uso de penetrometros ligeros en proyectos de operacion y cierre de tranques de relaves chilenos

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28 AL 30 DE NOVIEMBRE DE 2007 - VALPARAISO O R G A N I Z A N SOCHIGE USO DE PENETRÓMETROS LIGEROS EN PROYECTOS DE OPERACIÓN Y CIERRE DE TRANQUES DE RELAVES CHILENOS Gabriel Villavicencio A. Pontificia Universidad Católica. Valparaíso. Chile [email protected] Raúl Espinace A. Pontificia Universidad Católica. Valparaíso. Chile [email protected] Claude Bacconnet y Pierre Breul Universidad Blaise Pascal. Clermont Ferrand. Francia [email protected] [email protected] RESUMEN. El artículo presenta experiencias en la aplicación de una metodología para evaluar la condición de estabilidad mecánica en tranques de relaves de la mediana minería, durante su fase operacional y al término de ella, basado en la medición de la resistencia in-situ mediante el empleo de penetrómetros dinámicos ligeros, como herramientas adicionales y/o alternativas a ensayos de penetración habitualmente utilizados en Chile. 2. INESTABILIDAD MECÁNICA. POSIBLES PATOLOGÍAS EN LA ETAPA DE ABANDONO. En Chile la actual normativa correspondiente al “Reglamento de Seguridad Minera” (Decreto 132/2. Febrero, 2002) y al recientemente promulgado “Reglamento para la Aprobación de Proyectos de Diseño, Construcción, Operación y Cierre de los Depósitos de Relaves” (Decreto Nº 248), establecen de manera obligatoria, abandonar los depósitos de relaves de manera mecánicamente estable. Esto implica, que con posterioridad a la evaluación de la situación actual de un tranque, si es necesario se debería ejecutar todas las obras necesarias que aseguren una adecuada estabilidad a largo plazo ante la acción de cargas estáticas y sísmicas. Ello considerando criterios de diseño acordes con el estado actual del conocimiento y las prácticas habitualmente empleadas en Chile para este tipo de depósitos. Los principales riesgos que se pueden presentar en las etapas de cierre y abandono son los relacionados con la generación de un escenario de inestabilidad de taludes, licuación o remoción de masa producto de la acción de un evento sísmico. Según un análisis estadístico realizado a nivel mundial (ICOLD 2001. Boletín Nº 121) las patologías frecuentemente observas en estos depósitos se asocian con la generación de inestabilidades de taludes y con la licuación sísmicamente inducida. Sin embargo, particularmente en Chile la licuación de las arenas de relaves, es la principal causa de las fallas observada (Troncoso. J, 2002), como las generadas durante los terremotos anteriores que afectaron la zona central del país y que generaron fallas catastróficas en diferentes tranques de relaves. Ambos fenómenos tienen factores en común, que juegan un papel fundamental en la probabilidad de ocurrencia de fallas, que corresponden

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USO DE PENETRÓMETROS LIGEROS EN PROYECTOS DE OPERACIÓN Y CIERRE DE TRANQUES DE RELAVES CHILENOS

Gabriel Villavicencio A.

Pontificia Universidad Católica. Valparaíso. Chile [email protected]

Raúl Espinace A.

Pontificia Universidad Católica. Valparaíso. Chile [email protected]

Claude Bacconnet y Pierre Breul

Universidad Blaise Pascal. Clermont Ferrand. Francia [email protected] [email protected]

RESUMEN. El artículo presenta experiencias en la aplicación de una metodología para evaluar la condición de estabilidad mecánica en tranques de relaves de la mediana minería, durante su fase operacional y al término de ella, basado en la medición de la resistencia in-situ mediante el empleo de penetrómetros dinámicos ligeros, como herramientas adicionales y/o alternativas a ensayos de penetración habitualmente utilizados en Chile. 2. INESTABILIDAD MECÁNICA. POSIBLES PATOLOGÍAS EN LA ETAPA DE ABANDONO. En Chile la actual normativa correspondiente al “Reglamento de Seguridad Minera” (Decreto 132/2. Febrero, 2002) y al recientemente promulgado “Reglamento para la Aprobación de Proyectos de Diseño, Construcción, Operación y Cierre de los Depósitos de Relaves” (Decreto Nº 248), establecen de manera obligatoria, abandonar los depósitos de relaves de manera mecánicamente estable. Esto implica, que con posterioridad a la evaluación de la situación actual de un tranque, si es necesario se debería ejecutar todas las obras necesarias que aseguren una adecuada estabilidad a largo plazo ante la acción de cargas estáticas y sísmicas. Ello considerando criterios de diseño acordes con el estado actual del conocimiento y las prácticas habitualmente empleadas en Chile para este tipo de depósitos. Los principales riesgos que se pueden presentar en las etapas de cierre y abandono son los relacionados con la generación de un escenario de inestabilidad de taludes, licuación o remoción de masa producto de la acción de un evento sísmico. Según un análisis estadístico realizado a nivel mundial (ICOLD 2001. Boletín Nº 121) las patologías frecuentemente observas en estos depósitos se asocian con la generación de inestabilidades de taludes y con la licuación sísmicamente inducida. Sin embargo, particularmente en Chile la licuación de las arenas de relaves, es la principal causa de las fallas observada (Troncoso. J, 2002), como las generadas durante los terremotos anteriores que afectaron la zona central del país y que generaron fallas catastróficas en diferentes tranques de relaves. Ambos fenómenos tienen factores en común, que juegan un papel fundamental en la probabilidad de ocurrencia de fallas, que corresponden

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principalmente al estado de compacidad y la generación de presiones de poros al interior del muro resistente, por una eventual condición de saturación y generación de esfuerzos cíclicos producidos durante movimientos sísmicos. Otro riesgo potencial de falla es el fenómeno de rebose o vaciamiento del material embalsado. Los factores que condicionan la generación de este fenómeno son la altura de revancha y ancho de coronamiento del muro resistente. Además de un inadecuado manejo de las aguas de escorrentía superficial que confluyen a la cubeta del depósito y de la laguna de aguas claras. 3. METODOLOGÍA PROPUESTA. Se presenta una propuesta de metodología y herramientas de caracterización in-situ, para evaluar la condición de estabilidad mecánica de tranques de relaves de la mediana minería del cobre en Chile. 3.1 ANTECEDENTES GENERALES. Los antecedentes necesarios para evaluar la estabilidad mecánica de un tranque de relaves, y/o elaborar una propuesta de Plan de Cierre, corresponden a información general relacionada con la zona de emplazamiento y criterios empleados tanto para su diseño como operación. Los antecedentes de la zona de emplazamiento corresponden a la sismicidad del sector, aspectos geológicos, hidrológicos y registros pluviométricos. La información concerniente a los criterios para el diseño del depósito, corresponde a la naturaleza, origen y características físicas de los relaves depositados, método empleado de construcción y sistema de drenaje existente. Respecto a la operación del depósito, la información requerida proviene del control de compactación periódico, del monitoreo de presiones intersticiales y el comportamiento mecánico histórico observado. Otro antecedente es la configuración geométrica del tranque y su entorno. Para ello es necesario un levantamiento topográfico de la situación a analizar. 3.2 GENERACIÓN DE ANTECEDENTES GEOTÉCNICOS. Para la generación de antecedentes geotécnicos necesarios en la evaluación de la estabilidad mecánica, se propone una campaña de trabajos in-situ con ensayos de penetración dinámica, toma de muestras representativas y ensayos de laboratorio. Ello con el objetivo de determinar las características físicas del material y estimar, tanto los parámetros resistentes como el estado de compacidad en profundidad de las arenas depositadas. El emplazamiento de los puntos de inspección geotécnica in-situ debe ser definido considerando sectores representativos y críticos, en relación a la geometría del muro resistente del tranque. Dichos puntos deberán ser ubicados en la zona de coronamiento, mitad de talud y en un sector cercano al pie del muro, con el objetivo de obtener perfiles transversales de resistencia a la penetración que permitan determinar el espesor de las capas depositadas y generar la información necesaria para los posteriores análisis de estabilidad. Se proponen como herramientas de reconocimiento adicionales y/o alternativas, el empleo de ensayos de penetración ligeros como los penetrómetros PANDA (Pénétromètre Autonome Numérique Dynamique Assiste) y Cono Portátil (CP). Si bien estos equipos actualmente en Chile no se encuentran normalizados, su aplicación y resultados obtenidos por los autores, son aceptables. Ellos están correlacionados con otros penetrómetros dinámicos de mayor alcance (SPT y CPTdin), considerando la morfología de las potenciales superficies de deslizamiento y la profundidad máxima donde habitualmente se ha observado la generación del fenómeno de la

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licuación. La experiencia ha mostrado que en muchos casos, los potenciales círculos de falla se encuentran a una profundidad medida por los penetrómetros livianos. 3.2.1 ENSAYOS DE PENETRACIÓN DINÁMICA PORTÁTILES. El equipo PANDA es descrito en otro artículo de estos autores en este Congreso. Sus resultados permiten identificar el espesor de capas y obtener vía correlaciones el estado de compacidad (DR%) y el ángulo de fricción efectivo (φ’). Las dimensiones del equipo permiten realizar ensayos de penetración en lugares de difícil acceso, como taludes muy inclinados. Su aplicación es apropiada en suelos granulares cuyo tamaño máximo de las partículas es de 2”. La profundidad máxima de penetración es del orden de 7.00 m. En términos de resistencia de punta los valores máximos se encuentran entre 20.0 y 30.0 Mpa.

Figura 1. Penetrómetro Dinámico ligero PANDA. El ensayo de penetración portátil (CP) consiste en hincar una punta cónica de 1¼” de diámetro unida a unas barras metálicas de 2.50 (cm) de diámetro mediante los impactos producidos por un martinete de 16 (Kg), el que cae verticalmente desde una barra guía desde una altura de 60 (cm). Durante la ejecución del ensayo registra el número de golpes necesarios para la penetración de 15 (cm). La resistencia o índice de penetración (N) correlacionada con el ensayo CPTdin permite obtener el estado de compacidad y el ángulo fricción en suelos granulares. Su profundidad máxima de alcance es del orden de 8.0 m. 3.2.2 ENSAYO DEL CONO DE PENETRACIÓN DINÁMICA. El ensayo del cono de penetración dinámica (CPTdin) permite determinar la resistencia a la penetración del suelo, registrando el número de golpes para penetrar 30 cm con un tren de barras de 5 cm de diámetro. Ello mediante la aplicación de una energía de hinca (teóricamente constante), generada por la caída de una masa (63,5 Kg) desde una altura de 75 cm sobre la cabeza de golpe o yunque. El resultado obtenido es el índice de resistencia a la penetración, N.

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a) b)

Figura 2. a) Ensayo cono dinámico CPT. b) Ensayo cono portátil (CP). 3.2.3 CORRELACIONES ENTRE ENSAYOS DE PENETRACIÓN. La estimación en profundidad de la compacidad o densidad relativa (DR%) y del ángulo de fricción efectivo (φ’), desde perfiles de resistencia a la penetración (CPT, CP y PANDA), es posible con correlaciones empíricas y semi-empíricas, obtenidas del análisis de una gran base de datos de ensayos SPT; CPTdin y ensayos de resistencia al corte realizados en arenas limpias y arenas limosas.

Componentes Características SPT CPTdin CP PANDA

Martillo Masa (Kg) 63.5 63.5 16 2

Altura de caída (mm) 76.0 75.2 60.0 Variable Yunque Masa 15 - 20 25 5.0 2.16

Cono

Área (cm2) - 20.27 8.04 4.0 Angulo (º) - 60 60.0 90

Diámetro (mm) - 50.5 32.0 22 Longitud (mm) - 50.2 65.0 1.6

Barras Masa (kg) < 10 kg/m < 10 kg/m 4.25 0.586

Longitud (m) 1 1.50 0.60 y 0.15 0.5 Diámetro (mm) 35 44.4 27.8 14

Tabla 1. Componentes y características ensayos de penetración dinámica. Para tal efecto, en primer lugar se debe establecer la correlación entre resultados obtenidos desde ensayos de penetración propuestos en la presente metodología, con valores de referencia correspondientes al índice de penetración estándar corregidos (NSPT) o la resistencia pseudos-estática (qc). De esta manera es posible estimar de una manera más rápida y económica los parámetros necesarios para los análisis de estabilidad de la estructura.

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Autor Correlación Valores Observación

Robertson P.K (1998)

( ) 60ac Npq

ap = 1 atm; ( )601N : valor

NSPT corregido y normalizado a 1 atm.

1.3 – 2.5 Suelos granulares

Sanglerat (1965) NSPT/N

2.0 - Dobry. R (IDIEM) 1.0 Primeros m. prof.

Valor recomendados por la práctica

1.0 Primeros 5 m prof. 1.3 – 1.5 Prof. superiores a 6 m

Dib. J & Padilla. R (1989)

YNNSPT ∆−= Y∆ = factor de corrección

nivel freático

0Y =∆ si h < 1,2 hnapa

( ) 2.1h2.1h2Y 2napa +−=∆

si h > 1,2 hnapa

Napa de agua < 7 m de profundidad.

NSPT/NCP 4.0 -

N/NCP 2.0 -

Chaigneau. L (2001)

qcqd qc = resistencia a la

penetración pseudo-estática. Ensayo CPT

0.90 – 1.10 Cámara de calibración

Villavicencio, G (2006) N/qd

qd = resistencia de punta. Ensayo PANDA.

0.20 – 0.35 Finos < 35% (arenas de relaves)

Tabla 2. Correlaciones entre ensayos de penetración. 3.2.5 ESTIMACIÓN DE PARÁMETROS RESISTENTES Y ESTADO DE COMPACIDAD. Considerando correlaciones como las anteriores, se estima el ángulo de fricción efectivo (φ’) y el estado de compacidad a partir de ensayos de penetración dinámica. Para la selección de las correlaciones ha sido realizado un análisis de sensibilidad, considerando como referencia los valores propuestos en la bibliografía especializada, para arenas de relaves. En la tabla 3 se presenta un resumen con las relaciones consideradas. Es importante señalar, que para la estimación del parámetro φ’ se asume que el material in-situ presenta un comportamiento puramente friccional y que se encuentra en una condición drenada. Los valores de referencia varían entre 30º y 38º. Sin embargo, es recomendable que los valores estimados a partir de las correlaciones propuestas sean corroborados con ensayos de resistencia, tipo triaxial sobre muestras representativas del material.

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Correlación Autores Tipo

( )1c, qlog116.17 ⋅+=φ con :

( )

σ= 5.0

a,vo

c1c

p

qq

ap = 1 atm; qc = resistencia a la penetración pseudo-estática. Ensayo CPT.

Kulhawy. F & Mayne. P (1990)

Arenas limosas, finos ≤ 30%

( )( ) 5.0601N4.1520' ⋅+=φ

( )601N : valor NSPT corregido y normalizado a 1 atm. Hatanaka. M & Uchida. A

(1996) Arenas limosas,

finos ≤ 20%

( )2.26

N100DR 601

⋅=

( )601N : valor NSPT corregido y normalizado a 1 atm. Mayne. P (2001) Arenas limosas

aOCRc

1t2

QQQ305

qDR

⋅⋅= con:

5.0

'vo

a

a

t1t

p

p

qq

σ

= y

0.91< CQ <1.09

tq = resistencia pseudo-estática total. Ensayos CPT.

+=

100t

log05.02.1QA

Qc: factor de compresibilidad QOCR: factor de consolidación QA: factor de envejecimiento

Kulhawy. F & Mayne. P (1990)

Arenas de diversa naturaleza, no

envejecidas, limpias, finas a media, y

uniformes

Tabla 3. Correlaciones propuestas para DR% y φ’ en arenas de relaves. 3.3 MÉTODOS PARA EVALUAR LA ESTABILIDAD MECÁNICA. Los análisis de estabilidad para presas de relaves de alturas medias que evalúan la condición de estabilidad de taludes y el potencial de licuación del muro de arenas de relaves, son actualmente realizados en un marco determinístico sin considerar la heterogeneidad del material, producto el método de construcción empleado y la naturaleza de los relaves depositados. Por tanto, la probabilidad de falla de la estructura y el riesgo son desconocidos. En respuesta a lo anterior una alternativa, es realizar análisis de estabilidad probabilísticos empleando herramientas de simulación, como el método de Monte - Carlo. El riego de inestabilidad asociado será cuantificado mediante la obtención del índice de fiabilidad. Ello permitirá considerar la potencial variabilidad de las características físicas y de los parámetros de resistencia al corte del material en si. Para ello, es necesario realizar un análisis estadístico descriptivo y determinar la función de probabilidad que más se adapte a los datos disponibles recopilados del control de compactación (granulometrías, densidad in-situ, humedad natural, densidad y humedad máxima), como de los perfiles de resistencia obtenidos desde ensayos de penetración dinámica (CPTdin, CP y PANDA). Lo anterior con el objetivo de estimar de manera simplificada, la variabilidad espacial del material respecto a sus características físicas y parámetros resistentes. Con la información generada, se puede deducir el comportamiento mecánico de las arenas, mediante la estimación del estado de compacidad en profundidad de éstas, asumiendo que un valor de DR cercano a 70% define el limite entre un comportamiento mecánico contractivo o

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dilatante. Complementando lo anterior, en el caso de existir flujo al interior del muro resistentes, se debe analizar el potencial de licuefacción, mediante la aplicación de métodos empíricos y semi-empíricos basados en la resistencia a la penetración (Boulanger & Idriss. 2004, Método PANDA. 2002). Para el cálculo de estabilidad de presas de relaves con alturas medias es aceptada la aplicación de métodos de equilibrio límite bidimensional como los de Morgenstern-Price o Spencer en condiciones estáticas y sísmicas, según recomendaciones propuestas por Barrera & Campaña (2004). Un análisis de riesgo sísmico de la zona de emplazamiento del depósito, permitirá obtener la información para estimar el valor de aceleración máxima. Respecto al coeficiente sísmico de diseño (C.S) como criterio general de selección, la experiencia recomienda considerar un valor correspondiente a una fracción de la aceleración máxima estimada. Lo anterior implicaría aceptar fallas intermitentes de la masa potencialmente deslizante, cada vez que la aceleración sísmica sobrepase el valor correspondiente al C.S seleccionado. Por tanto, para la selección de un adecuado C.S se recomiendan valores entre 1/4 y 2/3 de la aceleración máxima efectiva. El factor de seguridad adoptado corresponde a un valor mínimo igual a 1.2, establecido en el Artículo 14º del recientemente promulgado “Reglamento para la Aprobación de Proyectos de Diseño, Construcción, Operación y Cierre de los Depósitos de Relaves” (DTO 248. Of 2007). La actual práctica chilena recomienda para un factor de seguridad obtenido bajo condiciones sísmicas igual o superior a 1.1, proceder a estimar deformaciones permanentes mediante el Método de Newmark (1965) o su adaptación propuesta por Makdisi & Seed (1979). Respecto a esto último, los desplazamientos considerados como aceptables se encontrarían asociados con una deformación vertical inferior al 50% de la “revancha” operacional o equivalente como máximo a un 2% de la altura total máxima de la presa. Los resultados obtenidos permitirán diseñar las obras necesarias que aseguren la estabilidad del depósito a largo plazo, las que deberán ser consideradas en el Plan de Cierre. 4. CASOS ESPECÍFICOS 4.1. DESCRIPCIÓN DE TRANQUES DE RELAVES. Las experiencias desarrolladas fueron realizadas en dos tranques de relaves pertenecientes al sector de de la mediana minería del cobre, próximos al término de su fase operacional, ubicados en la III región de Chile. Sus características principales son presentadas en la siguiente tabla.

Características Tranque Nº 1 Tranque Nº 2 Relave:

Ritmo de producción Volumen total

:

80.000 t/m

5.500.000 m3

40.000 t/m

2.170.000 m3 Clasificación:

Corte Arenas/lamas Granulometría

Tipo hidrociclones

: : :

50/50%

20 % bajo Nº 200 Convencionales sobre el muro

40/60%

20 % bajo Nº 200 Convencionales sobre el muro

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Muro de Arenas: Tipo

Construcción muro Densidad seca arenas

Coronamiento Revancha mínima

Altura media Talud “aguas abajo” Talud “aguas arriba” Sistema de drenaje

Impermeabilización talud aguas arriba

: : : : : : :

Aguas Abajo

Depositación hidráulica 1.60 (t/m3)

Ancho mínimo 5.0 m 2.0 m 50 m

1:2.5 (V:H) 1:2.0 (V:H)

Dren alfombra Geomembrana HDPE

Eje Central

Depositación hidráulica 1.65 (t/m3)

Ancho mínimo 3.0 m 2.0 m 50 m

1:2.5 (V:H) 1:1.5 (V:H)

Dedos drenantes No

Tabla 4. Características generales diseño. Tranques de relave Nº 1 y Nº 2. 4.2 CARACTERÍSTICAS GEOTÉCNICAS ARENAS DE RELAVES. Los trabajos para la caracterización geotécnica fueron realizados en puntos considerados como críticos, según la geometría del muro de cada uno de los tranques. Los trabajos realizados correspondieron a ensayos de penetración dinámica tipo CPT, CP y PANDA, toma de densidades “in situ” a distintas profundidades y extracción de muestras representativas para su caracterización en laboratorio. Además, se extrajeron muestras inalteradas para la determinación de los parámetros de resistencia, mediante ensayos de corte directo. Se presentan los resultados del análisis estadístico para estimar la variabilidad espacial que presentarían las arenas de relaves depositadas en los Tranques, en relación a sus características físicas, propiedades índices, resistencia a la penetración, parámetros de resistencia al corte y estado de compacidad (DR %).

Tranque Propiedad Máximo Mínimo Media Desv.est. Coef. variación (%)

1

% de finos 20.0 13.0 16.0 1.390 8.43 D50 (mm) 0.264 0.157 0.227 0.025 11.03 γd (t/m

3) 1.64 1.51 1.59 0.036 2.29 wnat (%) 6.80 3.20 4.50 1.080 23.90

2

% de finos 41 17 24 10.16 42.68 D50 (mm) 0.252 0.103 0.182 0.060 33.23 γd (t/m

3) 1.71 1.52 1.60 0.07 4.39 wnat (%) 4.70 1.50 2.90 1.38 47.8

Tabla 7. Análisis estadístico características físicas y propiedades índices.

Tranque Resistencia Máximo Mínimo Media Desv.est. Coef. variación (%)

1 N 39.0 4.0 16.0 8.0 47.23

qd (Mpa) 11.8 0.17 2.98 1.04 35.04 NCP 26.0 4.0 9.0 4.0 45.47

2 N 45.0 5.0 18.0 9.0 51.18

qd (Mpa) 13.32 5.0 18.0 9.0 61.21 NCP 49.0 4.0 16.0 10.0 61.21

Tabla 8. Análisis estadístico de ensayos de penetración.

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Tranque Propiedad Máximo Mínimo Media Desv.est Coef. Var.

(%)

Ensayo Corte

Directo

1 φ (º) 36 28 31 1.41 4.591 30 DR (%) 60 25 43 5.61 13.02 -

2 φ (º) 35 28 31 1.14 3.756 32 DR (%) 68 28 45 9.23 20.59 -

Tabla 9. Análisis estadístico del ángulo de fricción interna y estado de compacidad in-situ. Respecto a los parámetros necesarios para realizar los cálculos de estabilidad de taludes, según los análisis estadísticos realizados, una función del tipo normal es la que mejor describe la distribución que presenta tanto la densidad in-situ como el ángulo de fricción efectivo (φ’). 4.3 ANÁLISIS DE ESTABILIDAD. TÉRMINO FASE OPERACIONAL. 4.3.1 ESTIMACIÓN ESTADO DE COMPACIDAD. Los resultados obtenidos de la estimación del estado de compacidad en los Tranques de relaves Nº 1 y Nº 2, indican que las arenas de relaves depositadas en el muro resistente, presentarían un comportamiento contractivo ante solicitaciones sísmicas y potencialmente licuable. En efecto los valores de DR obtenidos dentro de la profundidad critica de análisis se encuentran, en el caso del Tranque Nº 1 entre un 45% y un 55% y en el caso del Tranque Nº 2 entre un 37% y un 50%. El estado de compacidad obtenido es característico de tranques construidos por simple depositación hidráulica y sin la aplicación de una compactación mecánica sistemática. Ante la ausencia de un flujo interno de aguas, el fenómeno de más probable ocurrencia correspondería a la densificación sísmica o contracción del material con deformaciones del muro resistente. 4.3.2 ANÁLISIS ESTABILIDAD DE TALUDES. CONDICIÓN SÍSMICA. Los resultados obtenidos desde los análisis de estabilidad indican que al término de la fase operacional de los Tranques Nº 1 y Nº 2, presentan una condición de estabilidad de taludes inferior al equilibrio límite bajo condiciones sísmicas. La probabilidad de falla estimada es el orden de un 40% y 100%, respectivamente. El índice de fiabilidad obtenido es nulo, por lo tanto el riesgo asociado es elevado. Los resultados obtenidos son presentados en la tabla 10. Considerando los requerimientos establecidos en el Decreto Nº 132/04 del Ministerio de Minería y las nuevas exigencias del DTO-248, se implementaron medidas necesarias consistentes en obras de reforzamiento, rediseño de la geometría del muro resistente y obras de manejo de aguas superficiales. Los resultados obtenidos considerando las medidas señaladas, indican que la probabilidad de falla de los tranques Nº 1 y Nº 2 es nula. Respecto al índice de fiabilidad, el riesgo asociado a esta nueva condición es bajo, si se cumplen las hipótesis de evaluación.

Tranque Parámetros de análisis Factor de seguridad Prob. falla

(%) Índice de fiabilidad γt (t/m3) φ’(º) Media Mínimo Máximo

1 1.558 – 1.751 28 - 36 1.008 0.89 1.21 43.67 0 2 1.543 – 1.790 28 - 35 0.888 0.799 1.013 99.85 0

Tabla 10. Factor de Seguridad probabilístico. Morgenstern – Price y Simulación Monte Carlo. Término fase operacional. Coeficiente sísmico = 0.16.

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5. CONCLUSIONES. El empleo de penetrómetros dinámicos ligeros (PANDA y CP) como herramientas de reconocimiento adicionales y/o alternativas a las habitualmente empleadas en la práctica chilena (SPT y CPT) constituye una opción válida para estimar en los relaves mediante el empleo de correlaciones, la compacidad in-situ y parámetros de resistencia al corte en profundidad. Mediante la aplicación de un análisis estadístico descriptivo y probabilístico es posible establecer la variabilidad de las propiedades geotécnicas estimadas. Es posible evaluar la estabilidad mecánica del depósito de relaves mediante la aplicación de los métodos de cálculo aceptados por la práctica nacional, basados en teorías de equilibrio límite (Morgenstern-Price, Spencer, Bishop Modificado, entre otros), en conjunto con métodos de simulación que permiten introducir en los análisis, la variación de las características físicas y parámetros resistentes obtenidas para estos materiales. Esto permite establecer la probabilidad de falla que presenta el depósito e implementar durante la fase operacional o en el Plan de Cierre, las obras y aspectos necesarios para asegurar su estabilidad mecánica, considerando los requerimientos establecidos en la actual legislación y los recursos económicos necesarios. Esto abre perspectivas para la aplicación de la geo-estadística y de nuevas herramientas de reconocimiento in-situ como la geoendoscopía, desarrollada por Breul. P (1999) y técnicas de tratamiento de las imágenes asociadas (Breul.P 2006). De esta manera será posible considerar la variabilidad espacial de las características físicas del material, con el objetivo de identificar zonas que podrían presentar un mayor potencial de inestabilidad mecánica. Otros estudios actualmente en desarrollo por los autores, están siendo realizados con el objetivo de evaluar la variabilidad de la compactación en tranques de relaves del sector público y privado, pertenecientes a plantas mineras cuya función es ser poder de compra para una gama muy amplia de pequeños y medianos mineros, lo cual se traduce en la generación de relaves heterogéneos, dificultándose el control de compactación de las arenas del tranque. 6. AGRADECIMIENTOS. Los autores manifiestan su agradecimiento a la Dirección de Investigación de la P. Universidad Católica de Valparaíso (Chile), al Laboratorio de Ingeniería Civil de la Universidad Blaise Pascal (Francia) y a la empresa francesa de estudios geotécnicos Sol-Solution. 7. REFERENCIAS. Barrera, S, Campaña, J. Análisis de estabilidad de presas de relave. Práctica chilena. V Congreso de Ingeniería Geotécnica. Octubre 2004. Boulanger, R.W., Idriss, I. M. (2004). State normalization of penetration resistance and effect of overburden stress on liquefaction resistance. 11th SDEE-3rd ICEGE, Berkeley. pp 484 – 491. Breul P., Gourvès R. In field soil characterisation: approach based on texture image analysis,

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