Desde su órbita, los ojos de los satélites Sentinel del Programa de Observación de la Tierra de la Unión Europea, Copernicus, mira a nuestro planeta y su medio ambiente. En enero comenzó a andar un proyecto europeo que aplicará inteligencia artificial (IA) a estos y otros datos para buscar nuevos yacimientos mineros y también medir el impacto medioambiental que generan.

Financiado por el programa Horizonte Europa de la Comisión Europea, el proyecto Terravision establecerá y desplegará la Plataforma de Servicios basados en la Observación de la Tierra, una plataforma integrada para mejorar toda la cadena de valor de las materias primas consideradas críticas (por su importancia económica y alto riesgo que supondría para la UE una interrupción de su suministro), con vistas a la aplicación de prácticas mineras sostenibles.

El Instituto Tecnológico de Aragón (ITA) es una de las 15 organizaciones de seis países –Grecia, Noruega, España, Italia, Bélgica y Alemania– que participan en un consorcio liderado por el Institute of Communication and Computer Systems de Atenas.

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Dentro del contexto de la digitalización y automatización del sector de la minería, "el plan de acción de la Unión Europea sobre materias primas críticas y materias primas estratégicas se promueve el uso de la observación de la Tierra y el programa Copernicus como una herramienta útil para la exploración de recursos relevantes, así como la monitorización del rendimiento medioambiental durante el ciclo de vida de la minería", señala Vega Rodrigálvarez, responsable del proyecto Terravision en el ITA y técnico de la línea de Inteligencia Artificial, Sistemas Cognitivos y Big Data. 

Las principales fuentes de datos serán imágenes de satélite, imágenes tomadas con cámaras hiperespectrales en drones que permiten recolectar gran variedad de datos geofísicos y sensores IoT (internet de las cosas) colocados in situ en las minas.

El objetivo, expone Rafael del Hoyo, responsable de la línea de investigación de Inteligencia Artificial, Sistemas Cognitivos y Big Data del ITA, "es poder analizar la información desde la exploración a la explotación", usando para ello big data e inteligencia artificial. 

Así, por un lado, se van a analizar y buscar nuevos yacimientos a través de satélites como los de Copernicus. 

Por otro, durante la explotación, llegará información de robots situados en la propia mina, de sensores o de nuevo desde satélites. "Con esto veremos dos aspectos: la eficiencia, los riesgos y, algo muy importante, el impacto medioambiental", destaca. Es en este punto donde el ITA lidera el análisis de la información generada. El reto es "ser capaces de introducir nuevas técnicas de inteligencia artificial, como las nuevas tecnologías generativas, para obtener una medida del impacto medioambiental generado y, así poder recomendar cambios concretos en la explotación de la mina", señala Del Hoyo.

Los usuarios finales de los servicios desarrollados gracias al proyecto Terravision son las empresas explotadoras de minas a cielo abierto con los objetivos tanto de mejorar la accesibilidad, eficiencia y circularidad de los recursos como de poder realizar seguimiento, evaluación y minimizar los impactos negativos que las operaciones mineras puedan tener sobre el medio ambiente. "El uso de estas herramientas les permitirá realizar actividades de mitigación durante todo el ciclo de vida de la explotación minera, así como promover el bienestar de las comunidades cercanas", incide Rodrigálvarez.

Del Hoyo reflexiona sobre lo estratégico que es para Europa encontrar mecanismos y nuevas tecnologías, en especial en IA, para mejorar la explotación de las minas y medir el impacto medioambiental. "Actualmente se está generando una guerra geopolítica en torno a las materias primas –explica–. Minerales como las tierras raras son necesarios para la revolución tecnológica y Europa, ante esta escasez, tiene que volver a mirar internamente a ver si tiene esos materiales. España es uno de los países europeos con mayor riqueza mineral".

El proyecto

El patrón de color de cada material, en una biblioteca espectral

Lo más innovador y la razón por la que el ITA está inmerso en el proyecto Terravision es "poder aplicar nuestros conocimientos sobre inteligencia artificial, y en especial sobre visión, al mundo de las materias primas", destaca Rafael del Hoyo. A las nuevas herramientas generativas se les abre un nuevo campo de actuación.

Desde el Instituto Tecnológico de Aragón se desarrollará un nuevo marco de inteligencia artificial para el análisis de imágenes satelitales, con el objetivo de la exploración y detección de nuevas materias primas. Además, el ITA tiene el encargo de crear una monitorización inteligente del impacto medioambiental de las minas, lo que permitirá obtener indicadores y recomendaciones para mejorar las explotaciones.

Un Ecosistema de Datos para Servicios Mineros procedentes de la observación de la Tierra a gran escala enlazará y explotará diversos datos de fuentes clave para monitorizar todo el ciclo de vida de las materias primas.

Desde una biblioteca espectral de materias primas abierta y normalizada, se tendrá acceso a datos listos para el análisis, un marco novedoso para el tratamiento de datos multisensoriales brutos de observación de la Tierra que apoyará todo el ciclo de vida minero de las materias primas esenciales y la cartografía de materias primas esenciales primarias y secundarias.

¿Una biblioteca espectral? "Nuestros ojos ven en el espectro visible de la luz y, en ese espectro, el color de cada material es de una manera concreta, es un patrón específico", explica Del Hoyo. El objetivo es generar una gran base de datos de patrones, "pero no solo en el espectro visible, sino en otros espectros, para poder enseñar a la máquina, a la inteligencia artificial, a buscar los lugares donde están los materiales". El ‘software’ marco que va a desarrollar el ITA "se encargará de buscar esos patrones desde el cielo, con información de satélite y drones, para dar con nuevos materiales en las minas actuales y para medir el efecto medioambiental".

Servicios esenciales

Gracias al proyecto Terravision, los servicios de observación de la Tierra para la industria minera desarrollarán y desplegarán servicios esenciales para la cadena de suministro: cartografía de materias primas esenciales, exploración de minerales, tasas de extracción en minas a cielo abierto y volúmenes de almacenamiento. También ofrecerán un servicio dinámico de mapa de riesgos para la gestión proactiva de riesgos con el fin de promover la eficiencia operativa de las explotaciones mineras.

El componente de responsabilidad ecológica y de resiliencia promoverá la resiliencia y la sostenibilidad de la cadena de suministro de materias primas críticas cuantificando el impacto medioambiental y socioeconómico de las actividades mineras en cada fase de la minería.

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