Sistema MINERVA, capaz de detectar deformaciones en el subsuelo a cientos de metros de profundidad y con antelación

La nueva tecnología MINERVA #smartgeocontrol, que está incorporando los hallazgos científicos del proyecto STONE, puede ya detectar y anticipar deformaciones en el subsuelo con meses de antelación, mejorando la seguridad y sostenibilidad en minería. Así lo confirman los primeros resultados obtenidos en el marco de esta colaboración público-privada liderada por Atalaya Mining, compañía que opera la mina de Riotinto, y los centros del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), Geociencias Barcelona (GEO3BCN-CSIC) e Instituto Geociencias de Madrid (IGEO-CSIC-UCM).

Tras más de dos años de trabajo, uno de los principales hallazgos ha sido que la combinación de interferometría de radar de satélite (InSAR) y técnicas de análisis de deformación del subsuelo permite detectar desplazamientos a más de 500 metros de profundidad. Esta capacidad de monitoreo, aplicada en la mina y en el depósito de estériles, ha demostrado que puede identificar movimientos del terreno antes de que se manifiesten en la superficie.

El nuevo sistema MINERVA #smartgeocontrol, que integra los resultados del proyecto de investigación STONE, controla desplazamientos en el subsuelo para proteger a las personas, las infraestructuras y al medio ambiente.

De esta manera, la plataforma tecnológica MINERVA #smartgeocontrol es capaz de emitir alertas meses antes de que los cambios se manifiesten en fallos superficiales. Susana Rodríguez, directora del proyecto y responsable de Geotecnia de Atalaya confirma que el sistema “proporciona margen de maniobra para implementar medidas preventivas y evitar que las deformaciones comprometan la seguridad de las personas, las infraestructuras o el medio ambiente, particularmente en entornos sensibles desde el punto de vista geotécnico”.

“Para el desarrollo del Proyecto STONE, el equipo investigador aplica de forma simultánea interferometría radar de satélite (InSAR) y de ruido sísmico ambiental, junto con la lectura de los aparatos clásicos de medición en el terreno (inclinómetros, piezómetros, puntos geodésicos) obteniendo datos en modo casi continuo (cada 6-12 días en InSAR) o continuo (ruido sísmico)”, explica José Fernández Torres, investigador del equipo del IGEO-CSIC-UCM.

Toda la información se integra en la plataforma MINERVA, que permite controlar en tiempo real tanto las observaciones obtenidas mediante métodos convencionales como las generadas por estas nuevas técnicas. Esto facilita una vigilancia geotécnica y geodésica continua del subsuelo.

“Asimismo, el uso de inteligencia artificial permitirá determinar con precisión la estructura tridimensional del subsuelo de la mina, lo que contribuirá a identificar zonas con posible inestabilidad estructural y a descubrir nuevas oportunidades geológicas”, añade Montserrat Torné, investigadora principal del proyecto en GEO3BCN-CSIC.

STONE-MINERVA

El proyecto STONE (Smart Terrain Control Using Cutting-edge Technologies at the Riotinto Mine) es un proyecto de colaboración público-privada (PEICTI 2021-23) financiado por el Ministerio de Universidades, Ciencia e Innovación, a través de la Agencia Estatal de Investigación y por la Unión Europea a través de los fondos Next GenerationEU/PRTR (CPP2021-009072 AEI/10.13039/501100011033/ Unión Europea NextGenerationEU/PRTR) en el marco del Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia. El equipo del proyecto #STONE, está liderado por Atalaya Riotinto y por el CSIC, a través de sus institutos Geo3BCN de Barcelona e IGEO de Madrid, con la colaboración externa de GEOLÉN y Hexagon-Leica Geosystems.

Los primeros resultados de este proyecto de investigación, junto con la plataforma tecnológica desarrollada por Atalaya Mining, MINERVA, fueron presentados públicamente en Huelva en marzo de 2024, así como en numerosos foros internacionales especializados, donde ha generado un enorme interés.

Durante el año restante de este proyecto de investigación, se completarán desarrollos clave para alcanzar un uso operativo o casi operativo de estas técnicas. Actualmente en fase de prueba en Riotinto, podrá aplicarse en entornos cuya estabilidad requiera una rigurosa vigilancia: embalses, puertos, centrales nucleares, etc.

Los próximos pasos incluyen la ampliación del alcance de MINERVA #smartgeocontrol a nuevas áreas de la mina y su adaptación para otras aplicaciones industriales. Atalaya Mining continuará explorando oportunidades para expandir el impacto de esta innovación a través de nuevas colaboraciones y desarrollos tecnológicos.

Estos avances constatan el compromiso de Atalaya con la innovación y el desarrollo de soluciones para la seguridad y la sostenibilidad, impulsando una minería de vanguardia. "Estamos orgullosos de los avances hasta ahora y entusiasmados por el potencial de esta investigación para transformar la vigilancia geotécnica y geofísica en este y otros sectores”, afirmó Enrique Delgado, director general de Atalaya Riotinto.

¿Cómo funciona la tecnología de MINERVA-STONE?

El equipo investigador combina varias técnicas avanzadas de monitoreo del terreno, integrando y procesando la información en la plataforma tecnológica MINERVA #smartgeocontrol, que centraliza los datos en tiempo real y los convierte en alertas predictivas. Así se pueden tomar decisiones de seguridad y mantenimiento mucho antes de que ocurra cualquier incidente. Las tecnologías clave son:

• Interferometría radar de satélite (InSAR): Utiliza imágenes satelitales para detectar desplazamientos en la superficie terrestre con precisión milimétrica. Permite identificar cambios a lo largo del tiempo sin necesidad de instalar sensores físicos sobre el mismo.
• Ruido sísmico ambiental: Captura y análisis de vibraciones naturales del subsuelo, obteniendo información sobre la estructura del subsuelo y su estabilidad sin realizar perforaciones. Por ejemplo, se ha identificado que la deposición de estériles en la mina genera cambios en el subsuelo que pueden controlarse en tiempo real: se observa que comienzan una semana tras el vertido y el medio tiende a estabilizarse en tres semanas.
• Instrumentación geotécnica clásica: Se integran datos de inclinómetros (para medir inclinaciones del terreno), piezómetros (para controlar la presión del agua en el subsuelo) y puntos geodésicos (para medir deformaciones superficiales), proporcionando una visión integral del estado del terreno.
• Modelización geológica 3D con IA: La inteligencia artificial permite la caracterización tridimensional del subsuelo en un área de 400 km² alrededor de la mina, identificando zonas con potencial inestabilidad estructural y nuevas oportunidades geológicas, mejorando la seguridad y la eficiencia de la planificación minera.
• Interpretación de deformaciones mediante software avanzado: El software Defsour, desarrollado por el CSIC, ha validado su uso para analizar deformaciones en la superficie. Ya ha sido utilizado con éxito en el estudio de la erupción volcánica de La Palma y ahora se adapta al contexto minero, permitiendo detectar con meses de antelación posibles cambios estructurales en el terreno.