Desarrollo de un sistema de medición volumétrica en cintas transportadoras con tecnología LIDAR

Abstract

En el contexto de las industrias chilenas del transporte, la minería y la manufactura, que representan el 23,4 % del PIB nacional, las cintas transportadoras son dispositivos eficientes ampliamente utilizados para el transporte de materiales a granel. La medición del flujo de material en cintas transportadoras constituye un paso crítico en el proceso productivo. Los métodos tradicionales utilizan básculas de cinta para el pesaje, las cuales requieren instalaciones complejas, altos costos de mantenimiento y equipamiento costoso.

Este trabajo propone validar la factibilidad técnica de un método sin contacto para medir el flujo volumétrico en cintas transportadoras, mediante un prototipo a escala que utiliza tecnología LIDAR de bajo costo. Tras adquirir nubes de puntos con un sensor YDLIDAR X2, se establece un perfil base de referencia de la cinta vacía. Posteriormente, se filtran los puntos correspondientes al material transportado, basándose en las diferencias de distancia respecto del perfil base.

El volumen de las secciones transversales se calcula mediante integración por trapecios y, finalmente, el flujo volumétrico se obtiene mediante la integración temporal de microelementos. La factibilidad del algoritmo se verificó mediante el escaneo de objetos regulares para calcular su volumen, y se evaluaron las limitaciones técnicas del sensor de bajo costo bajo diferentes condiciones operacionales.

Los resultados experimentales muestran que el error relativo promedio del método propuesto es del 5 %, utilizando componentes con un costo total inferior a USD 200. Estos resultados demuestran la viabilidad técnica de implementar esta tecnología como una alternativa accesible para las industrias que actualmente no cuentan con sistemas automatizados de medición volumétrica.