Modelos 3D Aquares

En muchas aplicaciones industriales que involucran minería aluvial, proyectos de dragado y construcción marina, el método Aquares ha abierto nuevas fronteras en la manera de diseñar, preparar y ejecutar los proyectos basandose en la capacidad del método Aquares de generar información de alta calidad presentado en modelos 4D georeferenciados. Un modelo 4D contiene la información de base para construir un modelo integral digital del terreno que es el fundamento sobre el cual se basa el diseño, la licitación y la ejecución. Varios ejemplos lo muestran en una gran variabilidad de aplicaciones incluyendo exploración de arena, desarollos portuarios, estudios de trazados de conductos, minería aluvial y proyectos de dragado.

Exploración de arena

Papua Nueva Guinea

image of geophysical survey resultsDos empresas multinacionales interesadas en la construcción de una fabrica de aluminio y una central  eléctrica en un manglar en una isla cerca de Papua Nueva Guinea decidieron realizar un estudio de exploración de arena alrededor de la isla para encontrar arena para llenar la ciénaga. Varios levantamientos geofísicos y geotécnicos fueron realisados involucrando sísmica, sonar de barrido lateral, batimetría multihaz, 77 vibrocores y 116 perforaciones. Por la calidad mediocre de los resultados geofísicos, la posición de los vibrocores y perforaciones fue seleccionada arbitrariamente.

Despues de dos años de investigaciones con un valor de 12 millones de dollares, el informe final concluyó que no habia volumenes adecuados de arena disponible. Entonces los consultantes decidieron realizar un levantamiento Aquares con la esperanza de conseguir un mejor conocimiento geologico del terreno a partir de un modelo 4D. Despues de 10 dias de levantamiento en el terreno los resultados geoeléctricos mostraron la ubicación de mas de 200 milliones de m3 de arena. Ademas, los resultados tambien mostraron una ruta alternativa para el canal de acceso evitando varios lugares rocosos (ver figura). Cambiando el diseño del canal moviendolo mas o menos 300 m hacia el oriente se ahorraron gastos significantes de dragado.  Basandose en el modelo 4D de resistividad resultó un ahorro de gastos estimado 1000 veces mayor que el valor del estudio Aquares.

Desarollo portuario

Desarollo portuario de Limbe

En Limbe, Camerún tomaron la decisión de construir un puerto para el mantenimiento de plataformas petroleras. En primera instancia el diseño y la licitacion de construcción del puerto se hice sin mucho conocimiento geológico profundizado. Una empresa de construcción marina ineresada en el proyecto y conciente de la importancia y peligros de la falta de información geológica decidió de elaborar un modelo 4D integral del terreno basandose en un estudio Aquares.

Se realizó un modelo 4D de todo el terremo de construcción basandose en los resultados geoeléctricos completados con unas perforaciones bien ubicadas. La figura muestra unos perfiles horizontales a 10, 12 y 16 m bajo el nivel de referencia y un perfil vertical mostrando los espesores de las capas geológicas. La geología del sitio contiene basalto sólido cubierto con basalto alterado y sedimentos gruesos y finos como fue confirmado en las perforaciones.

Limbe port resistivity survey
Basandose en el diseño original quedó claro que la construcción de los muelles y las obras de dragado serían extremamente costosas por la presencia de la roca basaltica dura. Despues de varios cálculos y comunicaciones con los consultantes del cliente, se tomó la decisión de modificar el diseño para tomar ventaja de la ubicación del basalto para las fundaciones de los muelles y de los sedimentos blandos para el darsena y el pozo de mantenimiento de las plataformas. Ajustando el diseño del puerto a las condiciones geológicas definidas en el modelo integral 4D del terreno se estimaron ahorros de mas del 50% en gastos de construcción.

Desarollo portuario en Buenaventura

Buenaventura port developmentUna empresa portuaria Colombiana planificando un nuevo puerto en un manglar en Buenaventura, Colombia decidió que para el diseño de los muelles, darsena y otra infraestructura necesitaban un modelo 4D del terreno basado en información geoeléctrica Aquares.

La figura muestra un perfil horizontal y vertical del sitio. Los altos valores de la resistividad (rojo-verde) representan la roca lodolite mientras que los valores bajos de la resistividad (azul)  reprentan sedimentos lodosos como fue confirmado  en las perforaciones. Basandose en esta información se pudo calcular los volúmenes de sedimentos y roca para dragar para profundizar la dársena al norte del canal de acceso existente y se pudo diseñar los muelles conociendo la profundidad correcta de la roca.

Adicionalmente los perfiles muestran valores de la resistivitad de la roca en la zona de Mangrove swamp resistivity surveylos manglares (verde-amarilla: 1.5-3.5 Ohmm) diferentes en comparación con los valores de la resistividad de la roca en la zona al norte del canal de navegación (rojo: >5 Ohmm). Este fenómeno está relacionado probablemente con los valores bajos del pH en los manglares a causa de las concentraciones elevadas de sulfatos generados por la descomposición de tejido biológico de los animales que viven en el manglar.  Si no se toma precauciones apropriadas siguiendo las obras de dragado, el peligro de sulfatos ácidos podría volverse una amenaza para la vida marina de la zona.

Sin la aplicación de métodos geofísicos avanzados presentados en un modelo 4D del subsuelo es obvio que este peligro ambiental solo sería detectado durante la ejecución del proyecto ya desencadenado por las obras de dragado.


Desarollo portuario en Eden

Eden 3D resistivity modelEl proyecto de desarollo del puerto de Eden es un proyecto de construcción marina manejado por NSW Trade and Investments (Crown Lands) en Nueva Gales del Sur, Australia, incluyendo la extensión de las rompeolas existentes, muelles, amarraderos, obras de dragado y un atenuador de olas fijo o flotante. El diseño original estuvo basado en una investigación in situ incluyendo un levantamiento sísmico, sónar lateral, magnetometría, 21 perforaciones y 15 vibrocores. Despues Crown Lands decidió realizar una investigación adicional utilizando el método geofísico avanzado Aquares y compilando toda la información disponible en un modelo 4D para mitigar los riesgos geológicos del proyecto.

La figura muestra los resultados presentados en 4D en el software Encom PA. Los resultados muestran claramente la extensión y profundidad de las estructuras de altos valores de la resistividad relacionadas con roca y grava. Encontraron diferencias significantes con los resultados sísmicos.

La aplicación del método geofísico avanzado en un modelo integral 4D ha generado una estimación del 20% de ahorros en costos de dragado y pilotaje.

Kpone 3D resistivity modelTrazado de conductos

Una empresa de construcción fue contratada para construir una central eléctrica en la costa de Ghana incluyendo conductos para aspirar y evacuar agua del mar para el enfriamiento de la central. Los tuneles de aspiración y evacuación fueron  realizados con perforaciones horizontales a 10 m de profundidad a partir de la playa. Como las perforaciones se hacen preferencialmente en roca sólida mientras que la recuperación de los equipos de perforacion es mas fácil en sedimentos blandos donde una simple draga de succión podría excavarlos, el proyecto necesitó información geológica detallada de alta calidad. Como la información sismica y de las perforaciones disponibles eran claramente insuficientes, la empresa decidió realizar un estudio geoeléctrico Aquares para generar un modelo 4D georeferenciado del terreno.

Los perfiles geoeléctricos verticales muestran claramente el nivel de la roca (rojo-café: valores elevados de la resistividad) bajo una capa de roca alterada (verde-amarillo: valores intermediarios de la resistividad) y sedimentos blandos (azul: valores bajos de la resistividad). El perfil horizontal a 2 m
abajo del nivel del fondo del mar muestra la ubicación y extensión de un antiguo sistema de ríos Ghana resistivity surveymarcado por sedimentos de bajo valor de resistividad (azul) serpenteando entre estructuras rocosas de valor de resistividad intermediario (verde).

Basandose en esta información de alta precisión presentado en un modelo 4D georeferenciado combinado con unas perforaciones adicionales, las rutas de los tuneles fueron optimizadas ahorrando así millones de dollares en gastos de perforación y de dragado.  


Minería aluvial

Tshikapa river surveyDespues de varios meses de baja productividad en el rio Tshikapa, Kasai Occidental, DRC Congo, una empresa minera de diamantes decidió realizar un estudio geoeléctrico Aquares para ubicar la grava diamantífera dentro de la concesión minera. Un modelo 4D georeferenciado fue establecido de toda la concesión en una malla de 5×5 m2.  Los valores bajos (azul) de la resistividad representan una grava antigua con altos grados de diamantes, sobre roca de alto valor de resistividad (rojo-café) y cubierta por una capa superficial de alto valor de resistividad (rojo) representando una grava mas reciente (movil) con concentraciones de diamantes mas limitadas.  Dirigiendo las obras de dragado hacia las estructuras mas prometedoras como las visualizadas en el modelo geoeléctrico 4D, la productividad de la operación minera aumentó de manera significativa.
Tshikapa resistivity section
Proyectos de Dragado

Miraflores resistivity surveyDespués de una investigación in situ incluyendo un nombre de métodos geofísicos clasicos y unas perforaciones, ACP (Autoridad del Canal de Panama) salió una licitación para dragar el canal de acceso hasta las esclusas de Miraflores. Un grupo de empresas de dragado interesadas en el proyecto decidió realizar una investigación adicional incluyendo un modelo 4D del terreno basado en los resultados de un estudio geoeléctrico Aquares.

La figura muestra unas secciones horizontales y verticales como resultado del estudio geoeléctrico. El perfil vertical muestra la ubicación y extensión de roca basaltica dura, lodolites mas blandos y lodo blando. La sección horizontal muestra la extensión lateral de las formaciones geológicas al nivel de dragado. Se nota la existencia de un palaeo canal natural cortado en la roca por el Rio Chagres Panama Canalsaliendo del lago Gatun dirección al Pacifico en tiempos geológicos antiguos cuando el nivel del Pacífico era mas bajo de lo que es en la actualidad.

Esta calidad de información geofísica complementada con un número limitado de perforaciones bien ubicadas y todo presentado en un modelo 4D del subsuelo permitieron al contratista de dragado calcular bien los riesgos geológicos. En consecuencia, el proyecto de dragado salió a solo el 30% del presupuesto original estimado por ACP basandose en la primera investigación in situ sin método geofísico avanzado y sin modelo 4D integral del terreno.