Construccion de Pila de Lixiviacion

GEOTECNIA AMBIENTAL LTDA. RAUL ESPINACE Y CIA. LTDA.

ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA EL DISEÑO DE PILAS DE LIXIVIACIÓN Y DEPÓSITO DE RIPIOS. PLANTA ENAMI EL SALADO

VALPARA ISO, SEPTIEMBRE 2006

GEOTECNIA AMBIENTAL LTDA. RAÚL ESPINACE Y CIA. LTDA.

INDICE 1. INTRODUCCION …………………………………………………………………………………………. 1 2. CARACTERIZACIÓN CARACTERIZACIÓN DE LA ZONA ZONA DE DE EMP LAZAMIENTO ……………….….. 4 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 2.5.

Antecedentes Antecedentes Antecedentes Antecedentes Antecedentes

generales……………………………. …..…………………………………………. generales…………………………….…..…………………………………………. geológicos…………………………..….…………………………………………… geológicos…………………………. .….…………………………………………… Hidrogeológicos…………………………………………………………………… Hidrogeológicos………………… ………………………………………………… Morfológicos………………………………………………………………………… Morfológicos……………………………… ………………………………………… Climatológicos…………………………..………………………………………… Climatológicos………………………….. …………………………………………

4 5 6 7 8

3. ENSAYOS DE CARACTERI ZACION ZACION GEOTECNI GEOTECNI CA …………..……………………… 10 3.1. 3.1.1. 3.1.2. 3.2. 3.2.1. 3.2.2. 3.2.3.

Ensayos en terreno……………………………………. terreno…………………………………….………………………………………… ………………………………………… Estratigrafías………………………………………………...………………………………………… Estado de compacidad……………………………… compacidad………………………………..……….……………………………… ..……….………………………………… … Ensayos de Laboratorio…………………………….…………………… Laboratorio…………………………….…………………………………………….. ……………………….. Granulometría……………………………………………...………………………………………… Granulometría……………………………………………... ………………………………………… Límites de Atterberg……………………………………. Atterberg…………………………………….………………………………………… ………………………………………… Máxima densidad compactada……………….………………………… compactada……………….……………………………………………… ……………………

10 11 17 18 18 19 19

4. CARACTERÍ STICAS Y PR OPI EDADES GEOTÉCNICAS DEL SUBSUELO 20 5. DISEÑO DE LAS PI LAS DE LIXI VIACI ÓN ……………………………………………… 5.1. Descripción……………………………………….…………………………..………………………… 5.2. Diseño de las pilas de lixiviación……………………….……… lixiviación……………………….…………………………………… …………………………… 5.2.1. Disposición de los ripios………………………………………….…… ripios………………………………………….……………………………… ………………………… 5.2.2. Zanjas de conducción de lixiviados……………………………………… lixiviados………………………………………………………… ………………… 5.3. Preparación del fondo…………………………………… fondo……………………………………..……………………………………… ..……………………………………… 5.4. Obras asociadas……………………………………….… asociadas……………………………………….………..…………………………………… ……..…………………………………… 5.4.1. Vías de acceso internas………………………………….………… internas………………………………….…………………………….………… ………………….………… 5.4.2. Sistemas de impermeabilización basal………………………………………… basal…………………………………………………… …………

6. ANÁLI SIS DE DE LA ESTABILI ESTABILI DAD DE LAS PIL AS DE DE LIXI VIA CION 6.1. 6.2 6.3. 6.4. 6.5. 6.6. 6.7. 6.8.

Comportamiento mecánico y modo de falla…………………………………………… Hipótesis de cálculo………………………………… cálculo……………………………………….…………………..………………… …….…………………..…………………… … Perfil de análisis………………………………………. análisis……………………………………….…………………………………..………… …………………………………..………… Aceleración máxima y coeficiente sísmico de diseño…………….……………… Método de cálculo adoptado……………………………………………… adoptado…………………………………………………………………… …………………… Factor de seguridad adoptado………………………………………… adoptado…………………………………………………..…………… ………..…………… Parámetros resistentes considerados……………………………………… considerados……………………………………….…………… .…………… Resultados obtenidos del análisis de estabilidad de taludes…………………

7. DISEÑO DISEÑO DEL DEPOSITO DE RIP IOS 7.1. Estratigrafias………………………………………………………….……………………………… 7.2. Ensayos de laboratorio………………………………….……… laboratorio………………………………….……………………………………… ……………………………… 7.2.1. Granulometría………………………………………….. Granulometría…………………………………………...………………………………………… .………………………………………… 7.2.2. Límites de Atterberg……………………………………. Atterberg…………………………………….………………………………………… ………………………………………… LOS ACACIOS 1977, TEL.: (32)48 05 92 VIÑA DEL MAR - CHILE [email protected]

21 21 21 21 22 22 23 23 23 26 26 26 27 27 27 28 28 29 31 32 33 33 33 2


7.2.3. Máxima densidad compactada……………….………………………… compactada……………….……………………………………………… …………………… 7.3. Diseño del deposito de ripios………………………..…… ripios………………………..………………………………………… …………………………………… 7.4. Antecedentes constructivos……………………………. constructivos…………………………….……………….……………………… ……………….……………………… 7.5. Especificaciones técnicas sistema de impermeabilización……….…….. impermeabilización……….……..……… ……… 7.5.1. Preparación de superficies………………………… superficies…………………………………………………..…………………… ………………………..…………………… 7.5.2. Sistema de impermeabilización……………………… impermeabilización……………………………………………..………………… ……………………..………………… 7.5.3. Características e instalación de geomembranas……………………………… geomembranas……………………………………… ……… 7.6. Diseño geométrico depósito de ripios………………….…………… ripios………………….…………………………………… ……………………… 7.7. Capacidad volumétrica de depositación……………….…. depositación……………….….……………………………… ……………………………… 7.8. Análisis de estabilidad del nuevo depósito de ripios de lixiviación………… 7.8.1. Introducción……………………………… Introducción……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……… 7.8.2. Comportamiento mecánico y modos de falla…………………………………………… 7.8.3. Hipótesis, criterios y consideraciones de análisis………………….………………… 7.8.4. Escenarios de análisis……………………………………………… análisis……………………………………………………………………………… ……………………………… 7.8.5. Perfiles considerados para la geometría proyectada……………………………… 7.8.6. Cálculo de estabilidad del nuevo depósito de ripios………………………………… 7.9. Obras asociadas………………………………………………. asociadas………………………………………………..……………………………………… .……………………………………… 7.9.1. Vías de acceso…………………………………………… acceso…………………………………………………………….…………………………… ……………….…………………………… 7.9.2. Manejo de aguas superficiales y lixiviados remanentes………………………… 7.9.3. Gaviones de protección…………………………… protección…………………………………………………………………………… ………………………………………………

33 34 35 35 35 36 36 36 38 39 39 39 40 41 41 42 48 48 50 53

8 . ACCIONES DESTINADAS AL CIERRE Y ABANDONO DE LOS 55 DEPOSITOS……………………………………………………………………………………….………. 8.1. Introducción……………………………………………………………….…………… Introducción………………………… …………………………………….……………………………… ………………… 55 8.2. Plan de cierre depósito de ripios…………………………..………… ripios…………………………..…………………………………… ………………………… 55 8.3. Resumen de medidas para el cierre y abandono de los depósitos de 56 ripios de lixiviación………………………………………………….………………………………… ANEXO A. Estudio Hidrológico zona de emplazamiento nuevo depósito de ripios de lixiviación ANEXO B. Resultados análisis estabilidad de taludes, escenarios 1, 2 y 3

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1.

INTRODUCCIÓN

La Empresa Nacional de Minería (ENAMI), a través del Sr. David Olguin A., Administrador de la Planta ENAMI El Salado, solicitó a esta consultora, la realización del “Estudio Geotécnico para el diseño de pilas de lixiviación y depósito de ripios. Planta ENAMI El Salado”. La planta ENAMI – El Salado, se encuentra ubicada a 170 km al norte de la ciudad de Copiapó, en la carretera que une las ciudades de Chañaral y Diego de Almagro, en la III Región de Atacama. Esta planta, que procesa minerales oxidados, se encuentra en operación desde el año 1929, procesa 30.000 ton/mes de mineral. Según información de ENAMI, los minerales extraídos de alrededor de 60 yacimientos de la zona son tratados en la Planta, sometidos a un proceso de lixiviación en pilas dinámicas durante 60 días. Terminado este proceso, los ripios son enviados a un depósito de ripios, ubicado en el sector norte al interior de la planta. Para el caso del presente estudio aún no se ha definido el área de emplazamiento de los futuros depósitos de ripios de lixiviación que se produzcan. La Planta Salado produce en la actualidad aproximadamente 400 t/mes de cátodos de cobre, en un proceso hidrometalúrgico de tecnología limpia, que obtiene cobre de alta pureza. Para la operación del año 2006, se proyecta la puesta en marcha de un proyecto de ampliación de la Planta LIX-SX-EW para producir hasta 800 t/mes. Las pilas de lixiviación proyectadas, se emplazarán aproximadamente a 2 kilómetros al oeste de la Planta y ocupa una extensión de 90.000 m2. Por lo anterior, es que el presente estudio tiene por objetivo generar los antecedentes geotécnicos necesarios para evaluar la estabilidad global que presentan las pilas de lixiviación proyectadas y generar antecedentes preliminares para los depósitos de ripios lixiviados. Se han utilizado como antecedentes para la elaboración de este estudio, referencias aportadas por el mandante sobre los ripios y un plano topográfico, además de información obtenida de visitas a terreno y análisis geotécnicos efectuados en terreno y en laboratorio. Entre la bibliografía y los principales antecedentes que han sido empleados para el desarrollo de este estudio, se encuentran: − Plano “CONFECCION TERRAZAS P. LIXIVIACIÓN SECTOR P. LIXIVIACIÓN. EL SALADO”. Febrero 2006. ENAMI − “Estabilidad de Taludes de Pilas en Canchas de Lixiviación Impermeabilizadas Desde el Diseño, hasta la Operación y Clausura”. Breitenbach, A.J. GFR Engineering Solutions, Vol. 22, Nº 1. Enero 2004. − “Aspectos Geotécnicos en el Diseño de Pilas y Botaderos de lixiviación”. Bard et al. 2004. V Congreso Chileno de Ingeniería Geotécnica. Octubre, 2004. − GRIEM (1997-2005): Museo Virtual de la Región Atacama (geovirtual.cl)


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− Revista Geográfica de Chile, Instituto Geográfico Militar, III Región de Atacama, 1986. − http://ssn.dgf.uchile.cl, − “Estudio Geotécnico Disposición de Residuos Provenientes del Proceso de Lixiviación Ampliación Planta SX-EW Planta Salado ENAMI”. Centro de Asistencia Técnica Escuela de Ingeniería en Construcción PUCV, mayo de 2002. − “Caracterización Geotécnica de Interfaces de Materiales Granulares y Geomembranas”. presentada en el 4° Congreso Chileno de Ingeniería Geotécnica. Andrade et al. 1997. − “State of the Practice Review of Heap Leach Pad Design Issues”. Smith. M y Thiel. P, 2001. − “Geología de Chile”. Jorge Muñoz Cristi, Ed. Andrés Bello 1973.

El estudio de las características y propiedades geotécnicas de los ripios que conformarán las pilas de lixiviación, se realizó a partir de antecedentes preliminares suministrados por el mandante y la topografía entregada, de febrero 2006. Complementariamente, se diseñó un programa de ensayos de terreno consistente en la ejecución de calicatas semi-profundas y obtención de densidades in-situ, todo ello en lugares representativos de los sectores en estudio. En los puntos seleccionados se tomaron muestras representativas, las que fueron llevadas al laboratorio para la determinación de las propiedades índices (Granulometría, Límites de Atterberg) y de compacidad (Proctor Modificado). Con los antecedentes geotécnicos obtenidos de los ensayos, se procedió a la evaluación de la estabilidad de taludes del depósito actual y del proyectado, mediante el empleo de métodos estáticos y pseudo-estáticos, utilizando como herramienta el software Slope/W. A partir de información geotécnica generada y el diseño geométrico de las pilas de lixiviación definido por ENAMI, se procedió a realizar la evaluación de la estabilidad mecánica del depósito bajo condiciones estáticas y sísmicas, considerando distintos escenarios de cálculo. Además se evaluaron los efectos que se generan tanto de la aplicación de una lixiviación secundaria como de precipitaciones sobre la masa de ripios y el efecto de “maduración” o “rigidización” que se generaría en este tipo de materiales a largo plazo, ante la ausencia de un elevado contenido de humedad. El presente Estudio se ha estructurado en seis capítulos de acuerdo al siguiente orden: •

En el capítulo 2, se presentan los principales antecedentes, relativos a la Planta ENAMI Salado, además de antecedentes geográficos, geológicos y sísmicos.

•

En el capítulo 3, se presentan los resultados de los ensayos geotécnicos realizados in situ y en laboratorio, para caracterizar el área en estudio.

•

En el capitulo 4, se detallan las propiedades geotécnicas del suelo de fundación de las futuras pilas de lixiviación.


5


•

En el capitulo 5, se describen los principales criterios de diseño y se aportan recomendaciones generales para la operación de las pilas de lixiviación, con el propósito de mantener la estabilidad dentro de rangos de seguridad aceptables.

•

En el capítulo 6, se presentan los resultados del análisis de la estabilidad de las pilas de lixiviación.

•

En el capítulo 7, se presenta el diseño del depósito de ripios con el análisis de la estabilidad de lo mismos. También se entrega información y el diseño de las obras asociadas, consideradas para la adecuada operación del depósito durante su vida útil y en la etapa de abandono.

•

En el capítulo 8, se entregan los principales lineamientos y acciones que se deben tener en cuenta al momento del cierre y en la etapa de abandono del depósito.


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2.

CARACTERIZACIÓN DE LA ZONA DE EMPLAZAMIENTO

2.1. ANTECEDENTES GENERALES. La planta Osvaldo Martínez de ENAMI, se ubica en la provincia de Chañaral, III región de Atacama, específicamente en la localidad de El Salado a 36 km del puerto de Chañaral y a 168 km al norte de la ciudad de Copiapó, en la carretera que une las ciudades de Chañaral y El Salvador, según se observa en la figura 2.1. Esta planta fue inaugurada en 1929, siendo el plantel más antiguo de la Empresa que aún se encuentra en operaciones. Su nombre recuerda a quien elaborara el proyecto que creó la Caja de Crédito Minero y además fuera su primer Director.

EL SALADO Figura 2.1. Ubicación de la zona de estudio. Fuente. Instituto Geográfico Militar. En la figura 2.2, se observa que la Planta ENAMI Osvaldo Martínez está ubicada a un costado del río Salado, además se puede visualizar la localidad de El Salado. Los minerales procesados por la planta son comprados a productores particulares, los cuales entregan sus minerales puestos en cancha de recepción, previo paso por báscula de pesaje. Desde las canchas el mineral pasa al proceso de chancado, donde el mineral es triturado en tres etapas (primario, secundario y terciario), donde el tamaño máximo de alimentación es de 15” y este es reducido hasta 100 % - ½”. El mineral triturado es trasladado (por correas transportadoras) hacia el tambor aglomerador donde se produce el curado acido mediante la adición de acido sulfúrico y agua, el mineral tratado a razón de 130 t/hora, es transportado mediante camiones hacia el sector de lixiviación, donde es cargado a pilas mediante un cargador frontal. En la etapa de lixiviación existen 4 terrazas, cada una consta de 9 pilas dinámicas. En estas pilas los minerales son atacados con soluciones acidas para así obtener soluciones ricas en cobre. Una vez concluido el periodo de LOS ACACIOS 1977, TEL.: (32)48 05 92 VIÑA DEL MAR - CHILE [email protected]

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drenaje de soluciones de la pila, esta es sometida a lavado y reposo, para luego ser retirados los ripios hacia el botadero central. La solución rica obtenida en la etapa de lixiviación, es alimentada hacia la planta de extracción por solventes donde es contactada en contra corriente con una resina orgánica selectiva para la extracción del cobre, etapa llamada de extracción (se realiza en equipos mezcladores decantadores), el siguiente paso dentro de esta planta es concentrar esta solución (etapa llamada de reextraccion) para obtener un electrolito rico en cobre, llamado electrolito rico, el cual alimenta la planta de electro obtención. La planta de electro obtención cuenta con 48 celdas electrolíticas, cada una de las cuales lleva inmersa 20 cátodos de acero inoxidable y 21 ánodos de Pb/Ca/Sn, es en estas celdas donde se produce la depositación del cobre mediante la acción de una corriente eléctrica en promedio de 10.800 A, para obtener una producción de 400 toneladas cátodos/mes de alta pureza. 2.2. ANTECEDENTES GEOLOGICOS. La zona correspondiente a la localidad de El Salado, se caracteriza por una fisiografía de valle transversal de pendientes medianas, perteneciente a formaciones de la cordillera costera del Jurásico Plutónico y Paleozoico Plutónico. Durante ese período se originaron formaciones rocosas del tipo hipoabisales e ígneas intrusivas graníticas de enfriamiento lento, entremezcladas con formaciones metamórficas hacia el sector costero como metareniscas, filitas, pizarras y esquistos, figura 2.3.

AREA EN ESTUDIO

Figura 2.2. Fotografía satelital de la Planta Osvaldo Martínez ENAMI El Salado Fuente: Google Earth, 2006 LOS ACACIOS 1977, TEL.: (32)48 05 92 VIÑA DEL MAR - CHILE [email protected]

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Por lo general, estos mantos rocosos corresponden a rocas sedimentarias marinas y continentales, con gruesas intercalaciones de rocas volcánicas silícicas a intermedias, las cuales forman basamentos de carácter impermeable lo que contribuye a que la zona obtenga una importancia hidrogeológica relativa, catalogada como nula por estudios realizados por la Dirección de Aguas del M.O.P. Las formaciones antes descritas, han sufrido durante largos períodos, procesos erosivos del tipo físico-químico, que han actuado sobre la roca madre produciendo una desintegración de ésta, básicamente por acciones de la gravedad; cambios de temperatura y del agua. Estos agentes erosivos han ocasionado grandes depósitos transportados de origen coluvioaluvial, que han conformado depósitos de potencias importantes de sedimentos de quebrada no consolidados, los cuales se han alojado en cotas inferiores de las quebradas de los cerros costeros.

Figura 2.3. Zona de estudio, Quebrada El Salado. Fuente. Departamento de Ingeniería de Minas, Universidad de Atacama. 2.3. ANTECEDENTES HIDROGEOLOGICOS La hidrología del sector en que se emplaza la zona en estudio, está determinada por el Río Salado o quebrada Del Salado, tal como se muestra en la figura 2.4, que desarrolla su cuenca exorreica en la porción norte de la Región de Atacama, con una extensión de 8.000 km 2 y una longitud de 175 km. La cabecera principal Del Salado, conocida como río de La Sal, tiene su origen en las vegas de Vicuña al pie occidental del cerro de Doña Inés, que viene a ser el extremo sur de la cordillera de Domeyko. Desarrolla su curso en un profundo cañón que por 50 LOS ACACIOS 1977, TEL.: (32)48 05 92 VIÑA DEL MAR - CHILE [email protected]

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km corre paralelamente al borde occidental del salar de Pedernales, que es una de las cuencas puneñas del extremo sur de este rasgo altiplánico. La proximidad entre este cañón y el salar es tan manifiesta que ha permitido la captación de aguas saladas de él. El Salado recibe en la precordillera andina varias quebradas, siendo la más importante la de Asientos, que cae desde el sur. Otro tributario es la quebrada de Chañaral Alto, en la cual se sitúa el antiguo oasis de Finca Chañaral y cuyas aguas fueron tomadas en un tiempo para el abastecimiento de bebida del puerto de Chañaral de Las Ánimas. Así, este río presenta habitualmente un cauce seco, en el cual suelen producirse escurrimientos esporádicos derivados de inviernos altiplánicos muy intensos, cuyas precipitaciones a veces alcanzan a la altitud de las nacientes de este río y de los tributarios del norte de Copiapó, como es la quebrada de Paipote.

Figura 2.4. Zona de estudio, Quebrada El Salado. Fuente. Instituto Geográfico Militar. 2.4. ANTECEDENTES MORFOLOGICOS En la región de Atacama se puede encontrar la típica morfología presente en Chile país como son las planicies litorales, la cordillera de la costa, la depresión intermedia y la cordillera de los Andes. El Salado está inserta en la Cordillera de la Costa que presenta Cerros de altura moderada (1000 m.s.n.m.) principalmente de rocas intrusivas cretácicas entre Copiapó hacia el océano Pacifico, figura 2.5.


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Figura 2.4. Morfología de la región de Atacama. Fuente. Departamento de Ingeniería de Minas, Universidad de Atacama. 2.5. ANTECEDENTES CLIMATOLOGICOS La Región de Atacama y especialmente las localidades de Caldera y El Salado, presentan climas desérticos pero el incremento de las precipitaciones hace que la condición de desierto no sea tan rigurosa, destacándose 3 condiciones climáticas: una en el sector costero, con influencias marítimas, otra en la pampa intermedia y por último el sector cordillerano con incremento de las precipitaciones y régimen térmico frío. El sector en estudio presenta un clima desértico normal, figura 2.5, presente en la mayor parte de la Región, cubriendo la zona que va desde donde comienzan las tierras altas de la cordillera hasta donde alcanza la influencia marítima intensa por el oeste. Desde Copiapó al norte se presenta una rigurosa sequedad, la que se evidencia en la localidad de El Salado. En la región, la amplitud térmica es mucho mayor que en el litoral, la diferencia entre el mes más cálido y el más frío es de 7° a 8º C, mientras que se estima inferior a 6º en la zona costera. Mucho mayor es la amplitud térmica diaria que alcanza del orden de 13º a 15º C, lo que es una buena muestra de la continentalidad. Las zonas con este clima se ubican bajo el nivel de la inversión de temperatura, con temperaturas moderadas y humedad suficiente para permitir la generación de algún tipo de vegetación de estepa en los sectores bajos. Con respecto a las precipitaciones, estas aumentan con la latitud y con la altura, concentrándose en los meses de invierno. Según estudios realizados por la DGA, específicamente los que entregan las intensidades pluviométricas para 1, 2 y 3 días del año 1991 (Mapa de Isoyetas), indican que la zona en estudio se caracteriza por registros de lluvias más bien bajos y clima clasificado como semidesértico. En la figura 2.6 se presentan las precipitaciones máximas en 24 horas para diferentes períodos de retorno.


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Figura 2.5. Clima presente en la Región de Atacama. Precipitaciones Máximas (mm) Período de Retorno (años) PT 24

T=5

T = 10

T = 20

T = 50

T = 100

13,12

20,00

27,18

36,20

43,12

Figura 2.6. Precipitaciones máximas localidad de El Salado. Fuente. Dirección General de Aguas.


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3.

ENSAYOS DE CARACTERIZACIÓN GEOTECNICA

La caracterización físico-mecánica de los suelos de fundación de las pilas de lixiviación se realizó a partir de una serie de ensayos in – situ y de laboratorio, que fue realizada el mes de julio del presente año. Esta caracterización contempló fundamentalmente la determinación de las propiedades físico-mecánicas de los ripios depositados en las pilas y el actual estado de compacidad que éstos presentan. En el anexo B se presentan los certificados de los ensayos realizados. 3.1.

ENSAYOS EN TERRENO

A partir de la información recogida en la campaña realizada en terreno por profesionales de la consultora e información aportada por ENAMI, se definió las zonas de prospección geotécnica con el objetivo de efectuar el estudio de las características físicas, además de las propiedades de infiltración y estado de compacidad de los suelos de fundación de las pilas de lixiviación. Se tomaron muestras representativas con el objetivo de determinar en laboratorio las propiedades índice de los materiales mediante, ensayos de caracterización física, correspondientes a granulometrías (LNV 105), Límites de Atterberg (NCh 1517) y Proctor Modificado (NCh 15434/2).

40.0000

P E N D .=

80.0000

80.0000

7 .2 0

Calic ata 5, DIS 6

9 6 0 0 . 6 5

P E N D .=

0 0 0 0 . 6 5

7 .2 0

TERRAPLEN EXISTENTE Ca lic at a 1, P1, DIS 1

0 0 0 0 . 3 4

9 9 7 2 . 2 3

Calic ata 2, DIS 2

Calic ata 3, DIS 3

Ca lic ata 4, P2, DIS 5 Ca lic ata 7, P3, DIS 4

ÁREA: 96.000 mt2

426.2068 POSTE

POSTE 2 0 8 . 2 7 1

CAMARA

CAMARA

POSTE CAMARA

CAMARA

PISCINA N°4

PISCINA N°3

Figura 3.1. Croquis ubicación de los ensayos in-situ.


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En la figura 3.1., se presenta un croquis de ubicación de los puntos donde se realizaron los ensayos y muestreos. Se realizaron ensayos de campo en el área de emplazamiento de las futuras pilas de lixiviación y además en una quebrada ubicada al norte del área en estudio. Los ensayos realizados incluyeron estratigrafías, densidades in situ con el método del cono de arena. 3.1.1. Estratigrafías La estratigrafía general del área en estudio fue definida a partir de la excavación de 6 calicatas ubicadas en la zona de emplazamiento de las terrazas o pilas de lixiviación proyectadas, figura 3.1. Las calicatas fueron realizadas desde el nivel de terreno hasta una profundidad mínima de 2,0 metros.

Figura 3.2. Calicatas realizadas en el área en estudio A partir de los resultados obtenidos se concluye, de manera general, que el horizonte 1 es igual en todas las calicatas y corresponde a un suelo de relleno, con compacidad suelta, se encuentra en estado seco en todo el estrato. En ninguna de las calicatas realizadas se observó la presencia de nivel freático. A continuación se presentan las características estratigráficas correspondientes a cada una de las calicatas realizadas. Calicata 1 La calicata fue excavada en promedio hasta la cota -2.00 m, respecto al nivel de terreno, figura 3.3. Horizonte 1: El espesor del estrato es de aproximadamente 25 cm, y está conformado por a rena gravosa, con arenas gruesas y medias, tamaño máximo 60 mm, granulometría estimada: 40% de gravas, 40% de arenas y 20% de finos, partículas de todas las angularidades (angulares, semi-angulares, redondeadas y semi-redondeadas), cementación débil, color café oscuro, sin olor, sin humedad, compacidad suelta, sin presencia de materia orgánica. El suelo fino presente tiene una baja plasticidad y dilatancia rápida in situ. Horizonte 2: El espesor del estrato es de aproximadamente 20 cm y esta constituido por limo gravoso, tamaño máximo de 40 mm, granulometría estimada: 40% de gravas, 10% de arenas y 50% de finos, partículas sub-redondeadas, nula cementación, color amarillo, con olor mineral, sin humedad, consistencia suave y estructura laminar. El suelo presentaba una plasticidad baja y dilatancia rápida in situ. Se puede concluir que el color del estrato, está relacionado con sulfatos de hierro existentes. LOS ACACIOS 1977, TEL.: (32)48 05 92 VIÑA DEL MAR - CHILE [email protected]

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Horizonte 3: El espesor del estrato es de aproximadamente 155 cm, apreciándose arena y grava de tamaño máximo 60 mm, granulometría estimada: 20% de gravas, 70% de arenas y 10% de finos, partículas sub-angulares, cementación débil, color café oscuro, sin olor, estrato húmedo, compacidad densa, sin presencia de materia orgánica.

Figura 3.3. Fotografía calicata Nº 1 Calicata 2 La calicata fue excavada en promedio hasta la cota -2.00 m, respecto al nivel de terreno, figura 3.4. Horizonte 1: El espesor del estrato es de 30 cm y está compuesto por grava arenosa, con arenas gruesas y medias, tamaño máximo 60 mm, granulometría estimada: 50% de gravas, 40% de arenas y 10% de finos, partículas de todas las angularidades (angulares, semiangulares, redondeadas y semi-redondeadas), cementación débil, color café oscuro, sin olor, sin humedad, compacidad densa, sin presencia de materia orgánica. El suelo fino presente tiene una baja plasticidad y dilatancia rápida in situ. Horizonte 2: El espesor del estrato es de 40 cm y está conformado por limo gravoso, con tamaño máximo de 40 mm, granulometría estimada: 40% de gravas, 20% de arenas y 40% de finos, partículas de todas las angularidades (angulares, semi-angulares, redondeadas y semiredondeadas), nula cementación, color amarillo, con olor mineral, sin humedad, consistencia suave. El suelo presentaba una plasticidad baja y dilatancia rápida in situ. Se puede concluir que el color del estrato está relacionado con sulfatos de hierro existentes. Horizonte 3: El espesor del estrato es de 155 cm y está compuesto por arena gravosa, tamaño máximo 60 mm, granulometría estimada: 30% de gravas, 50% de arenas y 20% de finos, LOS ACACIOS 1977, TEL.: (32)48 05 92 VIÑA DEL MAR - CHILE [email protected]

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partículas de todas las angularidades (angulares, semi-angulares, redondeadas y semiredondeadas), cementación débil, color café oscuro, sin olor, estrato húmedo, compacidad densa, sin presencia de materia orgánica.

Figura 3.4. Fotografía calicata Nº 2 Calicata 3 La calicata fue excavada en promedio hasta la cota -2.75 m, respecto al nivel de terreno, figura 3.5. Horizonte 1: El espesor del estrato es de 30 cm y está conformado por arena gravosa, con arenas gruesas y medias, tamaño máximo 50 mm, granulometría estimada: 30% de gravas, 50% de arenas y 20% de finos, partículas de todas las angularidades (angulares, semiangulares, redondeadas y semi-redondeadas), cementación débil, color café oscuro, sin olor, sin humedad, compacidad densa, sin presencia de materia orgánica. El suelo fino presente tiene una nula plasticidad y dilatancia rápida in situ. Horizonte 2: El espesor del estrato es de 85 cm y está compuesto por limo arenoso, con gruesos de tamaño máximo de 40 mm, granulometría estimada: 30% de arenas y 70% de finos, moderada cementación, color verde, con olor mineral, sin humedad, consistencia suave. El suelo presentaba una plasticidad baja y dilatancia media in situ. Se puede concluir que el color del estrato está relacionado con un suelo con presencia de sulfatos. Horizonte 3: Arena, tamaño máximo 60 mm, granulometría estimada: 10% de gravas, 70% de arenas y 20% de finos, partículas sub-angulares, cementación débil, color café oscuro, sin olor, estrato húmedo, compacidad densa, sin presencia de materia orgánica. El espesor del estrato es de 160 cm. LOS ACACIOS 1977, TEL.: (32)48 05 92 VIÑA DEL MAR - CHILE [email protected]

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Figura 3.5. Fotografía calicata Nº 3 Calicata 4 La calicata fue excavada en promedio hasta la cota -2.15 m, respecto al nivel de terreno. Se encontró un estrato de suelo mezclado con sal conocido en el lugar como Tertel, figura 3.6. Horizonte 1: El espesor del estrato es de 15 cm y está compuesto por grava arenosa, con arenas finas y medias, tamaño máximo 50 mm, granulometría estimada: 50% de gravas, 30% de arenas y 20% de finos, partículas angulares, cementación moderada, color café oscuro, sin olor, sin humedad, compacidad densa, sin presencia de materia orgánica. El suelo fino presente tiene una nula plasticidad y dilatancia rápida in situ. Horizonte 2: El espesor del estrato es de 180 cm y está conformado por arena limosa, tamaño máximo de 5 mm, granulometría estimada: 60% de arenas y 40% de finos, débil cementación, color café oscuro, sin olor, con humedad, consistencia dura. El suelo presentaba una plasticidad baja y dilatancia media in situ.


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Figura 3.6. Fotografía calicata Nº 4 Calicata 5 La calicata fue excavada en promedio hasta la cota -2.00 m, respecto al nivel de terreno. Existe una pequeña presencia de clastos de sobre 3” (80 mm), figura 3.7. Horizonte 1: El espesor del estrato es de 30 cm y está conformado por arena gravosa, con arenas finas y medias, tamaño máximo 70 mm, granulometría estimada: 30% de gravas, 50% de arenas y 20% de finos, partículas angulares, cementación moderada, color café oscuro, sin olor, sin humedad, compacidad densa, sin presencia de materia orgánica. El suelo fino presente tiene una nula plasticidad y dilatancia rápida in situ. Horizonte 2: El espesor del estrato es de 170 cm y está conformado por arena limosa, con presencia de clastos de tamaño máximo de 80 mm, granulometría estimada: 30% de gravas, 40% de arenas y 30% de finos, moderada cementación, color café oscuro, sin olor, con humedad, compacidad densa. El suelo presentaba una plasticidad nula y dilatancia rápida in situ.


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Figura 3.6. Fotografía calicata Nº 5 Calicata 7 La calicata fue excavada en promedio hasta la cota -2.10 m, respecto al nivel de terreno. El segundo estrato presentaba una mezcla de sal y arena (Tertel), el tercer estrato está compuesto arena con gravilla de canto rodado con presencia de humedad, con apariencia de material de lecho de río, Figura 3.7. Horizonte 1: El espesor del estrato es de 90 cm y está conformado por arena gravosa, con arenas gruesas y medias, tamaño máximo 40 mm, granulometría estimada: 50% de gravas, 30% de arenas y 20% de finos, partículas angulares, cementación débil, color café oscuro, sin olor, sin humedad, compacidad suelta, sin presencia de materia orgánica. El suelo fino presente tiene una nula plasticidad y dilatancia rápida in situ. Horizonte 2: El espesor del estrato es de 60 cm, está compuesto por arena salina, tamaño máximo de 20 mm, granulometría estimada: 20% de gravas, 60% de arenas y 20% de finos, partículas de todas las angularidades (angulares, semi-angulares, redondeadas y semiredondeadas), débil cementación, color gris, sin olor, sin humedad, compacidad densa. El suelo presentaba una plasticidad baja y dilatancia rápida in situ. Horizonte 3: El espesor del estrato es de 60 cm, se compone de arena limosa, tamaño máximo 5 mm, granulometría estimada: 70% de arenas y 30% de finos, cementación nula, color café oscuro, sin olor, estrato con humedad, compacidad densa, sin presencia de materia orgánica. LOS ACACIOS 1977, TEL.: (32)48 05 92 VIÑA DEL MAR - CHILE [email protected]

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Figura 3.7. Fotografía calicata Nº 7 3.1.2. Estado de compacidad El estado de compacidad del suelo de fundación de las pilas de lixiviación proyectadas, se determinó mediante ensayos in situ. Los ensayos se realizaron en diferentes puntos de la superficie que ocuparán las futuras pilas de lixiviación, figura 3.1. Los resultados obtenidos indican estados de compacidad para los suelos prospectados, entre 1,67 gr/cc y 2,47 gr/cc. En la tabla 3.1., se presentan los resultados obtenidos de todos los ensayos realizados. Cota Densidad Humedad Densidad (m) Húmeda (gr/cc) (%) Seca (gr/cc) Calicata 1 0,3 2,11 1,38 2,08 Calicata 2 2,0 1,72 2,56 1,67 Calicata 3 1,2 2,13 1,29 2,11 Calicata 4 0,3 1,81 2,81 1,76 Calicata 5 0,3 2,49 0,94 2,47 Calicata 7 0,3 2,16 1,40 2,13 Tabla 3.1. Densidades medidas en la zona de emplazamiento de las pilas de lixiviación Ubicación


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Figura 3.3. Toma de densidad in-situ. 3.2.

ENSAYOS DE LABORATORIO.

A las muestras de suelos extraídas del área en estudio se le realizaron ensayos de caracterización geotécnica como granulometría, límites de Atterberg, determinación de la máxima densidad compactada. 3.2.1 Granulometría Suelo

1

2

3

4

6

CALICATA 7 CALICATA 7 (-0,9 m) (-1,5 m) EMPRESTITO % QUE % QUE ASTM Nº % QUE PASA % QUE PASA % QUE PASA PASA PASA 3" 2 1/2" 100 2" 96 100 100 100 87 99 100 99 1 1/2" 96 86 95 99 96 1" 3/4" 91 84 94 98 94 3/8" 79 79 85 92 89 65 70 73 83 85 #4 # 10 51 58 62 72 71 29 29 45 61 29 # 40 14 13 19 47 11 # 200

Ubicación CALICATA 2

CALICATA 5

Tabla 3.4. Resultados ensayos granulométricos


21


3.2.2 Límites de Atterberg y clasificación del suelo Ubicación Calicata 2 Calicata 5 Calicata 7 (-0,9 m) Calicata 7 (-1,5 m) Empréstito

Limite Liquido (%) 19 22 19 20 24

Limite Plástico (%) 16 20 18 18 19

Índice de Plasticidad 3 2 1 2 4

Clasificación USCS SM (ML) SM (ML) SM (ML) SM (ML) SW SM-SC

Tabla 3.5. Resultados ensayos límites de consistencia 3.2.3 Máxima densidad compactada. La densidad seca máxima y la humedad óptima de los suelos muestreados, se obtuvo en laboratorio mediante el ensayo Proctor Modificado. En la tabla siguiente se presentan los resultados obtenidos:

Ubicación Calicata 2 Calicata 5 Calicata 7 Calicata 7 Empréstito

Cota Muestra (m) 1,0 1,0 0,9 1,5 0,0

Densidad Seca Máxima (gr/cc) 2,17 2,12 2,17 2,10 2,03

Humedad Optima (%) 7,6 8,3 7,7 9,6 11,0

Tabla 3.6. Resultados ensayos Proctor Modificado. Los resultados del grado de densificación del terreno son presentados en la siguiente tabla. Punto N° Ubicación DIS 1 DIS 2 DIS 3 DIS 5 DIS 6 DIS 4

Calicata 1 Calicata 2 Calicata 3 Calicata 4 Calicata 5 Calicata 7

Densidad Húmeda (kg/dm3) 2,11 1,72 2,13 1,81 2,49 2,16

Densidad Seca (kg/dm3) 2,08 1,67 2,11 1,76 2,47 2,13

Humedad Proctor Modificado % % 1,4 96 2,6 77 1,3 97 2,8 84 0,9 117 1,4 98

Tabla 3.7. Resultados determinación grado de densificación del terreno.


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4.

CARACTERISTICAS Y PROPIEDADES GEOTECNICAS DEL SUBSUELO

Los ensayos de campo y laboratorio realizados a los suelos muestreados en la zona en estudio permitieron determinar sus principales características y propiedades geotécnicas, de utilidad para estudiar las condiciones del suelo de fundación de las pilas de lixiviación proyectadas bajo condiciones actuales y futuras. El suelo natural donde se emplazarán las futuras pilas de lixiviación, presenta características bastante homogéneas. En general su conformación, como se indicó en el acápite anterior, es del tipo aluvio coluvial con un material consistente esencialmente en una grava areno limosa de color café claro, semi angular, con una humedad baja y compacidad media a alta en profundidad. Sus finos que no superan el 20%, son de baja a nula plasticidad. Su estructura es homogénea con baja cementación de partículas. Según la clasificación USCS este material se clasifica como SM (ML). El estado de compacidad actual del suelo de fundación, en general presenta valores superiores al 85% del Proctor Modificado. Durante la etapa explorativa no se ha detectado la presencia de niveles hidrostáticos o freáticos hasta las cotas prospectadas. En relación a la capacidad de soporte del suelo, considerando las características del material areno-gravoso algo limoso que compone la totalidad del subsuelo de fundación del terreno estudiado, se ha aplicado las metodologías propuestas por los autores Terzaghi, Peck y Meyerhof, para fundaciones de dimensiones corridas infinitas. Se recomienda considerar para el sello de fundación de las pilas de lixiviación, una cota correspondiente al nivel de terreno natural, estimándose las siguientes capacidades de soporte en el sello de contacto: Q admisible estática = 3.00 kg/cm 2 Q admisible dinámica = 3.90 kg/cm 2 Se ha considerado en este análisis para el subsuelo un ángulo de fricción interna de 35º y una densidad del igual a 1,80 (t/m3).


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5.-

DISEÑO DE LAS PILAS DE LIXIVIACIÓN

5.1.

DESCRIPCIÓN

En este capítulo se presenta el diseño geométrico de las pilas de lixiviación, considerando los principales aspectos técnicos, necesarios para satisfacer los requerimientos geotécnicos y ambientales que impone el proceso de lixiviación primaria. El sector ocupado por las pilas de lixiviación alcanza un área de aproximadamente 10 hectáreas y se encuentra ubicado a 2 km al norte de la planta ENAMI El Salado. En el sector en estudio se depositará material proveniente del proceso de chancado, que corresponde a un ripio arenoso. De acuerdo con lo anterior, el aspecto geotécnico que mayoritariamente se ha tomado en cuenta es el que busca asegurar una adecuada estabilidad física de las obras tanto en condiciones estáticas como dinámicas, mediante una adecuada caracterización de los materiales y empleando metodologías de diseño y software de apoyo. Con respecto a la permeabilidad del suelo superficial de fundación, a pesar que ella es alta, se ha estimado que los sellos de fondo compuestos por geosintéticos impedirán una contaminación del subsuelo. Se debe recordar que no existe presencia superficial de napa, por lo que el riesgo de una contaminación de aguas es muy bajo en el escenario de presentarse napas semi profundas y nulo de ser profundas. En el diseño de las pilas de lixiviación, se ha considerado una metodología similar a la que se aplica en otros depósitos de estas características, es decir un terraplén con taludes en altura, con impermeabilización de fondo en base a geomembranas de polietileno de alta densidad (HDPE) de espesores mínimos de 1,0 mm, que pueden ser lisas o texturadas. Además deberán existir drenes de fondo principalmente en base a pendientes hacia sistemas de evacuación de líquidos y de ahí a piscinas de recepción. Para la elaboración del diseño de las pilas de lixiviación se han considerado los antecedentes y proyecciones facilitadas por el ENAMI. 5.2.

DISEÑO DE LAS PILAS DE LIXIVIACION

5.2.1. Disposición de los ripios Por las condiciones topográficas del lugar, queda definida la disposición de los ripios en el denominado sistema de pilas, que consiste en disponer los residuos sobre la superficie de terreno natural, con posterioridad al retiro del material de relleno artificial que ocupa gran parte del área en estudio y que se ha presentado en los estudios estratigráficos. El área debe ser preparada dejando superficies relativamente llanas con pendiente suave, considerando la colocación de zanjas de intercepción, desvío de aguas lluvia y canales de conducción de los líquidos lixiviados desde los ripios depositados.


24


Con los antecedentes aportados por ENAMI, se resolvió la configuración que tendrá el depósito una vez completada su vida útil; para esto se fijaron las siguientes consideraciones: • • • •

Altura de las pilas de lixiviación igual a 2,0 m. Pendiente del talud de las pilas de lixiviación 1:1,5 (vertical : horizontal) Ancho medio de las pilas 19 m. Longitud media de las pilas 33 m.

5.2.2. Zanjas de conducción de lixiviados Al pie de los taludes de las pilas de lixiviación, se construirán zanjas para interceptar los lixiviados que se generen desde los ripios, por los procesos de lixiviación a que se sometan las pilas. Las zanjas deberán revestirse con un geomembrana de polietileno de alta densidad HDPE de 1,0 mm de espesor con sus uniones soldadas. La zanja deberá tener una sección libre de 0,80 m de ancho por 0,80 m de altura. Las zanjas de recolección del nivel basal deberán conducir los líquidos a una cámara receptora, ubicada en el punto más bajo del área en estudio, construida en hormigón armado, que tendrá la función de acumular los líquidos recepcionados para su posterior bombeo y acumulación. 5.3.-

PREPARACIÓN DEL FONDO

El emplazamiento del área ocupada por las pilas de lixiviación se encuentra definido en el plano topográfico que se adjuntan en anexos, donde se puede observar en planta las características geométricas generales de las pilas. El fondo del área a ocupar por las futuras pilas, deberá prepararse perfilando el suelo natural con el propósito de dejar las pendientes de 3% a 4% y superficies adecuadas. Todas aquellas áreas destinadas a servir de subrasante, una vez terminadas, deberán estar libre de residuos o materiales deleznables, orgánicos y/o degradables, manteniendo una superficie regular y horizontal. Una vez alcanzados los niveles de terreno proyectados, se procederá a nivelar y compactar la subrasante mediante un equipo de rodillo vibratorio de peso mínimo de 4.000 kg. El proceso de compactación se realizará hasta alcanzar una densidad seca no inferior al 90% de la D.M.C.S. según el Proctor Modificado (Nch 1534/2) ó el 70% de la Densidad Relativa (Nch 1726). Se incluirá en estos procesos todos aquellos rellenos que se confeccionen para la conformación de obras anexas. El material componente de estos rellenos, será el que provenga de los cortes realizados en los movimientos de tierras y se compactarán en capas horizontales de espesor no superior a 0,30 m. El material componente del subsuelo resulta adecuado para la construcción de obras de tierras y por lo tanto se podría emplear como empréstito, previa selección sobretodo en lo que se refiere a la eliminación de sobretamaños. Los suelos para obras anexas y rellenos, deben cumplir con las siguientes exigencias:


25


Banda granulométrica Malla 3” 2” 1” 3/8” Nº 4 Nº 10 Nº 40 Nº 200

% que pasa 100 80 - 100 55 - 100 40 - 70 35 - 65 20 - 50 10 - 30 0 -15

− Limites de consistencia Limite líquido no superior a 25 % Índice de plasticidad no superior a 6 % − Razón de soporte California (C.B.R.) % C.B.R. a 0.2” no inferior a 40 %

La construcción de rellenos o terraplenes deberá ejecutarse a través de capas horizontales superpuestas, de un espesor compactado no superior a 0,30 m, las cuales serán compactadas sucesivamente en todo su ancho hasta alcanzar una densidad seca uniforme no inferior al 95% de la D.M.C.S. del Proctor Modificado (NCh 1534/2) ó el 80% de la Densidad Relativa (NCh 1726). Para comprobar la correcta caracterización de los materiales utilizados y su grado de densificación alcanzado en la compactación, será necesario analizar y certificar aquellas especificaciones ya mencionadas, a través de un laboratorio acreditado, el cual actuará como ente asesor de la I.T.O. 5.4.

OBRAS ASOCIADAS

5.4.1. Vías de acceso internas El plan de operación de las pilas de lixiviación, deberá considerar vías de acceso al frente de descarga respectivo, las que deben mantenerse expeditas para el tránsito de maquinaria y camiones que se utilizarán en su construcción y operación. Todos estos caminos, deberán ser construidos sobre terreno natural. Ellos deberán ser perfilados con la maquinaria disponible, y se compactarán mecánicamente, en lo posible utilizando el tránsito de la maquinaria pesada de trabajo en la zona, hasta alcanzar niveles de compactación que permitan el transito expedito de los camiones cargados. 5.4.2. Sistemas de impermeabilización basal El área destinada al emplazamiento de las pilas de lixiviación cuenta con una superficie de aproximadamente 10 Ha. En esta zona se habilitarán planos con pendientes suaves, sobre los cuales se construirá el sistema de impermeabilización basal. LOS ACACIOS 1977, TEL.: (32)48 05 92 VIÑA DEL MAR - CHILE [email protected]

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En la construcción del sistema de impermeabilización se ha considerado la utilización de geosintéticos en el fondo del área de ubicación de los ripios, con el propósito de impedir que el flujo de líquidos que se generan por la humedad contenida en los ripios y los aportes externos de agua, infiltren el suelo basal y contaminen las zonas aledañas. Para el diseño del sistema de impermeabilización se consideró el diseño geométrico del depósito, y características geotécnicas del suelo y subsuelo. A continuación se detallan las características del sistema de impermeabilización basal, propuesto para las pilas de lixiviación. En la base del área de emplazamiento de las pilas, se habilitarán paños colindantes con pendientes suaves, en la cual debe estar emplazado el sello de fondo, dejando superficies libres de gravas angulosas con tamaño mayor a 3/8”. En caso de detectarse densidades naturales menores al 90% de la DMCS, se compactará hasta alcanzar dicho grado de compactación, mediante equipos compactadores adecuados. La carpeta de fondo deberá ser instalada sobre un material de relleno que asegure que no se producirán roturas de ésta por punzonamiento o desgarros originados por los esfuerzos de tracción a los que serían sometidas en estados de solicitación críticos. Para ello, en la superficie basal se empleará como capa de apoyo material arenoso asegurando por la vía del harneado la no existencia de cantos angulares en el material, que puedan dañar la geomembrana. Se recomienda que este material no contengan partículas mayores a 3/8“, con el objeto de asegurar su integridad. Todo esto, posterior a la nivelación superficial de la zona. Sobre la geomembrana, deberá colocarse una primera capa de arena de 30 cm. de espesor, también para evitar punzonamientos o desgarros de la geomembrana. En la tabla 5.1 se entrega el detalle de este sistema. ELEMENTO Suelo natural compactado

FUNCION Se realizará el nivelado y la compactación del suelo natural, eliminando materiales pétreos y orgánicos, para la colocación de sellos artificiales. Geomembrana de H.D.P.E. Geomembrana de HDPE de 1,0 mm con un coeficiente de permeabilidad de k=10-15 cm/seg. Carpeta operativa Se considera la colocación de una carpeta operativa de material inerte, preferentemente arena limpia de material granular grueso con un espesor mínimo de 0,30 m, la función será proteger el sistema de impermeabilización artificial debido al flujo vehicular de camiones durante la descarga. (Puede emplearse arenas de relaves existentes en el sector) Tabla 5.1. Sistema de Impermeabilización basal Sobre la superficie previamente aprobada, se colocará una geomembrana de HDPE de 1,0 mm de espesor, que se desplegará de forma tal que se minimicen las uniones de terreno. Las geomembranas de HDPE de 1,0 mm que se suministren deberán haber sido fabricadas con resinas vírgenes de alta calidad, mediante procesos de extrusión que permitan obtener tolerancias de espesor de +/- 7%. Tanto la calidad de las materias primas como los procesos de fabricación y colocación serán controlados y certificados. Entre estos procesos están los criterios de aceptación de las uniones y sus resistencias. Todos los procedimientos serán efectuados y controlados con criterios de aseguramiento de calidad, quedando ellos registros. LOS ACACIOS 1977, TEL.: (32)48 05 92 VIÑA DEL MAR - CHILE [email protected]

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Los rollos de geomembranas tendrán dimensiones tales que permitan minimizar uniones en terreno y se manipularán minimizando el riesgo de daños causados por abrasión, impactos, derrames de hidrocarburos o exposición prolongada a la radiación solar. Se descargarán de los camiones que los trasladen utilizando preferentemente un cargador frontal, que los colocará en las zonas donde se proyecta la instalación de los futuros depósitos.

Ripios

Carpeta Operativa y de Protección, 30 cm espesor Geomembrana HDPE de 1,0 mm Suelo nivelado y Compactado

Figura 5.7. Sistema de impermeabilización basal.


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6.

ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE LAS PILAS DE LIXIVIACIÓN

6.1.

COMPORTAMIENTO MECÁNICO Y MODO DE FALLA

El comportamiento mecánico mas desfavorable, correspondiente a una situación de corto plazo de las pilas de lixiviación del tipo dinámico (on-off) durante la fase operacional de 60 días, es definido principalmente por el estado de saturación que presenta la masa de minerales producto de la aplicación de las soluciones ácidas para la obtención de los óxidos de cobre. Esto genera micro-fisuras en las partículas de mineral produciéndose un efecto de “chancado químico”, el cual disminuye la distribución granulométrica aumentando el porcentaje de partículas finas (Bard et al. 2004). Este efecto disminuiría la permeabilidad del material y afectaría tanto el comportamiento tenso-deformacional como los parámetros resistentes básicos que gobiernan la respuesta mecánica de este tipo de materiales. Por lo anterior este efecto ha sido considerado como uno de los factores claves para la estabilidad mecánica de un depósito de ripios de lixiviación (Thiel. R & Smith. M, 2001). En este tipo de estructuras los deslizamientos más comunes presentan una morfología del tipo “bloque” o “cuña” superficial, los cuales son inducidos principalmente por la presencia de la interfase “mineral-geomembrana-suelo de fundación”, correspondiente a los sistemas de impermeabilización y recolección de los líquidos lixiviados. A nivel de parámetros resistentes la estabilidad mecánica de la superficie potencialmente deslizante se encuentra definida por el ángulo de fricción interna movilizado a grandes deformaciones, lo cual se traduce en una condición de estabilidad mecánica cercana a la condición de equilibrio límite. Por lo tanto, debido a esta condición es natural que se produzcan deslizamientos o derrames superficiales, los cuales no comprometen su comportamiento estructural ni el buen funcionamiento durante la fase operacional. (Bard et al. 2004). 6.2.

HIPÓTESIS DE CÁLCULO

A continuación se presentan las hipótesis adoptadas para analizar la estabilidad de taludes de las pilas de lixiviación que han sido proyectadas. −

El mineral a depositar en las pilas de lixiviación presenta una condición de homogeneidad e isotropía.

−

Las propiedades físicas y mecánicas del material experimentan una degradación de carácter progresivo, al momento de ser aplicada la solución ácida necesaria para la obtención de los óxidos de cobre.

−

El estado de saturación de las pilas de lixiviación sólo incrementa el peso de la masa potencialmente deslizante.

−

Las geomembranas que serán instaladas en la interfase con el suelo de fundación presentarán un funcionamiento ideal durante toda la vida útil de las pilas.


29


−

Las superficies preferenciales de deslizamiento, serán definidas por la interconexión basal a nivel de la interfase mineral-geomembrana-suelo de fundación.

6.3.

PERFIL DE ANÁLISIS

El perfil de análisis fue definido a partir de la información aportada por el mandante respecto a la configuración geométrica de las pilas proyectadas correspondientes a una superficie basal de 19 m de ancho y 33 m largo con una altura de 2 m, ver figura 6.1. La inclinación de los taludes considerada es 1:1,5 (V:H), la cual fue definida a partir de las recomendaciones de diseño para la construcción de este tipo de depósito (Breitenbach, 2004). A nivel basal de las pilas se consideró una interfase de 0,1 m de espesor.

Pila de lixiviación

Figura 6.1: Perfil tipo. Pilas de Lixiviación. 6.4.

ACELERACIÓN MÁXIMA Y COEFICIENTE SÍSMICO DE DISEÑO

Considerando que la Planta ENAMI El Salado se encuentra en la zona sísmica 3, de acuerdo a la zonificación establecida en la Norma Chilena (NCH 433. Of. 96), se consideró para el cálculo de estabilidad una aceleración máxima efectiva (A o) de 0,40g. Respecto al coeficiente sísmico de diseño (C.S) este fue determinado a partir de las recomendaciones de Bard et al. (2005) para este tipo de estructuras, las cuales proponen para estimar C.S la expresión obtenida por Saragoni (1993), para sismos de aceleración máxima inferior a 0.67g, obteniendo para el caso en estudio un valor igual a 0.15. 6.5.

MÉTODO DE CÁLCULO ADOPTADO

Actualmente el análisis de estabilidad de taludes en este tipo de estructuras es realizado empleando Métodos de Equilibrio Límite (MEL), procedimientos geotécnicos clásicos aceptados tanto por la práctica nacional como internacional. Considerando una condición de homogeneidad de los minerales depositados, las superficies potenciales de deslizamiento presentarían una morfología del tipo “bloque deslizante”, según el comportamiento observado in – situ que (Thiel. R & Smith. M, 2001), inducida por la presencia de la interfase a nivel basal mineral-geomembrana-suelo de fundación, la cual presenta parámetros resistentes inferiores respecto a los parámetros de la masa de mineral depositado. LOS ACACIOS 1977, TEL.: (32)48 05 92 VIÑA DEL MAR - CHILE [email protected]

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Por lo tanto, se ha optado por realizar una evaluación de la estabilidad de las pilas de lixiviación durante la fase operacional, empleando el método de equilibrio plástico-límite y bidimensional de Morgenstern-Price, bajo condiciones estáticas y sísmicas (análisis pseudos – estáticos), en el perfil tipo de la configuración geométrica propuesta. La herramienta de cálculo utilizada fue el software Slope/W (Geo-Slope Internacional, Ltd). 6.6.

FACTOR DE SEGURIDAD ADOPTADO

El factor de seguridad considerado como aceptable para pilas de lixiviación “on-off” durante la fase operacional es cercano a la unidad, correspondiente a una condición de equilibrio límite, el cual es definido principalmente por el ángulo de fricción interna movilizado a grandes deformaciones generadas durante la fase de depositación del mineral. 6.7.

PARÁMETROS RESISTENTES CONSIDERADOS

Los parámetros resistentes considerados en los análisis de estabilidad fueron obtenidos de las correlaciones de los ensayos realizados en este estudio; desde el informe “Estudio Geotécnico Disposición de Residuos Provenientes del Proceso de Lixiviación. Ampliación Planta SX-EW. Planta Salado – Enami” realizado en el año 2002 por esta consultora y desde publicaciones recientes referentes al comportamiento mecánico que presenta este tipo de materiales. Respecto a los minerales que conforman las pilas de lixiviación, en el informe señalado se realizó un ensayo de ensayo de corte directo CU en laboratorio sobre muestras correspondientes a la fracción arenosa y fina de ripios de lixiviación, descartándose todo el material sobre la malla #4. Los resultados obtenidos corresponden a un ángulo de fricción interna de 36° y una cohesión de 1,0 (ton/m 2). Sin embargo, el ángulo de fricción aumentaría al incorporar la fracción correspondiente al material sobre la malla #4, ya ésta le otorgaría una mayor trabazón entre partículas. Considerando lo anterior, para el presente estudio de adoptó un valor de 38º. Respecto a la cohesión, considerando el estado de saturación que se genera durante la fase de lixiviación de las pilas, se adoptó valor nulo. Los parámetros resistentes considerados en la zona de interfase corresponden a los obtenidos de las investigaciones realizadas por Andrade et al (1997), los cuales arrojaron como resultado que la interfaz crítica corresponde, por lo general, a la compuesta por ripios - geomembrana tipo HDPE liso en estado de saturación, la cual representaría la condición más desfavorable desde el punto de vista de resistencia mecánica. Los resultados obtenidos indican que para tal configuración el ángulo de roce esta dentro del rango 18º - 27º (valor residual y máximo) con cohesión nula. Considerando que los análisis de estabilidad fueron definidos para evaluar el comportamiento mecánico durante la fase operacional de las pilas y por ende un escenario a corto plazo, se adoptó un ángulo de fricción de 27º. Respecto al suelo de fundación los antecedentes indican que corresponde arenas gravosas limosas, con limos de baja compresibilidad. Los parámetros resistentes estimados corresponden a un ángulo de fricción de 35º y una cohesión nula. LOS ACACIOS 1977, TEL.: (32)48 05 92 VIÑA DEL MAR - CHILE [email protected]

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Parámetros Geotécnicos c (t/m2) γt (t/m3) φ’ 1.65 38 0 1.00 27 0 1.85 35 0

Material Pila Interfase Suelo de fundación

Tabla 6.1. Parámetros geotécnicos pila, interfase y suelo de fundación. 6.8.

RESULTADOS OBTENIDOS DEL ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES

Se puede deducir de los resultados obtenidos en los análisis de estabilidad de taludes, que en general las pilas de lixiviación dinámica proyectadas presentarían una situación de estabilidad estática adecuada. Se observan condiciones cercanas a la unidad e inferiores al equilibrio límite bajo condiciones sísmicas, sólo en condiciones extremas desfavorables y con deslizamientos de muy bajo riesgo. En las figuras 6.2 y 6.3 se presentan los resultados más desfavorables, obtenidos de los análisis de estabilidad actual correspondientes a un perfil tipo, bajo condiciones estáticas y sísmicas. 10 Proyecto Pilas de lixiaviación Dinámicas.El Salado Análisis de estabilidad de taludes Condición estática Septiembre 2006 Grupo de Geotecnia PUCV

Pila Wt: 16.5 Cohesion: 0 Phi: 38

8

Interfase Wt: 10 Cohesion: 0 Phi: 18

) 6 m (

Factor de seguridad: 1.012

Suelo de Fundación Wt: 18.5 Cohesion: 0 Phi: 35

a r u t l A 4


2 Suelo de Fundación

0

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Distancia (m) Figura 6.2: Superficie crítica potencial de deslizamiento de talud. Perfil tipo. Condición Estática. Método de Morgenstern-Price. LOS ACACIOS 1977, TEL.: (32)48 05 92 VIÑA DEL MAR - CHILE [email protected]

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10 Proyecto Pilas de lixiaviación Dinámicas.El Salado Análisis de estabilidad de taludes Condición sísmica Septiembre 2006 Grupo de Geotecnia PUCV

Pila Wt: 16.5 Cohesion: 0 Phi: 38

8

Interfase Wt: 10 Cohesion: 0 Phi: 18

) 6 m (

Factor de seguridad: 0.743

Suelo de Fundación Wt: 18.5 Cohesion: 0 Phi: 35

a r u t l A 4


2 Suelo de Fundación

0

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Distancia (m) Figura 6.3: Superficie crítica potencial de deslizamiento de talud. Perfil tipo. Condición Sísmica. Método de Morgenstern-Price. Estas zonas potenciales de falla obtenidas en condiciones extremas, representan los mecanismos de falla típicos para este tipo de depósitos caracterizados por cuñas deslizantes producto de la existencia de interfases a nivel del suelo de fundación. Si bien estos últimos resultados indican que los taludes se encontrarían actualmente en una situación cercana al equilibrio límite, el volumen deslizante asociado a estas potenciales superficies de falla no sería de magnitud importante. Según la experiencia nacional respecto a la estabilidad de este tipo de estructuras los resultados obtenidos son típicos para este tipo de estructuras construidas con materiales depositados por volteo, ya que los taludes adoptan en forma natural una pendiente definida por el ángulo de fricción interno movilizado a grandes deformaciones. Por lo tanto, según lo anterior las superficies de falla que podrían generarse sólo afectarían parcialmente el correcto funcionamiento durante la fase operacional de las pilas. Esta situación puede ser corregida fácilmente reordenando el material derramado mediante el uso de un cargador frontal.


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7.

DISEÑO DE LOS DEPÓSITOS DE RIPIOS

Con el propósito de generar antecedentes para del área que se pretende destinar para el depósito de los ripios que se retiren desde las pilas de lixiviación y de acuerdo a lo indicado por el mandante, se ha procedido a recopilar antecedentes básicos que permiten realizar el diseño geométrico y las especificaciones técnicas con las que debe cumplir este depósito. Para ello, el Sr. Rodrigo Valdés P., Ingeniero de la Planta EW, ENAMI, Salado, solicitó a esta consultora antecedentes geotécnicos, mediante la prospección de dos calicatas representativas. El área seleccionada por ENAMI para el emplazamiento del futuro depósito de ripios, se presenta en la figura 7.1 y corresponde a una quebrada ubicada al norte del área de emplazamiento de las pilas de lixiviación.

Emplazamiento futuro depósito ripios

Emplazamiento futuras pilas de lixiviación

Figura 7.1. Vista general del área de emplazamiento de las pilas de lixiviación y del emplazamiento del depósito de ripios. Fuente: Google Earth, 2006


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7.8.

ESTRATIGRAFIAS

Se realizaron estratigrafías en la zona de emplazamiento del futuro depósito de ripios, preseleccionada por ENAMI, en una quebrada ubicada al norte del área en estudio. Los antecedentes recogidos de las calicatas de exploración fueron los siguientes: Calicata 6(1) La calicata fue excavada aproximadamente hasta la cota -2.00 m, respecto al nivel de terreno. La estructura laminar de los estratos está dado por el origen aluvial, con muchos estratos con una pequeña altura. Presencia de Clastos en toda la calicata en su gran mayoría entre 4 a 6". Horizonte 1: El espesor del estrato es de 80 cm, está conformado por arena gravosa, con arenas gruesas y medias, tamaño máximo 40 mm, granulometría estimada: 30% de gravas, 50% de arenas y 20% de finos, partículas angulares, cementación débil, color café oscuro, sin olor, sin humedad, compacidad suelta, sin presencia de materia orgánica. El suelo fino presente tiene una nula plasticidad y dilatancia rápida in situ. Horizonte 2: El espesor del estrato es de 15 cm, está compuesto por arena limosa, tamaño máximo de 20 mm, granulometría estimada: 30% de gravas, 40% de arenas y 30% de finos, partículas sub-angulares, débil cementación, color café oscuro, sin olor, sin humedad, compacidad media. El suelo presentaba una plasticidad baja y dilatancia rápida in situ. Horizonte 3: El espesor del estrato es de 115 cm, se compone de arena gravosa, tamaño máximo 50 mm, granulometría estimada: 30% de gravas, 50% de arenas y 20% de finos, partículas sub-angulares, cementación débil, color café oscuro, sin olor, estrato sin humedad, compacidad moderada, sin presencia de materia orgánica. Calicata 6(2) La calicata fue excavada aproximadamente hasta la cota -2.00 m, respecto al nivel de terreno. La estructura laminar de los estratos está dado por el origen aluvial, son muchos estratos con una pequeña altura. Se aprecia presencia de clastos en toda la calicata en su gran mayoría entre 4” a 6". Esta calicata se excavó a 100 metros al norte de la calicata 6(1), observándose gran similitud entre los estratos debido a que los suelos presentes tienen el mismo origen. Horizonte 1: El espesor del estrato es de 80 cm, está compuesto por arena gravosa, con arenas gruesas y medias, tamaño máximo 40 mm, granulometría estimada: 30% de gravas, 50% de arenas y 20% de finos, partículas angulares, cementación débil, color café oscuro, sin olor, sin humedad, compacidad suelta, sin presencia de materia orgánica. El suelo fino presente tiene una nula plasticidad y dilatancia rápida in situ. Horizonte 2: El espesor del estrato es de 15 cm, está conformado por arena limosa, tamaño máximo de 20 mm, granulometría estimada: 30% de gravas, 40% de arenas y 30% de finos, partículas sub-angulares, débil cementación, color café oscuro, sin olor, sin humedad, compacidad media. El suelo presentaba una plasticidad baja y dilatancia rápida in situ. Horizonte 3: El espesor del estrato es de 115 cm, se compone de arena gravosa, tamaño máximo 50 mm, granulometría estimada: 30% de gravas, 50% de arenas y 20% de finos, LOS ACACIOS 1977, TEL.: (32)48 05 92 VIÑA DEL MAR - CHILE [email protected]

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partículas sub-angulares, cementación débil, color café oscuro, sin olor, estrato sin humedad, compacidad moderada, sin presencia de materia orgánica. 7.2.

ENSAYOS DE LABORATORIO.

Se tomaron muestras representativas con el objetivo de determinar en laboratorio las propiedades índice de los materiales mediante, ensayos de caracterización física, correspondientes a granulometrías (LNV 105), Límites de Atterberg (NCh 1517) y Proctor Modificado (NCh 15434/2). 7.2.1 Granulometría Suelo

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CALICATA 6 Ubicación (BOTADERO) ASTM Nº % QUE PASA 3" 2 1/2" 2" 1 1/2" 1" 3/4" 3/8" #4 # 10 # 40 # 200

100 96 87 83 74 64 54 24 7

Tabla 7.1. Resultados ensayos granulométricos

7.2.2 Límites de Atterberg y clasificación del suelo Ubicación Calicata 6 (botadero)

Limite Liquido (%) 20

Limite Plástico (%) 18

Índice de Plasticidad 2

Clasificación USCS SP SM(ML)

Tabla 7.2. Resultados ensayos límites de consistencia 7.2.3 Máxima densidad compactada. La densidad seca máxima y la humedad óptima de los suelos muestreados, se obtuvo en laboratorio mediante el ensayo Proctor Modificado. En la tabla siguiente se presentan los resultados obtenidos:


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Ubicación Calicata 6 (botadero)

Cota Muestra (m) 1,0

Densidad Seca Máxima (gr/cc) 2,12

Humedad Optima (%) 9,3

Tabla 7.3. Resultados ensayos Proctor Modificado. 7.3.

DISEÑO DEL DEPOSITO DE RIPIOS

Según lo indicado al inicio de este informe, la Planta Osvaldo Martínez, ENAMI El Salado incrementará su capacidad de producción de cátodos de cobre, lo que generará un aumento de los desechos provenientes del proceso. Por esta razón razón se ha propuesto en forma preliminar por parte de ENAMI la construcción de un nuevo depósito en la zona descrita en la figura 7.1. El terreno seleccionado se encuentra ubicado al norte del emplazamiento proyectado para las futuras pilas de lixiviación. En el sector en estudio se depositará material proveniente del proceso de lixiviación, el que corresponde a un ripio arenoso con finos, el cual es lavado en las pilas durante las primeras 24 hrs. posteriores al proceso de lixiviación y luego será mantenido a temperatura ambiente durante otras 24 hrs. más para ser secado, como se indicó al inicio del presente informe. Así, este residuo llega mas limpio a su lugar de depósito con una humedad estimada del orden de un 15%. Debido a esto, se ha trabajado la implementación de una metodología de colocación en terreno que permita la mayor evaporación de la humedad del material depositado, disponiéndolo, en lo posible, en capas de espesor reducido, zonas extensas y de altura uniforme. Con esto se intenta que la humedad final de los ripios antes de recibir la capa siguiente en el relleno no sea mayor al 5%, con lo cual los volúmenes de agua almacenada en el relleno serían lo suficientemente bajos para no generar pérdidas en la resistencia al corte de los materiales y mayores percolaciones hacia los puntos mas bajos de las áreas de depositación. De acuerdo con lo anterior, los aspectos geotécnico - ambientales que mayoritariamente se han tomado en cuenta para el diseño del futuro depósito, y que son parte importante en el desarrollo de este proyecto, son: asegurar una adecuada estabilidad física de las obras tanto en condiciones estáticas como dinámicas mediante una adecuada caracterización de los materiales y empleando metodologías de diseño y software de apoyo; reducir el eventual impacto de las aguas de percolación sobre el suelo de fundación por medio del secado de los ripios y la protección de la base de fundación; asegurar el mínimo impacto sobre la calidad del aire por medio de la humedad incorporada a los residuos y minimizar minimizar el impacto visual a través de las características topográficas que se dará al relleno. Con los antecedentes anteriores y en conocimiento que el suelo de fundación es de características semi permeables, se ha procedido a especificar las características de compacidad que debe tener dicho suelo de fundación y la preparación que se debe realizar al sello, para asegurar la estanqueidad de este, ante la posible re lixiviación por lluvias. Por tanto, es conveniente, para implementar el futuro depósito de ripios de lixiviación, incorporar las recomendaciones propuestas en el punto 5.3 y 5.4 del del presente informe. A partir de estos antecedentes y con el plano topográfico del sector en estudio, aportado por ENAMI, se ha procedido diseñar la geometría y analizar la estabilidad de los depósitos de ripios. LOS ACACIOS 1977, TEL.: (32)48 05 92 VIÑA DEL MAR - CHILE [email protected]

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Para esto, se consideraron las propiedades mecánicas de los ripios, determinadas en trabajos anteriores realizados por estos profesionales en Planta ENAMI Salado y del conocimiento del comportamiento geotécnico en proyectos similares. Complementariamente, se entregan recomendaciones generales de diseño y construcción de las obras asociadas, de forma que la seguridad del depósito no se vea afectada tanto en la etapa operación, como en la etapa de abandono. 7.4. ANTECEDENTES CONSTRUCTIVOS Para la construcción de los futuros depósitos, se recomienda disponer los ripios en forma progresiva, desde oriente a poniente, por capas y extendidos en zonas amplias, con el fin de provocar la evaporación del agua con la cual llegan a su disposición final (aproximadamente del orden de 15%). El material dispuesto, será compactado por el paso de los camiones que trasladan los ripios o con equipos de movimiento de tierras que sean utilizados en el proceso de construcción de las pilas de lixiviación. Como ya se mencionara, atendiendo a las características geotécnicas de los estratos que constituyen la fundación del depósito, se ha considerado como medida de amplia seguridad, la colocación de una geomembrana basal impermeable, para la recolección de las soluciones de lixiviación, evitando impactos negativos al medio ambiente. La geomembrana de fondo deberá ser instalada sobre un material de relleno que asegure que no se producirán roturas de ésta por punzonamiento o desgarros originados por los esfuerzos de tracción a los que podrían ser, sometidas en estados de solicitación críticos. Para ello, una primera alternativa es aplicar una capa de 20 cm de espesor de arena fina compactada, para lo cual se puede emplear el material denominado de empréstito, descrito en el punto 3.2, obtenido de un terreno de propiedad de ENAMI, ubicado aproximadamente a 7 km de la planta a un costado del camino hacia Chañaral. Una segunda alternativa es emplear como capa de apoyo, los propios ripios compactados en la medida que se asegure la no existencia de cantos angulares en el material, y no contengan partículas mayores a 3/8“, que puedan dañar la geomembrana. Sobre la geomembrana, se deberá colocar una primera capa de ripio mas fino, de 20 cm de espesor, con el propósito de evitar punzonamientos o desgarros de la geomembrana. También se puede emplear como capa de contacto con la geomembrana, material de arenas de relave existente en el sector y perteneciente a Enami 7.5.

ESPECIFICACIONES TECNICAS SISTEMA DE IMPERMEABILIZACION

7.5.1. Preparación de superficies El sello de fundación que recibe la geomembrana, se perfilará mediante trazas preferentemente rectas, dejando superficies libres de gravas angulosas con tamaño mayor a 3/8”. En caso de detectarse densidades naturales menores al 95% de la DMCS Proctor Normal, se compactará dicho sello de fundación hasta alcanzar el grado de compactación anterior, mediante el empleo de equipos compactadores adecuados.


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7.5.2. Sistema de impermeabilización Sobre la superficie previamente aprobada, se colocará una geomembrana de HDPE de 1,0 mm de espesor, la que se desplegará de forma tal que se minimicen las uniones de las láminas. 7.5.3. Características e instalación de geomembranas geomembranas Las geomembranas de HDPE de 1,0 mm que se suministren deberán haber sido fabricadas con materiales de alta calidad. Tanto la calidad calidad de las materias primas como los procesos de fabricación y el producto final serán controlados y certificados. Entre estos procedimientos están los criterios de aceptación de las uniones y las resistencias de ellas. Los rollos de geomembranas se manipularán minimizando el riesgo de daños causados por abrasión, impactos, derrames de hidrocarburos o exposición prolongada a la radiación solar. Se descargarán de los camiones que los trasladen utilizando preferentemente un cargador frontal o grúa de horquilla, que los colocará en las zonas donde se proyecta la instalación de los futuros depósitos. 7.6 DISEÑO GEOMÉTRICO DEPOSITOS DE RIPIOS El diseño geométrico del nuevo depósito de ripios de lixiviación fue proyectado a partir de la información topográfica aportada por el mandante a esta consultora, para la elaboración del presente estudio (Plano Confección Terrazas Pilas. Sector Piscinas de Evaporación, Abril 2006), que se adjunta en anexos. La zona de emplazamiento seleccionada corresponde a un sector de quebradas, dentro de lo terrenos pertenecientes a ENAMI, ubicado hacia el oeste de la planta El Salado entre las coordenadas W 70º 20’ 9``y S 26º 24´39``. Considerando las condiciones topográficas, la disposición de los ripios provenientes del proceso de lixiviación será realizada mediante un sistema de relleno escalonado o terrazas, que consiste en disponer los residuos sobre una superficie con pendiente ascendente. La construcción se realizará en base a celdas de operación, considerando la excavación de zanjas de intercepción y desvío de aguas lluvia, además de canales de conducción de los líquidos lixiviados remanentes en los ripios depositados. El diseño que se describe a continuación considera el confinamiento de las terrazas por las paredes del terreno natural definidas por la quebrada. La geometría del depósito, fue definida a partir del criterio de esta consultora y según las recomendaciones actuales de la práctica ingenieril, para este tipo de depósitos. La configuración propuesta esta constituida de la siguiente manera: Altura de las terrazas de ripios de lixiviación igual a 10 m. Alturas de relleno máxima 20 m. Pendiente del talud de relleno 1:1,4 (vertical : horizontal) Ancho mínimo de las terrazas de 15 m. Es importante señalar que los retranqueos o terrazas tienen por objeto aumentar el grado de seguridad respecto a la estabilidad mecánica del depósito, así como también facilitar los LOS ACACIOS 1977, TEL.: (32)48 05 92 VIÑA DEL MAR - CHILE [email protected]

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trabajos de mantenimiento de los taludes, tránsito de maquinaria, y limpieza de las zanjas de conducción de líquidos. De manera general, el relleno se inicia en el fondo de la quebrada, disponiendo los ripios hacia los taludes de los cerros, de manera de construir una plataforma de trabajo que facilite la depositación de los ripios mediante volteo directo, desde los caminos habilitados para su transporte. A partir de este punto se va conformando la primera etapa, correspondiente a la construcción de la terraza Nº 1, de aproximadamente 10 metros de espesor, que ocupa una superficie del orden de 1,0 hectárea. El conjunto de celdas crecerá en esta etapa con taludes de pendientes 1:1,4 (V:H). Se ha podido observar de las visitas efectuadas a terreno, que el talud natural de los actuales depósitos de ripios, es del orden de 1:1,5 (V:H).

TERRAZA Nº 1

Figura 7.2. Primera etapa de crecimiento. Terraza Nº 1. La segunda etapa, correspondiente a la construcción de la terraza Nº 2, que ocupará aproximadamente 2,0 hectáreas de superficie, se construirá de igual manera, con un espesor máximo de 10 m, disponiendo los ripios sobre la primera etapa, siempre desde el fondo de la quebrada hacia el exterior, considerando un retranqueo sobre la primera etapa de 15 metros de ancho y una pendiente mínima del 1%, hacia el exterior.


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TERRAZA Nº 2

Figura 7.3. Segunda etapa de crecimiento. Terraza Nº 2. 7.7 CAPACIDAD VOLUMETRICA DE DEPOSITACION. La capacidad volumétrica del depósito de ripios propuesto, fue determinada considerando información obtenida tanto en terreno por profesionales de esta consultora, como la aportada por el mandante respecto a la puesta en marcha del proyecto de ampliación de la producción de la Planta LIX-SX-EW a 800 t/mes de cátodos de cobre, y la topografía de la zona de emplazamiento seleccionada. Además de las características geotécnicas relacionadas con el estado de compacidad in-situ obtenido en ripios de similares característica. Según lo anterior, el volumen de relleno disponible para la etapa de crecimiento es de 175.700,63 m3. Si se considera que el depósito dispondrá del orden de 4.800 toneladas anuales de ripios, la vida útil del depósito a partir de los antecedentes considerados, alcanza aproximadamente a 35 años. A continuación se presenta una tabla resumen con las características geométricas y volúmenes aproximados para cada etapa de crecimiento del depósito de ripios proyectado. Terraza 1 2

Altura (m) 0 - 10 10 - 20

Espesor máximo (m) 10 10

Taludes (V:H) 1:1,4 1:1,4

Superficie Volumen Duración (Ha) (m3) (años) 1,00 36.040,93 7 2,00 139.659,70 28

Tabla 7.4: Característica Geométricas y volúmenes. Terrazas Nº 1 y Nº 2. Nuevo depósito de ripios.


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7.8 ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DEL NUEVO DEPÓSITO DE RIPIOS DE LIXIVIACIÓN 7.8.1. INTRODUCCIÓN. En el presente acápite se presentan los resultados correspondientes a los análisis de estabilidad del futuro depósito de ripios de lixiviación proyectado, los que se han centrado fundamentalmente en el estudio de la estabilidad de taludes, bajo condiciones estáticas y sísmicas. Para ello, se han seleccionado los perfiles considerados como más desfavorables de la geometría propuesta, para cada etapa de crecimiento del depósito de ripio, según el criterio de esta consultora, a partir de la pendiente del suelo de fundación y de la relación altura/talud de las terrazas proyectadas que representan las situaciones críticas de estabilidad. Estos perfiles fueron proyectados a partir de la información topográfica suministrada por el mandante, correspondiente al mes de abril de presente año. (Plano Confección Terrazas Pilas. Sector Piscinas de Evaporación. El Salado. ENAMI. Planta El Salado. Abril 2006). Los parámetros geotécnicos necesarios para analizar la estabilidad mecánica del depósito fueron determinados a partir de la información obtenida desde análisis realizados tanto in-situ tanto como en laboratorio, y desde los antecedentes bibliográficos con que cuenta esta consultora, obtenidos desde estudios realizados en la Planta Osvaldo Martínez de ENAMI - El Salado y en depósitos de ripios de similares características. La metodología empleada se fundamenta tanto en las actuales tendencias de diseño como recomendaciones propuestas para este tipo de estructuras y en la experiencia de esta consultora. 7.8.2 COMPORTAMIENTO MECÁNICO Y MODOS DE FALLA. En la actualidad, múltiples investigaciones y experiencias internacionales indican que los ripios de lixiviación una vez depositados presentan un comportamiento mecánico que evoluciona a través del tiempo. En efecto, con el paso del tiempo el material experimenta un fenómeno de rigidización o efecto de “maduración” de parámetros resistentes debido a diversos factores como: la pérdida natural de humedad por efecto de la temperatura ambiente; la compactación tanto hidráulica como mecánica y la aparición de una cohesión por cementación intergranular, la cual se va generando progresivamente en el material debido a la naturaleza arcillosa de la fracción fina de los ripios, presencia de minerales y sustancias químicas provenientes del proceso de lixiviación. Sin embargo, ante un eventual estado de saturación en la masa de ripios depositados, producto de la aplicación de una segunda lixiviación o una infiltración y/o generación de un flujo interno de aguas, se generaría la activación de las soluciones ácidas presentes en el material las cuales penetrarían en las microfisuras de las partículas de ripios produciéndose un efecto denominado “chancado químico”, aumentando el porcentaje de partículas finas (Bard et al. 2004). Este efecto disminuiría la permeabilidad de la masa de ripios y le daría tanto el comportamiento tenso-deformacional como los parámetros resistentes básicos que go biernan el comportamiento mecánico de suelos finos. Por lo anterior este efecto ha sido considerado como uno de los factores claves para la estabilidad mecánica de un depósito de ripios de lixiviación (Thiel. R & Smith. M, 2001). LOS ACACIOS 1977, TEL.: (32)48 05 92 VIÑA DEL MAR - CHILE [email protected]

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La experiencia internacional plantea que los deslizamientos más comunes que se podrían presentar en este tipo de depósitos son del tipo “bloque” o “cuña”, los que se producen debido a las numerosas superficies potenciales de falla definidas tanto por los taludes transicionales, generados durante la etapa operacional del depósito, como por la presencia de interfases “ripiogeomembrana-suelo de fundación” correspondiente a los sistemas de impermeabilización y recolección de los líquidos lixiviados remanentes, los cuales son muy comunes en este tipo de obras. Los planos potenciales de falla generados durante la operación del depósito, presentan baja resistencia al corte, ya que existe una menor trabazón entre las partículas en dichos planos que en el resto de la masa de ripios, provocados por la resistencia al corte post-peak o residual (Smith. M & Giroud J.P. 2000). Lo anterior se produce debido a que el material es depositado por volteo adoptando un talud definido por el ángulo de ficción interna movilizado a grandes deformaciones, generándose además una segregación por gravedad (Bard et al. 2004). Los resultados de las investigaciones realizadas por Smith. M (2001) señalan otro potencial modo de falla que debe ser considerado en este tipo de estructuras: la licuación estática o “flowslide”. Su generación se encuentra directamente relacionada con indicadores tales como: altura del depósito, pendiente natural del suelo de fundación, ángulo de inclinación de los taludes, porcentaje de humedad del material depositado, grado de saturación, granulometría y permeabilidad de los ripios. Actualmente los métodos de cálculo para evaluar una licuación estática o “flowslide” aún se encuentran en desarrollo y por lo tanto para el presente estudio este modo de falla será analizado utilizando los métodos clásicos para cálculo de estabilidad de taludes considerando dentro de la masa de ripios un nivel freático cercano a la superficie del depósito y la consiguiente degradación de las propiedades mecánicas del material. Esta situación será evaluada a partir de la realización de retro-análisis, considerando una situación de equilibrio límite de la masa de ripios bajo condiciones estáticas. Finalmente es importante señalar que para los análisis de estabilidad bajo condiciones sísmicas, se han empleado métodos pseudo-estáticos, a partir de información sismológica de la zona de emplazamiento establecida en la NCh 433 Of.93 y criterios empíricos empleados en obras de similares características. 7.8.3 HIPÓTESIS, CRITERIOS Y CONSIDERACIONES DE ANÁLISIS. A continuación se presentan las hipótesis adoptadas para analizar la estabilidad de taludes del depósito de ripios en estudio. •

Se considera una condición de homogeneidad e isotropía del depósito de ripios. Los parámetros resistentes de los ripios se mantienen constantes en profundidad, para cada terraza de depositación.

•

Se considera la existencia de un nivel piezométrico al interior de la masa de ripios sobre la interfase basal de cada terraza, durante la fase de operación del depósito.


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•

Una potencial infiltración o flujo de aguas a través de los ripios depositados en las terrazas de crecimiento, genera la activación de los ácidos o “re-acidificación” en el depósito.

•

La activación de los ácidos que contienen los ripios genera la disminución de los parámetros resistentes y como consecuencia una degradación en la resistencia mecánica.

•

Se considera un funcionamiento ideal de las geomembranas que serán instaladas en la interfase con el suelo de fundación y entre las terrazas de crecimiento.

•

Las superficies de falla de menor seguridad, están definidas por los planos que presentan una menor resistencia al corte y por la interconexión basal a nivel de la interfase ripio-suelo de fundación.

7.8.4 ESCENARIOS DE ANALISIS. Los análisis de estabilidad fueron realizados considerando los siguientes escenarios de cálculo que representan situaciones con cierta probabilidad de ocurrencia a corto y largo plazo, según el criterio de esta consultora, tanto en condiciones estáticas y sísmicas. •

En el primer escenario, correspondiente a la evaluación de la estabilidad de taludes del depósito al término de cada etapa de crecimiento. Se consideraron los ripios de lixiviación depositados en estado natural sin efecto de degradación de parámetros resistentes.

El segundo escenario de cálculo planteado considera analizar una situación a largo plazo, al término de la vida útil del depósito, considerando un efecto de “maduración” o “rigidización” de los ripios, considerando un estado hídrico cercano a una condición seca. De manera adicional y con el objetivo de evaluar la estabilidad del depósito bajo condiciones extremas de muy baja probabilidad de ocurrencia, se ha planteado un escenario de análisis considerando un reducción en los valores de los parámetros resistentes por efecto de degradación y la consiguiente generación de una “re-acidificación” del material, producto de una potencial infiltración de aguas lluvias. •

7.8.5. PERFILES CONSIDERADOS PARA LA GEOMETRÍA PROYECTADA. Los análisis de estabilidad se realizaron en los perfiles considerados como más desfavorables desde el punto de vista mecánico a partir de la información topográfica aportada por el mandante (Plano Confección Terrazas Pilas. Sector Piscinas de Evaporación. El Salado. ENAMI. Planta El Salado. Abril 2006) y desde visitas a terreno realizadas por profesionales de esta consultora. Los perfiles seleccionados son presentados en la figura 7.4.


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PERFIL Nº 2

PERFIL Nº 1

a) b) Figura 7.4: Emplazamiento perfiles seleccionados para los análisis de estabilidad. Futuro depósito de ripios de lixiviación. Planta El Salado. ENAMI. En las siguientes figuras se presenta los perfiles tipo considerando la geometría proyectada para la primera y segunda etapa de crecimiento.

Figura 7.5: Primera etapa de crecimiento. Terraza Nº 1. Perfil 1.

Figura 7.6: Segunda etapa de crecimiento. Terraza Nº 2. Perfil 2.

7.8.6. CÁLCULO DE ESTABILIDAD DEL NUEVO DEPÓSITO DE RIPIOS DE LIXIVIACIÓN 7.8.6.1 Aceleración máxima y Coeficiente Sísmico de Diseño. Considerando que la Planta ENAMI El Salado se encuentra en la zona sísmica 3, de acuerdo a la zonificación establecida en la Norma Chilena (NCH 433. Of. 96), se consideró para el cálculo de estabilidad una aceleración máxima efectiva (Ao) de 0,40g. Respecto al coeficiente sísmico de diseño (C.S) este fue determinado a partir de las recomendaciones de Bard et al. (2005) para este tipo de estructuras, las cuales proponen para estimar C.S la expresión obtenida por Saragoni (1993), para sismos de aceleración máxima inferior a 0.67g, obteniendo para el caso en estudio un valor igual a 0.15. LOS ACACIOS 1977, TEL.: (32)48 05 92 VIÑA DEL MAR - CHILE [email protected]

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7.8.6.2 Método de Cálculo Adoptado. Actualmente los análisis de estabilidad de taludes en depósitos de ripios de lixiviación son realizados utilizando Métodos de Equilibrio Límite (MEL), procedimientos geotécnicos convencionales aceptados tanto por la práctica nacional como internacional. Considerando una condición de homogeneidad en la masa de ripios depositada, las potenciales superficies de deslizamiento presentarían una morfología aproximadamente circular, pero la experiencia plantea a partir de observaciones realizadas in – situ que estas son frecuentemente del tipo “bloque deslizante” (Thiel. R & Smith. M, 2001), como resultado de las numerosas superficies potenciales de falla inducidas por los taludes transicionales generados durante la operación del depósito y debido a la existencia de geomenbranas a nivel basal del sello de fundación y entre capas intermedias. A partir de lo anterior y considerando las recomendaciones internacionales se ha optado por realizar la evaluación de la estabilidad del depósito de ripios de lixiviación mediante el método de equilibrio plástico-límite y bidimensional de Morgensterm-Price, bajo condiciones estáticas y sísmicas (análisis pseudos – estáticos), aplicado en los perfiles que de acuerdo a la experiencia de esta consultora, serían los de más baja estabilidad. La herramienta de cálculo utilizada fue el software Slope/W (Geo-Slope Internacional, Ltd). 7.8.6.3 Factor de Seguridad Seleccionado. El factor de seguridad considerado como aceptable en estos casos según el coeficiente sísmico de diseño, ha sido el propuesto por Pyque (1981), perteneciente a la banda de valores de la investigación “Seismic Slope Stabilty and Analysis of he Upper San Fernando Dam”. (James Dismuke, 2002). El valor considerado es levemente superior a la unidad, por lo tanto cada vez que la aceleración máxima generada por un sismo sea superior al coeficiente sísmico de seleccionado se generarían fallas intermitentes produciendo desplazamientos en la masa de ripios. Sin embargo, como este tipo de materiales en condiciones naturales presenta valores de parámetros resistentes elevados, los desplazamientos generados serían aceptables para, según los resultados obtenidos por las estimaciones realizadas por Seed (1979) aplicando el criterio de Newmark. (Selection of Seismic Coefficients for, Consulting Engineer, Lafayette CA. Use in Pseudo-Static Slope Stability Analyses, Robert Pyke. 1997). 7.8.6.4 Parámetros geotécnicos considerados. La información geotécnica considerada para los análisis de estabilidad, referente a los ripios de lixiviación depositados y al suelo de fundación en la zona de emplazamiento, obtenidos de las correlaciones desde los ensayos realizados en el presente estudio y desde la recopilación de información proveniente desde el “Estudio Geotécnico Disposición de Residuos Provenientes del Proceso de Lixiviación. Ampliación Planta SX-EW. Planta Salado – Enami”, realizado en el año 2002 por esta consultora y de publicaciones recientes referentes al comportamiento mecánico que presenta este tipo de materiales. El rango de valores obtenido para los ripios de lixiviación que serán depositados corresponde a un ángulo de fricción entre 38º - 42º y una cohesión entre 1.0 y 1.5 t/m2. Respecto al suelo de fundación los parámetros resistentes considerados corresponden a un ángulo de fricción de 35º y una cohesión nula. LOS ACACIOS 1977, TEL.: (32)48 05 92 VIÑA DEL MAR - CHILE [email protected]

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Los parámetros resistentes considerados en la zona de interfase corresponden a los obtenidos de las investigaciones realizadas por Andrade et al (1997), como fue presentado en el acápite 6.7. Los resultados obtenidos indican que para la interfaz que será empleada para impermeabilizar el suelo de fundación el ángulo de roce esta dentro del rango 18º - 27º, correspondiente a un valor residual y máximo, con cohesión nula. El valor inferior fue adoptado para simular una eventual saturación de la masa de ripios producto de una eventual saturación de la masa de ripios producto de la infiltración de aguas lluvias y escorrentía superficial proveniente de las quebradas existentes. Para realizar los análisis a largo plazo fue considerado un valor de ángulo de fricción de 23º, considerando los resultados obtenidos desde las investigaciones realizadas por Breitenbach (2004). Para el primer escenario de cálculo se adoptaron los siguientes parámetros resistentes. Parámetros Geotécnicos c (t/m2) γt (t/m ) φ’ Ripios de lixiviación 2.00 38 1.0 Interfase 1.00 27 0 Suelo de fundación 1.85 35 0 Tabla 7.5. Parámetros geotécnicos para el estado natural sin efecto de degradación. Material

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Considerando un escenario a largo plazo de “maduración” o “rigidización” de los ripios, los parámetros resistentes considerados para los análisis de estabilidad, sin saturación, son: Parámetros Geotécnicos c (t/m2) γt (t/m ) φ’ Ripios de lixiviación 2.00 42 1.5 Interfase 1.00 23 0 Suelo de fundación 2.00 35 0 Tabla 7.6. Parámetros geotécnicos considerando efecto de largo plazo. Material

3

Para simular un efecto de degradación en las propiedades de los ripios ante una potencial “reacidificación” o activación de soluciones ácidas producto de una eventual saturación, se consideró la siguiente disminución en los parámetros resistentes del material. Parámetros Geotécnicos

Material

c (t/m2) γt (t/m3) φ’ Ripios de lixiviación 2.00 34 0.6 Interfase 1.00 23 0 Suelo de fundación 1,85 35 0 Tabla 7.7. Parámetros considerando efecto degradación en las propiedades de los ripios. 7.8.6.5 Presiones intersticiales. Las presiones intersticiales que se podrían presentar en la masa de ripios de lixiviación, fueron simuladas con un nivel piezométrico de la masa en estado de saturación máxima. Esta simulación considera la presencia de una serie de capas de HDPE a nivel basal, correspondiente a la interfase suelo-estructura, y nivel intermedio entre terrazas, las que al ser LOS ACACIOS 1977, TEL.: (32)48 05 92 VIÑA DEL MAR - CHILE [email protected]

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teóricamente impermeables generarían la saturación de la masa ripios de manera gradual por un período de tiempo determinado, como resultado de la aplicación de una re-lixiviación. Es importante señalar que es improbable una potencial saturación masiva de la masa de ripios, generada por la infiltración de aguas lluvias a largo plazo, y el efecto que éstas producirían es más bien una degradación de las propiedades mecánicas y la consecuente generación de DAM. 7.8.6.7 Resultados de los Análisis de Estabilidad. Se puede deducir de los resultados obtenidos en los análisis de estabilidad de taludes, que en general el depósito de ripios de lixiviación se encontraría, para la primera etapa de crecimiento, en una situación de estabilidad estática con factores superiores a la unidad y cercana al equilibrio límite bajo condiciones sísmicas, considerando las hipótesis y los criterios de análisis establecidos en el presente estudio. Esta condición de estabilidad mejoraría al término de la fase operacional si se cumplen con los estándares de construcción establecidos y las recomendaciones especificadas, relacionadas fundamentalmente con las obras y medidas propuestas para evitar la saturación de la masa de ripios. Respecto a las superficies de falla obtenidas representan los mecanismos de falla típicos para este tipo de depósitos, caracterizados por cuñas deslizantes generadas por planos internos de menor resistencia, producto de la existencia de interfases, tanto a nivel del suelo de fundación como entre las diferentes etapas de depositación, y por la segregación propia del material durante la depositación. Si bien los resultados obtenidos para la primera etapa de crecimiento indican que los taludes se encontrarían en una situación cercana al equilibrio límite bajo condiciones sísmicas, el volumen deslizante asociado a estas potenciales superficies de falla no sería de magnitud importante. Según la experiencia nacional respecto a la estabilidad de este tipo de estructuras (Bard, 2003) los resultados obtenidos son típicos para este tipo de estructuras construidas con materiales depositados por volteo, ya que los taludes adoptan en forma natural una pendiente definida por el ángulo de fricción interno movilizado a grandes deformaciones. Por lo tanto según lo anterior las superficies de falla que podrían generarse no se producirían daños estructurales que comprometerían la seguridad del depósito. En la tabla siguiente se presentan los resultados obtenidos bajo las condiciones sísmicas y estáticas mas desfavorables para en el primer escenario de cálculo. Se desprende del análisis que sólo en el caso sísmico podría existir riesgo en la medida que no se implementarán las acciones constructivas expuestas anteriormente. Factor de Seguridad Estático Sísmico Escenario 1 1 Local 1.445 1.141 Local 1.138 0.872 2 Global 2.560 1.563 Tabla 7.8. Resultados de los análisis de estabilidad de taludes. Primer escenario de cálculo. Perfil de cálculo

Análisis

En las siguientes figuras se presentan resultados obtenidos de los análisis de estabilidad correspondientes a la primera y segunda etapa de crecimiento, bajo condiciones estáticas y sísmicas. LOS ACACIOS 1977, TEL.: (32)48 05 92 VIÑA DEL MAR - CHILE [email protected]

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Planta. El Salado. ENAMI Futuro depósito de ripios de lixiviación Primera etapa de crecimiento. Perfil 1 Análisis de estabilidad Condición estática

Factor de Seguridad: 1,445 15 13 11 9 ) 7 m ( a r 5 u t l A 3

1 -1 -3 -5 -15

-11

-7

-3

1

5

9

13

17

21

25

29

33

37

Distancia (m)

Figura 7.7: Superficie crítica potencial de deslizamiento de talud. Condición Estática. Método Morgensterm-Price. Configuración geométrica primera etapa. Altura media: 20 m. Escenario 1. Planta. El Salado. ENAMI Futuro depósito de ripios de lixiviación Primera etapa de crecimiento. Perfil 1 Análisis de estabilidad Condición sísmica


1 -1 -3 -5 -15

-11

-7

-3

1

5

9

13

17

21

25

29

33

37

Distancia (m)

Figura 7.8: Superficie crítica potencial de deslizamiento de talud. Condición Sísmica. Método Morgensterm-Price. Configuración geométrica primera etapa. Altura media: 20 m. Escenario 1.


49



Factor de Seguridad: 2,265 35

30 2.265

25

20 ) m ( a r 15 u t l A 10

5

0

-5 -15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

Distancia (m)

Figura 7.9: Superficie crítica potencial de deslizamiento de talud. Condición Estática. Método Morgensterm-Price. Configuración geométrica final. Altura media: 20 m. Escenario 1. Planta. El Salado. ENAMI Futuro depósito de ripios de lixiviación Primera etapa de crecimiento. Perfil 2 Análisis de estabilidad Condición sísmica


30 1.563

25

20 ) m ( a r 15 u t l A 10

5

0

-5 -15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

Distancia (m)

Figura 7.10: Superficie crítica potencial de deslizamiento de talud. Condición Sísmica. Método Morgensterm-Price. Configuración geométrica final. Altura media: 20 m. Escenario 1.


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Los cálculos de estabilidad a largo plazo, indican que el depósito presentaría una favorable condición de estabilidad estática y sísmica. Los factores de seguridad obtenidos, bajo condiciones sísmicas, son superiores a 1.2 valor considerado como aceptable tanto por la práctica nacional como internacional para este tipo de depósitos. En este escenario fue considerada de manera estimativa el carácter evolutivo de estabilidad que se generaría en este tipo de materiales, producto de la rigidización o efecto de “maduración” a través del tiempo, en condiciones de no saturación y secamiento progresivo. Como lo indicaron los resultados obtenidos, presentados en la tabla 7.9, lo anterior se traduciría en un incremento de la resistencia del material y por lo tanto en un aumento de los factores de seguridad respecto a los obtenidos para la condición actual. Factor de Seguridad Estático Sísmico Escenario 2 Local 1.637 1.214 1 Global 2.697 1.892 Tabla 7.9. Resultados de los análisis de estabilidad de taludes considerando efecto de maduración del material. Perfil de cálculo

Análisis

Los resultados de estabilidad para un escenario representativo de condiciones extremas, indican que ante la eventual saturación de la masa de ripios se encontraría estáticamente en una condición de equilibrio límite y por ende en una situación de inestabilidad sísmica. Este escenario de cálculo refleja de manera estimativa el efecto que genera la degradación de las propiedades resistentes de los ripios ante una potencial licuación estática o “flowslide”. Para el caso de una degradación masiva del material depositado, producto de la infiltración de las aguas lluvias y de la escorrentía superficial generada por la precipitaciones, los resultados indican que prácticamente la totalidad de los taludes del depósito de ripios presentaría una condición de inestabilidad bajo condiciones sísmicas. Factor de Seguridad Estático Sísmico Escenario 3 Local 1.815 1.231 1 Global 1.012 0.757 Tabla 7.10 Resultados de los análisis de estabilidad de taludes considerando efecto de degradación del material. Perfil de cálculo

Análisis

Como se ha dicho, este escenario es de una probabilidad de ocurrencia muy baja y sólo podría darse si fallara la construcción de un sistema de evacuación eficiente de las aguas superficiales y de la escorrentía superficial y además se presentara una lluvia de características centenarias. Este escenario no es válido si se implementan las medidas constructivas indicadas en este informe. 7.9 OBRAS ASOCIADAS. 7.9.1 Vías de acceso. Las etapas de crecimiento del depósito de ripios propuesto, deberá considerar vías de acceso al frente de descarga respectivo, las que deben mantenerse expeditas para el tránsito de LOS ACACIOS 1977, TEL.: (32)48 05 92 VIÑA DEL MAR - CHILE [email protected]

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maquinaria y camiones que se utilizarán en la construcción y operación. Los caminos fueron trazados a partir de la información topográfica aportada por el mandante a esta consultora, para la elaboración del presente estudio. (Plano Confección Terrazas Pilas. Sector Piscinas de Evaporación. El Salado. ENAMI. Planta El Salado. Abril 2006). TERRAZA Nº 1 CAMINO DE ACCESO

Figura 7.10: Trazado camino de acceso primera etapa de construcción. El camino propuesto para la primera etapa de crecimiento, cuyo trazado preliminar es presentado en la figura 7.10, será construido con una pendiente máxima del orden del 10%. En las zonas donde la topografía presente una pendiente superior el camino propuesto contempla la construcción de un terraplén de acceso. TERRAZA Nº 2

TERRAPLEN DE ACCESO CAMINO DE ACCESO. PRIMERA ETAPA

Figura 7.11: Trazado camino de acceso segunda etapa de construcción. La segunda etapa de crecimiento contempla la construcción de un terraplén de acceso empleando para su construcción los mismos ripios de lixiviación. La pendiente longitudinal máxima establecida corresponde a 10 %. La habilitación de estos caminos, está sujeta a la elevación de las cotas que irá adquiriendo el relleno a medida que transcurre el tiempo. LOS ACACIOS 1977, TEL.: (32)48 05 92 VIÑA DEL MAR - CHILE [email protected]

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Todos estos caminos de tráfico temporal, deberán ser perfilados con la maquinaria disponible, y se compactarán mecánicamente, en lo posible utilizando el tránsito de la maquinaria pesada de trabajo en la zona, hasta alcanzar niveles de compactación que permitan el transito expedito de los camiones cargados. 7.9.2 Manejo de aguas superficiales y lixiviados remanentes. Se proyecta la construcción de obras de intercepción y evacuación, con el objetivo de evitar la infiltración en el depósito de ripios, aguas de la escorrentía superficial aportada por las quebradas aledañas producto de los caudales generados por las aguas lluvias, mitigando de esta manera la generación del Drenaje Acido de Mina (DAM). Lo anterior implica que los caudales de las lluvias, serán conducidos fuera del depósito mediante un sistema de evacuación eficiente, evitando que éste reciba en forma directa la menor escorrentía superficial posible, específicamente los sectores donde el depósito se encuentra apoyado sobre una serie de quebradas de pequeña y mediana magnitud. Zanjas de conducción de aguas lluvias y escorrentía superficial: Para conducir las aguas

de escorrentía superficial de las quebradas existentes, generadas por efecto de la lluvia, se deberán considerar dos zanjas perimetrales para cada etapa de crecimiento, ubicadas a 2 m aproximadamente de la cota final de las terrazas proyectadas, las cuales permitirán la captación de estas aguas y su conducción fuera del área del depósito.

TERRAZA Nº 1

Figura 7.12. Trazado canal perimetral. Primera etapa de construcción. Para primera etapa operación se construirá una zanja que tendrá aproximadamente 600 m de largo, una sección cuadrada de 1 m de lado, según el diseño propuesto en la figura 7.14, sin revestimiento, excavada en terreno natural con una pendiente media de 2‰. LOS ACACIOS 1977, TEL.: (32)48 05 92 VIÑA DEL MAR - CHILE [email protected]

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TERRAZA Nº 2

Figura 7.13. Trazado canal perimetral. Segunda etapa de construcción. La zanja que será construida en la segunda etapa de crecimiento tendrá un largo de 700 m aproximadamente con una sección cuadrada de 1 m de lado, según el diseño propuesto en la figura 7.14, sin revestimiento, excavada en terreno natural con una pendiente media de 2‰. En ambas etapas de crecimiento la zanja dirigida hacia el sur del depósito conducirá el agua hacia la quebrada adyacente al sur-este del depósito proyectado. La zanja dirigida hacia el oeste conducirá el agua a la cuenca ubicada en la zona inferior adyacente al camino existente.

Figura 7.14: Zanja recolectora aguas lluvias. Sección tipo. Zanjas de conducción de lixiviados remanentes: Al pie de los taludes de las dos etapas de

crecimiento, se construirán zanjas para interceptar los lixiviados que se generen por la humedad contenida por los ripios de lixiviación, escorrentía superficial. Las zanjas tendrán una sección de 0.5 m de ancho por una altura de 0.60 m y deberán revestirse con un geomembrana de polietileno de alta densidad HDPE de 1,0 mm de espesor con sus uniones soldadas. De esta LOS ACACIOS 1977, TEL.: (32)48 05 92 VIÑA DEL MAR - CHILE [email protected]

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manera los líquidos captados serán desde las zonas altas del depósito hacia las zonas inferiores. Respecto a las zanjas de recolección del nivel basal deberán conducir los líquidos a una cámara receptora, ubicada en el punto más bajo del área en estudio, construida en hormigón armado, que tendrá la función de acumular los líquidos recepcionados para su posterior bombeo y acumulación.

Figura 7.15. Detalle zanja conducción lixiviados remanentes.

TERRAZA Nº 2

A A B

B

A A

Figura 7.16. Detalle obras conducción lixiviados remanentes. El sistema propuesto para el manejo de los lixiviados remanentes contempla la construcción de las siguientes obras anexas: •

Cámaras de desvío (Detalle tipo A), las cuales serán construidas en cada cambio de dirección de las zanjas propuestas, para conducir los líquidos lixiviados remanentes hacia las bajadas de agua. LOS ACACIOS 1977, TEL.: (32)48 05 92 VIÑA DEL MAR - CHILE [email protected]

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•

Bajadas de agua (Detalle tipo A-B), serán construidas utilizando tuberías de metal corrugado de diámetro 20 “, recubiertas en ambos extremos por un machón de hormigón simple (170 kg/cm 2) de sección cuadrada de al menos 0,80 m de lado, altura no inferior a 1 metro.

•

Piscinas de recolección (Detalle tipo B): serán excavadas en el terreno natural. Sus dimensión basal será de 2m x 2 m, con una altura de 1 m. Las piscinas deberán ser recubiertas con una geomembrana de polietileno de alta densidad HDPE de 1,0 mm de espesor con sus uniones soldadas, con el objetivo de evitar la infiltración de los líquidos recolectados, los cuales serán evacuados mediante un sistema de bombas hacia las piscinas de evaporación existentes.

7.9.3 Gaviones de protección. Con el objetivo de proteger la integridad estructural del futuro depósito de ripios de la acción erosiva de las aguas de escorrentía superficial y de posibles aluviones fue proyectada la construcción de gaviones al costado este del camino de acceso, como es presentado en la siguiente figura.

GAVION DE PROTECCION

Figura 7.17: Ubicación gaviones de protección. Futuro depósito de ripios. Los gaviones propuestos tienen sección cuadrada de 1 m de lado y una longitud de 2 m. La protección se emplazará disponiendo dos gaviones en la base, enterrados 50 cm. en terreno natural. Sobre esta base, se dispondrá un tercer gavión en la zona central. Considerando lo expuesto en el Manual de Carreteras, se recomienda emplear material con un tamaño máximo igual a 3 veces la abertura del hexágono de la malla utilizada para la construcción de los gaviones y un tamaño mínimo igual a 1,2 veces la abertura del hexágono, con un rango comprendido entre 3” y 8”. La malla a emplear será de triple torsión con alambre Nº 13. Este material deberá ser acopiado para ser utilizado en la construcción de los gaviones.


56


Figura 7.18. Detalle de los gaviones de protección.


57


8 ACCIONES DESTINADAS AL CIERRE Y ABANDONO DE L0S DEPÓSITOS 8.1 INTRODUCCIÓN El cierre y abandono de los depósitos de ripios de lixiviación, es una actividad planificada, con el objeto de proteger la salud de las personas, evitar posibles vaciamientos, la contaminación de afluentes, aire y en general, minimizar los efectos ambientales. Por tal razón, el cierre de estos depósitos debe efectuarse una vez realizados los trabajos necesarios para eliminar situaciones de riesgos de accidentes a terceros. De acuerdo a la legislación vigente, “Plan de Cierre es el documento en el que se determinan las medidas a ser implementadas durante la vida de la operación, con la finalidad de prevenir, minimizar y/o controlar los riesgos y efectos negativos que se puedan generar o continúen presentándose con posterioridad al cese de las operaciones de una faena minera, en la vida e integridad de las personas que se desempeñan en ella, y de aquellas que bajo circunstancias específicas y definidas están ligadas a ella y se encuentren en sus instalaciones e infraestructura”.

(Artículo 489 Título X, Decreto Supremo N° 72 Reglamento de Seguridad Minera, 2004).

Por ello, el presente documento considera los siguientes objetivos para su plan de cierre y abandono: • Abandonar los Depósitos de Ripios de Lixiviación de la Planta El Salado de ENAMI, en condiciones estructurales estables de acuerdo a las acciones asumidas en este estudio, de manera que no presente un peligro para la vida y seguridad de las personas. Por ello, el diseño de los depósitos ha sido realizado bajo condiciones de carga estática y pseudoestática, según condiciones de diseño propuestas por criterios actuales. •

Eliminar o aminorar el daño ambiental y dejar los depósitos con la mayor seguridad posible a las personas, desde el punto de vista de contaminación del agua, del suelo y del aire.

8.2 PLAN DE CIERRE DEPÓSITOS DE RIPIOS. El proyecto Plan de Cierre de Botaderos y Ripios de Lixiviación, de acuerdo a lo indicado en el artículo 496 del Decreto Supremo N° 72, deberá referirse a los siguientes aspectos: •

Construcción de diques interceptores y canales evacuadores de aguas lluvias,

•

Estabilidad de taludes,

•

Cubrimiento con membranas impermeables y/o suelo natural, u otros,

•

Compactación y definición de pendientes de superficie, y

• Lavado de ripios. Para el manejo de las aguas superficiales, se evitará que existan en el lugar cursos de agua regulares, lo que significa que los caudales aportados producto de las lluvias, serán manejados dentro y fuera de los depósitos con evacuaciones ágiles, evitando que existan bajadas de agua y tratando que los depósitos reciban en forma directa la menor escorrentía superficial posible. Con respecto a las escorrentías de aguas provenientes de quebradas laterales, que podrían afectar a los taludes de los depósitos, en el acápite 7.9.2, se detallen los sistemas de LOS ACACIOS 1977, TEL.: (32)48 05 92 VIÑA DEL MAR - CHILE [email protected]

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evacuación de aguas que llegarían desde las quebradas en las que se han emplazado los depósitos. Mayores antecedentes de estas obras, son presentados en el anexo A. Con relación a la estabilidad de los taludes, los análisis efectuados han arrojado en general valores de F.S. adecuados que permiten señalar que los depósitos de ripios se mantendrían estables ante condiciones estáticas y pseudo-estáticas. Para cumplir con dicha condición de estabilidad deberá mantenerse durante toda su operación la geometría proyectada y obras de manejo de aguas, controlando la compactación, pendientes y retranqueos establecidos en los capítulos precedentes. Así también, en el diseño propuesto se ha considerado una metodología similar a la que se aplica en otros depósitos de estas características, es decir, con impermeabilización de fondo en base a geomembranas de polietileno de alta densidad (HDPE) de espesores mínimos de 1,0 mm, que pueden ser lisas o texturadas. Además, se recomienda la instalación de drenes de fondo principalmente en base a pendientes hacia sistemas de evacuación de líquidos y de ahí a piscinas de recepción. Con respecto a los accesos al deposito de ripios durante la fase de abandono, éste será restringido mediante señalizaciones y cierres perimetrales, con el fin de protección de la seguridad a las personas. Finalmente, se ha establecido como regla de carácter general el que una vez terminado el proceso de lixiviación en las pilas, se deberá efectuar el lavado del material durante un período de 24 hrs de modo tal de asegurar que este sea colocado los más limpio posible en los depósitos, y así evitar que los materiales depositados reaccionen frente al medio ambiente generando aguas ácidas. 8.3. RESUMEN DE MEDIDAS PARA EL CIERRE Y ABANDONO DE LOS DEPÓSITOS DE RIPIOS DE LIXIVIACIÓN En resumen los principales riesgos que se ha considerado abordar en el plan de cierre y abandono de los depósitos de ripios, que son consecuentes con los requerimientos de las últimas normativas existentes en el país son: •

Generación de drenaje ácido de los ripios de lixiviación

•

Arrastre de material en caso de crecidas

•

Remoción en masa

•

Contaminación atmosférica por material particulado

•

Accidentes de personas

En la tabla siguiente se presenta un resumen de los problemas abordados y las acciones a realizar para reducir el impacto generado por los primeros:


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A. Generación de drenaje ácido

B. Arrastre de material en crecidas C. Remoción en masa

D.

Contaminación con material particulado

E. Accidentes de personas

A.1- Lavado de los ripios y reducción de la solución ácida remanente. A.2- Impermeabilización de los botaderos de ripios, poner los ripios sobre una base aislante a la percolación de riles y cubrir el botadero con material aislante o material de empréstito B.1- Construcción de canales perimetrales en torno al depósito y aplicación de un plan de mantenimiento para garantizar su funcionamiento. B.2- Construcción de gaviones entre el depósito y el posible cauce. C1- Diseñar la altura de los depósitos, de acuerdo a criterios sismo resistentes. C.2- Construcción en forma de terrazas o plataformas D.1- Construcción de “cortinas verdes” en el perímetro de los depósitos de ripios. D.2- Recubrimiento de las plataformas y los taludes con material de empréstito. D.3- Mantener un plan de monitoreo de la calidad del aire en las inmediaciones de la faena. E.1- Cierre de accesos en todo el perímetro de los botaderos o pilas E.2- Instalación de avisos de advertencia de peligro E.3- Inhabilitación y cierre de todos los caminos, que conducen al sitio del nuevo depósito de ripios. E.4- Reforzamiento de la base de los taludes del depósito de ripios, con material granular compactado.


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RESPONSABLES Y PARTICIPANTES Los profesionales responsables de la elaboración del presente documento han sido los Doctores Ingenieros Juan H. Palma G. y Raúl Espinace A. También han colaborado los Ingenieros Constructores Pamela Valenzuela T., y Gabriel Villavicencio A.

JUAN PALMA G. DR. INGENIERO INGENIERO CONSTRUCTOR

RAÚL ESPINACE A. DR. INGENIERO INGENIERO CONSTRUCTOR

Valparaíso, Septiembre, 2006


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ANEXO A ESTUDIO HIDROLÓGICO. ZONA DE EMPLAZAMIENTO NUEVO DEPÓSITO DE RIPIOS DE LIXIVIACIÓN.


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A.1. INTRODUCCION El presente estudio hidrológico tiene por objetivo obtener información básica preliminar para el diseño conceptual de las obras necesarias para la evacuación de las aguas de escorrentía superficial provenientes de las cuencas aportantes que interceptarían al futuro depósito de ripios de lixiviación, considerando un período de retorno de 100 años.

Zona de emplazamiento

Figura A.1. Zona de emplazamiento nuevo deposito de ripios de lixiviación. Planta El Salado. Los antecedentes empleados son los siguientes: •

Fotos satelitales (Google Herat. Version 4.0).

•

Estudios hidrológicos hechos por el Ministerio de Obras Públicas, a través de la Dirección General de Aguas y publicada en el documento "Precipitaciones Máximas en 1, 2 y 3 días" del año 1991.

•

Factores y criterios de diseño, Manual de carreteras Capítulo 3.700 “Diseño del drenaje, saneamiento, mecánica e hidráulica fluvial” .


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A.2 CUENCAS APORTANTES A partir de fotos satelitales (Google Herat. Version 4.0) fueron identificadas las cuencas que aportarían escorrentía superficial a la zona de emplazamiento del nuevo depósito de ripios de lixiviación, las cuales son presentadas en las siguientes figuras.

Figura A.2. Quebradas 1, 2, 3, 4, 5, 6 y 7.

Figura A.3: Quebradas 8 y 9.

En la tabla A.1, son presentadas, las características topográficas básicas estimadas de las nuevas cuencas identificadas.


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Cota Cota H máxima mínima QUEBRADA (km2) (m) (m) (m) 1 0,01196 455 438 17 2 0,00523 442 442 10 3 0,00226 440 434 6 4 0,00176 433 429 4 5 0,00079 430 427 3 6 0,00146 429 425 4 7 0,04208 493 442 51 8 0,03705 527 481 46 9 0,07526 565 490 75 Tabla A.1: Características topográficas de las quebradas aportantes. AREA

Longitud (m) 0,2138422 0,15773 0,08154 0,00605 0,003328 0,004443 0,441019 0,318668 0,45876

A.3. ESTIMACIÓN DE CAUDALES MÁXIMOS El cálculo de los caudales máximos provenientes de las áreas tributarias se efectuará por el método racional, válido para cuencas menores a 1000 hás., el cual corresponde a una formulación de carácter empírico que determina los caudales máximos en base a intensidades de precipitaciones correspondientes al tiempo de concentración (t c) de la cuenca. (Manual de Carreteras, Vol. 3).

A.3.1 COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA El coeficiente de escurrimiento depende de las características del terreno, uso y manejo del suelo, condiciones de infiltración, etc. En la tabla A.2, se presenta el coeficiente de escorrentía estimado, para un período de retorno de 100 años, de acuerdo a lo establecido en el Manual de Carreteras (Tabla 3.702.503 B). Factor

Descripción

Accidentado, pendientes entre 10 y 30 % Suelo rocoso, o arcilloso con Permeabilidad del suelo capacidad de infiltración despreciable Cobertura escasa, terreno Vegetación sin vegetación o escasa cobertura Despreciable, pocas Capacidad de almacenaje de depresiones superficiales, sin agua zonas húmedas Coeficiente de escorrentía (T = 100 años) Relieve del terreno

Coeficiente parcial 0.24 0.14 0.14 0.11 0.738

Tabla A.2. Estimación del coeficiente de escorrentía. Período de retorno (T) 100 años.


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A.3.2 TIEMPO DE CONCENTRACIÓN (tc). El tiempo de concentración fue estimado a partir de las expresiones que se han propuesto para estimar el tiempo de concentración en el Manual de Carreteras Volumen 3, acápite 3.702.501, y considerando las recomendación de la práctica ingenieril. Autor

Expresión

⎡ 4 ⋅ A + 1.5 ⋅ L ⎤ t c = 60 ⋅ ⎢ ⎥ ⎣ 0.8 ⋅ H ⎦ ⎡ L ⎤ t c = 56.867 ⋅ ⎢ ⎥ ⎣ H ⎦ 0.5

California Culverts Practice (1942)

0.5

3

Giandotti

0.385

Tabla A.3 Expresiones consideradas para estimar el tiempo de concentración. donde: t c :

L : H :

tiempo de concentración en horas distancia en kilómetros, medida siguiendo el curso principal de agua, desde la salida al punto hidráulicamente más alejado. desnivel en metros desde el punto de salida al punto más alejado

A.3.3. ANÁLISIS DE PRECIPITACIONES E INTENSIDADES Una vez definida el área de emplazamiento, se ha definido el aporte hidrológico que se origina por los escurrimientos superficiales provocados por precipitaciones, estableciendo mediante metodologías clásicas de la hidrología y registros de la zona, el caudal máximo que se provoca por una lluvia de intensidad máxima estimada para un período de retorno de 100 años. La información hidrológica para la zona en estudio, se obtuvo de estudios hidrológicos realizados por el Ministerio de Obras Públicas, a través de la Dirección General de Aguas y publicada en "Precipitaciones Máximas en 1, 2 y 3 días" del año 1991. (Mapa de Isoyetas). La información demuestra que la zona (III-1. Chañaral) se caracteriza por registros de lluvias más bien bajos, con un clima clasificado como semi-desértico. En la tabla A.4, se presentan los resultados obtenidos para diferentes períodos de retorno (5, 10, 20, 50 y 100 años). Período de retorno (años) CDT24 CFT24 PT24 i24

2

5

20

50

1,45 1,45 1,45 1,45 0,185 0,651 1,31 1,654 4,56 16,05 32,29 40,77 0,190 0,669 1,345 1,699

100 1,45 1,845 45,48 1,895

Tabla A.4. Coeficiente de distribución, coeficiente de frecuencia, precipitaciones máxima e intensidades en 24 hrs. Zona III-1 Chañaral. Fuente: "Precipitaciones Máximas en 1, 2 y 3 días" del año 1991. LOS ACACIOS 1977, TEL.: (32)48 05 92 VIÑA DEL MAR - CHILE [email protected]

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donde: CDT24 : CFT24 : PT24 : i24 :

Coeficiente de distribución en un tiempo “t” Coeficiente de frecuencia de un período de retorno T duración 24 hrs. Lluvia en mm de duración 24 horas y T años de Período de Retorno Intensidad máxima diaria para un período de retorno T

La intensidad media horaria (i tc) estimada para un período de retorno de 100 años corresponde a 4.91 mm/hr. A.3.4 CAUDALES MÁXIMOS DE DISEÑO A partir de la información obtenida fueron estimados los caudales máximos de diseño para distintos períodos de retorno, los cuales son presentados a continuación. Período de retorno (años) Caudal máximo (m 3 /seg)

T=2 T=5 T=20 T=50 T=100 0,0421 0,1236 0,1365 0,1629 0,1734

Tabla A.5. Caudales máximos para distintos períodos de retorno. A.4 DIMENSIONAMIENTO DEL CANAL El sistema de evacuación para conducir las aguas lluvias de la cuenca pequeña ubicada en el sector nor-este del futuro depósito de ripios, se realizará a través de un canal de aproximadamente 250 m de longitud, que considera las características hidrológicas de la cuenca y las condiciones meteorológicas del sector.


67


Canal perimetral de longitud aproximada de 250 m

Figura A.4: Ubicación canal perimetral. A partir del caudal máximo estimado para la cuenca en un período de retorno de 100 años, se evaluó el funcionamiento hidráulico del canal necesario para conducir un caudal de 0,1734 m3 /seg. Las dimensiones propuestas para el canal corresponde a: Sección Ancho Basal (b) Altura(H) Pendiente

: Rectangular : 0.5 m : 0.8 m : 2%

Los resultados del cálculo hidráulico arrogaron un tirante normal (y) de 0.4 m y una velocidad de flujo de 0.892 m/seg. A continuación en la figura A.5 se presenta la sección típica del canal perimetral diseñado.

Figura A.5: sección típica canal perimetral


68


ANEXO B RESULTADOS ANALISIS ESTABILIDAD DE TALUDES ESCENARIOS 1, 2 Y 3.


69




1 -1 -3 -5 -15

-11

-7

-3

1

5

9

13

17

21

25

29

33

37

Distancia (m)

Figura B – 1.1: Superficie crítica potencial de deslizamiento de talud. Terraza 1. Condición Estática. Efecto de Degradación. Método de Morgensterm-Price. Escenario 1. Planta. El Salado. ENAMI Futuro depósito de ripios de lixiviación Primera etapa de crecimiento. Perfil 1 Análisis de estabilidad Condición sísmica


1 -1 -3 -5 -15

-11

-7

-3

1

5

9

13

17

21

25

29

33

37

Distancia (m)

Figura B – 2.1: Superficie crítica potencial de deslizamiento de talud. Terraza 1. Condición Sísmica. Efecto de Degradación. Método de Morgensterm-Price. Escenario 1


70




30 2.265

25

) m (

20

a r 15 u t l A 10

5

0

-5 -15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

Distancia (m)

Figura B – 1.3: Superficie crítica potencial de deslizamiento de talud. Terrazas 1 y 2. Condición Estática. Efecto de Degradación. Método de Morgensterm-Price. Escenario 1. Planta. El Salado. ENAMI Futuro depósito de ripios de lixiviación Primera etapa de crecimiento. Perfil 2 Análisis de estabilidad Condición sísmica


30 1.563

25

) m (

20

a r 15 u t l A 10

5

0

-5 -15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

Distancia (m)

Figura B – 1.4: Superficie crítica potencial de deslizamiento de talud. Terrazas 1 y 2. Condición Sísmica. Efecto de Degradación. Método de Morgensterm-Price. Escenario 1. LOS ACACIOS 1977, TEL.: (32)48 05 92 VIÑA DEL MAR - CHILE [email protected]

71




30 1.486

25

) m (

20

a r 15 u t l A 10

5

0

-5 -15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

Distancia (m)



30 1.135

25

) m (

20

a r 15 u t l A 10

5

0

-5 -15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

Distancia (m)

Figura B – 1.6: Superficie crítica potencial de deslizamiento de talud. Terraza 2. Condición Sísmica. Efecto de Degradación. Método de Morgensterm-Price. Escenario 1. LOS ACACIOS 1977, TEL.: (32)48 05 92 VIÑA DEL MAR - CHILE [email protected]

72




30 1.012

25

) m (

20

a r 15 u t l A 10

5

0

-5 -15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

Distancia (m)



30 0.771

25

) m (

20

a r 15 u t l A 10

5

0

-5 -15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

Distancia (m)

Figura B – 2.2: Superficie crítica potencial de deslizamiento de talud. Terraza 2. Condición Sísmica. Efecto de Degradación. Método de Morgensterm-Price. Escenario 2. LOS ACACIOS 1977, TEL.: (32)48 05 92 VIÑA DEL MAR - CHILE [email protected]

73




30 1.815

25

) m (

20

a r 15 u t l A 10

5

0

-5 -15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

Distancia (m)

Figura B – 2.3: Superficie crítica potencial de deslizamiento de talud. Terrazas 1 y 2. Condición Estática. Efecto de Degradación. Método de Morgensterm-Price. Escenario 2. Planta. El Salado. ENAMI Futuro depósito de ripios de lixiviación Primera etapa de crecimiento. Perfil 2 Análisis de estabilidad Condición sísmica


30 1.563

25

) m (

20

a r 15 u t l A 10

5

0

-5 -15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

Distancia (m)

Figura B – 2.4: Superficie crítica potencial de deslizamiento de talud. Terrazas 1 y 2. Condición Sísmica. Efecto de Degradación. Método de Morgensterm-Price. Escenario 2. LOS ACACIOS 1977, TEL.: (32)48 05 92 VIÑA DEL MAR - CHILE [email protected]

74




30 1.637

25

) m (

20

a r 15 u t l A 10

5

0

-5 -15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

Distancia (m)



30 1.214

25

) m (

20

a r 15 u t l A 10

5

0

-5 -15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

Distancia (m)

Figura B – 3.2: Superficie crítica potencial de deslizamiento de talud. Terraza 2. Condición Sísmica. Efecto de Degradación. Método de Morgensterm-Price. Escenario 3.


75

Construccion de Pila de Lixiviacion

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