PRESAS DE RESIDUOSJuan Ramón García Lumbreras Recursos naturales y su gestión Ingeniería Técnica de minas exp. Explotaciones 1 INDICE INTRODUCCION FACTORES LOCALES DE UBICACIÓN CARACTERISTICAS DE LOS LODOS CARACTERISICAS DE LOS EFLUENTES MÉTODOS CONSTRUCTIVOS Y DE DISEÑO RESTAURACION Y ABANDONO DE PRESAS DE RESIDUOS ACONDICIONAMIENTO PARA LA RECUPERACION Y ABANDONO DE PRESAS BIBLIOGRAFIA 2 . 1. por lo que bastante proyectos el impacto sobre viabilidad económica es muy importante. INTRODUCCION La función principal de estas estructuras consiste en almacenar permanentemente los estériles y retener temporalmente los efluentes líquidos de las plantas de tratamiento.Los propios residuos se utilizan como material de construcción del dique. en algunos casos. Se diferencia de las presas de tierra y escollera en: . Actualmente el porcentaje de los costes de almacenamiento de los residuos de las plantas con respecto a los costes totales de operación en están próximos al 20%. se realizaban las operaciones de manera intuitiva. Cuando esos efluentes contienen contaminantes toxicos.Se construyen por etapas.Las presas de residuos almacenan tanto sólidos como líquidos. .. las presas deben ser diseñadas para albergar el agua durante un largo periodo de tiempo. y que anteriormente .Suelen requerir modificaciones en el diseño En las dos ultimas décadas se ha progresado mucho en el diseño de las presas de residuos en lo relativo a la hidrogeología y geotecnia. . hasta que se degraden las sustancias químicas permiciosas o hasta que se evapore el agua. . Existen dos factores que han contribuido de manera notable en la mejora de calidad y diseño y operación de las presas de residuos: Las exigencias de seguridad La protección ambiental 3 . 2. yq que es necesario satisfacer requerimientos ambientales y de seguridad para lo que es preciso tener encuenta factores tales como la geología . las presas se construían en áreas que se seleccionaban siguiendo únicamente dos criterios: Condiciones topográficas favorables Proximidad a las plantas de tratamiento.A través de un curso natural de agua (río o arroyo).Depósitos circulares o en U. geologia y sismicidad: al contruirse una presa debe considerarse la sismicidad del area y la proximidad a fallas potencialmente activas permeabilidad: la permeabilidad puede tener un peso importante sobre los costos de construccion y sobre la eleccion de la area si el drenaje de los efluentes es inadecuado desde un punto de vista ambiental otros factores locales: las precipitaciones anuales y la evaporacion influyesn sobre la cantidad de agua almacenada en las presas Tipos de depósitos: 1.2. el clima .FACTORES LOCALES DE UBICACIÓN En el pasado . 3. el tamaño de la presa es gobernada por: precio de los terrenos. topografia: es un factor basico ya que gobierna la altura y la dimensiones de las presas de residuos tamaño: en terrenos relativamente llanos que requieres diques en tes o cuatros lados. Hoy en dia tener encuenta solo esos dos criterios es impensable. 4.Sobre el talud de un cerro. precio de la restauracion final. necesidad y coste de la impermeabilizacion.En depresiones. la hidrogeología superficial y la disponibilidad de terrenos. 4 . 5 . Las represas van siendo construidas paulatinamente y elevadas conforme la cantidad de desecho a ser almacenada. Las arenas pueden ser utilizadas como material estructural del cuerpo del dique en tres métodos diferentes. pero sin embargo en muchas operaciones no es posible reutilizar todos los efluentes debido a la existencia de contaminantes químicos. de aguas arriba. 4. ya que determina sus posibilidades de aprovechamiento. Cuando la pulpa de desechos presenta una fracción arenosa es posible utilizarla como material de construcción de la represa. MÉTODOS CONSTRUCTIVOS Y DE DISEÑO. En todos los casos existe un dique inicial a partir del cual el cuerpo de la represa va siendo ampliado y su cima elevada. El lanzamiento de la pulpa se hace a partir de la cima de la represa por picos lanzadores llamados «spigots».CARACTERISTICAS DE LOS EFLUENTES En algunos casos se pueden recirculas los efluentes para volverse a utilizar en los procesos de tratamiento. En el método de aguas arriba los diques subsiguientes son construidos sobre la cuenca de desechos. Los lodos se transportan de forma hidráulica. Las características químicas y de degradabilidad de los residuos también juegan un papel importante en el diseño de las presas. como 6 .3.CARACTERISTICAS DE LOS LODOS Una de las características mas importante de los lodos es el tamaño de las partículas solidas. En la mayoría de los casos los estériles producidos presentan tamaños de partículas finas en el rango de las arcillas y limos. Estos métodos son mostrados en la figura 4. lo que puede hacerse con hidrociclones. siendo entonces necesario proceder a la evaporación del agua o al tratamiento de la misma 5. es preciso separar la arena de las fracciones granulométricas más finas. de aguas abajo y de la línea de centro. En este caso. mientras que las partículas finas permanecerán en suspensión en el agua y serán transportadas hacia la extremidad distal de la cuenca y solamente allí decantarán. lo que no sucede con las represas aguas arriba. la represa va avanzando aguas abajo a medida que toma altura. El cuadro 2 sintetiza las principales ventajas y desventajas de cada método. Como consecuencia de este proceso.En este esquema hay dos diques iniciales. y no siempre esta área está disponible. estos dos métodos requieren un área significativamente mayor que la del método de aguas arriba. filtrante. uno para contención de los desechos y otro de pie. El método de aguas arriba. El material puede ser compactado sin peligro. Se forma así una playa de arena en la porción proximal. Además. 7 . lo que podría resultar peligroso para la estabilidad de la estructura.construido al pie del futuro talud final aguas abajo de la represa. las partículas más gruesas sedimentarán más rápidamente. Una ventaja significativa del método de aguas arriba es el de necesitar poca cantidad de material. El material de construcción puede ser compactado. Una variante del método de aguas abajo es el de la línea de centro. que contendrá partículas finas en suspensión. resultando así una represa con excelentes condiciones de estabilidad a largo plazo. Este puede ser un factor importante cuando los desechos son finos pues al secarse podrán ser transportados por arrastre eólico. la represa va tomando altura sobre sedimentos gruesos y no sobre arcillas y sílices saturados de agua. en donde el talud sólo puede tener una nueva vegetación al final de la construcción. En el método de aguas abajo. llamado así porque el eje de la represa es mantenido en la misma posición mientras que ella es elevada. ya que no siempre se dispone de una cantidad suficiente defracción gruesa para construir una represa por el método de aguas abajo o por el de la línea de centro. Entre los dos puede construirse un tapete drenante con la finalidad de rebajar el nivel de agua en el cuerpo de la futura represa. con contaminación del aire. por otra parte. observándose una gradación granulométrica decreciente hasta la lámina de agua. pues puede resultar peligroso compactar el material de los diques sobre un substrato de finos saturados. puede tener el talud de aguas abajo con nueva vegetación a medida que fuere elevado. También en este caso hay un dique inicial impermeable y uno de pie.esa pulpa tiene distribución granulométrica en varias fajas. lo que no sucede con los otros métodos. siendo ampliadas a medida que el volumen de desechos para almacenar vaya creciendo. que es recirculada al proceso. la cima y un filtro. cuya función es la de transportar aguas abajo las aguas que convergen en la cuenca de desechos. provengan ellas de lluvias. que tiene por finalidad drenar el agua del interior del macizo de tierra manteniéndolo seco. de forma de quedar suficientemente distante del cuerpo de la represa y del punto de lanzamiento de la pulpa de modo de recoger agua clarificada. está compuesto por un canal excavado en suelo o roca. de modo que es común la situación en que sólo hay derramamiento cuando llueve continuamente. En modo diferente que en una represa convencional. Estas represas están constituidas por una fundación. pues muchas cuencas de desechos son también utilizadas como reservorios de agua industrial. (2) conjunto galería de fondo/galería de ladera: una galería de fondo se construye en la fundación de la represa con secciones de hormigón armado o de metal. un talud aguas arriba (que quedará en contacto con los desechos). 8 . el agua es recogida por una galería de ladera construida sobre la superficie natural del terreno donde serán almacenados los desechos. un talud aguas abajo. estos vertederos no siempre tendrán un funcionamiento continuo. debe ser concebido para ser operativo en las fases de operación y abandono de la represa. construido normalmente en uno de los lados de la represa. Los principales empleados en represas de desechos son los siguientes: (1) vertedero de superficie. Hay también diversos tipos de sistemas de vertederos. Todas las represas deben disponer de un sistema de vertedero. la galería de ladera va siendo ampliada a medida que la cota de llenado va subiendo.La figura 5 muestra una sección típica de una represa de tierra. Tales represas pueden también ser construidas en etapas. eventualmente revestido y que debe ser dimensionado para una creciente milenaria o decamilenaria. de infiltración subterránea o deescurrimiento superficial. (4) conjunto túnel/vertedero tipo tulipa: al contrario de la galería de fondo. se construye en el área de la cuenca una torre cuya cima se sitúa exactamente en la superficie de la lámina de agua. por eso debe ser utilizada en conjunto con un vertedero de superficie que garantizará el desagüe. 9 . El cuadro 3 muestra algunas ventajas y desventajas de los tres primeros sistemas devertederos. (5) bomba flotante: el agua clarificada es bombeada.(3) conjunto galería de fondo/vertedero tipo tulipa: en vez de la galería de ladera. es un sistema válido solamente durantela operación de la represa o de la mina. el agua deja el áreade la cuenca a través de un túnel excavado en una de las entradas de la represa. pues en la fase de abandono la estructura debe ser estable de forma auto-sustentable. por donde el agua clarificada fluirá hasta la galería de fondo. trae también problemas en caso de lluvias muy intensas. Figura 4 RESTAURACION Y ABANDONO DE PRESAS DE RESIDUOS estabilidad de las estructuras a largo plazo 10 . para granito deteriorado no deberá superar el 30%. 11 .2m a 0. Una experiencia práctica es poner un cubo de suelo de 5 cm de lado en agua. se puede estimar el talud a dar a la presa por la siguiente fórmula: c) Trabajos de drenaje: La presa llevará un filtro de drenaje en el talud de agua abajo: Adicionalmente seubicarán pozos de drenaje. Para presas muy grandes o altas la velocidad de elevación de presa que puede adoptarse como máximo varía de 0. El contenido de partículas de arcilla no deberá ser superior a 15%.3m / día. blankets o camas de arena.Procedimiento resumido para diseño Para proyectar el método de colocación de los materiales para construir una presade desechos mineros se deben seguir los siguientes pasos: a) Selección de los materiales: Estos deben poseer la propiedad de tener una rápida desintegración cuando son sumergidos en agua. b) Talud de la presa: Cuando los materiales de la presa están comprendidos entre los indicados en el punto anterior. rellenos de arena como así también zanjas.5m y 1. d) Control de la velocidad de sedimentación por transporte hidráulico: Se efectúa tomando capas comprendidas entre 0. a los 10 minutos deberá estar por lo menos 2/3 del volumen desintegrado.0m. Una capa se completa como máximo entre 1 y 3 días. RESTAURACION Y ABANDONO DE PRESAS DE RESIDUOS 6. Se deben efectuar mediciones constantemente durante la construcción para prevenir que la lechada sea demasiado espesa o demasiado fluida.1 PROTECION FRENTE A LOS PROCESOS EROSIVOS A LARGO PLAZO Son suceptibles de erosionares formando surcos y carcavas.e) Control de la densidad: De acuerdo a la experimentación.26%. Cuando se pretende restaurar una presas recion construida lo primero es drenar y desecar la misma. 6. f) En zonas sísmicas: El contenido de agua del cuerpo de la presa se reducirá al 24 . satisfaciendo los requerimientos de estabilidad. La presa en ese caso llega a estar uniforme y compactada. La disipación de la presión de poros deberá estar concluida en general a los 4 meses. el contenido de agua de la lechada debe estar alrededor del 37 a 42%. una vez superada esta etapa se procedera a la estabilizacion 12 . la erosión por accion del viento incide mas sobre las superficies planas de las presas mientras que la de tipo hidrico los hace sobre los taludes. erosión eolica desprazamiento del material como si fuera una duna. 13 .las chimeneas de drenaje deben elevarse.2 PROTECCION CON ESCOLLERA Es el método clásico que se emplea para estabilizar los taludes.Obras que se pueden llevar a caba para la clausura de una presa: . los coste por hectarea suelen ir entre 350 – 900 euros 6. . sirve para reintegrar paisajisticamente al entorno las presas de residuos y en ocasione darles un uso posterios 7 ACONDICIONAMIENTO PARA LA RECUPERACION Y ABANDONO Otra etapa importante en la recuperación es la de drenaje y consolidación. que ademas de reducir la accion erosiva del agua y el viento.3 ESTABILIZACION QUIMICA Se usa para evitar la formacion de polvo por la accion del viento. . . en general no puede considerarse como una proteccion permanete. 6.adición de esteriles puzolanicos a los residuos. -empleo de equipos de baja presion.6. -utilización de laminas geo textiles en las zonas de acceso. -modificación del proceso de tratamiento y transporte de lodos. Cuando el drenaje natural no es suficiente se pueden aplicar medidas especiales: -vertido de esteril rocoso.si el lugar es accesible cercar el area. el termino escollera incluye no solo los fragmentos rocosos mas gruesos sino incluso la grava y otros materiales como la escoria de fundición. consiste en revegetar.4 REVEGETACION es un metodo compatible con el anterior. . 14 . .las chimeneas de drenaje pueden clausurarse de manera definitiva.si los lodos sometidos a un proceso de arrastre y lavado exite riesgo de contaminacion se puede procder a colocar un tapon filtro de grava y escollera. Bibliografía MANEJO DE RESIDUOS SOLIDOS EN MINERIA GOOGLE APUNTES DE CLASE GESTION DE LOS RECURSOS MINEROS (LA RIOJA) 15 .