Estudo Hidrogeológico e Geoquímico de Depósito de Salmoura
CLIENTE
Confidencial
LOCALIZAÇÃO
México
PERÍODO
2022-2023
Descrição do Projeto
Este projeto envolveu um estudo hidrogeológico e geoquímico detalhado de um depósito de salmoura, com o objetivo de desenvolver um modelo numérico acoplado sofisticado para prever mudanças futuras nas reservas sólidas e líquidas. Esse modelo serviu como uma ferramenta essencial de gestão para o nosso cliente. O projeto incluiu a criação de um modelo conceitual hidrogeológico e geoquímico abrangente.
Para a modelagem numérica, utilizamos o piChem, um código avançado que integrou o PHREEQC (para termodinâmica de equilíbrio) ao FEFLOW (para fluxo complexo de águas subterrâneas). Uma inovação importante neste projeto foi a adaptação do código original do piChem para incorporar a distribuição mineralógica espacial no aquífero, realizada por meio de um exercício de cokrigagem. Esse aprimoramento aumentou a precisão das previsões e a qualidade da tomada de decisões.
Nosso trabalho foi reconhecido e selecionado para apresentação na conferência internacional de modelagem FEFLOW, destacando sua relevância e a abordagem inovadora adotada.
Escopo
Este estudo teve como objetivo quantificar as reservas das fases líquida (salmoura) e sólida (sal precipitado dentro da rocha armazenadora do sistema aquífero) em diversos cenários para uma mina de sulfato de sódio localizada em uma bacia exorreica no deserto mexicano. Além disso, avaliou o impacto das soluções líquidas influentes—empobrecidas no sal de interesse—sobre as reservas da mina. A análise foi baseada em 50 anos de dados de exploração, fornecendo uma compreensão abrangente da disponibilidade de recursos a longo prazo e das tendências de exaustão.
Desafios
- Estruturar e organizar um banco de dados para o monitoramento ambiental da mina
- Analisar a dinâmica de fluxo da mina e modelar a entrada e saída de água, considerando os efeitos das chuvas torrenciais semestrais e da recarga artificial.
- Compreender o comportamento do sistema e os fatores termodinâmicos que influenciam a precipitação do sal na bacia
- Desenvolver um modelo hidrogeológico e geoquímico integrado para aprimorar a gestão dos recursos e a precisão das previsões.
- Projetar uma aplicação para simulações simplificadas de cenários, permitindo uma tomada de decisão mais eficiente e um planejamento otimizado dos recursos.
Solução
Primeiramente, foi realizada a compilação dos dados históricos, seguida da padronização e análise crítica das informações. Com os dados validados, foi estruturado um banco de dados no software HydroGeo Analyst para o armazenamento das informações. Consultas e relatórios de business intelligence foram desenvolvidos para a visualização e análise dos dados. O projeto avançou com o desenvolvimento de modelos conceituais hidrogeológicos e hidrogeoquímicos, visando entender o fluxo na lagoa hipersalina, a reatividade mineralógica das rochas armazenadoras e os controles físico-químicos para a precipitação e dissolução dos sais, especialmente com a injeção de solução de baixa concentração de sais. O modelo numérico geológico foi desenvolvido no software Leapfrog, enquanto o de águas subterrâneas foi criado no FEFLOW, devido à sua grande flexibilidade na definição da malha numérica, que possibilita uma melhor representação da geometria e distribuição das feições geológicas modeladas. Modelos geoquímicos foram desenvolvidos no PHREEQC e PHREEPLOT.
Uma vez calibrados os modelos individuais com dados de monitoramento, foi realizada a distribuição espacial da composição hidroquímica e mineralógica ao longo das superfícies do modelo FEFLOW, utilizando os softwares Surfer e ArcGIS, para que fosse possível criar modelos PHREEQC para todos os nós do modelo. Em seguida, os modelos de fluxo e transporte foram acoplados aos modelos geoquímicos no FEFLOW, a partir da adaptação do plug-in piChem.
Para simulação de diferentes cenários, foi desenvolvido um aplicativo onde são inseridas as variações desejadas na concentração das soluções, na vazão de poços de injeção e bombeamento, e na inserção e exclusão de entradas e saídas das soluções. Com isso, o modelo é atualizado e o aplicativo executa a simulação. Os resultados são automaticamente exportados e inseridos em um relatório de BI conectado ao banco de dados, possibilitando a visualização da calibração do modelo, a comparação com dados históricos, a dissolução e precipitação mineral, e os cálculos de recursos e reservas líquidas e sólidas.
Resultados
A ferramenta desenvolvida permite a simulação dos mais diversos cenários sem a necessidade do conhecimento de modelagem, permitindo a governança sustentável dos ativos da mineração facilitando o desenvolvimento e visualização de alternativas para otimização da extração do minério.
Como parte das análises, foram estabelecidas as fases em equilíbrio com as condições físico-químicas da mina e como elas respondem à entrada das diferentes soluções, mais ou menos concentradas, além de como impactam o recurso e a reserva.
Serviços Oferecidos:
- Compilação, padronização e análise das informações geológicas, hidrológicas, hidrogeológicas, hidroquímicas, mineralógicas e geoquímicas em banco de dados estruturado no HydroGeo Analyst.
- Revisão/atualização dos Modelos Hidrogeológicos e Geoquímicos Conceituais desenvolvidos em outros projetos
- Elaboração de modelo geológico tridimensional no Leapfrog
- Desenvolvimento do Modelo Numérico de Fluxo utilizando o software Feflow®
- Desenvolvimento do Modelo Numérico Geoquímico utilizando o software PHREEQC
- Modelagem numérica integrada PHREEQC+ FEFLOW pela customização do plug in pichem
- Desenvolvimento de ferramenta de interface amigável para simulação de cenários simplificada
Tecnologias Aplicadas:
- FEFLOW
- HGA+
- PHREEQC
- PHREEPLOT
- Leapfrog
- Surfer
- Desenvolvimento de tecnologias customizadas