Mecanismos Químicos/Físicos a Largo Plazo

En esta subsección, se presentan comentarios adicionales a la Sección 2.5.5.

Debido a que el ataque de las sustancias químicas con el tiempo puede reducir la integridad del concreto de cualquier tapón propuesto, el proponente debe presentar detalles de la composición química del agua retenida propuesta y evaluar su potencial de ataque químico (i) sobre el concreto del tapón; (ii) sobre la lechada de cemento propuesta para consolidar el terreno alrededor del tapón; y (iii) sobre el macizo rocoso y/o cualesquier discontinuidades o rellenos de hendiduras identificados que se consideren de importancia para al estabilidad del tapón.

El proponente presentará la documentación en la que se describan los cambios previstos en la calidad del agua que puedan tener lugar después de concluidas las operaciones mineras, lo que podría cambiar, por ejemplo, la concentración de los

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metales disueltos y el valor del pH. El proponente también presentará una evaluación de cualquier riesgo para la integridad estructural del concreto y la lechada de cemento del tapón que pueda desarrollarse.

Con el fin de garantizar la integridad del tapón y de las inyecciones de lechada de cemento, el proponente presentará detalles completos de las lechadas de cemento, los aditivos y los concretos propuestos previstos para los trabajos, y demostrará su aceptabilidad química para cuando queden expuestos al agua contenida contemplada. En la norma ASTM C94, se indican los límites químicos para el agua de mezcla, los cuales se resumen en la Tabla 2-5.

Tabla 3-3 Límites Químicos del Agua de Mezcla (según ASTM C94)

Sustancias Químicas Concentración Máxima*

(mg/L) Método de Ensayo**

Cloruro, como Cl Concreto pretensado

Otro concreto armado en ambientes húmedos o que contengan aluminio u otros metales o piezas de metal galvanizado

500a

1,000a

CSA A23.3-5B

Sulfato, como SO4 3,000 ASTM D516

Álcalis, como (Na2O + 0.658 K2O) 600

Sólidos totales 50,000 AASHTO T26

* El agua de lavado que se reusa como agua de mezcla para el concreto puede exceder las concentraciones indicadas de cloruro y sulfato si se comprueba que la concentración calculada en el agua de mezcla total, incluyendo el agua de mezcla de los agregados y otras fuentes no excede los límites impuestos.

** Pueden usarse otros métodos de ensayo que se haya demostrado arrojan resultados comparables. a _{Para condiciones que permitan el uso del acelerador CaCl}

2 como aditivo, el propietario puede ignorar el límite de cloruro.

Los límites presentados en la Tabla 2-4 deben considerarse como recomendaciones aceptables, a menos que se tomen precauciones especiales. Por lo general, si las condiciones a las que debe quedar expuesto el tapón cumplen con uno o más de los siguientes criterios, el medio debe ser considerado agresivo:

• Un valor de pH menor de 4.5;

• Una resistividad menor de 2000 ohm-cm; • Presencia de sulfuros o sulfatos;

• Presencia de corrientes extrañas; y

• Antecedentes de ataque químico a estructuras de concreto previas.

Son de importancia crítica los altos contenidos de cloruro en el agua de mezcla, debido al posible efecto adverso de los iones de cloruro sobre la corrosión del refuerzo de acero. Los problemas que acarrea el alto contenido de sulfatos en el agua de mezcla o en el agua de subsuelo contenida se relacionan principalmente con la protección del tapón frente a posibles reacciones expansivas y/o el deterioro por causa del ataque del sulfato.

Para tales condiciones, será fundamental usar cemento resistente al sulfato y adoptar otras medidas de precaución, debiendo considerarse concreto protector en el frente

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del tapón si el agua contenida es químicamente inadecuada para la estabilidad a largo plazo del concreto del tapón.

Será de vital importancia ir verificando la agresividad de las aguas empozadas y las aguas de mezcla. A menudo, es factible usar aguas con bajo pH en la mezcla aun con concentraciones de ácidos tan altas como 10,000 mg/L, ya que estos tipos de agua no tiene efecto adverso sobre la resistencia del concreto siempre que estén libres de otras sustancias nocivas. No obstante, las aguas ácidas con valores de pH menores de 3.0 pueden crear problemas de manipuleo y deben evitarse en la medida de lo posible. Asimismo, plantean un problema para cualesquier tubos que se instalen a través del tapón de concreto. Si se prevén aguas ácidas, el proponente deberá presentar documentación en la que se hable sobre las velocidades de corrosión potencial y también examinar la vida probable resultante de cualquier tubería, incluyendo la revisión de diferentes aceros inoxidables y espesores de tubo para estimar en qué momento la resistencia de la tubería corroída de acero inoxidable caerá por debajo de la presión hidráulica máxima (Einarson & Abel, 1970).

3.4

P

S

En adición a los detalles presentados en la Sección 2.4.3, en los casos en que sea necesario considerar el peligro de sismo para el diseño del tapón, usualmente éste sólo se aplicará donde se desarrollen cargas aplicadas incrementadas debido a, por ejemplo, una licuefacción sísmicamente inducida de materiales susceptibles (e.g., relaves u otros tipos de material de recubrimiento limonítico, etc.). En tales casos, el proponente debe considerar:

• Evaluar la susceptibilidad de cualquier material de cobertura (o relaves contenidos aguas arriba de un tapón) a licuefacción durante un movimiento sísmico, sobre todo en el caso de limo y arenas sueltas (véase el Anexo A).

• Evaluar el potencial de flujo (huayco) en la galería ubicada aguas arriba de un tapón permanente que podría crear una sobrepresión de impacto significativo. Esto sería de importancia particular para cualquier documento presentado que proponga tapones que específicamente deban colocarse para proteger las aberturas o infraestructura subterráneas de cualesquier condiciones posibles de ingreso de material de cobertura que podrían tener como resultado una falla inesperada del pilar de corona.

• Tomar en cuenta el potencial de impacto dinámico que afecta la estabilidad del tapón. Tales fuerzas dinámicas de impacto pueden desarrollarse como resultado de efectos de impacto de ariete hidráulico o de un huayco sobre el tapón. Este tipo de sobrecarga normalmente es analizado como un incremento efectivo y considerable en la presión en comparación con el estado de nivel de agua inicialmente considerado estático.

El nivel de evaluación de peligro sísmico que sea necesario presentar en otros casos debería bastar para (i) evaluar el potencial del área para sufrir eventos sísmicos y (ii) permitir la definición correcta de los parámetros de aceleración sísmica según diseño de uso para verificar la estabilidad de cualquier otro componente importante para clausurar la mina.

3.5

C

D

Los documentos a presentar para los tapones que deban construirse en regiones en las que los sismos constituyen un problema o para protección contra huaycos, deben considerar las cargas dinámicas de impactos de ariete hidráulico e impactos dinámicos.

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En vista de que estas condiciones son pasajeras, puede aceptarse un Factor de Seguridad más bajo que el aplicable para el caso estático (véase la Tabla 2-2).