Optimizacion de costos (y tiempo) en estudios hidrogeologicos
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Optimizacion de costos (y tiempo) en estudios hidrogeologicos

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Actualmente los proyectos mineros tienen que cumplir una serie de investigaciones hidrogeologicas a lo largo de las etapas de la vida de la mina, por lo que la planificacion y la implementacion de ...

Actualmente los proyectos mineros tienen que cumplir una serie de investigaciones hidrogeologicas a lo largo de las etapas de la vida de la mina, por lo que la planificacion y la implementacion de buenas practicas en esencial para optimizar los costos y evitar la duplicidad de esfuerzos.

La optimizacion de costos, visto desde la experiencia propia y de colaboradores, depende de identificar las problematicas comunes, como tiempos de viaje y transporte, restricciones estacionales, disponibilidad de personal, problematica con comunidades, protocolos, etc., y planificar teniendo el resultado final del estudio en mente. Insuficiente planeamiento e intentos fallidos en minimizar costos llevan a una futura duplicacion del esfuerzo.

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Optimizacion de costos (y tiempo) en estudios hidrogeologicos Optimizacion de costos (y tiempo) en estudios hidrogeologicos Presentation Transcript

  • Optimización de Costos (yTiempo) en EstudiosHidrogeológicosPor:Saul Montoya M.Sc.Marzo 2013
  • www.gidahatari.comEsta presentación se enfoca en:Estrategias y mejores prácticas paraoptimización de costos (y tiempo).Especialmente para investigaciónhidrogeológica en proyectos mineros.
  • Hidrogeología MineraProyectos mineros actuales tienen que satisfaceruna serie de investigaciones hidrogeológicas a lolargo de la vida de la mina.Existen crecientes preocupaciones acerca de losimpactos ambientales.Las investigaciones hidrogeológicas y elmodelamiento numérico tienen que simular,prevenir y remediar el impacto minero al sistemade agua subterránea y a los cursos de aguasuperficial.
  • Hidrogeología MineraExiste continuidad en las investigacioneshidrogeológicas. Resultados de la evaluación de unafase de la mina, se convierte en información deentrada para la siguiente fase.Fuente: Australian Government, Department of Resources,Energy and Tourism (2008)
  • Hidrogeología MineraImpactos en el flujo de agua subterránea por partede la minera podrían evaluarse varias veces a lolargo de las diferentes fases de la mina.Varias de estas evaluaciones son hechas pordiferentes compañías consultoras.Algunas veces, dos compañías investigan el mismoimpacto al mismo tiempo.Reto: Disminuir el doble esfuerzo!
  • www.gidahatari.comDas Ziel(el objetivo)
  • Manejo del Agua en MineríaLos objetivos son:• Evaluar todos los aspectos relevantes en cuanto ala extracción, tratamiento, uso y preservación delagua.• Identificar todos los riesgos actuales ypotenciales a los cuerpos de agua naturales porla actividad minera.• Simular y evaluar el impacto del uso del agua dela mina sobre los otros usuarios.
  • Manejo del Agua en MineríaCaracterísticas del plan de manejo del agua:• Integración de la calidad y cantidad del agua.• Incorpora condiciones hidrológicas generales delsitio.• Tiene un plan detallado con responsables ycalendarios.• Plantea objetivos cuantitativos en lugar deobjetivos cualitativos.• Tiene reportes, procedimientos de operación, ymanuales.• Es dinámico, revisado regularmente yactualizado.
  • www.gidahatari.comPrincipal InvestigaciónHidrogeológica en Minería
  • Desarrollo de Proyecto Minero• Investigación de línea base en regímenes de flujode 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 drenajede la mina.• Simulación de la predicción del régimen del flujodel agua subterránea para el cierre de mina.
  • Vida de la Mina• Implementación de un sistema de manejo dedatos de recursos hídricos.• Mejora en el sistema de monitoreo de aguasubterránea / agua superficial.• Actualización del modelamiento de flujos deingreso al tajo y drenaje de la mina.• Modelamiento de transporte de contaminantes dedepósitos de relaves y botaderos mineros.
  • Vida de la Mina• Mejora en los modelos numéricos de aguasubterránea y re-simulación del impacto delproyecto.• Simulación del régimen de flujo de aguasubterránea al cierre de mina.• Reglas / procedimientos para un potencialvertimiento de contaminantes en el sitio.
  • 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 decontaminantes para condiciones de cierre(validación / optimización).• Evaluación de la atenuación natural deltransporte de contaminantes.• Diseño de planes de remediación.
  • www.gidahatari.comDas dinge an sich (Kant)El asunto en sí
  • El asunto en síPlanear, planear yplanear!
  • El asunto en sí“Comienza con el final en mente”Segundo hábito del libro «Los siete hábitos de las personasaltamente efectivas” de Stephen R. CoveyAntes de utilizar horas en cualquier tarea, uno tieneque entender por qué se está realizando la tarea ypor qué esta ayuda a alcanzar el objetivo delproyecto.
  • El asunto en síPara optimizar costos, uno tiene que hacer lomínimo necesario para conseguir el objetivo que setiene que alcanzar.Al final, es básicamente sobremoney, money, money!
  • El asunto en síTomar en consideración las siguientesproblemáticas:• Tiempo del viaje y transporte• Restricciones estacionales• Disponibilidad de personal• Problemas con comunidades• Protocolos de seguridad, y muchos más…Estas problemáticas son sencillas de removerdespués de ser identificadas.
  • El asunto en síNo hay que ser muy optimistas respecto al tiempo ya los presupuestos.Una vez que el contrato es firmado, es muy difícilcambiar el enfoque del estudio hidrogeológico o elpedir más dinero y tiempo.Insuficiente planeamiento e intentos fallidos enminimizar costos llevan a una futura duplicación delesfuerzo.
  • El asunto en sí“Si algo puede salir mal,saldrá mal.“Ley de Murphy
  • www.gidahatari.comPrimer Paso:Modelamiento Conceptual
  • Modelamiento ConceptualEl modelamiento conceptual es el primer paso enlas investigaciones hidrogeológicas.El modelo conceptual es el grado de entendimientodel régimen de flujo del agua subterránea deacuerdo a la información disponible.Si el modelo hidrogeológico conceptual (y el modelogeológico conceptual) tienen fallas, entonces todolo demás es un diseño fallido del régimen de flujode agua subterránea.
  • Modelamiento ConceptualPodemos tener un modelo conceptual razonable apartir del sitio y los datos con una buena formaciónen hidrogeología:
  • “Ojo Hídrico”Lo que todos ven versus lo que un hidrogeólogo ve.Cuenca, Manantialesy BofedalesAncashFlujos de aguaBofedalesPrecipitación enforma de nieveDrenaje naturalFuente: Trekearth.com
  • Modelamiento ConceptualEl modelamiento conceptual es una herramienta. Setiene que construir, revisar y mejorar.Disponer de un buen modelo conceptual desde elcomienzo ayuda a enfocarse en los datos que sonmás críticos.Todas las fases de la investigación hidrogeológicaactualizarán el modelo conceptual.
  • Modelamiento ConceptualEl modelo conceptual optimizará ubicaciones depozos e informará el entendimiento de lasinteracciones en el acuífero.Es bueno revisar los resultados de estudios previoscomo base para las fases de la investigación.El modelo conceptual luego es «traducido» a unmodelo numérico.
  • Modelamiento ConceptualEl flujo de agua subterránea es espacialmentedistribuido; por lo tanto, se debería construir elmodelo conceptual con herramientas GIS (si es quequieres librarte de varios mapas y reportes).Salven a los árboles!
  • www.gidahatari.comEinige Empfehlungen(algunas recomendaciones)
  • www.gidahatari.comInvestigación de Campo
  • Investigación de CampoBuscar la opinión de un grupo especializado depersonas al comienzo del planeamiento de la mina.Coordinar estudios geotécnicos e hidrogeológicos.Ambos pueden colaborar en los esfuerzos deperforación y caracterización.
  • Investigación de Campo¿Por qué no instalar un piezómetro en cadaperforación geotécnica?Puede que no sea conveniente para el monitoreo dela calidad de agua subterránea, pero sí está bienpara niveles del agua y pruebas hidráulicas.La química de la base de línea del suelo tambiénpuede hacerse al mismo tiempo. Esta informaciónes también muy importante al momento de laclausura de la mina para mostrar la calidad originaldel suelo versus la fase química después de lasoperaciones.
  • www.gidahatari.comRed de Monitoreo
  • Red de MonitoreoSe requieren un mínimo de 30 piezómetros para unadistribución normal de niveles piezométricos. Sinembargo, un proyecto minero en sus primeras etapastiene menos puntos.Un enfoque optimizado es el de juntar la informaciónpiezométrica con las medidas del flujo base.Esta es una recomendación de la práctica común: Unared de monitoreo de 12 piezómetros (>30m) más 5mediciones del flujo base serán suficientes para tenerun buen entendimiento del régimen de flujo del aguasubterránea.
  • Red de MonitoreoNiveles de agua subterránea y variación del flujo base. ¿Cómo es lacorrelación con la profundidad de instalación?Fuente: DCNR
  • Red de MonitoreoSin embargo, el número de piezómetros depende dela escala del desarrollo y complejidad del régimen deagua subterránea.Proyectos mineros / consultores en Perú usualmentepresupuestan desde 8 a 12 piezómetros para elentendimiento del régimen de flujo de aguasubterránea. Si los modeladores solicitan 30, haymayor probabilidad de obtener 18 puntos.Mientras más grande la red de monitoreo de flujobase / nivel del agua, será mejor el entendimiento delrégimen de flujo de agua subterránea.
  • Piezómetros MúltiplesPiezómetros múltiples puedendescribir diferentes nivelespiezométricos en una ubicación.Estos piezómetros pueden darinformación útil sobre anisotropía,parámetros hidráulicos y mecanismosde recarga.Piezómetros múltiples no tienenmucho valor sin lecturas múltiples contiempo (mínimo un año). Fuente: Solinst
  • Piezómetros MúltiplesLectura múltiple requiere unmodelamiento numérico másdetallado con calibración transitoria.Mejor estimación de K, Sy y Ss.Si se planea entregar un reporte en 6meses, es mejor usar piezómetros aun solo nivel.Fuente: Solinst
  • www.gidahatari.comMuestreo en Campo
  • Muestreo en CampoTomar bastantes muestras en las primeras etapasde la investigación hidrogeológica.Analizar la variabilidad espacial y temporal de losniveles y la calidad del agua subterránea.Luego optimizar la red piezométrica!
  • Muestreo de CampoDinámica de lasredes demonitoreo
  • Muestreo de CampoNadie requiere un título universitario para:• Tomar muestras de niveles del agua subterránea.• Medir el ph, la conductividad y la temperatura delagua subterránea.• Usar un medidor de flujo, o leer una escala deagua.Entonces, contratar mano de obra local!
  • Muestreo de Campo
  • Muestreo de CampoHay un balance entre la frecuencia del muestreo delnivel del agua y el error en la medición.Menor el costo, mayor el error.
  • www.gidahatari.comPruebas de Bombeo
  • Pruebas de BombeoUsualmente se tienen que tener supervisores las 24horas, además de un generador de repuesto.Alta incertidumbre en los resultados e interpretación siel bombeo es interrumpido.
  • Pruebas de BombeoInterpretación gráfica de la prueba de bombeo provienede los 70’s cuando el poder computacional era escaso.Software para la interpretaciónde la prueba de bombeo notiene en cuenta la anisotropía,capas discontinuas y un horariovariable de bombeo.
  • Pruebas de BombeoInterpretación de pruebas de bombeo con modelamientonumérico da flexibilidad para:• Prender, apagar, incrementar / disminuir las tasas debombeo varias veces mientras se registre el horario yla tasa de bombeo.• Sólo se necesita un operador para cargar elgenerador.… eso disminuye el costo de la prueba de bombeo!
  • Pruebas de BombeoActualmente las bombas sumergibles sonmás delgadas.Bombas sumergibles de 2” puedendesempeñar pruebas de bombeo enpiezómetros de 4”.… eso incrementa la disponibilidad deubicaciones de bombeo!
  • www.gidahatari.comDie Helden (Los Héroes) :Modelos Numéricos deAgua Subterránea
  • Modelamiento NuméricoModelos numéricos de agua subterránea no son la partede «moda» ni la parte «cool» del reporte hidrogeológico.Los modelos de agua subterránea son la mejorherramienta para entender el régimen de flujo de aguasubterránea y el transporte de contaminantes.Debemos ver los modelos de agua subterránea comoherramientas de gestión, no solo como requerimientosde los organismos reguladores.
  • Pasos del ModelamientoDeterminar la necesidad delmodelamiento numérico.Seleccionar el códigocorrecto para cumplir con losobjetivos de la investigación.Especificar el nivel de detalledel modelo numérico.Recopilar todos los datosrelevantes antes delmodelamiento detallado.
  • Modelamiento NuméricoModelos numéricos necesitan una buena baseconceptual.De otro modo, los modelos numéricos se conviertenen «cajas negras» que producen alturas piezométricasy concentraciones «basura» que se ven bien en losmapas y en las secciones transversales.
  • Modelamiento NuméricoSecuencia usual del estudio hidrogeológico:Secuencia optimizada del estudio hidrogeológico:Recopilaciónde DatosInvestigaciónde CampoAnálisis deDatosModelamientonuméricoEvaluacióndelImpactoRecopilación deDatosModelamiento NuméricoGruesoInvestigación deCampoAnálisisde DatosModelamiento NuméricoRefinadoEvaluacióndelImpacto
  • Modelamiento NuméricoBeneficios de la secuencia optimizada del estudiohidrogeológico:• El modelo numérico grueso mejora el modeloconceptual.• Mayor flexibilidad para identificar los «puntoscríticos» en el área de estudio.• Optimización del programa de perforación.• Mayor tiempo para el análisis de datos.
  • www.gidahatari.comDer Anschluss (La Continuidad)en Estudios Hidrogeológicos
  • La ContinuidadEn el trabajo de gabinete, estos son los porcentajes deltiempo en las principales tareas:Recopilación de datos puede reducirse al 15% si haycontinuidad en el equipo relacionado a la investigación ysi se implementa un DBMS (Data Base ManagementSystems – Sistemas de Manejo de Datos Base).… eso significa un ahorro del 25% del tiempo en eltrabajo en gabinete.Recopilaciónde Datos40%Análisis deDatos20%ModelamientoNumérico40%
  • La ContinuidadTenemos que asegurar la calidad de los estudioshidrogeológicos.El conocimiento base es crítico al momento de supervisar alos consultores, el desempeño del equipo de monitoreo decampo e inclusive a los mismos supervisores.El cambio de consultores es buena práctica solamentecuando los estudios producidos no satisfacen losrequerimientos de organismos reguladores.Nunca cambiar a los consultores sin una buena razón, yaque habrá un «hueco» en el manejo de datos y modeloconceptual …eso significa un mayor consumo de tiempo.
  • La ContinuidadPara optimización de costos, la compañía consultora a cargodel modelo regional debe ser la misma a cargo delmodelamiento numérico local (depósito de relaves, botaderos,tajo).Muchas compañías consultoras que trabajan paralelamente enel modelamiento terminan duplicando los esfuerzos, tienenpoca comunicación y diferentes enfoques en cuanto alrégimen de flujo de agua subterránea… pero ¿por qué?
  • La ContinuidadLo DesconocidoComo sabemos,hay conocimientos conocidos.Estas son cosas que sabemos que sabemos.Nosotros también sabemosque hay conocimientos desconocidos.Es decirnosotros sabemos que hay cosasque nosotros no sabemos.Pero también hay desconocimientos desconocidos,aquellos que nosotros no sabemosque no sabemos.D.H. Rumsfeld, Feb. 12, 2002,Noticias del Departamento de Defensa
  • La ContinuidadModelos numéricos son una interpretación del régimende flujo de agua subterránea basada en los datosdisponibles.Los modeladores numéricos son especialistas enrecursos hídricos que “traducen” los aspectos generalesdel régimen de flujo de agua subterránea a un códigonumérico.Nunca dos modeladores producirán el mismo modelocon los mismos datos.
  • La ContinuidadSería lo mismo que pedirle ados pintores que pinten a laMona Lisa y esperar que lohagan de la misma manera.
  • www.gidahatari.comSoftware de CódigoAbierto
  • Software HidrogeológicoMS MS EXCEL es una excelente hoja de cálculo,pero…No es una manera segura de almacenar datos.No es una manera eficiente de recuperar datos.No permite una colaboración efectiva entre múltiplespersonas.No puede llamarse una base de datos, es sólo un lugardonde los datos “están”.
  • Software HidrogeológicoReto del profesional de recursos hídricos: Migrar delanálisis de datos con MS Excel a herramientas aplicadasen GIS, modelamiento numérico, Python y DBMS.Hay un grupo completo de software de código abierto dealto desempeño para estudios hidrogeológicos.Si quieres reducir costos, ¿por qué usas softwarecomercial?
  • DraftSightDraftSight permite a usuarios profesionales de CAD, aestudiantes y educadores crear, editar, y visualizararchivos DWG. DraftSight funciona con Windows®,Mac® y Linux.DraftSight es una herramientade software de bosquejoautomático. Un sistemacoordenado determina cadapunto de la superficie o entidada dibujar sin ambigüedades.http://www.3ds.com/products/draftsight/overview/
  • Quantum GISQuantum GIS (QGIS) es un Sistema deInformación Geográfica (GIS) de CódigoAbierto amigable al usuario licenciadabajo la Licencia Pública Gneral (GNU).QGIS es un proyecto oficial de laFundación Geoespacial de Código Abierto(OSGeo). Funciona con Linux, Unix, MacOSX, Windows y Android, y manejanumerosos vectores, raster, y formatos yfuncionalidades de base de datos.http://www.qgis.org
  • Quantum GISQuantum GIS tiene un continuo crecimiento en el número decapacidades dadas por un núcleo de funciones ycomplementos del software. Uno puede visualizar, manejar,editar, analizar datos, y componer mapas imprimibles.
  • MODFLOWMODFLOW es el software para elmodelamiento del agua subterráneadesarrollado por la USGS.El software es capaz de representarcondiciones relacionadas al flujo deagua subterránea como laevapotranspiración, recarga, drenaje,interacción de ríos y lagos entreotros.http://www.gidahatari.com/en/infohatari/learn-modflow-model-muse
  • MODFLOWSu enfoque de diferencias finitasprovee la capacidad de calcular elrégimen de flujo subterráneo con uncontrol excepcional del balancehídrico.Con MODFLOW uno puede contar queel flujo que entra al modelo es elmismo que sale del modelo, tanto enuna escala regional como ensecciones transversales.
  • www.gidahatari.comAgradecemos la especial colaboraciónpara esta presentación de:Dr. Campbell G. FlemingDirector TécnicoEnviroCentre Limited, UK
  • www.gidahatari.comHabt Ihr Fragen?¿Tienen preguntas?
  • Optimización de Costos (YTiempo) en EstudiosHidrogeológicosPor:Saul Montoya M.Sc.Marzo 2013