Teledetección hiperespectral para optimizar la extracción de materias primas: rocas carbonatadas (HYPOPROCK)

El proyecto HYPOPROCK propone mejorar la explotación de canteras mediante la aplicación de la tecnología de sensores proximales, es decir, a través de la aplicación de la tecnología y los métodos de análisis de sensores remotos a las imágenes obtenidas a corta distancia. En concreto, el proyecto se centra en un grupo de recursos minerales que incluye la piedra caliza, el mármol y la dolomía, tanto para usos ornamentales como para otros usos. Todos ellos son carbonatos, lo que significa que tienen en común características espectrales que permiten un abordaje integral. En la industria, las rocas carbonatadas son uno de los materiales esenciales utilizados en muchos sectores, tales como las rocas ornamentales, la construcción, la industria del cemento o la industria agrícola. y representan el 50,44 % de la empleabilidad en el sector minero español (según el informe «Estadística Minera 2019» de la Secretaría de Estado de Energía). 

En el ámbito de las rocas ornamentales, estos recursos minerales se explotan actualmente de la misma manera que hace siglos. Ha habido mejoras sustanciales en los equipos de corte, pero se siguen los mismos métodos antiguos de planificación de los trabajos mineros, basando fundamentalmente la selección de la roca en la pericia del trabajador. La calidad de la roca se determina por criterios subjetivos, lo que implica errores tanto al rechazar materiales valiosos como al aceptar otros que finalmente serán rechazados por el usuario. Todo ello supone no sólo la pérdida de recursos económicos, sino la generación de residuos innecesarios. Con este proyecto, los métodos con sensores proximales se aplicarán al trabajo diario de la mina mejorando la selección de material valioso en la cantera, evitando mover las piezas grandes a la planta de corte innecesariamente, mejorando la eficiencia de la cantera y optimizando la caracterización compositiva del material de rechazo para poder hacer una explotación de canteras más eficiente y sostenible.

En base a estos antecedentes, los objetivos generales de este proyecto son: 

• Impulsar y acelerar la transferencia de conocimiento y resultados generados en el proyecto base de investigación ISGEOMIN, en forma de servicio de aplicación de nuevas tecnologías en el sector de la roca ornamental para incrementar los beneficios económicos y ambientales
• Implementar nuevos conceptos y tecnologías de explotación rentables utilizando la integración de técnicas espectroscópicas para rocas industriales carbonatadas
• Elevar las capacidades innovadoras y pioneras del equipo de investigación en el contexto de sus instituciones

Nuestra experiencia con los resultados que se están obteniendo en el proyecto ISGEOMIN (del cual se deriva la presente Prueba de Concepto) nos permite proponer el grupo de rocas carbonatadas como el ideal para aplicar sensores proximales a la planificación de trabajos mineros. En estas rocas existen dos grupos de impurezas minerales que pueden condicionar sus aplicaciones: los óxidos de hierro y los minerales arcillosos. Ambos grupos tienen una influencia negativa en la calidad de la roca, tanto para su uso como piedra ornamental como para cemento, cargas minerales, papel, alimentos y muchos otros. Sin embargo, estos tres grupos de minerales (carbonatos, arcillas y óxidos) tienen características espectrales diferentes y discriminativas que facilitarán su identificación y cartografía a partir de espectros puntuales o de imágenes.

El equipo de investigación es altamente multidisciplinar, ya que los miembros de los equipos de investigación y de trabajo cubren las especialidades de Teledetección multi e hiperespectral, Geofísica, Tecnología Minera y Análisis matemáticos. Pertenecen a las Universidades de León (ULE), Salamanca (USAL) y Complutense de Madrid (UCM), el Instituto Geológico y Minero de España (IGME-CSIC) y el Centro Tecnológico y de Innovación CTM, Asociación Empresarial de Investigación Centro Tecnológico del Mármol, Piedra y Materiales (reconocido por la CICYT). 

Se espera que los resultados de la investigación realizada queden plasmados en un procedimiento de actuación probado en canteras seleccionadas, que sea susceptible de ser protegido mediante alguna figura de protección de propiedad, y que aporte nuevas técnicas de exploración no destructivas del Medio Ambiente a las empresas del sector a través del CTM para contribuir a asegurar el suministro sostenible de materias primas para la economía europea, incrementando a la vez los beneficios para la sociedad como un todo. 

El proyecto se enmarca dentro de la Convocatoria Prueba de Concepto del Ministerio de Ciencia e Innovación, financiada por los fondos de reconstrucción de la Unión Europea “Next Generation EU”.