Los depósitos de relaves son obras de ingeniería que contienen los relaves que son generados en los procesos productivos de la industria minera, los cuales actualmente deben ser almacenados. Todos se construyen de forma tal que impida que el relave fluya a otras áreas distintas a las del sitio autorizado.
Para mayor información se presentan las características generales, específicas o las asociadas a su entorno más cercano.
¶Características generales de los depósitos de relaves
Relave: suspensión de sólidos en líquidos, formando una pulpa, que se generan y desechan en las plantas de concentración húmeda de especies minerales que han experimentado una o varias etapas en circuito de molienda fina (Decreto Supremo N°248, 2007).
Depósito de relaves: toda obra estructurada en forma segura para contener los relaves provenientes de una planta de concentración húmeda de especies de minerales (Decreto Supremo N°248, 2007).
Estados de los depósitos de relaves:
Depósito activo: aquel que no ha completado su vida útil, encontrándose en operación, y del que se tiene conocimiento de su titular.
Depósito inactivo: aquel que ha completado su vida útil pero no ha tenido un plan de cierre de acuerdo con la ley y la regulación, y del que se tiene conocimiento de su titular.
Depósito abandonado: aquel que ha completado su vida útil pero no ha tenido un plan de cierre de acuerdo con la ley y la regulación, y del que no se tiene conocimiento de su titular.
Tipos de depósitos: actualmente, existen varios tipos de depósitos de relaves, que varían según la cantidad de agua que acompaña al relave (es decir, la densidad del relave), y según la forma de contener el depósito. Según el Decreto Supremo N°248, los tipos de depósitos de relaves son:
Tranque de relaves: depósito en el cual el muro de contención es construido por los sólidos más gruesos del relave una vez compactados, mientras que los sólidos más finos, denominados Lamas, se depositan en la cubeta del depósito. El proceso de separación de los sólidos gruesos y finos se realiza en un equipo llamado Hidrociclón mediante impulsión por flujo de agua.
Embalse de relaves: depósito en el cual el muro de contención es construido con tierra y rocas aledañas (material de empréstito) y se encuentra impermeabilizado tanto en el coronamiento como en su talud interno. También se llaman embalses de relaves a aquellos depósitos ubicados en alguna depresión del terreno en que no se requiere construcción de un muro de contención.
Relaves en pasta: depósito que contiene relaves con abundantes partículas finas y bajo contenido de agua, de modo que la mezcla tenga una consistencia espesa, similar a una pulpa de alta densidad.
Relaves espesados: depósitos que contiene relaves los cuales previamente han sido sometidos a un proceso de sedimentación en equipo denominado Espesador, que favorece la sedimentación de los sólidos y la acumulación de agua en superficie, permitiendo retirar una parte importante del agua contenida, la cual posteriormente puede ser reutilizada en el proceso minero.
Relaves filtrados: depósitos similares a los relaves espesados, pero estos contienen menor cantidad de agua, gracias a un proceso de filtrado, se asegura una humedad menor al 20%.
Los tranques y embalses de relaves son conocidos como depósitos convencionales, mientras que los depósitos de relaves en pasta, espesados o filtrados, se conocen como no convencionales.
Regulación de los depósitos de relaves en Chile: los depósitos de relaves en Chile actualmente se encuentran regulados por el Decreto Supremo N°248 - Reglamento para la aprobación de proyectos de diseño, construcción, operación y cierre de los depósitos de relaves, del Ministerio de Minería, publicado en el Diario Oficial el 11 de abril de 2007 (https://www.bcn.cl/leychile/navegar?idNorma=259901).
Institución a cargo de la fiscalización del diseño, construcción, operación y cierre de los depósitos de relaves: la institución a cargo es el Servicio Nacional de Geología y Minería (Sernageomin), a través del Departamento de Depósitos de Relaves, el Departamento de Gestión Ambiental y Cierre de Faenas y el Departamento de Seguridad Minera y Fiscalización.
¶Características específicas de los depósitos de relaves
Las partes de un depósito de relaves son:
Muro de contención: obra de ingeniería que permite contener los relaves que se descargan en el depósito, es decir, delimita la cubeta.
Muro de partida: muro de contención considerado al inicio de la operación del depósito de relaves.
Muro final: muro de contención considerado al final de la operación del depósito de relaves.
Cubeta: volumen físico disponible para el depósito de los sólidos finos del relave (lamas) y del agua contenida. En la cubeta, el agua se localiza en la Laguna de Aguas Claras.
Talud: inclinación del muro de contención
Material de empréstito: tierra y rocas aledañas al depósito
Laguna de aguas claras: volumen de agua que se encuentra en la cubeta, el cual se forma debido a la sedimentación o decantación de los sólidos finos (lamas).
Playa activa: zona donde se descargan los relaves en la cubeta, se le denomina playa porque usualmente esta seca en la superficie y se asemeja a una playa de arenas finas.
Coronamiento: parte superior del muro de contención, muy cercano a la horizontal.
Altura de coronamiento: elevación del coronamiento del muro de contención, expresada en metros sobre el nivel medio del mar (m.s.n.m).
Ancho de coronamiento: distancia transversal del coronamiento del muro de contención, según los vértices que definen el inicio y término de los taludes aguas arriba y aguas abajo en un perfil transversal específico, expresada en metros sobre el nivel medio del mar (m.s.n.m).
Revancha: menor diferencia entre la cota del coronamiento y la cota de la superficie del agua de la laguna de aguas claras, que se produce en los tranques y embalses de relaves, expresada en metros sobre el nivel medio del mar (m.s.n.m).
Sistema de drenaje: método utilizado para retirar el agua del interior del muro del depósito, con el objetivo de deprimir su nivel.
Canal de contorno: canal de desvío de las aguas de la cuenca que captan y desvían las escorrentías superficiales, impidiendo el ingreso a la cubeta del depósito de relaves.
Capacidad: volumen de depósito autorizado por el Servicio Nacional de Geología y Minería (Sernageomin).
Vida útil: tonelaje/volumen máximo que puede almacenar un depósito de relaves de acuerdo a su resolución ¿expresado en años?
¶Características del entorno de los depósitos de relaves
Aguas circundantes: cuerpos de agua ya sean subterráneas o superficiales que se encuentran en los alrededores de un depósito de relaves y que pueden ser susceptibles de afectación, ya sea a través de infiltraciones y/o descargas.
Características climatológicas y geológicas que pueden representar un riesgo para los depósitos de relaves
Lluvia: evento meteorológico asociado a la precipitación de gotas de agua.
Nevazón: evento meteorológico asociado a la precipitación de cristales de hielo.
Terremoto: movimiento de la Tierra causado por la brusca liberación de energía acumulada durante un largo periodo de tiempo.
Vientos fuertes: evento meteorológico asociado a una corriente de aire que se produce en la atmósfera por causas naturales.
Zona de influencia: sector que se localiza tras la última obra de control de infiltraciones del depósito, en el sentido de escurrimiento de las aguas, identificado como aguas abajo.
Zona sin influencia: sector sin influencia directa del depósito de relaves, por ejemplo, aguas arriba.
La estabilidad física de un depósito de relaves hace referencia al estado de equilibrio estructural en el que se encuentra, y por ende libre de perturbaciones capaces de generar fallas, deslizamientos, desprendimientos o liberación de los relaves depositados.
Sin embargo, existen múltiples condiciones naturales y antrópicas que pueden perturbar este estado y en última instancia significar la liberación de los relaves fuera del depósito. Las principales situaciones en lo que esto ocurre son:
Rebalse del relave (RE) que ocurre cuando el volumen de entrada de relaves o agua a la cubeta del depósito, excede su capacidad, por lo que produce la liberación del material por sobre el coronamiento y el talud aguas abajo del muro de contención. Esta situación puede llegar incluso a generar una brecha en el propio muro.
Erosión interna del depósito (EI) debido a la pérdida de material en la parte interior del muro de contención o del suelo del depósito, que puede llegar a generar conductos por los que pueden circular los relaves o el agua.
Inestabilidad de los taludes (IT)del muro de contención que puede llegar a generar deslizamientos por el aumento de fuerzas desestabilizadoras con respecto a las resistentes. Esto va a depender principalmente, de la geometría del muro o de las propiedades físicas y mecánicas de los materiales que forman el depósito, entre otros.
¶Monitoreo de la estabilidad física de un depósito de relaves
El Observatorio Nacional de Relaves (ONR) monitorea la estabilidad física de los depósitos de relaves activos mediante el Índice de Estabilidad Física (IEF), cuyos objetivos son:
Identificar y monitorear una serie de parámetros críticos que determinan la estabilidad física de un depósito de relaves, de acuerdo con el actual marco regulatorio nacional, las mejores prácticas internacionales y las recomendaciones de la autoridad.
Centralizar toda la información de monitoreo en una única plataforma, manteniendo un registro histórico de todos los eventos anómalos ocurridos durante la operación, documentos de respaldo del diseño y planos As-Built.
Integrar modelos (numéricos, empíricos y analíticos) que permitan efectuar una evaluación integral de la estabilidad física del depósito.
Identificar y registrar eventos irregulares durante la operación (monitoreo cualitativo y cuantitativo) de modo de entregar recomendaciones generales para un adecuado proceso de gestión y control.
Comunicar el desempeño del depósito de relaves de acuerdo a las variables monitoreadas para responder de manera efectiva a las situaciones que pudieran poner en peligro su estabilidad física.
El Índice de Estabilidad Física (IEF) es un estándar desarrollado por el Observatorio Nacional de Relaves (ONR) que realiza dos tipos de evaluaciones: (1) evaluación cualitativa y (2) evaluación cuantitativa. Entre ambas son monitoreados un elevado número de parámetros con relación directa sobre la estabilidad física de los depósitos de relaves. A continuación se muestran los parámetros considerados en cada una de las evaluaciones.
La evaluación cualitativa del IEF supone el monitoreo periódico de 46 parámetros, relacionados con: (a) la propia vulnerabilidad física del depósito de relaves: 9 parámetros (Tabla 1); y (b) la existencia de factores que pueden llegar a producir una falla en el depósito: 37 parámetros (Tabla 2). Esta evaluación se efectúa con la información que el operador recopilada en las inspecciones de rutina llevabas a cabo en el depósito de relaves.
TABLA 1. Parámetros considerados para la evaluación de la vulnerabilidad física (VF) del depósito de relaves (Evaluación cualitativa del IEF).
VF- 01
Situación operacional actual: abandonado, cerrado, en operación.
Tipo de relave depositado: convencional, espesado, pasta, filtrado.
VF- 04
Elementos de gobernanza: no definida, sí definida, con al menos uno, dos, tres o más de los elementos del sistema de gobernanza.
VF- 05
Instrumentación operativa: sí, no.
VF- 06
Exposición a crecidas de ríos y/o aluviones: sí, no.
VF- 07
Exposición a acumulación de escorrentías: sí, no.
VF- 08
Exposición a remoción en masa del terreno natural: sí, no.
VF- 09
Diseños actualizados: sí, no.
TABLA 2. Parámetros considerados para la evaluación de factores con potencial de generar fallas en el depósito de relaves (Evaluación cualitativa del IEF).
Desviaciones de diseño (DD): inspección visual diaria orientada a la identificación temprana de problemas en el diseño del depósito de relaves. Considera el monitoreo de 8 parámetros, entre los que se encuentran la superficie del muro y cubeta del depósito, el coronamiento o la ubicación y tamaño de la laguna entre otros.
DD-01 Superficie del muro y cubeta del depósito.
DD-02 Instalación y estado de la geomembrana.
DD-03 Altura del coronamiento.
DD-04 Revancha operacional e hidráulica.
DD-05 Ancho de coronamiento.
DD-06 Inclinación del talud aguas abajo y aguas arriba del muro.
DD-07 Ubicación y tamaño de la laguna.
DD-08 Materiales apropiados.
Eventos gatilladores (EG): inspección visual diaria de la presencia de algún fenómeno o intervención de tipo natural u operacional que puede afectar a la estabilidad física de un depósito de relaves. Considera el monitoreo de 26 parámetros, entre los que se encuentran fallas en el sistema de recuperación de aguas claras, fallas en los sistemas de drenaje o aparición de filtraciones en el muro de contención, entre otros.
EG-01 Distribución inadecuada de lamas o de relave en el interior de la cubeta.
EG-02 Falla del sistema de recuperación de aguas claras.
EG-03 Falla o bloqueo del vertedero de emergencia.
EG-04 Modificación de la cota de operación del vertedero de emergencia.
EG-05 Falla o bloqueo de los canales perimetrales.
EG-06 Reducción del prisma resistente en el pie del muro.
EG-07 Deslizamiento superficial de un sector del talud del muro.
EG-08 Asentamientos diferenciales en el muro del depósito.
EG-09 Falla en sistema de drenaje.
EG-10 Detección de material particulado a la salida del sistema de drenaje.
EG-11 Problemas de estabilidad de los estribos del muro.
EG-12 Aparición de filtraciones o humedad en el muro del depósito.
EG-13 Aparición de una subsidencia o socavón en el muro.
EG-14 Aparición de una subsidencia o socavón en la cubeta del muro.
EG-15 Aparición de grietas en el muro del depósito.
EG-16 Inicio de lluvia.
EG-17 / EG-18 Deslizamiento inminente hacia el interior de la laguna.
EG-19 Sismo leve (Terremoto).
EG-20 Sismo fuerte (Terremoto, se cumple que el operador no se puede mantener en pie).
EG-21 / EG-22 Remoción en masa de terreno natural hacia el muro o hacia sectores críticos.
EG-23 / EG-24 Deslizamiento significativo de material superficial del muro que afecta la geometría de los taludes.
EG-25 / EG-26 Rebalse de lamas o aguas claras
Pronóstico meteorológicos (PM): verificación diaria de la existencia de pronósticos meteorológicos que pudieran afectar al depósito de relaves, que considera el monitoreo de 3 tipos de eventos meteorológicos.
PN-01 Nevazón.
PN-02 Vientos fuertes.
PN-03 Lluvia.
2. La evaluación cuantitativa del IEF supone el monitoreo periódico de 30 parámetros (Tabla 3), considerados como parámetros críticos, que verifican la condición física del depósito de relaves. También se monitorean las tendencias de estos parámetros en relación a los valores umbrales establecidos por la legislación chilena, el diseño del depósito de relaves y las mejores prácticas operacionales existentes. Estos parámetros son registrados manual (instrumentos de medición manual) o automáticamente (instrumentos conectados en línea, sensores), con el nivel de frecuencia, precisión y densidad instrumental requeridos para cada uno de ellos.
TABLA 3. Parámetros críticos (PC) que verifican la condición física del depósito de relaves (Evaluación cuantitativa del IEF).
PC-01
Altura del muro.
PC-16
Estado del vertedero de emergencia.
PC-02
Ancho de coronamiento.
PC-17
Nivel freático en la cubeta.
PC-03
Talud del muro.
PC-18
Presión de poros (muro y suelo de fundación).
PC-04
Pendiente de playa.
PC-19
Intensidad de lluvia.
PC-05
Distancia mínima entre el muro y la laguna de aguas claras.
PC-20
Potencial de rebalse.
PC-06
Deformación del suelo de fundación.
PC-21
Distribución granulométrica del material del muro.
PC-07
Deformación del muro.
PC-22
Densidad del material del muro.
PC-08
Deformación del coronamiento.
PC-23
Aceleración sísmica.
PC-09
Grietas.
PC-24
Estudio del umbral de revancha mínima.
PC-10
Humedad.
PC-25
Rigidez y resistencia al corte del muro.
PC-11
Subsidencia o socavones.
PC-26
Caracterización geotécnica adecuada del suelo de fundación.
PC-12
Integridad de los estribos.
PC-27
Resistencia al corte de los relaves en cubeta (relaves espesados).
PC-13
Revancha hidráulica.
PC-28
Cumplimiento de las características de diseño del sistema de drenaje.
PC-14
Revancha operacional.
PC-29
Integridad del sistema de drenaje.
PC-15
Tonelaje de relaves depositados.
PC-30
Turbidez del sistema de drenaje.
Además, la evaluación cuantitativa permite verificar el estado de una serie de condiciones específicas que combinan parámetros críticos con la presencia de ciertos eventos, los cuales según la literatura, pueden conducir a las fallas más comunes asociadas a los depósitos de relaves. El IEF define un total de 12 escenarios de falla típicos, de los cuales 6 se producen por inestabilidad de taludes (IT), 3 por erosión interna (EI), y 3 por rebalse (RE). La definición de cada una de estas fallas se encuentra en la primera parte de este apartado.
El Observatorio Nacional de Relaves (ONR) comunica los resultados del Índice de Estabilidad Física (IEF) a la autoridad, a las compañías mineras y a las comunidades, mediante la comunicación de alertas, que son avisos del estado en el que se encuentra la estabilidad física de un depósito de relaves.
El sistema de alertas funciona como un semáforo mostrando un color para cada uno de los avisos que se emite. Las alertas pueden ser de tres tipos:
Alerta preventiva temprana (semáforo verde) cuando la estabilidad del depósito de relaves no se encuentra afectada.
Alerta amarilla (semáforo amarillo) cuando la estabilidad física del depósito de relaves puede verse comprometida debido a la existencia de situaciones anormales en alguno de los parámetros que se monitorean.
Alerta roja (semáforo rojo) cuando la estabilidad física del depósito de relaves se encuentra en una situación crítica y se requiere la evacuación de las comunidades de las zonas aledañas a las zonas definidas como seguras por la autoridad y la compañía minera.
Estas alertas son gestionadas por el Servicio Nacional de Geología y Minería (SERNAGEOMIN), que trabaja en conjunto con la Oficina Nacional de Emergencia del Ministerio del Interior (ONEMI), además de otras autoridades competentes.