Presas de Relaves. Informe

   

 

Universidad Nacional de San Cristo´ bal de Huamanga Facultad de Ingenier´ia Minas, Geolog´ia y Civil Escuela de Formaci´on Profesional de Ingeniera Civil

GEOTECNIA (IC-448) PRINCIPALES ASPECTOS GEOAMBIENTALES APLICADOS A PRESA DE RELAVES (MINERIA)

CATEDRÁTICO : Ing. VILCHEZ PEÑA, Ángel Hugo CODIGO :

ALUMNOS: ARIAS CAMPOS, Kevin Alejandro

16110979

PÉREZ VALDEZ, Franz T.

16111344

VARGAS ÑAUPA, Hilmar

16115684

Ayacucho, Marzo , 2016

ÍNDICE INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................ 2  OBJETIVOS ................................................................................................................................. 2  

PRINCIPALES ASPECTOS GEO AMBIENTALES APLICADOS A PRESAS DE RELAVES (MINERÍA) ................................................................................................................3 1 TIPOS DE RELAVES ............................................................................................................. 4  1.1 Tipos de Relaves (según su consistencia) ............................................................. 4  1.2 Tipos de Depósitos de Relaves ................................................................................. 5  1.2.1 Presas de Relaves .................................................................................................. 5  1.2.2 Embalses de Relaves ............................................................................................ 8  1.2.3 Depósitos de Relaves Espesados ..................................................................... 8  1.2.4 Depósitos de Relaves Filtrados .......................................................................... 9  1.2.5 Depósitos de Relaves en Pasta .........................................................................  9 

2. PROBLEMAS RELACIONADOS AL TRANSPORTE DE LÍQUIDOS EN RELAVES 2.1 Tipos de Transporte de Relaves .............................................................................. 10  2.1.1 Falla de Tubería .................................................................................................... 10  2.2 Consideraciones para traslado de relaves ........................................................... 11  2.3 Manejo de aguas de la presa de relave .................................................................. 11  2.4 Recuperación del agua de la presa de relave ...................................................... 12  2.5 Sistema de Drenaje ..................................................................................................... 12  2.6 Impactos ambientales críticos de esta actividad ................................................ 13  2.7 Acciones de supervisión ........................................................................................... 13  3. PRESENCIA DEL FENÓMENO DE LICUACIÓN .......................................................... 13  3.1 Concepto de Licuefacción. ....................................................................................... 13  3.2 Evaluación del potencial de licuación ................................................................... 14  3.3 Movilidad cíclica y envejecimiento en presas de relaves mineros ............... 14

3.4 Análisis sísmico de presas de relave ..................................................................... 15  4. ASPECTOS DE MITIGACIÓN ........................................................................................... 15  4.1 Plan de Mitigación ....................................................................................................... 16  4.2 Aplicación del plan de mitigación en presas de relaves ................................... 18  5. PRINCIPALES FALLAS, CASOS ..................................................................................... 20  ¿Qué puede ocurrir en el caso de un temblor fuerte o terremoto? ..................... 22  ¿Qué puede ocurrir si no se controla la revancha? ................................................. 23  CONCLUSIONES ..................................................................................................................... 27  BIBLIOGRAFIA ........................................................................................................................ 28 

INTRODUCCIÓN Teniendo en cuenta los problemas originados por las variaciones de las condiciones ambientales, que se presentan en los suelos en condiciones naturales o artificiales en todo el territorio peruano, se impone la necesidad de desarrollar investigaciones ambientales en los campos de la mecánica de suelos y rocas, con la finalidad de poder aplicar con mayor competencia y habilidad estrategias para resolver problemas en el campo de la Geotecnia desde la óptica ambiental, para interpretar y transformar el entorno en una completa armonía con el medioambiente, en las áreas del conocimiento que la ingeniería le exige (planeación, evaluación, diseño, construcción, control, administración y gerencia de proyectos de infraestructura básica). La minería es una de las actividades más importantes por la generación de empleos, la participación activa en el incremento del Producto Bruto Interno del Perú y en el ingreso per cápita nacional; sin embargo, tiene un efecto negativo; tal es el caso de los relaves los mismos que ocasionan diversos impactos ambientales, sociales y económicos. Por ello, surgió un interés de conocer y dar a conocer información acerca de este problema. Los residuos provenientes de la actividad minera son por su composición y densidad, materiales peligrosos capaces de romper los equilibrios de los ecosistemas, afectar la salud pública, degradar cuerpos de agua y modificar paisajes naturales. La inadecuada disposición de relaves y desmontes, así como los métodos inapropiados para su tratamiento; han causado casos graves de filtraciones, drenaje de ácidos y contaminación de cuerpos acuíferos, así como otros efectos negativos en la biodiversidad y los ecosistemas. La eliminación de los relaves mineros es uno de los problemas ambientales de mayor relevancia para cualquier proyecto de minería. Para controlar la emanación de materiales de relaves (productos de desecho de una planta de procesamiento de minerales) se crean presas que contengan este desecho. Se debe buscar optimizar el diseño, así como evitar las fallas de las presas de relaves, con el fin de proteger el medio ambiente y evitar la contaminación de los suelos y de las capas freáticas.

PRINCIPALES ASPECTOS GEOAMBIENTALES APLICADOS A PRESAS DE RELAVES (MINERIA) OBJETIVOS: Estudiar los aspectos geoambientales aplicados a presas de relaves. Definir los tipos de relaves, así como sus métodos de depositación. Investigar los problemas relacionados al transporte de líquidos. Estudiar el fenómeno de licuación aplicado a presas de relaves. Aplicar los reglamentos del estado peruano en materia de mitigación. Nombrar los principales casos de fallas en las presas de relaves. TERMINOS FUNDAMENTALES: RELAVE (TAILING) El relave (o cola) es un conjunto de desechos tóxicos subatómicos de procesos mineros y concentración de minerales, usualmente constituido por una mezcla de tierra, minerales, agua y rocas. Los relaves contienen altas concentraciones de químicos y elementos que alteran el medio ambiente, por lo que deben ser transportados y almacenados en «tanques o pozas de relaves» donde lentamente los contaminantes se van decantando en el fondo y el agua es recuperada o evaporada. El material queda dispuesto como un depósito estratificado de materiales sólidos finos. El manejo de relaves es una operación clave en la recuperación de agua y para evitar filtraciones hacia el suelo y capas subterráneas, ya que su almacenamiento es la única opción. PRESAS DE RELAVES Es una obra que se construye para contener en forma segura los relaves provenientes de una planta de beneficio de minerales por flotación. Una presa de relaves está formada por un muro de contención, construido normalmente con la fracción gruesa del relave, y una cubeta. En la cubeta los sólidos finos sedimentan y en la superficie se forma una laguna de aguas claras. Se debe evitar las fallas de las presas de relaves, con el fin de proteger el medio ambiente y evitar la contaminación de los suelos y de las capas freáticas.

Figura 1: Partes de una Presa de Relave FUENTE: Guía de Buenas Prácticas Ambientales para la Pequeña MineríaSERNAGEOMIN

1. TIPOS DE RELAVES  

Para conseguir estructuras estables con los relaves, deben determinarse sus características, similares a lo que se hace con los suelos (granulometría, densidad relativa, razón de vacíos, relaciones de fase, etc.).

1.1 Tipos de Relaves (según su consistencia) Se puede clasificar en 4 tipos de relave según consistencia: Pulpa Espesado Pasta Filtrado

FUENTE: Experiencias de Operación de Depósitos de Relaves Espesados y FiltradosJosé Luis Lara

1.2 Tipos de Depósitos de Relaves Según las 3 opciones que mencionamos, tendremos los siguientes tipos de depósitos de relaves: Presas de Relaves Embalses de Relaves Depósito de Relaves Espesados Depósito de Relaves Filtrados Depósito de Relaves en Pasta A continuación, se realiza una breve descripción general de estas formas de depositación de relaves.

1.2.1 Presas de Relaves Describiremos brevemente las alternativas de construcción del muro de arenas de las presas de relaves. Construcción del Muro: Método Aguas Arriba El Método Aguas Arriba consiste en un muro inicial (starter dam) construido con material de empréstito compactado sobre el cual se inicia la depositación de los relaves, utilizando clasificadores denominados “Hidrociclones”; la fracción más gruesa o arena, se descarga por el flujo inferior del hidrociclón (Underflow) y se deposita junto al muro inicial, mientras la fracción más fina o lamas, que sale por el flujo superior del hidrociclón (Overflow) se deposita hacia el centro del tranque en un punto más alejado del muro, de modo tal que se va formando una especie de playa al sedimentar las partículas más pesadas de lamas y gran parte del agua escurre, formando el pozo de sedimentación o laguna de sedimentación. Una vez que el depósito se encuentra próximo a llenarse, se procede al levante del muro, desplazando los hidrociclones a una mayor elevación en la dirección hacia aguas arriba y comenzando una nueva etapa de descarga de arenas, y peralte del muro; se continúa sucesivamente la construcción en la forma indicada. Con este método, en la práctica, se pueden alcanzar alturas de hasta 25 metros. Si bien este método es el que requiere un menor volumen de material arenoso, es el que produce el tipo de muro menos resistente frente a oscilaciones sísmicas, es por ello que, no está contemplado aprobar este tipo de proyecto de presas de relaves en la legislación vigente.

Figura 2: Método de aguas arriba. FUENTE: Guía técnica de operación y control de depósitos de relaves

Construcción del Muro: Método Aguas Abajo En el Método Aguas Abajo la construcción se inicia también con un muro de partida de material de empréstito compactado desde el cual se vacía la arena cicloneada hacia el lado del talud aguas abajo de este muro y las lamas se depositan hacia el talud aguas arriba. Cuando el muro se ha peraltado lo suficiente, usualmente 2 a 4 m., se efectúa el levante del muro, desplazando los hidrociclones a una mayor elevación en la dirección hacia aguas abajo y comenzando una nueva etapa de descarga de arenas y peralte del muro. A veces se dispone también de un segundo muro pre-existente aguas abajo. Las arenas se pueden disponer en capas inclinadas, según el manteo del talud del muro de partida, o bien, disponerlas en capas horizontales hacia aguas abajo del muro de partida. Este método de aguas abajo requiere disponer de un gran volumen de arenas y permite lograr muros resistentes más estables del punto de vista de la resistencia sísmica.

Figura 3: Método Aguas Abajo (capas de arenas inclinadas) FUENTE: Guía técnica de operación y control de depósitos de relaves

Construcción del Muro: Método Eje Central o Mixto El Método Eje Central o Mixto se inicia al igual que los métodos anteriores con un muro de partida de material de empréstito compactado, sobre el cual se depositan las arenas cicloneadas hacia el lado de aguas abajo y las lamas hacia el lado de aguas arriba. Una vez completado el vaciado de arenas y lamas correspondiente al muro inicial, se eleva la línea de alimentación de arenas y lamas, siguiendo el mismo plano vertical inicial de la berma de coronamiento del muro de partida. Lo que permite lograr un muro de arenas cuyo eje se mantiene en el mismo plano vertical, cuyo talud de aguas arriba es más o menos vertical, y cuyo talud de aguas abajo puede tener la inclinación que el diseño considera adecuada. Este método requiere disponer de un volumen de arenas intermedio entre los 2 métodos anteriores, y permite lograr muros suficientemente estables.

NOTA: La inseguridad que muchas veces despiertan las presas de arenas de relave no deben atribuirse al material con que se construyen, sino al sistema de construcción por relleno hidráulico que puede inducir elevadas presiones de poros e incluso la licuefacción total en caso de un sismo. Sin embargo, las técnicas modernas de diseño, construcción y control permiten obtener estructuras seguras a base de buenos sistemas de drenaje, de un eficiente sistema de ciclonaje y disposición de las arenas, y también de una buena compactación de la arena que permita alcanzar una elevada densidad, utilizando un equipo adecuado para ello. Lo anterior, complementado con un control piezométrico en el cuerpo del prisma resistente, deja la presa de arenas de relave en condiciones de estabilidad semejante al de otras obras de Ingeniería de importancia.

Figura 4: Métodos Constructivos del Muro de Arenas de Presas de Relaves FUENTE: Guía técnica de operación y control de depósitos de relaves

1.2.2 Embalses de Relaves Este tipo de depósito de relaves consiste en construir un muro resistente hecho totalmente de material de empréstito, compactado e impermeabilizando el talud interior del muro y también parte o todo su coronamiento; los relaves se depositan completos en la cubeta sin necesidad de clasificación, pero también deben disponer, de un sistema de evacuación de las aguas claras de la laguna que se forma. Del punto de vista sísmico, los Embalses de Relaves son más resistente que cualquiera de los métodos indicados para las Presas de Relaves.

Figura 5: Muro construido con material de empréstito FUENTE: Guía técnica de operación y control de depósitos de relaves

1.2.3 Depósitos de Relaves Espesados Este sistema no requiere de un dique o muro contenedor para su construcción. El procedimiento se basa en la mayor viscosidad que alcanza la pulpa de relave al aumentar la concentración de sólidos mediante espesadores cónicos profundos. Aunque este método requiere de mayor investigación.

Figura 6: Disposición de Relaves Espesados (Método Robinsky) FUENTE: Guía técnica de operación y control de depósitos de relaves

1.2.4 Depósitos de Relaves Filtrados Este tipo de depósitos de relaves es muy similar al de los relaves espesados, con la diferencia de que el material contiene menos agua debido al proceso de filtrado utilizando equipos similares a los que se emplean para filtrar concentrados, como son los filtros de prensa o de vacío. El relave una vez filtrado se transporta al lugar de depósito mediante cintas transportadoras o bien mediante equipos de movimiento de tierra y/o camiones.

Figura 7: Depósitos de Relaves Filtrados FUENTE: Guía técnica de operación y control de depósitos de relaves

1.2.5 Depósitos de Relaves en Pasta Los relaves en pasta corresponden a una mezcla de agua con sólido, que contiene abundantes partículas finas y un bajo contenido de agua, de modo que esta mezcla tenga una consistencia espesa, similar a una pulpa de alta densidad. La mejor propiedad de las pastas de relaves es que pueden ser eficientemente trasportadas en tuberías sin los problemas de segregación o sedimentación que ocurren normalmente en las pulpas de relaves; una vez depositados los relaves, se dejan secar, luego acopiar, permitiendo así minimizar la superficie de suelo cubierto con relaves. Cabe destacar que, debido a su alta densidad, las pastas son transportadas mediante el uso de bombas de desplazamiento positivo. Se pueden desarrollar actividades de vegetación o de remediación en forma paralela a la operación.

Figura 8: Depósito de Relaves en Pasta FUENTE: Guía técnica de operación y control de depósitos de relaves

2. PROBLEMAS RELACIONADOS AL TRANSPORTE DE LÍQUIDOS EN RELAVES 2.1 Tipos de Transporte de Relaves Transporte por gravedad. Transporte por tuberías. Transporte en camiones. Transporte con fajas transportadoras. Etc.

La mayoría de los relaves colectados en la actualidad son transportados generalmente en forma de pulpa hacia el almacenamiento de los relaves por medio de tuberías HDPE de 48”; esta práctica resulta más de conveniencia que de diseño, dado que los relaves en la planta ya están mezclados con agua.

Figura 9: Transporte de relaves por tuberías HDPE

Los relaves pueden ser transportados por tuberías con bombeo o sin bombeo dependiendo de las alturas de la planta versus el depósito final.

2.1.1 Falla de Tubería En la Mina Browns Creek de Nueva Gales del Sur, Australia, ocurrió una fuga en una tubería de retorno enterrada que llevaba solución de cianuro. Para cuando se detectó la fuga, el área circundante estaba saturada. Próximo a una cerca de límites, un curso de agua o un acuífero sensible, este tipo de accidente tiene el potencial para causar daños a la comunidad local.

Figura 10: Fuga en una tubería en la Mina Browns Creek de Nueva Gales del Sur

2.2 Consideraciones para traslado de relaves  Una de las características básicas de los relaves es su densidad que varía de 1350 gr/l a 1 720 gr/l, siendo en ambos casos altamente abrasivos.  Los relaves deben tener una velocidad mínima de flujo por debajo de la cual los sólidos se sedimentan, evitando estos efectos ya que estos producen atoros que tienen consecuencias negativas en la operación de la misma.  Las velocidades altas, ocasionan desgastes muy rápidos de las tuberías y canaletas por su carácter abrasivo.  En la actualidad se usan las tuberías HDPE que son de polietileno de alta densidad que son flexibles, resistentes a la abrasión y mejoran la operación en el manejo de relaves.  La velocidad promedio de los relaves se encuentra entre los 5 a 10 pies/seg.  Dependiendo del grosor y la distribución granulométrica del material, la densidad de pulpa y otros factores.  En paradas de planta es conveniente circular agua previamente, para evitar el atoro.

2.3 Manejo de aguas de la presa de relave  La decantación o sedimentación es la separación por gravedad de los sólidos presentes en el agua  Se obtiene agua clara y limpia hacia las bombas barcazas o llevarlo a un su curso normal.  En los overflow de los ciclones se adiciona floculante para acelerar la sedimentación

2.4 Recuperación del agua de la presa de relave  El agua de la laguna se recupera con torres de captación, bombas superficiales o por simple sifoneo.  El agua que filtra por el muro se recupera a través de drenes y la canalización del flujo.  El agua del muro se puede devolver al tranque, o se puede juntar en un estanque común con el agua recuperada de la laguna para su recirculación a la planta de beneficio.

Figura 11: Recuperación de las aguas de relave

2.5 Sistema de Drenaje Para proteger y garantizar el funcionamiento del depósito de relaves se diseñará un sistema de drenaje para captar las aguas de escorrentía y evitar el ingreso al depósito de relaves. En el vaso de la presa se construirá un sistema de subdrenaje a fin de evacuar las aguas de las filtraciones. Para evacuar las aguas de relave se instalarán un sistema de drenaje revestido con geomembrana que se comportara como filtro y sistema de tuberías perforadas (tipo quenas) para evacuar el pondaje de agua que se acumulara en el vaso.

Figura 12: Recuperación de las aguas de relave tipo quena

2.6 Impactos ambientales críticos de esta actividad  Fuga de metales hacia aguas superficiales por mal manejo de aguas de escorrentía  Fuga de metales pesados hacia el agua subterránea por mala disposición de relaves  Filtraciones de aguas de relave hacia aguas subterráneas (presa filtrante)  Generación de drenaje acido por mala disposición  Manejo de lodos del proceso de captación de filtrantes

2.7 Acciones de supervisión  Muestrear la calidad de aguas superficiales  Monitoreo de calidad de aguas subterráneas (piezómetros)

3. PRESENCIA DEL FENÓMENO DE LICUACIÓN 3.1 Concepto de Licuefacción La licuefacción se define como la transformación del material granular desde un estado sólido a uno licuado, como consecuencia del aumento en la presión de poros y una reducción de la tensión efectiva. El aumento de la presión de poros es inducido por la tendencia a compactar del material granular cuando este, está sujeto a deformaciones de corte cíclico. Este fenómeno, se puede presentar en suelos de tipo granular fino, con baja densidad relativa y en estado saturado, anulando la capacidad de resistencia a esfuerzos de corte, como consecuencia del aumento de la presión intersticial originado por las vibraciones de tipo dinámico (sismos, voladuras, pilotajes, etc.).

Figura 13: Proceso de licuación.

    

Causas: Magnitud del Movimiento Sísmico Duración del Movimiento Sísmico Granulometría del suelo Densidad Relativa Profundidad del Nivel Freático

Seed and Idriss (1982) consideran que un suelo puede licuar si:  El porcentaje en peso de partículas <0,005 mm es menor del 15%.  El límite líquido del suelo es: LL < 35.  La razón de humedad y límite líquido es w/LL > 0,9. Para que un suelo licúe, es necesario que las solicitaciones dinámicas que efectivamente alcanzan la zona de emplazamiento de la presa, sean superiores a la resistencia cíclica del suelo. Los estudios de licuefacción sísmica de Seed (1966) llevaron a postular que si la presión de poros inducida por la acción dinámica o cíclica del terremoto alcanza el valor de la presión de confinamiento, el suelo alcanzará el estado de licuefacción inicial, mientras que sí la arena sometida a acción cíclica alcanza el 20% de deformación se alcanzará la licuefacción total.

Figura 14: Consecuencias del Proceso de licuación.

El relativamente limitado conocimiento del fenómeno, se debe en gran parte a la dificultad en observar sus características en condiciones reales y a su complejidad, pues además de ser el resultado de una acción símica de carácter altamente variable, induce en el suelo un comportamiento fuertemente no lineal e histerético, con fuerte degradación de las características mecánicas del suelo en cada ciclo, determinada por la generación de presiones neutras en la muestra bajo acción sísmica.

3.2 Evaluación del potencial de licuación  Método Simplificado de Seed e Idriss, en base a ensayos SPT, CPT y Vs.  Correcciones para tomar en consideraciones efectos de sobrecarga, nivel del terreno y magnitud sísmica Kσ, Kα y Km.

Factor de Seguridad a la Licuación y Método Simplificado de Seed-Idriss

Figura 15: Factor de seguridad y método de Seed-Idriss

3.3 Análisis sísmico de presas de relave  Análisis pseudo-estático con coeficiente lateral sísmico cuando no existen presiones de poro ni degradación de propiedades  Método lineal equivalente con ensayos de laboratorio cuando se generan presiones de poro  Análisis “directo y fundamental” en problemas complejos

4. ASPECTOS DE MITIGACIÓN  

Se entiende también por mitigación al conjunto de medidas que se pueden tomar para contrarrestar o minimizar los impactos ambientales negativos. El propósito de la mitigación es la reducción de la vulnerabilidad, es decir la atenuación de los daños potenciales sobre la vida y los bienes. Estas medidas deben estar consolidadas en un Plan de mitigación, el que debe formar parte del Estudio de Impacto Ambiental. Reglamentos aplicados a Presas de Relaves En el Perú, los principales organismos adscritos a sus respectivos ministerios que supervisan y fiscalizan temas relacionados a las presas de relaves son los siguientes: i.

Ministerio de Energía y Minas (MEM)

OSINERGMIN (Organismo Supervisor de la Inversión en Energía y Minería). ii.

Ministerio del Ambiente (MINAM) OEFA (Organismo de Evaluación y Fiscalización Ambiental).

iii.

Ministerio de Agricultura y Riego (MINAGRI) ANA (Autoridad Nacional del Agua)

Las principales disposiciones de protección ambiental aplicables al desarrollo de actividades mineras se encuentran en: Reglamento para la Protección Ambiental en las Actividades Minero Metalúrgicas (Decreto Supremo No. 016-93-EM). Reglamento de la Ley del Sistema Nacional de Evaluación de Impacto Ambiental (Decreto Supremo Nº 019-2009-MINAM). Elaboración de planes de contingencia para actividades minerometalúrgicas (R.D. Nº 134-2000-EM/DGM) Reglamento de la Ley de los Pasivos Ambientales en la Actividad Minera (DECRETO SUPREMO 059-2005-EM). Texto Único Ordenado de la Ley General de Minería (DECRETO SUPREMO 014-94-EM). Reglamento de Consulta y Participación Ciudadana en el Procedimiento de Aprobación de los Estudios Ambientales en el Sector Energía y Minas (R.M. N° 596-2002-EM/DM).

4.1 Plan de Mitigación Luego de realizar Estudio de Impacto Ambiental (EIA) se crea un Plan de Manejo Ambiental (PMA) dentro del cual se encuentra el Plan de mitigación o contingencia, que es un documento que contiene un conjunto de medidas y obras a implementar antes de la ocurrencia de un desastre, con el fin de disminuir el impacto ambiental. Para el caso específico de una presa de relaves, el plan de contingencia se puede resumir en los siguientes pasos a seguir: A. ENTRENAMIENTOS Y SIMULACROS B. INSPECCIONES Y AUDITORIAS C. EMERGENCIA Una vez producida la emergencia será necesario realizar una serie de acciones que permitan evaluar el grado de contaminación ambiental generado por los relaves. Muy Grave: Cuando además afectar la flora y fauna de la zona, afecta a las personas con daños irreversibles y fatales (causar la muerte de animales, personas y desaparición de árboles y plantas de la zona). Grave: Cuando la contingencia produce daños irreversibles pero que no originan muerte de ningún ser viviente. Leve: Se produce daños pero que con alguna acción adecuada se puede eliminar cualquier secuela que originara alguna gravedad mayor. Muy Leve: Las que pese haber ocurrido, no se dejan sentir ni se perciben incluso dentro de la Planta. D. EVACUACIÓN E. COMUNICACIÓN A LAS INSTITUCIONES DEL ESTADO F. ACTIVIDADES DE MITIGACIÓN

F.1. Mitigación Física Es el control y contención de un material peligroso sin modificar su constitución química. Los relaves y materiales derramados son almacenados en forma segura, pero todavía son peligrosos en la naturaleza. Se pueden desarrollar los siguientes métodos: Absorción: Se utiliza un material absorbente para contener líquidos o gases. Cubrimiento: Reduce la dispersión de la solución y gases emitidos. Dilución: Reduce la concentración de la sustancia, pero el agregado aumenta su volumen y movilidad. Dispersión: Utiliza un rocío fino de agua para romper los gases y vapores, los gases y vapores inflamables pueden reducir la concentración de su límite bajo de explosividad utilizando este método. Los gases solubles en agua pueden ser combatidos por una solución con neblina y ser diluidos. Desviación: Dirigir el flujo del derrame a un lugar de menos riesgo de contaminación. Cubiertas físicas: Utilizando una capa de plástico o arcilla sobre el material derramado para contener la liberación de vapores. Parchado y Taponado: Con materiales compatibles se puede detener una fuga de un tanque, usado también para el control de sólidos, líquidos y gaseosos. Contención: Se puede utilizar represas pequeñas como sacos de arena, tierra, arcilla, bolsas de llenas de agua, tablas y concreto, así como diques que ayuden a la contención de un derrame grande. En las áreas urbanas como calles pavimentadas obliga a tapar las descargas a los cuerpos de agua. F.2. Mitigación Química Utiliza productos químicos específicos para la neutralización o cambiar la naturaleza de las sustancias tóxicas derramadas. La mitigación química tiene que ser aceptada por el Comité de Seguridad y puede requerir también la aprobación de las autoridades locales y estatales. Adsorción: Ocurre cuando el material liberado se liga a la superficie adsorbente, por ejemplo: el carbón activado es utilizado para remover material orgánico del material contaminado. Neutralización: se agrega un químico específico a la sustancia peligrosa para convertirlo en menos peligroso, esto puede causar cambios en el estado del material de líquido a sólido, este proceso con frecuencia libera calor, la neutralización también exige un alto grado de la experiencia química, ya que los químicos deben ser agregadas en relación exacta.

4.2 Aplicación del plan de mitigación en presas de relaves Para aplicar los pasos del plan de mitigación en presas de relaves, se debe distinguir que existen dos tipos de casos: A) Rompimiento de la cancha de relaves. B) Rompimiento de la tubería de conducción de relaves. A continuación, ampliaremos la descripción de cada uno de estos dos casos de rompimiento que provocan un impacto ambiental negativo. A) ROMPIMIENTO DE LA CANCHA DE RELAVES ANTES DE LA RUPTURA Debe de controlarse el Proceso de Monitoreo, ya sea por el uso de Equipos de Platos de Asentamiento o Piezómetros, en tal sentido y de acuerdo a una frecuencia, los resultados se obtienen de manera continua, lo que permitiría detectar de forma inmediata alguna desviación de los estándares; en tal sentido se pueden presentar las siguientes anomalías:  Incidentes de filtraciones reportadas por los trabajadores.  Resultados de monitoreo no adecuados de acuerdo a los parámetros de control establecidos.  Muestra de fisuras imperceptibles a simple vista.  Falla de los equipos instalados en la Presa de Relaves.  Desastres naturales. La conjunción de estas anomalías conllevaría a una potencial falla de la Presa, razón por la cual se deben tomar las medidas preventivas necesarias e inmediatas antes de dejar que pueda producirse alguna emergencia. DURANTE LA RUPTURA De producirse el colapso de la Presa se deberá proceder de la siguiente manera:  Paralizar el envío de Relaves por las tuberías.  Movilizar a la zona de emergencia las maquinarias mínimas indispensables para afrontar dicho evento.  Analizar el lugar del siniestro para actuar inmediatamente  Solicitar ayuda a las entidades externas.  Analizar la gravedad de la situación y activar a las Brigadas de emergencia, coordinadores y comunicar inmediatamente a la Gerencia General de lo sucedido.  Coordinar la movilización del personal. DESPUÉS DE LA RUPTURA Si luego de haberse previsto este evento, se concreta, las medidas inmediatas a tomar son las siguientes:  El coordinador general de la emergencia deberá de designar a un vocero para que comunique a todos los pobladores afectados la evacuación inmediata de sus viviendas y sean trasladados al lugar seguro.  Comunicar a las autoridades de los gobiernos locales y regionales.

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El coordinador de la emergencia en superficie y mina, activará las distintas Brigadas; así mismo, comunicará el apoyo de sus coordinadores para que estén al tanto y dispongan de los elementos y recursos necesarios. Realizar un levantamiento estadístico de la cantidad de pobladores afectados. Proceder con la búsqueda de personas durante un periodo que sea conveniente y sujeto a la disposición de las autoridades locales. Proporcionar los recursos necesarios para la atención de los accidentados y en caso de Lesión Mayor, gestionar la ayuda respectiva. Disponer del traslado de personal afectado hacia los hospitales, ya sea por vía terrestre o aérea. Ejecutar tareas de rehabilitación de la zona afectadas. Estabilizar la Presa de Relaves. Analizar la estructura física del terreno y revisar los diseños sobre las cuales se construyeron. Monitorear por una determinada frecuencia la zona geográfica a fin de eliminar los potenciales sucesos o secuelas. Preparar el respectivo informe. B) ROMPIMIENTO DE LA TUBERÍA DE CONDUCCIÓN DE RELAVES – RELAVES DE FLOTACIÓN

Las tuberías que transportan relave de flotación hacia la Presa de Relaves, deben ser controladas en forma constante y permanente, considerando que una ruptura puede producirse en cualquiera circunstancia, estas requieren de un control estricto. De producirse una ruptura de tubería se deberá paralizar inmediatamente la Planta Concentradora. Se procederá con lo siguiente:  Paralizar el flujo de relaves hacia las presas.  Identificar el lugar donde se produzco la fuga.  Circundar el área y restringir el acceso a personas no autorizadas.  Activar las brigadas de emergencia.  Recuperar el material contaminado y llevarlo a las canchas de relaves  Solucionar el problema de las tuberías y verificar el estado de las mismas, antes de proceder con la operación normal.  Inyectar agua limpia a fin de verificar que no exista fuga en las tuberías. De existir, paralizar y solucionar el problema inmediatamente.  Elaborar programas de acondicionamiento de las zonas afectadas, realizando el respectivo monitoreo.  Realizar el levantamiento respectivo de información e informar a las entidades gubernamentales de las acciones ejecutadas.

5. PRINCIPALES FALLAS, CASOS

Figura 16: Casos de fallas en presas de relave

RIESGOS O PROBLEMAS GEOTÉCNICOS ASOCIADOS A PRESAS DE RELAVES Se debe considerar el siguiente análisis para evitar las fallas de un relave. Desbordamiento. Flujo incontrolado Erosión internos. Deslizamientos. Licuefacción. Causas de fallas durante la operación Causas de fallas después de la clausura Inestabilidad de taludes (bajo condiciones estáticas y sísmicas). Deformaciones excesivas. Piping o tubificación. Inestabilidad del suelo de Fundación Planos de falla por precipitaciones o erosión eólica DESBORDAMIENTO El deficiente control del flujo de agua superficial puede originar el desbordamiento de la corona y consecuentemente el colapso de la presa de relaves. La altura de la presa debe considerar un borde libre mínimo para contener la descarga del flujo de relaves, así como el agua de precipitación pluvial que cae en el depósito y el agua de escorrentía que ingresa al depósito de la cuenca de drenaje tributaría.

FLUJO INCONTROLADO Fenómenos que originan el flujo incontrolado. El flujo no controlado del agua subterránea puede causar tres problemas básicos: Inestabilidad del talud aguas abajo Grandes pérdidas de flujo Teniendo en cuenta que el nivel freático afecta en gran magnitud la estabilidad total de la presa, bajo condiciones de carga estática y sísmica, es de gran importancia mantener el nivel freático tan bajo como sea posible en las cercanías de la cara de la presa.

Figura 17: Problemas con el nivel freático FUENTE: Guía de Buenas Prácticas Ambientales para la Pequeña MineríaSERNAGEOMIN

EROSIÓN INTERNA O TUBIFICACIÓN La disposición y los tipos de materiales dentro de la presa son gobernados no solamente por el control del nivel freático, sino también por los requerimientos de filtro para prevenir la migración de suelos o relaves hacia los rellenos de materiales más gruesos.

Figura 18: Control del nivel freatico FUENTE: Guía de Buenas Prácticas Ambientales para la Pequeña MineríaSERNAGEOMIN

CAUSAS DE FALLAS DURANTE LA OPERACIÓN Para estas presas en operación, es aparente que las contribuciones relativas de las varias causas de fallas son sustancialmente diferentes entre las presas del tipo «aguas arriba» y los otros tipos. CAUSAS DE FALLAS DESPUÉS DE LA CLAUSURA Un cuadro totalmente diferente emerge cuando consideramos las fallas posteriores a la clausura de operaciones causadas por las presas de relaves inactivas. Estas represas inactivas son aquellas que no reciben relaves de la concentradora y que no retienen o colecten permanentemente agua superficial. Aunque no hay suficiente información para diferenciar fallas de presas inactivas de acuerdo con el tipo de presa. ¿Qué puede ocurrir si el suelo no es resistente? En este caso el suelo podría deformarse y desplazarse a medida que se va acumulando el relave, con el riesgo de generar un colapso de la presa.

Desplazamien

Figura 19: Falla por resistencia FUENTE: Guía de Buenas Prácticas Ambientales para la Pequeña MineríaSERNAGEOMIN

¿Qué puede ocurrir en el caso de un temblor fuerte o terremoto? Si el relave de la cubeta y el muro se encuentran saturados con agua, con un temblor o terremoto el material depositado podría perder su resistencia y ponerse en movimiento. Esta pérdida de resistencia podría provocar un colapso de la presa.

Figura 20: Perdida de resistencia debido a temblores FUENTE: Guía de Buenas Prácticas Ambientales para la Pequeña MineríaSERNAGEOMIN

¿Qué puede ocurrir si no se controla la revancha? En un caso extremo el agua de la laguna podría rebasar el muro, erosionándolo y arrastrando arenas y lamas fuera del depósito, con lo que se puede generar un colapso de la obra.

Figura 21: Rebose de presas FUENTE: Guía de Buenas Prácticas Ambientales para la Pequeña MineríaSERNAGEOMIN

¿Qué puede pasar si la laguna se mantiene cerca del muro? El nivel del agua en el muro se eleva, creándose condiciones de inestabilidad y riesgo de colapso. Las arenas del muro se pueden saturar y generar un proceso localizado de filtración que se puede extender hasta una falla generalizada de la presa.

Figura 22: Laguna cerca al muro FUENTE: Guía de Buenas Prácticas Ambientales para la Pequeña MineríaSERNAGEOMIN

TABLA I  ALGUNOS CASOS DE FALLAS DE PRESAS DE RELAVE EN EL PERÚ NOMBRE DE LA PRESA

ALTURA DEL DEPOSITO

CASAPALCA

60 m

MILLPO

1952

60 m

ALMIVIRCA (1*) QUIRUVILCA

40 m

YAULI - YACU

RECUPERADA BUENAVENTURA

AÑO DE OCURRENCIA

80 m

--

ALMIVIRCA (2*) QUIRUVILCA

ATACOCHA

TICAPAMPA ALIANZA

SAN NICOLAS -CAJAMARCA

--

20 m

SISMO

1956

SISMO

1962

SISMO DE MAGNITUD 6.7 LLUVIAS ABUNDANTES

1968

1969

40 m

CAUSA PROBABLE

SISMO

SE DESCONOCE

1970

1971

1971

1980

ESTADO ACTUAL DEL DEPOSITO

DAÑOS HUMANOS, MATERIALES Y AMBIENTALES

ABANDONADO

NUMEROSOS MUERTOS Y CONTAMINACIÓN DEL RIO RIMAC

EN EJECUCION

MUCHOS MUERTOS, INTERRUPCION DE LA CARRETERA CERRO DE PASCO – HUANUCO

ABANDONADO

DAÑOS A LA AGRICULTURA Y OBRAS DE INFRAESTRUCTURA DE LA ZONA

ABANDONADO

INTERRUPCION DE LA CARRETERA CENTRAL Y CONTAMINACIÓN DEL RIO RIMAC

DAÑOS EN AGRICULTURA SE DESCONOCE HUACHOCOLPA, CONTAMINACION

LA DE

ABANDONADO

CONTAMINACIÓN DEL RIO SAN FELIPE

FALLA EN ABANDONADO DRENAJE

CONTAMINACIÓN DEL RIO HUALLAGA Y DAÑOS A INFRAESTRUCTURA VIAL (100,000 TON DE RELAVES)

SISMO DE 1970

FALLA DE CONSTRUCCION Y DRENAJE

ABANDONADO

TRES MUERTOS, DESTRUCCIÓN DE VIVIENDAS E INTERRUPCION DE LA CARRETERA DE HUARAZ – LIMA (9,000 TON DE RELAVES)

CONTAMINACIÓN DEL FALLA DE SE DESCONOCE RIO TINGO Y DAÑOS EN CONSTRUCCION LA AGRICULTURA

TABLA II ACCIDENTES Y FALLAS EN PRESAS DE RELAVE TIPO DE FALLA

CARACTERÍSTI CAS DE LA FALLA

Falla del talud aguas abajo por deslizamiento 1.Inestabilida d del apoyo (fallas estructural es) Hundimientos en el pie del dique

2.Desordene s por flujo de agua o filtraciones descontrol adas (filtracione s excesivas)

3.- Diques y muros de arranque inadecuad os (fallas hidráulicas )

CAUSAS PROBABLES

MEDIDAS PREVENTIVAS

 Presencia de estratos blandos o débiles en la cimentación.  Falta de limpieza previa a la construcción de la presa.  Presencia de canales o chimeneas antiguas en el pie aguas abajo.  Presencia de rocas calizas y/o problemas kársticos.

 Practicar una buena exploración de campo e inspección durante la construcción.  Investigación de campo insuficiente.  Desconocimie nto del precedente.  Proyecto inadecuado.  Fenómeno peligroso de prevenir.  Macizo drenante o colchón-filtro en el pie del talud.

 Socavación del talud aguas abajo por tubificación.  Erosión regresiva.

 Problemas hidráulicos.  Drenaje insuficiente inexistente.

Erosión regresiva.

Construcción de presa de arena sobre un dique de arranque impermeable.

Debe construirse un dique de arranque con materiales permeables de granulometría conveniente.

Movimiento de finos a través de un dique de estériles gruesos.

Acumulación de finos tras el paramento – aguas arriba de la presa.

 Control del flujo de agua.  Colocación de un filtro aguas arriba.

 Inclinación de los taludes de la presa muy empinados.  Pendiente excesiva.

 Utilizar las inclinaciones limite.  Iniciar con pendiente fuerte e ir disminuyendo conforme crece en altura la presa.

Inestabilidad de taludes inicial.

o

DIAGRAMAS

4.Desordene s por mal funcionami ento del sistema de depósito

Flujo rápido de agua que produce sifonamiento en la arena del dique.

 Elevación rápida del nivel de agua en el embalse.  Otros.

Deslizamiento del talud aguas abajo.

Falta de una buena vigilancia del funcionamiento de los ciclones.

Deslizamientos catastróficos (soplarse las relaveras).

Presencia de materiales fluidos blandos entre un material seco depositado posteriormente

Licuación de arenas saturadas que originan falla total de la presa.

 Efectos sísmicos por terremotos severos.  Perdida de esfuerzo cortante en los materiales que conforman el dique.

 Formación de líquido viscoso que fluye.  Deslizamiento por flujo.

 Vibraciones artificiales producidas por explosiones en la mina.  Vibración de vehículos pesados u otros.

Erosión importante en los taludes aguas abajo.

 Infiltración de agua de lluvia.  Madrigueras o cuevas hechas por animales.

5.Vibracione s y otros

6.- Lluvia y animales

 Evitar que la napa sobrepase el nivel de finos.  Colocación de un sistema de decantación de sedimentos.  Control estricto de la deposición y de los ciclones del material de relave en el embalse. Es conveniente eliminar las bolsonadas de material fluido y no colocar material seco sobre ellas.  Análisis dinámico de la presa.  Evaluación del potencial de licuefacción probable.  Filtros chimenea.  Compactación adecuada del terraplén.  Compactación adecuada del terraplén.  Regular las cargas de explosivos en función de las distancias a la presa.  Drenaje interior adecuado.  Utilización de materiales muy permeables.  Buen sistema de drenaje superficial.  Mallas de alambre y escolleras para evitar ingreso de animales.

CONCLUSIONES La actividad minera en el Perú afecta los sistemas ecológicos y el medio ambiente y esto es posible debido al poder de las empresas y a la debilidad y complicidad del Estado. De los tipos de relaves y sus respectivos métodos de depositación se concluye que la opción A, que son presas de relaves son las más comunes y usadas en el Perú. Para las presas de relaves la construcción del muro por el Método Aguas Abajo es el más utilizado por su simplicidad y buena estabilidad. El Perú cuenta con reglamentos para la minería que implican temas de mitigación, pero en la realidad no suelen cumplirse. El mayor problema es evaluar la seguridad sísmica de presas existentes. El factor más común es la licuación de suelos. Los ensayos SPT y CPT se utilizan para evaluar la licuación en presas de relave. En un depósito operativo, se requiere evaluar el potencial de licuación, analizar la resistencia residual, realizar un análisis de estabilidad postsismo y evaluar el potencial de deformación.

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