palm: • Capacidad adicional de memoria o contenido como una tarjeta de viaje, o un módulo de tarjeta como por ejemplo una cámara digital. Conector Universal Palm: • Hardware como teclado portátil o el paquete de batería. Teclado Incorporado: • Teclee rápidamente y responda sus mensajes de correo electrónico, ingrese la información sin dificultad. Botón de navegación: • 5 vías Acceso a la información con una sola mano mediante el botón de navegación en 5 vías. Radio Móvil: • Radio Intersil Prism 3.0 802.11b Certificado para Wi-Fi 95 Audífonos: • Manos Libres Acepta audífonos Manos-Libres Tungsten W y C para escuchar archivos de audio (de venta por separado). Notificación: • Notificación mediante vibración, audio y LED.27 FIG. 17.- PALM TUNGSTEN I.6.C.- LIFEDRIVE Es tres kilos más liviano que una Laptop, el gerente móvil LifeDrive™ tiene todo lo que se necesita para cuando se viaja. Se pueden llevar todos los archivos importantes y usarlos cuando se necesiten. Con un almacenamiento utilizable de 3.85GB, se guarda y se accede a una infinidad de mensajes de email, miles de documentos de Word, 1200 presentaciones de PowerPoint, 300 canciones, 1000 fotos, 2.5 horas de video, etc. 27 “Palm Tungsten” Disponible en: http://www.palm.com/us/products/handhelds/tungsten-c/ 96 Con la administración inteligente de archivos LifeDrive™ se tienen mejores cosas que hacer con el tiempo que manejar archivos. Con la nueva tecnología LifeDrive™, es fácil arrastrar y colocar rápidamente miles de archivos de la PC, manteniendo la estructura de carpetas intacta. Seleccionar los archivos que se desean sincronizar y se actualizarán automáticamente cuando se efectúe la sincronización con la computadora. Además, utilizar el dispositivo LifeDrive como se haría con cualquier otra unidad USB para cargar archivos fácilmente en cualquier PC o Mac. Wi-Fi® 802.11b y Bluetooth® 1.1 inalámbricos integrados lo mantiene conectado en cualquiera de los más de 80.000 puntos de acceso inalámbrico WiFi en hoteles, cafés y aeropuertos de todo el mundo. Se accede a las cuentas de email POP, IMAP y Exchange con el VersaMail® email client incluido. Se descargan las últimas citas del calendario de la oficina. Se extraen documentos de la PC principal con el software. WiFile™. Utiliza el Blazer® web browser, incluido, optimizado para dispositivos móviles, para navegar. O bien, utiliza Bluetooth para conectarte a dispositivos compatibles cercanos, se sincroniza con una Laptop Bluetooth, imprime de forma inalámbrica en una impresora Bluetooth o llama con un teléfono Bluetooth. El soporte para archivos de Word, Excel, PowerPoint y PDF, se puede abrir la presentación de PowerPoint en un aeropuerto. Haz cambios de último momento a un documento de Word. Verifica los números en una hoja de cálculo de Excel y actualízalos rápidamente. Descarga y visualiza un archivo Acrobat. El gerente 97 Se cuenta con más espacio para archivos MP3, fotos y video clips. Tanto si se están visualizando diagramas de los socios, escuchando música, o ambos, el gerente móvil LifeDrive proporciona espacio para prácticamente todo lo que se tenga que llevar. Se cuenta con grabadora de voz integrada, se captura esa gran idea en cualquier lugar. Grabar conferencias importantes. Tomar notas a “manos libres”. O bien, grabar la narración de una presentación para acompañar las fotos. Todo es posible con esta funcionalidad de audio integrada que se puede utilizar en cualquier lugar. Las posibilidades de expansión en el móvil, ofrece numerosas opciones. La ranura integrada para tarjeta de expansión soporta los formatos SD, SDIO y MultiMediaCard. Transforma el dispositivo LifeDrive en un navegador para automóvil con un soporte para auto integrado GPS. Se puede llevar un teclado inalámbrico portátil que se despliega a su tamaño normal para crear o editar cómodamente archivos cuando se traslada. El software Addit incluido permite probar o comprar títulos de software populares a través de Bluetooth o Wi-Fi®. La pantalla de alta resolución, rica en colores hace cómodo y placentero el trabajo, con esta pantalla TFT transreflectiva de 65.000 colores de 320 x 480. Se alterna entre la orientación vertical y la horizontal con sólo tocar un botón, y lograr una mejor perspectiva en documentos de trabajo, fotos o cualquier otra cosa. La 98 barra de estado brinda un acceso rápido a las principales funciones en pantalla, como hora y búsquedas.28 Las Especificaciones son las siguientes: Especificaciones inalámbricas: • Bluetooth® 1.1 Wi-Fi® 802.11b Procesador: • Procesador Intel® 416MHz XScale™ Memoria: • Disco duro de 4GB (3.85GB accesible al usuario) 16MB ROM Batería: • Recargable Ion de Lithium Sistema operativo: • Palm OS® 5.4 (Garnet) Tamaño: • 28 4.76" x 2.87" x 0.74" . / 121 x 73 x 19 mm. “Palm Life Dirve” Disponible en: http://www.palm.com/us/products/mobilemanagers/lifedrive/ 99 Peso: • 6.8 oz. / 190 gramos Pantalla: • Pantalla a color TFT Transflectiva, táctil, de 320x480, Color de 16 bit / 65,000+ colores , Orientación Vertical y Horizontal Expansión: • Soporta SD, SDIO y MultiMediaCards via built-in expansion card slot Compatible con audífonos estéreo; • Jack 3.5mm estéreo. FIG. 18.- PALM LIFEDRIVE I.6.D.- TREO Se obtiene todo lo que necesita en un sólo producto. El teléfono inteligente Treo™ 650 de Palm hace más fácil que nunca el mantenerse conectado. Simplifica la vida al combinar un teléfono móvil compacto con correo electrónico, 100 un organizador, mensajes, y acceso a Internet. También hay tecnología Bluetooth® para que se pueda conectar de forma inalámbrica con otros dispositivos que poseen Bluetooth. Además de ello tiene reproductor de MP3, una cámara digital que capta video, y una vibrante pantalla a color donde las imágenes cobran vida. Todo en un dispositivo que tiene el tamaño lo suficientemente pequeño para poder llevarlo en el bolsillo. El teléfono inteligente Treo 650 tiene el aspecto y el funcionamiento de un simple teléfono, pero es mucho más que eso. Tiene la capacidad de llevar consigo miles de números telefónicos personales y de negocios, y marcar cualquiera de ellos por el nombre de lista de contactos. O entrar un nombre o número en el teclado QWERTY. Incluso hay un panel de marcación telefónica en la pantalla. El parlante de manos libres, marcación rápida, llamadas de conferencia, récord de llamadas, e identificador de llamadas hacen del manejo de llamadas un proceso mucho más fácil. Disponible con un teléfono CDMA digital de banda doble, y pronto como un teléfono GSM mundial de banda cuádruple. Permanecer conectado con correo electrónico y mensajería donde el cliente de correo electrónico VersaMail® incluido en el dispositivo le permite tener acceso y manejar fácilmente el correo electrónico mientras se esta fuera de la oficina, ya sea que se use alguno de los servicios de correo gratuito o con el empleo de otros de manera empresarial con protocolo IMAP o POP3. 101 Es posible ver fotos, HTML, e incluso documentos adjuntos en Microsoft Word, Excel, y PowerPoint nativos. Se permite sincronizar al correo electrónico y calendario corporativo con Microsoft Exchange y ActiveSync®. También se puede optar por intercambiar pensamientos rápidos, ideas e imágenes al instante, y todo desde una sola casilla de mensajes con la aplicación integrada de texto y mensajes con fotos. Con sus mensajes entrelazados en una imagen de estilo “chat”, usted podrá ver la conversación completa. El teléfono inteligente Treo 650 cuenta con Calendario, Contactos, Tareas, Memos y más, le permite organizar y simplificar aspectos profesionales. Con el uso de Palm Powered™ se puede transferir la información a una PC. Además de ello se pueden expandir las funciones de su teléfono inteligente Treo añadiendo cualquiera de las aplicaciones de Palm Powered™. 29 Las especificaciones son las siguientes: Wireless radio: • Teléfono mundial de banda cuádruple GSM/GPRS/EDGE con opción de 850/900/1800/1900 MHz • 29 Teléfono CDMA de 800/1900 MHz “Palm Treo” Disponible en: http://www.palm.com/us/products/smartphones/treo650/ 102 Procesador: • Intel™ PXA270 312 MHz procesador Memoria: • 23MB de almacenamiento disponible en memoria no-volátil (22MB multilenguaje) Batería: • Batería removible recargable de lithium ion Modelo GSM/GPRS: • Hasta 6 horas de conversación y 300 horas en standby Sistema operativo: • Palm OS® 5.4 Medida: • 4.4 x 2.3 x 0.9 pulgadas / 11.3 x 5.9 x 2.3 cm. Peso: • 6.3 oz. / 178 g. 103 Pantalla: • Color TFT touch-screen • Resolución 320 x 320 • 16-bit color (65,000 colors) Expansión: • Soporta SD, SDIO y MultiMediaCards Audio: • RealPlayer con tarjeta de memoria SD. • Audífonos estéreo compatibles. Cámara digital: • VGA con resolución de 640x480 (0.3 megapixels) y balance automático de luz • 2x zoom • Reflector portátil • Captura de Video Especificaciones adicionales: • Teclado QWERTY luminoso con teclado numérico • Navegador 5 vías • Speakerphone 104 • Ringtones polifónicos MIDI • Puerto IR • Interruptor externo de sonido encendido/silencio • Modo de Vibración • Lápiz óptico • Bloqueo de teclas • Entrada de 2.5 mm estéreo FIG. 19,. PALM TREO 650 105 CAPÍTULO II DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN II.1.- ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN ACTUAL En mina Proaño se el personal que se ocupa del levantamiento topográfico, se encuentra actualmente distribuido en las diferentes vetas, que son: • Veta San Antonio • Veta San Carlos ( Veta Principal y Ramal Sur) • Veta Santa Cruz • Veta Santa Elena • Veta San Emeterio • Veta Santa Inocencia • Veta San Mateo y Ramal • Veta Santa Paula • Veta Santo Niño (Oriente, Central y Poniente) • Veta San Ricardo • Veta Santa Paula De la misma manera cada veta se encuentra dividida en Niveles y Subniveles, que son: • 165 • 270, s290 106 • s300, 320,s340,s350,370,s390 • 425,s440,480 • 530,s580 • s600,s610,630,695(Nivel de Acarreo) Al igual que las anteriores, cada nivel cuenta con diferentes tipos de obras, que generalmente son obras de desarrollo y obras de preparación. Dentro de la obras de desarrollo de encuentran: • Contrapozos de salida para barrenación larga • Frentes • Rebajes Corte y Relleno • Rebajes de Barrenación Larga Dentro de las obras de preparación se encuentran: • Accesos a los rebajes • Contrafrentes • Contrapozos de servicios • Cruceros generales • Cruceros de extracción • Robbins • Rampas • Piletas 107 • Talleres Todas la actividades anteriores se distribuyen en seis kilómetros de extensión de oriente a poniente, tres kilómetros y medio de norte a sur y setecientos metros al interior de la superficie (tomando como base la elevación de del tiro general con dos mil doscientos dieciocho punto ochocientos cincuenta y cuatro o poniéndolo a cero para coordenadas locales). De igual forma estas actividades sirven para proporcionar un ciclo para la extracción del mineral y la misma manera ayude a cumplir con los objetivos de producción. Las actividades de topografía ayudan para tener un inventario de las obras mineras y de la misma forma sirve para la reportar los avances de todas las obras anteriores y por consiguiente a la conciliación de la medida para los pagos de contratistas. Para definir la situación actual se recurrió a un estudio de tiempos y movimientos con apoyo del encargado de mejora de procesos de mina Proaño, y por el personal del Departamento de Topografía. Dando como resultado lo siguiente: 108 • TOPÓGRAFO 1 TABLA IX.- ESTUDIO DE TIEMPOS Y MOVIMIENTOS (TOPÓGRAFO 1) 109 Los ciclos de actividades para el levantamiento de detalles fueron: TABLA X.- CICLOS DE ACTIVIDADES DE DETALLES (TOPÓGRAFO 1) 110 El resumen de al análisis es el que se muestra a continuación: TABLA XI.- ACTIVIDADES DEL LEVANTAMIENTO (TOPÓGRAFO 1) GRAFICO 1.- ACTIVIDADES/HORAS (TOPÓGRAFO 1) 111 • TOPÓGRAFO 2 TABLA XII.- ESTUDIO DE TIEMPOS Y MOVIMIENTOS (TOPÓGRAFO 2) 112 Los ciclos de actividades para el levantamiento de detalles fueron: TABLA XIII.- CICLOS DE ACTIVIDADES DE DETALLES (TOPÓGRAFO 2) 113 El resumen de al análisis es el que se muestra a continuación: TABLA XIV.- ACTIVIDADES DEL LEVANTAMIENTO (TOPÓGRAFO 2) GRAFICO 2.- ACTIVIDADES/HORAS (TOPÓGRAFO 2) 114 • TOPÓGRAFO 3 TABLA XV.- ESTUDIO DE TIEMPOS Y MOVIMIENTOS (TOPÓGRAFO 3) 115 Los ciclos de actividades para el levantamiento de detalles fueron: TABLA XVI.- CICLOS DE ACTIVIDADES DE DETALLES (TOPÓGRAFO 3) 116 El resumen de al análisis es el que se muestra a continuación: TABLA XVII.- ACTIVIDADES DEL LEVANTAMIENTO (TOPÓGRAFO 3) GRAFICO 3.- ACTIVIDADES/HORAS (TOPÓGRAFO 3) 117 • TOPÓGRAFO 4 TABLA XVIII.- ESTUDIO DE TIEMPOS Y MOVIMIENTOS (TOPÓGRAFO 4) 118 Los ciclos de actividades para el levantamiento de detalles fueron: TABLA XIX.- CICLOS DE ACTIVIDADES DE DETALLES (TOPÓGRAFO 4) 119 El resumen de al análisis es el que se muestra a continuación: TABLA XX.- ACTIVIDADES DEL LEVANTAMIENTO (TOPÓGRAFO 4) GRAFICO 4.- ACTIVIDADES/HORAS (TOPÓGRAFO 4) 120 • TOPÓGRAFO 5 TABLA XXI.- ESTUDIO DE TIEMPOS Y MOVIMIENTOS (TOPÓGRAFO 5) 121 Los ciclos de actividades para el levantamiento de detalles fueron: TABLA XXII.- CICLOS DE ACTIVIDADES DE DETALLES (TOPÓGRAFO 5) 122 El resumen de al análisis es el que se muestra a continuación: TABLA XXIII.- ACTIVIDADES DEL LEVANTAMIENTO (TOPÓGRAFO 5) GRAFICO 5.- ACTIVIDADES/HORAS (TOPÓGRAFO 5) 123 A continuación se muestra el resumen de los promedios de las actividades por hora de todos los topógrafos: TABLA XXIV.- PROMEDIOS DE LAS ACTIVIDADES/HORAS GRAFICO 6.- PROMEDIOS DE ACTIVIDADES/HORAS 124 Como se pudo observar en las gráficas anteriores podemos decir que hay una gran área de oportunidad para mejorar la productividad, tanto en los ciclos de levantamiento topográfico como el convertir algunas de las actividades auxiliares a actividades operativas propiamente, y en la transporte hay también mucho que mejorar, en el siguiente punto se expone lo que se desea cambiar para transformar ciertos procesos. Para ver el proceso con evidencias visuales consultar anexos A.1 a A.5. II.2.- EXPOSICIÓN DE LA SITUACIÓN DESEADA Mejorar los procesos del levantamiento y captura del levantamiento topográfico mediante el uso de tecnología de punta y abajo costo, de tal forma que la integridad y la oportunidad de la información derivada de estos procesos operativos de tal manera que apoyen a la toma de decisiones para tener una mejor planeación y disminuir los reprocesos. Otra de las necesidades que se desea cubrir es el simplificar y eficientar el flujo de información para una mejor planeación estratégica y operativa. La metodología que esta proponiendo tiene como nombre AIDAA, y tiene dos variantes que se explicarán a detalle mas adelante. 125 TABLA XXV.- TIEMPOS Y MOVIMIENTOS DE SITUACIÓN DESEADA 126 Con la metodología propuesta se pretende alcanzar el siguiente modelo de tiempos y movimientos y como consecuencia el aumento de la productividad y la mejora del proceso. TABLA XXVI.- ACTIVIDADES/HORAS DE SITUACIÓN DESEADA GRAFICO 7.- ACTIVIDADES/HORAS DE SITUACIÓN DESEADA 127 Con el método propuesto se tiene un aumento significativo en las actividades de operación efectiva con un 46.02% mientras que con el levantamiento tradicional se tiene un 21.54% en promedio. Con el uso un vehículo para su desplazamiento ya es posible reducir un 10% del tiempo empleado para el traslado hacia los lugares y este ve reflejado en la operación ya que posibilita el levantamiento de hasta cuatro lugares en una jornada de trabajo contra tres lugares del método anterior. El mas significativo reside en el que actividades auxiliares ahora son operaciones efectivas ya que el tiempo que se empleaba por ejemplo en captura y dibujo de planos ahora se hace en cuestión de segundos y se podrá poner más atención en la planificación e ingeniería para el diseño y control de las obras mineras, y por consiguiente los errores de captura disminuirán y se incrementará la disponibilidad y veracidad de la información, dando todo esto 18.5% de aumento en la productividad. II.3.- PROPUESTA DE SOLUCIÓN Para ver el proceso con evidencias visuales de la propuesta de solución ver anexo B.1 a B.7. 128 II.3.1.- DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO Esta investigación se centra en la aplicación de tecnología Palm en Levantamiento de Obras Mineras Subterráneas. Como ya se mencionó anteriormente los antecedentes que se tiene acerca del uso de esta tecnología dentro del grupo peñoles es nula, solo se tienen registros de una investigación por parte del Tecnológico de Monterrey, con el uso de tecnología láser, obteniendo resultados satisfactorios solo en condiciones optimas de temperatura y humedad. Este trabajo será una investigación de campo y será el desarrollo de una nueva metodología de trabajo postulada bajo las siglas AIDAA(adelante-izquierdaderecha-arriba-abajo), esta tiene sus raíces en el método tradicional de levantamiento topográfico de obras mineras subterráneas levantamiento con teodolito, cinta y libreta de transito para fijación de detalles con el empleo de un distanciómetro y el reemplazo de la libreta de transito por tecnología Palm. El uso de la Metodología de Levantamiento Topográfico de Obras Subterráneas AIDAA le brindará la posibilidad de efectuar el detallado semiautomático de sus obras mineras tipo 9PS (nueve puntos por sección) con una capacidad de hasta 3000 mil mediciones con el uso de la variante AIDAA-Dist que emplea el Láser Disto Pro A de Leica Geosystems, y por otro lado empleando una capacidad nominal de 25Mb de memoria interna con la variante AIDAA-Palm. 129 La aplicación informática desarrollada para el Método AIDAA estará montada en el Sistema Datamine lo que permitirá efectuar de manera transparente el detallado de las obras mineras, reduciendo el tiempo del usuario de 2 horas en 200 detalles a tan solo unos cuantos segundos en trabajo de oficina. Se hará uso de la tecnología existente y el software organizacional, incluirá el desarrollo de una pequeña aplicación que se montará sobre el sistema Datamine, y tendrá como fin tomar los datos que se bajen del distanciómetro o de la Palm efectuando el detallado automático en el sistema Datamine, cabe mencionar que esta aplicación no es nativa de este sistema, y se desarrollará en lenguaje CL. La aplicación abarcará solamente el Departamento de Planeación e Ingeniería de Mina Proaño, Compañía Fresnillo S.A. de C.V. ubicado en Fresnillo, Zacatecas. El desarrollo de método AIDAA esta limitado al empleo de las dos tecnologías antes mencionadas. II.3.2.- EQUIPO EMPLEADO El equipo que se empleará será el siguiente: 130 FIG. 20.- TRACTOR FORD NEW HOLLAND FIG. 21.- TEODOLITO WILD/T1000 FIG. 22.- TRIPIE DE APARATO 131 FIG. 23.- PRISMA FIG. 24.- BASTÓN TELESCÓPICO FIG. 25.- ESTADAL TELESCÓPICO 132 FIG. 26.- PLOMADA E HILO FIG. 27.- DISTO PROA FIG. 28.- PALM ZIRE 72 133 FIG. 29.- IBM INTELLISTATION Z PRO II.3.3.- METODOLOGÍA DE AIDAA. II.3.3.a.- Centrado de aparato y toma de lecturas iniciales: FIG. 30.- CENTRADO DE APARATO Y LECTURAS INICIALES A continuación se describe que se esta haciendo en cada paso (Para más detalles sobre centrado de aparato y ajustes, ver Capitulo I.4): 134 1.- Se centra el aparato con las ficha estación (FE). 2.- Se visa al punto atrás (FAT). 3.- Se visa al punto adelante (FAD) 4.- Se toman las Lecturas en la PALM (ver Capitulo II.3.4): 4.a.- Vista Atrás 4.b.- Estación 4.c.- Vista Adelante 4.d.- Angulo Horizontal 4.e.- Angulo Vertical 4.f.- Altura al Instrumento 4.g.- Altura al Punto 4.h.- Distancia Inclinada 4.i.- Distancia Horizontal Después de realizar esta toma de lecturas se realiza la toma de los detalles de la forma siguiente: FIG. 31.- LECTURAS DE DETALLES CON DISTO Y PALM 135 A continuación se describe que se esta haciendo en cada paso ( Para más detalles sobre captura en Palm, ver Capitulo II.3.4): 1.- Se toma la distancia Adelante. 2.- Se toma la distancia Izquierda. 3.- Se toma la distancia Derecha. 4.- Se toma la distancia Arriba. 5.- Se toma la Distancia Abajo. 6.- Se repite este procedimiento hasta la ficha FAD a cada dos metros. II.3.4.- CONOCIENDO LA APLICACIÓN MINTOP1 Para comenzar a utilizar la Aplicación en la Palm se efectúa el siguiente procedimiento: 1.- Encender la Palm . 2.- Accesar a la aplicación dando clic en el icono: 3.- En la pantalla de bienvenida dar aceptar. 136 FIG. 32.- PANTALLA DE BIENVENIDA DE MINTOP1 4.- A continuación se toman las lecturas del disto FIG. 33.- CAPTURA DE DETALLES EN MINTOP1 5.- Para accesar un nuevo detalle de presiona el botón nuevo: 137 6.- Se repite este procedimiento hasta que se termine de detallar 7.- El botón ver todo permite ver la memoria de calculo de todos los detalles que se han leído. FIG. 34.- MEMORIA DE CÁLCULO EN MINTOP1 8.- Para ingresar nuevos detalles se presiona el botón Introduce Lev. y después nuevo . II.3.5.- DETALLADO EN 3D CON DATAMINE Para que se realice el detallado en Datamine tenemos que preparar el archivo para convertirlo de un archivo PDB (Base de Datos Palm) a uno DM 138 (Archivo Binario de Datamine). Para eso corremos la aplicación que esta montada sobre Datamine., y el procedimiento es el siguiente: 1.- Iniciamos una sesión de Datamine dando clic en el icono . Dmstudio.ico 2.- Seleccionamos alguna de las licencias que están en el servidor. FIG. 35.- PANTALLA DE ACCESO A LICENCIAS DEL SERVIDOR 3- Abrimos alguno de los trabajos (levantamiento de alguna de las obras mineras). En este caso se usará el subnivel 390 de Veta San Carlos. 139 FIG. 36.- ACCESO A TRABAJO DEL SUBNIVEL 390 VSCR 4.- En la pantalla inicial de Datamine accesamos a la opción PlanSoft. FIG. 37.- INICIO DE DATAMINE Y PLANSOFT 140 5.- En PlanSoft seleccionamos Abrir-Puntos para seleccionar el archivo s390f que es el que contiene el archivo de fichas topográficas. FIG. 38.- MENÚ PARA ABRIR FICHAS TOPOGRÁFICAS FIG. 39.- SELECCIÓN DEL ARCHIVO S390F DE PUNTOS 141 FIG. 40.- ARCHIVO S390F DE PUNTOS ABIERTO Y SIN ATRIBUTOS 6.- En el menú topografía seleccionamos Fichas ON para activar los atributos de la fichas en pantalla. FIG. 41.- MENÚ DE TOPOGRAFÍA 142 FIG. 42.- OPCIÓN PARA ACTIVAR LOS ATRIBUTOS DE LAS FICHAS FIG. 43.- FICHAS ACTIVAS CON ATRIBUTOS 143 7.- Hacer un acercamiento para ubicar el lugar donde se va a detallar. FIG. 44.- UBICACIÓN DEL LUGAR PARA DETALLADO 8.- Convertir el archivo de la PALM a un archivo Binario Datamine. FIG. 45.- OPCIÓN PARA CONVERTIR PALM A DATAMINE 144 FIG. 46.- MENSAJE DE SOBRE CONVERSIÓN DE ARCHIVO PDB A DM 9.- Ahora se detalla la topografía en 3D con la opción Detallar PALM. FIG. 47.- DETALLAR PALM PARA GENERAR TOPOGRAFÍA EN 3D 145 10.- La aplicación pide tres datos de entrada, que son la Base de Datos de Fichas, la Ficha Estación y la Ficha Adelante. FIG. 48.- DATOS DE ENTRADA PARA DE LA APLICACIÓN 11.- Se despliega la memoria de cálculo. FIG. 49.- MEMORIA DE CÁLCULO DETALLAR PALM 146 12.- En el área de diseño se muestran los detalles calculados, las tablas de la veta y el modelo del túnel en 3D. FIG. 50.- WIREFRAME DEL TÚNEL Y LAS FICHAS BASE FIG. 51.- ISOMÉTRICO DEL WIREFRAME DEL TÚNEL VISTA NE 147 FIG. 52.- ISOMÉTRICO DEL WIREFRAME DEL TÚNEL VISTA N FIG. 53.- ISOMÉTRICO DE LOS DETALLES Y TABLAS VISTA NW 148 FIG. 54.- ISOMÉTRICO DE LOS DETALLES Y TABLAS VISTA NE FIG. 55.- ISOMÉTRICO CON TRANSPARENCIAS DEL TÚNEL VISTA S 149 FIG. 56.- ISOMÉTRICO SÓLIDO DEL TÚNEL VISTA NE FIG. 57.- ISOMÉTRICO SÓLIDO DEL TÚNEL VISTA NW 150 CONCLUSIONES 151 El método de trabajo AIDAA se empleó la tecnología existente y el software organizacional, incluyó el desarrollo de una aplicación que fue montada sobre el sistema Datamine, y tuvo como fin tomar los datos que se capturaron en el distanciómetro o Palm y a partir de ahí se efectúo el detallado automático en el sistema Datamine, cabe mencionar que la aplicación no es nativa del sistema Datamine y se desarrollo en lenguaje CL y en Java. El desarrollo de método AIDAA estuvo limitado al empleo de las dos tecnologías antes mencionadas. Abarcó solamente el Departamento de Planeación e Ingeniería de Mina Proaño, Compañía Fresnillo S.A. de C.V. ubicado en Fresnillo, Zacatecas. Pero es importante mencionar que la aplicación puede ser extensiva hacia todas las minas del grupo e inclusive a minas con poco presupuesto por que la tecnología que se emplea en este método es relativamente de bajo costo en comparación con los equipos que normalmente se utiliza en la topografía de minas. 152 BIBLIOGRAFÍA 153 Robles Medina. Ciro G. Topografía de Minas. 3ra. Edición realizada por la UAZ. Zacatecas, Zac.: Editorial Universitaria, 1984. Toscazo Ricardo. Métodos Topográficos. 16ta. Edición. México: Editorial Porrúa. Superintendencia de Calidad y Procesos. Manual de Dirección de Compañía Fresnillo S.A. de C.V. 1ra Edición. Fresnillo, México: 2002. Newton Malcom. CL Programming. Comunicación Personal. Mineral Industries Computing Limited. USA. 2002. Morrison John. Script Programing. Comunicación Personal. Mineral Industries Computing Limited. USA: 2002. Palm One. Palm Zire 72s User Manual. CD-ROM. Palm One Inc. USA: 2004. Leica. Disto Pro User Manual CD-ROM. Leica Geosystems. USA: 2001. Leica. TPS700 Performance Series CD-ROM. Leica Geosystems. Suiza: 2000. “Historia de la Topografía”, Disponible en: http://www.arqhys.com/arquitectura/topografia-historia.html 20 de Septiembre de 2005 “Acerca de Palm, Inc., Historia”, Disponible en: http://www.Palm.com/us/company/corporate/timeline.html 26 de Septiembre de 2005 “Minería” ,Disponible en: http://es.encarta.msn.com/text_761575410__1/Miner%C3%ADa.html 30 de Septiembre de 2005 “Minas” Disponible en: http://plata.uda.cl/minas/apuntes/Geologia/EXPLORAC/TEXT/01000i~1.htm 30 de Septiembre de 2005 “Historia del Teodolito”, Disponible en : http://www.cielosur.com/topografia.htm 5 de Octubre de 2005 “Giroscopio” Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Giroscopio 5 de Octubre de 2005 “GPS” Disponible en : http://es.wikipedia.org/wiki/GPS 8 de Octubre de 2005 154 ¨Using a Total Station¨ Disponible en : http://www.csanet.org/newsletter/aug94/nl089407.html 10 de Octubre de 2005 ¨Odómetro¨ Disponible en :http://es.wikipedia.org/wiki/Od%C3%B3metro 10 de Octubre de 2005 “Brújula”, Métodos Topográficos, Toscazo R. 426. 12 de Octubre de 2005 “Leica Disto Plus” Disponible en: http://www.leicageosystems.com/cpd/en/products/láser_distancemeter/lgs_4995.htm 14 de Octubre de 2005 “Leica Disto Special5” Disponible en: http://www.leicageosystems.com/cpd/en/ndef/lgs_8773.htm 15 de Octubre de 2005 “Leica Disto Special5” Disponible en: http://www.leicageosystems.com/cpd/en/ndef/lgs_8773.htm 15 de Octubre de 2005 “Leica Disto Classic5a” Disponible en: http://www.leicageosystems.com/cpd/en/products/láser_distancemeter/lgs_4019.htm 17 de Octubre de 2005 “Leica Disto Lite” Disponible en: http://www.leicageosystems.com/cpd/en/products/láser_distancemeter/lgs_4017.htm 18 de Octubre de 2005 “Palm Zire72”, Disponible en : http://www.Palm.com/us/products/handhelds/zire72/ 18 de Octubre de 2005 “Palm Tungsten” Disponible en: http://www.Palm.com/us/products/handhelds/tungsten-c/ 22 de Octubre de 2005 “Palm Life Dirve” Disponible en: http://www.Palm.com/us/products/mobilemanagers/lifedrive/ 22 de Octubre de 2005 “Palm Treo” Disponible en: http://www.Palm.com/us/products/smartphones/treo650/ 22 de Octubre de 2005 155 ANEXOS A1 ANEXO A.1.- LEVANTAMIENTO CON TEODOLITO Y CINTA A2 ANEXO A.2.- LEVANTAMIENTO CON TEODOLITO Y CINTA A3 ANEXO A.3.- LEVANTAMIENTO CON TEODOLITO Y CINTA A4 ANEXO A.4.- LEVANTAMIENTO CON TEODOLITO Y CINTA A5 ANEXO A.5.- LEVANTAMIENTO CON TEODOLITO Y CINTA B1 ANEXO B.1.- LEVANTAMIENTO CON MÉTODO AIDAA B2 ANEXO B.2.- LEVANTAMIENTO CON MÉTODO AIDAA B3 ANEXO B.3.- LEVANTAMIENTO CON MÉTODO AIDAA B4 ANEXO B.4.- LEVANTAMIENTO CON MÉTODO AIDAA B5 ANEXO B.5.- LEVANTAMIENTO CON MÉTODO AIDAA B6 ANEXO B.6.- LEVANTAMIENTO CON MÉTODO AIDAA B7 ANEXO B.7.- LEVANTAMIENTO CON MÉTODO AIDAA