Sobre modelamiento geológico 3D: Leapfrog Mining y Leapfrog Geo

A la hora de querer entender la geometría tridimensional de información geológica de superficie o de taladros de perforación lo primero que viene a la mente es el uso de algún software de modelamiento geológico. Dentro de los muchos softwares que existen en el mercado nacional peruano y/o extranjero, el más conocido sin lugar a dudas es Leapfrog de ARANZ Geo Limited. El cual tiene cerca de 17 años de existencia y que se ha convertido en casi un estándar en la industria minera. Su entorno mesuradamente intuitivo, versatibilidad en el procesamiento de datos, uso del algoritmo FastRBF™ (modelamiento implícito) y presentación final de sólidos facilitan la construcción de datos geológicos en 3D. Especialmente, en la interpolación e interpretación de datos de subsuelo (distribución de litologías y leyes minerales) los que en años previos al 2000 solían representar tareas tediosas de realizar.

Y dentro de los distintos enfoques de trabajo que tiene Leapfrog, los que son materia de discusión en este artículo son sus versiones Mining y Geo. En este punto, es muy importante detenerse a pensar qué características tienen ambas versiones. Ya que por medio de sus denominaciones, podría haber confusión al creer que la primera está exclusivamente orientada a trabajos de mina y la segunda a labores de exploración o alguna otra que no incluya a la primera.

Con el objetivo de entender algunas de las características de ambas versiones de Leapfrog es prudente abordar primero la situación de fondo en este asunto. El cual inequívocamente tiene que ver con el conocimiento geológico y los criterios que se deben tomar en cuenta para la construcción de un modelo adecuado. Por un lado, tanto en la versión Mining como en Geo se pueden obtener resultados muy similares (Fig. 1). Aunque claro está, que sus entornos gráficos y secuencias de procesos tienen ciertas diferencias. Por ejemplo, algunas de las herramientas de trabajo que tienen en común no poseen las mismas denominaciones, así como su lógica de procesamiento puede llegar a variar según el tipo de tarea a realizar (Fig. 2).

Figura 1. Leapfrog Mining y Leapfrog Geo: dos caras de una misma moneda cuyos entornos de trabajo si bien pueden llegar a parecer diferentes, en el fondo pueden utilizarse para obtener resultados muy similares.

Figura 2. En Leapfrog Mining los sólidos individuales de cada litología vienen a llamarse “dominios” y no son otra cosa que wireframes 3D que por ejemplo pueden representar una serie de valores cualitativos (P. Ej. Litologías) o cuantitativos (P. Ej. Leyes minerales). Mientras que en Leapfrog Geo no existen los “dominios” ya que aquí los mismos wireframes son llamados como “modelos geológicos”. A primera vista, estas tipificaciones podrían no parecer relacionadas, pero al final son lo mismo. En Leapfrog Mining la construcción de wireframes puede tomar un tiempo ligeramente mayor ya que previamente a la construcción de sólidos el programa permite establecer una serie de parámetros de interpolación, intersección y unión con otros sólidos lo cual resulta ser mucho más intuitivo (y lógico) con respecto al procesamiento directo de la versión Geo.

Por otro lado, muy aparte de los conocimientos técnicos que alguien pueda tener en el uso de cualquier versión de Leapfrog. En Geología siempre se nos hace imprescindible considerar que el modelamiento geológico 3D no sólo es un proceso en el que se introducen bases de datos al software para luego obtener un resultado cualquiera. Sino que más bien, es un proceso en el que las bases de datos deben llegar a representarse lo mejor posible guardando coherencia con las observaciones geológicas de campo, resultados independientes de cada análisis (estructurales, estratigráficos, geoquímicos, etc.) y nuestra propia experiencia dentro en un contexto riguroso de ensayo-error.

Es recién desde aquí que surge la necesidad de conocer las características que diferencian Leapfrog Mining y Geo especialmente desde cómo son sus métodos de trabajo y bondades. Esta necesidad se suma al hecho de que en buena parte del público geológico existe una tendencia omnipresente de omitir el criterio geológico de fondo explicado anteriormente (Fig. 3).

Figura 3. Ejemplo gráfico de Jun Cowan (tomado y traducido de www.orefind.com) que ilustra cómo es que el criterio geológico de fondo puede estar ausente en el pensamiento promedio de cualquier profesional ligado al modelamiento geológico (para este caso de depósitos minerales).

Personalmente, podría definir 6 consideraciones que de manera intrínseca entran en juego  al momento de realizar un modelamiento geológico (Fig. 4):

Figura 4. Conjunto de consideraciones necesarias para la elaboración de un adecuado modelamiento geológico 3D. Aquí se hace énfasis en que los elementos más importantes son los observados en los puntos 4 y 6.

-Consideración Nº1: disponibilidad de datos. Tanto de superficie como de sondajes u otra fuente. Es más que obvio que no es suficiente tener una base de datos de tamaño pequeño o regular, sino que se debe contar con una cantidad bastante numerosa de estaciones de campo o sondajes. Para este último caso, los valores cualitativos y cuantitativos para cada tipo de campo deben ser frecuentes, así como la separación entre sondajes debe ser lo más reducida posible. De modo que sin la necesidad de recurrir a alguna interpolación, se visualice una distribución espacial de información que tenga un significado geológico claro. Tal como sucede en la visualización de geometrías planares correspondientes a brechas hidrotermales y/o tectónicas.

-Consideración Nº2: fiabilidad de datos. No sólo es posible fiarse de la cantidad de datos, sino también de su calidad. Esto dependerá en gran medida de saber al 100% sobre dónde, cómo y qué es lo que implican los datos medidos. Un par de ejemplos de mala calidad de datos correspondería a la pobre definición litológica de sondajes, reconocimiento erróneo de un tipo de alteración hidrotermal; o desde el punto de vista estructural, pobre discernimiento de fibras de mineral sinsedimentario de otras de origen tectónico lo cual llevaría a la falsa existencia de una falla o superficie de movimiento.

-Consideración Nº3: conocimiento en el uso del software. Es el nivel de capacitación técnica que cada geólogo tiene al momento de hacer uso de las diferentes herramientas que Leapfrog brinda. Esto puede ser variable, debido a que en algunos casos no es necesario manejar todas las herramientas del software para poder visualizar sondajes o realizar la interpolación de leyes minerales. Pero en lo posible, es recomendable conocer todo lo que el software pueda hacer por nosotros.

-Consideración Nº4: conocimiento geológico base. Suele a estar determinado por los conocimientos y formación propia del geólogo de turno. A su vez, esto puede estar influenciado según la especialidad que domine cada usuario. Por lo tanto, un modelamiento geológico enfocado en la estimación de volúmenes de leyes minerales no necesariamente tendrá el mismo nivel de detalle con respecto a otro de índole estructural. En función al buen grado de conocimiento geológico base, es que también se tendrá una buena disponibilidad y fiabilidad de datos geológicos.

-Consideración Nº5: criterio de aplicabilidad. Corresponde a la capacidad propia de cada geólogo de saber aprovechar su información al máximo de acuerdo a los conocimientos técnicos del punto 3. De esto no hay nada escrito, es decir, que este criterio debe esbozarse y desarrollarse a plenitud dentro de la mente de cada geólogo.

-Consideración Nº6: análisis geológico espacial. Si bien el software ayuda de sobremanera en la proyección de los datos en las tres dimensiones, depende también del geólogo poder prever tales geometrías. Así, es posible predecir algunas geometrías de los wireframes en función de la complejidad del yacimiento mineral o el arreglo estructural del área de trabajo. Al final del día, este criterio es el que permite aprobar o descartar los sólidos preliminares que son entregados por Leapfrog, lo que de hecho, involucra una nueva validación de la información a miras del mejoramiento del modelo geológico.

Es necesario recalcar que de todas estas consideraciones los puntos 4 y 6 son los más difíciles de poner contexto, pero que al mismo tiempo son las más relevantes. A esto podríamos añadirle la experiencia de usuarios destacados como Jun Cowan quien fue uno de los desarrolladores conceptuales de Leapfrog y en cuya web www.orefind.com tiene numerosas publicaciones que hacen énfasis en estas últimas consideraciones. De hecho, no le falta razón ya que suele asumirse que el software es el instrumento definitivo que resolverá cualquier complejidad geológica del sitio estudiado. No obstante, es el conocimiento geológico base (consideración Nº4), el análisis geológico espacial (consideración Nº6) los que determinarán el éxito del modelamiento geológico.

Otro detalle a tomar en cuenta para una coherente representación de datos geológicos es el método de interpolación de datos espaciales. Por ejemplo, no es lo mismo modelar una intrusión globular como puede ser una roca caja diorítica, que modelar una intrusión planar tipo sill o diques. Lo mismo sucede y más importante aún para la construcción de sólidos de leyes minerales donde se debe crear un conjunto de isosuperficies que permitan reducir la incertidumbre del volumen generado. Además, hay casos en los que es necesario que la generación de volúmenes dependa directamente de la geometría de la estructura geológica que controla mineralización de manera que en esta fase de trabajo ya tendrá que existir un buen entendimiento de cada aspecto de la geología del sitio. Lamentablemente, Leapfrog no es capaz de entender la naturaleza y las relaciones de campo entre unas estructuras y otras tal como nosotros sí las comprendemos. Para esto, el geólogo deberá recurrir al manejo de aproximaciones geoestadísticas: transformaciones gaussianas (óptimas para la construcción de cuerpos globulares) o posiblemente logarítmicas (óptimas para la construcción de isosuperficies de leyes minerales, superficies planas rectas o platiformes de espesor variable). Además de considerar parámetros de alargamiento de superficies 3D en alguna de las direcciones X/Y/Z, variogramas, así como valores de sill (en casos de variogramas esferoidales y nugget.

Al tener claro todos los criterios anteriormente expuestos, en la figura 5 se observa una síntesis que muestra algunas de las diferencias que existen entre Leapfrog Mining y Geo.

Figura 5. Lista breve de algunas diferencias entre Leapfrog Mining y Leapfrog Geo. Nótese que la versión Mining es la versión original de Leapfrog que empezó a descontinuarse desde poco después de la salida de la versión Geo en el 2013. Aun así, Leapfrog Mining ofrece una serie de beneficios (en checks) que de forma general permiten al usuario actuar con una mayor facilidad en un entorno enfocado en el criterio geológico. Debido a que Geo tiene cualidades que Mining no, se puede entender que ambas versiones pueden trabajarse conjuntamente.

A partir de lo observado en la figura 5, se verifica que las versiones Mining y Geo de Leapfrog representan herramientas muy útiles para el procesamiento de información geológica. Más aún en estos tiempos donde la inmediatez, pero sobre todo la confiabilidad de dicha información se hace más necesaria en la presentación periódica de avances en trabajos de exploración. Fuera de cualquier sesgo, si bien cada una de estas versiones no representan una perfección, tampoco dejan algo que desear en el estado del arte del modelamiento por lo que sin problemas se pueden aprovechar por separado. Así, hasta se podría decir que son claramente complementables y sí, necesarias en las labores profesionales de cualquier geólogo.

Nota final: Este artículo está enteramente dedicado a la exhibición de las bondades que el software Leapfrog puede ofrecer. Mostrando sí, qué puede hacer en mayor o en menor medida según las funcionalidades de las versiones aquí descritas en beneficio de la experiencia de cada geólogo. Por estos motivos, de ninguna forma es la intención del autor hacer algún tipo de promoción comercial que pueda influenciar en la opinión o preferencias de los lectores de este artículo.