“proyectos de innovación y su relación con las lecciones...
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“Proyectos de Innovación y su relacióncon las lecciones preliminares obtenidas
del terremoto de Febrero 2010”
“Proyectos de Innovación y su relacióncon las lecciones preliminares obtenidas
del terremoto de Febrero 2010”
AUTOR: Dr. Raúl Espinace A.
INFORMACION 2007 DE SERNAGEOMININFORMACION 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
Catastro PAM. Proyecto FOCIGAM.Convenio Sernageomin, JICA, Japón,
2002-2007
Seminario Fundación Chile, Septiembre 2005
PROYECTO FONDEF D06I1097 (2007PROYECTO FONDEF D06I1097 (2007--2010)2010)
“DESARROLLO DE TECNOLOGÍAS PARA LA ESTABILIZACIÓN E STRUCTURAL YMITIGACIÓN DE EFECTOS AMBIENTALES DERIVADOS DE TRAN QUES DE RELAVES”
OBJETIVO: Aplicar y desarrollar tecnologías innovadoras para mejorar el control de calidad, estabilizar ymitigar 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.
ALGUNOS RESULTADOS ESPERADOSALGUNOS 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 INNOVACIPROGRAMA DE INNOVACI ÓÓN PARA EL CLUSTER MINERON PARA EL CLUSTER MINEROPROYECTO INNOVA MINERPROYECTO INNOVA MINERÍÍA 08CM01A 08CM01--13 (200813 (2008--20112011))
“PROPOSICION DE PROYECTOS DE NORMAS PARA EL CONTROL DE CALIDAD DE PROCESOS DE OPERACIÓN 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
PRODUCTO Y/O RESULTADO
DESCRIPCIÓN
Manual de metodologías para calibración de penetrómetrosdinámicos 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?....SON SEGUROS Y SISMORESISTENTES NUESTROS TRANQUES DE RELAVES?.... SISI
PRINCIPALES RIESGOS GEOTPRINCIPALES RIESGOS GEOT ÉÉCNICOS ASOCIADOS A TRANQUES DE RELAVES CONSIDERADOS EN CNICOS ASOCIADOS A TRANQUES DE RELAVES CONSIDERADOS EN EL DECRETO 248EL DECRETO 248
Rebalse y vaciamiento. Fallas por precipitaciones o erosión eólica
OTROS RIESGOS
� Deformaciones excesivas
� Piping o tubificación
� Inestabilidad del suelo de Fundación
Licuación del prisma resistente. Estabilidad de taludes en condiciones (estáticas y sísmicas)
Jose Cembrano y Gloria Arancibia, 2010
Epicentro, Réplicas con magnitud > 4.7 y zona de ruptura asociada al terremoto del 27 Febrero 2010. 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 2010ANTECEDENTES PRELIMINARES TERREMOTO 27 FEBRERO 2010
Valores Aceleración efectiva Ao para la Aplicación de la Nch 433
Zona sísimica Ao1 0,20 g2 0,30 g3 0,40 g
Red Sismológica Nacional,
Servicio Sismológico U de Chile, 3 Abril 2010
(R. Boroschek; P. Soto; R. León; D. Comte, Marzo, 2010)
Longitud Rotura= 450 Kms(Sergio Barrientos)
Límite app. Rotura
Longitud Ubicación Tranques = 380 Kms.
TRANQUES DE RELAVES CON MAYORES PROBLEMAS
TRANQUE VETA DEL AGUA: EN ABANDONO
Ex Tranques El CobreEx Tranques El Cobre
Tranques Veta del AguaTranques Veta del Agua
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?
CASOS HISTÓRICOS DE FALLAS EN TRANQUES DE RELAVES
LQ+FFOP1.7:130US/CL807.014/10/97LA COCINERA
LQ+FFOP/AB1.5:115US1207.014/10/97MAITEN
LQ+FFOP1.5:120US807.014/10/97ALGARROBO
LQ+FFOP1.5:118US1007.014/10/97ALMENDRO
LQ+FF (100.000)OP1.7:130US/CL1057.003/03/85CERRO NEGRO 4
LQ+FFOP1.5:124US807.803/03/85VETA DEL AGUA 1
LQ+FFOP1.2:120US856.507/11/81VETA DEL AGUA 2
LQ+FF (156)OP/AB1.5:1¿?N/A857.528/03/65RAMAYAMA
LQ+FFOP1.7:16N/A667.528/03/65EL SAUCE
LQ+FFOP1.7:120N/A557.528/03/65BELLAVISTA
LQ+FF (38.500)OPN/AN/AN/A257.528/03/65LA PATAGUA
LQ+FF (23.000)OP1.7:115US157.528/03/65LOS MAQUIS
LQ+FF (1.000)OP1:112.5US187.528/03/65HIERRO NEGRO
LQ+FFOP1.2:145US387.528/03/65CERRO NEGRO 3
LQ+FF (500.000)OP3.7:119US707.528/03/65EL COBRE 2
LQ+FF (1.900.000)OP/AB1.5:135US707.528/03/65EL COBRE 1
LQ+FF (3.000.000)OP2:165US958.201/12/28BARAHONA 1
MECANISMO DE FALLA (VOLUMEN, mt3)
ESTADOTALUDH (MT)TIPOR (KM)MSFECHA DE
FALLATRANQUE
LQ+FFOP1.7:130US/CL807.014/10/97LA COCINERA
LQ+FFOP/AB1.5:115US1207.014/10/97MAITEN
LQ+FFOP1.5:120US807.014/10/97ALGARROBO
LQ+FFOP1.5:118US1007.014/10/97ALMENDRO
LQ+FF (100.000)OP1.7:130US/CL1057.003/03/85CERRO NEGRO 4
LQ+FFOP1.5:124US807.803/03/85VETA DEL AGUA 1
LQ+FFOP1.2:120US856.507/11/81VETA DEL AGUA 2
LQ+FF (156)OP/AB1.5:1¿?N/A857.528/03/65RAMAYAMA
LQ+FFOP1.7:16N/A667.528/03/65EL SAUCE
LQ+FFOP1.7:120N/A557.528/03/65BELLAVISTA
LQ+FF (38.500)OPN/AN/AN/A257.528/03/65LA PATAGUA
LQ+FF (23.000)OP1.7:115US157.528/03/65LOS MAQUIS
LQ+FF (1.000)OP1:112.5US187.528/03/65HIERRO NEGRO
LQ+FFOP1.2:145US387.528/03/65CERRO NEGRO 3
LQ+FF (500.000)OP3.7:119US707.528/03/65EL COBRE 2
LQ+FF (1.900.000)OP/AB1.5:135US707.528/03/65EL COBRE 1
LQ+FF (3.000.000)OP2:165US958.201/12/28BARAHONA 1
MECANISMO DE FALLA (VOLUMEN, mt3)
ESTADOTALUDH (MT)TIPOR (KM)MSFECHA DE
FALLATRANQUE
Fuente: Seminario relaves en pasta y espesados. Tro ncoso J, 2002.
Datos de Proyecto .
Método Constructivo: Eje CentralTalud Aguas Abajo: 1 : 2,5Aceleración sísmica: 0,1g
FALLA POSIBLE: DESLIZAMIENTO Y EVENTUAL LICUACIÓN D E LA BASE.
Antecedentes Deducidos
¿Método de construcción?Talud: 1:1,5 (V:H)Aceleración máxima: 0,21g
ALGUNOS DAALGUNOS DA ÑÑOS Y EFECTOS OS Y EFECTOS OBSERVADOSOBSERVADOS
Deslizamiento Fotografiado el día de la Réplica del 11 de Marzo
ANANÁÁLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDESLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES
Simulación en Condiciones Estáticas.
SimulaciSimulaci óón condiciones dinn condiciones din áámicasmicas
Antecedentes.
Aceleración máxima: 0,21gCoeficiente sísmico: 0,14Talud: 1:1,5 (V:H)Método de construcción: Eje Central
F.S. : 0,827
Para estimar la aceleración máxima, se utilizó la formula de atenuación propuesta por Ruiz y Saragoni (2005).
( )2
09.1
28.1
max /30
2segcm
R
eA
SM
hor +×=
Se Destaca la Importancia de la
Determinación de la Distancia
Peligrosa y la Implementación de las
Medidas de Prevención
Muro resistente
Lamas almacenadas
Distancia peligrosaDistancia Peligrosa: «distancia en
Km. que recorrería el relave en
caso de colapso del depósito »
IMPORTANCIA DE LOS ARTÍCULOS 44º AL 47º DEL DECRETO 2 48.
CIERRE DEL TRANQUE
TRANQUE ALHUE: EN OPERACIÓN.
Saturación por control ambiental
Falla Posible: Licuefacción Parcial
Geomembrana en cubeta
CAMPAÑA DE EXPLORACIÓN EN EL MES DE DICIEMBRE PREVI O AL TERREMOTO
Programa prospecciones:
Ensayos penetración CPTdin y Panda II
Instalación piezómetros
Ensayos geotécnicos
Comparación Ensayos de Penetración
ANANÁÁLISIS DE LICUEFACCILISIS DE LICUEFACCI ÓÓN SN SÍÍSMICAMENTE INDUCIDASMICAMENTE INDUCIDA
Análisis basado en la correlaci ón de esfuerzos desarrollada por Seed & Idris (1971 & 1987) y modificada por Robertson & White (1997).
Método de cálculo:
El modelo requiere del cálculo de dos variables sís micas.
• Esfuerzo cíclico (CSR).
• Resistencia cíclica (CRR).
La verificación se basa en la determinación del fac tor de resistencia a la licuefacción del suelo (FS) .
)(NSPTfCRR =
A. F. Rauch (1998)
mzzr
mzzr
d
d
2315,90267,0174,1
15,900765,01
≤≤⋅−=≤⋅−=
AnAn áálisis de Licuefaccilisis de Licuefacci óón. n. Factor de Seguridad en Punto de ProspecciFactor de Seguridad en Punto de Prospecci óón n NN°°44..
Nivel saturación
2ª CAMPAÑA DE TERRENO ENCARGADA POR LA EMPRESA EN FEBRERO DE 2010
Puntos de inspección .
Zonificación del Riesgo de Licuefacción
Medidas Inmediatas Implementadas 15 dias antes del terremotoMedidas Inmediatas Implementadas 15 dias antes del terremoto
� Suspender riego aspersores, considerando otro tipo de supresión de polvo.
� Inicio Construcción Drenes en zonas del muro resist ente
� Habilitación de otros sistemas de drenajes
� Revisión de niveles y pendientes del terreno natura l, para ajustarse a las hipótesis del proyecto original, facilitando drenaje basal
� Instalación de mas piezómetros para el monitoreo de aguas
Epicentro 63 km al SO de Cauquenes (Ubicación S 35.85 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 TERREMOTOEFECTOS DEL TERREMOTO
CAMPACAMPAÑÑA DE ENSAYOS POST TERREMOTOA DE ENSAYOS POST TERREMOTO
CAMPACAMPAÑÑA DE ENSAYOS POST TERREMOTOA DE ENSAYOS POST TERREMOTO
RESUMEN DE ASPECTOS A CONSIDERAR EN EL CONTROL DE RESUMEN DE ASPECTOS A CONSIDERAR EN EL CONTROL DE OPERACIOPERACIÓÓN DE LOS TRANQUES DE RELAVESN DE LOS 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 pris ma resistente
� Altura de revancha y ancho de coronamiento suficien tes
� Eficiente Sistema de Drenaje
� Compatibilizar Acciones Destinadas a Seguridad Mine ra con aquellas para el Control Ambiental
IMPORTANCIA DEL CONTROL DE CALIDAD GEOTIMPORTANCIA DEL CONTROL DE CALIDAD GEOT ÉÉCNICO EN CNICO EN TRANQUES DE RELAVESTRANQUES DE RELAVES
IMPORTANCIA DEL TIMPORTANCIA DEL T ÍÍTULO VI DEL DECRETO 248TULO VI DEL DECRETO 248ALGUNOS CRITERIOS DE CONTROLALGUNOS CRITERIOS DE CONTROL
SE DESTACA LA IMPORTANCIA DE LOS ARTSE DESTACA LA IMPORTANCIA DE LOS ART ÍÍCULOS 30CULOS 30ºº Y 31 DEL D NY 31 DEL D Nºº 248 248 INFORME SOBRE OPERACIINFORME SOBRE OPERACI ÓÓNN
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
c.1) Aguas abajo c.2) Eje central
d) Cantidad de relaves d.1) Autorizado (total) Ton. ó m3
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) m2
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
c) Método de construcción del muro en el caso de un Tranque
2/31/3
1
Máx. SecaMín. SecaSector
Relativa Proctor(Altura de muro) (grs/cc) (grs/cc) (grs/cc) (%) (%)
Muestra In-Situ
FORMULARIO E-700- INFORME TRIMESTRAL DE DEPÓSITOS DE RELAVES .
Periodo
b) Tipo del Depósito Tranque Embalse
Otro Tipo
R. Espesado R. en Pasta R. Filtrado
Necesidad de revisar y resaltar importancia del E-700
Ejemplo de Innovación: Comparación Ensayos de Penet ración Dinámica no
Tradicionales en Tranques de Relaves de Chile.
Tranque 2: Paipote.
Tranque 3: Taltal.
Tranque 4: Tierra Amarilla.
Tranque 5: Nogales.
Comparación Sondeos PANDA
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,5
6,0
6,5
7,0
0,1 1 10 100
Resistencia de punta, qd (MPa)
Pro
fund
idad
(m)
Tranque 1
Tranque 2
Tranque 3
Tranque 4
Tranque 5
PROPUESTA DE ALGUNAS ACCIONES PARA LA SEGURIDAD DE LOS PROPUESTA DE ALGUNAS ACCIONES PARA LA SEGURIDAD DE LOS TRANQUES DE RELAVESTRANQUES DE RELAVES
DESTINATARIO PROPUESTAS
LA INGENIERÍA(Universidades, Consultoras,
otras)
• Generar microzonificaciones sísmicas.• Perfeccionamiento de modelos de cálculo de la dista ncia de
peligrosidad.
• Desarrollo de estudios de riesgo sísmico para la de finición del sismo de diseño en las etapas de operación y abando no del depósito y definición de aceleraciones representati vas.
• Generar Programas de Preparación de Especialistas e n Operación de Tranques de Relaves.
EMPRESAS MINERAS
• Incorporación del controles de operación periódicos del tranque, abordando todos los aspectos considerados en el Dec reto 248.
• Implementación de sistemas de monitoreo, como piezó metros, que permitan alertar de posibles riesgos de falla.
• Ejecución de los planes de cierre definitivos, en a quellos depósitos que se encuentran en dicha etapa.
• Implementar Sistemas Integrados de Gestión de Tranq ues de Relaves.
• Capacitación del Personal Encargado de la Operación de los Tranques de Relaves.
PROPUESTA DE ACCIONES PARA LA SEGURIDAD DE LOS TRAN QUES PROPUESTA DE ACCIONES PARA LA SEGURIDAD DE LOS TRAN QUES DE RELAVESDE RELAVES
DESTINATARIO PROPUESTAS
SERNAGEOMIN
• Necesidad de estudiar modificaciones a ciertos artí culos del Decreto Nº 248, principalmente en aspectos de diseño y control de operación.
• Redefinición de los Alcances de la Aplicación de lo s Análisis Dinámicos Basados en Propiedades Dinámicas de las A renas.
• Generar una adecuación al Formulario E-700 que perm ita generar una mejor información representativa del control de operación que llevan las empresas mineras.
DOS REFLEXIONES FINALESDOS REFLEXIONES FINALES
““ SE DEBE DISMINUIR LA DISTANCIA ENTRE LAS CONSIDERA CIONES DE UN SE DEBE DISMINUIR LA DISTANCIA ENTRE LAS CONSIDERA CIONES DE UN PROYECTO DE DEPPROYECTO DE DEPÓÓSITOS DE RESIDUOS MINEROS Y SU OPERACISITOS DE RESIDUOS MINEROS Y SU OPERACIÓÓNN””
““ EL EJEMPLO DE ACCIONES IMPORTANTES CON POSTERIORIDA D A LOS TERREEL EJEMPLO DE ACCIONES IMPORTANTES CON POSTERIORIDA D A LOS TERREMOTOS MOTOS ANTERIORES, NOS DEBE INCENTIVAR A CONTRIBUIR CON AC CIONES CONDUCANTERIORES, NOS DEBE INCENTIVAR A CONTRIBUIR CON AC CIONES CONDUCENTES A ENTES A
DAR MAYOR SEGURIDAD Y SUSTENTABILIDAD DE NUESTROS D EPOSITOS DE DAR MAYOR SEGURIDAD Y SUSTENTABILIDAD DE NUESTROS D EPOSITOS DE RESIDUOSRESIDUOS””
Terremoto Chillan 1939 Terremoto Chillan 1939 �������� CreaciCreaci óón de la CORFO.n de la CORFO.Terremoto Valdivia 1960 Terremoto Valdivia 1960 �������� Nacimiento ONEMI.Nacimiento ONEMI.Terremoto Zona Central 1965 Terremoto Zona Central 1965 �������� Decreto Supremo Decreto Supremo NN°° 86.86.Terremoto ValparaTerremoto Valpara ííso 1985 so 1985 �������� NChNCh 433.433.
