Proyectos de Innovación y su relación con las lecciones preliminares obtenidas del terremoto de Febrero 2010

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1 Proyectos de Innovación y su relación con las lecciones preliminares obtenidas del terremoto de Febrero 2010 AUTOR: Dr. Raúl Espinace A.

2 INFORMACION 2007 DE SERNAGEOMIN N de depósitos de relaves 867 El 14% (121) se encuentra en operación y el 86% en abandono De estos 121 en operación, 107 son tranques de relaves. El Proyecto Focigam catastró 213 faenas mineras abandonadas y paralizadas Seminario Fundación Chile, Septiembre 2005 Catastro PAM. Proyecto FOCIGAM. Convenio Sernageomin, JICA, Japón, PROYECTO FONDEF D06I1097 ( ) 2010) DESARROLLO DE TECNOLOGÍAS PARA LA ESTABILIZACIÓN ESTRUCTURAL Y MITIGACIÓN DE EFECTOS AMBIENTALES DERIVADOS DE TRANQUES DE RELAVES OBJETIVO: Aplicar y desarrollar tecnologías innovadoras para mejorar el control de calidad, estabilizar y mitigar los efectos ambientales generados por los tranques de relaves, en operación y cierre, mejorando sus propiedades físicoquímicas y mecánicas mediante tecnologías económicas y ambientalmente adecuadas.

3 ALGUNOS RESULTADOS ESPERADOS Banco de especies vegetales autóctonas genéticamente optimizadas, para su uso en la bioestabilización de tranques de relaves. Banco de genes de tolerancia a condiciones ambientales extremas. Asociaciones de microorganismos (nemátodos y bacterias), biopotenciadores de la rizósfera. Metodologías geotécnicas adaptadas, que permitan evaluar el control de la operación en tranques de relave. Aplicación de tecnologías de estabilización química y vegetal en tranques de relave, en las fases de operación y cierre. Metodología de control de operación geotécnico de tranques de relave. PROGRAMA DE INNOVACIÓN N PARA EL CLTER MINERO PROYECTO INNOVA MINERÍA A 08CM ( ) PROSICION DE PROYECTOS DE NORMAS PARA EL CONTROL DE CALIDAD DE PROCESOS DE ERACIÓN DE TRANQUES DE RELAVES OBJETIVO: Proponer proyectos de normas para el control de calidad del proceso de compactación y de aplicación de estabilizantes químicos como riegos mata-polvos en tranques de relaves

4 PRODUCTO Y/O RESULTADO DESCRIPCIÓN Manual de metodologías para calibración de penetrómetros dinámicos como herramientas de control de compactación. Documento que contiene los procedimientos necesarios para la calibración, tanto in-situ como en laboratorio, de penetrómetros dinámicos para ser empleados como herramientas de control de compactación. Manual para el control de calidad del proceso de control de la compactación. Documento que contendrá los criterios de aceptación y rechazo del proceso, estándares de calidad y número mínimo de puntos de control, considerando los volúmenes, la superficie del material depositado, el número y espesores de capa. Manual para control de calidad de aplicación de estabilizantes químicos como riego mata-polvos en tranques de relaves. Documento que contenga los ensayos necesarios tanto in-situ como en laboratorio, estándares calidad y número mínimo de puntos de control de la superficie del material estabilizado para una evaluación de la estabilización química mediante riego. Proyectos de Normativas para ser aprobadas por el Instituto Nacional de Normalización. Documentos con los proyectos de normas chilenas para el control de calidad del proceso de compactación y del procedimiento de evaluación de estabilización química como riego mata-polvos en tranques de relaves, considerando para tal efecto el procedimiento, el protocolo y la estructura según las normas base. SON SEGUROS Y SISMORESISTENTES NUESTROS TRANQUES DE RELAVES?...SI SI PRINCIPALES RIESGOS GEOTÉCNICOS ASOCIADOS A TRANQUES DE RELAVES CONSIDERADOS EN EL DECRETO 248 OTROS RIESGOS Licuación del prisma resistente. Deformaciones excesivas Piping o tubificación Inestabilidad del suelo de Fundación Estabilidad de taludes en condiciones (estáticas y sísmicas) Rebalse y vaciamiento. Fallas por precipitaciones o erosión eólica

5 Jose Cembrano y Gloria Arancibia, 2010 Epicentro, Réplicas con magnitud > 4.7 y zona de ruptura asociada al terremoto del 27 Febrero Las líneas de contorno en el panel izquierdo indican cantidad de desplazamiento en el contacto entre las placas de Nazca y Sudamericana, alcanzando valores máximos del orden de 12 m. El panel derecho muestra la actividad de réplicas en función del tiempo en días después del evento principal (Servicio Sismológico., U de Chile, 3 de Abril 2010) ANTECEDENTES PRELIMINARES TERREMOTO 27 FEBRERO 2010 Valores Aceleración efectiva Ao para la Aplicación de la Nch 433 Zona sísimica Ao 1 0,20 g 2 0,30 g 3 0,40 g (R. Boroschek; P. Soto; R. León; D. Comte, Marzo, 2010) Red Sismológica Nacional, Servicio Sismológico U de Chile, 3 Abril 2010

6 TRANQUES DE RELAVES CON MAYORES PROBLEMAS Longitud Ubicación Tranques = 380 Kms. Límite app. Rotura Longitud Rotura= 450 Kms (Sergio Barrientos) TRANQUE VETA DEL AGUA: EN ABANDONO Algunos problemas previos: Nuevo Propietario (Pasivo Ambiental?) Plan de Cierre sin Ejecutar Pendiente Talud del muro Resistente Baja compacidad arenas del Muro Zona sísmica con amplificación por antecedentes anteriores? Ex Tranques El Cobre Tranques Veta del Agua

7 CASOS HISTÓRICOS DE FALLAS EN TRANQUES DE RELAVES TRANQUE BARAHONA 1 FECHA DE FALLA 01/12/28 MS 8.2 R (KM) 95 TIPO H (MT) 65 TALUD 2:1 ESTADO MECANISMO DE FALLA (VOLUMEN, mt 3 ) LQ+FF ( ) EL COBRE 1 28/03/ :1 /AB LQ+FF ( ) EL COBRE 2 28/03/ :1 LQ+FF ( ) CERRO NEGRO 3 28/03/ :1 LQ+FF HIERRO NEGRO 28/03/ :1 LQ+FF (1.000) LOS MAQUIS 28/03/ :1 LQ+FF (23.000) LA PATAGUA 28/03/ N/A N/A N/A LQ+FF (38.500) BELLAVISTA 28/03/ N/A :1 LQ+FF EL SAUCE 28/03/ N/A 6 1.7:1 LQ+FF RAMAYAMA 28/03/ N/A? 1.5:1 /AB LQ+FF (156) VETA DEL AGUA 2 07/11/ :1 LQ+FF VETA DEL AGUA 1 03/03/ :1 LQ+FF CERRO NEGRO 4 03/03/ /CL :1 LQ+FF ( ) ALMENDRO 14/10/ :1 LQ+FF ALGARROBO 14/10/ :1 LQ+FF MAITEN 14/10/ :1 /AB LQ+FF LA COCINERA 14/10/ /CL :1 LQ+FF Fuente: Seminario relaves en pasta y espesados. Troncoso J, FALLA POSIBLE: DESLIZAMIENTO Y EVENTUAL LICUACIÓN DE LA BASE. Datos de Proyecto. Método Constructivo: Eje Central Talud Aguas Abajo: 1 : 2,5 Aceleración sísmica: 0,1g Antecedentes Deducidos Método de construcción? Talud: 1:1,5 (V:H) Aceleración máxima: 0,21g

8 ALGUNOS DAÑOS Y EFECTOS OBSERVADOS Deslizamiento Fotografiado el día de la Réplica del 11 de Marzo ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES Simulación en Condiciones Estáticas.

9 Simulación n condiciones dinámicas Antecedentes. Aceleración máxima: 0,21g Coeficiente sísmico: 0,14 Talud: 1:1,5 (V:H) Método de construcción: Eje Central Para estimar la aceleración máxima, se utilizó la formula de atenuación propuesta por Ruiz y Saragoni (2005) e Ahor = R + 30 M S max cm / 1.09 F.S. : 0,827 ( ) seg 2 Se Destaca la Importancia de la Determinación de la Distancia Peligrosa y la Implementación de las Medidas de Prevención Lamas almacenadas Muro resistente Distancia Peligrosa: «distancia en Km. que recorrería el relave en caso de colapso del depósito» Distancia peligrosa

10 IMPORTANCIA DE LOS ARTÍCULOS 44º AL 47º DEL DECRETO 248. CIERRE DEL TRANQUE TRANQUE ALHUE: EN ERACIÓN. Falla Posible: Licuefacción Parcial Geomembrana en cubeta Saturación por control ambiental

11 CAMPAÑA DE EXPLORACIÓN EN EL MES DE DICIEMBRE PREVIO AL TERREMOTO Programa prospecciones: Ensayos penetración CPTdin y Panda II Instalación piezómetros Ensayos geotécnicos Comparación Ensayos de Penetración

12 ANÁLISIS DE LICUEFACCIÓN N SÍSMICAMENTE S SMICAMENTE INDUCIDA Método de cálculo: Análisis basado en la correlación de esfuerzos desarrollada por Seed & Idris (1971 & 1987) y modificada por Robertson & White (1997). La verificación se basa en la determinación del factor de resistencia a la licuefacción del suelo (FS). El modelo requiere del cálculo de dos variables sísmicas. Esfuerzo cíclico (CSR). r = 1 0,00765 z d r = 1,174 0,0267 z d z 9,15 m 9,15 z 23 m Resistencia cíclica (CRR). CRR = f (NSPT) A. F. Rauch (1998) Análisis de Licuefacción. Factor de Seguridad en Punto de Prospección N 4. Nivel saturación

13 2ª CAMPAÑA DE TERRENO ENCARGADA POR LA EMPRESA EN FEBRERO DE 2010 Zonificación del Riesgo de Licuefacción Puntos de inspección. Medidas Inmediatas Implementadas 15 dias antes del terremoto Suspender riego aspersores, considerando otro tipo de supresión de polvo. Inicio Construcción Drenes en zonas del muro resistente Habilitación de otros sistemas de drenajes Revisión de niveles y pendientes del terreno natural, para ajustarse a las hipótesis del proyecto original, facilitando drenaje basal Instalación de mas piezómetros para el monitoreo de aguas

14 Epicentro 63 km al SO de Cauquenes (Ubicación S W 72.72) y profundidad focal estimada en 35 km. (Terremoto Centro Sur Chile, Informe Preliminar N 2, R. Boroschek, P. Soto; R. Leon; D. Comte) Distancia Aproximada Epicentro a Tranque de Relaves = 250 km. Sismo de proyecto: 8.1 Distancia epicentral: 90 Km. Profundidad Focal: 35 km. Aceleración máxima: 0.33g Sismo 27 de Febrero: 8.8 Distancia epicentral: 250 km. App. Profundidad Focal: 35 km. Aceleración máxima: 0.34g EFECTOS DEL TERREMOTO

15 CAMPAÑA A DE ENSAYOS POST TERREMOTO CAMPAÑA A DE ENSAYOS POST TERREMOTO

16 RESUMEN DE ASPECTOS A CONSIDERAR EN EL CONTROL DE ERACIÓN N DE LOS TRANQUES DE RELAVES IMPORTANCIA DEL CONTROL DE CALIDAD GEOTÉCNICO EN TRANQUES DE RELAVES Factores Geotécnicos Claves para Reducir el Riesgo de Inestabilidad: Pendiente de taludes adecuada, en dirección aguas abajo Granulometría y Nivel de Compactación adecuado Contar con Parámetros resistentes adecuados Bajas presiones intersticiales al interior del prisma resistente Altura de revancha y ancho de coronamiento suficientes Eficiente Sistema de Drenaje Compatibilizar Acciones Destinadas a Seguridad Minera con aquellas para el Control Ambiental

17 IMPORTANCIA DEL TÍTULO T TULO VI DEL DECRETO 248 ALGUNOS CRITERIOS DE CONTROL SE DESTACA LA IMPORTANCIA DE LOS ARTÍCULOS 30º Y 31 DEL D Nº N 248 INFORME SOBRE ERACIÓN FORMULARIO E-700- INFORME TRIMESTRAL DE DEPÓSITOS DE RELAVES. Periodo Año I IDENTIFICACIÓN DE FAENAS MINERAS Propia Arrendada Otro a) Nombre de la Empresa Rut de la Empresa Dirección Faena Comuna Provincia Región b) Nombre del Representante Legal Rut c) Nombre de la Faena Ubicación geográfica (UTM): Norte Este Cota m.s.n.m. d) Profesional Responsable Cargo II INFORME TÉCNICO DEPÓSITO DE RELAVE a) Nombre del depósito b) Tipo del Depósito Tranque Embalse R. Espesado R. en Pasta R. Filtrado Otro Tipo c) Método de construcción del muro en el caso de un Tranque c.1) Aguas abajo c.2) Eje central d) Cantidad de relaves d.1) Autorizado (total) Ton. ó m 3 Necesidad de revisar y resaltar importancia del E-700 d.2) Actual (total) Ton. d.3) Arenas en muro Trimestral Acumulada Ton. d.4) Lamas en la cubeta Trimestral Acumulada Ton. e) Altura del muro o depósito m. f) Largo de berma de coronamiento m. g) Ancho de berma de coronamiento m. h) Distancia borde laguna-borde muro de arenas m i) Ancho aprox. sector "playa" en la cubeta m j) Revancha operacional mínima m. k) Área ocupada (aproximada) m 2 l) Ángulo (β) del talud externo del muro grados m) Ángulo (β') del talud interno del muro grados n) Razón "arenas/ lamas" en el periodo ñ) % de sólido en peso del relave total % o) % de humedad relave filtrado y/o espesado % p) Método de compactación del muro (equipo) q) Densidades de las arenas del muro Sector 1 In-Situ Mín. Seca Máx. Seca Relativa Muestra Proctor (Altura de muro) (grs/cc) (grs/cc) (grs/cc) (%) (%) 1/3 2/3

18 Ejemplo de Innovación: Comparación Ensayos de Penetración Dinámica no Tradicionales en Tranques de Relaves de Chile. Comparación Sondeos PANDA Resistencia de punta, qd (MPa) Profundidad (m) 0, ,0 0,5 1,0 1,5 Tranque 1 2,0 Tranque 2 2,5 Tranque 3 3,0 3,5 Tranque 4 4,0 Tranque 5 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 Tranque 2: Paipote. Tranque 3: Taltal. Tranque 4: Tierra Amarilla. Tranque 5: Nogales. PRUESTA DE ALGUNAS ACCIONES PARA LA SEGURIDAD DE LOS TRANQUES DE RELAVES DESTINATARIO LA INGENIERÍA (Universidades, Consultoras, otras) EMPRESAS MINERAS PRUESTAS Generar microzonificaciones sísmicas. Perfeccionamiento de modelos de cálculo de la distancia de peligrosidad. Desarrollo de estudios de riesgo sísmico para la definición del sismo de diseño en las etapas de operación y abandono del depósito y definición de aceleraciones representativas. Generar Programas de Preparación de Especialistas en Operación de Tranques de Relaves. Incorporación del controles de operación periódicos del tranque, abordando todos los aspectos considerados en el Decreto 248. Implementación de sistemas de monitoreo, como piezómetros, que permitan alertar de posibles riesgos de falla. Ejecución de los planes de cierre definitivos, en aquellos depósitos que se encuentran en dicha etapa. Implementar Sistemas Integrados de Gestión de Tranques de Relaves. Capacitación del Personal Encargado de la Operación de los Tranques de Relaves.

19 PRUESTA DE ACCIONES PARA LA SEGURIDAD DE LOS TRANQUES DE RELAVES DESTINATARIO PRUESTAS SERNAGEOMIN Necesidad de estudiar modificaciones a ciertos artículos del Decreto Nº 248, principalmente en aspectos de diseño y control de operación. Redefinición de los Alcances de la Aplicación de los Análisis Dinámicos Basados en Propiedades Dinámicas de las Arenas. Generar una adecuación al Formulario E-700 que permita generar una mejor información representativa del control de operación que llevan las empresas mineras. DOS REFLEXIONES FINALES SE DEBE DISMINUIR LA DISTANCIA ENTRE LAS CONSIDERACIONES DE UN PROYECTO DE DEPÓSITOS DE RESIDUOS MINEROS Y SU ERACIÓN EL EJEMPLO DE ACCIONES IMPORTANTES CON POSTERIORIDAD A LOS TERREMOTOS ANTERIORES, NOS DEBE INCENTIVAR A CONTRIBUIR CON ACCIONES CONDUCENTES A DAR MAYOR SEGURIDAD Y STENTABILIDAD DE NUESTROS DEPOSITOS DE RESIDUOS Terremoto Chillan 1939 Creación n de la CORFO. Terremoto Valdivia 1960 Nacimiento ONEMI. Terremoto Zona Central 1965 Decreto Supremo N 86. Terremoto Valparaíso 1985 NCh 433.

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