aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - diego nunes

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ CAMPUS DE MARABÁ FACULDADE DE ENGENHARIA DE MINAS E MEIO AMBIENTE DIEGO SOUZA NUNES APLICAÇÃO DA GEOESTATISTICA NA ESTIMATIVA E CLASSIFICAÇÃO DE RECURSOS DE UM DEPÓSITO DE COBRE MARABÁ 2012

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Page 1: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ

CAMPUS DE MARABÁ

FACULDADE DE ENGENHARIA DE MINAS E MEIO AMBIENTE

DIEGO SOUZA NUNES

APLICAÇÃO DA GEOESTATISTICA NA ESTIMATIVA E

CLASSIFICAÇÃO DE RECURSOS DE UM DEPÓSITO DE

COBRE

MARABÁ 2012

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DIEGO SOUZA NUNES

APLICAÇÃO DA GEOESTATISTICA NA ESTIMATIVA E

CLASSIFICAÇÃO DE RECURSOS DE UM DEPÓSITO DE

COBRE

Trabalho de Conclusão de curso apresentado à Faculdade de Engenharia de Minas e Meio Ambiente da UFPA - Universidade Federal do Pará, em cumprimento às exigências para obtenção do grau de Bacharel em Engenharia de minas e meio ambiente. Orientador: Prof. Msc. Marinésio Pinheiro de Lima

MARABÁ

2012

Page 3: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

Dados Internacionais de Catalogação-na-Publicação (CIP) Biblioteca II da UFPA. CAMAR, Marabá, PA

Nunes, Diego Souza Aplicação da geoestatística na estimativa e classificação de recursos de um depósito de cobre / Diego Souza Nunes ; orientador, Marinésio Pinheiro de Lima. — 2012. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Federal do Pará, Campus Universitário de Marabá, Faculdade de Engenharia de Minas e Meio Ambiente, Marabá, 2012. 1. Geologia - Métodos estatísticos. 2. Engenharia de minas - Métodos estatísticos. 3. Cobre. I. Lima, Marinésio Pinheiro de, orient. II. Título.

CDD: 22. ed.: 551.028

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Page 5: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

Dedico a Deus pela dádiva da

vida, e a minha família pelo apoio dado

nesse desafio.

Page 6: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

AGRADECIMENTOS

Agradeço a Deus pelo amparo e conforto nos inúmeros momentos de dificuldades

ao decorrer desse percurso.

A minha mãe Shirley, pela confiança incondicional depositada em mim, pelo carinho

e compreensão em todos os momentos, sem os quais não seria possível concluir

esse desafio.

Ao meu pai Ronaldo, por sempre acreditar na minha capacidade e dedicação, e aos

ensinamentos diários de humildade e honestidade ao longo da vida.

À minha irmã Renata, pelos incentivos e conselhos dados ao longo dos 5 anos de

graduação, sempre solícita e disposta a ajudar no que era necessário.

Ao meu avô pelo exemplo de pessoa que é, pela generosidade de compartilhar a

sabedoria adquirida ao longo dos anos através de gestos diários de humildade,

dignidade e respeito à família que foram fundamentais para minha formação.

A todos os professores que participaram da minha formação, e principalmente

aqueles que ensinaram muito mais que a teoria, deram lições que serão lembradas

para a vida toda.

Ao professor Msc. Marinésio Pinheiro pelo apoio na realização desse trabalho,

A todos os amigos do Laboratório de Lavra da UFCG que me ajudaram na execução

desse trabalho: Jonas, Diêgo, Robinho e Picuí. Em especial ao professor Dr Arlindo

Bazante pela recepção e acolhida na UFCG.

Page 7: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

“O êxito na vida não se mede pelo que

você conquistou, mas pelas

dificuldades que você superou no

caminho. A diferença entre o razoável e

o bom é um pequeno esforço extra.

Somos o que fazemos repetidamente.

Por isso o mérito não está na ação,

mas sim no hábito.”

Autor desconhecido

Page 8: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

RESUMO

O objetivo deste trabalho foi a utilização de uma metodologia adequada para a

quantificação e classificação de recursos minerais visando a obtenção de uma base

de dados confiável para as posteriores etapas de planejamento, fundamentais para

qualquer empreendimento mineiro. Foram utilizados dados da campanha de

sondagem de um depósito de cobre, totalizando 13.381 amostras. Todos os furos de

sondagem foram analisados para verificação de consistência dos dados. Os furos de

pesquisa foram interpretados em seções verticais e horizontais para definição do

modelo geológico do depósito em estudo no software Datamine Studio 2. A análise

de continuidade espacial foi realizada através da construção de semivariogramas

Down The Hole, onidirecionais e direcionais para a variável cobre e para a variável

densidade. Os recursos minerais foram estimados através do método geoestatístico

de Krigagem Ordinária e classificados de acordo com o Código JORC de

classificação de recursos e reservas minerais. Na validação do modelo

semivariográfico tanto para a variável cobre como para a variável densidade foram

obtidas médias do erro residual próximo a zero e correlação entre os valores

estimados e os valores reais maior que 60%, validando o modelo de continuidade

espacial. Foram apresentados bons resultados também na validação do modelo de

recursos por comparação estatística global com diferença entre as compostas e os

blocos estimados de 12% para o cobre e 0,7% para a densidade, tendo uma leve

subestimativa das variáveis. Igualmente foram apresentados bons resultados para a

validação visual e boa reprodução da média local das amostras nos blocos no

gráfico tipo swath plot, principalmente nos pontos mais densamente amostrados. Os

recursos medidos, indicados e inferidos do depósito de cobre somaram 923 Mt com

0,23% de cobre, sendo 289,62 Mt de reservas provadas com teor médio de cobre de

0,4% e uma reserva em potencial para o depósito de 638,45 Mt.

Palavras chave: Geoestatística, Classificação de recursos, Krigagem Ordinária.

Page 9: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

ABSTRACT

The purpose of this study was use an appropriate methodology for quantify and

classify mineral resources in order to achieve a reliable database for the following

stages of planning, essentials for any mining project. It was used data from drilling

campaign of cooper deposit, adding up 13.381 samples. All the drill holes were

analyzed for to check the integrity of the database. The drill holes were interpreted in

vertical and horizontal sections for definition of geological model of deposit using

Datamine Studio 2 software. The spatial continuity analysis was realized through

construction of variograms Down the hole, omnidirectional and directional for cooper

and density. The mineral resources were estimated through geoestatistical method of

Ordinary Kriging and classified according JORC CODE of classification mineral

resources and reserves. In the semivariogram model validation was obtained both for

cooper and density a residual error mean close to zero and correlation between

estimated values and real ones greater than 60%, validating the spatial continuity

model. It was presented good results also in validation of resource model by global

statistics analysis with differences between composites and estimated blocks of 12%

for cooper and 0,7% for density, showing a slight underestimation of the global mean.

Equally were presented good results for visual validation and good reproduction of

the samples global mean into estimated blocks in the swath plots, mainly in the most

densely sampled areas. The measured, indicated and inferred mineral resources of

cooper deposit were added 923 Mt with 0,23% of cooper, being 282,62 Mt of proven

reserves with cooper mean grade of 0,4% and a potential reserve of 638,45 Mt.

Key words: Geoestatistic, Resource classification, Ordinary Kriging.

Page 10: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 01 - Parâmetros do semivariograma. ................................................ 188

Figura 02 - Semivariograma com patamar. .................................................. 199

Figura 03 - Semivariograma com efeito pepita puro. .................................... 20

Figura 04 - Semivariograma sem patamar. .................................................. 20

Figura 05 - Semivariograma cíclico. ............................................................. 20

Figura 06 - Semivariograma com estruturas entrelaçadas ........................... 21

Figura 07 - Os tipos de anisotropia. (A) Anisotropia geométrica; (B) zonal e

(C) mista. ................................................................................... 22

Figura 08 - Representação gráfica da anisotropia geométrica em duas

dimensões. ................................................................................. 23

Figura 09 - Exemplos de dois esquemas de classificação de recursos e

reservas publicados.. ................................................................. 30

Figura 10 - Sequência metodológica adotada. ............................................. 31

Figura 11 - Mapa de localização dos furos de sondagem. ........................... 33

Figura 12 - Métodos de triangulação no software DATAMINE Studio ......... 34

Figura 13 - Triangulação do corpo de minério método Equi-angular Shape. 35

Figura 14 - Modelo geológico tridimensional: a) vista em planta e b) vista

em seção vertical. ...................................................................... 35

Figura 15 - Histograma dos dados regularizados para a variável cobre....... 36

Figura 16 - Histograma dos teores do cobre após aplicação do capping. .... 37

Figura 17 - Histograma dos dados regularizados para a variável densidade. 38

Figura 18 - Semivariograma Down the Hole para a variável cobre. ............. 40

Figura 19 - Semivariograma na direção N22,5º/D60 (maior alcance). ......... 41

Figura 20 - Semivariograma na direção N112,5º (menor alcance). .............. 41

Figura 21 - Semivariograma na direção N22,5º/D-30 (alcance intermediário). 42

Figura 22 - Histograma do erro residual da estimativa para a variável

cobre .......................................................................................... 43

Figura 23 - Histograma dos erros residuais da estimativa para a variável

densidade. ................................................................................. 44

Figura 24 - Gráfico de dispersão entre os valores verdadeiros e os valores

estimados para o cobre. ............................................................. 45

Page 11: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

Figura 25 - Seção N-S 8429,82 comparando teores de cobre estimados

com as amostras dos furos de sondagem. ................................ 49

Figura 26 - Seção N-S 8199,82 comparando valores de densidade

estimados com as amostras dos furos de sondagem. ............... 49

Figura 27 - Mapa de localização das faixas norte-sul................................... 50

Figura 28 - Swath plot horizontal para o cobre. ............................................ 51

Figura 29 - Swath plot vertical para a variável cobre. ................................... 51

Figura 30 - Swath plot horizontal para densidade. ....................................... 52

Figura 31 - Swath plot vertical para a variável densidade. ........................... 52

Figura 32 - Seção N-S para checagem visual da classificação de recursos

do depósito................................................................................. 54

Figura 33 - Curva de parametrização para os recursos medidos e

indicados. ................................................................................... 55

Figura 34 - Visão 3D da reserva provada do depósito de cobre. ................. 57

Page 12: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

LISTA DE TABELAS

Tabela 1- Estatística descritiva dos dados regularizados para a variável

cobre. ........................................................................................... 36

Tabela 2 - Estatística univariada para densidade nas compostas. ................ 38

Tabela 3 - Parâmetros do modelo de blocos para o depósito. ...................... 46

Tabela 4 - Parâmetros de krigagem para a variável cobre e densidade. ...... 47

Tabela 5 - Estatística blocos versus amostras. ............................................. 48

Tabela 6 - Sumário estatístico dos recursos Medido, Indicado e Inferido. .... 53

Tabela 7 - Total de recursos medidos, indicados e inferidos em incrementos

de teores de corte. ...................................................................... 54

Tabela 8 - Parâmetros utilizados para a determinação do teor de corte do

depósito........................................................................................ 56

Tabela 9 - Reservas minerais estimadas para o depósito de cobre. ............. 57

Page 13: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

ASX - Australian Securities Exchange

AusIMM - Australasian Institute of Mining and Metalurgy

Cu - Cobre

G - Teor de corte marginal

JORC - Joint ore reserves comittee

KO - Krigagem Ordinária

NZX - New Zealand Exchange

SME - Society of Mining Engineers

Page 14: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO .................................................................................... 12

2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA .......................................................... 13

2.1 CONCEITOS FUNDAMENTAIS DE GEOESTATÍSTICA.................... 14

2.1.1 Hipóteses de estacionariedade ....................................................... 15

2.1.2 Semivariograma ................................................................................ 17

2.1.3 Grau de dependência espacial ........................................................ 21

2.1.4 Isotropia e Anisotropia ..................................................................... 22

2.1.5 Modelos variográficos ...................................................................... 23

2.1.6 Krigagem ........................................................................................... 25

2.1.6.1 Krigagem Ordinária ............................................................................. 26

2.2 CLASSIFICAÇÃO DE RECURSOS .................................................... 28

3 MATERIAIS E MÉTODOS .................................................................. 30

4 ESTUDO DE CASO ............................................................................ 32

4.1 BANCO DE DADOS ........................................................................... 32

4.2 MODELAMENTO GEOLÓGICO ......................................................... 34

4.3 ANÁLISE EXPLORATÓRIA DOS DADOS REGULARIZADOS .......... 36

4.4 CONTINUIDADE ESPACIAL .............................................................. 39

4.5 VALIDAÇÃO DO MODELO DE CONTINUIDADE ESPACIAL ............ 43

4.6 ESTIMATIVA DE RECURSOS ........................................................... 45

4.6.1 Modelo de blocos .............................................................................. 45

4.6.2 Interpolação dos teores de cobre e densidade .............................. 46

4.6.3 Modelo de validação ......................................................................... 47

4.6.3.1 Comparação estatística ...................................................................... 48

4.6.3.2 Validação visual .................................................................................. 48

4.6.3.2 Swath Plots ......................................................................................... 49

4.7 CLASSIFCAÇÃO DE RECURSOS ..................................................... 53

4.8 ESTIMATIVA DE RESERVAS MINERAIS .......................................... 56

5 CONCLUSÃO ..................................................................................... 58

REFERÊNCIAS .................................................................................. 60

Page 15: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

12

1 INTRODUÇÃO

Ainda há pouco tempo, a geologia era considerada uma ciência baseada em

interpretações puramente qualitativas de fenômenos geológicos. Nos últimos anos,

porém, tem sido notável a utilização de métodos quantitativos, principalmente na

área de geologia aplicada.

Os métodos quantitativos clássicos de estimativa de recursos, baseados na

geometria euclidiana, não consideravam a natureza irregular dos jazimentos e,

devido a isso, a sua utilização era passível a erros consideráveis. Devido aos

grandes investimentos necessários para a exploração de uma jazida é de

fundamental importância a estimativa dos recursos com o mínimo de erro associado,

a fim de obter base confiável à tomada de decisões.

Um estudo feito por Harquail1 (1991 apud Souza, 2007) realizado na América

do Norte mostrou que de 39 casos de insucessos em operações de mineração

aproximadamente 60% estavam relacionados com questões ligadas a erros de

avaliação dos recursos e reservas minerais. Em outro trabalho similar, Burmeister

(1988) analisou 35 operações de mineração de ouro australianas que haviam sido

iniciadas no período de 1984 a 1987 e observou que cerca de dois terços delas não

haviam conseguido atingir a meta planejada de produção no primeiro ano de

operação. Umas das principais razões apresentadas pelo autor foram a utilização de

técnicas de estimativa impróprias seguidas de análises inseguras e incertas. Sendo

assim, a estimativa de recursos é um dos pontos chave para o sucesso de um

projeto de mineração.

Visando a solução deste problema de estimativa de recursos o engenheiro de

minas Daniel G. Krige, em trabalhos com dados de concentração de ouro nas minas

de Rand na África do Sul, observou que somente a informação dada pela variância

era suficiente para explicar o fenômeno em estudo, sendo necessário levar em

consideração a distância entre as observações. Partindo desse princípio, surgiu o

conceito de geoestatistica, a metodologia mais aceita e utilizada atualmente.

A crescente utilização da geoestatistica na estimativa de recursos levou a

novos parâmetros que vieram a auxiliar na classificação de recursos em diferentes

1 HARQUAIL, D. Investing in Junior Mining Companies. In: 6º Mineral Economics Symposium of CIM, Canadian Institute of mining, Metallurgy and Petroleum, 1993, Montreal. 10 p.

Page 16: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

13

classes, de acordo com o nível de risco envolvido, dando possibilidade de que

medidas quantitativas venham a fazer parte dos sistemas de classificação,

contribuindo na diminuição dos aspectos subjetivos desses sistemas. Devido a

importância da classificação de recursos no âmbito do setor mineral, surgiu a

necessidade do estabelecimento de diretrizes e recomendações que padronizassem

internacionalmente as práticas envolvidas neste processo. O JORC Code, também

denominado Código Australiano, é a norma mais utilizada pelas empresas e no meio

acadêmico para classificação de recursos na indústria mineral.

O objetivo deste trabalho é aplicar uma metodologia adequada para a

quantificação de recursos através da técnica de krigagem ordinária e classificação

de recursos através de um estudo de caso de um depósito de cobre, envolvendo a

modelagem geológica, a estimativa do inventário mineral, com revisão dos principais

conceitos geoestatísticos e classificação dos recursos segundo normas

internacionais estabelecidas pelo código JORC.

2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

De acordo com Guimarães (2004) fenômenos naturais apresentam-se

frequentemente com uma estruturação entre vizinhos, portanto, conclui-se que há

certo grau de dependência espacial entre as variáveis, ou seja, elas não são

totalmente aleatórias como descritas pela estatística clássica.

Portanto, os antigos métodos estatísticos não são, por si só, suficientes para

descrever um fenômeno. Partindo dessa constatação, a análise espacial dos dados

apresenta-se como uma alternativa e/ou uma complementação à análise clássica

dos dados, sendo que este tipo de análise considera a correlação entre as amostras.

Existem alguns procedimentos descritos em literatura de análise espacial de

dados, mas o mais recorrente é a metodologia de análise denominada

“geoestatistica”.

Esta técnica empírica foi desenvolvida primeiramente pelo Engenheiro de

minas Daniel G. Krige e pelo estatístico H. S. Sichel para estimativa do cálculo de

reservas minerais. Krige (1951), trabalhando com dados de concentração de ouro,

concluiu que somente a variância seria necessária para descrever o fenômeno em

Page 17: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

14

estudo. Para isso, deveria levar em consideração a distância entre as amostras.

Partindo desse principio surge o conceito de geoestatistica a qual considera a

localização geográfica e a dependência espacial (CAMARGO et. al , 1998).

2.1 CONCEITOS FUNDAMENTAIS DE GEOESTATISTICA

No ínicio dos anos 60, baseado nas observações de Krige, o engenheiro de

minas G. Matheron (1963, 1971) desenvolveu a teoria das variáveis regionalizadas,

ou seja, das variáveis com condicionamento espacial. Ela foi definida como uma

função espacial numérica, variando de um local para outro, apresentando

continuidade aparente e cuja variação não pode ser representada por uma função

matemática simples (LANDIM, 2006).

Segundo Burrough2 (1987 apud Camargo et. al , 1998) a teoria das variáveis

regionalizadas implica que a variação de uma variável pode ser expressa pela soma

de três componentes: i) uma componente estrutural, associada a um valor médio

constante ou a uma tendência constante; ii) uma componente aleatória,

espacialmente correlacionada; e iii) um ruído aleatório ou erro residual.

Se representa uma posição em uma, duas ou três dimensões, então o valor

da variável em , é dado por:

(01)

Em que é uma função determinística que descreve a componente

estrutural em ; é um termo estocástico, que varia localmente e depende

espacialmente de ; e é um ruído aleatório não correlacionado, com

distribuição normal com média zero e variância . Sendo assim, a teoria das

variáveis regionalizadas, base teórica da geoestatistica, pode ser vista como um

grande ramo da estatística espacial (CRESSIE, 1993), que estuda a relação de uma

variável regionalizada com ela mesma numa outra posição.

2 BURROUGH, P. A. Principles of geographical information systems for land resources assesstment. Oxford,: Clanderon press, 1987. 193 p.

Page 18: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

15

2.1.1 Hipóteses de estacionariedade

De acordo com Boezio (2004), em geoestatistica os dados disponíveis em

locais são considerados realizações de uma variável randômica . Nos locais

onde não se possui informação podem ser considerados como posições onde se

podem ter realizações da mesma variável. O conjunto das denominadas variáveis

randômicas ou aleatórias é chamado de função randômica.

As funções randômicas têm funções de distribuição de probabilidade que

dependem da posição para cada variável (GOOVAERTS, 1997). Assim chamada de

função multivariada caracteriza a incerteza conjunta dos valores .

Para inferi-la, é necessário dispor de um conjunto de repetições , o que na prática

não é possível. Segundo Armstrong (1998) geralmente assume-se que a variável em

consideração é estacionária.

Segundo Guimarães (2004) diz-se que uma variável é estacionária se o

desenvolvimento dessa variável no tempo ou no espaço ocorrer de maneira mais ou

menos homogênea, com oscilações aleatórias contínuas em torno de um valor

médio, em que nem as oscilações nem a amplitude média mudem bruscamente no

tempo ou no espaço. É importante salientar que as características de um processo

estacionário independem da origem adotada.

A estacionaridade requer que todos os momentos estatísticos não variem com

a translação na área em estudo. Como isto não pode ser verificado devido a

quantidade limitada de dados experimentais, somente são considerados os dois

primeiros momentos (média e covariância).

Se a esperança matemática de uma variável aleatória é constante,

independentemente da origem que se toma no espaço ou no tempo, podemos dizer

que a variável é estacionária de primeira ordem, sendo assim, a média será

constante para todo o processo (GUIMARÃES, 2004).

(02)

Se o segundo momento em relação a origem é constante, é dado que a

variância é constante independentemente da origem no espaço ou no tempo e,

portanto, o processo é estacionário de segunda ordem.

(03)

(04)

Page 19: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

16

Seja a esperança do produto (covariância) do que ocorre em e , com

, definida como:

(05)

Se Z(x) é estacionária a covariância não depende de e , ou seja, da

origem, mas somente da distancia entre as observações e desta forma:

(06)

Segundo Guimarães (2004) é importante observar que a variância é um caso

particular de covariância, quando o valor de é zero, como mostra a eq. 07:

(07)

Muitas vezes as condições de estacionaridade de primeira e de segunda

ordem não são satisfeitas. Para essas situações foi desenvolvida a hipótese

intrínseca (MATHERON, 1965). Segundo Boezio (2004), neste caso, são os

incrementos da função que são assumidos como estacionários. A média (eq. 08) e a

variância (eq. 09) dos incrementos são dependentes do vetor de separação .

(08)

Onde:

é a diferença que define o incremento.

(09)

Onde:

é a função semi-variograma.

Se uma variável é estacionária de segunda ordem, então ela também é

intrínseca, mas nem toda variável estacionária intrínseca é de segunda ordem.

A hipótese intrínseca é a condição mais frequentemente usada em

geoestatística, devido ser menos restritiva e, portanto, o semivariograma é a

ferramenta mais difundida na geoestatística porque exige apenas a hipótese

intrínseca.

Page 20: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

17

2.1.2 Semivariograma

O semivariograma é o método geoestatístico para diagnosticar a presença de

correlação espacial entre as amostras (DUARTE, 2000). Segundo Andriotti (2004) o

semivariograma é uma função intrínseca que reflete a estrutura do fenômeno

estudado, medindo as relações estatísticas que existem entre as amostras

espaçadas de sucessivos valores de . Para sua construção são usadas

simplesmente as diferenças ao quadrado dos valores obtidos (LANDIM, 2006).

Campozana (1990) descreve a análise semivariográfica como a etapa mais

importante da caracterização espacial de uma variável regionalizada. O semi-

variograma representa numericamente a continuidade espacial de um fenômeno

natural, como a continuidade de camadas sedimentares ou de tipos de solos,

levando em consideração a anisotropia e as feições estruturais do meio (OLIVEIRA,

2002).

O semivariograma é definido sobre os dados amostrais de acordo com a

eq. 10:

(10)

onde:

é a função semivariograma;

é o número de pares de valores medidos;

e são valores da i-ésima observação da variável regionalizada,

coletada nos pontos e , separados pelo vetor .

De acordo com Guimarães (2004), na função semivariância, quanto mais

próximos estiverem os pontos amostrados, maior será a semelhança entre eles e,

consequentemente, menor a semivariância. Em contrapartida, quanto mais distantes

estiverem os pontos amostrados maior será a variância (dispersão). Na teoria

geoestatística, temos que a uma distância a semivariância e, a

semivariância cresce com o incremento de , até atingir um valor constante

para que corresponde às variações aleatórias, ou seja, que não podem ser

justificadas pela semelhança de um ponto com outro.

Page 21: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

18

A distância a partir da qual se torna aproximadamente constante é

chamada de alcance (a) da dependência espacial, sendo que as medições

realizadas a distâncias maiores que o alcance, têm distribuição espacial aleatória e,

portanto, são independentes entre si (GUIMARÃES, 2004). O valor de

constante é chamado de patamar (C).

É comum observar que para valores de igual a zero a variância seja

não-nula. Este fato pode ocorrer devido os seguintes motivos: variações a distâncias

menores do que a menor distância de amostragem, erros de amostragem, erros de

análise de laboratório, etc. Quando , surge um novo termo no

semivariograma, denominado efeito pepita (C0) e, neste caso, o patamar é dado por

. A Figura 1 apresenta um esquema das principais estruturas do

semivariograma.

Figura 01 - Parâmetros do semivariograma.

De acordo com Guimarães (2004), se o semivariograma for constante para

qualquer valor de , temos o efeito pepita puro e, neste caso, temos a ausência

total de dependência espacial, ou seja, a dependência espacial, se existir, será

manifestada a distância ou tempo menor que o espaçamento entre as amostras.

Page 22: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

19

Existe outro tipo de semivariograma, o qual é caracterizado por apresentar a

semivariância com flutuações. Este semivariograma é chamado de semivariograma

cíclico ou periódico e indica uma periodicidade dos dados que pode ser justificada

por algum fator conhecido ou analisado por meio da densidade espectral.

Também podemos ter um tipo de semivariograma em que as semivariâncias,

crescem sem limites, para todos os valores de , ou seja, semivariogramas sem

patamar definido. Este semivariograma indica que a hipótese de estacionaridade

de segunda ordem não foi atendida e que provavelmente estamos trabalhando com

a hipótese intrínseca (fenômeno com capacidade infinita de dispersão). Ele indica

também que a máxima distância entre as amostras não foi capaz de exibir toda a

variância dos dados e provavelmente exista tendência dos dados para determinada

direção.

Podemos ter ainda um semivariograma com mais de uma estrutura de

variância, que são chamados de semivariogramas com estruturas entrelaçadas ou

semivariogramas imbricados. Nestes casos, uma explicação prática para esse

fenômeno é estarmos trabalhando com mais de uma população, por exemplo, até

uma determinada distância estamos trabalhando com uma determinada população e

a partir daí com outra ou outras populações. Os tipos de semivariogramas

experimentais são representados nas Figuras 2, 3, 4, 5 e 6.

Figura 02 - Semivariograma com patamar.

Page 23: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

20

Figura 03 - Semivariograma com efeito pepita puro.

Figura 04 - Semivariograma sem patamar.

Figura 05 - Semivariograma cíclico.

Page 24: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

21

Figura 06 - Semivariograma com estruturas entrelaçadas.

2.1.3 Grau de dependência espacial

Segundo Landim (2006) uma consideração importante a ser feita é sobre o

grau de aleatoriedade presente nos dados. O cálculo do grau de dependência

espacial ou de aleatoriedade pode ser feito através da eq. 11.

(11)

De acordo com o grau de dependência espacial da variável podemos

classificá-lo como:

componente aleatória pequena: maior ou igual a 0,15;

componente aleatória significante: compreendido entre 0,15 e 0,30;

componente aleatória muito significante: maior que 0,30.

O extremo dessa situação é o efeito pepita puro, mostrado na Figura 03, onde

não ocorre covariância entre as amostras e, portanto, a análise semivariográfica não

pode ser aplicada.

Page 25: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

22

2.1.4 Isotropia e Anisotropia

De acordo com Andriotti (2004), se os semivariogramas para diferentes

direções tiverem o mesmo comportamento, diz-se haver isotropia da variável; caso

contrário, diz-se haver anisotropia.

Sendo um vetor e, consequentemente, o semivariograma dependendo da

sua magnitude e da sua direção, haverá isotropia no fenômeno quando para

qualquer direção de houver similaridade entre os semivariogramas. É relevante

ressaltar que este tipo de comportamento não é muito comum no estudo das

variáveis regionalizadas.

Entretanto, quando os semivariogramas não possuem um comportamento

igual para todas as direções de , ou seja, quando as propriedades do meio são

diferentes ao longo de direções distintas, dizemos que há anisotropia. Segundo

Camargo et. al (1998) quando a anisotropia é refletida pelo mesmo Patamar (C) com

diferentes Alcances (a) do mesmo modelo, então ela é denominada Geométrica,

Figura 07A. Se os semivariogramas apresentarem os mesmos Alcances (a) e

diferentes Patamares (C) denominamos de anisotropia Zonal, Figura 07B. Existe

outro caso de anisotropia, mais comum no estudo das variáveis regionalizadas, que

consiste na combinação da anisotropia geométrica e zonal, chamada anisotropia

Combinada, Figura 07C.

Figura 07 - Os tipos de anisotropia. (A) Anisotropia geométrica; (B) zonal e (C) mista.

Um modo muito utilizado para visualizar e calcular os parâmetros (fator e

ângulo) da anisotropia geométrica é através do esboço gráfico de uma elipse. Para o

eixo maior da elipse, denominado direção de maior continuidade, aplica-se o maior

Page 26: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

23

alcance. Segundo as convenções adotadas por Deutsch e Journel (1998), o ângulo

da direção de máxima continuidade é definido a partir da direção norte e no sentido

horário. Seu valor corresponde à direção de maior alcance. O eixo menor é definido

pelo alcance na direção de menor continuidade, sendo esta ortogonal à direção

principal.

Figura 08 - Representação gráfica da anisotropia geométrica em duas dimensões. Fonte: modificada de Deutsch e Journel (1992).

Segundo Isaaks e Srivastava (1989), a anisotropia zonal pode ser

considerada como um caso particular de anisotropia geométrica, ao se supor um

fator de anisotropia muito grande. A estrutura do semivariograma é então adicionada

somente para a direção de maior continuidade.

2.1.5 Modelos variográficos

O gráfico do semivariograma experimental é formado por uma série de

valores sobre os quais se objetiva ajustar uma função. É importante que o modelo

ajustado represente a tendência de em relação a . Deste modo, as estimativas

obtidas serão mais exatas e, portanto mais confiáveis (CAMARGO et. al, 1998).

De acordo com Oliveira (2002) os modelos semivariográficos teóricos podem

ser divididos, segundo o patamar, em dois grupos: os que atingem um patamar,

Page 27: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

24

sendo coerentes com a hipótese de estacionaridade de segunda ordem, e os que

não têm patamar. Para os primeiros pode-se fazer uma subdivisão em 3 grupos: (a)

modelos com comportamento linear próximo à origem; (b) modelos que apresentam

comportamento parabólico próximo à origem e (c) modelos de comportamento

constante, o efeito pepita.

Os modelos com patamar são:

1 Gaussiano: A curva é parabólica junto a origem e a tangente nesse ponto é

horizontal, o que indica pequena variabilidade para curtas distancias; “a”

corresponde ao alcance prático igual à distancia segundo a qual 95% do

patamar foi alcançado;

(12)

2 Esférico: A inclinação da tangente junto à origem ( ) é . É o modelo

mais comum, podendo-se afirmar que se equivale à função de distribuição

normal da estatística clássica;

3

102

1

2

3)(

a

h

a

hCCh para

(13)

10)( CCh para

3 Exponencial: Neste modelo a inclinação da tangente junto à origem é ; é

a assíntota de uma curva exponencial e pode ser equalizada junto à soleira; “a”

corresponde ao alcance prático igual à distancia segundo a qual 95% do

patamar foi alcançado;

(14)

4 Efeito buraco: Fenômenos cíclicos, que são comuns em geologia, podem afetar

de forma significativa o semivariograma causando depressões. Campozana

(1990) explica que isso ocorre pelo fato de que, a partir de uma distancia

correspondente a um ciclo, os pontos começam a ter correlação em outros

ciclos, causando diminuição nos valores de .

(15)

Os modelos sem patamar são:

Page 28: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

25

1 Modelo potencial: é indicado para modelar fenômenos com capacidade infinita

de dispersão (não-estacionários) com variáveis que têm deriva;

para (16)

Os modelos apresentados são considerados modelos básicos, denominados

de modelos isotrópicos por Isaak e Srivastava (1989), havendo a existência de

outros modelos para explicar fenômenos mais complexos.

2.1.6 Krigagem

Segundo Landim (2006), Krigagem é uma técnica de estimativa de valores de

variáveis distribuídas no espaço ou no tempo, a partir de valores adjacentes

enquanto considerados como interdependentes pelo semivariograma. De acordo

com o autor, trata-se em último caso de um método de estimativas por médias

móveis. O termo Krigagem, do francês krigeage, foi cunhado pela escola francesa

de geoestatistica em homenagem ao engenheiro de minas sul-africano e pioneiro na

aplicação de técnicas estatísticas na avaliação de reservas Daniel G. Krige.

A diferença da Krigagem e outros interpoladores é a maneira como é feita a

atribuição dos pesos às diferentes amostras (CAMARGO et. al, 1998). Por exemplo,

na interpolação linear simples os pesos são todos iguais a ( é o número de

amostras). Na interpolação baseada no inverso do quadrado da distância, os pesos

são definidos como o inverso do quadrado das distâncias que separam o valor

estimado dos valores observados. No método geoestatístico da krigagem os pesos

são atribuídos a partir de uma análise espacial, baseado no semivariograma

experimental. Além disso, a krigagem fornece, em média, estimativas não

tendenciosas, ou seja, a média da diferença entre valores estimados e valores reais

para o mesmo ponto deve ser nula, e com variância mínima.

O uso do semivariograma para a estimativa por krigagem não exige que os

dados tenham distribuição normal, mas a presença de distribuições assimétricas,

com muitos valores anômalos, deve ser considerada, pois a krigagem é um

estimador linear (LANDIM, 2006).

Page 29: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

26

Conforme descrito por Isaak e Srivastava (1989), a krigagem engloba um

conjunto de métodos de estimação, a saber: Krigagem simples, Krigagem ordinária,

Krigagem universal, Co-krigagem, Krigagem disjuntiva, etc. Este trabalho limita-se

somente a utilização da krigagem ordinária na estimativa de recursos.

2.1.6.1 Krigagem Ordinária

O método da krigagem ordinária (KO) é parte fundamental da geoestatistica

linear, sendo um método que fornece valores estimados não-tendenciosos (FOLLE,

2009). Segundo Boezio (2004) o método considera a média estacionária só na

vizinhança do local aonde vai se estimar.

O estimador de Krigagem ordinária pode ser escrito como na eq. 17:

(17)

onde:

é o estimador de krigagem ordinária para a variável no local .;

são os dados da variável disponíveis em locais ;

é o somatório dos pesos da krigagem atribuídos para cada valor .

Assim, a estimativa em um local , é determinada por uma combinação linear

dos dados disponíveis em locais no entorno de . Os pesos da krigagem são

escolhidos de forma que, simultaneamente, o valor esperado do erro seja nulo e a

variância mínima, ou seja:

(18)

onde:

é o erro da estimativa para krigagem ordinária para a variável

no local .

(19)

Page 30: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

27

onde:

é o erro de estimativa da krigagem ordinária para a variável

no local ;

é a variância da krigagem ordinária.

A variância minimizada é então chamada de variância da krigagem e é dada

pela seguinte expressão:

(20)

onde:

é a variância da krigagem no local ;

é a covariância para um vetor de separação nulo, igual a variância à priori

dos dados ;

é o somatório dos pesos da krigagem ordinária atribuídos aos dados

da variável nos locais ;

é a covariância da variável entre os locais onde se

encontram as amostras e o local onde se estima;

é o parâmetro de lagrange.

A variância da krigagem depende do modelo de covariância e da

configuração dos dados, mas é independente dos valores desses dados. Dessa

forma, transforma-se em um indicador da qualidade da geometria das amostras, não

avaliando a dispersão local dos erros (DEUTSCH e JOURNEL, 1998).

Na Krigagem tem-se um efeito de suavização, já que a variância global

diminui em relação à variância inicial dos dados (GOOVAERTS, 1997). Isso

acontece, já que o sistema de krigagem assegura que a covariância entre as

amostras e o ponto estimado seja correta, mas não é correta a covariância entre

pontos estimados. Pela relação de Krige (ISAAKS e SRIVASTAVA, 1989) a

variância total a priori dos dados pode ser escrita como:

(21)

onde:

é a variância a priori dos dados;

Page 31: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

28

é a variância da krigagem como foi definida na equação 20;

é a variância entre blocos.

Para a avaliação do modelo variográfico e dos parâmetros de estimativa,

existem várias técnicas de validação, sendo a mais utilizada a técnica denominada

validação cruzada (cross validation). A técnica consiste em retirar uma amostra com

valor conhecido e estimá-lo com as amostras remanescentes na vizinhança. O

erro será a diferença entre o valor estimado e o valor verdadeiro. É desejável que

esse erro esteja distribuído simetricamente em torno de zero e sua média seja nula

com baixa variância (BOEZIO, 2004). Também, ao construir um gráfico de dispersão

entre os valores verdadeiros e os valores estimados, é desejável que os pontos

alinhem-se ao longo de uma reta com inclinação de 45º e com coeficiente de

correlação próximo a um.

2.2 CLASSIFICAÇÃO DE RECURSOS

Atualmente, o inventário de recursos e reservas minerais é um parâmetro

chave no conjunto de ativos de companhias de mineração e sua estimativa confiável

é crucial tanto para estudos de viabilidade quanto para a operação diária de uma

mina (SOUZA, 2007). Devido ao grande número de fraudes no setor mineral, como

exemplos Busang na Indonésia (Bre-X), Josh em Nevada/EUA (Delgratia mining) e

Stenpad em Gana (Golden Rule Resources) (NEUSS, 2001), alguns códigos de

classificação de recursos foram propostos objetivando uma maior transparência,

materialidade e competência.

O “JORC CODE” ou simplesmente NORMAS JORC é um conjunto de

Normas e recomendações australianas para relatórios de recursos minerais e

reservas de minério, determinam os requisitos fundamentais, diretrizes e

recomendações para o preparo de relatórios públicos com resultados de exploração

mineral e estimativas de recursos e reservas de minério adotadas na Austrália e por

empresas que vendem ações na bolsa de valores da Nova Zelândia (NZX) e

Austrália (ASX). Foi preparado pelo Joint Ore reserves committee (JORC) e,

segundo a revisão de dezembro de 2004, recomenda que a as estimativas de

Page 32: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

29

Recursos Minerais e/ou Reservas de Minério na qual se baseia o Relatório Público

de Recursos Minerais e/ou Reservas de Minério, deve ser preparada, diretamente

ou sob supervisão, e assinada por uma pessoa membro ou associada do

Australasian Institute of mining and metallurgy ou Australian Institute of

Geoscientistis.

De acordo com o código JORC os recursos minerais podem ser classificados,

com relação a ordem de confiança geológica, em:

i Recursos inferidos: Parte do recurso mineral para a qual a tonelagem, teor e

conteúdo mineral podem ser estimados com baixo grau de confiabilidade. É

inferido a partir de evidência geológica, com presumida, mas não comprovada,

continuidade geológica e de teor. Deve abranger as situações onde a ocorrência

ou concentração de minério foi identificada com medições e amostragens, porém

os dados são insuficientes para permitir confiável interpretação dos teores e da

continuidade geológica;

ii Recursos indicados: Parte do recurso mineral em que a forma do corpo, sua

tonelagem, as densidades, as características físicas, o teor e o conteúdo mineral

podem ser estimados com razoável grau de precisão. Os locais de amostragem

se situam a grandes distâncias ou a espaçamentos insatisfatórios, inadequados

para a confirmação da continuidade geológica e/ou de teor, mas suficientemente

próximos para admitir a continuidade da mineralização. A confiança na

estimativa é suficiente para que sejam aplicados parâmetros técnicos e

econômicos e para que seja realizada uma avaliação de viabilidade econômica.

iii Recursos medidos: é a porção de um recurso mineral para o qual a tonelagem,

densidades, formato, características físicas, teor e conteúdo mineral podem ser

estimados com alto grau de precisão. Os locais de amostragem estão

espaçados em proximidade suficiente para confirmar a continuidade geológica e

de teores.

. A parte economicamente lavrável de um recurso mineral medido ou indicado

é denominado reserva de minério. Segundo o código JORC, revisão de dezembro

2004, pode ser classificada em ordem de confiabilidade, em:

a) Reserva de minério provável: É a parte economicamente lavrável de um

recurso mineral indicado, e em alguns casos, de um recurso mineral medido;

Page 33: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

30

b) Reserva de minério provada: é a parte economicamente lavrável de um

recurso mineral medido. A reserva de minério provada possui mais alto grau

de confiabilidade em relação a reserva de minério provável.

Figura 09 - Exemplos de dois esquemas de classificação de recursos e reservas publicados. (a) Proposta da SME (Society of Mining Engineers – US). (b) Classificação segundo o

AusIMM (Australasian Institute of Mining and Metalurgy) em uso na Austrália desde 1980.

3 MATERIAIS E MÉTODOS

A primeira etapa deste trabalho consistiu no recebimento do banco de dados

de cobre proveniente da análise química dos furos de sondagem do depósito. Para

manter a integridade e o sigilo sobre os dados do depósito de cobre a localização

Recursos

Inferido

Indicado

Medido

Reservas

Provável

Provada

Aumento do nível

de conhecimento

geológico e

confiabilidade

dos dados

Fatores econômicos, método de lavra,

processo metalúrgico, oscilações no

mercado, aspectos ambientais, sociais e

governamentais podem causar a

transferências entre recursos e reservas

(a) Informações de Exploração

Recursos minerais

identificados (in situ)

Inferido

Indicado

Medido

Reservas Minerais

(lavráveis)

Provável

Provada

Aumento do nível

de conhecimento

geológico e

confiabilidade

dos dados

Consideração de fatores econômicos, método

de lavra, processo metalúrgico, oscilações no

mercado, aspectos ambientais, sociais e

governamentais

(b) Terminologia para Relatórios

Recursos

Inferido

Indicado

Medido

Reservas

Provável

Provada

Aumento do nível

de conhecimento

geológico e

confiabilidade

dos dados

Fatores econômicos, método de lavra,

processo metalúrgico, oscilações no

mercado, aspectos ambientais, sociais e

governamentais podem causar a

transferências entre recursos e reservas

(a) Informações de Exploração

Recursos minerais

identificados (in situ)

Inferido

Indicado

Medido

Reservas Minerais

(lavráveis)

Provável

Provada

Aumento do nível

de conhecimento

geológico e

confiabilidade

dos dados

Consideração de fatores econômicos, método

de lavra, processo metalúrgico, oscilações no

mercado, aspectos ambientais, sociais e

governamentais

(b) Terminologia para Relatórios

Page 34: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

31

não será divulgada e os teores do metal no banco de dados foram multiplicados por

um fator transformador.

A etapa seguinte consistiu na verificação da consistência do banco de dados

através da checagem do relatório de erros dos furos e verificação da ausência de

dados. Na ocorrência de erros na checagem, as linhas referentes ao erro foram

analisadas individualmente.

Posteriormente, foi aplicada a análise exploratória dos dados seguida do

modelamento geológico, elaboração do modelo de blocos, estimativa e classificação

dos recursos, como pode ser visto na Figura 10.

Figura 10 - Seqüência metodológica adotada.

Devido ao grande número de litologias no depósito (12 litologias) foi realizada

a estimativa dos recursos envolvendo todos os litotipos existentes, salientando que

uma análise pormenorizada de cada litologia produziria resultados mais confiáveis

para a avaliação do depósito.

Para a análise exploratória e organização do banco de dados foram utilizados

os aplicativos Microsoft Excel (2007) e Bloco de Notas (2007). Para o tratamento

geoestatistico e classificação de recursos minerais foram usados os softwares

DATAMINE Studio 2, SGEMS (Stanford geoestatistical modeling software) versão

Page 35: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

32

2.1 e Gslib90. Os procedimentos de modelamento geológico e modelamento de

blocos foram realizados pelo programa DATAMINE Studio 2.

4 ESTUDO DE CASO

Neste item, são apresentadas as características do banco de dados, bem

como os resultados obtidos através da técnica de modelamento geológico,

estimativa dos recursos e classificação do inventário mineral.

O banco de dados utilizado na metodologia apresentada foi, por motivos de

confidencialidade, modificado. Os valores de teor do metal foram multiplicados por

um fator transformador, de maneira a alterar os valores de porcentagem de cobre

originais, não havendo prejuízo à aplicação da metodologia proposta e análise dos

resultados no referido estudo.

4.1 O BANCO DE DADOS

Para o propósito do estudo de caso deste trabalho, utilizou-se um banco de

dados composto por informações referentes a 59 furos de sonda rotativa com coroa

diamantada, sendo que a malha de sondagem foi executada em um espaçamento

aproximado de 50 por 100 m. Os furos de sonda foram tipicamente iniciados em

tamanho H (65 mm de diâmetro) e depois reduzidos para tamanho N (47,6 mm de

diâmetro) de acordo com as condições de perfuração. A profundidade média dos

furos de sonda é de aproximadamente 334 m, perfazendo um total de 19.720 m

perfurados e com mergulho aproximado de -55º com azimute para o norte.

A base de dados dos furos de sondagem foi recebida em quatro arquivos

(csv), sendo:

Collars: BHID (identificador do furo), XCOLLAR (coordenada E-W da boca do

furo), YCOLLAR (coordenada N-S da boca do furo) e ZCOLLAR (cota da boca

do furo);

Page 36: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

33

Survey: BHID (identificador do furo), AT (profundidade na qual a medição do

desvio do furo foi realizada), BRG (azimute do furo), DIP (mergulho do furo);

Assays: BHID (identificador do furo), FROM (profundidade onde o intervalo da

amostra se inicia), TO (profundidade na qual o intervalo da amostra termina),

CU (teor de cobre);

Geology: BHID (identificador do furo), FROM (profundidade na qual o intervalo

de amostra se inicia), TO (profundidade onde o intervalo de amostra termina),

LITOCODE (código numérico da litologia), DENSIDADE (densidade da

amostra), LITOTYPE (código litológico alfabético).

Os furos foram recompostos através do processo validate and desurvey do

software Datamine. Este processo toma os dados dos arquivos collars, survey,

assays e geology e os recompõe em outro formato, onde cada segmento de amostra

é identificado por sua localização e distribuição no espaço. A recomposição é um

método padrão para a geração dos traços de furos de sondagem em 3D. Através

desse método é possível também identificar erros na base de dados dos furos, pela

geração do relatório de erros de checagem. O processo foi realizado para o banco

de dados e alguns erros foram identificados. Os erros eram derivados de uma

desorganização na sequência dos intervalos das amostras em alguns furos na base

de dados original, os quais foram identificados e os respectivos erros solucionados.

A Figura 11 mostra a localização das sondagens utilizadas no presente

estudo.

Figura 11 – Mapa de localização dos furos de sondagem (plan 480.1 azi 0.0).

Page 37: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

34

O banco de dados fornecido é composto por 13.381 amostras e possui

informações de Cu e densidade. O comprimento médio das amostras é de 1,072

metros com uma variação de 0,4 a 2,36 m. Objetivando a padronização do suporte

amostral, a base de dados passou por uma etapa de regularização. As amostras

foram compostas em intervalos de 2 metros, começando da parte superior do furo.

4.2 MODELAMENTO GEOLÓGICO

De acordo com Ferreira (2006) um modelo geológico nada mais é do que a

representação e interpretação de um depósito mineral em um determinado espaço

amostral. Desde os primórdios do planejamento de lavra o modelamento geológico

da jazida começa por seções horizontais e/ou verticais suportadas por furos de

sondagem, perfis verticais, amostras de solo, etc.

Sendo assim, o modelamento geológico foi realizado através da interpretação

dos furos de sondagem além de informações sobre a gênese de depósitos de cobre,

gerando seções verticais espaçadas entre si. Após a definição das seções verticais

paralelas foi realizada a ligação (triangulação) entre as seções, formando um sólido

constituído por triângulos, denominado, neste trabalho, de wireframe. No software

DATAMINE Studio 2 existem três métodos disponíveis de triangulação:

minimum surface area: Através da utilização deste método o sistema realiza a

triangulação fazendo com que a superfície da wireframe tenha a menor área

possível;

equi-angular Shape: método no qual o sistema cria triângulos equi-ângulares;

Proportional Length: o programa cria triângulos objetivando manter a melhor

posição proporcional.

Figura 12 - Métodos de triangulação disponíveis no software DATAMINE Studio 2: a)

minimum surface área; b) equi-angular shape e c) proportional length.

Page 38: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

35

O método de triangulação utilizado foi o Equi-angular shape por apresentar

resultados mais aceitáveis, sem muitas irregularidades no sólido gerado. O modelo

geológico tridimensional do depósito, resultado da técnica de modelamento, é

apresentado nas Figuras 13 e 14.

Figura 13 – Triangulação do corpo de minério pelo método Equi-angular Shape.

Figura 14 - Modelo geológico tridimensional: a) vista em planta e b) vista em seção vertical.

Page 39: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

36

4.3 ANÁLISE EXPLORATÓRIA DOS DADOS REGULARIZADOS

De acordo com Guimarães (2004), a análise exploratória dos dados é um

método de grande importância na análise estatística, consiste em um procedimento

de análise preliminar dos dados objetivando conhecer a variável em estudo e

resumi-la através de interpretações gráficas e estatísticas.

A Figura 15 apresenta o histograma dos teores de cobre regularizados,

enquanto a Tabela 1 mostra a estatística descritiva da variável cobre.

Figura 15 - Histograma dos dados regularizados para a variável cobre.

Tabela 1 - Estatística descritiva dos dados regularizados para a variável cobre.

Média 0,274

Desvio padrão 0,638

Variância 0,407

Coeficiente de variação 2,33

Mínimo 0,005

Máximo 27,915

Curtose 928,175

q(0,25) 0,055

q(0,50) 0,14

q(0,75) 0,32

q(0,90) 0,62

q(0,95) 0,911

q(0,97) 1,165

q(0,98) 1,44

q(0,99) 1,845

Page 40: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

37

Como pode ser observado, o coeficiente de variação da variável cobre está

acima de 2, o que significa que os valores anômalos têm influência considerável no

comportamento dos dados. Isto pode ser confirmado através da verificação de

outliers no histograma da variável. Este fato é explicado por trabalharmos com todas

as litologias simultaneamente, considerando o depósito como uma única população

para o presente trabalho, como foi mencionado anteriormente.

A técnica de capping tem a finalidade de eliminar os valores anômalos das

variáveis, que podem aumentar a variância dos teores e sistematicamente

desestruturar os variogramas experimentais, além de evitar a superestimativa local

da variável (FREITAS, 2009). O método de capping pode ser feito de duas formas:

análise de quantil, onde se verifica o Quantil 99 que serve como referência. Os

valores acima do valor de capping (Q99) são rebaixados a esse patamar;

análise dos valores acima do dobro do desvio padrão.

O método de capping utilizado foi baseado na análise do Quantil 99, calculado

na estatítica univariada. A Figura 16 mostra o histograma dos teores após a

aplicação da técnica para a variável cobre, evidenciando um impacto dos teores

anômalos na média de 7% e redução do coeficiente de variação para 1,27.

Figura 16 - Histograma dos teores do cobre após aplicação do capping.

Page 41: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

38

A Tabela 2 mostra a estatística univariada realizada para a variável densidade

nas compostas e seu respectivo histograma na Figura 17.

Tabela 2 - Estatística univariada para densidade nas compostas.

Média 2,818

Desvio padrão 0,11

Variância 0,012

Coeficiente de variação 0,039

Mínimo 2,7

Máximo 3,26

Curtose -1,422

q(0,25) 2,7

q(0,50) 2,76

q(0,75) 2,96

q(0,90) 2,96

q(0,99) 3

.

Figura 17 - Histograma dos dados regularizados para a variável densidade.

Page 42: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

39

4.4 CONTINUIDADE ESPACIAL

De acordo com Peroni (2002) através do cálculo do semivariograma em

diferentes direções, torna-se possível capturar a anisotropia da continuidade

espacial, ou seja, a diferença de continuidade de uma variável em distintas

orientações. Dessa forma, o comportamento espacial de um dado atributo geológico

é modelado e traduzido em um modelo matemático que é, então, utilizado para a

interpolação.

Issaaks & Srivastava (1989) apresentam as regras básicas para o melhor

ajuste do modelo de continuidade espacial ao semivariograma experimental.

Normalmente, é utilizado o semivariograma experimental onidirecional para o ajuste

inicial definindo o número de estruturas e o patamar do modelo semivariográfico,

Baseando-se nesse modelo, são ajustados os semivariogramas direcionais.

Teoricamente, quanto melhor o comportamento espacial tiver sido modelado, maior

será a confiabilidade do modelo interpolado.

No presente trabalho, o critério utilizado para a modelagem semivariográfica

foi ajustar os modelos até o patamar estabelecido pela variância a priori dos dados.

Apesar de que, em alguns casos, o ajuste pudesse ter sido feito ligeiramente acima

ou abaixo da linha de variância, isto se justifica pelo fato de que como o alcance das

variáveis era relativamente grande em relação ao espaçamento das amostras, a

parte inicial dos semivariogramas teria maior influência nas medidas de continuidade

e, consequentemente, no processo de estimação. Para a definição da componente

aleatória do modelo semivariografico foram construídos semivariogramas ao longo

dos furos de sondagem (Down the hole), tomando pares de amostras em distancias

de 2 metros, como mostrado na Figura 18.

Page 43: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

40

Figura 18 - Semivariograma Down the Hole para a variável cobre.

Posteriormente foram gerados semivariogramas em 8 direções no plano XY,

de forma a definir a direção de maior e menor continuidade dos teores. Após a

definição da direção preferencial do depósito foi analisada a existência de mergulho

e plunge no corpo mineral, através da realização de semivariogramas nos planos XZ

e YZ, respectivamente. As Figuras 19, 20 e 21 apresentam os semivariogramas nas

direções 22,5º/D60 (maior alcance), 112,5º (menor alcance) e 22,5º/D-30 (alcance

intermediário).

Page 44: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

41

Figura 19 - Semivariograma na direção N22,5º/D60 (maior alcance).

Figura 20 - Semivariograma na direção N112,5º (menor alcance).

Page 45: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

42

Figura 21 - Semivariograma na direção N22,5º/D-30 (alcance intermediário).

A eq. (22) apresenta o modelo de continuidade espacial para a variável cobre,

com um efeito pepita de 0,026, um patamar de 0,106 e um modelo esférico com

alcances distintos para cada uma das direções de continuidade (anisotropia

geométrica).

222222

3,2,1208

30/5,22

124

5,12'1

264

.60/5,22*05,0

92

30/5,22

96

5,112

44

60/5,22*03,0026,0

DNNDNsph

DNNDNsphhhh

(22)

O mesmo estudo de continuidade espacial e definição de modelo semivariográfico foi

realizado para a variável densidade, de modo a fornecer parâmetros à sua estimativa nos

blocos do modelo, possibilitando cálculos em tonelagens reais. O modelo de continuidade

espacial para a variável densidade pode ser visualizado na eq. (23).

222222

3,2,1240

80/5,22

260

5,12'1

256

.10/5,22*008,0

68

80/5,22

40

5,112

104

10/5,22*003,00001,0

DNNDNsph

DNNDNsphhhh

(23)

Page 46: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

43

4.5 VALIDAÇÃO DO MODELO DE CONTINUIDADE ESPACIAL

A verificação da validade do modelo de continuidade espacial e,

consequentemente, da qualidade da estimativa é realizada por meio da re-estimativa

dos pontos amostrados, em um procedimento conhecido como validação cruzada

(Isaaks & Srivastava, 1989). A técnica consiste na retirada do valor amostrado e a

estimativa desse ponto através da krigagem ordinária pontual, considerando a

vizinhança circunvizinha e o modelo de anisotropia ajustado. O valor estimado é

adicionado ao banco de dados original para a estimativa do ponto seguinte.

Este procedimento é repetido em todos os pontos amostrais. Depois de

concluído o processo é calculado as diferenças entre os valores estimados e os

valores reais, obtendo os erros residuais. A média dos erros residuais da estimativa

deve ser zero ou próxima desse valor. Nas Figuras 22 e 23 podem ser observados

os histogramas dos erros residuais para a variável cobre e densidade,

respectivamente, mostrando que a estimativa de ambas as variáveis não apresenta

tendenciosidade.

Figura 22 - Histograma do erro residual da estimativa para a variável cobre

Page 47: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

44

Figura 23 - Histograma dos erros residuais da estimativa para a variável densidade.

Outro indicador da qualidade da interpolação é a correlação entre os valores

estimados e os valores reais através da construção de um scatterplot (gráfico de

dispersão). No caso de uma estimativa perfeita, os valores estimados e os valores

verdadeiros plotariam uma reta a 45º no gráfico de dispersão, e o coeficiente de

correlação, usado para sumarizar o quão perto os pontos se aproximam da reta,

seria 1. O scatterplot dos valores verdadeiros e dos valores estimados para a

variável cobre pode ser visualizado na Figura 24, onde se verifica uma correlação

aceitável, evidenciando o não-enviesamento condicional da estimativa.

Page 48: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

45

Figura 24 - Gráfico de dispersão entre os valores verdadeiros e os valores estimados para o cobre.

4.6 ESTIMATIVA DE RECURSOS

4.6.1 Modelo de blocos

Segundo Peroni (2002) um dos problemas frequentemente enfrentados por

engenheiros de minas é a definição dos limites do corpo mineral, assim como a

avaliação da quantidade e qualidade dos parâmetros de interesse. O método mais

utilizado atualmente para a resolução deste problema consiste na representação de

um modelo de blocos do depósito.

O modelo de blocos consiste na discretização do corpo mineral em unidades

de lavra que servirão de base para o planejamento. Estas unidades de lavra,

também denominadas de blocos de cubagem, têm a forma de paralelepípedos e

suas dimensões dependem de aspectos técnico-mineiros, geológicos e práticos.

Após a elaboração do modelo de blocos pode ser realizada a etapa referente à

estimativa de recursos, atribuindo teor a cada unidade de lavra do modelo através

de métodos de interpolação.

Page 49: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

46

A construção do modelo de blocos para o presente estudo foi realizado no

software Datamine®, discretizando o corpo mineral em blocos de 10 metros de

largura, 10 metros de comprimento e 16 metros de altura, não fazendo o uso de sub-

células. Os parâmetros utilizados na elaboração do modelo de blocos são mostrados

na Tabela 3.

Tabela 3 - Parâmetros do modelo de blocos para o depósito.

Origem (UTM) Dimensão Nº de blocos

X (Leste) 6987,68 10 224

Y (Norte) 10184,15 10 143

Z (Elevação) -200 16 36

4.6.2 Interpolação dos teores de cobre e densidade

A técnica utilizada para a estimativa dos recursos minerais foi a Krigagem

Ordinária, método geoestatístico muito utilizado na estimativa de inventário mineral.

Os parâmetros de krigagem como dimensões do elipsóide de busca, anisotropia da

vizinhança e número mínimo e máximo de amostras, foram definidos baseados na

análise estatística e de correlação espacial. Segundo Freitas (2009) o correto

equacionamento desses parâmetros são fundamentais na minimização da variância

e na exatidão da estimativa e devem ser testados em um processo iterativo de

“tentativa e erro”.

A estimativa por krigagem ordinária foi realizada em 3 passos de forma a

propiciar a classificação de recursos. Para o primeiro passo os eixos do elipsóide de

busca foram ajustados ao valor correspondente a 50% do alcance semivariográfico.

Para o segundo e terceiro passo os eixos do elipsóide foram multiplicados por um

fator de expansão, de forma a atingir 100% e 200% do alcance do modelo,

respectivamente. É importante salientar que blocos estimados no primeiro passo

foram excluídos do segundo, e aqueles estimados no segundo foram excluídos do

terceiro passo. Na Tabela 4 são apresentados os parâmetros de krigagem para cada

passo.

Page 50: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

47

Tabela 4 - Parâmetros de krigagem para a variável cobre e densidade.

4.6.3 Modelo de validação

Para checar a validade do modelo de recursos do depósito, uma validação

independente foi realizada para avaliar a execução e a conformidade da krigagem

com a base de dados original. Uma série de validações foi realizada incluindo:

Comparação estatística entre as amostras e os blocos krigados;

Validação visual dos teores estimados versus teores das compostas;

Swath plots comparando teores dos blocos e teores das compostas.

Como um comentário geral em relação as validações realizadas neste

trabalho, as análises somente determinam se a estimativa foi realizada dentro do

previsto. Validações com resultados aceitáveis não necessariamente significam que

o modelo está correto ou derivado de uma estimativa correta. Somente significa que

o modelo de recursos é uma razoável representação das amostras usadas e do

método de estimativa aplicado.

Page 51: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

48

4.6.3.1 Comparação estatística

A comparação estatística global entre compostas e blocos estimados é um

modo útil de realizar uma validação global dos resultados da estimativa. O modelo

de blocos deve mostrar concordância com as amostras e representar globalmente a

média dos teores dos dados originais.

A análise estátistica global para o cobre e para a variável densidade indicou

que os blocos estimados honraram a média global das compostas. Foi evidenciada

uma subestimativa da média global dos blocos krigados comparado com a média

das amostras, o que significa que os blocos estimados são conservadores. Na

Tabela 5 pode ser visualizada a comparação estatística entre os blocos krigados e

as compostas para o cobre e para a densidade.

Tabela 5 - Estatística blocos versus amostras.

Medida estatística Cobre Densidade

Blocos Amostras Blocos Amostras

Média 0,22 0,25 2,79 2,81

Desvio padrão 0,12 0,32 0,09 0,1

Variância 0,02 0,11 0,01 0,01

Coeficiente de variação 0,56 1,27 0,03 0,04

4.6.3.2 Validação Visual

Os teores estimados do depósito mostraram uma boa comparação visual com

as amostras dos furos de sondagem. Os blocos krigados, embora levemente

suavizados, seguiram as tendências dos dados amostrados razoavelmente bem. As

Figuras 25 e 26 apresentam as seções de validação visual para a variável cobre e

densidade, respectivamente.

Page 52: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

49

Figura 25 - Seção N-S 8429,82 comparando teores de cobre estimados com as amostras dos furos de sondagem.

Figura 26 - Seção N-S 8199,82 comparando valores de densidade estimados com as amostras dos furos de sondagem.

4.6.3.3 Swath plots

Em muitas circunstâncias, as comparações estatísticas globais entre as

amostras e os blocos estimados podem ser potencialmente enganadoras devido o

fato de serem influenciadas pelos efeitos de extrapolação, cobertura errática dos

furos e geometria dos domínios da estimativa. Para continuar a avaliar a

Page 53: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

50

conformidade entre os blocos krigados e as amostras, em uma abordagem semi-

local, swath plots foram conduzidos para o depósito.

O swath plot é uma representação gráfica da distribuição de teores derivada

de uma série de faixas, geradas em algumas direções através do depósito e

compara a média dos teores estimados com a média das amostras. Uma estimativa

por vizinho mais próximo foi executada como uma checagem com a krigagem.

Foram preparadas faixas norte-sul, com 100 metros de largura, comparando os

teores médios das compostas, dos blocos krigados e dos blocos estimados por

vizinho mais próximo. A Figura 27 representa a localização das faixas N-S para o

depósito.

Figura 27 - Mapa de localização das faixas norte-sul.

O swath plot para o cobre mostrou boa reprodução local do teor das

amostras, evidenciando em alguns pontos uma leve subestimativa da variável. A

Figura 28 mostra o swath plot para a variável, comparando os teores médios dos

blocos krigados, das compostas e da estimativa por vizinho mais próximo. Também

foram realizados swath plots verticais em intervalos de 50 metros, como mostrado na

Figura 29.

Page 54: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

51

Figura 28 - Swath plot horizontal para o cobre.

Figura 29 - Swath plot vertical para a variável cobre.

Os swath plots para a densidade mostraram uma boa reprodução da média

local da variável, como pode ser visto nas Figuras 30 e 31.

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

Teo

r m

édio

Cu

%

Swath Plot - Cu

krigado

Compostas

Vizinho mais próximo

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Teo

r m

édio

Cu

%

Profundidade

Swath Plot vertical - Cu

Krigado

Compostas

Vizinho mais próximo

Page 55: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

52

Figura 30 - Swath plot horizontal para densidade.

Figura 31 - Swath plot vertical para a variável densidade.

2,68

2,7

2,72

2,74

2,76

2,78

2,8

2,82

2,84

2,86

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

Teo

r m

éd

io C

u%

Swath Plot - Densidade

Krigado

Compostas

Vizinho mais próximo

2,72

2,74

2,76

2,78

2,8

2,82

2,84

2,86

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Den

sid

ade

méd

ia

Profundidade

Swath Plot vertical - densidade

Krigado

Compostas

Vizinho mais próximo

Page 56: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

53

4.7 CLASSIFICAÇÃO DE RECURSOS

Os critérios de classificação de recursos utilizados no presente trabalho foram

baseados nos parâmetros de continuidade espacial dos teores fornecidos pelo

estudo geoestatístico, distribuição espacial e quantidade de amostras usadas para

estimar o bloco e continuidade geológica, representada pelo modelo de minério,

estando de acordo com os padrões definidos no código JORC, revisão de dezembro

de 2004, classificação segundo o AusIMM (Australian Institute of Mining and

Metalurgy), em uso na Austrália desde 1980.

Os recursos foram classificados em medidos, indicados e inferidos com base

no passo no qual o bloco foi estimado. Os blocos estimados no passo 1 foram

classificados como recursos medidos, enquanto os blocos estimados no passo 2

foram definidos como recursos indicados e os blocos estimados no passo 3 como

inferidos. A Tabela 6 apresenta um sumário estatístico dos blocos estimados por

categoria.

Tabela 6 - Sumário estatístico dos recursos Medido, Indicado e Inferido.

Medido Indicado Inferido

Média 0,25 0,22 0,20

Desvio padrão 0,15 0,13 0,10

Variância 0,02 0,02 0,01

Coef. De variação 0,60 0,60 0,49

Nº de blocos 68256 138862 178466

Porcentagem 18% 36% 46%

A classificação de recursos deve refletir o grau de confiabilidade dos teores

estimados nos blocos, levando em consideração parâmetros geoestatísticos como

número de amostras, proximidade entre o ponto a ser estimado e a amostra, etc. De

forma a verificar a coerência da categorização dos recursos para o depósito foram

Page 57: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

54

checadas seções verticais e planos, comparando visualmente a quantidade de

amostras e a distância das amostras para o ponto estimado por classe. A Figura 32

mostra uma seção vertical utilizada para a checagem visual da classificação de

recursos evidenciando uma redução gradativa da quantidade de amostras do

recurso medido (azul) ao inferido (vermelho).

Figura 32 - Seção N-S para checagem visual da classificação de recursos do depósito.

Os recursos medidos calculados pela técnica de krigagem totalizam 307 Mt

de minério sulfetado com um teor médio de 0,25%, enquanto os recursos indicados

somam 621 Mt e os inferidos 791 Mt. A Tabela 7 sumariza o total de recursos

medidos, indicados e inferidos em incrementos de teores de corte.

Tabela 7 - Total de recursos medidos, indicados e inferidos em incrementos de teores de corte.

Total de recursos medidos

Cut-off (Cu%) Teor médio acima do Cut-off Mt

0 0,25 307,35

0,1 0,28 272,12

0,2 0,34 177,9

0,3 0,44 91,34

0,4 0,54 44,9

0,5 0,63 22,13

0,6 0,72 10,91

Total de recursos Indicados

Page 58: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

55

Cut-off (Cu%) Teor médio acima do Cut-off Mt

0 0,22 621,73

0,1 0,25 538,96

0,2 0,33 304,33

0,3 0,42 139,39

0,4 0,52 63,45

0,5 0,61 28,51

0,6 0,7 11,7

Total de recursos Inferidos

Cut-off (Cu%) Teor médio acima do Cut-off Mt

0 0,2 791,6

0,1 0,21 678,11

0,2 0,29 313,65

0,3 0,38 98,64

0,4 0,48 29,35

0,5 0,58 8,72

0,6 0,68 2,63

Os recursos medidos e indicados somam 929 Mt com um teor médio de

0,23% de cobre. A Figura 33 mostra a curva de parametrização dos recursos

medidos e indicados.

Figura 33 - Curva de parametrização para os recursos medidos e indicados.

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

Cu

%

Re

cu

rso

s M

ed

ido

s e

In

dic

ad

os (

Mt)

Cut-off (%)

Curva de parametrização

Massa

Teor (Cu%)

Page 59: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

56

4.8 ESTIMATIVA DAS RESERVAS MINERAIS

Para a definição das reservas foram considerados somente o minério

sulfetado nos recursos medidos e indicados, segundo critérios definidos no código

JORC, revisão de dezembro de 2004, classificação segundo o AusIMM (Australian

Institute of Mining and Metalurgy), onde os recursos minerais inferidos não são

considerados devido seu baixo grau de confiabilidade.

A estimativa das reservas de minério foi feita analisando os recursos minerais

com base no teor de corte e categoria a que pertencem. Os parâmetros utilizados

para o cálculo de teor de corte marginal (breakeven cutt-off) para a jazida podem ser

observados na Tabela 8. Os parâmetros foram definidos, em caráter preliminar,

baseados em projetos do mesmo bem mineral na região.

Tabela 8 - Parâmetros utilizados para a determinação do teor de corte do depósito.

Parâmetro Unidade Valor

Custo de processamento (CTP) US$/ton 9,42

Custo de recuperação ambiental (Crec) US$/t 1,25

Preço do cobre (PrCu) US$/lb 1,98

Custo de venda (CvCu) US$/lb 0,381

Recuperação da flotação (RcCu) % 96,40%

Recuperação da fundição (RfCu) % 82,12%

Perda no transporte (PT) % 0,40%

Fator de conversão ton para lb 0,220462

O teor de corte marginal (G) é aquele em que os custos com a lavra e

beneficiamento de um bloco são iguais ao beneficio obtido com a venda do mesmo,

é dado pela eq. (24).

(24)

O teor de corte calculado para o depósito com os parâmetros descritos é de

0,27% de cobre.

Para a estimativa de reservas foi definido que os blocos classificados como

recursos medidos ou indicados que possuem teor igual ou acima do teor de corte

(>0,27%) vem a constituir as reservas provadas. Em contrapartida, os blocos

classificados como recursos medidos ou indicados com teor abaixo do teor de corte

Page 60: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

57

(<0,27%) constituem, portanto, as reservas prováveis. A Tabela 9 apresenta as

reservas minerais do depósito expressas em tonelada base seca.

Tabela 9 - Reservas minerais estimadas para o depósito de cobre.

Reserva Nª de blocos Teor médio

(Cu) Tonelagem

(Mt)

Provada 64122 0,4 289,62

Provável 142996 0,16 638,45

Provada e Provável 207118 0,23 928,07

A Figura 34 mostra uma visão em 3 dimensões das reservas provadas do

depósito em estudo, com um total de 289,62 milhões de toneladas de cobre a um

teor médio de 0,4%.

Figura 34- Visão 3D da reserva provada do depósito de cobre.

Page 61: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

58

5 CONCLUSÃO

O presente estudo buscou aplicar uma metodologia adequada para a

quantificação e classificação de recursos minerais através de uma abordagem

geoestatistica, ilustrando a metodologia com o estudo de caso de um depósito de

cobre.

Na validação do modelo semivariográfico tanto para a variável cobre como

para a variável densidade foram obtidas médias do erro residual iguais a zero e

correlação entre os valores estimados e os valores reais maiores que 60%,

evidenciando a não tendenciosidade e o não enviesamento condicional da

estimativa, dessa forma, validando o modelo de continuidade espacial utilizado.

A validação do modelo de recursos realizada para verificar a conformidade da

krigagem com os dados originais obteve bons resultados na comparação estatística

global entre a média das compostas e dos blocos estimados, com uma diferença de

12% para o cobre e de 0,7% para a variável densidade, mostrando uma leve

subestimativa dos blocos krigados. A validação visual para o cobre e a densidade

apresentou resultados bons, os blocos estimados seguiram as tendências de

acréscimo e decréscimo dos teores das compostas razoavelmente bem. Os gráficos

tipo Swath plot mostraram boa reprodução local do teor das amostras, apresentando

maior conformidade, principalmente, em áreas mais densamente amostradas, como

era esperado.

Na classificação dos recursos estimados os recursos medidos e indicados

somaram 923 Mt com um teor médio de 0,23% de cobre e 54% dos recursos totais.

A checagem visual da classificação de recursos mostrou uma quantidade maior de

amostras utilizadas na estimativa dos recursos medidos, posteriormente os recursos

indicados, e o menor número de amostras utilizadas na estimativa dos recursos

inferidos, mostrando que a classificação dos recursos refletiu, realmente, o grau de

confiabilidade de cada classe.

Os recursos minerais estimados foram convertidos em reservas minerais com

base no teor de corte e classe. As reservas provadas do depósito contabilizaram

289,62 Mt com teor médio de 0,4% e uma reserva em potencial de 638,45 Mt.

Existem poucos empreendimentos mais propensos ao risco do que a

mineração. Além de diferir de outras atividades industriais, na forma como a

Page 62: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

59

variabilidade do produto é ditada pela natureza da matéria-prima, ou seja, pelas

características do corpo mineral, as verdadeiras características do depósito nunca

poderão ser previstas devido ao erro inerente à qualquer método de estimativa. O

grande desafio para a engenharia de minas é, justamente, realizar a estimativa de

recursos com o mínimo de erro a fim de propiciar base de dados confiável para um

planejamento eficiente e estrategicamente direcionado.

Page 63: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

60

REFERÊNCIAS

ANDRIOTTI, J. L. S. Fundamentos de estatística e geoestatistica. São Leopoldo -

RS: Unisinos, 2004.

ARMSTRONG, M. Basic linear geoestatistics. Berlin: Springer – Verlag, 1998. 149

p.

AUSIMM. Australian Institute of Geoscientists and Minerals Concil of Australia. Australasian Code for Reporting of Mineral Resources and Ore Reserves (The JORC Code): 2004 edition. Joint Ore Reserves Committee of The Australasian

Institute of Mining and Metallurgy, 2004, 20 p.

BOEZIO, M. N. Métodos geoestatisticos para a incorporação da topografia como informação secundária no mapeamento do nível de água subterrânea. 2004, 317 f. Tese de Mestrado (Pós-Graduação em Engenharia de Minas, Metalúrgica e de Materiais) - Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2004.

BURMEISTER, B. From resource to reality: A critical Review of the achievements of New Australian Gold Mining Projects During 1983-1987. Melbourne: Macquarie University, 1988.

CAMARGO, E. C. G., et al. Geoprocessamento para projetos ambientais.Inpe: São José dos Campos - SP, 1998.

CAMPOZANA, F. P. Modelagem probabilística e Simulação de Reservatórios. 1990, 166 p. Dissertação de Mestrado – Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 1990.

CORREA, S. M. B. Probabilidade e estatística. 2ª Ed. Puc-Minas: Belo Horizonte-

MG, 2003.

CRESSIE, N. Statistics for spatial data. New York: Wiley, 1993. 900 p.

Page 64: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

61

DEUTSCH, C. V.; JOURNEL, A. G. Geoestatistical Software Library and User’s Guide. New York: Oxford university press, 1998. 369 p.

DUARTE, J. B. Sobre o emprego e a análise estatística do delineamento em blocos aumentados no melhoramento genético vegetal. 2000, 292 f. Tese de Doutorado (Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” - Universidade de São Paulo, São Paulo, 2000.

FERREIRA, D. F. Estátistica básica. Lavras: UFLA, 2005.

FERREIRA, M. S. Modelagem tridimensional de depósitos minerais. 2006, 111 f. Dissertação de Mestrado – Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro preto, 2006.

FREITAS, S. Planejamento de lavra em complexos mineiros: Aplicação do Whittle™ Multi-mine em modelos simulados na mina do sossego. 2009, 124 f.

Trabalho de conclusão de curós – Universidade Federal do Pará, Marabá, 2009.

GOOVAERTS, P. Geoestatistics for natural resources evaluation. New York:

Oxford university press, 1997. 483 p.

GUIMARÃES, E. C. Geoestatística básica e aplicada. Uberlândia: UFU, 2004.

ISAAKS, E. H.; SRIVASTAVA, R. M. An introduction to applied geoestatistics. New york: Oxford university press, 1989. 561 p.

Landim P.M.B. Sobre Geoestatística e mapas. Terræ Didática, Rio claro, 2006. Disponível em: <http://www.ige.unicamp.br/terraedidatica/>. Acesso em: 25 de julho. 2011.

LERCHS, H.; GROSSMANN, I. F. Optimum design of open pit mines. CIM

Bulletin, v. 38, p. 47-64, jan. 1965.

MACHADO, H. O. WHITTLE - Planejamento Estratégico de Mina, Gemcom do

Brasil LTDA. 2005. 165 p.

MATHERON, G. Les variables regionalisées et leur estimation. Paris: Ed. Masson, 1965. 306 p.

Page 65: Aplicação da geoestatistica na estimativa e na classificação de recursos - Diego Nunes

62

NEUSS, I. Base Metals Best Practice. In: Mineral Resource and Ore Reserve

Estimation – The AusIMM Guide to Good Practice. Melbourne: A C Edwards, 2001.

OLIVEIRA, A. Modelagem geológica e geoestatistica da Bacia de Campos. 2002,

118 p. Dissertação de Mestrado – Universidade Federal do Rio de Janeiro, Departamento de Geologia, Rio de Janeiro, 2002.

PERONI, R. L. Análise da Sensibilidade do Seqüenciamento de Lavra em Função da Incerteza do Modelo Geológico. 2002, 126 f. Tese de Doutorado

(Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Minas, Metalúrgica e de Materiais) - Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2002.

PRATES, B. M. Modelação tridimensional de uma jazida mineral prospectadas por sondagens e objetivando a sua exploração a céu aberto. 2009, 115 f. Tese

(Mestrado em engenharia geológica e de minas) – Universidade Técnica de Lisboa, Lisboa, 2009.

SENHORINHO, N. C. Metodologia de planejamento estratégico de lavra incorporando riscos e incertezas para a obtenção de resultados operacionais.

2008, 128 f. Tese de Doutorado – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2008.

SOUZA, L. E. Proposição Geoestatística para Quantificação do Erro em Estimativas de Tonelagens e Teores. 2007, 188 f. Tese de Doutorado (Pós-Graduação em Engenharia de Minas, Metalúrgica e de Materiais) - Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto alegre, 2007.

SPIEGEL, Murray. Estatistica. 2ª edição. São Paulo: Mcgraw-hill do Brasil, 1985.

(revisão e adaptação Carlos Augusto Crusius/ série Shaum).

TAYLOR, H. K. Mine Valuation and Feasibility Studies. Mineral Industry Costs:

Northwest Addociation., pp. 1-17, 1977.