Optimización de costos (y tiempo) en estudios hidrogeológicos

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Optimización de costos (y tiempo) en estudios hidrogeológicos from Gidahatari Agua

Trasnscripción de la Presentacion:

1. Optimización de Costos (yTiempo) en Estudios Hidrogeológicos

2. Esta presentación se enfoca en: Estrategias y mejores prácticas para la optimización de costos (y tiempo). Especialmente para la investigación hidrogeológica en proyectos mineros.

3. Hidrogeología Minera Proyectos mineros actuales tienen que satisfacer una serie de investigaciones hidrogeológicas a lo largo de la vida de la mina. Existen crecientes preocupaciones acerca de los impactos ambientales. Las investigaciones hidrogeológicas y el modelamiento numérico tienen que simular, prevenir y remediar el impacto minero al sistema de agua subterránea y a los cursos de agua superficial.

4. Hidrogeología Minera Existe continuidad en las investigaciones hidrogeológicas. Resultados de la evaluación de una fase de la mina, se convierte en información de entrada para la siguiente fase. Fuente: Australian Government, Department of Resources, Energy and Tourism (2008)

5. Hidrogeología Minera Impactos en el flujo de agua subterránea por parte de la minera podrían evaluarse varias veces a lo largo de las diferentes fases de la mina. Varias de estas evaluaciones son hechas por diferentes compañías consultoras. Algunas veces, dos compañías investigan el mismo impacto al mismo tiempo. Reto: ¡Disminuir el doble esfuerzo!

6. Das Ziel (el objetivo)

7. Manejo del Agua en Minería Los objetivos son: • Evaluar todos los aspectos relevantes en cuanto a la extracción, tratamiento, uso y preservación del agua. • Identificar todos los riesgos actuales y potenciales a los cuerpos de agua naturales por la actividad minera. • Simular y evaluar el impacto del uso del agua de la mina sobre los otros usuarios.

8. Manejo del Agua en Minería Características del plan de manejo del agua: • Integración de la calidad y cantidad del agua. • Incorpora condiciones hidrológicas generales del sitio. • Tiene un plan detallado con responsables y calendarios. • Plantea objetivos cuantitativos en lugar de objetivos cualitativos. • Tiene reportes, procedimientos de operación, y manuales. • Es dinámico, revisado regularmente y actualizado.

9. Principal Investigación Hidrogeológica en Minería

10. Desarrollo de Proyecto Minero • Investigación de línea base en regímenes de flujo de agua subterránea/agua superficial. • Diseño de redes de monitoreo. • Evaluación del impacto sobre el agua subterránea (calidad y cantidad) debido al proyecto minero. • Evaluación del abastecimiento del agua para lamina. • Flujos de ingreso al tajo y evaluación del drenaje de la mina. • Simulación de la predicción del régimen del flujo del agua subterránea para el cierre de mina.

11. Vida de la Mina• Implementación de un sistema de manejo de datos de recursos hídricos. • Mejora en el sistema de monitoreo de agua subterránea/agua superficial. • Actualización del modelamiento de flujos de ingreso al tajo y drenaje de la mina. • Modelamiento de transporte de contaminantes de depósitos de relaves y botaderos mineros.

12. Vida de la Mina • Mejora en los modelos numéricos de agua subterránea y re-simulación del impacto del proyecto. • Simulación del régimen de flujo de agua subterránea al cierre de mina. • Reglas/procedimientos para un potencial vertimiento de contaminantes en el sitio.

13. Cierre de Mina• Balance hídrico para condiciones de cierre. • Evaluación del tiempo de inundación del tajo, nivel final y calidad del agua. • Revisión del modelamiento de transporte de contaminantes para condiciones de cierre (validación/optimización). • Evaluación de la atenuación natural del transporte de contaminantes. • Diseño de planes de remediación.

14. Das dinge an sich (Kant) El asunto en sí

15. El asunto en sí Planear, planear y planear!

16. El asunto en sí “Comienza con el final en mente” Segundo hábito del libro "Los siete hábitos de las personas altamente efectivas” de Stephen R. CoveyAntes de utilizar horas en cualquier tarea, uno tiene que entender por qué se está realizando la tarea y por qué esta ayuda a alcanzar el objetivo del proyecto.

17. El asunto en sí Para optimizar costos, uno tiene que hacer lo mínimo necesario para conseguir el objetivo que se tiene que alcanzar. Al final, ¡es básicamente sobre money, money, money!

18. El asunto en sí Tomar en consideración las siguientes problemáticas: • Tiempo del viaje y transporte • Restricciones estacionales • Disponibilidad de personal • Problemas con comunidades • Protocolos de seguridad, y muchos más… Estas problemáticas son sencillas de remover después de ser identificadas.

19. El asunto en sí No hay que ser muy optimistas respecto al tiempo y a los presupuestos. Una vez que el contrato es firmado, es muy difícil cambiar el enfoque del estudio hidrogeológico o el pedir más dinero y tiempo. Insuficiente planeamiento e intentos fallidos en minimizar costos llevan a una futura duplicación del esfuerzo.

20. El asunto en sí “Si algo puede salir mal, saldrá mal". Ley de Murphy

21. Primer Paso: Modelamiento Conceptual

22. Modelamiento Conceptual El modelamiento conceptual es el primer paso en las investigaciones hidrogeológicas. El modelo conceptual es el grado de entendimiento del régimen de flujo del agua subterránea de acuerdo a la información disponible. Si el modelo hidrogeológico conceptual (y el modelo geológico conceptual) tienen fallas, entonces todo lo demás es un diseño fallido del régimen de flujo de agua subterránea.

23. Modelamiento Conceptual Podemos tener un modelo conceptual razonable a partir del sitio y los datos con una buena formación en hidrogeología:

24. “Ojo Hídrico” Lo que todos ven versus lo que un hidrogeólogo ve. Cuenca, Manantiales y Bofedales Ancash Flujos de agua Bofedales Precipitación en forma de nieve Drenaje natural Fuente: Trekearth.com

25. Modelamiento Conceptual El modelamiento conceptual es una herramienta. Se tiene que construir, revisar y mejorar. Disponer de un buen modelo conceptual desde el comienzo ayuda a enfocarse en los datos que son más críticos.Todas las fases de la investigación hidrogeológica actualizarán el modelo conceptual.

26. Modelamiento Conceptual El modelo conceptual optimizará ubicaciones de pozos e informará el entendimiento de las interacciones en el acuífero. Es bueno revisar los resultados de estudios previos como base para las fases de la investigación. El modelo conceptual luego es «traducido» a un modelo numérico.

27. Modelamiento Conceptual El flujo de agua subterránea es espacialmente distribuido; por lo tanto, se debería construir el modelo conceptual con herramientas GIS (si es que quieres librarte de varios mapas y reportes). ¡Salven a los árboles!

28. Einige Empfehlungen (algunas recomendaciones)

29. Investigación de Campo

30. Investigación de Campo Buscar la opinión de un grupo especializado de personas al comienzo del planeamiento de la mina. Coordinar estudios geotécnicos e hidrogeológicos. Ambos pueden colaborar en los esfuerzos de perforación y caracterización.

31. Investigación de Campo ¿Por qué no instalar un piezómetro en cada perforación geotécnica? Puede que no sea conveniente para el monitoreo de la calidad de agua subterránea, pero sí está bien para niveles del agua y pruebas hidráulicas. La química de la base de línea del suelo también puede hacerse al mismo tiempo. Esta información es también muy importante al momento de la clausura de la mina para mostrar la calidad original del suelo versus la fase química después de las operaciones.

32. Red de Monitoreo

33. Red de Monitoreo Se requieren un mínimo de 30 piezómetros para una distribución normal de niveles piezométricos. Sinembargo, un proyecto minero en sus primeras etapastiene menos puntos. Un enfoque optimizado es el de juntar la información piezométrica con las medidas del flujo base. Esta es una recomendación de la práctica común: Una red de monitoreo de 12 piezómetros (>30 m) más 5 mediciones del flujo base serán suficientes para tener un buen entendimiento del régimen de flujo del agua subterránea.

34. Red de Monitoreo Niveles de agua subterránea y variación del flujo base. ¿Cómo es la correlación con la profundidad de instalación? Fuente: DCNR

35. Red de Monitoreo Sin embargo, el número de piezómetros depende de la escala del desarrollo y complejidad del régimen de agua subterránea. Proyectos mineros/consultores en Perú usualmente presupuestan desde 8 a 12 piezómetros para el entendimiento del régimen de flujo de agua subterránea. Si los modeladores solicitan 30, hay mayor probabilidad de obtener 18 puntos. Mientras más grande la red de monitoreo de flujo base/nivel del agua, será mejor el entendimiento del régimen de flujo de agua subterránea.

36. Piezómetros Múltiples Piezómetros múltiples pueden describir diferentes niveles piezométricos en una ubicación. Estos piezómetros pueden dar información útil sobre anisotropía, parámetros hidráulicos y mecanismos de recarga. Piezómetros múltiples no tienen mucho valor sin lecturas múltiples con tiempo (mínimo un año). Fuente: Solinst

37. Piezómetros Múltiples Lectura múltiple requiere un modelamiento numérico más detallado con calibración transitoria. Mejor estimación de K, Sy y Ss. Si se planea entregar un reporte en 6 meses, es mejor usar piezómetros a un solo nivel. Fuente: Solinst

38. Muestreo en Campo

39. Muestreo en Campo Tomar bastantes muestras en las primeras etapas de la investigación hidrogeológica. Analizar la variabilidad espacial y temporal de los niveles y la calidad del agua subterránea. ¡Luego optimizar la red piezométrica!

40. Muestreo de Campo Dinámica de las redes de monitoreo

41. Muestreo de Campo Nadie requiere un título universitario para: • Tomar muestras de niveles del agua subterránea. • Medir el ph, la conductividad y la temperatura del agua subterránea. • Usar un medidor de flujo o leer una escala de agua. Entonces, ¡contratar mano de obra local!

42. Muestreo de Campo

43. Muestreo de Campo Hay un balance entre la frecuencia del muestreo del nivel del agua y el error en la medición. Menor el costo, mayor el error.

44. Pruebas de Bombeo

45. Pruebas de Bombeo Usualmente se tienen que tener supervisores las 24 horas, además de un generador de repuesto.Alta incertidumbre en los resultados e interpretación si el bombeo es interrumpido.

46. Pruebas de Bombeo Interpretación gráfica de la prueba de bombeo proviene de los 70’s cuando el poder computacional era escaso. Software para la interpretación de la prueba de bombeo no tiene en cuenta la anisotropía, capas discontinuas y un horario variable de bombeo.

47. Pruebas de Bombeo Interpretación de pruebas de bombeo con modelamiento numérico da flexibilidad para: • Prender, apagar, incrementar/disminuir las tasas de bombeo varias veces mientras se registre el horario y la tasa de bombeo. • Sólo se necesita un operador para cargar el generador.… ¡eso disminuye el costo de la prueba de bombeo!

48. Pruebas de Bombeo Actualmente las bombas sumergibles son más delgadas. Bombas sumergibles de 2” pueden desempeñar pruebas de bombeo en piezómetros de 4”.… ¡eso incrementa la disponibilidad de ubicaciones de bombeo!

49. Die Helden (Los Héroes): Modelos Numéricos de Agua Subterránea

50. Modelamiento Numérico Modelos numéricos de agua subterránea no son la parte de "moda" ni la parte "cool" del informe hidrogeológico. Los modelos de agua subterránea son la mejor herramienta para entender el régimen de flujo de agua subterránea y el transporte de contaminantes. Debemos ver los modelos de agua subterránea como herramientas de gestión, no sólo como requerimientos de los organismos reguladores.

51. Pasos del Modelamiento Determinar la necesidad del modelamiento numérico. Seleccionar el código correcto para cumplir con los objetivos de la investigación. Especificar el nivel de detalle del modelo numérico. Recopilar todos los datos relevantes antes del modelamiento detallado.

52. Modelamiento Numérico Modelos numéricos necesitan una buena base conceptual. De otro modo, los modelos numéricos se convierten en "cajas negras" que producen alturas piezométricas y concentraciones "basura" que se ven bien en los mapas y en las secciones transversales.

53. Modelamiento Numérico Secuencia usual del estudio hidrogeológico: Secuencia optimizada del estudio hidrogeológico: Recopilaciónde Datos Investigación de Campo Análisis de Datos Modelamiento numérico Evaluación del Impacto Recopilación de Datos Modelamiento Numérico Grueso Investigación de Campo Análisis de Datos Modelamiento Numérico Refinado Evaluación del Impacto

54. Modelamiento Numérico Beneficios de la secuencia optimizada del estudio hidrogeológico: • El modelo numérico grueso mejora el modelo conceptual. • Mayor flexibilidad para identificar los "puntos críticos" en el área de estudio. • Optimización del programa de perforación. • Mayor tiempo para el análisis de datos.

55. Der Anschluss (La Continuidad) en Estudios Hidrogeológicos

 

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