EL DESAFÍO DE LA DISPOSICIÓN DE RELAVES EN CHILE

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EL DESAFÍO DE LA DISPOSICIÓN DE

RELAVES EN CHILE

Dr. Ing. Raúl Espinace Abarzúa

SEMINARIO REGIONAL

MANEJO

DE

DEPOSITOS

DE

RELAVES:

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Ingeniería al servicio del Medio Ambiente.

ALGUNOS TIPOS DE DEPÓSITOS MASIVOS DE LA MINERÍA

2

• Depósitos de relaves

• Depósitos de Ripios de Lixiviación • Depósitos de estéril minero

• Piscinas de Evaporación • Depósitos de Escorias

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ALGUNOS TIPOS DE DEPÓSITOS DE RELAVES

TIPOS DE RELAVES SEGÚN SU ESTADO

• Depósitos de Relaves en Operación

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4

TIPOS DE RELAVES SEGÚN SU ESTADO

• Depósitos de Relaves en Operación

• Depósitos de Relaves con propietario y cerrados

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1. Creciente aumento en la generación de relaves que lleva de 600 Mtpa en la actualidad a 1.300 Mtpa al año 2025 (1,6 MTD a 3,6 MTD) (Mauro Valdés, Exponor 2015)

2. Carencia de sitios apropiados para disposición de relaves; cercanía a poblaciones y empoderamiento de comunidades.

3. Conciencia del Mayor Riesgo Sísmico en zonas mineras (Riesgo estabilidad física)

4. Nuevas Normativas y Cambios en la Institucionalidad Minera y su impacto

principalmente en la mediana minería.

ANTECEDENTES DE DEPÓSITOS DE RELAVES QUE MERECEN LA

ATENCIÓN

(*)

Programa Nacional de Minería

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5.

La minería del cobre enfrenta el desafío de diseñar depósitos de relaves de mayor altura y capacidad. Estamos en presencia de las presas de relaves mas altas de la Historia (han variado desde alturas máximas del orden de 150 m, a depósitos con muros de hasta 250 m).

6.

Nuevas Exigencias para los Depósitos y sus Diseños. Necesidad de actualización de normativas como el Decreto 248.

7.

Incremento de demanda en capital humano y ausencia de formación de técnicos y profesionales expertos en relaves.

8.

Existencia de tranques de relaves operando inadecuadamente

9.

Nuevos Desafíos Tecnológicos para los depósitos de relaves: ¿Opciones de depósito de relaves?; Reducción Consumo de Agua; Tratamiento y captura de infiltraciones; Avances en la estabilidad química de los depósitos de relaves, Obligatoriedad de Desarrollar Operaciones Limpia (control estricto del polvo y derrames generados), Otros.

ANTECEDENTES DE DEPÓSITOS DE RELAVES QUE MERECEN LA

ATENCIÓN

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TERREMOTOS COSTEROS EN CHILE, 1500 – 2010 (BARRIENTOS, 2007)

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Peligro Sísmico

(Amenazas)

Vulnerabilidad

(Consecuencias)

Ciencia

Aplicada

Ciencia

Fundamental

Gestión

Pública

Riesgo Sísmico

:

RIESGO SÍSMICO = PELIGRO SÍSMICO × VULNERABILIDAD

Riesgo sísmico: medida que combina la peligrosidad sísmica, con la vulnerabilidad y la posibilidad que se produzcan daños por sismos en un período determinado.

Nuestra Tarea

¿LA INGENIERIA CHILENA ESTA PREPARADA PARA GENERAR

PROYECTOS DE DISEÑO QUE DISMINUYAN EL RIESGO SISMICO?

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TIPOS DE DEPÓSITOS DE RELAVES

• Tranques de arenas de relaves (baratos, mas riesgosos)

• Embalses con material de empréstito o estériles (más caro, simple y seguros)

• Depósitos de Relaves Espesados (DRE O TTD) (complejo y eficaz) en pasta o filtrados (eficaz y caro)

• Depósitos de relaves mixtos (nuevas tendencias en Chile: depósitos separados de arenas y lamas; de relaves espesado sobre cubetas de relaves convencionales existentes, otros )

• Depósitos en minas de explotación

• Depósitos en minas abandonadas (reducida experiencia)

• Depósitos en excavaciones abiertas

• Depósitos mixtos (rajos, caserones) (complejo y eficaz)

• Depósitos costeros (No permitidos)

• Depósitos submarinos ( En estudio)

• Aguas arriba (prohibido)

• Eje central

• Aguas abajo (más seguros)

DEPOSITOS MARINOS O LACUSTRES

OTROS Ej: Co disposición de relaves secos y desmonte DEPOSITOS EN LA

SUPERFICIE DE LA TIERRA DS 248

DEPOSITOS BAJO LA SUPERFICIE DE LA TIERRA

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Aguas Abajo _{Aguas Arriba} Muro de Partida Alfombra drenante Laguna de Aguas Claras Arenas Finas Limosas Lamas No permitido Actualmente Eje Central

Muro de Partida de drenaje Libre

Arenas Finas Limosas Lamas Laguna de Aguas Claras Arenas Finas Limosas Lamas Material Impermeable

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FALLA EN TRANQUE AGUAS ARRIBA POR LICUEFACCIÓN

ANTE TERREMOTOS.

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Es el método mas seguro desde el punto de vista geotécnico.

TRANQUE TIPO AGUAS ABAJO (DOWN – STREAM).

Se basa en levantar el muro hacia aguas abajo del embalse. De esta

forma el muro siempre queda fundado sobre material adecuado.

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¿QUÉ ESTÁ PASANDO ACTUALMENTE?

Hoy no es evidente qué tipo de depósito hay que implementar en Chile. Los de pasta pueden ser buenos en casos como proyectos en zonas de climas secos y cálidos, con áreas planas y en caso necesario uso de aguas salada.

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¿SON SEGUROS LOS TRANQUES DE RELAVES EN SU

ESTABILIDAD FISICA?

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GA - Ingeniería al servicio del medio ambiente

Sismo 1960

Inicios de la Mecánica de Suelos

Sismo 1985

NCh 433

El desarrollo de la ingeniería geotécnica y la adopción de normas actualizadas ha contribuido a limitar la destrucción y pérdida de vidas humanas, dados los terremotos sufridos y el alto número de habitantes de las zonas

Nuevos desafíos en el sector minero: Nuevas normas de diseño sísmico; Nuevos criterios para el Diseño de tranques de relaves; Ley de Cierre de

Faenas Mineras; cambios en la

institucionalidad, otros.

LA GEOTECNIA EN CHILE Y SUS DESAFÍOS EN EL SECTOR MINERO

Sismo 1965-71

Decreto 86 Tranques

de Relaves

Sismo 2010 y

Accidente Minero

GEOTECNIA

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Muro de Partida Muro Resistente de Arenas Sistema de Drenaje Basal Revancha Mínima e Impermeabilización Laguna de Aguas Claras

Cubeta de Lamas lo mas seca posible

Piezómetros

Pozos de

Sistema de Captación de Aguas de Drenaje Pozos de Monitoreo Muro de Pie Muro Resistente de Arenas Revancha Mínima e Impermeabilización Laguna de Aguas Claras

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ALGUNAS NORMAS QUE REGULAN EL DISEÑO Y OPERACIÓN DE LOS TRANQUES DE RELAVES

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PERMISO NORMATIVA INSTITUCIONALIDAD

Evaluación ambiental

Ley N° 19.300/Ley N° 20.417. Ingresan a evaluación todos lo proyectos de desarrollo minero según lo

estipulado en Art. 3 DS 40.

Servicio Evaluación Ambiental

Construcción y operación depósito

de relaves DS 132/248/Ley N° 20.551 SERNAGEOMIN Disposición de aguas servidas y

otros Código Sanitario Servicio de Salud

Cambio de uso de suelo Ley General de Urbanismo y

Construcciones SEREMI Agricultura Rescate y traslado de fauna

protegida Ley N° 4.601 (caza) SAG

Corta de bosque nativo DL N° 701 CONAF

Obras de defensa de cauces

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ALGUNOS PERMISOS AMBIENTALES SECTORIALES

(DS 40/2013)

Permisos Ambientales Sectoriales Autoridad Competente Componente Ambiental

Art. 132 (mixto).- Permisos para hacer excavaciones de tipo arqueológico, antropológico, paleontológico, a que se refieren los artículos 22 y 23 de la Ley N° 17.288, sobre Monumentos Nacionales.Ex PAS 76.

CONSEJOS DE

MONUMENTO NACIONALES Medio Ambiente

Art. 135 (mixto).-Permiso para emprender la construcción y operación de depósitos de relave, según el artículo 9°del D.S. N°248/2006 Ministerio de Minería, Reglamento de Construcción y Operación de Tranques de Relaves.Ex PAS 84 texto parcialmente modificado.

SERNAGEOMIN Medio Ambiente

Art. 137 (mixto).- Permiso para la aprobación del plan de cierre de una faena minera, a que se

refiere el artículo 6°de la Ley 20.551 de Cierre de Faenas e Instalaciones Mineras.NUEVO. SERNAGEOMIN Medio Ambiente Art. 138 (mixto).- Permiso para la construcción, reparación, modificación y ampliación de

cualquier obra pública o particular destinada a la evacuación, tratamiento o disposición final de desagües y aguas servidas de cualquier naturaleza, a que se refiere el artículo 71 letra b) del D.F.L. 725/67, Código Sanitario.Ex PAS 91.

SERVICIO DE SALUD

Efluentes Líquidos y Calidad de Aguas

Art. 139 (mixto).- Permisos para la construcción, reparación, modificación y ampliación de cualquier obra pública o particular destinada a la evacuación, tratamiento o disposición final de residuos industriales o mineros, a que se refiere el artículo 71 letra b) del D.F.L 725/67, Código Sanitario. Ex PAS 90.

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•

Licuefacción del prisma resistente.

•

Inestabilidad de taludes (bajo condiciones estáticas y sísmicas).

•

Deformaciones excesivos.

•

Rebalse, overtoping y vaciamiento.

•

Piping o tubificación.

•

Inestabilidad del suelo de Fundación

•

Planos de falla por precipitaciones o erosión eólica

RIESGOS GEOTÉCNICOS ASOCIADO A TRANQUES DE RELAVES

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Over topping

Licuefacción, Chile 2010

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FALLA EN TRANQUE DE RELAVES POR INESTABILIDAD DE

TALUD.

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H total= 65 m; M = 8,2

Graves daños y contaminación río Cachapoal

24

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PRINCIPALES FALLAS DE TRANQUES DE RELAVES EN CHILE (Grupo Geotecnia PUCV)

Tranque Ubicación

(Ciudad/Región) Fecha Método

Altura (m) Talud (H:V) Estado Vol. (m3₎ Embalse Mecanismo de falla Evento causal R (km) Vol. Flujo (m3₎ Flujo (m) Agua dulce

Arenas Sewell, Rancagua

15/06/15

y otras - 61 - OP •- R+IT Lluvias y crecidas 80.000 •-Barahona 1 Sewell, Rancagua 01/12/28 US 65 1:1 OP 20 millon •LQ+FF Ms=8,3, R=95 2.800.0000

•-El Cobre 1, 2 y 3 Nogales Región Valparaíso

28/03/65 (03/03/85) (22/09/02) US 35 26 26 1,2:1/3, 7:1/ OP/AB AB OP 4.250.000 985..000 350..000 •LQ+FF •IT •LQ Ms = 7,4, R = 68 1.900.000 -350.000 12.000 -12.000 Los Maquis 1 Bellavista Hierro Negro

Cabildo Región Valparaíso 28/03/65

US -US 15 20 12,5 1,7:1 1,7:1 1:1 AB OP OP •-LQ+FF LQ+FF LQ+FF Intraplaca R= 15 Ms = 7,4 R= 55 R= 18 23.000 70.000 1.000 40.000 800 1.000 Veta del Agua 2

Veta del Agua 1 Nogales Región Valparaíso

07/11/81 03/03/85 US US/CL 20 24 1,2:1 1,5:1 OP -700.000 LQ+FF Ms = 6,5, R = 85 Ms = 7,8 , R = 80 -280.000 -5.000

La Patagua La Ligua, Región Valparaíso 28/03/65 - 25 - OP LQ+FF Sismo intraplaca

Ms = 7,4 R= 15 35.000 500 Cerro Negro 3

Cerro Negro 4 Cerro Negro 2

Cabildo, Región Valparaíso

28/03/65 03/03/85 03/10/2003 US US/CL US 45 40 -1,2:1 1,7:1 -OP OP 2.000.000 -LQ+FF LQ+FF E+FF Iinterplaca R=38 Iinterplaca R = 105 -500.000 80.000 5.000 8.000 -Planta

La Cocinera Ovalle, IV Región Coquimbo 14/10/97 US/CL 30 1,7:1 OP - LQ+FF

Sismo intraplaca

Ms= 7,0 y R = 80 60.000

-El Cobre 2, 3, 4,5 Nogales Región Valparaíso 22/09/2002 US - - AB - R+FF Lluvias y crecidas 8.000 -Algarrobo Almendro Maiten Región de Coquimbo 14/10/97 US US US 20 18 15 1,5: 1 1,5: 1 1,5: 1 OP OP OP/AB -E+FF LQ+FF LQ+FF Interplaca R = 80 Ms=7,0; R= 100 R= 120 -

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FACTORES CLAVES PARA REDUCIR EL RIESGO DE INESTABILIDAD.



Adecuado suelo de fundación



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 prisma resistente



Altura de revancha y ancho de coronamiento suficientes



Eficiente Sistema de Drenaje



Control sobre el balance de aguas



Compatibilizar Acciones Destinadas a Seguridad Minera con

aquellas para el Control Ambiental

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Algunos objetivos específicos del control de operación

• Reducción de riesgos

• Cumplimiento con compromisos ambientales y sectoriales: muchas veces con

diferencias de aprobación

• Cumplimiento con la estabilidad física proyectada

• Aumento o mantención de la vida útil proyectada para el depósito: diferencias

en las aprobaciones entre lo aprobado (volumen; tonelaje; altura muro; tiempo)

• Disminución de riesgos de contaminación de aguas subterráneas y cauces

naturales.

• Se minimizan los riesgos de generación de aguas ácidas.

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EL CONTROL DE OPERACIÓN DE LOS TRANQUES DE RELAVES

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Algunas Propuestas Asociadas a Disminución de Riesgos.

Tailings 2015.

• Realizar Gestión y Control de Operación periódica en los depósitos, incorporando auditorias para

evaluar el cumplimiento de especificaciones del proyecto y de los compromisos con la Autoridad

• A partir de los resultados de la revisión periódica, realizar permanentemente ajustes al diseño

considerando la variabilidad de los relaves y las modificaciones de la operación.

• Para lo anterior es muy positivo contar con Manuales de Operación, Mantenimiento y Vigilancia para las Instalaciones de Gestión de Relaves y de Recursos Hídricos.

• Considerar la importancia de contar con ITO acreditada y mayor participación de los diseñadores

durante la fase de construcción e inicios de la operación.

• Incrementar el control de temas ambientales como la erosión del muro y efectos de la polución por

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Ingeniería al servicio del Medio Ambiente. • Analizar las experiencias de puesta en marcha de los depósitos espesados en Chile, potenciando

entre otros, los siguientes aspectos:

 Necesidad de embalse auxiliar para el deposito durante las contingencias

 Análisis del balance de aguas, de infiltraciones y calibración periódica del modelo.  Verificar cumplimiento de hipótesis geotécnicas: grado saturación, LC, Cu, otros.

• Diseñar sistemas drenantes y filtrantes que gestionen el agua con suspensión de finos. Las bombas de recolección y retorno deben considerar esta condición.

• Mantener permanentemente actualizados los Planes de Emergencia.

• Fomentar capacitaciones al personal profesional y técnico de los depósitos.

• Avanzar en materias de adaptación tecnológica, escalamiento e innovación (geofísica, supresores, electrocinética, SCPT, representación espacial de propiedades en los depósitos de relaves, otros)

• En un futuro próximo, las comunidades podrán ver el control de operación y ser parte de los

planes de cierre de los depósitos.

• En resumen, trabajar para reducir la distancia entre el diseño y la operación.