1. Nelson Ramirez

SEMINARIO:
PROPUESTAS PARA LA OPERACIÓN DE DEPÓSITOS DE
RELAVES A PARTIR DE EXPERIENCIAS RECIENTES
TEMA:
CONSECUENCIAS DEL TERREMOTO EN DEPÓSITOS DE RELAVES
DE LA ZONA CENTRAL – SUR DE CHILE Y SU RELACIÓN CON EL
DECRETO 248
Nelson A. Ramí
Ramírez Morandé
Morandé
Ing. Civil de Minas
Depto. Seguridad Minera
Santiago, Abril del 2010.
Antecedentes Generales de los Colapsos o fallas de Depósitos de Relaves
Debido al Sismo del 27 de Febrero
INTRODUCCIÓN.-
En la presente charla se presentan los aspectos más
relevantes de las Inspecciones Técnicas realizadas por el
Servicio Nacional de Geología y Minería, que se
constataron en terreno a diferentes “Depósitos de Relaves”
que colapsaron o fallaron por efecto del sismo de gran
magnitud ocurrido en la zona Centro - Sur de Chile, el 27 de
Febrero de 2010.
Además, se indican causas y consecuencias de algunos
depósitos de Relaves afectados, haciendo relación de
ellas con el D.S. 248. luego se mencionan algunas medidas
técnicas recomendadas, para finalmente dar a conocer
ciertas reflexiones que se estudian en SERNAGEOMIN.
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DEPÓSITOS DE RELAVES AFECTADOS POR EL SISMO DEL 27 DE FEBRERO EN ZONA
CENTRO – SUR DE CHILE
Tranque de Relaves Planta Chancón
Empresa: Cía. Minera Chilena Rumana.
Ubicación: Localidad de Chancón, Comuna de Rancagua,
Provincia de Cachapoal, VI Región.
Evento producido: En Un tranque antiguo no operativo adosado a
un embalse de Relaves nuevo, hubo una fractura longitudinal,
subsidencias y desplazamiento del muro de arenas, cayendo el
material al interior del Embalse.
Estado de la Faena: El Embalse nuevo estaba operativo y el tranque
fuera de operación en forma definitiva.
Tranque de Relaves Planta Chancón (continuación)
Consecuencias:
- El colapso provocó disminución del volumen útil de la cubeta del
Embalse de Relaves adyacente.
Causas
- El sismo producido de gran magnitud.
- Compactación del muro de arenas insuficiente.
- Ángulo de talud externo del muro de arenas excesivo (30° o más)
Vista desde arriba del Material del Tranque en Pta. Chancón que cayó al
Embalse de Relaves
Vista en la parte central del Tranque en Pta. Chancón que fue
afectado por el Sismo
Tranque de Relaves N° 1 Planta Bellavista
Empresa: Cía. Minera Clarita.
Ubicación: En el Sector El Asiento, Comuna y Provincia de San
Felipe, V Región.
Evento producido: En un Tranque antiguo ya no operativo el día del
gran Sismo; Sufrió colapso del orden del 80% del muro de arenas,
consistentes en fracturas longitudinal, subsidencias y
desplazamientos del muro.
Estado de la Faena: Tranque que estuvo activo hasta Octubre de
2009 y que fue paralizado por el Servicio en forma definitiva.
Tranque de Relaves N° 1 Planta Bellavista (continuación)
Consecuencias:
El colapso provocó que gran volumen del material de relaves se
desplazara cerro abajo tapando el Tranque N° 2 , el cual también
estaba fuera de operación y ubicado más abajo.
Causas
- El sismo producido de gran magnitud.
- Compactación del muro de arenas insuficiente.
- Ángulo de talud externo del muro de arenas excesivo (40° o más)
- El metodo de crecimiento del muro de arenas en operación fue
“aguas arriba”
Vista Fracturas longitudinales, subsidencias y desplazamiento
Vista Fracturas longitudinales
Vista del material derramado del Tranque N°1
Gran parte del material derramado del Tranque N°1 cubrió el Tranque N°2
Tranque de Relaves N° 5 Veta del Agua
Empresa: Pequeño Empresario Minero.
Ubicación: Comuna de Nogales, Provincia de Quillota, V Región,
Sector El Melón.
Evento producido: Colapso casi total del muro de arenas y parte de
la cubeta que constituyen aprox. 50% del volumen total del depósito.
Estado de la Faena: El depósito estaba fuera de operación desde el
año 1998 en forma definitiva, el material de relaves seco y no había
muro de pie como defensa.
Tranque de Relaves N° 5 Veta del Agua (Continuación)
Consecuencias:
- El colapso provocó obstrucción con material de relaves en una
extensión del orden de 100 m. de longitud en una quebrada
adyacente y paralela al muro de arenas.
- El material de relaves obstruye el flujo de agua del estero “El
Sauce” que escurre por el eje de dicha quebrada.
Causas
- El sismo producido de gran magnitud.
- Compactación del muro de arenas insuficiente.
- Ángulo de talud externo del muro de arenas excesivo (35° o más)
- El método de crecimiento del muro de arenas, realizado en
operaciones, fue el de aguas arriba.
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Vista del Tranque N° 5 después del colapso
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Vista del Material de relaves a lo largo de la quebrada
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Vista del material de relave a lo ancho de la quebrada
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Se aprecia el agua que se represa y humedece el relave que cayó a la
quebrada del estero
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Tranque de Relaves Adosado Planta Alhué
- Empresa: Yamana Gold (Minera la Florida)
- Ubicación : Comuna de Alhué, Región Metropolitana.
Estado de la Faena: Depósito en operación, Ingresó al SEIA,
muro de pie construido, método de crecimiento del muro de
arenas aguas abajo.
- Evento producido: Daños Significativos en el muro de arenas
por sismo de gran magnitud.
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Tranque de Relave adosado Planta Alhué (continuación)
Consecuencias:
- Fallas rotacionales localizadas a lo largo del muro.
- Desplazamientos y Subsidencias Diferenciales a lo largo del talud
exterior y en zonas del talud interior del muro.
- Evidencia de licuefacción en lamas y parte basal del muro.
- Escurrimiento de relaves en sectores del muro de arenas.
Causas:
- Sismo producido de gran magnitud.
- Mala compactación del muro de arenas.
- Saturación en sectores del muro de arenas debido al sistema de
drenaje insuficiente por medida ambiental implementada.
- Muro de arenas con % de finos bajo malla # 200 (Tyler) alto.
- Geometría del Muro de arenas con ángulo favorable a la concentración
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de esfuerzos.
Tranque de Relave adosado Planta Alhué (continuación)
Zona de falla circular en el talud exterior del tranque
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Tranque de Relave adosado Planta Alhué (continuación)
Distancia laguna de aguas claras hasta el muro de arenas, aprox.25 m
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Tranque de Relave adosado Planta Alhué (continuación)
Zona de subsidencia en talud interior del muro
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Tranque de Relave adosado Planta Alhué (continuación)
Zona de afectada en caso de licuefacción total
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SERVICIO NACIONAL
DE GEOLOGIA Y MINERIA
Tranque Las Palmas
Empresa :COMINOR
Ubicación: Comuna de Pencahue, VII Región
Evento Producido: Colapso de aprox. 80% del volumen total del
depósito.
Estado de la Faena: El depósito estaba fuera de operación desde el
año 1997 en forma definitiva, contaba con Plan de Cierre Voluntario
Aprobado por El Servicio.
TRANQUE LAS PALMAS (Continuación)
Consecuencias:
- Colapso provocó un accidente fatal a 4 personas residentes en
vivienda cercana.
- Obstrucción con material de relaves de los esteros aledaños “Los
Ladrones” y “Las Palmas”.
- Dispersión de relaves en suelos aledaños de particulares.
Causas:
- Sismo de gran magnitud 8.8
- Licuefacción basal en muro y cubeta (sismo + saturación) por
humectación proveniente de vertiente no visible. que
Probablemente surgió posterior al cierre.
Represamiento de agua producido por derrame de relaves en estero
Los Ladrones
Represamiento de agua producido por derrame de relaves en estero
Las Palmas
Cauce del estero Los Ladrones rellenado por el escurrimiento de
Relaves
Tranque Las Palmas después del colapso
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Lugar donde aflora vertiente que remojó la base del tranque
Evidencia del proceso de licuefacción ocurrido en la base del muro del tranque
CONSECUENCIAS y/o CAUSAS DEL TERREMOTO y SU RELACIÓN CON
EL D.S. 248
- Consecuencia : Licuefacción en Tranque de Relaves
- Relación: Concepto indicado en el Articulo 5°(letra n) y se entregan
recomendaciones de buen criterio de control en el Artículo 48°durante la
operación en un tranque de relaves.
--- o--- Causa: Compactación del Muro de arenas en Tranque de Relaves
insuficiente
- Relación: Ensayes que permiten obtener información del grado de
compactación son mencionados en el Artículo 5°(letr as i, j) y en el Artículo
14°(letra h).
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CONSECUENCIAS y/o CAUSAS DEL TERREMOTO y SU RELACIÓN CON
EL D.S. 248 (continuación)
-Causa: Contenido de finos alta, en las arenas de los muros de contención en
los Tranques.
- Relación: En el Artículo 55°se establece el contenido máxi mo de partículas
menores a 74 micrones que puede contener la fracción de arenas en un
Tranque de Relaves.
--- o --- Causa: Ángulo de talud externos inadecuado en el muro de arenas del
Tranques de Relaves.
- Relación: Concepto del ángulo de talud externo se indica en el Articulo 6°
(letra a); el artículo 14°exige la presentación del plano general que incluye
los muros de un proyecto de depósito de relaves (letra i); el artículo 21°
establece exigencia a las modificaciones efectuadas al proyecto aprobado.
CONSECUENCIAS y/o CAUSAS DEL TERREMOTO y SU RELACIÓN CON EL
D.S. 248 (continuación)
- Causa: Construcción de depósitos de relaves a distancias no
recomendadas de Esteros que fluyen en Quebradas adyacentes.
- Relación: Esto es una falta a la normativa indicada en el Artículo 17
del Código de Minería sino no se cuenta con la autorización del
Gobernador competente.
--- o --- Causa: Muros de pie inexistente en tranque tranques de relaves fuera
de operación.
- Relación: Concepto y objetivo de los muros de pie están indicados en
el Artículo 6°.
CONSECUENCIAS y/o CAUSAS DEL TERREMOTO y SU RELACIÓN CON
EL D.S. 248 (continuación)
- Causa: Construcción de vivienda habitada dentro del área de peligro de un
Tranque de Relaves.
- Relación: Esta causa está relacionada con la distancia peligrosa y su área de
influencia en caso de un colapso. El Artículo 12°in dica los derechos del
usuario de un Depósito de Relaves frente a terceros; El Artículo 14°(letra q)
indica la obligación de la determinación de esta distancia y el análisis de la
situación en terreno.
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CONSECUENCIAS y/o CAUSAS DEL TERREMOTO y SU RELACIÓN CON
EL D.S. 248 (continuación)
- Causa: Método de Crecimiento “aguas arriba” desarrollado en operación, en
el muro de arenas en un Tranque de Relaves
- Relación: Este método de crecimiento de “aguas arriba” del muro de arenas
de un Tranque de Relaves ha sido considerado prohibido, tanto en el
derogado D.S. 86, como en el actual D.S. 248.
--- o --- Causa: Sistema de drenaje basal insuficiente en el muro de arenas afectado
por el sistema de impermeabilización en la cubeta.
- Relación: Esta causa esta relacionada con lo indicado en el Artículo 56°en lo
que se refiere a la impermeabilización con geomembrana la cubeta de un
Tranque de Relaves.
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CONSECUENCIAS y/o CAUSAS DEL TERREMOTO y SU RELACIÓN CON
EL D.S. 248 (continuación)
- Causa: Ausencia de piezometros en sectores adecuados en el
depósitos.
- Relación: Artículo 14° (letra n) relativo a sistema de instrumentación y
control.
--- o --- Consecuencia : Falla de piezómetros
- Relación: Artículo 35° , Artículo 36° y Artículo 52° relativos Emergencias
y al monitoreo y control de instalaciones.
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CONSECUENCIAS y/o CAUSAS DEL TERREMOTO y SU RELACIÓN CON
EL D.S. 248 (continuación)
- Causa y Consecuencia : Geometría constructiva perimetral del muro
resistente que permite concentración excesivas de esfuerzos en
determinados sectores del mismo durante un sismo.
- Relación: Artículo 14° (letras “n”, “o” y “p”) Análisis de Estabilidad de Taludes
- Consecuencia: Fallas rotacionales en los taludes de los Tranques
- Relación: Artículo 14° (letras “o” y “p”) Análisis de Estabilidad de Taludes
--- o --- Consecuencia: Desplazamientos y Subsidencias Diferenciales a lo
largo del talud exterior y en zonas del talud interior del muro
- Relación: Artículo 14° (letras “o” y “p”)Análisis de Estabilidad de Taludes
Medidas Técnicas recomendadas
Si bien en la presente charla no se especifican las medidas técnicas de
remediación a ser implementadas para cada caso en particular, se deja en
claro que en todos los casos se deberán obligatoriamente realizar acciones
conducentes a dar solución a los problemas relativos a la seguridad y medio
ambiente que se produjeron, de acuerdo a lo que se exige en la legislación
vigente.
Dentro de dichas medidas están, entre otras, las siguientes:
Retiro del material de relaves desde los esteros afectados.
Retiro del material de relaves en toda el área afectada y disposición en el
mismo sitio , o bien, en otros casos en un lugar más seguro.
Material remanente de relaves fuera de las quebradas debe ser estabilizado
con material de empréstito y enrocados.
Efectuar el cierre definitivo del Tranque afectado y Construir un nuevo
Depósito de Relaves.
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REFLEXIONES FINALES QUE ESTUDIA SERNAGEOMIN
Los Tranques de Relaves han crecido en tamaños en las últimas
décadas, Referente al Análisis de Estabilidad de los Tranques, los
MEL (met. Equilibrio limite) mas comunes son Fellenius, Bishop o
Jambu simplificado, Spencer, Janbu generalizado, GLE entre otros,
no obstante, el método de cálculo de Morgenstern-Price es el que
hemos observado con mejores resultados, dentro de los métodos
Pseudo-estáticos debido a la precisión del análisis y el nivel de
confianza de su aplicación.
La determinación de la aceleración máxima generada por un sismo
debe ajustarse a las características sísmicas del área. Para el caso
chileno se recomienda realizar un estudio sísmico del área de interés
para definir el sismo de diseño. Luego de esto se podrán aplicar las
formulas de atenuación propuestas por Saragoni (que fue el único
que incluyó las particularidades de los sismos chilenos) para la
obtención de la aceleración máxima asociada al sismo de diseño
considerado. La aplicación de la NCh 433 se recomienda sólo a
nivel de cálculos preliminares o anteproyecto.
REFLEXIONES FINALES QUE ESTUDIA SERNAGEOMIN (continuación)
Teniendo en cuenta el gran sismo ocurrido ahora ultimo, también se
recomienda que en los proyectos futuros de Depósitos de Relaves,
se considere a nivel nacional en los estudios estabilidad, magnitudes
Richter de 8,8 a 9,0
Jamás utilizar coeficientes sísmicos bajo 0,20 para el caso del Sismo
Máx. Probable.
REFLEXIONES FINALES QUE ESTUDIA SERNAGEOMIN
La determinación de los parámetros geotécnicos del suelo de fundación , del
material y el coeficiente sísmico DEBE ajustarse a las características del
sector, lo cual en muchos proyectos que se presentan no se observa en los
antecedentes.
Los estudios de estabilidad deben poseer un criterio de aceptabilidad, que
no sólo se mencione un FS sino también una probabilidad de
falla.(determinísticos versus Probabilísticos)
Los análisis de estabilidad deben ser acompañados de un análisis numérico
que incluya las máximas deformaciones verticales y horizontales.
Se recomienda a las Empresas Mineras que tienen sus depósitos Relaves en
las cercanías de sectores poblados, zonas agrícolas, cursos de agua, obras
viales, entre otros, redefinir la distancia de peligrosidad, indicando la
trayectoria de los relaves en caso de falla. Adicionalmente se recomienda
actualizar los análisis de estabilidad con las recomendaciones indicadas
44
anteriormente.
FIN