Guías para la discretización de modelos numéricos en minería

Los modelos son herramientas que representan numéricamente el régimen de flujo de aguas subterráneas y el impacto de distintos requerimientos sobre el recurso hídrico subterráneo.

Para mejorar la calidad de las evaluaciones predictivas se debe asegurar que el modelo pueda representar adecuadamente las condiciones actuales y futuras del sistema de aguas subterráneas. Dentro de las principales consideraciones dentro de la construcción de un modelo esta la discretización que es la transformación de un medio continuo como la naturaleza en uno discreto como un arreglo regular de elementos.

Este artículo muestra las principales consideraciones y / o guías dentro de la discretización de modelos numéricos aplicados a la evaluación de operaciones mineras. El seguimiento de estas guías mejora la calidad de la calibración y simulación de impactos de la minería sobre el régimen de aguas subterráneas.

Consideraciones Generales

El ancho horizontal de la celda debe estar entre el 2 al 5% del ancho del tajo.
No tener más de 500 000 elementos. En caso de requerirse mayor discretización utilizar MODFLOW LGR.
Hacer refinamientos progresivos en un ratio de 3 a 5 veces mínimo, recomendable 1.5.
La extensión del modelo debe ser la suficiente que permita la representación del régimen de flujo de agua subterráneas y las solicitaciones de un proyecto sin tener influencia de las condiciones de borde.

Discretización Vertical

En la discretización vertical se recomienda:

Utilizar una capa superior delgada para roca meteorizada y aluviales
Aumento del espesor con profundidad
Para modelamiento regional y transporte de contaminantes tener 4 a 5 capas en los primeros 300m.
Los espesores de las capas profundas no deben tener mas de 400m.
Se recomienda tener 1 a 2 capas debajo del fondo del tajo (para representar el flujo vertical)

Discretización Horizontal

En la discretización horizontal se considera:

Para modelos regionales utilizar un refinamiento de 300m x 300m, lo optimo es 100m x 100m.
Para modelos en proyecto de infraestructura (máximo de 400 x 400 m) utilizar discretizaciones generales de 5 x 5 m.
Modelos de presas de relave y botaderos requieren una discretización general de 20m x 20m. Luego de ahí vienen los refinamientos en la zona de interés.

Espesor del Modelo

En la determinación del espesor del modelo es recomendable:

Para modelos regionales sin impacto de operaciones mineras tomar un espesor de 700 a 800 metros tomando en cuenta de tener un espesor mínimo de 300 m en el punto de descarga de la cuenca.
Para modelos de filtraciones de presas de relave y botaderos utilizar un espesor mínimo de 300 a 500m.
Para modelos de tajo y túneles, utilizar un espesor de 300 a 500 m debajo de la cota mínima del tajo / labor subterránea.
Para modelos de drenaje de infraestructura, tomar un espesor de 30 a 50m debajo de la cota menor de la edificación.

Consideraciones Finales

El uso de estas recomendaciones conlleva la mayoría de veces a una correcta selección de la discretización del modelo, sin embargo algunos de los siguientes factores pueden requerir discretizaciones particulares: