Numa altura em que uma iminente lacuna de fornecimento de metais críticos, estimada em vários biliões de dólares, coloca a indústria mineira no centro das atenções, existe uma imensa pressão sobre as empresas do setor para que produzam rapidamente, com custos, riscos e impactos ambientais reduzidos. Tudo começa com as atividades de exploração para determinar a existência de minerais no subsolo de uma área-alvo. O principal desafio para os exploradores é nunca ter a certeza absoluta do que se encontra no subsolo. As empresas mineiras podem extrair e analisar dados de dezenas, centenas ou mesmo milhares de furos de sondagem, interpolando o que poderá existir entre essas biópsias geológicas. Mesmo com todos esses furos, ainda assim não têm a certeza, e, no entanto, enormes investimentos e decisões operacionais baseiam-se nessa informação fragmentada sobre o que poderá estar ali.

Essa incerteza geológica impede o crescimento, aumenta os custos e atrasa o lançamento de produtos no mercado. Um melhor conhecimento do subsolo pode reduzir drasticamente essa incerteza e fornecer as ferramentas necessárias para quantificar o que resta, dando às empresas de exploração mineral e mineração maior confiança para agir mais cedo, mais rápido e com menos riscos subsequentes. Por sua vez, isso as ajuda a levar os metais essenciais que o mundo precisa ao mercado de forma mais rápida, segura e lucrativa.

Partículas subatômicas revelam características geológicas subterrâneas com mais eficiência do que perfurações..

A Ideon Technologies, sediada em Vancouver, utiliza a energia natural proveniente de explosões de supernovas no espaço, na forma de partículas subatômicas chamadas "múons", para gerar imagens em profundidade abaixo da superfície da Terra. Como pioneira mundial no desenvolvimento e aplicação da tomografia de múons de raios cósmicos, a Ideon desenvolveu a plataforma de inteligência subterrânea "REVEAL", composta por um conjunto avançado de hardware proprietário para geração de dados, software, serviços com inteligência artificial e fusão multifísica que, juntos, liberam o poder exponencial dos dados espaciais integrados. A solução REVEAL para Exploração ajuda as empresas de mineração a mapear e caracterizar depósitos minerais com precisão e confiança, permitindo-lhes identificar e delimitar com exatidão as características subterrâneas, em profundidade, em áreas remotas e inexploradas ou no complexo ambiente operacional de minas já em atividade. Ela fornece um modelo da Terra de alto volume, alta resolução e alta velocidade que pode melhorar a precisão do mapeamento de densidade e da seleção de alvos de perfuração, acelerar a modelagem geológica e orientar diretamente o planejamento de minas.

Essa tecnologia fundamental — a tomografia de múons — é a única tecnologia de imageamento do subsolo em linha reta disponível atualmente, oferecendo a mais alta resolução disponível, juntamente com informações precisas sobre a localização de anomalias. Ela utiliza uma fonte de energia passiva e gratuita (proveniente do espaço), oferece a capacidade de gerar imagens em ambientes ruidosos ou condutivos (onde outras técnicas não conseguem), fornecendo informações de profundidades que outras técnicas não alcançam, e captura dados continuamente, melhorando assim os resultados de imageamento ao longo de um levantamento.

Ao medir a atividade de múons por meio de detectores posicionados em alguns furos de sondagem selecionados, é possível determinar a densidade média da camada superficial em um amplo campo de visão acima de cada detector. Cada detector produz uma imagem radiográfica (semelhante a raios X) da massa rochosa acima dele, com características geológicas significativas destacando-se claramente devido ao contraste de densidade com a rocha circundante. Utilizando múltiplos detectores com diferentes visões do subsolo, a densidade de um volume de rocha pode ser estimada por meio da triangulação da intensidade dos múons registrados em diferentes locais dos detectores. Os dados de múons podem ser invertidos em um modelo de blocos que fornece uma estimativa 3D de alta resolução da densidade do subsolo, restringindo com precisão a forma e o tamanho de quaisquer características geológicas imageadas. Essa fonte de dados exclusiva, combinada com algoritmos de processamento avançados e análise de múltiplos conjuntos de dados, oferece às empresas de exploração mineral um conjunto abrangente de informações sobre o subsolo que elas nunca tiveram acesso antes.

Em parceria com a Fireweed Metals, sediada em Vancouver (parte do Grupo Lundin), demonstramos como a solução REVEAL for Exploration pode reduzir significativamente os custos de perfuração associados à validação da mineralização.

Estudo de caso: Distrito de Macmillan Pass (Macpass) da Fireweed Metals

Localizado no leste do Território de Yukon, a cerca de 400 km de Whitehorse, o projeto Macpass da Fireweed Metals situa-se nos territórios tradicionais da Nação Kaska Dena e da Primeira Nação Na-cho Nyäk Dun. A propriedade de 940 km² abriga diversos grandes depósitos de zinco, chumbo e prata, sendo reconhecida como um dos maiores distritos primários de zinco ainda não explorados do mundo. Além disso, possui potencial para ser uma importante fonte de elementos estratégicos como gálio e germânio.

A Ideon colaborou com a Fireweed para implementar a solução REVEAL for Exploration em Macpass no outono de 2024, com o objetivo de identificar e mapear novos alvos para testes de perfuração durante a campanha de exploração da Fireweed no verão de 2025. A altíssima densidade de corpos de sulfetos maciços de alto teor observada em Macpass torna esses tipos de alvos particularmente adequados para detecção por meio de tomografia de múons. Além de gerar novos alvos, a Ideon conseguiu aprimorar significativamente a caracterização da estrutura de mineralização existente, abordar hipóteses geológicas importantes e identificar extensões plausíveis adjacentes às estruturas de mineralização conhecidas.

No final de setembro de 2024, a Ideon posicionou múltiplos sensores de múons em conjuntos ao longo de três furos de sondagem, distribuídos por um quilômetro de extensão e até uma profundidade de 550 metros, cobrindo 2.5 km² na Zona de Fronteira de Macpass, pouco antes do encerramento da temporada. Para evitar a possibilidade de colapso do furo (um problema conhecido nesta região), os sensores foram instalados dentro das hastes metálicas de perfuração, que permaneceram no local para o programa de imageamento. Os sensores mapearam a densidade com resolução métrica em um volume de 600 milhões de m³ durante o rigoroso inverno do Yukon. Uma solução de energia autônoma manteve os sensores em funcionamento durante toda a temporada, e os dados foram transferidos regularmente via satélite do local para os laboratórios da Ideon para análise.

Informações geológicas práticas entregues bem antes do prazo previsto.

Após quatro meses de imageamento passivo, o levantamento de múons detectou e modelou, de forma independente, volumes de alta densidade que se assemelhavam bastante às orientações e restrições espaciais do depósito definidas por meio de perfurações prévias realizadas pela Fireweed. O modelo do subsolo, gerado sem qualquer informação prévia do local, utilizando dados adquiridos por sensores de múons com amplos campos de visão, instalados em apenas três furos de sondagem, apresentou excelente concordância com os dados de mineralização extraídos de 50 furos previamente perfurados na área, aprimorando significativamente a compreensão das tendências estruturais na geologia do subsolo.

Esses resultados não apenas validaram hipóteses geológicas importantes sobre o local e confirmaram tendências de mineralização, como também identificaram três novos alvos avançados de perfuração fora do recurso mineral, apresentando densidade estimada anômala, que irão orientar a campanha de exploração do verão de 2025. Além de estabelecer novos alvos para exploração em áreas que atualmente não possuem nenhuma perfuração, a equipe da Fireweed utilizou os dados de múons para desenvolver um modelo 3D robusto da área mineralizada conhecida, o que lhes confere maior confiança na continuidade entre as interceptações de perfuração (com espaçamento de 50 a 100 metros). Isso os ajudou a validar a tonelagem do depósito e compará-la com o que observaram no recurso mineral, além de validar as estruturas de mineralização (natureza estratiforme da mineralização e geologia, com faixas intercaladas de baixa e alta densidade) e confirmar a hipótese geológica de que uma falha truncou a zona de sulfetos maciços. O novo modelo de densidade robusto deu à equipe da Fireweed a confiança de que estimaram o recurso da forma mais correta e precisa possível.

A análise multifísica revela um impacto de “1 + 1 = 3”

Ao longo dos anos, o projeto Fireweed acumulou um rico conjunto de dados de gravidade terrestre em todo o distrito. Após a análise das imagens de múons, a equipe optou por combinar esses dados de gravidade e de múons em uma única inversão 3D para auxiliar na identificação de alvos. As áreas de densidade anômala em ambos os levantamentos corroboram-se muito bem e geraram um modelo aprimorado em comparação com a inversão obtida a partir de cada conjunto de dados isoladamente. Os dados de gravidade são uma medição de superfície e, portanto, mais sensíveis a anomalias de densidade próximas à superfície, proporcionando uma compreensão regional das propriedades gerais do subsolo. Os dados de múons, que geram imagens de baixo para cima a partir da zona alvo, oferecem sensibilidade muito maior e resolução mais alta em profundidade, permitindo uma detecção mais eficaz de anomalias de densidade do que o uso exclusivo da gravidade.

No verão de 2025, a Fireweed realizará testes de perfuração em novos alvos. Tendo observado os resultados na Boundary Zone, a empresa também utilizará tomografia de múons e gravimetria em uma área muito maior na próxima temporada de exploração.

Aproveitando a tecnologia para perfurar menos e descobrir mais e mais rapidamente.

Ao mapear grandes volumes do subsolo durante a entressafra, essa tecnologia pode ajudar exploradores de áreas inexploradas a reduzir o tempo necessário para explorar completamente uma área em mais de 50%, construindo rapidamente uma visão macroscópica de um grande volume de terra em uma zona de exploração. Como resultado, a quantidade total de perfuração necessária para mapear, delimitar e compreender a mineralização com segurança pode ser reduzida em até 90%, permitindo que as empresas concentrem as atividades de perfuração restantes na validação de alvos, em vez de tentar descobri-los. Elas podem identificar novos alvos, compreender seus parâmetros (massa, geometria 3D e tamanho) e refinar os planos de perfuração. Em última análise, isso permite que elas obtenham informações cruciais mais cedo, alcancem mais com recursos de perfuração limitados, reduzam a perturbação do local e evitem os entraves burocráticos que atrasam o progresso.

A solução REVEAL para Exploração é igualmente produtiva para exploração próxima a minas em áreas já exploradas, fornecendo as imagens de alta resolução necessárias para delinear com precisão as características do subsolo, em profundidade e em ambientes operacionais complexos. Ela pode identificar diferenças sutis nas características do subsolo que outras tecnologias não detectam e pode ser usada para identificar remotamente estruturas ou vazios no subsolo que podem mitigar situações potencialmente perigosas para o pessoal ou o equipamento. Nenhuma outra tecnologia de sensoriamento remoto oferece essa poderosa combinação, que pode desbloquear milhões em valor anual por mina e permitir que as mineradoras avancem com confiança, sem o receio de terem deixado passar algo importante entre furos de sondagem amplamente espaçados.

A tecnologia está reduzindo os riscos dos processos críticos de exploração e mineração de metais, quantificando e diminuindo a incerteza geológica em um ambiente que tradicionalmente tem sido muito incerto.