Aplicaciones del láser escáner terrestre en minería y obras subterráneas

Abstract

En esta tesis se presentan diferentes aplicaciones del láser escáner terrestre en minería y obras subterráneas. El uso de escaneado láser terrestre en excavaciones subterráneas se ha disparado en los últimos años, dada su capacidad para proporcionar un modelo 3D de la geometría de la excavación. Los usos a los que dicho modelo se puede aplicar incluyen el seguimiento de los avances de las obras, la supervisión de la deformación, aplicaciones geotécnicas, etc. Se describe una metodología para la exploración de túneles de sección circular teniendo en cuenta varios factores que afectan a la calidad y al coste del escaneado. Este método determina la máxima distancia de escaneado y el espaciado angular óptimo a emplear, minimizando el tiempo a emplear. En este trabajo, se propone un nuevo método para estudiar la geometría de túneles basado en la comparación de perfiles topográficos considerados como curvas en lugar de conjuntos de puntos discretos. Dos enfoques diferente se utilizaron para comparar los perfiles: uno basado en la noción de profundidad funcional, que es una medida de la centralidad de un conjunto de curvas, y el otro basado en ordenar los resultados de la descomposición de componentes principales. Las medidas realizadas con el láser escáner terrestre están sujetas a errores, los cuales tienen influencia en la calidad de los modelos 3D. Se propone un modelo de error basado en dos de los factores que más afectan a las medidas: la distancia al objeto y el ángulo de incidencia. El modelo de error es usado para analizar la distribución espacial de los errores en una nube de puntos de un túnel de sección circular y simular el efecto de los errores en las medidas en los trabajos de inspección en túneles. Una de las aplicaciones del láser escáner terrestre en minería que se ha estudiado es su aplicación para la toma de datos geométricos para caracterizar un macizo rocoso de pizarra. Este tratamiento es más rápido que la identificación de discontinuidades con brújula y clinómetro y también evita el riesgo de accidentes para los trabajadores.