Reglas para el modelamiento geológico 3D

El Geólogo Erik Ronald publicó un artículo sobre las reglas básicas a considerar para el modelamiento geológico (1). Se entiene por  modelo geológico a un modelo de estructura tridimensional (a veces 2D) digital (basado en computadora) que integra los datos geocientíficos interpretados para un área de interés o depósito en particular. El artículo se centra únicamente en el modelo geológico y no en el modelo de bloque de recursos que incluye el grado estimado, el tonelaje y otros atributos. En éste artículo se refiere a los de consecuencias geológicas económicas.

 

El Geólogo Erik Ronald (1), basado en su experiencia, considera las siguientes reglas prácticas para el modelamiento geológico:

1. Responda la pregunta: ¿Para qué se usará el modelo?

Un modelo geológico se crea para un propósito específico y es fundamental tener una comprensión clara de cuál es ese propósito antes de interpretar y modelar la geología. Por ejemplo, un modelo usado para la planificación temprana de perforación de exploración puede requerir solamente esquemas básicos de alteración, mineralización y estructura. Sin embargo, un modelo geológico que se utilizará para la viabilidad metalúrgica y el desarrollo de planta requerirá mayores detalles y datos. Eso incluirá unidades con dominio basadas en petrografía, pruebas de conminución, química, recuperación pronosticada y atributos nocivos, y puede no parecerse a las unidades geológicas en el sentido tradicional.

2. Comprender la geología de depósito / área

La persona o equipo que modelará el depósito debe ser un geólogo experimentado y competente que conozca la geología del sitio. Un modelo debe adherirse a la secuencia geocronológica de la génesis del cuerpo mineral y tener un sentido geológico. Las relaciones de unidades, estructuras, alteración y otras características se deben modelar de la misma manera respetando las relaciones transversales observadas.

 

3. Incorpore todos los datos (confiables)

Un modelo geológico funciona mejor cuando está bien informado. Esta declaración significa que el modelo respeta todos los conjuntos de datos existentes incluyendo mapeo de superficie, análisis geomorfológicos, geofísica, datos de perforación (recursos, blastholes, exploración o incluso pozos de agua), información a cielo abierto o subterránea, cortes de caminos, trincheras y cualquier otra información de campo relevante. Hay que tener presente que quizás los conjuntos de datos históricos pueden estar llenos de inconsistencias o imprecisiones.

 

4. Conozca sus datos fundamentales

Ya sea que tenga el lujo de contar con un gran conjunto de datos de varias fuentes o un pequeño número de muestras de superficie, asegúrese de tener una comprensión fundamental de los datos. Esto implica realizar análisis de datos exploratorios (EDA) en todos los datos categóricos y numéricos para comprender y probar grupos, relaciones y dominios de datos apropiados. Conocer los datos en combinación con la comprensión de las decisiones comerciales que se tomarán del modelo permitirá al modelador determinar mejor la cantidad apropiada de agrupación o división de datos requerida. Estos pueden ser tipos de rocas, características físicas, ensayos químicos, grupos mineralógicos u otros rasgos de datos.

 

5. Piense primero a nivel regional, luego modele hasta la escala de depósito

Los modelos geológicos siempre deben construirse desde una perspectiva regional amplia primero, luego modificarse e interpretarse en áreas de interés o escala de depósito más pequeñas. Con demasiada frecuencia, los geólogos (especialmente los geólogos de minas) interpretan características o estructuras dentro de un cuerpo de mineral de forma incorrecta debido a la complejidad a escala local, mientras que no se dan cuenta de la configuración de tectónica regional o macroescala.

 

6. Comience con un “esqueleto” estructural

Siguiendo con el tema estructural, se aconseja iniciar cualquier modelo geológico mediante la comprensión del régimen estructural y el modelado de un esqueleto estructural de las principales fallas y pliegues antes de resolver la litología, la estratigrafía, la alteración y el resto. Construir primero el esqueleto de la estructura ayudará con las interpretaciones y producirá un modelo más fundamentalmente sólido. Además, las relaciones de alteración y mineralización generalmente se vuelven bastante claras e incluso predecibles una vez que se tiene una idea de la estructura.

 

7. Mantenerlo tan simple como debe ser

La explicación más simple de la complejidad geológica suele ser más correcta que una interpretación demasiado sofisticada y compleja. Por ejemplo, puede haber un plegamiento de segundo orden presente en un cuerpo de mineral que sea geológicamente interesante pero irrelevante para la extracción a escala de banco. En casos como éste, manténgalo simple y, a menos que afecte el plan de la mina o el negocio, no debe modelarse.

 

8. ¡No te olvides del escombro (waste)!

Muchas veces en la exploración y la minería, los geólogos están demasiado concentrados en el cuerpo del mineral y no dedican el tiempo suficiente para caracterizar o incluso comprender las principales unidades de escombro. Normalmente en una actividad minera, se extrae  más escombro  que mena, por lo tanto, es importante entender el comportamiento de la mena y del escombro. Este problema se ve agravado por el hecho de que el trabajo de perforación y evaluación generalmente se enfoca en el cuerpo del mineral, lo que puede dar como resultado una pequeña caracterización el escombro o datos excesivamente agrupados.

9. Concilie sus formas en 3D

La última regla es simplemente asegurar que todas las estructuras metálicas geológicas tengan sentido independientemente de la dirección en que se corten para las secciones transversales. Con demasiada frecuencia en cuerpos de mineral alargados, el modelador utilizará una interpretación de sección pero no podrá volver atrás y verificar las estructuras de wireframe o sólido geológicas en la sección larga y en la vista de plano. El objetivo de un modelo geológico es crear una representación tridimensional de un depósito o área, por lo que una buena prueba es elegir orientaciones aleatorias para secciones transversales y ver si aún tienen sentido geológico. Hay que verificar que los  wireframes sean verdaderamente 3D y no sólo polígonos 2D extendidos en una tercera dimensión.

Modelado explícito (2, 3)

El modelado explícito es esencialmente similar a un proceso de dibujo de ingeniería. El modelador define estructuras geológicas tales como vetas y fallas al dibujarlas explícitamente en secciones regularmente espaciadas y unirlas. Los datos pueden limitar dónde dibujan y las herramientas pueden acelerar el proceso, pero fundamentalmente es un proceso de dibujo.

Sin embargo, la geología no viene en cajas, triángulos, líneas rectas o curvas sofisticadas de Bezier, sino que son simplemente formas de representar la geología en una computadora.

Tradicionalmente, los modelos geológicos se producen usando un proceso de dibujo manual. Se definen las secciones y se dibujan litologías, fallas y vetas en las secciones. Las líneas se dibujan para conectar superficies en múltiples secciones. Modelar la geología de esta manera requiere mucho tiempo e inflexibilidad, ya que es difícil actualizar el modelo cuando hay más datos disponibles. Las suposiciones iniciales que luego se prueban incorrectas podrían dar forma a un modelo de una manera que nunca se corrige debido al esfuerzo que implica volver a empezar. En lugar de utilizar su conocimiento para revelar información importante sobre el sitio de estudio, los geólogos dedican gran parte de su tiempo al dibujo mecánico.

 

Modelado implícito (2, 3)

Los algoritmos informáticos generan modelos implícitos directamente a partir de una combinación de datos medidos e interpretación del usuario. El modelado requiere la visión de un geólogo, pero esto se hace en forma de tendencias, secuencias estratigráficas y otros términos geológicamente significativos. Este enfoque es más rápido, más flexible y fundamentalmente más adecuado para modelar la geología.

 

Los modelos también pueden satisfacer importantes restricciones geológicas, por ejemplo, las unidades litológicas pueden llenar el espacio debajo del suelo sin espacios, cortar cualquier sección en cualquier posición siempre será consistente con otras secciones. A diferencia del modelado explícito, las secciones se crean de forma independiente y se unen para intentar crear un modelo 3D.

Según indica Paul Hooykaas en su artículo (3), el “Modelo implícito” fue presentado a la industria minera y de exploración por Jun Cowan (4) en un documento presentado en la Quinta Conferencia Internacional de Geología Minera, celebrada en Bendigo, en noviembre de 2003.

Quizás para enfatizar los conceptos asociados con el modelado implícito, el documento de Jun Cowan (4) describió los métodos de modelado tradicionales (aquellos que dependen en gran medida de la digitalización manual) como ‘explícitos’. Creo que esta referencia puede haber causado inadvertidamente parte de la confusión que se aprecia hoy en día. En la conversación diaria las palabras “implícito” y “explícito” son antónimos (el primero denota “completamente y claramente definido” y el último “no expresado directamente”). Al asociar ambas palabras con el proceso de modelado, sugiere que cada método debe pertenecer a una de estas dos categorías. Dado que el método explícito se entendía bien, era conveniente clasificar cualquier procedimiento que generara un resultado adecuado, pero no involucrara la digitalización manual, para ser considerado como “implícito”. Por ejemplo, es popular afirmar que la generación de una o más capas de grados, a partir de un modelo de bloques 3D, es una forma de modelado implícito. Aunque esto claramente no es una técnica explícita, Paul Hooykaas  sugiere que tampoco es un método implícito. Esto no es tan extraño como parece, una vez que te das cuenta de que el descriptor “implícito” proviene de un significado matemático, en lugar de un uso común (3).

Referencias

• http://www.mininggeologyhq.com/rules-of-thumb-for-geological-modeling/
• http://www.implicit-modelling.com/modelling/why-implicit-modelling
• http://help.leapfrog3d.com/Geo/3.1/en-GB/Content/implicit-modelling.htm
• http://www.orefind.com/docs/orefind-research-papers-in-pdf/pigm_hr.pdf
• http://gerrm.ingenierosdeminas.org/1_jornada_mineria/1_jornada_mineria.pdf
• https://www.micon-international.com/minex/