Cómo prevenir los fallos de flujo en las presas de relaves

Es el título del artículo de Roberto L. Rodríguez Pacheco, coordinador del consejo científico de Minería Circular, que acaba de publicar la revista del 1º cuartil, Mine Water and the Environment

El artículo, en el que han colaborado Ángel Brime, Ana Vanessa Caparrós y Alberto Alcolea, director técnico y docentes de Minería Circular, se basa en el estudio pormenorizado de 67 presas de relaves situadas todas ellas en España.

Las investigaciones realizadas por Roberto L. Rodríguez Pacheco y su equipo a lo largo de más de 10 años, han proporcionado los siguientes resultados:

1. Las presas de relaves son una alternancia de capas sedimentarias con comportamientos geomecánicos contractivos y dilatatorios.

2. Los relaves se saturan rápidamente pero drenan unas 10 veces más lentamente, debido a la alta capacidad de retención de agua los relaves (2–300 MPa).

3. El esfuerzo efectivo debido a la carga estática o dinámica debe acercarse a 0.

4. El esfuerzo de cizallamiento debe exceder el esfuerzo de cizallamiento residual de los relaves.

Roberto Lorenzo Rodríguez Pacheco
LOGO SPRINGER

Enlace al artículo completo.

Presa relaves Alcoa. San Cibrao (España)

Evolución espacio-temporal de una presa de relaves activa con importante concentración de eflorescencias en superficie. Estéril de almacenamiento debido al proceso Bayer de extracción de Aluminio, San Cibrao, Galicia, España

Los resultados obtenidos indican que el grado de saturación es el parámetro más influyente, ya que controla en gran medida la estabilidad de la presa. A continuación, está el coeficiente de presión de poro, que controla la estabilidad geotécnica, ya que cuando excede de 0,5 (Sr = 0,7), el factor de seguridad disminuye drásticamente.

Por tanto, el control del grado de saturación de los relaves es fundamental para prevenir las fallas de la presa, y puede lograrse utilizando un sistema de doble drenaje, uno para los materiales de la fundación no consolidados y otro para los relaves.

Conclusiones

Antes de que se produzca un fallo de flujo en una presa de relaves deben cumplirse simultáneamente cuatro condiciones en el tiempo y en el espacio:

  1. Los relaves deben experimentar un comportamiento contractivo.
  2. Los relaves deben estar totalmente saturados (Sr ⋍ 1).
  3. La tensión efectiva debida a la carga estática o dinámica debe aproximarse a 0.
  4. La tensión de corte debe exceder la tensión de corte residual de los relaves.

Por tanto, y dado que las fallas de flujo de las presas de relaves debido a la licuefacción ocurren casi instantáneamente y en condiciones no drenadas, las acciones de gobernanza, industria y fiscalizadores deben centrarse en reducir la entrada de agua en la presa de relaves.

El requisito clave es que el balance de agua debe ser siempre negativo, la entrada debe ser inferior a la salida. Un sistema de doble drenaje facilitaría la eliminación del agua. El riesgo de rotura de la presa se reduce drásticamente por debajo del 80% de saturación de los relaves.