Estabilidad Física de Depósitos de Relave: Chile en el Contexto Internacional

Transcripción

1 Estabilidad Física de Depósitos de Relave: Chile en el Contexto Internacional César Pastén, PhD Dpto. Ingeniería Civil FUTURO DE LA MINERÍA EN CHILE: RELAVES 18 de Agosto, 2016

2 Contenidos Revisión de Inestabilidad Física de Depósitos de Relave Falla en mina Mount Polley Casos Chilenos Desafíos y Comentarios Finales

3 Inestabilidad suelo de fundación Overtopping Los Frailes (España) Inestabilidad de taludes Espinace (2008) Terremotos: licuefacción Espinace (2008) Villavicencio et al. (2014)

4 Fallas de Depósitos de Relave 275 fallas y accidentes reportados entre 1915 y con información (160 activos + 36 inactivos) Terremotos: licuefacción (falla de flujo), inestabilidad de taludes con falla o deformación excesiva Inestabilidad de taludes y fundaciones de índole estática Estructural: problemas de diseño, infraestructura, cargas imprevistas Erosión tanto interna como externa

5 Mount Polley, BC, Canada 29 Julio 2014 Mina de oro y cobre Método de construcción eje central modificado hasta 40m Falla repentina: 4 Agosto 2014, 2am 5 Agosto 2014 Volumen almacenado m 3 Volumen liberado m 3 Episodio de overtopping (Mayo 2014) por precario manejo de aguas

6 Mount Polley, BC, Canada Sección Transversal Representativa, H=40m Zonas: U: Relleno C: Enrocado S: Núcleo Till F: Filtro T: Transición Evidencia de desplazamientos laterales y rotación del muro consistentes con inestabilidad de suelo de fundación Capa débil no detectada durante el diseño Capa de comportamiento frágil durante carga Capa compresible con comportamiento no-drenado en carga

7 Mount Polley, BC, Canada e = m S u /σ v = 0.27 Causas de la falla: Capa de material glacio-lacustre erróneamente caracterizada durante el diseño que pasó de pre-consolidado a normalmente consolidado y que se comportó en forma no-drenada 9 cm

8 Mount Polley, BC, Canada e = m S u /σ v = cm Factores agravantes: Deficiente estrategia de depositación de relaves y manejo de laguna Enrocado construído más inclinado que el diseñado sin contrafuerte

9 Fallas en Chile 38 casos de inestabilidad mecánica 50% Licuacio n y falla de flujo del prisma resistente 32% Inestabilidad de taludes y deformaciones sísmicas 18% Rebalse, overtopping y vaciamiento Fallas por terremotos Terremotos 1965, 1981, 1985, 1997 y 2010 Método de construcción aguas arriba Poca o nula compactación Excesiva inclinación de taludes Altos niveles de saturación Tranque Barahona (1928) Fallas por Overtopping Fuertes lluvias Revancha inadecuada Erosión progresiva del dique Troncoso et al. (1993) Villavicencio et al. (2014)

10 Muro Superior Muro Inferior Terremoto Comuna de Pencahue, VII Región Minera (ex) Cominor, mina de oro Tranque No-Activo Altura 15 m 4 fallecidos Evidencias de licuefacción Gentileza D. Frost

11 4 1 Failure area and flow direction 2 Terremoto Comuna de Pencahue, VII Región Minera (ex) Cominor, mina de oro Tranque No-Activo Altura 15 m 4 fallecidos Evidencias de licuefacción 3 Gentileza D. Frost

12 Upper Scarp (Thin layer of gravelly material) Upper Unsaturated Layer Sand Boil Ejecta from Cracks

13 Ejemplos en Chile Tranques de buen comportamiento durante el Terremoto 27F (Villavicencio et al. 2014) Las Tórtolas (Los Bronces) H f = 190m Torito (El Soldado) H f = 125m Quillayes* (Los Pelambres) H f = 198 m El Mauro (Los Pelambres) H f = 248 m Ovejería (Andina) H f = 120 m La normativa vigente contempla los principales factores de estabilidad (p.ej., DS248, DS132, Ley 20551)

14 Desafíos Nacionales Riesgo = Amenaza x Vulnerabilidad Amenaza: Fuentes sísmicas Coeficientes sísmicos (análisis pseudo-estáticos) Sismos de diseño (análisis dinámicos) Condiciones climáticas extremas Vulnerabilidad: Investigación y prospección: detección de singularidades Caracterización de materiales: propiedades hidromecánicas Mejoramiento de relaves: compactación de arenas de lamas, agentes cementantes químicos y biológicos Reducción de uso de agua Control e identificación de filtraciones

15 Desafíos Nacionales Obras extensas temporalmente requieren exhaustivos registros de construcción, instrumentación y monitoreo que validen o modifiquen los diseños. La construcción y operación involucra complejos procesos acoplados (hidro-químo-mecánicos): modelamiento numérico avanzado. Depósitos abandonados e inactivos: Revaluación de estabilidad (amenazas y monitoreo) Reutilización de relaves (hormigones, rellenos, etc.) Técnicas de impermeabilización y hermetización Estimación de distancias peligrosas Formación de capital humano que entienda el problema desde el diseño, la operación y el cierre.

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