La aplicación de estudios geológicos, sísmicos y ambientales mejoran el diseño y la estabilidad de las escombreras y pozas de relaves

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05 Mayo, 2017

La estabilidad y el funcionamiento son las principales inquietudes al momento de estructurar una poza de relaves.

La construcción de escombreras y pozas de relaves se llevan a cabo para optimizar la gestión en el manejo de elementos como los estériles o escombros  y relaves, lo cuales vienen a ser los residuos sólidos más importantes que se producen durante la actividad minera. Antes de iniciar su elaboración, resulta indispensable realizar estudios relacionados con su estabilidad y funcionamiento como los análisis geológicos, hidrogeológicos, sísmicos y ambientales.

“Las prácticas actuales en el manejo de residuos sólidos en la industria apuntan hacia dos direcciones: por un lado la minimización y el aprovechamiento de residuos; por otro el tratamiento y la disposición final. La primera es, hasta cierto punto, una actividad constante en minería, ya que se mantiene latente el interés por reducir la relación estéril/mineral por razones de costo, de la misma manera que las principales empresas continúan buscando el perfeccionamiento de un método que permita aumentar la recuperación del mineral en el proceso de beneficiado”, declara el especialista de la Cámara Minera del Perú, Vidal Navarro Torres.

El método más común de manejo de residuos sólidos en minería es la disposición controlada. Los escombros se disponen generalmente en pilas y ocasionalmente se colocan nuevamente en la mina, este vendría a ser el mejor procedimiento, ya que minimiza consecuencias ambientales como la erosión acelerada y el impacto visual, y facilita la recuperación del área. El problema es que en la mayoría de las configuraciones de mina, esta práctica no resulta factible y los estériles tienen que ser  localizados fuera del tajo. Una manera interesante para el manejo de estériles es emplearlos para la construcción de diques o rellenos. Por el contrario, cuando son arrojados a los valles o laderas suelen causar la contaminación química de las aguas superficiales y subterráneas.

Los relaves pueden ser objeto de disposición superficial, subterránea o subacuática. El método más empleado para su control es la disposición en cuencas formadas por pozas de relaves. Las represas son construidas normalmente en valles y pueden ser de dos tipos principales: de tierra, que se construyen con material de préstamo (eventualmente estéril de la mina),  y relleno hidráulico, elaboradas con los mismos desechos.

Para realizar un diseño adecuado, tanto de escombreras como pozas de relaves, será necesario el conocimiento de las propiedades del cimiento. En este sentido también resulta  importante establecer, tanto la localización como la calidad del agua subterránea para poder predecir los impactos ambientales y establecer los programas de vigilancia adecuados.

Hay que señalar que para la elaboración de escombreras y pozas de relaves es necesario realizar una serie de estudios y análisis. Entre estos tenemos la evaluación geológica, que sirve para representar la litología, mineralización, alteración u otro tipo de característica geológica del macizo rocoso. Entre los tipos de modelos encontramos el litológico, que atiende a parámetros como el color de la roca matriz, el tamaño del grano, que es un elemento esencial en la caracterización de la textura de la roca.

También involucra la meteorización, la cual hace referencia a las alteraciones que cambian las características de la roca y modifican sus propiedades como la porosidad, permeabilidad, deformidad y resistencia. Esto puede ser influenciado por agentes como la temperatura y la humedad. Una de las metodologías que se pueden emplear para realizar este estudio es la proyección de polígonos.

También resulta importante elaborar el análisis hidrogeológico de la zona, para conocer la interacción del agua, proveniente del subsuelo y de escorrentía (superficial), que va a penetrar en la zona de interés. Por lo tanto, resulta necesario realizar un balance hídrico para conocer el caudal del elemento líquido existente. Es necesario evaluar la corriente de agua activa, la probabilidad de inundaciones, caracterización del uso de los recursos hídricos, es decir, qué cantidad será destinada al consumo humano y a otras actividades como el riego, la caracterización de las aguas subterráneas, para conocer el sentido en el que fluyen  y determinar zonas de drenaje donde el 100% de la precipitación probable drenaría sin problemas en las presas.

Otro factor que se debe tomar en cuenta al momento de elaborar el diseño de escombreras y pozas de relave son las condiciones sísmicas de la zona, teniendo en cuenta que en la mayoría de los casos estos elementos se convierten en causa de derrumbe o colapso de las estructuras. Para evitar esto, se realiza un estudio en base a registros realizados históricamente. Hay que tener en cuenta que las fallas producidas por estas causas tienen severas consecuencias como la pérdida de vidas humanas, perjuicios económicos y daños al medio ambiente.

Entre los factores que afectan la estabilidad física tenemos: los latentes  movimientos telúricos, el potencial de licuación de los suelos, el método de diseño y construcción, la metodología empleada para el análisis sísmico, el potencial de flujo por deformación  y las medidas de remediación que se tomarán.

Existen tres métodos para la seguridad sísmica de las escombreras y presas de relave: el método de las aguas-abajo, aguas-arriba y la edificación de línea central. La presa más segura es aquella edificada con la técnica aguas-abajo, donde se utiliza arena compactada y ciclonaje. Este método, junto con el de línea central, es de los más estables ante la actividad sísmica. El único que presenta un alto grado de vulnerabilidad es el de aguas-arriba, porque la práctica consiste en la ubicación de los diques de arranque sobre el material de partículas granulares de relave, lo cual lo hace más vulnerable. El Perú es un país que se ubica en el llamado “Cinturón de fuego del Pacífico”, una región donde el movimiento de placas tectónicas es habitual, por lo tanto, en ese territorio resulta poco recomendable el empleo de esta modalidad.

Un ejemplo de una poza de relaves bien estructurado lo encontramos en Chile, puntualmente en el depósito El Mauro de Minera Los Pelambres, donde se ha comprobado que después de haberse producido el terremoto de 8,3 grados que remeció al país sureño durante la tarde del pasado 16 de septiembre del presente año, personal de la mina pudo comprobar, después de una exhaustiva revisión con piezógrafos y acelerógrafos e instrumentación de monitoreo permanente que mantiene la compañía, que la estabilidad física de la poza y su muro principal no presentaron daños en su estructura, además indicaron que las instalaciones se movieron de acuerdo a los parámetros de diseño establecidos.

Otra de las preocupaciones importantes es la realización de un análisis de los impactos ambientales, dirigido a predecir las consecuencias que la ejecución y posterior desarrollo de una actividad humana puede producir en el entorno donde se localiza la explotación, con la finalidad de establecer medidas preventivas y de control que hagan posible el desarrollo de la actividad sin perjudicar la estabilidad del entorno natural.

Entre los efectos que se producen puede estar la pérdida total o parcial de un suelo productivo, de una especie animal o vegetal, o el deterioro de un paisaje. Entre las medidas correctoras que se establecen tenemos, la creación de sistemas de drenaje, adopción de medidas que eviten la producción de polvo, y los programas de  revegetación con especies autóctonas de los ecosistemas afectados.

La fase final de este estudio corresponde a dos apartados: el plan de abandono y recuperación de la explotación, y el programa de seguimiento y control. En el primero se elabora una relación detallada de las labores que se deberán realizar para recuperar el área que ha resultado alterada. Mediante el programa de seguimiento y control se pretende controlar el cumplimiento de todas las medidas correctoras indicadas en la evaluación original.