Fragmentación con ImageJ

• Luis David Escobedo Velasquez
• Jul. 31, 2023

Introducción

El propósito primario de una voladura es fragmentar la piedra para su posterior manejo o procesamiento. Los efectos en el ciclo minero  de una buena fragmentación pueden ser notados en la carga, manejo, machacado, molienda y los procesos secundarios de las voladuras. El beneficio mayor de una  evaluación de la fragmentación es proporcionar información al ciclo minero y usar esta información para producir unos diseños de voladuras mejores.

 

El método más común de evaluar la fragmentación es una simple estimación visual de las rocas sobre la superficie de la pila. Si bien ésta es una manera de detectar los problemas más superficiales, es una forma demasiado subjetiva para llevar a cabo un programa de evaluación profunda de las voladuras.

 

Nuevas tecnologías nos permiten complementar modelos predictivos de gragmentación conocidos, como el de Kuz-Ram, mediante el procesamiento digital con distintos software, siendo una excelente alternativa el programa imageJ, una solución gratuita y muy completa que nos permitirá desarrollar un análisis automatizado de granulometría partir de la toma de fotografías, importación, escala, pre-tratamiento y segmentación de fotografías.

 

Aplicación en minería:

Para el proceso minero es importante mantener un control y monitoreo total de sus operaciones, por ello, se vuelve necesario, entre otras cosas, poder estimar y predecir de manera correcta y acertada todas las variables relevantes de cada proceso. Es por esto que, es fundamental conocer las distribuciones granulométricas procedentes de la operación de voladura, por diversos motivos.

 

Uno de ellos es la necesidad de tener un buen control de calidad, lo cual se traduce en conseguir una buena reconciliación entre lo entregado una vez realizada la voladura y los resultados solicitados por los procesos posteriores. Conocer los resultados de la voladura permite predecir y anticipar posibles beneficios o problemas en procesos aguas abajo como lo es el carguío, transporte, chancado, etc., dado que estos trabajan directamente con lo entregado por esta operación unitaria. Como se mencionó anteriormente los resultados de la voladuraafectan el resto de la cadena de procesos, pudiendo también, afectar la seguridad en otras operaciones. Actualmente existen variados métodos para medir la fragmentación post voladura, de ellos destacan el uso de softwares de análisis digital como ImageJ.

 

ImageJ:

 

ImageJ es un programa open source de análisis y procesamiento de imágenes en Java. Puede calcular valores estadísticos partiendo de píxeles o áreas definidas por el usuario, puede medir distancias, ángulos, así como crear histogramas y gráficos de perfiles.

 

Procedimiento:

IMPORTACIÓN DE IMAGEN

Se debe ejecutar la toma de la fotografía aérea mediante el uso de drones o terrestre con una cámara fotográfica, la cual se recomienda no sea menor a 12 megapíxles para tener una mayor cantidad de información a procesar y tener resutlados más precisos, es necesario que dentro del encuadre de la foto coloquemos objetos de referencia con dimensiones medidas, esto para el paso siguiente. El software ImageJ nos permite importar imágenes en distintos formatos. A continuación se muestra un ejemplo de una fotografía correctamente ejecutada con sus objetos de referencia.

 

ESCALADO:
En esta etapa toma relevancia una correcta toma de fotografía, el programa ImageJ nos permite, mediante herramientas como "dibujar línea" trazar sobre una dimensión conocida del objeto de referencia, esto debido a que el software nos permite definir una distancia entre píxeles la cual será la distancia medida en campo del objeto de referencia. Con esta herramienta dejaremos definida la escala.

 

PRE-TRATAMIENTO DE LA IMAGEN:

Esta etapa consiste en convertir la imagen RGB y de contraste variado a una imagen en blanco y negro, para lograr esto ImageJ nos facilita varias herramientas, la primera es poder convertir la imagen a escala de grises, esto para poder identificar las caras iluminadas de las partículas, así como los bordes más oscuros y los fondos con sombra. el siguiente paso es maximizar el contraste y variar el brillo, de tal manera que podamos eliminar las zonas grices que al final nos van a producir ambiguedad durante la ejecución del procedimiento de segmentación. A continuación se muestra un ejempo de cómo debería quedar la imagen en este paso.

 

 

SEGMENTACIÓN DE LA IMAGEN:

Mediente los siguientes pasos en el software ImageJ podremos ejecutar esta etapa: Convertir la imagen en binario, ejecutar el proceso "Erode", "Fill holes" y por último "Analyze Particles". Con los pasos mencionados anteriormente se definirán en el software qué color (blanco o negro) corresponde a las regiones que deben considerarse como fondo.

 

RESULTADOS:

Imagej nos presenta los resultados del análisis de partículas en tres ventanas, una es para mostrar la imagen con las particulas identificadas, otra ventana que nos muestra una tabla de datos donde se listan todas las partículas y sus propiedades medidas, y una última ventana resumen, en donde se muestra en pila todos los procedimientos ejecutados hasta el momento.

 

 

Conclusiones:

Con el avance de la tecnología y con ello las mejoras de hardware, los procesos computacionales han ido ganando terreno en todas las áreas de la industria, minería no se queda atrás y la aplicación del software de análisis de imágenes ImageJ aplicado al proceso de voladura toma gran relevancia en la evaluación de la distribución de tamaños de los fragmentos resultantes de procesos de voladura.

 

Lo próximo a realizarse es llevar esta tecnología a los dispositivos móviles, las mejoras en las cámaras fotográficas y los procesarores de los smartphones abren un abanico de posibilidades antes no exploradas, inclusive delegar este proceso a hardware a distancia mediante tecnologías cloud y obtener resultados a tiempo real en la pantalla de nuestros celulares para de esta manera tomar decisiones a tiempo.