En este artículo hemos decidido prestar especial atención a la creación de proyectos, un tema de gran importancia. Ningún plan minero puede ejecutarse sin un proyecto integral para su implementación. Ni un solo día en una mina a cielo abierto en operación puede transcurrir con éxito sin un proyecto detallado para trabajar áreas específicas. Del mismo modo, ningún programa de explotación puede aprobarse sin un proyecto asociado, y así sucesivamente.
Cualquiera que sea nuestro objetivo, un proyecto —ya sea un diseño detallado para un área de explotación particular con descripciones de los aspectos clave de excavación, o un diseño global que defina las direcciones y los límites de desarrollo— es indispensable en cada etapa.
Según nuestro objetivo final, se puede emplear un conjunto adecuado de herramientas para lograr el resultado óptimo en el menor tiempo posible.
Todo ingeniero de diseño que se precie debe conocer todos los métodos de diseño de minas a cielo abierto y botaderos dentro de su entorno de trabajo. Este conocimiento proporciona claridad sobre qué método se adapta mejor a cada tarea. Nuestra solución integra numerosos enfoques de diseño, incluidos métodos manuales, automáticos y semiautomáticos.
Si bien existen numerosas herramientas de diseño hoy en día —desde soluciones 2D simples hasta software más complejo—, queremos mostrar nuestros logros en la construcción de proyectos digitales tridimensionales que rivalizan con los creados en otros programas. De hecho, nuestro enfoque y flexibilidad incluso superan a los de otras soluciones.
En general, estos pueden dividirse en tres categorías:
- Método manual – diseñado específicamente para necesidades de planificación detallada donde cada pequeño detalle importa. Es más adecuado para la planificación a corto plazo, el diseño preciso o el detallado de áreas de explotación menores. Aunque puede usarse para áreas mayores, otras herramientas disponibles reducirían significativamente el tiempo de trabajo.
- Método semiautomático – diseñado principalmente para conformar envolventes de la mina, botaderos y otros elementos de diseño de gran escala sin considerar inicialmente las rampas. La integración de rampas debe realizarse manualmente, ajustando posiciones de líneas y puntos individuales. Este método funciona bien para evaluar el potencial de profundidad y los límites geométricos de los botaderos. También es eficaz para estimar rápidamente volúmenes de excavación y permite avanzar de forma ágil hacia fases de diseño más detalladas.
- Método automatizado – reduce significativamente el tiempo requerido para las tareas de diseño. En cuanto a cómo utilizar el tiempo ahorrado —disfrutar un café, invertir en desarrollo profesional o informar a la gerencia y recibir otra asignación—, la elección es suya.
A continuación, profundicemos en cada método, explorando sus aspectos clave, casos de uso óptimos y más.
Método manual
Este método incorpora numerosas herramientas configurables por el usuario que, utilizadas en conjunto, permiten crear proyectos de cualquier complejidad. Si bien este artículo no pretende cubrir toda la funcionalidad del módulo de diseño, buscamos ilustrar qué comandos se adaptan mejor a tareas específicas. Considérelo una especie de guía de diseño.
Imaginemos que cada objeto dentro de la mina a cielo abierto está compuesto por elementos fundamentales como líneas de berma superior e inferior, rampas y otros componentes. El método manual implica construir cada elemento paso a paso, integrando todo en un solo “organismo” coherente: el proyecto.
Al diseñar una mina a cielo abierto comenzando desde el fondo, el piso puede representarse mediante la berma inferior del banco más bajo. Luego, debemos diseñar la rampa que conduce al segundo banco más bajo, junto con la berma superior del banco inferior. Esto puede ejecutarse de manera más eficiente utilizando el comando Construir Rampa. Sus amplias opciones personalizables permiten al usuario minimizar ajustes manuales adicionales.
El proceso de construcción de la rampa es dinámico, permitiendo al usuario elegir tanto la dirección como el lado de construcción respecto a la línea de referencia.
Tras algunos ajustes, podemos observar una sección completada de nuestro proyecto. Así, el banco inferior puede construirse esencialmente usando un solo comando: Construir Rampa.
El siguiente paso lógico consiste en crear una berma de seguridad o, alternativamente, definir la berma inferior del siguiente banco superior. El comando más adecuado para este propósito es Desplazar Línea. Este comando permite diversos tipos de construcciones, como desplazar una línea desde una línea de referencia por distancia y altura, por distancia y ángulo, o por altura y ángulo. Estas tres opciones asisten significativamente a los ingenieros en todas las etapas de diseño.
Por ejemplo, seleccionando el método de desplazamiento por distancia y altura y configurando el parámetro de altura en cero, podemos construir una berma rápidamente. La construcción se ejecuta de forma interactiva, dando al usuario la opción de elegir la dirección respecto a la línea de referencia. Además, la configuración permite ejecutar múltiples desplazamientos simultáneamente, desplazamientos a ambos lados de la línea de referencia y personalizar los parámetros de la línea construida, entre otras opciones.
A continuación, debe realizar otra construcción de rampa para establecer un nuevo banco. Así, paso a paso, construimos nuestra mina hacia arriba, ajustando puntos individuales cuando sea necesario.
Ahora examinemos qué se puede hacer cuando falta parte de una berma o la berma superior completa. En estos casos, necesitamos construir la berma superior a partir de la inferior. Numerosos comandos podrían lograr esto, pero el más utilizado es Línea con Ángulo de Talud Constante.
Este comando ofrece opciones para especificar con precisión qué se necesita construir, el ángulo de talud (valores negativos construyen hacia abajo, positivos hacia arriba), la cota objetivo o cotas de referencia, y si se debe construir un segmento o la línea completa, entre otros parámetros.
Otro desafío común para los diseñadores es construir una línea con un ángulo de talud dado directamente sobre una superficie o wireframe existente. Nuevamente, esto puede manejarse eficientemente utilizando el comando Línea con Ángulo de Talud Constante. Al seleccionar el wireframe objetivo, especificar la línea de referencia y configurar el número deseado de puntos, la construcción se ejecuta sin inconvenientes.
Si la tarea implica ajustar una línea existente con precisión sobre una superficie wireframe, el comando adecuado es Recalcular por Wireframe del menú Edición. Posteriormente, se selecciona si deben crearse puntos adicionales o mantener la cantidad actual. Como resultado, la línea se alineará perfectamente sobre la superficie del wireframe.
En cuanto a la suavidad en la construcción, K-MINE ofrece la capacidad de inscribir objetos de forma suave. Ilustremos cómo funciona esto y por qué es beneficioso. Supongamos que necesita diseñar un frente de explotación activo. Puede construir inicialmente una polilínea simple de tres puntos tangente a la superficie actual y luego inscribir el objeto en el ángulo resultante. El comando Inscribir Objeto es multifuncional y ofrece ajustes flexibles para lograr el resultado deseado. La suavidad se garantiza según los parámetros especificados.
Ahora hemos creado exitosamente una berma superior de buena calidad; solo falta construir la inferior. Ya que hemos discutido dos métodos, exploremos otra opción conveniente adecuada para este caso particular. Aquí, ni siquiera necesitamos especificar el ángulo de talud manualmente — se calculará automáticamente. Podemos usar el comando Crear Borde Faltante. Con el orden de selección correcto (comenzando con la posición inicial y luego la línea de diseño) y la configuración previa adecuada, la construcción puede completarse en solo unos clics.
A continuación, consideremos el ajuste de líneas diseñadas para que coincidan con las condiciones reales del terreno. Para realizar esto, las líneas de berma diseñadas y las reales deben intersectarse y ser del mismo tipo. Seleccione las líneas correspondientes y use el comando Reformar Líneas. En un instante, las líneas de berma se ajustan a sus nuevas posiciones, eliminando los contornos anteriores.
En este contexto, sería inapropiado pasar por alto los elementos esenciales de edición de líneas disponibles en el menú Edición. Estos son los comandos principales sin los cuales ningún ingeniero de diseño puede prescindir:
- Dividir – divide una línea en un punto especificado.
- Cortar por Línea – divide un grupo de objetos usando un objeto de corte definido.
- Unir Objetos – conecta el final de un objeto con el inicio de otro.
- Cerrar Contorno – cierra un contorno abierto.
- Recálculos – proyecta un objeto sobre una superficie, recalcula coordenadas y realiza otras tareas de recálculo.
- Vértices – edita la cantidad de puntos en un objeto.
- Eliminar Parte de Línea – su nombre lo explica.
- Recortar/Extender Objetos – también bastante intuitivo.
Estos son simplemente los fundamentos, indispensables en la práctica de diseño. El conjunto completo contiene numerosas herramientas adicionales que permiten lograr los resultados deseados al diseñar objetos de cualquier complejidad.
Finalmente, para concluir nuestros ejemplos de métodos de diseño manual, exploremos cómo podríamos construir la berma superior dinámicamente, basándonos en parámetros especificados y considerando datos volumétricos. Usando el comando Seleccionar Volúmenes, el usuario puede determinar rápidamente el límite exacto de excavación —la ubicación final del frente— dependiendo del volumen deseado de material excavado. Al establecer los límites de excavación, su diseño se vuelve lo más preciso posible. También puede especificar un objetivo de volumen particular, el ancho requerido de la plataforma de trabajo y mucho más. En última instancia, esto resulta en una berma superior claramente definida que cumple plenamente con los criterios establecidos.
Esta herramienta puede asistir significativamente durante la planificación a corto plazo. Reunir volúmenes de excavación para la maquinaria se ha vuelto mucho más fácil. Solo necesita determinar con anticipación dónde exactamente asignar esos volúmenes, aunque existen herramientas completamente diferentes específicamente para ese propósito.
Continuando, la siguiente subsección que podemos identificar es la construcción semiautomática de bermas o botaderos. Partiendo de una sola línea de berma, podemos generar fácilmente dos adicionales. Las opciones de configuración aquí son sencillas e intuitivas.
Así, puede crear un banco en cuestión de segundos, empleando solo una cantidad mínima pero suficiente de configuraciones. Una conveniencia particular que ofrece este método es que permite construir no solo un banco sino un grupo completo de bancos simultáneamente. Con un contorno cerrado, puede obtener rápidamente un diseño completo de una mina o botadero, aunque excluyendo caminos, que deben agregarse manualmente. Pero no se preocupe, tenemos muchas más funcionalidades, y hemos guardado las mejores para el final.
Otra función muy útil aplicable en diversos aspectos del flujo de trabajo del ingeniero de diseño es Crear Líneas por Sección Transversal. Con esta herramienta, puede diseñar eficientemente secciones extensas de minas, botaderos, instalaciones de almacenamiento, caminos, redes de infraestructura y mucho más.
Para utilizar esta función de manera efectiva, primero debe tener una sección transversal predefinida, que la herramienta referencia al generar los objetos. Dentro de la tarea misma, deberá especificar con precisión cómo se construirá cada punto de la sección transversal — definiendo tipos de objetos y configuraciones para cada punto. Una vez que hace clic en el botón para ejecutar el comando, un conjunto completo de dibujos aparece instantáneamente, correspondiendo perfectamente a su sección transversal y configuraciones especificadas. A continuación se muestran algunos ejemplos ilustrativos de lo que puede construirse con este método.
Además, utilizando Snapping y las diversas herramientas generales de diseño y edición, puede producir pasaportes de excavación detallados y guías completas de operación minera. Aprovechar todas las capacidades de múltiples módulos dentro de un solo entorno proporciona ventajas significativas.
Diseño dinámico
Con esta funcionalidad, los diseñadores ya no necesitan preocuparse por dedicar cantidades excesivas de tiempo al diseño de estructuras a gran escala. Ahora, ya sea una mina a cielo abierto o un botadero, completo con caminos, puede lograr su diseño en solo minutos. Todo lo que necesita es una sola línea cerrada y una lista de cotas de banco, creada en modo semiautomático simplemente especificando los parámetros principales y el número de bancos. Una vez que ha configurado las cotas y seleccionado el tipo de construcción (mina o botadero, de arriba hacia abajo o de abajo hacia arriba), está listo para ejecutar su diseño inicial.
En la mayoría de los escenarios prácticos, una mina no es perfectamente uniforme — típicamente tiene ángulos de talud variables en diferentes zonas, dictados por la tectónica, la litología y la hidrogeología del yacimiento. Precisamente para acomodar estos requerimientos particulares, hemos implementado una funcionalidad que permite configurar parámetros personalizados para cada zona de explotación distinta usando polilíneas individuales. Esta función está disponible en la pestaña Zonas. Por ejemplo, podría definir un ángulo de talud más tendido para los bancos superiores, mientras que las secciones inactivas de la mina podrían tener sus propios parámetros diferenciados.
Ninguna mina a cielo abierto puede existir sin caminos, por lo que hemos hecho el proceso de ajuste dinámico de ubicaciones de caminos lo más intuitivo y conveniente posible. Después de configurar los parámetros básicos del camino, simplemente elija el punto de inicio. El camino se genera automáticamente a lo largo de la ruta más corta viable desde el fondo de la mina hasta la superficie.
La dirección de un camino puede ajustarse desde su punto de inicio o en cualquier posición seleccionada a lo largo de su trayecto, la cual será tratada como un cambio de dirección. El ancho de estas áreas de giro también puede ampliarse para acomodar un radio de giro seguro para camiones de gran tonelaje.
Adicionalmente, para facilitar el vínculo entre elementos gráficos y tablas, se han desarrollado numerosas visualizaciones e indicadores auxiliares. Es prácticamente imposible pasar algo por alto a menos que se intente deliberadamente — se proporciona orientación en cada paso.
Cuando la complejidad del proyecto aumenta, pueden introducirse caminos adicionales, resultando a veces en intersecciones inevitables. En estos casos, los usuarios disponen de múltiples opciones para gestionar las intersecciones de forma efectiva. Pueden decidir si detener un camino y continuar con un cambio de dirección en el otro lado, detener ambos caminos que se intersectan e iniciar un tercer segmento de camino, o agregar dos cambios de dirección separados.
Además, cuando múltiples cambios de dirección se encuentran a una distancia considerable entre sí, es posible generar automáticamente un segmento de camino de conexión entre ellos. Esto se gestiona fácilmente mediante la casilla Conexión. Los usuarios simplemente necesitan activarla en la ubicación apropiada, asegurando que el camino se conecte en la misma cota. Esta funcionalidad no se limita solo a los cambios de dirección; también se aplica a segmentos de camino discontinuados o combinaciones de ambos.
Gracias a las capacidades avanzadas de edición, el usuario siempre puede intervenir en el proceso automático de creación de la mina y aplicar los ajustes necesarios, que se incorporan instantáneamente en las construcciones subsiguientes y se propagan a lo largo de todo el proyecto.
En la ventana principal, existen comandos para visualizar diversos elementos, guiando a los usuarios con precisión cuando es necesario.
Si bien el proyecto generado es sin duda impresionante, no es perfecto hasta que se alinea efectivamente con la topografía local o las operaciones mineras reales. Las partes de la mina diseñada ubicadas por encima del terreno actual se representan visualmente mediante líneas discontinuas.
Una vez que la superficie topográfica y el diseño de la mina se activan conjuntamente, es importante verificar qué tan efectivamente se está explotando el yacimiento. Este es el momento ideal para evaluar los volúmenes dentro del proyecto actual. Navegue a la pestaña Estimación, aplique el modelo de bloques, configure los parámetros y verifique los resultados. De paso, también puede calcular volúmenes por horizontes o incluso definir y calcular zonas separadas de forma independiente.
Una vez que estamos plenamente satisfechos con nuestro diseño y los volúmenes calculados están en orden, podemos realizar la construcción final, fusionando las superficies diseñadas con las condiciones reales del sitio utilizando el comando Crear Wireframe Final. El toque final en esta construcción es la generación de líneas de diseño basadas en parámetros especificados. Cabe destacar que todas las líneas resultantes pueden organizarse automáticamente en subcapas separadas según su cota.
Esta revisión proporciona una profundidad de funcionalidad suficiente tanto para principiantes como para ingenieros de diseño experimentados. La facilidad de configuración, la flexibilidad y la diversidad de opciones sin duda impresionarán incluso al especialista de proyectos más exigente.
Elija su propio estilo, cree menús personalizados, asigne comandos a teclas de acceso rápido, defina su flujo de trabajo preferido — y disfrute el resultado.
