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<journal-title>Revista de Metalurgia</journal-title>
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<publisher-name>Consejo Superior de Investigaciones Cientificas</publisher-name>
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<article-id pub-id-type="doi">10.3989/revmetalm.107</article-id>
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<subject>Articles</subject>
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<article-title>Microscop&#x00ED;a de reflectancia multiespectral: Aplicaci&#x00F3;n al reconocimiento automatizado de menas met&#x00E1;licas</article-title>
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<trans-title>Multispectral reflectance microscopy: Application to automated recognition of metallic ores</trans-title>
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<alt-title alt-title-type="running-head">Microscop&#x00ED;a de reflectancia multiespectral: Aplicaci&#x00F3;n al reconocimiento automatizado de menas met&#x00E1;licas</alt-title>
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<surname>Castroviejo</surname>
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<label>a</label>Laboratorio de Microscop&#x00ED;a Aplicada y An&#x00E1;lisis de Imagen, ETSI Minas y Energ&#x00ED;a (UPM), C/ de R&#x00ED;os Rosas 21, 28003 Madrid, Espa&#x00F1;a</aff>
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<label>b</label>ETSI Minas y Energ&#x00ED;a (Universidad Polit&#x00E9;cnica de Madrid, UPM), C/ de R&#x00ED;os Rosas 21, 28003 Madrid, Espa&#x00F1;a</aff>
<author-notes>
<corresp id="cor1"><label>&#x002A;</label>Autor para la correspondencia: <email xlink:href="jc.catalina@upm.es">jc.catalina@upm.es</email></corresp>
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<p><bold>ORCID ID:</bold> Juan Carlos Catalina (<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://orcid.org/0000-0002-6071-633X">http://orcid.org/0000-0002-6071-633X</ext-link>); Ricardo Castroviejo (<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://orcid.org/0000-0003-2371-309X">http://orcid.org/0000-0003-2371-309X</ext-link>)</p>
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<pub-date pub-type="epub">
<day>31</day>
<month>12</month>
<year>2017</year>
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<volume>53</volume>
<issue>4</issue>
<elocation-id content-type="doi">10.3989/revmetalm.107</elocation-id>
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<date date-type="received">
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<copyright-statement>&#x00A9; 2017 CSIC</copyright-statement>
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<license-p>Este es un art&#x00ED;culo de acceso abierto distribuido bajo los t&#x00E9;rminos de la licencia Creative Commons Attribution (CC BY) Espa&#x00F1;a 3.0.</license-p>
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<abstract>
<title>RESUMEN</title>
<p>El art&#x00ED;culo presenta el sistema CAMEVA, un sistema de microscop&#x00ED;a de reflectancia multiespectral especialmente concebido para facilitar la identificaci&#x00F3;n y caracterizaci&#x00F3;n de las fases minerales presentes en preparaciones pulidas de menas met&#x00E1;licas, as&#x00ED; como para automatizar la realizaci&#x00F3;n de distintos tipos de an&#x00E1;lisis cuantitativos sobre ellas. El sistema CAMEVA permite obtener resultados similares a los de un sistema MEB (microscop&#x00ED;a electr&#x00F3;nica de barrido), superando algunas de sus limitaciones, como sus r&#x00ED;gidas y costosas exigencias de infraestructura y especializaci&#x00F3;n o la dificultad de distinguir especies polimorfas, pero a un coste notablemente inferior. Los ensayos realizados muestran que el sistema permite la identificaci&#x00F3;n automatizada y fiable de las menas de inter&#x00E9;s industrial, a partir de la informaci&#x00F3;n multiespectral en el rango VNIR (visible e infrarrojo cercano, entre 400 y 1000 nm) recogida en una base de datos espec&#x00ED;fica; esta base de datos, que incluye los 70 minerales de mayor inter&#x00E9;s, es f&#x00E1;cilmente ampliable.</p>
</abstract>
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<title>ABSTRACT</title>
<p><italic>Multispectral reflectance microscopy: Application to automated recognition of metallic ores</italic>. The paper introduces the CAMEVA system, a multispectral reflectance microscopy system specially conceived to facilitate the identification and characterization of the mineral phases present in a polished block of metallic ores, as well as to automate the realization of different types of quantitative analyses on them. The CAMEVA system provides results similar to those of a SEM (scanning electron microscopy) system, surpassing some of its limitations, such as its rigid and costly infrastructure requirements and specialization or the difficulty of distinguishing polymorph species, but at a significantly lower cost. The tests carried out show that the system allows for automated and reliable identification of the ores of industrial interest from the multispectral information in the VNIR range (visible and near infrared, between 400 and 1000 nm) gathered in a specific database. This database, which includes 70 minerals of interest, is easily expandable.</p>
</trans-abstract>
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<title>PALABRAS CLAVE</title>
<kwd>An&#x00E1;lisis de imagen</kwd>
<kwd>Geometalurgia</kwd>
<kwd>Menas met&#x00E1;licas</kwd>
<kwd>Microscop&#x00ED;a &#x00F3;ptica</kwd>
<kwd>Reflectancia multiespectral</kwd>
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<title>KEYWORDS</title>
<kwd>Geometallurgy</kwd>
<kwd>Image analysis</kwd>
<kwd>Metallic ores</kwd>
<kwd>Multispectral reflectance</kwd>
<kwd>Optical microscopy</kwd>
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<sec id="sec1" sec-type="intro">
<title>1. INTRODUCCI&#x00D3;N</title>
<p>El presente art&#x00ED;culo presenta las caracter&#x00ED;sticas y capacidades de un sistema de microscop&#x00ED;a de reflectancia multiespectral especialmente concebido para facilitar la identificaci&#x00F3;n y caracterizaci&#x00F3;n de las fases minerales presentes en preparaciones pulidas de menas met&#x00E1;licas y automatizar la realizaci&#x00F3;n de distintos tipos de an&#x00E1;lisis cuantitativos sobre ellas.</p>
<p>Los beneficios que un sistema de estas caracter&#x00ED;sticas proporciona no se limitan al control y mejora de la eficiencia de los procesos mineral&#x00FA;rgicos, con la consiguiente optimizaci&#x00F3;n de la recuperaci&#x00F3;n y del consumo de energ&#x00ED;a y reactivos, sino que tambi&#x00E9;n puede constituir una herramienta muy eficaz para la investigaci&#x00F3;n mineral&#x00F3;gica y para la reducci&#x00F3;n de la contaminaci&#x00F3;n del medio natural por efluentes y residuos mineros. Hoy en d&#x00ED;a, estas aplicaciones se han vuelto tan indispensables que ya no se concibe un proceso mineral&#x00FA;rgico sin caracterizaci&#x00F3;n mineral&#x00F3;gica, que queda integrada en el nuevo concepto de Geometalurgia.</p>
</sec>
<sec id="sec2">
<title>2. ANTECEDENTES</title>
<p>Un microscopio &#x00F3;ptico de reflexi&#x00F3;n es un instrumento espec&#x00ED;ficamente dise&#x00F1;ado para la observaci&#x00F3;n microsc&#x00F3;pica de materiales &#x00F3;pticamente absorbentes u opacos. Para solventar la opacidad del material observado, que impide su observaci&#x00F3;n con luz transmitida, se emplea luz incidente -sistema tambi&#x00E9;n denominado epi-iluminaci&#x00F3;n.</p>
<p>El dise&#x00F1;o b&#x00E1;sico del microscopio de reflexi&#x00F3;n no ha experimentado cambios significativos desde hace m&#x00E1;s de 30 a&#x00F1;os. En un microscopio de reflexi&#x00F3;n convencional (ver <xref ref-type="fig" rid="f0001">Fig. 1</xref>), la luz procedente del iluminador, tras pasar por los diafragmas de apertura y de campo, se refleja en un espejo semitransparente inclinado a 45&#x00B0; que la redirige a trav&#x00E9;s del objetivo para incidir perpendicularmente sobre la superficie observada. La luz reflejada por &#x00E9;sta es recogida por el objetivo, atraviesa el espejo semitransparente, y contin&#x00FA;a por el tubo &#x00F3;ptico del microscopio hasta el ocular y/o hasta una c&#x00E1;mara. La observaci&#x00F3;n puede efectuarse con luz sin polarizar o polarizada. En este &#x00FA;ltimo caso, suele emplearse una platina rotativa y puede intercalarse un segundo polarizador (llamado analizador) en el tubo &#x00F3;ptico para definir ciertas propiedades &#x00F3;pticas. Para evitar que las diferencias de acabado superficial influyan en la observaci&#x00F3;n, las muestras se embuten en resina y la preparaci&#x00F3;n resultante se pule cuidadosamente.</p>
<fig id="f0001">
<label>Figura 1</label>
<caption>
<p>Esquema de un microscopio de reflexi&#x00F3;n convencional.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="RDM201722_e107-g001.tif" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"/>
</fig>
<p>Tradicionalmente, la identificaci&#x00F3;n de minerales opacos al microscopio de reflexi&#x00F3;n se ha basado en la observaci&#x00F3;n de caracter&#x00ED;sticas visuales tales como el color, el pleocro&#x00ED;smo, la anisotrop&#x00ED;a, la reflectancia especular, la birreflectancia, las reflexiones internas, la forma de los granos, su estructura y textura, etc. La mayor&#x00ED;a de estas propiedades son cualitativas y su determinaci&#x00F3;n requiere la intervenci&#x00F3;n de un observador con cierta experiencia, por lo que los procedimientos de identificaci&#x00F3;n tradicionales tienen una fuerte componente subjetiva y resultan dif&#x00ED;cilmente automatizables.</p>
<p>Bowie y Taylor (<xref ref-type="bibr" rid="cit0003">1958</xref>) propusieron el primer m&#x00E9;todo de identificaci&#x00F3;n totalmente cuantitativo, basado &#x00FA;nicamente en dos propiedades: la reflectancia especular (R) y la microdureza (VHN, Vickers Hardness Number). Prepararon un diagrama en el que cada mineral se representaba mediante un punto, cuya posici&#x00F3;n ven&#x00ED;a dada por la reflectancia media en luz blanca y la microdureza media. Sin embargo, la utilidad de dicho diagrama para la identificaci&#x00F3;n objetiva de menas era muy limitada, puesto que los valores de reflectancia y microdureza que muestran muchos minerales dependen de la orientaci&#x00F3;n de la secci&#x00F3;n y de la composici&#x00F3;n. Por ello Gray y Millman (<xref ref-type="bibr" rid="cit0016">1962</xref>) propusieron un diagrama mejorado, en el que cada mineral se representaba mediante una l&#x00ED;nea que recorr&#x00ED;a el rango de valores de reflectancia que pod&#x00ED;a mostrar, y m&#x00E1;s adelante McLeod y Chamberlain (<xref ref-type="bibr" rid="cit0018">1969</xref>) propusieron otro m&#x00E1;s completo en el que cada mineral se representaba por dos l&#x00ED;neas ortogonales: la vertical indicaba el rango de valores de reflectancia y la horizontal el rango de valores de microdureza.</p>
<p>Pero ni siquiera estos diagramas mejorados resultaron suficientemente resolutivos, porque muchos minerales presentan considerables solapamientos en los rangos de reflectancia medida con luz blanca, y la medida de la microdureza era dif&#x00ED;cilmente automatizable. Por este motivo se decidi&#x00F3; utilizar otra propiedad cuantitativa de los minerales que puede llegar a ser muy distintiva: la variaci&#x00F3;n de la reflectancia especular con la longitud de onda de la luz, que se caracteriza efectuando medidas multiespectrales (es decir, a varias longitudes de onda) o incluso espectrales (obteniendo un espectro continuo de reflectancia).</p>
<p>La IMA/COM (Commission on Ore Microscopy of the International Mineralogical Association), constituida en 1962 por un grupo internacional de cient&#x00ED;ficos y dise&#x00F1;adores de instrumentos, consider&#x00F3; que las propiedades anteriores eran las m&#x00E1;s prometedoras para conseguir la identificaci&#x00F3;n objetiva de menas, y en su reuni&#x00F3;n de 1964 adopt&#x00F3; como objetivos la preparaci&#x00F3;n de una serie de patrones de reflectancia calibrados en el National Physical Laboratory del Reino Unido para su uso por todos los miembros y la compilaci&#x00F3;n de una tabla de datos cuantitativos de minerales que incluyera al menos la microdureza Vickers y la reflectancia especular (R, R<sub>o</sub>, R<sub>e</sub>, R<sub>e&#x2019;</sub>, R<sub>1</sub>, R<sub>2</sub>, R<sub>a</sub>, R<sub>b</sub>, R<sub>c</sub> &#x2026; seg&#x00FA;n el tipo de simetr&#x00ED;a del mineral) medida a cuatro longitudes de onda: 470 nm (azul), 546 nm (verde), 589 nm (amarillo) y 650 nm (rojo).</p>
<p>A ra&#x00ED;z de la decisi&#x00F3;n de la COM, a mediados de los a&#x00F1;os 60 los principales fabricantes de microscopios comenzaron a ofrecer sofisticados microfot&#x00F3;metros (Leitz MPV, Zeiss MPM) dotados de tubos fotomultiplicadores muy sensibles capaces de realizar medidas precisas en una peque&#x00F1;a regi&#x00F3;n de unos pocos &#x00B5;m de di&#x00E1;metro a trav&#x00E9;s de filtros de interferencia de banda de paso muy estrecha, lo que facilit&#x00F3; tanto la adquisici&#x00F3;n de datos de reflectancia para las tablas como la aplicaci&#x00F3;n de m&#x00E9;todos cuantitativos para la identificaci&#x00F3;n de menas a partir de medidas de reflectancia o color.</p>
<p>En 1970 la COM public&#x00F3; una tabla provisional de datos cuantitativos editada por el Departamento de Cristalograf&#x00ED;a y Mineralog&#x00ED;a de la Universidad de Barcelona (Font-Altaba, <xref ref-type="bibr" rid="cit0014">1970</xref>) que recog&#x00ED;a los rangos de microdureza Vickers y de reflectancia especular en aire en las cuatro longitudes de onda COM para poco m&#x00E1;s de cien minerales.</p>
<p>La primera edici&#x00F3;n del Quantitative Data File (QDF) de la COM (Henry, <xref ref-type="bibr" rid="cit0017">1977</xref>) represent&#x00F3; un avance considerable sobre la versi&#x00F3;n provisional de 1970 al aportar datos de composici&#x00F3;n y de rayos X, as&#x00ED; como valores de color cuantitativo y de reflectancia espectral en la banda visible (16 medidas entre 400 nm y 700 nm, a intervalos de 20 nm, en aire y en aceite), aunque &#x00FA;nicamente para una parte de los minerales. Una compilaci&#x00F3;n de medidas de reflectancia espectral m&#x00E1;s completa fue recogida por Picot y Johan (<xref ref-type="bibr" rid="cit0019">1977</xref>) y Picot y Johan (<xref ref-type="bibr" rid="cit0020">1982</xref>) en su Atlas of Ore Minerals, que aporta medidas originales de reflectancia entre 420 nm y 700 nm (tambi&#x00E9;n a intervalos de 20 nm) para todos los minerales, adem&#x00E1;s de novedades importantes como informaci&#x00F3;n sobre asociaciones minerales frecuentes y sus localizaciones, y l&#x00E1;minas en color.</p>
<p>La segunda edici&#x00F3;n del Quantitative Data File (QDF2) de la COM (Criddle y Stanley, <xref ref-type="bibr" rid="cit0011">1986</xref>) conten&#x00ED;a ya 420 fichas (327 correspondientes a especies minerales individuales y 93 a diversas variantes composicionales y estructurales), aunque no todas estaban completas debido a que el peque&#x00F1;o tama&#x00F1;o de los granos de algunos minerales imped&#x00ED;a realizar ciertas medidas.</p>
<p>Finalmente, la tercera y &#x00FA;ltima edici&#x00F3;n del Quantitative Data File (QDF3) de la COM (Criddle y Stanley <xref ref-type="bibr" rid="cit0012">1993</xref>) contiene 635 fichas, pr&#x00E1;cticamente todas completas, de las que 510 corresponden a especies minerales y 125 a variantes composicionales y estructurales. Como novedad, cada ficha incluye una representaci&#x00F3;n gr&#x00E1;fica de los valores de reflectancia multiespectral, que permite hacerse una idea de la forma de los espectros de reflectancia del mineral para las distintas orientaciones cristalogr&#x00E1;ficas.</p>
<p>En los a&#x00F1;os 80 comenzaron a aparecer diversos m&#x00E9;todos de identificaci&#x00F3;n autom&#x00E1;tica basados en el uso de ordenadores personales que comparaban los valores de reflectancia medidos en un punto del campo microsc&#x00F3;pico con los datos de las distintas ediciones del Quantitative Data File. Gerlitz <italic>et al.</italic> (<xref ref-type="bibr" rid="cit0015">1989</xref>) publican un programa inform&#x00E1;tico para PC basado en una versi&#x00F3;n digital de la base de datos QDF2 de IMA/COM. Bernhardt (<xref ref-type="bibr" rid="cit0001">1987</xref>) desarrolla un sistema para identificaci&#x00F3;n automatizada basado precisamente en medidas espectrales puntuales en las 16 bandas (entre 400 y 700 nm, con 20 nm de separaci&#x00F3;n) del QDF2.</p>
</sec>
<sec id="sec3">
<title>3. ESTADO DEL ARTE</title>
<p>En s&#x00ED;ntesis, a pesar de los numerosos intentos realizados para automatizar la identificaci&#x00F3;n de fases minerales mediante el uso de propiedades &#x00F3;pticas cuantitativas, el proceso no pudo ser culminado con &#x00E9;xito. La raz&#x00F3;n estriba en que en numerosas ocasiones resulta dif&#x00ED;cil identificar una fase mediante la simple medida de su reflectancia o de su color, siendo necesaria la intervenci&#x00F3;n del especialista para tener en cuenta criterios adicionales (microdureza Vickers, observaci&#x00F3;n bajo luz polarizada, conocimiento de las asociaciones minerales habituales, etc.) que permitan asegurar la exactitud de la identificaci&#x00F3;n. La dificultad para utilizar dichos criterios adicionales de forma automatizada ha impedido la aplicaci&#x00F3;n sistem&#x00E1;tica de la microscop&#x00ED;a &#x00F3;ptica de reflexi&#x00F3;n al an&#x00E1;lisis cuantitativo de fases en la industria, restringiendo su utilizaci&#x00F3;n a los pocos laboratorios dotados de personal especializado existentes en la actualidad. Dado el coste laboral de dichos especialistas y el tiempo necesario para su realizaci&#x00F3;n, los an&#x00E1;lisis manuales mediante contaje de puntos s&#x00F3;lo resultan abordables en estudios aislados, y no es factible su aplicaci&#x00F3;n generalizada en la industria.</p>
<p>En esta situaci&#x00F3;n, resultaba l&#x00F3;gico abordar el an&#x00E1;lisis cuantitativo de fases mediante t&#x00E9;cnicas de microscop&#x00ED;a electr&#x00F3;nica y, efectivamente, sobre esta base se pusieron a punto diversos sistemas. En el mercado se encuentran con distintos nombres comerciales (QEMSEM, QEMSCAN, MLA, etc., como acr&#x00F3;nimos de Quantitative Evaluation of Mineralogy by Scanning Electron Microscope, Mineral Liberation Analyzer, etc.), pero para los fines de este trabajo se designan colectivamente, en lo que sigue, como sistemas MEB (Microscop&#x00ED;a Electr&#x00F3;nica de Barrido), basados en informaci&#x00F3;n de tipo qu&#x00ED;mico, independientemente de la estrategia anal&#x00ED;tica espec&#x00ED;fica de cada uno de ellos, para identificar y medir autom&#x00E1;ticamente las distintas fases presentes en una muestra. No obstante, estas t&#x00E9;cnicas no han resuelto definitivamente el problema, dado que presentan una serie de limitaciones que impiden su uso generalizado:</p>
<list list-type="bullet">
<list-item>
<p>La t&#x00E9;cnica MEB permite determinar la composici&#x00F3;n elemental de la muestra en un cierto n&#x00FA;mero de puntos de su superficie, pero esto no es suficiente para discriminar entre fases que, teniendo composiciones similares, presentan estructuras diferentes, cosa relativamente frecuente en ciertas aplicaciones (mineralog&#x00ED;a, por ejemplo).</p>
</list-item>
<list-item>
<p>El coste de los equipos MEB es muy elevado (en principio, del orden del mill&#x00F3;n de d&#x00F3;lares USA, aunque tiende a bajar), y no est&#x00E1; al alcance de la mayor parte de las empresas (ni de las instituciones p&#x00FA;blicas), por lo que el n&#x00FA;mero de unidades en uso en el mundo &#x2013;poco m&#x00E1;s de 200- es muy inferior a la potencial demanda y a la magnitud de los problemas a resolver.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>El manejo de estos equipos exige personal altamente capacitado, y un entorno especialmente acondicionado con elevados requisitos de estabilidad ambiental.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>La preparaci&#x00F3;n de las muestras para MEB precisa de un equipamiento y un personal especializado que suponen un considerable coste por an&#x00E1;lisis.</p>
</list-item>
</list>
<p>Por todo ello, las t&#x00E9;cnicas MEB no son la soluci&#x00F3;n ideal al problema del an&#x00E1;lisis mineral&#x00F3;gico en materiales multifase, salvo para grandes empresas que puedan permitirse invertir grandes cantidades de dinero en laboratorios de &#x00FA;ltima generaci&#x00F3;n, y que puedan recurrir a la realizaci&#x00F3;n de an&#x00E1;lisis microsc&#x00F3;picos manuales en caso de duda.</p>
<p>Teniendo en cuenta todo lo anterior, resulta razonable el intento de desarrollar nuevas metodolog&#x00ED;as de an&#x00E1;lisis que permitan aplicar la microscop&#x00ED;a &#x00F3;ptica de reflexi&#x00F3;n al reconocimiento automatizado de minerales, a pesar de la tendencia actual a ignorarla. La que parece contar con m&#x00E1;s posibilidades de &#x00E9;xito es el an&#x00E1;lisis de imagen, ya que proporciona una gran cantidad de informaci&#x00F3;n por cada campo que se adquiere, lo que permite caracterizar una preparaci&#x00F3;n procesando un n&#x00FA;mero de campos mucho menor que el n&#x00FA;mero de puntos necesarios con un contador de puntos.</p>
<p>A finales de los 70 se intent&#x00F3; aplicar los primeros sistemas de an&#x00E1;lisis de imagen, como el QTM720 de Cambridge Instruments, a la identificaci&#x00F3;n de minerales en im&#x00E1;genes obtenidas con una c&#x00E1;mara acoplada a un microscopio, pero los resultados no fueron buenos por m&#x00FA;ltiples motivos (baja sensibilidad y resoluci&#x00F3;n de las c&#x00E1;maras de tubo, alimentaci&#x00F3;n poco estabilizada, ausencia de calibraci&#x00F3;n, opacidad de las aplicaciones, poca informaci&#x00F3;n al usuario sobre las limitaciones del sistema, etc.). Hacia 1985 se hab&#x00ED;a abandonado, por su dif&#x00ED;cil reproducibilidad, el an&#x00E1;lisis autom&#x00E1;tico de menas met&#x00E1;licas basado en im&#x00E1;genes &#x00F3;pticas (Sutherland y Gottlieb, <xref ref-type="bibr" rid="cit0024">1991</xref>), aunque la t&#x00E9;cnica sigui&#x00F3; siendo &#x00FA;til en otros campos en los que la segmentaci&#x00F3;n era m&#x00E1;s f&#x00E1;cil (metalograf&#x00ED;a, medicina, biolog&#x00ED;a, etc.).</p>
<p>Durante los a&#x00F1;os 90 el an&#x00E1;lisis de im&#x00E1;genes fue aplicado con &#x00E9;xito en otros tipos de an&#x00E1;lisis microsc&#x00F3;pico automatizado, como el an&#x00E1;lisis petrogr&#x00E1;fico de carbones de capa (Catalina <italic>et al</italic>., <xref ref-type="bibr" rid="cit0008">1995</xref>) o el an&#x00E1;lisis petrogr&#x00E1;fico de mezclas de carbones (Catalina <italic>et al</italic>., <xref ref-type="bibr" rid="cit0009">2003</xref>), que se realizan con luz reflejada monocrom&#x00E1;tica de 546 nm. Estos sistemas son precedentes casi inmediatos del sistema CAMEVA porque usaban dos patrones de reflectancia (alta y baja) para su calibraci&#x00F3;n, y empleaban una c&#x00E1;mara CCD monocroma y una rueda de filtros para adquirir varias im&#x00E1;genes de cada campo (una por cada &#x00E1;ngulo de polarizaci&#x00F3;n de la iluminaci&#x00F3;n).</p>
<p>Las caracter&#x00ED;sticas b&#x00E1;sicas de un sistema de adquisici&#x00F3;n de im&#x00E1;genes microsc&#x00F3;picas multiespectrales mediante c&#x00E1;mara CCD en color RGB fueron analizadas por Pirard <italic>et al.</italic> (<xref ref-type="bibr" rid="cit0022">1999</xref>) y el sistema RGB fue ensayado por Berrezueta y Castroviejo (<xref ref-type="bibr" rid="cit0002">2007</xref>). Pirard (<xref ref-type="bibr" rid="cit0021">2004</xref>) profundiza en las ventajas que presenta el uso de una c&#x00E1;mara CCD monocroma y una rueda de filtros de interferencia para la obtenci&#x00F3;n de im&#x00E1;genes multiespectrales de menas en el espectro visible. Esta opci&#x00F3;n, ampliada al espectro infrarrojo cercano, es la elegida para el sistema CAMEVA (Pirard <italic>et al</italic>., <xref ref-type="bibr" rid="cit0023">2008</xref>).</p>
</sec>
<sec id="sec4">
<title>4. OBJETIVOS</title>
<p>Teniendo en cuenta estos antecedentes y el estado del arte, los autores abordaron en el marco del proyecto CAMEVA (Caracterizaci&#x00F3;n Automatizada de Menas Met&#x00E1;licas por Visi&#x00F3;n Artificial, financiado por el Ministerio de Educaci&#x00F3;n y Ciencia a trav&#x00E9;s del Plan Nacional de I+D+i) el desarrollo de un innovador sistema, actualmente patentado (Castroviejo <italic>et al</italic>., <xref ref-type="bibr" rid="cit0006">2013</xref>), para el reconocimiento automatizado de menas met&#x00E1;licas que permitiera superar las limitaciones que presentaba la microscop&#x00ED;a &#x00F3;ptica para el an&#x00E1;lisis cuantitativo de fases, mediante la puesta a punto de unos procedimientos avanzados para la calibraci&#x00F3;n y la operaci&#x00F3;n de un microscopio &#x00F3;ptico de reflexi&#x00F3;n especialmente modificado para adquirir im&#x00E1;genes multiespectrales en una porci&#x00F3;n del espectro m&#x00E1;s extensa que la banda visible. La informaci&#x00F3;n adicional aportada por la reflectancia de la muestra en el infrarrojo cercano (<italic>Near Infrared</italic> o <italic>NIR</italic>, en ingl&#x00E9;s) y/o en el ultravioleta cercano (<italic>Near Ultraviolet</italic> o <italic>NUV</italic>, en ingl&#x00E9;s) permite identificar las distintas fases con mayor certeza que &#x00FA;nicamente a partir de la reflectancia en la banda visible (<italic>Vis</italic>).</p>
<p>El objetivo final era poner a punto un sistema de adquisici&#x00F3;n y proceso digital de im&#x00E1;genes que deb&#x00ED;a reunir las siguientes capacidades:</p>
<list list-type="bullet">
<list-item>
<p>Reconocimiento autom&#x00E1;tico de minerales comunes de inter&#x00E9;s industrial</p>
</list-item>
<list-item>
<p>Proporcionar medidas cuantitativas aplicables al control de procesos industriales</p>
</list-item>
<list-item>
<p>Permitir la incorporaci&#x00F3;n de nuevos minerales en la base de datos</p>
</list-item>
<list-item>
<p>Asistir al microscopista proporcion&#x00E1;ndole informaci&#x00F3;n objetiva sobre la muestra</p>
</list-item>
</list>
</sec>
<sec id="sec5" sec-type="materials|methods">
<title>5. MATERIALES Y M&#x00C9;TODOS</title>
<p>La metodolog&#x00ED;a seguida para desarrollar el sistema aborda las dos vertientes del problema: por un lado, se integra un equipo que permite adquirir im&#x00E1;genes microsc&#x00F3;picas de reflectancia especular en distintas bandas del espectro, y por otro se desarrolla un m&#x00E9;todo operativo para calibrar y manejar dicho equipo, asegurando la obtenci&#x00F3;n de medidas cuantitativas precisas y reproducibles de la reflectancia multiespectral sobre la superficie de una secci&#x00F3;n pulida.</p>
<sec id="sec5.1">
<title>5.1. Equipo</title>
<p>El equipo est&#x00E1; constituido por dos elementos principales: el instrumento y la unidad de control y proceso. El instrumento consiste en un microscopio &#x00F3;ptico de reflexi&#x00F3;n dotado al menos de platina y enfoque motorizados, al que se realiza una serie de modificaciones (<xref ref-type="fig" rid="f0002">Fig. 2</xref>) con el fin de permitir la adquisici&#x00F3;n de im&#x00E1;genes multiespectrales m&#x00E1;s all&#x00E1; de la banda visible. La unidad de control y proceso consiste en un ordenador que ejecuta el programa que controla los distintos elementos del instrumento y que aplica el m&#x00E9;todo operativo avanzado para calibraci&#x00F3;n y operaci&#x00F3;n del sistema.</p>
<fig id="f0002">
<label>Figura 2</label>
<caption>
<p>Esquema del microscopio modificado para integrar el sistema CAMEVA.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="RDM201722_e107-g002.tif" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"/>
</fig>
<p>En el proyecto CAMEVA se han construido dos prototipos del equipo, basados en sendos microscopios de los dos principales fabricantes. El del LMAAI (Laboratorio de Microscop&#x00ED;a Aplicada y An&#x00E1;lisis de Imagen, <italic>redlab 207</italic> de la CM, ubicado en la ETSI Minas y Energ&#x00ED;a, Universidad Polit&#x00E9;cnica de Madrid) est&#x00E1; basado en un microscopio Leica de gama alta totalmente motorizado, mientras que el de AITEMIN emplea un microscopio Zeiss de gama media que s&#x00F3;lo tiene motorizados el enfoque y la platina.</p>
<p>El equipo del LMAAI est&#x00E1; integrado por los siguientes elementos:</p>
<list list-type="bullet">
<list-item>
<p>El instrumento es un microscopio de luz reflejada modelo Leica DM6000M, con objetivos PL FLUOTAR de 2.5x, 5x, 10x y 20x e iluminador 106 con l&#x00E1;mpara hal&#x00F3;gena de 100W a 12V, al que se le han realizado las siguientes modificaciones:</p>
</list-item>
</list>
<list list-type="roman-lower">
<list-item>
<p>Sustituci&#x00F3;n del filtro antit&#x00E9;rmico &#x201C;<italic>hot mirror</italic>&#x201D; est&#x00E1;ndar del iluminador por uno fabricado expresamente para el sistema, que permite el paso de luz con longitudes de onda entre 300 y 1300 nm y refleja el resto, incluyendo el calor, hacia el interior del iluminador (<xref ref-type="fig" rid="f0003">Fig. 3</xref>).</p>
</list-item>
<list-item>
<p>Retirada del filtro polarizador existente a la entrada del cubo reflector est&#x00E1;ndar, para trabajar con luz no polarizada.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>Incorporaci&#x00F3;n de un adaptador para c&#x00E1;maras de rosca C, con factor de aumento 1x (sin lentes).</p>
</list-item>
<list-item>
<p>Incorporaci&#x00F3;n de una c&#x00E1;mara de v&#x00ED;deo B&#x0026;N Basler scA1400-17fm, con sensor CCD de 2/3&#x201D; SONY ICX-285AL de 1392 x 1040 p&#x00ED;xeles, interfaz digital IEEE 1394 (FireWire) y montura de rosca C. Su gran tama&#x00F1;o de p&#x00ED;xel (6,45 x 6,45 &#x03BC;m) proporciona un rango din&#x00E1;mico real de 11,2 bits. La curva de respuesta del sensor (<xref ref-type="fig" rid="f0004">Fig. 4</xref>) revela que es especialmente adecuado para adquirir im&#x00E1;genes en el infrarrojo cercano hasta 1000 nm.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>Incorporaci&#x00F3;n de una rueda de filtros DTA RPF Max-16, intercalada entre el iluminador y el microscopio, en la que se han montado 13 filtros de interferencia Melles Griot de &#x00D8;25 mm, con longitudes de onda nominales de 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950 y 1000 nm, paso de banda de 40 nm y transmitancia m&#x00ED;nima del 50% (<xref ref-type="fig" rid="f0005">Fig. 5</xref>). Tambi&#x00E9;n se ha montado una combinaci&#x00F3;n pancrom&#x00E1;tica, compuesta por un filtro KG3 y otro ND, para que el operador pueda observar la muestra por los oculares sin deslumbrarse.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>Incorporaci&#x00F3;n de un tramo de tubo de 60 mm para separar el iluminador de la rueda de filtros, con la que interfer&#x00ED;a por limitaciones de espacio.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>Sustituci&#x00F3;n de la platina original por una platina motorizada de precisi&#x00F3;n M&#x00E4;rzh&#x00E4;user SCANplus con un rango de desplazamiento de 100 x 100 mm, 0,05 &#x03BC;m de resoluci&#x00F3;n y repetibilidad &#x003C;1 &#x03BC;m. Esta platina se controla desde una tarjeta Tango PCI-S montada en la unidad de control y proceso.</p>
</list-item>
</list>
<list list-type="bullet">
<list-item>
<p>Otros elementos auxiliares de gran importancia para el correcto funcionamiento del sistema son:</p>
</list-item>
</list>
<list list-type="roman-lower">
<list-item>
<p>Patrones de reflectancia. Para la calibraci&#x00F3;n se emplean dos patrones de reflectancia especular de la firma Ocean Optics, uno de alta reflectancia (referencia STAN-SSH, fabricado en s&#x00ED;lice con recubrimiento de aluminio, con R&#x2248;89%) y otro de baja reflectancia (referencia STAN-SSL, fabricado en vidrio negro, con R&#x2248;4,5%). Ambos ven&#x00ED;an con su correspondiente curva de calibraci&#x00F3;n, lo que ha permitido calcular con exactitud la reflectancia promedio en cada una de las bandas.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>Patr&#x00F3;n geom&#x00E9;trico. Se emplea un divisor de haz del tipo &#x201C;<italic>polka-dot</italic>&#x201D; (referencia NT46-461 de Edmund Optics) que por sus caracter&#x00ED;sticas resulta adecuado para realizar la calibraci&#x00F3;n geom&#x00E9;trica del sistema con objetivos de 5x a 20x.</p>
</list-item>
</list>
<p>La unidad de control y proceso consiste en un ordenador Dell Precision 390 al que est&#x00E1;n conectados los elementos del instrumento (microscopio, c&#x00E1;mara, rueda de filtros y platina) y que ejecuta una aplicaci&#x00F3;n de software especialmente desarrollada para operar el sistema de acuerdo con el m&#x00E9;todo operativo descrito a continuaci&#x00F3;n. El ordenador dispone de una gran pantalla de 24 pulgadas que permite visualizar con todo detalle las im&#x00E1;genes adquiridas por el sistema.</p>
<fig id="f0003">
<label>Figura 3</label>
<caption>
<p>Estimaci&#x00F3;n de potencia espectral a la salida del iluminador modificado.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="RDM201722_e107-g003.tif" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"/>
</fig>
<fig id="f0004">
<label>Figura 4</label>
<caption>
<p>Curva de respuesta del sensor CCD monocromo SONY ICX-285AL.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="RDM201722_e107-g004.tif" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"/>
</fig>
<fig id="f0005">
<label>Figura 5</label>
<caption>
<p>Curvas de transmisividad real de los filtros pasabanda empleados.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="RDM201722_e107-g005.tif" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"/>
</fig>
</sec>
<sec id="sec5.2">
<title>5.2. M&#x00E9;todo</title>
<p>El m&#x00E9;todo operativo integra diversos procedimientos: cuatro de ellos est&#x00E1;n concebidos para calibrar el instrumento y optimizar su funcionamiento, mientras que el quinto hace uso de dicha calibraci&#x00F3;n para adquirir y corregir las im&#x00E1;genes, asegurando la calidad, exactitud, repetibilidad y correcto registro de las im&#x00E1;genes de reflectancia multiespectral resultantes.</p>
<p>Los procedimientos desarrollados realizan las siguientes operaciones:</p>
<sec id="s5b1">
<title>5.2.1. Determinaci&#x00F3;n del tiempo de exposici&#x00F3;n &#x00F3;ptimo de cada banda</title>
<p>Tanto la potencia luminosa suministrada por el iluminador (<xref ref-type="fig" rid="f0003">Fig. 3</xref>) como la sensibilidad de la c&#x00E1;mara (<xref ref-type="fig" rid="f0004">Fig. 4</xref>) var&#x00ED;an considerablemente con la longitud de onda. Si bien el proceso de calibraci&#x00F3;n de la respuesta del instrumento permitir&#x00ED;a compensar estas diferencias, la calidad de la imagen final inevitablemente se resiente cuando la imagen de partida es demasiado oscura, por lo que es recomendable partir de un nivel de se&#x00F1;al adecuado en todas las bandas. La mejor forma de conseguirlo es fijar un tiempo de exposici&#x00F3;n diferente para cada banda, aprovechando que la c&#x00E1;mara dispone de interfaz digital. Por esta raz&#x00F3;n se ha desarrollado un procedimiento para establecer el tiempo de exposici&#x00F3;n &#x00F3;ptimo en cada banda mediante un algoritmo de aproximaciones sucesivas que toma im&#x00E1;genes de un patr&#x00F3;n de reflectancia conocida. El objetivo final de esta operaci&#x00F3;n es que las im&#x00E1;genes adquiridas por el instrumento aprovechen al m&#x00E1;ximo el rango din&#x00E1;mico de la c&#x00E1;mara sin sufrir saturaci&#x00F3;n, por lo que debe realizarse peri&#x00F3;dicamente con cada uno de los objetivos utilizados, con el fin de ir compensando el envejecimiento de la l&#x00E1;mpara del iluminador.</p>
</sec>
<sec id="s5b2">
<title>5.2.2. Determinaci&#x00F3;n del plano de enfoque &#x00F3;ptimo de cada banda</title>
<p>En un microscopio, el enfoque de la imagen se efect&#x00FA;a mediante el ajuste de la separaci&#x00F3;n entre el objetivo y la muestra, que se controla a trav&#x00E9;s del desplazamiento vertical de la platina (movimiento en el eje Z). La mayor&#x00ED;a de los objetivos de microscopio est&#x00E1;n concebidos para su uso por un observador humano, por lo que su dise&#x00F1;o combina lentes de distintos materiales para conseguir que la luz de los tres colores primarios (rojo, verde y azul) se enfoque aproximadamente en el mismo plano, de forma que las im&#x00E1;genes en color se vean totalmente n&#x00ED;tidas desde una misma posici&#x00F3;n del eje Z. Sin embargo, para longitudes de onda inferiores a 450 nm o superiores a 650 nm la luz se enfoca en planos crecientemente alejados, lo que obliga en la pr&#x00E1;ctica a enfocar independientemente cada banda de la imagen multiespectral, para conseguir un enfoque &#x00F3;ptimo en todas ellas. Afortunadamente, las distancias entre los planos de enfoque &#x00F3;ptimo de las distintas bandas son fijas para cada objetivo, por lo que, una vez enfocada una banda, las dem&#x00E1;s pueden enfocarse &#x201C;a ciegas&#x201D;, simplemente sumando los correspondientes ajustes a la posici&#x00F3;n del plano de enfoque de esa banda. Para determinar dichos ajustes se ha desarrollado un procedimiento que enfoca autom&#x00E1;ticamente una preparaci&#x00F3;n que presente buen contraste en todas las bandas, determinando el valor de la coordenada Z del microscopio en el punto de enfoque &#x00F3;ptimo de cada una de ellas. Seguidamente, se calculan las diferencias entre el valor de Z en una de las bandas, que ser&#x00E1; considerada como banda de referencia para el enfoque, y los valores de Z en el resto de las bandas (<xref ref-type="fig" rid="f0006">Fig. 6</xref>), y se guardan en un archivo para su uso ulterior. Esta operaci&#x00F3;n debe realizarse una sola vez con cada uno de los objetivos utilizados.</p>
<fig id="f0006">
<label>Figura 6</label>
<caption>
<p>Curva que recoge la variaci&#x00F3;n del plano de enfoque &#x00F3;ptimo entre las distintas bandas.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="RDM201722_e107-g006.tif" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"/>
</fig>
</sec>
<sec id="s5b3">
<title>5.2.3. Calibraci&#x00F3;n de la respuesta del instrumento</title>
<p>La calibraci&#x00F3;n de la respuesta del instrumento es una operaci&#x00F3;n esencial para asegurar la exactitud de las medidas de reflectancia y garantizar la reproducibilidad de los resultados, tanto a lo largo del tiempo como entre distintos laboratorios. El procedimiento est&#x00E1; basado en la adquisici&#x00F3;n de im&#x00E1;genes de patrones de reflectancia conocida en cada una de las bandas, con el fin de caracterizar las imperfecciones del instrumento para poder compensarlas posteriormente mediante el procedimiento desarrollado para la adquisici&#x00F3;n de una imagen multiespectral. Para evitar que los defectos superficiales y las part&#x00ED;culas de suciedad del patr&#x00F3;n puedan falsear la calibraci&#x00F3;n, el procedimiento desarrollado realiza un peque&#x00F1;o barrido en X e Y sobre el patr&#x00F3;n y promedia las im&#x00E1;genes de los campos recorridos aplicando un novedoso algoritmo que filtra tanto las zonas excesivamente oscuras como las excesivamente claras para impedir que intervengan en el c&#x00E1;lculo. El proceso est&#x00E1; dise&#x00F1;ado de forma que las im&#x00E1;genes promedio obtenidas tengan una resoluci&#x00F3;n efectiva de 16 bits por p&#x00ED;xel. La <xref ref-type="fig" rid="f0007">Fig. 7</xref> muestra una imagen t&#x00ED;pica del patr&#x00F3;n de alta reflectancia con sus defectos, as&#x00ED; como la imagen resultante del proceso de filtrado y promediado en un barrido de 4 x 4 campos sobre dicho patr&#x00F3;n.</p>
<fig id="f0007">
<label>Figura 7</label>
<caption>
<p>Eliminaci&#x00F3;n de defectos del patr&#x00F3;n en el proceso de filtrado y promediado.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="RDM201722_e107-g007.tif" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"/>
</fig>
<p>Para calibrar el instrumento adecuadamente es necesario emplear al menos dos patrones, que idealmente deber&#x00ED;an tener reflectancias nominales pr&#x00F3;ximas a los l&#x00ED;mites superior e inferior de la franja de reflectancias en la que se va a trabajar. Esta operaci&#x00F3;n debe realizarse frecuentemente con cada uno de los objetivos utilizados, con el fin de mantener el instrumento perfectamente calibrado a pesar de la evoluci&#x00F3;n de la intensidad y distribuci&#x00F3;n de la luz en el iluminador.</p>
</sec>
<sec id="s5b4">
<title>5.2.4. Calibraci&#x00F3;n geom&#x00E9;trica del instrumento</title>
<p>Al analizar el comportamiento real de los objetivos de dos de las principales marcas de microscopios (Leica y Zeiss), se ha comprobado que tanto la posici&#x00F3;n del centro &#x00F3;ptico de la imagen como la escala efectiva de &#x00E9;sta var&#x00ED;an con la longitud de onda de la luz (ver <xref ref-type="fig" rid="f0008">Fig. 8</xref> y <xref ref-type="fig" rid="f0009">Fig. 9</xref>), lo que hace que las im&#x00E1;genes de las distintas bandas presenten un registro incorrecto. Por este motivo, se ha desarrollado un procedimiento de calibraci&#x00F3;n geom&#x00E9;trica del instrumento que determina autom&#x00E1;ticamente las correcciones que hay que aplicar a cada banda para conseguir un registro perfecto. El procedimiento est&#x00E1; basado en el uso de un patr&#x00F3;n que contiene una disposici&#x00F3;n reticular de puntos reflectantes de tama&#x00F1;o y separaci&#x00F3;n conocidos, que debe ser colocado, enfocado y centrado en el campo visual del instrumento por el operador del sistema. Una vez hecho esto, el operador arranca el proceso de calibraci&#x00F3;n propiamente dicho, que localiza los cuatro puntos m&#x00E1;s pr&#x00F3;ximos a las esquinas de la imagen, y extrae las coordenadas de imagen de sus respectivos centros de gravedad (X<sub>CGi</sub>, Y<sub>CGi</sub>). A partir de ellas se determinan los par&#x00E1;metros finales de la calibraci&#x00F3;n geom&#x00E9;trica, que ser&#x00E1;n utilizados en el procedimiento para la adquisici&#x00F3;n de una imagen multiespectral: el centro &#x00F3;ptico y la escala efectiva de cada banda. Esta operaci&#x00F3;n debe realizarse una sola vez con cada uno de los objetivos, por lo que el momento ideal para llevarla a cabo es durante la instalaci&#x00F3;n del sistema, o tras el montaje de un objetivo nuevo.</p>
<fig id="f0008">
<label>Figura 8</label>
<caption>
<p>Curvas que recogen el desplazamiento del centro &#x00F3;ptico entre las distintas bandas.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="RDM201722_e107-g008.tif" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"/>
</fig>
<fig id="f0009">
<label>Figura 9</label>
<caption>
<p>Curva que recoge la variaci&#x00F3;n de la escala de la imagen entre las distintas bandas.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="RDM201722_e107-g009.tif" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"/>
</fig>
<p>Otro problema de tipo geom&#x00E9;trico, aunque completamente diferente, es la existencia de un peque&#x00F1;o error de orientaci&#x00F3;n entre los ejes del sensor de la c&#x00E1;mara y los ejes de la platina motorizada, cuyas consecuencias se hacen patentes al componer un mosaico con im&#x00E1;genes adquiridas en el barrido autom&#x00E1;tico de una preparaci&#x00F3;n. Su calibraci&#x00F3;n debe realizarse cada vez que se monte o se altere la posici&#x00F3;n de la c&#x00E1;mara.</p>
</sec>
<sec id="s5b5">
<title>5.2.5. Adquisici&#x00F3;n y correcci&#x00F3;n de una imagen multiespectral</title>
<p>Se ha desarrollado un procedimiento para obtener im&#x00E1;genes multiespectrales de una preparaci&#x00F3;n microsc&#x00F3;pica en las que los valores de gris de cada p&#x00ED;xel representan exactamente la reflectancia del correspondiente punto de la muestra en las distintas bandas consideradas. El procedimiento consiste en la adquisici&#x00F3;n de una imagen multiespectral &#x201C;en bruto&#x201D; empleando los tiempos de exposici&#x00F3;n y ajustes de posici&#x00F3;n de enfoque determinados previamente mediante los procedimientos i y ii, seguida de la aplicaci&#x00F3;n sucesiva de dos correcciones: una correcci&#x00F3;n de la respuesta del instrumento, basada en las im&#x00E1;genes de los patrones de reflectancia adquiridas seg&#x00FA;n el procedimiento iii, y una correcci&#x00F3;n geom&#x00E9;trica, basada en los par&#x00E1;metros determinados en el procedimiento iv.</p>
<p>La adquisici&#x00F3;n de la imagen multiespectral &#x201C;en bruto&#x201D; se lleva a cabo mediante un proceso en el que se van obteniendo sucesivamente im&#x00E1;genes de 16 bits por p&#x00ED;xel de cada una de las bandas consideradas, tras fijar el tiempo de exposici&#x00F3;n de la c&#x00E1;mara, aplicar el ajuste de posici&#x00F3;n de enfoque y seleccionar el filtro de la rueda que corresponden a cada una de ellas. Dado que la c&#x00E1;mara ya proporciona im&#x00E1;genes de 12 bits por p&#x00ED;xel, para conseguir im&#x00E1;genes de 16 bits por p&#x00ED;xel se puede optar por acumular 16 cuadros consecutivos de la c&#x00E1;mara o por acumular menos cuadros y desplazar el acumulador a la izquierda, en funci&#x00F3;n de las necesidades de velocidad de adquisici&#x00F3;n y precisi&#x00F3;n del resultado.</p>
<p>A continuaci&#x00F3;n, se efect&#x00FA;a la correcci&#x00F3;n de la respuesta del instrumento, en la que se determina la reflectancia correspondiente a cada uno de los p&#x00ED;xeles mediante la interpolaci&#x00F3;n (o incluso extrapolaci&#x00F3;n) de su nivel de gris entre los niveles de gris que presente dicho p&#x00ED;xel en las im&#x00E1;genes de dos patrones, seg&#x00FA;n la f&#x00F3;rmula siguiente (1):</p>
<disp-formula id="FD1">
<alternatives>
<mml:math id="M1">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
<graphic xlink:href="RDM201722-e107-eq1.tif" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"/>
</alternatives>
</disp-formula>
<p>Donde:</p>
<p><italic>G</italic><sub><italic>i</italic></sub> <italic>(j,k)</italic> es el nivel de gris del p&#x00ED;xel (j,k) de la banda i de la imagen corregida del campo</p>
<p><italic>f</italic><sub><italic>R</italic></sub> es el factor de conversi&#x00F3;n de nivel de gris a reflectancia</p>
<p><italic>F</italic><sub><italic>i</italic></sub> <italic>(j,k)</italic> es el nivel de gris del p&#x00ED;xel (j,k) de la banda i de la imagen &#x201C;en bruto&#x201D; del campo</p>
<p><italic>P</italic><sub><italic>Hi</italic></sub> <italic>(j,k)</italic> es el nivel de gris del p&#x00ED;xel (j,k) de la banda i del patr&#x00F3;n de alta reflectancia</p>
<p><italic>P</italic><sub><italic>Li</italic></sub> <italic>(j,k)</italic> es el nivel de gris del p&#x00ED;xel (j,k) de la banda i del patr&#x00F3;n de baja reflectancia</p>
<p><italic>R</italic><sub><italic>Hi</italic></sub> es la reflectancia del patr&#x00F3;n de alta reflectancia en la banda i</p>
<p><italic>R</italic><sub><italic>Li</italic></sub> es la reflectancia del patr&#x00F3;n de baja reflectancia en la banda i</p>
<p>Esta f&#x00F3;rmula puede reordenarse de forma que s&#x00F3;lo sea necesario realizar dos operaciones aritm&#x00E9;ticas de imagen (una resta y una divisi&#x00F3;n) con im&#x00E1;genes constantes que pueden ser calculadas con antelaci&#x00F3;n, lo que acelera sensiblemente el c&#x00E1;lculo.</p>
<p>De esta forma, la imagen &#x201C;en bruto&#x201D; se transforma eficientemente en una nueva imagen, en la que el nivel de gris de cada pixel representa directamente la reflectancia de la muestra (aplicando el factor de conversi&#x00F3;n deseado), con lo que se corrigen de forma efectiva la falta de uniformidad de la iluminaci&#x00F3;n del campo microsc&#x00F3;pico y los posibles defectos del sistema &#x00F3;ptico en las distintas bandas espectrales. La imagen corregida mantiene la resoluci&#x00F3;n original de 16 bits por p&#x00ED;xel, pero puede truncarse a 8 bits para reducir el espacio ocupado en disco, si no se requiere una alta resoluci&#x00F3;n en la medida de reflectancia.</p>
<p>Finalmente se aplica a esta imagen una correcci&#x00F3;n geom&#x00E9;trica derivada de la calibraci&#x00F3;n geom&#x00E9;trica del instrumento que se realiz&#x00F3; tras la instalaci&#x00F3;n del sistema. Esta correcci&#x00F3;n consiste b&#x00E1;sicamente en la aplicaci&#x00F3;n sucesiva de un desplazamiento, un escalado y otro desplazamiento a cada banda de la imagen, de forma que todas ellas pasen a tener el mismo centro que la banda seleccionada como referencia y la escala f&#x00ED;sica prefijada para la imagen final (especificada en &#x00B5;m/p&#x00ED;xel). Adem&#x00E1;s, se corrige el error de orientaci&#x00F3;n entre los ejes de la c&#x00E1;mara y los ejes de la platina mediante la rotaci&#x00F3;n de la imagen un &#x00E1;ngulo igual y de sentido opuesto al medido en la calibraci&#x00F3;n. Todas estas transformaciones pueden ser realizadas en un &#x00FA;nico paso mediante una operaci&#x00F3;n de proceso digital de imagen denominada &#x201C;<italic>warping</italic>&#x201D;.</p>
<p>La aplicaci&#x00F3;n de este novedoso procedimiento permite obtener im&#x00E1;genes microsc&#x00F3;picas multiespectrales de alta calidad expresadas en unidades de reflectancia absoluta, con un perfecto registro de las distintas bandas, que adem&#x00E1;s presentan una escala geom&#x00E9;trica prefijada y cuyos ejes son paralelos a los ejes de la platina, por lo que resulta muy f&#x00E1;cil referenciar puntos y construir mosaicos a partir de ellas. Estas im&#x00E1;genes podr&#x00E1;n ser luego utilizadas para identificar la fase correspondiente a cada p&#x00ED;xel, y establecer la composici&#x00F3;n, distribuci&#x00F3;n, granulometr&#x00ED;a, etc. de las distintas fases.</p>
<p>Las im&#x00E1;genes obtenidas pueden ser tambi&#x00E9;n convertidas a coordenadas de color, con el fin de reproducir el color real de cada fase observada al microscopio para aplicaciones de documentaci&#x00F3;n fotomicrogr&#x00E1;fica, evitando las desviaciones ligadas a la subjetividad del observador o a variaciones instrumentales introducidas por las c&#x00E1;maras en color convencionales. Por ejemplo, combinando las bandas de 400 y 450 nm para obtener la banda azul, las bandas de 500 y 550 nm para obtener la banda verde, y las bandas de 600 y 650 nm para obtener la banda roja se consiguen im&#x00E1;genes RGB con un color muy natural.</p>
<p>La <xref ref-type="fig" rid="f0010">Fig. 10</xref> muestra las 13 bandas de la imagen multiespectral de un campo microsc&#x00F3;pico, as&#x00ED; como la banda pancrom&#x00E1;tica y la conversi&#x00F3;n a imagen en color RGB.</p>
<fig id="f0010">
<label>Figura 10</label>
<caption>
<p>Ejemplo de imagen multiespectral adquirida por el sistema CAMEVA, formada por 13 bandas adquiridas a intervalos de 50 nm entre 400 y 1000 nm. Se incluye la banda pancrom&#x00E1;tica y una vista en color RGB obtenida combinando las bandas de 400 a 650 nm.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="RDM201722_e107-g010.tif" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"/>
</fig>
</sec>
</sec>
</sec>
<sec id="sec6" sec-type="results">
<title>6. RESULTADOS</title>
<p>Los dos prototipos del sistema CAMEVA han sido sometidos a numerosas pruebas, en particular el situado en el LMAAI de la UPM, que ha sido empleado para recopilar una base de datos de reflectancia especular multiespectral en el rango VNIR de una selecci&#x00F3;n de 38 minerales, elegidos por ser los m&#x00E1;s comunes y constituir las principales menas met&#x00E1;licas de inter&#x00E9;s econ&#x00F3;mico e industrial (<xref ref-type="table" rid="t0001">Tabla 1</xref>). La lista se ampli&#x00F3; a 70 minerales en una segunda fase de adquisici&#x00F3;n, y los datos obtenidos han sido incorporados a las bases de datos de IMA/COM, accesibles en Internet (Castroviejo <italic>et al</italic>., <xref ref-type="bibr" rid="cit0007">2014</xref>).</p>
<table-wrap id="t0001">
<label>Tabla 1</label>
<caption>
<p>Valores de reflectancia multiespectral de las principales menas met&#x00E1;licas</p>
</caption>
<table frame="hsides" rules="groups">
<thead>
<tr>
<th align="left"/>
<th align="center"/>
<th colspan="13" align="center">Longitud de onda central de la banda (nm)</th>
</tr>
<tr>
<th align="left"/>
<th align="center"/>
<th colspan="13" align="center"><hr/></th>
</tr>
<tr>
<th align="left">Abreviatura</th>
<th align="left">Mineral</th>
<th align="center">400</th>
<th align="center">450</th>
<th align="center">500</th>
<th align="center">550</th>
<th align="center">600</th>
<th align="center">650</th>
<th align="center">700</th>
<th align="center">750</th>
<th align="center">800</th>
<th align="center">850</th>
<th align="center">900</th>
<th align="center">950</th>
<th align="center">1000</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td align="left">Ag</td>
<td align="left">Plata nativa</td>
<td align="center">84,9</td>
<td align="center">88,7</td>
<td align="center">90,5</td>
<td align="center">91,8</td>
<td align="center">92,5</td>
<td align="center">92,8</td>
<td align="center">93,4</td>
<td align="center">93,6</td>
<td align="center">93,3</td>
<td align="center">93,0</td>
<td align="center">93,4</td>
<td align="center">93,4</td>
<td align="center">93,5</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">arg</td>
<td align="left">Argentita</td>
<td align="center">33,5</td>
<td align="center">34,3</td>
<td align="center">33,8</td>
<td align="center">31,5</td>
<td align="center">30,3</td>
<td align="center">29,6</td>
<td align="center">29,3</td>
<td align="center">29,2</td>
<td align="center">28,9</td>
<td align="center">28,5</td>
<td align="center">28,5</td>
<td align="center">28,4</td>
<td align="center">28,6</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">asp</td>
<td align="left">Arsenopirita</td>
<td align="center">50,2</td>
<td align="center">51,0</td>
<td align="center">52,2</td>
<td align="center">52,9</td>
<td align="center">53,0</td>
<td align="center">52,7</td>
<td align="center">52,5</td>
<td align="center">52,0</td>
<td align="center">51,2</td>
<td align="center">50,3</td>
<td align="center">49,9</td>
<td align="center">49,4</td>
<td align="center">49,2</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Au</td>
<td align="left">Oro nativo</td>
<td align="center">32,9</td>
<td align="center">34,9</td>
<td align="center">55,5</td>
<td align="center">77,2</td>
<td align="center">83,8</td>
<td align="center">86,8</td>
<td align="center">88,4</td>
<td align="center">88,9</td>
<td align="center">88,7</td>
<td align="center">88,2</td>
<td align="center">88,3</td>
<td align="center">87,9</td>
<td align="center">87,7</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">bm</td>
<td align="left">Bismutina</td>
<td align="center">46,0</td>
<td align="center">45,7</td>
<td align="center">45,2</td>
<td align="center">44,7</td>
<td align="center">43,9</td>
<td align="center">42,9</td>
<td align="center">42,1</td>
<td align="center">41,1</td>
<td align="center">39,7</td>
<td align="center">38,4</td>
<td align="center">37,7</td>
<td align="center">36,8</td>
<td align="center">36,1</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">bn</td>
<td align="left">Bornita</td>
<td align="center">21,5</td>
<td align="center">17,5</td>
<td align="center">17,2</td>
<td align="center">20,0</td>
<td align="center">23,3</td>
<td align="center">26,8</td>
<td align="center">30,6</td>
<td align="center">33,2</td>
<td align="center">35,0</td>
<td align="center">36,2</td>
<td align="center">37,2</td>
<td align="center">37,7</td>
<td align="center">38,2</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">cin</td>
<td align="left">Cinabrio</td>
<td align="center">31,5</td>
<td align="center">28,3</td>
<td align="center">26,9</td>
<td align="center">26,0</td>
<td align="center">25,8</td>
<td align="center">27,6</td>
<td align="center">27,7</td>
<td align="center">27,4</td>
<td align="center">26,9</td>
<td align="center">26,5</td>
<td align="center">26,4</td>
<td align="center">26,2</td>
<td align="center">26,0</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">cn</td>
<td align="left">Cubanita</td>
<td align="center">24,1</td>
<td align="center">31,9</td>
<td align="center">36,7</td>
<td align="center">39,4</td>
<td align="center">40,8</td>
<td align="center">42,2</td>
<td align="center">43,3</td>
<td align="center">43,9</td>
<td align="center">43,6</td>
<td align="center">43,3</td>
<td align="center">43,3</td>
<td align="center">43,1</td>
<td align="center">42,9</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">ccp</td>
<td align="left">Calcopirita</td>
<td align="center">19,1</td>
<td align="center">32,4</td>
<td align="center">42,4</td>
<td align="center">47,4</td>
<td align="center">48,6</td>
<td align="center">48,5</td>
<td align="center">48,1</td>
<td align="center">47,3</td>
<td align="center">46,0</td>
<td align="center">44,9</td>
<td align="center">44,5</td>
<td align="center">44,6</td>
<td align="center">45,4</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">chr</td>
<td align="left">Cromita</td>
<td align="center">12,4</td>
<td align="center">12,0</td>
<td align="center">11,8</td>
<td align="center">11,6</td>
<td align="center">11,5</td>
<td align="center">11,3</td>
<td align="center">11,2</td>
<td align="center">11,1</td>
<td align="center">11,1</td>
<td align="center">11,0</td>
<td align="center">11,0</td>
<td align="center">11,0</td>
<td align="center">11,3</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">cs</td>
<td align="left">Casiterita</td>
<td align="center">12,7</td>
<td align="center">12,3</td>
<td align="center">12,1</td>
<td align="center">11,9</td>
<td align="center">11,7</td>
<td align="center">11,6</td>
<td align="center">11,5</td>
<td align="center">11,4</td>
<td align="center">11,4</td>
<td align="center">11,2</td>
<td align="center">11,3</td>
<td align="center">11,2</td>
<td align="center">11,6</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">cc</td>
<td align="left">Calcosina</td>
<td align="center">38,2</td>
<td align="center">37,8</td>
<td align="center">35,6</td>
<td align="center">33,5</td>
<td align="center">32,1</td>
<td align="center">30,8</td>
<td align="center">30,0</td>
<td align="center">29,3</td>
<td align="center">28,7</td>
<td align="center">28,1</td>
<td align="center">28,0</td>
<td align="center">27,9</td>
<td align="center">27,9</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">cup</td>
<td align="left">Cuprita</td>
<td align="center">33,2</td>
<td align="center">31,7</td>
<td align="center">29,7</td>
<td align="center">26,9</td>
<td align="center">25,2</td>
<td align="center">24,1</td>
<td align="center">23,2</td>
<td align="center">22,6</td>
<td align="center">22,0</td>
<td align="center">21,5</td>
<td align="center">21,3</td>
<td align="center">21,0</td>
<td align="center">21,1</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">cv</td>
<td align="left">Covellina</td>
<td align="center">20,7</td>
<td align="center">18,8</td>
<td align="center">15,1</td>
<td align="center">10,8</td>
<td align="center">8,3</td>
<td align="center">10,1</td>
<td align="center">25,0</td>
<td align="center">38,9</td>
<td align="center">47,2</td>
<td align="center">51,9</td>
<td align="center">55,5</td>
<td align="center">58,0</td>
<td align="center">60,4</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">dg</td>
<td align="left">Digenita</td>
<td align="center">29,0</td>
<td align="center">27,2</td>
<td align="center">25,2</td>
<td align="center">22,4</td>
<td align="center">20,1</td>
<td align="center">17,8</td>
<td align="center">15,5</td>
<td align="center">13,7</td>
<td align="center">12,2</td>
<td align="center">11,2</td>
<td align="center">11,0</td>
<td align="center">11,7</td>
<td align="center">14,0</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">en</td>
<td align="left">Enargita</td>
<td align="center">28,8</td>
<td align="center">28,0</td>
<td align="center">27,4</td>
<td align="center">26,9</td>
<td align="center">27,0</td>
<td align="center">27,5</td>
<td align="center">27,7</td>
<td align="center">27,6</td>
<td align="center">27,9</td>
<td align="center">28,2</td>
<td align="center">27,9</td>
<td align="center">27,0</td>
<td align="center">26,8</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">gn</td>
<td align="left">Galena</td>
<td align="center">49,4</td>
<td align="center">46,1</td>
<td align="center">43,8</td>
<td align="center">42,4</td>
<td align="center">42,0</td>
<td align="center">42,0</td>
<td align="center">41,9</td>
<td align="center">41,2</td>
<td align="center">40,4</td>
<td align="center">39,5</td>
<td align="center">39,2</td>
<td align="center">38,7</td>
<td align="center">38,7</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">gth</td>
<td align="left">Goethita</td>
<td align="center">17,7</td>
<td align="center">15,8</td>
<td align="center">14,8</td>
<td align="center">14,0</td>
<td align="center">13,4</td>
<td align="center">12,9</td>
<td align="center">12,6</td>
<td align="center">12,4</td>
<td align="center">12,2</td>
<td align="center">11,9</td>
<td align="center">11,8</td>
<td align="center">11,7</td>
<td align="center">11,9</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">ht</td>
<td align="left">Hematites</td>
<td align="center">29,0</td>
<td align="center">29,4</td>
<td align="center">28,6</td>
<td align="center">27,9</td>
<td align="center">26,3</td>
<td align="center">24,6</td>
<td align="center">23,4</td>
<td align="center">22,6</td>
<td align="center">22,0</td>
<td align="center">21,4</td>
<td align="center">21,1</td>
<td align="center">20,8</td>
<td align="center">20,9</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">il</td>
<td align="left">Ilmenita</td>
<td align="center">21,6</td>
<td align="center">19,6</td>
<td align="center">18,6</td>
<td align="center">18,5</td>
<td align="center">18,5</td>
<td align="center">18,6</td>
<td align="center">18,7</td>
<td align="center">18,5</td>
<td align="center">18,3</td>
<td align="center">17,9</td>
<td align="center">17,8</td>
<td align="center">17,5</td>
<td align="center">17,6</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">ln-pm</td>
<td align="left">Linneita_polydimita</td>
<td align="center">41,4</td>
<td align="center">43,4</td>
<td align="center">44,2</td>
<td align="center">44,3</td>
<td align="center">44,9</td>
<td align="center">47,5</td>
<td align="center">52,2</td>
<td align="center">55,9</td>
<td align="center">58,7</td>
<td align="center">60,5</td>
<td align="center">62,3</td>
<td align="center">63,5</td>
<td align="center">64,7</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">ln-vl</td>
<td align="left">Linneita_violarita</td>
<td align="center">40,1</td>
<td align="center">41,9</td>
<td align="center">43,6</td>
<td align="center">45,8</td>
<td align="center">48,1</td>
<td align="center">50,9</td>
<td align="center">54,2</td>
<td align="center">56,3</td>
<td align="center">57,7</td>
<td align="center">58,5</td>
<td align="center">59,7</td>
<td align="center">60,4</td>
<td align="center">61,4</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">mc</td>
<td align="left">Marcasita</td>
<td align="center">44,0</td>
<td align="center">47,4</td>
<td align="center">50,7</td>
<td align="center">51,7</td>
<td align="center">50,9</td>
<td align="center">49,7</td>
<td align="center">48,5</td>
<td align="center">47,4</td>
<td align="center">46,2</td>
<td align="center">45,5</td>
<td align="center">45,8</td>
<td align="center">46,1</td>
<td align="center">47,0</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">mg</td>
<td align="left">Magnetita</td>
<td align="center">21,7</td>
<td align="center">20,7</td>
<td align="center">20,5</td>
<td align="center">20,5</td>
<td align="center">20,6</td>
<td align="center">20,7</td>
<td align="center">20,3</td>
<td align="center">19,6</td>
<td align="center">18,6</td>
<td align="center">17,7</td>
<td align="center">17,3</td>
<td align="center">17,0</td>
<td align="center">17,3</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">mo</td>
<td align="left">Molibdenita</td>
<td align="center">32,5</td>
<td align="center">34,6</td>
<td align="center">32,3</td>
<td align="center">30,1</td>
<td align="center">29,8</td>
<td align="center">29,7</td>
<td align="center">29,8</td>
<td align="center">28,5</td>
<td align="center">27,7</td>
<td align="center">27,0</td>
<td align="center">26,8</td>
<td align="center">26,5</td>
<td align="center">26,7</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">nc</td>
<td align="left">Niquelina</td>
<td align="center">41,8</td>
<td align="center">40,5</td>
<td align="center">44,2</td>
<td align="center">51,0</td>
<td align="center">56,0</td>
<td align="center">59,7</td>
<td align="center">62,8</td>
<td align="center">65,0</td>
<td align="center">66,5</td>
<td align="center">67,5</td>
<td align="center">68,5</td>
<td align="center">68,8</td>
<td align="center">69,3</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">pn</td>
<td align="left">Pentlandita</td>
<td align="center">34,5</td>
<td align="center">40,0</td>
<td align="center">44,2</td>
<td align="center">47,9</td>
<td align="center">50,3</td>
<td align="center">52,4</td>
<td align="center">54,5</td>
<td align="center">55,7</td>
<td align="center">56,5</td>
<td align="center">57,3</td>
<td align="center">58,4</td>
<td align="center">59,1</td>
<td align="center">60,0</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">po</td>
<td align="left">Pirrotita</td>
<td align="center">32,2</td>
<td align="center">34,9</td>
<td align="center">37,7</td>
<td align="center">40,4</td>
<td align="center">42,5</td>
<td align="center">44,4</td>
<td align="center">46,5</td>
<td align="center">47,9</td>
<td align="center">49,0</td>
<td align="center">49,8</td>
<td align="center">51,1</td>
<td align="center">52,0</td>
<td align="center">53,1</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">prl</td>
<td align="left">Pirolusita</td>
<td align="center">30,4</td>
<td align="center">31,6</td>
<td align="center">31,8</td>
<td align="center">31,4</td>
<td align="center">30,9</td>
<td align="center">30,3</td>
<td align="center">29,8</td>
<td align="center">29,4</td>
<td align="center">28,8</td>
<td align="center">28,2</td>
<td align="center">27,8</td>
<td align="center">27,4</td>
<td align="center">27,2</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">psi</td>
<td align="left">Psilomelana</td>
<td align="center">27,0</td>
<td align="center">26,8</td>
<td align="center">25,9</td>
<td align="center">24,7</td>
<td align="center">23,7</td>
<td align="center">22,9</td>
<td align="center">22,3</td>
<td align="center">21,8</td>
<td align="center">21,4</td>
<td align="center">21,0</td>
<td align="center">20,9</td>
<td align="center">20,7</td>
<td align="center">20,9</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Pt</td>
<td align="left">Platino nativo</td>
<td align="center">57,8</td>
<td align="center">61,1</td>
<td align="center">63,5</td>
<td align="center">65,5</td>
<td align="center">66,9</td>
<td align="center">67,9</td>
<td align="center">69,3</td>
<td align="center">70,2</td>
<td align="center">70,7</td>
<td align="center">71,1</td>
<td align="center">72,1</td>
<td align="center">72,7</td>
<td align="center">73,7</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">py</td>
<td align="left">Pirita</td>
<td align="center">39,0</td>
<td align="center">45,4</td>
<td align="center">50,8</td>
<td align="center">53,5</td>
<td align="center">54,4</td>
<td align="center">55,1</td>
<td align="center">55,4</td>
<td align="center">54,2</td>
<td align="center">52,2</td>
<td align="center">50,4</td>
<td align="center">49,4</td>
<td align="center">48,3</td>
<td align="center">47,4</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">rt</td>
<td align="left">Rutilo</td>
<td align="center">25,0</td>
<td align="center">23,4</td>
<td align="center">22,5</td>
<td align="center">21,9</td>
<td align="center">21,6</td>
<td align="center">21,5</td>
<td align="center">21,4</td>
<td align="center">21,3</td>
<td align="center">21,5</td>
<td align="center">21,4</td>
<td align="center">21,5</td>
<td align="center">21,5</td>
<td align="center">21,7</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">sp</td>
<td align="left">Esfalerita</td>
<td align="center">20,0</td>
<td align="center">18,8</td>
<td align="center">18,2</td>
<td align="center">17,7</td>
<td align="center">17,4</td>
<td align="center">17,1</td>
<td align="center">16,9</td>
<td align="center">16,7</td>
<td align="center">16,6</td>
<td align="center">16,5</td>
<td align="center">16,5</td>
<td align="center">16,6</td>
<td align="center">16,9</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">stb</td>
<td align="left">Estibina</td>
<td align="center">39,7</td>
<td align="center">38,3</td>
<td align="center">37,3</td>
<td align="center">37,0</td>
<td align="center">36,8</td>
<td align="center">36,3</td>
<td align="center">35,7</td>
<td align="center">35,0</td>
<td align="center">34,1</td>
<td align="center">33,3</td>
<td align="center">32,9</td>
<td align="center">32,3</td>
<td align="center">32,1</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">td</td>
<td align="left">Tetrahedrita</td>
<td align="center">30,9</td>
<td align="center">30,7</td>
<td align="center">30,8</td>
<td align="center">31,2</td>
<td align="center">30,8</td>
<td align="center">29,6</td>
<td align="center">28,4</td>
<td align="center">27,5</td>
<td align="center">26,6</td>
<td align="center">25,8</td>
<td align="center">25,5</td>
<td align="center">25,2</td>
<td align="center">25,2</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">urn</td>
<td align="left">Uraninita</td>
<td align="center">15,6</td>
<td align="center">14,6</td>
<td align="center">14,2</td>
<td align="center">14,1</td>
<td align="center">14,0</td>
<td align="center">14,0</td>
<td align="center">14,2</td>
<td align="center">14,2</td>
<td align="center">14,3</td>
<td align="center">14,1</td>
<td align="center">14,2</td>
<td align="center">14,1</td>
<td align="center">14,4</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">wf</td>
<td align="left">Wolframita</td>
<td align="center">18,1</td>
<td align="center">17,2</td>
<td align="center">17,0</td>
<td align="center">17,0</td>
<td align="center">16,8</td>
<td align="center">16,4</td>
<td align="center">16,0</td>
<td align="center">15,7</td>
<td align="center">15,5</td>
<td align="center">15,4</td>
<td align="center">15,5</td>
<td align="center">15,4</td>
<td align="center">15,4</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>La <xref ref-type="fig" rid="f0011">Fig. 11</xref> muestra curvas promedio de reflectancia VNIR obtenidas por el sistema sobre varios minerales (pirita, calcopirita, pirrotita, cubanita, covellina, hematites, magnetita y esfalerita), y las compara con las curvas publicadas en el rango visible (Criddle y Stanley, <xref ref-type="bibr" rid="cit0012">1993</xref>). Se observa claramente que la informaci&#x00F3;n adicional en el IR permite apreciar cambios de tendencia muy acusados &#x2013;comp&#x00E1;rese, p. ej., pirrotita con pirita o calcopirita- o que facilitan la diferenciaci&#x00F3;n, p. ej. entre pirrotita y cubanita, cuyas curvas se solapan bastante en el visible.</p>
<fig id="f0011">
<label>Figura 11</label>
<caption>
<p>Comparaci&#x00F3;n de medidas de reflectancia multiespectral VNIR del sistema CAMEVA con espectros publicados por IMA-COM en su QDF III (los limitados al tramo 400-700 nm).</p>
</caption>
<graphic xlink:href="RDM201722_e107-g011.tif" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"/>
</fig>
<p>La base de datos se ha elaborado a partir de una colecci&#x00F3;n de muestras cuidadosamente seleccionadas por su representatividad y calidad de pulido. Sobre estas muestras se ha realizado la adquisici&#x00F3;n de una gran cantidad de im&#x00E1;genes multiespectrales caracter&#x00ED;sticas de las distintas menas consideradas, que han sido almacenadas en disco. Un programa especialmente dise&#x00F1;ado para asistir al operador permite al especialista en mineralog&#x00ED;a examinar las im&#x00E1;genes almacenadas y delimitar en ellas zonas rectangulares de tama&#x00F1;o discrecional sobre regiones libres de defectos de las diversas fases minerales, asign&#x00E1;ndoles la etiqueta del mineral correspondiente (<xref ref-type="fig" rid="f0012">Fig. 12</xref>). Esto genera autom&#x00E1;ticamente archivos de datos con los valores de reflectancia multiespectral de todos los p&#x00ED;xeles de las zonas seleccionadas, que pueden as&#x00ED; ser procesados o incluso incorporados a la base de datos.</p>
<fig id="f0012">
<label>Figura 12</label>
<caption>
<p>Programa de asistencia al an&#x00E1;lisis manual. Permite recorrer las im&#x00E1;genes almacenadas y marcar en ellas zonas rectangulares, asign&#x00E1;ndoles la etiqueta del mineral correspondiente.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="RDM201722_e107-g012.tif" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"/>
</fig>
<p>Esta informaci&#x00F3;n puede ser aprovechada posteriormente para desarrollar procedimientos de identificaci&#x00F3;n de minerales que puedan ser aplicados en el an&#x00E1;lisis autom&#x00E1;tico de las im&#x00E1;genes. En una primera aproximaci&#x00F3;n al problema, tras ensayar el comportamiento de cuatro t&#x00E9;cnicas de clasificaci&#x00F3;n cl&#x00E1;sicas -m&#x00ED;nima distancia eucl&#x00ED;dea, m&#x00ED;nima distancia de Mahalanobis, Spectral Angle Mapper (SAM) y MOMI (Bernhardt, <xref ref-type="bibr" rid="cit0001">1987</xref>)- se comprob&#x00F3; que la que mejores resultados daba era la basada en la distancia de Mahalanobis. Dicha t&#x00E9;cnica asigna una muestra desconocida a la clase m&#x00E1;s pr&#x00F3;xima seg&#x00FA;n la m&#x00E9;trica de distancia de Mahalanobis, basada en el c&#x00E1;lculo del vector medio y la inversa de la matriz de covarianzas de los vectores de muestra que definen cada clase. En el caso concreto del sistema CAMEVA, una muestra est&#x00E1; constituida por el vector de los 13 valores de reflectancia especular medida en las 13 bandas de inter&#x00E9;s (centradas cada 50 nm entre 400 y 1000 nm).</p>
<p>Para validar la calidad de la clasificaci&#x00F3;n se reparte el conjunto de las zonas rectangulares seleccionadas y clasificadas por los especialistas en dos grupos: uno, al que se asigna aleatoriamente una parte de las zonas, se utiliza para entrenar el clasificador, y el otro, con el resto de las zonas, se utiliza para ponerlo a prueba. Para la clasificaci&#x00F3;n de las zonas se ha usado la moda de los valores de reflectancia de cada banda, con el fin de reducir la influencia de los peque&#x00F1;os defectos superficiales. La <xref ref-type="fig" rid="f0013">Fig. 13</xref> muestra c&#x00F3;mo se distribuyen los resultados de la clasificaci&#x00F3;n de las zonas en funci&#x00F3;n de los valores obtenidos para la m&#x00ED;nima distancia de Mahalanobis y el &#x00ED;ndice de confiabilidad (definido como el cociente entre la segunda menor distancia y la distancia m&#x00ED;nima). Las zonas mal clasificadas se representan en rojo, y las bien clasificadas en azul. Se puede observar que las zonas mal clasificadas muestran valores bajos del &#x00ED;ndice de confiabilidad.</p>
<fig id="f0013">
<label>Figura 13</label>
<caption>
<p>Distribuci&#x00F3;n de las zonas seleccionadas por los especialistas en funci&#x00F3;n de los valores de distancia e &#x00ED;ndice de confiabilidad obtenidos en su clasificaci&#x00F3;n por la t&#x00E9;cnica de la m&#x00ED;nima distancia de Mahalanobis. Las zonas mal clasificadas se representan en rojo.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="RDM201722_e107-g013.tif" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"/>
</fig>
<p>Desafortunadamente, no resulta sencillo extender los buenos resultados de la clasificaci&#x00F3;n de zonas al conjunto de una imagen cualquiera, ya que para ello ser&#x00ED;a necesario proceder a la previa segmentaci&#x00F3;n de las zonas uniformes de la imagen, que no es una tarea f&#x00E1;cilmente automatizable. Por ello, la versi&#x00F3;n actual del programa de identificaci&#x00F3;n de minerales procesa individualmente cada uno de los p&#x00ED;xeles de una imagen multiespectral, generando una imagen de paleta de colores que identifica la especie mineral a la que ha sido asignado cada p&#x00ED;xel. Si un p&#x00ED;xel presenta una reflectancia m&#x00E1;s baja que un valor m&#x00ED;nimo o no cumple unas condiciones dadas de fiabilidad en la clasificaci&#x00F3;n (distancia m&#x00E1;xima a la clase y coeficiente de confiabilidad m&#x00ED;nimo), se le asigna la etiqueta &#x201C;no clasificado&#x201D;. Posteriormente, se contabiliza el n&#x00FA;mero de p&#x00ED;xeles asignado a cada n&#x00FA;mero de etiqueta, y con dichos datos se obtienen los resultados del an&#x00E1;lisis modal.</p>
</sec>
<sec id="sec7" sec-type="discussion">
<title>7. DISCUSI&#x00D3;N</title>
<p>El an&#x00E1;lisis de los resultados precedentes muestra claramente que el sistema desarrollado permite, en general, la identificaci&#x00F3;n automatizada de las menas met&#x00E1;licas con un elevado nivel de confianza. Esta identificaci&#x00F3;n se ha controlado sistem&#x00E1;ticamente en las menas comunes, cuantificando el nivel de confianza por medio de la distancia de Mahalanobis, con el resultado de tasas de acierto habitualmente pr&#x00F3;ximas al 100%. La <xref ref-type="table" rid="t0002">Tabla 2</xref> presenta los resultados de una de estas pruebas, en las que se ha entrenado el sistema con los p&#x00ED;xeles del 70% de las zonas seleccionadas y se clasifican los p&#x00ED;xeles del 30% restante de las zonas.</p>
<table-wrap id="t0002">
<label>Tabla 2</label>
<caption>
<p>Resultados de la clasificaci&#x00F3;n de p&#x00ED;xeles de zonas seleccionadas manualmente (entrenamiento con todos los p&#x00ED;xeles del 70% de las zonas, clasificaci&#x00F3;n de todos los p&#x00ED;xeles del 30% restante de las zonas)</p>
</caption>
<table frame="hsides" rules="groups">
<thead>
<tr>
<th align="left">AbreviaLtura</th>
<th align="left">Mineral</th>
<th align="center">Total zonas clasifi-cadas</th>
<th align="center">Total p&#x00ED;xeles</th>
<th align="center">% p&#x00ED;xeles correctos</th>
<th align="center">Distan. media correctos</th>
<th align="center">Distan. media incorrectos</th>
<th align="center">Confiabil. media correctos</th>
<th align="center">Confiabil. media incorrectos</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td align="left">Ag</td>
<td align="left">Plata nativa</td>
<td align="center">12</td>
<td align="center">5654</td>
<td align="center">100,00</td>
<td align="center">13,86</td>
<td align="center">-</td>
<td align="center">61,11</td>
<td align="center">-</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">arg</td>
<td align="left">Argentita</td>
<td align="center">6</td>
<td align="center">8748</td>
<td align="center">96,71</td>
<td align="center">13,14</td>
<td align="center">28,42</td>
<td align="center">2,93</td>
<td align="center">1,35</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">asp</td>
<td align="left">Arsenopirita</td>
<td align="center">10</td>
<td align="center">333275</td>
<td align="center">99,55</td>
<td align="center">13,24</td>
<td align="center">357,66</td>
<td align="center">28,40</td>
<td align="center">1,32</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Au</td>
<td align="left">Oro nativo</td>
<td align="center">6</td>
<td align="center">1444</td>
<td align="center">100,00</td>
<td align="center">14,25</td>
<td align="center">-</td>
<td align="center">76,97</td>
<td align="center">-</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">bm</td>
<td align="left">Bismutina</td>
<td align="center">11</td>
<td align="center">6092</td>
<td align="center">99,47</td>
<td align="center">32,96</td>
<td align="center">134,11</td>
<td align="center">7,86</td>
<td align="center">1,09</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">bn</td>
<td align="left">Bornita</td>
<td align="center">9</td>
<td align="center">77145</td>
<td align="center">100,00</td>
<td align="center">13,21</td>
<td align="center">-</td>
<td align="center">11,37</td>
<td align="center">-</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">cin</td>
<td align="left">Cinabrio</td>
<td align="center">5</td>
<td align="center">13433</td>
<td align="center">92,67</td>
<td align="center">12,43</td>
<td align="center">16,25</td>
<td align="center">2,62</td>
<td align="center">1,24</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">cn</td>
<td align="left">Cubanita</td>
<td align="center">14</td>
<td align="center">346304</td>
<td align="center">99,96</td>
<td align="center">12,72</td>
<td align="center">112,32</td>
<td align="center">30,50</td>
<td align="center">1,63</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">ccp</td>
<td align="left">Calcopirita</td>
<td align="center">4</td>
<td align="center">205300</td>
<td align="center">97,39</td>
<td align="center">14,45</td>
<td align="center">132,76</td>
<td align="center">2,18</td>
<td align="center">4,90</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">chr</td>
<td align="left">Cromita</td>
<td align="center">5</td>
<td align="center">549479</td>
<td align="center">99,09</td>
<td align="center">19,72</td>
<td align="center">73,84</td>
<td align="center">4,36</td>
<td align="center">1,31</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">cs</td>
<td align="left">Casiterita</td>
<td align="center">14</td>
<td align="center">127921</td>
<td align="center">99,97</td>
<td align="center">15,18</td>
<td align="center">89,05</td>
<td align="center">9,28</td>
<td align="center">1,16</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">cc</td>
<td align="left">Calcosina</td>
<td align="center">3</td>
<td align="center">780656</td>
<td align="center">94,83</td>
<td align="center">12,19</td>
<td align="center">211,95</td>
<td align="center">2,24</td>
<td align="center">6,60</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">cup</td>
<td align="left">Cuprita</td>
<td align="center">3</td>
<td align="center">103188</td>
<td align="center">99,71</td>
<td align="center">13,57</td>
<td align="center">61,25</td>
<td align="center">6,48</td>
<td align="center">1,27</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">cv</td>
<td align="left">Covellina</td>
<td align="center">4</td>
<td align="center">171559</td>
<td align="center">99,99</td>
<td align="center">17,48</td>
<td align="center">3306,14</td>
<td align="center">141,91</td>
<td align="center">1,05</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">dg</td>
<td align="left">Digenita</td>
<td align="center">3</td>
<td align="center">70</td>
<td align="center">100,00</td>
<td align="center">39,40</td>
<td align="center">-</td>
<td align="center">12,30</td>
<td align="center">-</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">en</td>
<td align="left">Enargita</td>
<td align="center">5</td>
<td align="center">105903</td>
<td align="center">97,22</td>
<td align="center">13,15</td>
<td align="center">31,18</td>
<td align="center">2,74</td>
<td align="center">1,28</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">gn</td>
<td align="left">Galena</td>
<td align="center">10</td>
<td align="center">110782</td>
<td align="center">99,96</td>
<td align="center">13,62</td>
<td align="center">46,36</td>
<td align="center">13,08</td>
<td align="center">1,55</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">gth</td>
<td align="left">Goethita</td>
<td align="center">4</td>
<td align="center">82968</td>
<td align="center">97,09</td>
<td align="center">6,17</td>
<td align="center">114,53</td>
<td align="center">1,12</td>
<td align="center">3,05</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">ht</td>
<td align="left">Hematites</td>
<td align="center">4</td>
<td align="center">18326</td>
<td align="center">99,83</td>
<td align="center">13,47</td>
<td align="center">46,26</td>
<td align="center">5,57</td>
<td align="center">1,50</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">il</td>
<td align="left">Ilmenita</td>
<td align="center">4</td>
<td align="center">306553</td>
<td align="center">98,97</td>
<td align="center">12,89</td>
<td align="center">26,43</td>
<td align="center">2,80</td>
<td align="center">1,23</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">ln</td>
<td align="left">Linneita</td>
<td align="center">10</td>
<td align="center">22167</td>
<td align="center">99,96</td>
<td align="center">15,22</td>
<td align="center">69,39</td>
<td align="center">12,93</td>
<td align="center">1,18</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">mc</td>
<td align="left">Marcasita</td>
<td align="center">15</td>
<td align="center">121610</td>
<td align="center">99,96</td>
<td align="center">17,22</td>
<td align="center">98,80</td>
<td align="center">12,11</td>
<td align="center">1,15</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">mg</td>
<td align="left">Magnetita</td>
<td align="center">5</td>
<td align="center">336262</td>
<td align="center">99,32</td>
<td align="center">12,01</td>
<td align="center">26,96</td>
<td align="center">3,15</td>
<td align="center">1,16</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">mo</td>
<td align="left">Molibdenita</td>
<td align="center">6</td>
<td align="center">61484</td>
<td align="center">99,87</td>
<td align="center">13,34</td>
<td align="center">25,91</td>
<td align="center">5,68</td>
<td align="center">1,18</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">nc</td>
<td align="left">Niquelina</td>
<td align="center">7</td>
<td align="center">44112</td>
<td align="center">100,00</td>
<td align="center">12,85</td>
<td align="center">-</td>
<td align="center">22,36</td>
<td align="center">-</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">pn</td>
<td align="left">Pentlandita</td>
<td align="center">8</td>
<td align="center">47917</td>
<td align="center">91,87</td>
<td align="center">14,97</td>
<td align="center">20,70</td>
<td align="center">10,70</td>
<td align="center">1,27</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">po</td>
<td align="left">Pirrotita</td>
<td align="center">12</td>
<td align="center">304686</td>
<td align="center">99,73</td>
<td align="center">17,31</td>
<td align="center">41,00</td>
<td align="center">3,55</td>
<td align="center">1,10</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">prl</td>
<td align="left">Pirolusita</td>
<td align="center">3</td>
<td align="center">2302</td>
<td align="center">99,74</td>
<td align="center">12,28</td>
<td align="center">22,29</td>
<td align="center">4,36</td>
<td align="center">1,24</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">psi</td>
<td align="left">Psilomelana</td>
<td align="center">12</td>
<td align="center">245086</td>
<td align="center">99,66</td>
<td align="center">12,75</td>
<td align="center">22,32</td>
<td align="center">3,27</td>
<td align="center">1,29</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Pt</td>
<td align="left">Platino nativo</td>
<td align="center">11</td>
<td align="center">17189</td>
<td align="center">99,01</td>
<td align="center">15,66</td>
<td align="center">-</td>
<td align="center">58,53</td>
<td align="center">-</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">py</td>
<td align="left">Pirita</td>
<td align="center">7</td>
<td align="center">482269</td>
<td align="center">100,00</td>
<td align="center">14,39</td>
<td align="center">80,32</td>
<td align="center">13,16</td>
<td align="center">1,52</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">rt</td>
<td align="left">Rutilo</td>
<td align="center">11</td>
<td align="center">481618</td>
<td align="center">88,51</td>
<td align="center">13,86</td>
<td align="center">19,87</td>
<td align="center">1,85</td>
<td align="center">1,18</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">sp</td>
<td align="left">Esfalerita</td>
<td align="center">10</td>
<td align="center">279350</td>
<td align="center">99,63</td>
<td align="center">14,21</td>
<td align="center">161,84</td>
<td align="center">2,78</td>
<td align="center">5,48</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">stb</td>
<td align="left">Estibina</td>
<td align="center">9</td>
<td align="center">117978</td>
<td align="center">97,39</td>
<td align="center">20,72</td>
<td align="center">29,15</td>
<td align="center">2,73</td>
<td align="center">1,21</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">td</td>
<td align="left">Tetrahedrita</td>
<td align="center">8</td>
<td align="center">46626</td>
<td align="center">99,95</td>
<td align="center">12,07</td>
<td align="center">41,99</td>
<td align="center">6,18</td>
<td align="center">1,30</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">urn</td>
<td align="left">Uraninita</td>
<td align="center">5</td>
<td align="center">26217</td>
<td align="center">99,69</td>
<td align="center">14,20</td>
<td align="center">55,69</td>
<td align="center">2,88</td>
<td align="center">2,40</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">wf</td>
<td align="left">Wolframita</td>
<td align="center">4</td>
<td align="center">128685</td>
<td align="center">98,69</td>
<td align="center">13,16</td>
<td align="center">150,71</td>
<td align="center">2,56</td>
<td align="center">7,70</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"><bold>Totales</bold></td>
<td align="center"><bold>279</bold></td>
<td align="center"><bold>6120358</bold></td>
<td align="center"><bold>97,84</bold></td>
<td align="center"/>
<td align="center"/>
<td align="center"/>
<td align="center"/>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>Las menas de inter&#x00E9;s industrial son s&#x00F3;lo una peque&#x00F1;a fracci&#x00F3;n de las alrededor de 1500 especies de menas conocidas: se estima su n&#x00FA;mero en poco m&#x00E1;s de una treintena de especies (Criddle, <xref ref-type="bibr" rid="cit0010">1998</xref>). Aunque este n&#x00FA;mero puede variar ligeramente seg&#x00FA;n los autores y las &#x00E9;pocas, se puede aceptar la selecci&#x00F3;n de 37 especies minerales elaborada por Bowie y Simpson (<xref ref-type="bibr" rid="cit0004">1980</xref>) como representativa. Todas ellas est&#x00E1;n comprendidas en la selecci&#x00F3;n de 70 &#x201C;menas comunes&#x201D; investigadas y medidas para la puesta a punto del sistema CAMEVA. Para las restantes menas, en general carentes de inter&#x00E9;s industrial, escasas o muy poco frecuentes, cabe aplicar el mismo m&#x00E9;todo, ampliando previamente la base de datos espectrales mediante la medida de las correspondientes muestras como patrones de referencia. El sistema est&#x00E1; programado para ello.</p>
<p>En general, la incorporaci&#x00F3;n sistem&#x00E1;tica del rango IR cercano &#x2013;espectros VNIR- refuerza la fiabilidad de la identificaci&#x00F3;n, en comparaci&#x00F3;n con el espectro visible tradicionalmente medido: por ejemplo, la pirrotita muestra una tendencia IR muy peculiar, mejorando claramente el contraste visible con cubanita o calcopirita (<italic>cf</italic>. <xref ref-type="fig" rid="f0011">Fig. 11</xref>). No obstante, se ha detectado en casos excepcionales, incluso en el rango VNIR, una similitud en los espectros de ciertas menas, como p. ej. casiterita y cromita, que podr&#x00ED;a inducir a confusi&#x00F3;n o indeterminaci&#x00F3;n al identificarlas. Este problema se puede superar introduciendo en la base de datos la opci&#x00F3;n &#x201C;asociaci&#x00F3;n mineral&#x201D;, ligada a la tipolog&#x00ED;a del yacimiento investigado, ya que dichos minerales se ubican en tipolog&#x00ED;as muy diferentes. El &#x201C;<italic>software</italic>&#x201D; del sistema es suficientemente abierto como para poder incorporar (opcionalmente) esta informaci&#x00F3;n, digitalizada a partir de la sistematizaci&#x00F3;n metalogen&#x00E9;tica conocida (Castroviejo y Berrezueta, <xref ref-type="bibr" rid="cit0005">2009</xref>).</p>
<p>Demostrada la viabilidad de la identificaci&#x00F3;n automatizada, cabe interrogarse sobre el inter&#x00E9;s pr&#x00E1;ctico e industrial de la innovaci&#x00F3;n (Sistema CAMEVA), lo que requiere compararla tanto con las t&#x00E9;cnicas tradicionales de reconocimiento por microscop&#x00ED;a (&#x00F3;ptica) de reflexi&#x00F3;n como con los recientes sistemas automatizados basados en microscop&#x00ED;a electr&#x00F3;nica.</p>
<p>La <xref ref-type="table" rid="t0003">Tabla 3</xref> resume una comparaci&#x00F3;n de las tres principales t&#x00E9;cnicas en uso actualmente, recogiendo criterios como precio, rendimiento, movilidad (capacidad de traslado a mina o a localidades con escasa infraestructura, p.ej. para campa&#x00F1;as de exploraci&#x00F3;n), etc. Se concluye, en las dos &#x00FA;ltimas filas, con un an&#x00E1;lisis de las principales fortalezas y limitaciones metodol&#x00F3;gicas de cada t&#x00E9;cnica y, en la columna derecha, con la indicaci&#x00F3;n del equipo que podr&#x00ED;a considerarse mejor elecci&#x00F3;n seg&#x00FA;n cada uno de los criterios empleados. Se trata, evidentemente, s&#x00F3;lo de una orientaci&#x00F3;n muy general, que luego habr&#x00ED;a de matizarse con los diferentes precios y prestaciones de cada uno de los equipos existentes, en un mercado en continua evoluci&#x00F3;n.</p>
<table-wrap id="t0003">
<label>Tabla 3</label>
<caption>
<p>Comparaci&#x00F3;n de las tres principales t&#x00E9;cnicas para caracterizaci&#x00F3;n de menas</p>
</caption>
<table frame="hsides" rules="groups">
<thead>
<tr>
<th align="left"/>
<th align="left">CP (Contador de Puntos)</th>
<th align="left">CAMEVA</th>
<th align="left">MEB</th>
<th align="left">Selecci&#x00F3;n</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td align="left">PRECIO (estimaci&#x00F3;n, k&#x20AC;)</td>
<td align="left">25</td>
<td align="left">100-120</td>
<td align="left">600-1000</td>
<td align="left">CP CAMEVA</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Exigencias de INFRAESTRUCTURA</td>
<td align="left">Bajas</td>
<td align="left">Bajas</td>
<td align="left">Altas</td>
<td align="left">CP CAMEVA</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">MOVILIDAD</td>
<td align="left">Alta</td>
<td align="left">Alta</td>
<td align="left">Imposible</td>
<td align="left">CP CAMEVA</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">ESPECIALIZACI&#x00D3;N del operario</td>
<td align="left">Alta</td>
<td align="left">Media</td>
<td align="left">Alta</td>
<td align="left">CAMEVA</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">VERSATILIDAD</td>
<td align="left">Muy baja</td>
<td align="left">Alta</td>
<td align="left">Alta</td>
<td align="left">CAMEVA<break/>SEM</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">RENDIMIENTO</td>
<td align="left">Bajo<break/>(lento y limitado)</td>
<td align="left">Alto<break/>(r&#x00E1;pido y eficiente)</td>
<td align="left">Alto<break/>(r&#x00E1;pido y eficiente)</td>
<td align="left">CAMEVA<break/>SEM</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">ASEQUIBILIDAD para PYMES y consultores</td>
<td align="left">Asequible</td>
<td align="left">Asequible</td>
<td align="left">Inasequible</td>
<td align="left">CP<break/>CAMEVA</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">FORTALEZAS METODOL&#x00D3;GICAS</td>
<td align="left">Observaci&#x00F3;n directa (permite interpretaci&#x00F3;n cualitativa)</td>
<td align="left">Medida de reflectancia multiespectral (COM)<break/>Polimorfos<break/>Menas de Fe<break/>Grafito<break/>Muy &#x00FA;til para docencia</td>
<td align="left">Composici&#x00F3;n qu&#x00ED;mica<break/>Series isomorfas<break/>Minerales transpa-rentes (ganga)</td>
<td align="left">Seg&#x00FA;n tarea</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">LIMITACIONES METODOL&#x00D3;GICAS</td>
<td align="left">Fatiga visual<break/>Subjetividad<break/>Lentitud<break/>No info voluminosa</td>
<td align="left">Composici&#x00F3;n qu&#x00ED;mica<break/>Series isomorfas<break/>Minerales transpa-rentes (ganga)</td>
<td align="left">Polimorfos<break/>Menas de Fe<break/>Fases no detectables por SEM (grafito&#x2026;)</td>
<td align="left">Seg&#x00FA;n tarea</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>Frente a las t&#x00E9;cnicas manuales con contador de puntos (CP) y desde un punto de vista pr&#x00E1;ctico, funcional, el sistema CAMEVA al prescindir de la polarizaci&#x00F3;n renuncia a una parte importante de la informaci&#x00F3;n visible, pero compensa esta limitaci&#x00F3;n con el acopio de datos espectrales objetivos y precisos que superan ampliamente las capacidades del ojo humano. Su rendimiento es tambi&#x00E9;n muy superior, al introducir mejoras como el enfoque automatizado (compensado para cada tramo espectral) y la platina motorizada que permiten la adquisici&#x00F3;n automatizada de las im&#x00E1;genes. Al no depender del ojo humano, se eliminan los problemas relacionados con la fatiga del observador y se alcanzan cotas de producci&#x00F3;n impensables para un operador humano (por ejemplo, la cuantificaci&#x00F3;n de millones de part&#x00ED;culas minerales). Otra importante ventaja adicional es la versatilidad, ya que la adquisici&#x00F3;n de la informaci&#x00F3;n mineral&#x00F3;gica (imagen) se hace una sola vez, se archiva y luego se puede procesar matem&#x00E1;ticamente tantas veces como se desee para responder a diferentes demandas (an&#x00E1;lisis modal, granulometr&#x00ED;a, grado de liberaci&#x00F3;n, an&#x00E1;lisis textural, etc.), mientras que un operador manual tiene que repetir el proceso de adquisici&#x00F3;n para cada nueva demanda.</p>
<p>Frente a los recientes sistemas basados en microscop&#x00ED;a electr&#x00F3;nica, MEB, el rendimiento es similar pero el precio del sistema CAMEVA es mucho m&#x00E1;s asequible (en torno al 15 %) y sus requerimientos de infraestructura y mantenimiento, mucho menos exigentes. Adem&#x00E1;s, el <italic>software</italic> CAMEVA es flexible y abierto a los diversos tipos de asociaciones minerales, mientras que habitualmente la programaci&#x00F3;n de los sistemas MEB est&#x00E1; prevista para una asociaci&#x00F3;n determinada y debe cambiarse al variar &#x00E9;sta, lo que puede ocurrir en distintas zonas de un mismo yacimiento.</p>
<p>Por otra parte, el an&#x00E1;lisis comparativo de las prestaciones anal&#x00ED;ticas permite constatar algunas fortalezas y limitaciones espec&#x00ED;ficas de cada una de las t&#x00E9;cnicas empleadas. En primer lugar, el tipo de informaci&#x00F3;n utilizada para el reconocimiento de las part&#x00ED;culas minerales (qu&#x00ED;mica u &#x00F3;ptica en los sistemas MEB o CAMEVA, respectivamente) permite suponer, en principio, cierta superioridad en caso de fases isomorfas o polimorfas a los sistemas MEB o CAMEVA, respectivamente, ya que los minerales de series isomorfas admiten variaci&#x00F3;n composicional sin cambiar necesariamente las propiedades &#x00F3;pticas y los polimorfos tienen la misma composici&#x00F3;n, aun variando las propiedades &#x00F3;pticas. Esto debe, no obstante, matizarse, porque los sistemas MEB determinan s&#x00F3;lo con aproximaci&#x00F3;n las composiciones qu&#x00ED;micas y no pueden discriminar entre fases minerales de composiciones pr&#x00F3;ximas. No obstante, cabe pensar en mayores prestaciones de los sistemas MEB, en general, en la caracterizaci&#x00F3;n de minerales de TR (Tierras Raras), que frecuentemente tienen variaciones composicionales amplias, no siempre reflejadas en diferencias de par&#x00E1;metros &#x00F3;pticos.</p>
<p>En cambio, el sistema CAMEVA es netamente superior para la investigaci&#x00F3;n de menas de Fe, de gran importancia industrial, ya que las composiciones de los principales &#x00F3;xidos (hematites, magnetita, goethita, limonita) son parecidas y, a pesar de recientes avances (Figueroa <italic>et al</italic>., <xref ref-type="bibr" rid="cit0013">2011</xref>), no se discriminan f&#x00E1;cilmente con MEB, mientras que sus propiedades &#x00F3;pticas, por el contrario, son diagn&#x00F3;sticas (<xref ref-type="fig" rid="f0011">Fig. 11</xref>).</p>
<p>Finalmente, debe indicarse que los sistemas automatizados precisan que las preparaciones tengan una calidad de pulido superior a la que ser&#x00ED;a aceptable para las t&#x00E9;cnicas manuales. El motivo es que un defecto de pulido (relieve, rayadura, arranque de grano, etc.) puede originar una estimaci&#x00F3;n incorrecta de la reflectancia e inducir un error de identificaci&#x00F3;n en la zona afectada, que habr&#x00ED;a sido obviado por un operador manual. En el caso de los sistemas MEB, esta exigencia de calidad del pulido es a&#x00FA;n m&#x00E1;s alta.</p>
</sec>
<sec id="sec8" sec-type="conclusion">
<title>8. CONCLUSIONES</title>
<list list-type="bullet">
<list-item>
<p>El an&#x00E1;lisis mineral&#x00F3;gico automatizado es una poderosa herramienta de apoyo para la optimizaci&#x00F3;n del proceso mineral&#x00FA;rgico. La magnitud y rendimiento de los procesos modernos de concentraci&#x00F3;n de menas requieren la automatizaci&#x00F3;n de estas aplicaciones y el recurso a t&#x00E9;cnicas de an&#x00E1;lisis digital de imagen, las cuales se han ido decantando por m&#x00E9;todos basados en microscop&#x00ED;a electr&#x00F3;nica (MEB) en los &#x00FA;ltimos a&#x00F1;os, dadas las limitaciones de la microscop&#x00ED;a (&#x00F3;ptica) de menas cl&#x00E1;sica. No obstante, los avances recientes en electr&#x00F3;nica y en inform&#x00E1;tica posibilitan el desarrollo de sistemas &#x00F3;pticos competitivos como CAMEVA, el cual supera algunas de las limitaciones de los sistemas MEB, como su elevado precio, sus r&#x00ED;gidas y costosas exigencias de infraestructura y especializaci&#x00F3;n o la dificultad de distinguir especies polimorfas, manteniendo prestaciones similares en cuanto a rendimiento y calidad de informaci&#x00F3;n.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>Los ensayos realizados muestran que el sistema CAMEVA permite la identificaci&#x00F3;n automatizada y fiable de las menas de inter&#x00E9;s industrial, a partir de la informaci&#x00F3;n espectral VNIR disponible en una base de datos espec&#x00ED;fica; y sugieren prestaciones similares para otras menas, a partir de las medidas de reflectancia especular VNIR que se pueden obtener con el mismo equipo. Por otra parte, su programaci&#x00F3;n flexible y abierta permite el archivo y tratamiento matem&#x00E1;tico de toda la informaci&#x00F3;n digital para responder a cualquiera de los requerimientos de planta (an&#x00E1;lisis modal, grado de liberaci&#x00F3;n, caracterizaci&#x00F3;n textural, etc.).</p>
</list-item>
</list>
</sec>
</body>
<back>
<ack>
<title>AGRADECIMIENTOS</title>
<p>El desarrollo del sistema descrito en este art&#x00ED;culo ha sido financiado por el Ministerio de Educaci&#x00F3;n y Ciencia (posteriormente Ciencia e Innovaci&#x00F3;n) de Espa&#x00F1;a a trav&#x00E9;s del proyecto coordinado CAMEVA, integrado a su vez por los Proyectos SEICAMIN (Ref. CGL2006_13688_C02_01) y AMAMET (Ref. CGL2006_13688_C02_02).</p>
</ack>
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<title>REFERENCIAS</title>
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<article-title>A simple, fully-automated system for ore mineral identification</article-title>
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<volume>36</volume>
<issue>3&#x2013;4</issue>
<fpage>241</fpage>
<lpage>245</lpage>
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<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://dx.doi.org/10.1007/BF01163262">http://dx.doi.org/10.1007/BF01163262</ext-link>
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<article-title>Reconocimiento automatizado de menas met&#x00E1;licas mediante an&#x00E1;lisis digital de imagen: un apoyo al proceso mineral&#x00FA;rgico. I: ensayo metodol&#x00F3;gico</article-title>
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<issue>4</issue>
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<lpage>309</lpage>
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