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APROVECHAMIENTO SOSTENIBLE DE APROVECHAMIENTO SOSTENIBLE DE APROVECHAMIENTO SOSTENIBLE DE APROVECHAMIENTO SOSTENIBLE DE

LOS RECURSOS MINERALESLOS RECURSOS MINERALESLOS RECURSOS MINERALESLOS RECURSOS MINERALES

TESIS DE MAESTRÍATESIS DE MAESTRÍATESIS DE MAESTRÍATESIS DE MAESTRÍA

EVALUACION DE RIESGOS GEOLOGICOS EN LAS PRESAS

DE COLAS DE LAGUNA PAMPA I Y II (POTOSI, BOLIVIA): APLICANDO LA TELEDETECCION Y SIG

José Luis Delgado Ramírez Septiembre 2008

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APROVECHAMIENTO SOSTENIBLE DE APROVECHAMIENTO SOSTENIBLE DE APROVECHAMIENTO SOSTENIBLE DE APROVECHAMIENTO SOSTENIBLE DE

LOS RECURSOS MINERALESLOS RECURSOS MINERALESLOS RECURSOS MINERALESLOS RECURSOS MINERALES

LÍNEA: LÍNEA: LÍNEA: LÍNEA:

MEDIO AMBIENTEMEDIO AMBIENTEMEDIO AMBIENTEMEDIO AMBIENTE

TESIS DE MAESTRÍATESIS DE MAESTRÍATESIS DE MAESTRÍATESIS DE MAESTRÍA

EVALUACION DE RIESGOS GEOLOGICOS EN LAS PRESAS

DE COLAS DE LAGUNA PAMPA I Y II (POTOSI, BOLIVIA): APLICANDO LA TELEDETECCION Y SIG

José Luis Delgado Ramírez Septiembre 2008

Red DESIR

Constituido el tribunal nombrado por el Coordinador Internacional del Programa de Master Aprovechamiento Sostenible d e los Recursos Minerales, el día __ de _______de 2008 Presidente: ____________________________________ Secretario: ____________________________________ Vocal: ________________________________________ Realizado el acto de defensa y lectura de la Tesis de Maestría el día __ de __________________de 2008 EL PRESIDENTE LOS VOCALES

EL SECRETARIO

ÍNDICE Resumen iAbstract iiFinanciación de la tesis iii CAPITULO 1. INTRODUCCIÓN 11.1. Introducción 11.2. Planteamiento del problema 31.3. Objetivo general 3

1.3.1. Tareas específicas 41.4. Definición conceptual de términos 4

1.4.1. Definición de Teledetección 41.4.2. Naturaleza de la teledetección 51.4.3. Tipos de teledetección 61.4.4. Sensores remotos pasivos 61.4.5. Sensores remotos activos 61.4.6. Características de la teledetección 61.4.7. Imágenes de satélite 71.4.8. Lectura de la imagen satelital 8

1.5. Fotografías aéreas 81.5.1. Clasificación de la Fotogeología 9

1.6. Definición de presa 101.7. Terminología básica: Impacto, amenaza, riesgo y vulnerabilidad 10 CAPITULO 2. ANTECEDENTES 142.1. Introducción 142.2. Teledetección 14

2.2.1. Evolución histórica 152.3. Aplicación a ciencias de la tierra 182.4. Aplicación de la teledetección y SIG a la minería 202.5. Antecedentes en el estudio de las presas de relaves 21

2.5.1. Clasificación de las presas de relaves ó residuos mineros 232.5.2. Procesos y fenómenos geológicos que afectan a las presas de relaves 282.5.3. Casos históricos de falla de presas de relaves 302.5.4. Fallas de las presas de relaves causadas por deslizamiento del talud 302.5.5. Fallas de presas de relaves causadas por terremotos 332.5.6. Las fallas de las presas de relaves causadas por sobrepaso, tubificación o

erosión 362.5.7. Falla de la presas de relaves por problemas en las estructuras auxiliares 432.5.8. Consecuencias de la rotura de presas de relaves. Riesgo ambiental 47

CAPITULO 3. CARACTERÍSTICAS DEL ÁREA DE ESTUDIO 503.1. Ubicación geográfica 503.2. Vías de acceso 503.3. Geomorfología 503.4. Geología regional del área de estudio 51

3.4.1. Sistema Ordovícico 523.4.2. Geología estructural 53

3.5. Sismicidad 53

3.6. Mineralización 543.7. Método de explotación minera 543.8. Meteorología 543.9. Recursos hídricos 563.10. Principales características de las presas Pampa I y II CAPITULO 4. METODOLOGÍA 584.1. Introducción 584.2. Trabajos preliminares 584.3. Recopilación, revisión y clasificación de la información existente 58

4.3.1. Elección de escala de trabajo de campo 604.3.2. Delimitación del área de estudio 604.3.3. Fotointerpretación 604.3.4. Preparación de mapas preliminares 60

4.4. Inventario y cartografiado las zonas con riesgos geológicos 614.5. Cartografiado de procesos superficiales 614.6. Preparación de bases de datos espaciales 624.7. Digitalización y conversión de formatos 624.8. Organización de la información espacial para la elaboración de mapas temáticos 624.9. Descripción de los métodos 64

4.9.1. Métodos teóricos 654.9.2 Métodos empíricos 66

4.10. Estrategia para la prueba de hipótesis 664.10.1. Operacionalización de Variables 664.10.2. Criterios de observación foto-geológica 684.10.3. Actores de la teledetección 704.10.4. Población y muestra 71

CAPITULO 5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 725.1. Introducción 725.2. Topografía y mapa de pendientes 72

5.2.1. Red hidrográfica y drenaje superficial 735.3. Cartografía Geológica 75

5.3.1.Geología estructural 765.4. Mapa de suelos 805.5. Geomorfología 835.6. Mapa de erosión 845.7. Cartografía de las presas de colas 865.8. Caracterización de las colas o relaves que ingresan a las presas 92

5.8.1. Características físico-mecánica de las colas 935.8.2. Características de las muestras de suelo tomadas en los diques 93

5.9. Características del agua almacenada en las lagunas de las presas 965.10. Efecto de las precipitaciones sobre las presas de residuo 100

5.10.1 Análisis estadístico de las precipitaciones 1045.10.2. Determinación del aporte por cuencas 1055.10.3. Determinación de los caudales de aporte 1065.10.4. Niveles de aportes de agua naturales al sistema que conforman las presas 1095.10.5. Riesgo de ocurrencia de eventos de tormenta 1115.11. Mapa de riesgos geológicos 115

5.12. Discusión 117

5.12.1. Deslizamiento por elevación de la superficie freática y su aproximación al talud 118

5.12.2. Deslizamientos provocados por incremento de presión de poros 1195.12.3. Deslizamiento ó falla del talud por desbordamiento ó sobrepaso,

tubificación ó erosión. 121 CAPITULO 6: CONCLUSIONES 123

6.1. Conclusiones 1236.6. Recomendaciones 124

REFERENCIAS 126 ANEXOS Anexo 1. Sistema hidráulico de conducción y evacuación de las colas 128Anexo 2. Datos de los Análisis de agua 141Anexo 3. Límites permisibles para descargas líquidas en mg/ l 142Anexo 4. Tabla con la densidad de los suelos 143Anexo 5. Ensayo Proctor T 99 144Anexo 6. Ensayo Proctor T 99 145Anexo 7. Ensayo Proctor T 99 146Anexo 8. Ensayo Proctor T 99 147Anexo 9. Ensayo Proctor T 99 148Anexo 10. Ensayo Proctor T 99 149Anexo 11. Limites de Atterberg 150Anexo 12. Limites de Atterberg 151Anexo 13. Ficha técnica del inventario y cartografía de laguna Pampa I 152Anexo 14. Ficha técnica del inventario y cartografía de laguna Pampa II 156Anexo 15. Ficha técnica para la cartografía de formaciones superficiales 160

ÍNDICE DE TABLAS CAPITULO 2. ANTECEDENTES Tabla 2.1. Resultados de los estudios de ordenación minero-ambiental del IGME. 21Tabla 2.2. Características de algunos casos de rotura de presas de relaves. 49 CAPITULO 3. CARACTERÍSTICAS DEL ÁREA DE ESTUDIO Tabla 3.1. Resumen de datos meteorológicos de la ciudad de Potosí. 55Tabla 3.2. Principales ríos y arroyos cercanos 56 CAPITULO 5: RESULTADOS Y DISCUSIÓN Tabla 5.1. Clasificación de suelos presentes en el área de estudio 75Tabal 5.1a. Límites de Atterberg. Np: indica material no plástico. 88Tabla 5.2. Resumen de los niveles de precipitación obtenidos para distintas recurrencias

características 98Tabla 5.3. Coeficientes de distribución en función de la duración de la precipitación. 100Tabla 5.4. Caudales que forman el volumen de agua drenados a distintas recurrencias. 101Tabla 5.5. Variación del riesgo con el período de retorno y el período de exposición. N

= periodo de exposición 105

ÍNDICE DE FIGURAS CAPITULO 1. INTRODUCCIÓN Figura 1.1. Ubicación geográfica. 2 CAPITULO 2. ANTECEDENTES Figura 2.1. Esquema operativo de un satélite de observación 16Figura 2.2. Elementos que forman un sistema de percepción remota: 17Figura 2.3. Tipos de presas de almacenamiento de residuos minero-metalúrgicos, de

acuerdo a la forma de construcción del cierre 24Figura 2.4. Clasificación de las presas de acuerdo a su lugar de emplazamiento (IGME). 25Figura 2.5. Esquema de los elementos que integran una presa de residuos mineros

(ICOLD, 1996). 27Figura 2.6. Número de incidentes versus principales mecanismos de fallas de los

diferentes tipos de presas de residuos mineros de acuerdo al sistema de cierre utilizado 29

Figura 2.7. Primer deslizamiento de la presa de relaves de Bafokeng, Sudáfrica, 1973 31Figura 2.8. Secuencia de tres roturas de la presa de relaves en Saaiplaas, Sudáfrica, 1992

32

Figura 2.9. Falla de la presa de relaves de Arcturus, Sudáfrica, 1978 33Figura 2.10. Presa de relaves Tapo Canyon antes de su falla 35Figura 2.11. Rotura de la Presa de relaves de Tapo Canyon causada por el Terremoto de

Northridge en 1994. 36Figura 2.12. Falla de la presa de relaves de Merriespruit por sobrepaso 38Figura 2.13. Mecanismo de rotura por sobrepaso del agua sobre el talud. 40Figura 2.14. Características y consecuencias de la segunda rotura de la presa de relaves

de Bafokeng. 42Figura 2.15. Problemas con el conducto de decantación de las presas de relaves Stava

(Italia, 1985) 44Figura 2.16. Caso presa de relaves Stava. Análisis de estabilidad de la presa superior

para diferentes hipótesis de posición de la superficie freática 47 CAPITULO 4. METODOLOGÍA Figura 4.1. Diagrama de flujo donde se resume de manera sintética la secuencia y orden

cronológico de los diferentes métodos y técnicas empleados en el estudio. 59 CAPITULO 5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Figura 5.1. Mapa topográfico sobe la imagen de satélite. 73Figura 5.2. Mapa de pendientes. 74Figura 5.3. Mapa geológico del área. 75Figura 5.4. Mapeo estructural (diaclasas).

77Figura 5.5. Diagrama de frecuencia (diaclasas) intersección de planos (2 juegos de

diaclasas). 77Figura 5.6. Intersección de planos (1er juego de diaclasas de época antigua)

78Figura 5.7. Intersección de planos (2do juego de diaclasas de época reciente). 78Figura 5.8. Diagrama rosa (diaclasas).

79Figura 5.9. a) Elipse de esfuerzo y b) elipse de deformación. 79Figura 5.10. Mapa de suelos. 81Figura 5.11. Mapa geomorfológico. 84

ÍNDICE DE FOTOS CAPITULO 5: RESULTADOS Y DISCUSIÓN Foto 5.1. Laguna Pampa I. Bordo y coronamiento de presa. Sector B se aprecia material

sin compactar. 88Foto 5.2. Laguna Pampa I. Descarga de colas. Sector B, se puede apreciar la saturación

de las colas al fondo hay acumulación de agua en superficie. 89Foto 5.3. Laguna Pampa I. Bordo de contención superior. Sector B, se aprecia el

material sin compactación y la proximidad de la laguna al dique. 89Foto 5.4. Laguna Pampa I. Pie de presa. Sector A. se aprecia la existencia de cárcavas

en el talud y la erosión en el pie del talud debido a las filtraciones. 90Foto 5.5. Laguna Pampa I. Filtraciones espaldón externo sector A`. 90Foto 5.6. Laguna Pampa I. Filtraciones y deslizamientos espaldón externo sector A` 90Foto 5.7. Laguna Pampa I. Filtraciones y deslizamientos espaldón externo sector B. 91Foto 5.8. Laguna Pampa I. Filtración localizada. Sector A’. 91Foto 5.9. Laguna Pampa II, filtraciones en espaldón entre Sector C y Sector B (Figura

5.13). S puede apreciar al precipitado de sales en la pared del talud. 92Foto 5.10. Laguna Pampa II. Sector de cierre sur. Vista desde el Sector C. 101Foto 5.11. Laguna Pampa II. Vista del embalse y del sector de aporte pluvial natural

(lado Este) 101

Figura 5.12. Mapa de erosión del área de estudio. 85Figura 5.13. Topografía y ubicación de las presas de cola 87Figura 5.14. Perfil dique de colas Laguna Pampa I 87Figura 5.15. Perfil dique de colas Laguna Pampa II. 88Figura 5.15a. Densidad en seco vs. Humedad. Resultados del ensayo Proctor. 95Figura 5.16. Variación de pH en aguas Sólidos Sup. Totales de las lagunas de decantación. 96Figura 5.17. Variación de S.S.T. en agua de las lagunas de decantación. 97Figura 5.18. Variación de Zn - Pb en aguas de las lagunas de decantación. 98Figura 5.19. Variación de Cu - Cd en aguas de las lagunas de decantación. 98Figura 5.20. Variación de Fe en aguas de las lagunas de decantación. 99Figura 5.22. Variación de As en aguas de las lagunas de decantación. 99Figura 5.23. Variación de DQO en aguas de las lagunas de decantación. 100Figura 5.24. Precipitaciones totales anuales 102Figura 5.25. Evolución de la precipitación y la evaporación mensual promedio 103Figura 5.26. Precipitaciones diarias máximas anuales. Período 1976-2005. 104Figura 5.26. Precipitaciones máximas diarias, análisis de recurrencia. Estación Potosí

105Figura 5.27. Emplazamiento de los diques de colas y las cuencas hidrogeficas que

pueden aportar agua al sistema. 106Figura 5.28. Detalle de las cuencas de aporte de escorrentía superficial de agua al sistema. 107Figura 5.29. Caudales de aporte natural a los diques de colas. 108Figura 5.30. Niveles de riesgo de ocurrencia de precipitaciones intensas. 112Figura 5.31. Distribución del ingreso de colas en el período Enero-Agosto/06. 114Figura 5.32. Mapa de riesgos geológicos. 116Figura 5.33. Influencia del agua freática en las condiciones de estabilidad de un talud 119Figura 5.34. Deslizamiento iniciado por incremento de presión de poros. 121

i

RESUMEN

El objetivo de la presente tesis es evaluar el riesgo geológico de las presas de colas Laguna

Pampa I y II (Potosí, Bolivia) y su área de influencia col uso de la teledetección y un sistema

de información geográfica. Para ello se realizaron diferentes trabajos que incluyen: análisis

digital de imágenes, cartografía geológica, muestreo de suelos y aguas y estudios geotécnicos

en el laboratorio. Con la información obtenida se realizaron los diferentes mapas temáticos:

pendiente, geológico, suelo, erosión, geomorfológico y riesgo geológico. El análisis de las

diferentes variables con el sistema de información geográfica (SIG) permitió elaborar el mapa

de riesgos geológicos. En el mapa de riesgo se comprobó que la zonas de mayor riesgo

geológico de las presas de colas Laguna Pampa I y II se localiza al NW, SW y parte del SE del

dique perimetral de estas. Los riesgos geológicos más importantes localizados en el área de

estudio son el deslizamiento de taludes y la erosión del suelo, los cuales afectan

significativamente la estabilidad de la presa de colas Laguna Pampa I. Las aguas residuales

que son vertidas por las presas de residuo al cause de los ríos presentan elementos

contaminantes metálicos (Zn, Pb, Cu, Fe) por encima de los niveles permitidos por la

legislación medioambiental vigente en Bolivia.

ii

ABSTRACT

The aim of the thesis is the analysis of the geological risk in tailing dams, Laguna Pampa I and

II (Potosi, Bolivia) and in the surrounding area using the geographical information system

(GIS) and analysis of digital imagines. Digital elevation model, geological cartography, mine

data and different thematic maps (geological, soil, geomorphological, erosion and geological

risk), generated with GIS, were used. The analysis of the different variables with GIS helped

to develop the map of geological risk. The main geological risks located in the study area are

slope stability and erosion. This geological risk map shows that the areas of greatest

geological risk in Laguna Pampa I and II are located in NW, SW and SE part of the dams

perimeter. The wastewater discharged in the river basins have metallic pollutants (Zn, Pb, Cu,

Fe) exceeding Bolivian water quality guideline values for water supply.

iii

Financiación de la tesis Esta Tesis se ha desarrollado dentro del marco de un proyecto de investigación y un proyecto

docente. El proyecto de investigación que se relacionan a continuación ha estado financiados

por la Comisión Interministerial de Ciencia y Tecnología del Ministerio de Educación y

Ciencia de España. Mientras que el proyecto docente esta financiado por la Comunidad

Económica Europea y la RED DESIR.

Titulo de los proyectos

1. Desarrollos de procesos químicos de separación para la caracterización y remedio de

sistemas contaminados. Entidad financiadora: Ministerio de Educación y Ciencia (MEC).

Referencia de la concesión: CTQ2005-09430-C05-=3/PPQ. Investigadora principal: Dra.

Victoria Salvadó. Universidad de Girona (UdG). El director de la tesis forma parte del equipo

investigador.

2. Aprovechamiento sostenible de los recursos minerales. Unión Europea. Referencia de la

concesión: AML-B7-311-97-0666-II-0459-SA. Investigador principal: Dr. Ricardo

Castroviejo. Universidad Politécnica de Madrid (UPM).

Becas

José Luís Delgado Ramírez ha disfrutado de una beca ALFA para el desarrollo del master y la

tesis.

Capítulo 1: Introducción

1

CAPITULO 1. INTRODUCCIÓN

1.1. Introducción

La actividad minera en Bolivia, es considerada de suma importancia, por cuanto

significa uno de los componentes base de la economía del país y particularmente del

Departamento de Potosí, aspecto que no podrá ser reemplazado por ninguna otra

actividad productiva por lo menos en los próximos diez años.

Sin embargo, la contaminación minera causada al medio ambiente por la explotación

minera en el Departamento de Potosí y particularmente por actividad minera en el Cerro

Rico de Potosí, ha merecido reclamos internacionales de las repúblicas de Argentina y

Paraguay por contaminación de la cuenca del Río Pilcomayu, cuenca del que es

tributario importante el río de la Rivera en cuyas orillas se sitian más de 35 plantas de

beneficio y concentración de minerales. Todas estas plantas vertían sus desechos a los

cursos de aguas superficiales hasta el año 2002.

Producto de este conflicto internacional, la política de los gobiernos de turno han

elaborado la ley del medio ambiente y su reglamentación correspondiente para el

manejo de las cuencas y de los ríos; la entrada en vigor de esta ley prohíbe el vertido a

los causes hidráulicos y obliga a la construcción de depósitos par el almacenamiento de

estos.

La entrada en vigor de la ley de medio ambiente da lugar a que la Asociación de

Ingenios Mineros de Potosí hayan construido las presas de colas Laguna Pampa I y II

(Figura 1.1). La construcción de estas presas se ha desarrollado, sin tener una tecnología

adecuada al rubro, sino más bien con el conocimiento y experiencia de la construcción

de presas de agua.


2

Figura 1.1. Ubicación geográfica.

Hoy en día, estas presas albergan los desechos sólidos de las diferentes plantas

procesadoras de mineral existentes en el territorio con un volumen de residuos superior

a los 800000 m3.


3

1.2. Planteamiento del problema

El reconocimiento in situ de las presas de relaves Laguna Pampa I y II (Potosí, Bolivia)

ha revelado que estas presentan serios problemas de estabilidad geotécnica, así como

lixiviado de aguas polucionadas. El principal efecto de la inestabilidad geotécnica son

las filtraciones por el talud que provoca el colapsos de algunos sectores del dique, así

como el deslizamiento de los diques, que trae aparejado el desprendimiento y arrastre de

grandes cantidades de material suelto pendiente abajo. Los problemas geotécnicos

existentes y las filtraciones de aguas de lixiviado contaminan y causan daños

ambientales sobre los recursos hídricos que usan los pobladores de San Antonio y otras

comunidades existente río abajo. En las épocas de lluvia los efectos erosivos sobre el

talud son muy importantes. Con vistas a encontrar la vía más adecuada para solucionar

dichos problemas ambientales y el riesgo geológico que esto significa y considerando el

hecho de que las perspectivas de crecimiento de las presas se mantiene, nos hemos

planteado realizar el estudio de los riesgos geológicos de estas dos presas y su radio de

influencia con el siguiente objetivo.

1.3. Objetivo general

Evaluación de los riesgos geológicos en las zonas de emplazamiento y área de

influencia de las presas de residuos mineros (colas ó relaves) de Laguna Pampa I y II

(Potosí, Bolivia) con el uso de la teledetección y los sistemas de información geográfica

(SIG).

Este objetivo constituye la base previa para poder disponer de la cartográfica necesaria

para pasar en el futuro inmediato al estudio en detalle de las dos presas de residuos

mineros y el análisis de su estabilidad con estudios geotécnicos profundos, así como el


4

uso de programas numéricos que permitan simular su estabilidad geotécnica bajo

diferentes escenarios.

1.3.1. Tareas específicas

1. Análisis y síntesis de la información existente.

2. Identificar formaciones geológicas en la zona del Dique de Colas de Laguna

Pampa I y II y su área de influencia con el uso de la teledetección y su verificación

en el campo.

3. Identificar los tipos de rocas y suelos que afloran en la zona de estudio.

4. Elaboración de la cartografía temática que incluyen mapas de pendiente,

geológico, geomorfológico, suelo y erosión con el uso de los programas de

tratamiento de imágenes y SIG.

5. Identificar zonas de filtración e inestabilidad del Dique de Colas de Laguna Pampa

I y II.

6. Analizar el efecto de las precipitaciones sobre las presas de colas.

7. Elaboran con el uso de un SIG el mapa de riesgo geológico de las zonas de las

presas de residuo mineros y su radio de influencia.

1.4. Definición conceptual de términos

1.4.1. Definición de Teledetección

Se tienen las siguientes definiciones de acuerdo a diferentes autores:

Es la medición o adquisición de la información sobre alguna propiedad de un objeto o

fenómeno de un instrumento de registro que no esta en contacto físico o intimo con el

objeto o fenómeno bajo estudio (Sensing, 1983).

La teledetección o lo que es lo mismo la percepción remota es la ciencia de adquirir y

procesar información de la superficie terrestre desde sensores instalados en plataformas


5

espaciales, gracias a la interacción de la energía electromagnética que existe entre el

sensor y la tierra (Chuvieco 1996).

La percepción remota es la colección de información de un objeto sin estar en contacto

físico con el objeto. Aeroplanos, aviones y satélites son las plataformas más comunes

desde donde las observaciones remotas son realizadas. El término percepción remota es

restrictivo a métodos que emplean energía electromagnética como medio de detección y

medición de las características de un objeto (Sabins, 1978)

1.4.2. Naturaleza de la teledetección

Desde su nacimiento el hombre emplea sus facultades a través de los órganos de los

sentidos para captar radiaciones luminosas ondas sensoras y variaciones de temperatura

correspondientes a un limitado rango de radiaciones dentro del espectro.

El crecimiento interés y necesidad de conocer mejor el planeta en que habitamos y su

atmósfera, condujeron al desarrollo de otros sensores que aumentaron

considerablemente la capacidad de detección a distancia, por medio de instrumentos

especiales montados en aviones o satélites espaciales.

De esta manera se desarrollaron las cámaras aéreas, cámaras multiespectrales, cámaras

panorámicas, detectores infrarrojos, equipos de microondas etc., para detección de

radiaciones electromagnéticas, que permiten obtener una mayor, más completa y más

rápida información. Todos estos instrumentos realizan una función conocida

actualmente bajo el nombre de percepción remota o teledetección.


6

1.4.3. Tipos de teledetección

Los sensores remotos pueden diferenciarse de acuerdo a la capacidad que tienen para

procesar la información de una determinada superficie en: Activos y pasivos

1.4.4. Sensores remotos pasivos

Son aquellos que requieren de la luz solar para reflejar las características físicas de

dicha superficie, ejemplo de sensor remoto pasivo son las fotografías aéreas, que

requieren de la luz solar para ser reflejados en sus características físicas; del mismo

modo operan los satélites que también necesitan de la luz solar para detectar las

características de las superficies.

La ventaja de estos sensores es que son relativamente baratos o accesibles; en cambio la

desventaja es que dependen de las condiciones atmosféricas para obtener buenos

productos, ya que condiciones adversas (nubes) perjudicaran la calidad de los

productos.

1.4.5. Sensores remotos activos

Son aquellos que no requieren de la luz solar y emite su propia energía para captar las

características de una superficie, ejemplo de sensores remotos activos son los radares,

que emiten su propia energía para captar las características de una determinada

superficie.

La ventaja de estos sensores es que no dependen del estado del tiempo y puede operar

hasta en condiciones adversas (nubes y hasta lluvia).

1.4.6. Características de la teledetección

Aplicación del Sistema de Información Integrado de la Tierra y del Agua (ILWIS). El

ILWIS combina la trama (análisis de imagen), el vector y operaciones temáticas de los


7

datos en un programa comprensivo del software sobre el tablero del escritorio. ILWIS

entrega una amplia gama de posibilidades incluyendo import/export (e.g. puede abrir y

exportar [* forma-archivos del shp ] y ArcPad.prj muy fácilmente), el convertir a digital

extremadamente de uso fácil, corrigiendo, análisis y exhibición de datos así como la

producción de los mapas de la calidad. Incluso permite el análisis de fotografías aéreas

en un monitor con un estereoscopio montado en la pantalla, otra alternativa de uso es

algún otro GIS.

La integración del vector y de la trama en un programa es sistemas especializados de la

ventaja un excedente importante. El programa funciona en las PC regulares de Windows

95 y más alto, es notable de uso fácil y maneja problemas de gran alcance, incluyendo

modelos matemáticos.

1.4.7. Imágenes de satélite

Las imágenes de satélite son sensores remotos pasivos que captan las características de

una superficie desde plataformas espaciales a diferentes alturas desde 200 a 800 Km.

altura. Las características de estos sensores es que operan con distintas cámaras que

captan la reflexión de los objetos en diferentes longitudes de onda de la luz solar. Esta

característica le permite captar las condiciones específicas de diferentes superficies y las

distintas longitudes de onda de la luz solar. También es posible obtener, por procesos

fotográficos, imágenes multiespectrales; es decir que se puede obtener información con

la combinación de diferentes longitudes de onda de luz solar. Para el estudio de los

Recursos Naturales las imágenes utilizadas son captadas por el satélite Landsat TM. Las

órbitas del Landsat tienen una altitud de 705 km, retorna a su punto inicial y repite el

ciclo cada 16 días. Esto permite una cobertura global y periódica y una visión

panorámica. Una imagen Landsat permite contemplar una escena de 185 x 185 km.


8

1.4.8. Lectura de la imagen satelital

Las siguientes referencias permitirán un acercamiento a la comprensión de la imagen.

Las figuras irregulares, de coloración verde a negro, es bosque nativo tanto más oscuro

cuanto más densos. Tonalidades celestes, son suelos sin o con escasa cobertura vegetal.

Los celestes más oscuros son suelos descubiertos, trabajados y húmedos. Los distintos

matices de rojo y rosado denotan cultivos. Lotes donde los celestes y rosados se

intercalan en distintas proporciones, evidencias diferentes alturas de plantas.

A mayor tonalidad de rosado o rojo, mayor abundancia de masa vegetal; hacia los

celestes o violáceos, mayor porcentaje de suelo descubierto y cuando la biomasa deja de

funcionar es lila.

Cuanto más uniforme y brillante son los colores, acusan suelos más homogéneos y por

ende vegetación más vigorosa. A la inversa, cuando en la imagen se ven coberturas

manchosas, implica suelos heterogéneos, circunstancia o características de imagen

originada por impedimentos subsuperficiales físicos y/o químicos de los suelos.

Para emitir una opinión segura de la aptitud de un área en estudio, es necesaria la

observación y el análisis multitemporal de imágenes (bandas con distinto registro de

radiación electromagnética) así como las observaciones de campo para definir los tipos

principales de suelos y su distribución geográfica. Por ejemplo, cuando se detecta

alteración en la biomasa, es necesario determinar, en el lugar donde esto ocurre, si se

trata de un trastorno permanente del sistema o es una reacción transitoria del mismo a la

condición climática actual.

1.5. Fotografías aéreas

La fotografía aérea es un sensor remoto pasivo, por que depende de la luz solar para

captar las características de un objeto; opera dentro del espectro luminoso visible (0.4u,

a 0.65u).


9

El uso de las fotografías aéreas convencionales permite obtener una visión

estereoscópica, es decir, es posible observa una determinada superficie u objeto en 3D

(largo, ancho y profundidad). Claro esta que para que exista una visión tridimensional

deben existir las mínimas condiciones, como: que se debe disponer de dos fotografías

aéreas consecutivas, que deben ser de la misma faja de vuelo y aproximadamente de la

misma escala, que tengan por lo menos un 60 % de recubrimiento lateral común para

ambas.

La utilización de las fotografías aéreas es bastante extenso en todos los campos de las

ciencias de la tierra, el medio ambiente y la ingeniería, por que permite la identificación

de objetos, como: casas, carreteras, vías, árboles individuales y otros; dependiendo de la

escala y la calidad de la fotografía aérea.

Existen diferentes clases de fotografías aéreas de acuerdo a la calidad de la película;

entre estas se encuentran: fotografías pancromáticas (blanco y negro) y a colores.

1.5.1. Clasificación de la Fotogeología

a) Fotogeología Cuantitativa

Es aquella que incluye términos de fotogrametría avanzada; en otras palabras determina

el valor de buzamiento y espesor de estratos, con la ayuda del estereoscopio; así mismo,

se puede medir las dimensiones de cuerpos intrusivos, rechazo de fallas etc.

b) Fotogeología Cualitativa

Es la que se relaciona con el estudio de reconocimiento e interpretación de un par de

fotos aéreas con la única ayuda de un estereoscopio.

La interpretación fotogeológica sobre fotografías aéreas y sobre imágenes satélite,

implica algo más que la sola interpretación si no, se intenta definir el carácter genético y

el razonamiento, puede ir de la interpretación deductiva a la inductiva.


10

1.6. Definición de presa

Existen diferentes definiciones de presas, una de ellas según el Autor Ing. Germán

Carrasco indica que una presa o dique de colas es “una barrera o estructura

expresamente construida con el objeto de retener agua para fines tan diversos como el

regadío, el control de crecidas y la regulación de corrientes, uso humano o industrial,

generación de energía eléctrica, control de sedimentos arrastrados. Pueden ser simples

(para un solo uso) o de uso múltiple (para dos o más usos)”.

Según la guía ambiental de Bolivia, se define como presa de colas a “Cualquier

instalación en superficie para el almacenamiento de colas procedentes de la actividad

minero-metalúrgica, la presa de colas, incluye a todas las instalaciones de

almacenamiento de colas, de procesos de concentración de minerales descargados

formando pulpas o lodos, tengan o no tengan un muro de contención.

El muro de contención se le llama normalmente en el mundo de la ingeniería de minas

dique. Así mismo según el reglamento ambiental para actividades mineras, título V,

Capítulo I, Art. 32 define como colas: “A aquello referido a los residuos sólidos de

procesos minero-metalúrgicos, que son partículas de arenas gruesas o arenas finas y

lamas de procesos de concentración, descargadas por canaleta o tubería formando pulpa

o lodos”

1.7. Terminología básica: Impacto, amenaza, riesgo y vulnerabilidad

El término impacto se refiere al contacto entre dos elementos naturales o antrópicos

distintos, que afecta la condición original de uno de ellos o de ambos. Puede ser

positivo, es decir que produce algún tipo de mejora en la condición original existente, o

negativo si es que causa deterioro en alguno o en todos los componentes de la misma.


11

En general se acepta que el concepto de amenaza se refiere al peligro latente o factor de

riesgo externo, de un sistema o de un sujeto expuesto. (Cardona, 2001). El peligro es la

propiedad intrínseca de una situación sobre personas u objetos y que no puede

controlarse o reducirse.

El riesgo es el potencial de pérdidas que pueden ocurrirle al sujeto o sistema expuesto,

resultado de la concurrencia y mutuo condicionamiento de la amenaza y la

vulnerabilidad. El riesgo está siempre asociado a la posible ocurrencia de un suceso no

deseado. Por otro lado, el riesgo siempre puede ser administrado, actuando en su

frecuencia, en sus consecuencias o en ambas. De esta forma, el riesgo se expresa en

función de esos factores:

R = f (F ,C) (1.1)

Siendo:

R = riesgo

F = frecuencia de ocurrencia

C = consecuencias (pérdidas y/ o daños)

El riesgo también puede ser definido así:

• Combinación de incertidumbre y de daño;

• Razón entre peligro y las medidas de seguridad;

• Combinación entre evento, probabilidad y consecuencias.

La minería no es la única actividad productiva que produce alteraciones en el medio

ambiente; se reconoce sin embargo, que existen factores que incrementan la

vulnerabilidad de los espacios y las comunidades locales frente a las amenazas y riesgos

de desastres ya sean de origen natural o tecnológico. Entre ellos, prácticas inadecuadas


12

de la población que contribuyen al deterioro ambiental; carencia de medidas de

prevención y mitigación de riesgos; crecimiento desordenado del espacio urbano; y la

inexistencia de una cultura preventiva y ambiental. Estos aspectos guardan

correspondencia con la debilidad institucional y el poco desarrollo de la gobernabilidad

en el ámbito local.

El riesgo cero no existe y a diario, por ejemplo, voluntariamente se asumen riesgos

significativos como fumar o viajar en diferentes medios de transporte, lo cual significa

que existen tanto riesgos admisibles como no admisibles para la población.

El análisis de riesgos es la actividad dirigida a la elaboración de una estimación del

riesgo, basada en métodos y técnicas estructurados, para promover la combinación de

las frecuencias y consecuencias de un accidente.

Puede realizarse con la evaluación de impacto ambiental o de forma independiente.

Tiene como finalidad la identificación de elementos o situaciones que representen

riesgos al medio ambiente físico y al ser humano. Incluye el análisis de los efectos y la

determinación de técnicas de control y mitigación.

La evaluación del riesgo es un proceso que utiliza los resultados del análisis de riesgo

para tomar decisiones con relación a la gestión del riesgo. Supone una estimación

integral de los daños físicos esperados, las víctimas o pérdidas económicas equivalentes

y el análisis de los factores sociales e institucionales relacionados con las comunidades.

La gestión de riesgo es la formulación y la implantación de medidas y procedimientos

técnicos y administrativos orientados a prevenir, controlar o reducir los riesgos

existentes. En las instalaciones industriales busca mantenerlas operando dentro de los

requisitos de seguridad considerados tolerables.


13

La vulnerabilidad es un factor de riesgo interno, constituye la predisposición o

susceptibilidad física, económica, política o social y cultural de un individuo,

comunidad o sistema, de ser afectado o de sufrir daños en caso de un fenómeno natural

o antrópico desestabilizador. A mayor vulnerabilidad, mayor será la severidad de los

efectos.

La amenaza, el riesgo y la vulnerabilidad se condicionan mutuamente: debe haber

amenaza para que exista el riesgo y para que haya amenaza debe haber exposición y no

se puede ser vulnerable si no se está amenazado (Cardona, 2001). Esta es una premisa a

tener en cuenta cuando se diseñan los planes de prevención y respuesta a las situaciones

de emergencia ante desastres de origen natural, antrópico o tecnológico.

Capítulo 2: Antecedentes

14

CAPITULO 2. ANTECEDENTES

2.1. Introducción

En este apartado el análisis de los antecedentes se realizara considerando tres aspectos o

temas con el objetivo de facilitar la comprensión del lector y el objetivo del trabajo. Los

temas a tratar son: teledetección, 2) La aplicación de la teledetección y los sistemas de

información geográfica a la ciencias de la tierra y la minería y 3) las tendencias actuales

en el estudio de las presas de residuos minero-metalúrgicos.

2.2. Teledetección

Conocida comúnmente como percepción remota, la teledetección es la técnica que

permite obtener información sobre un objeto, superficie o fenómeno a través del análisis

de los datos adquiridos por un instrumento que no está en contacto con él. Se basa en

que cada objeto, área o fenómeno emite un espectro electromagnético específico, en

función de su propia naturaleza y de las radiaciones que recibe. La reflectancia de ese

espectro electromagnético se denomina firma espectral, la cual hace distinguible a ese

objeto, superficie o fenómeno de los demás.

Por lo general los datos son recogidos a través de sensores instalados en plataformas

aerotransportadas o en satélites artificiales, los cuales captan la radiancia emitida o

reflejada, obteniéndose una imagen, habitualmente en falso color con una banda para

cada una de estas regiones del espectro. Los avances en tecnología han permitido contar

con instrumentos cada vez más precisos basados en electrónica y experimentación con

materiales que permiten obtener información cada vez más completa contenida en

imágenes satelitales.


15

En relación con la geología, la minería, la arqueología ingeniería civil, se trata de un

término general que engloba las técnicas de prospección aéreas. Construye una técnica

indirecta que no altera el medio.

La teledetección o percepción remota es una técnica que ha ido evolucionando

aceleradamente durante las últimas décadas con el advenimiento de la tecnología

satelital, sus orígenes se ubican con el inicio de las actividades aeronáuticas a principio

de siglo XX para ir evolucionando con el desarrollo de las actividades espaciales. Hoy

en día, las definiciones de teledetección se utilizan para describir las actividades que

realizan los satélites, trasbordadores espaciales o determinado tipo de aviones

(fotografías aéreas).

La interpretación sobre fotografías aéreas e imágenes de satélite para obtener

información geológica, se denomina foto geología.

2.2.1. Evolución histórica

La historia de la Percepción Remota comenzó hace unos 600 millones de años, cuando

alguna forma inferior de vida animal diferenció algunas de sus células, volviéndolas

fotosensibles. También durante millones de años dicho rudimento fotosensible

evolucionó convirtiéndose en un poderoso y sofisticado sensor, el ojo humano. Este

tuvo un imitador mecánico, la cámara fotográfica, que hizo su aparición hace algo más

de un siglo y que fue muy mejorada durante la década de 1930 para ser aplicada a la

fotografía aérea. La Segunda Guerra Mundial dio un gran impulso a la fotografía aérea

así como a otras formas de percepción remota. Sin embargo, el "salto cuántico" en esta

disciplina se produjo en la década de 1960 cuando las plataformas satelitales


16

reemplazaron a las aéreas y los sensores electrónicos multiespectrales, acoplados a

computadoras, reemplazaron a las cámaras fotográficas.

El esquema operativo de un satélite de observación se representa en forma muy

simplificada en la figura 2.1. Los objetos terrestres, iluminados por la radiación solar,

reflejan ésta luego de introducir en ella modificaciones inducidas por la misma

estructura y composición de dichos objetos. La radiación reflejada es capturada por los

sensores del satélite, siendo parcialmente procesada a bordo de éste y retransmitida a

estaciones receptoras terrestres para su posterior procesamiento y análisis (fuente

emisora, sensor, cerebro).

Figura 2.1. Esquema operativo de un satélite de observación (Fuente http://www.lanero.net).

Los componentes básicos de un sistema de percepción remota son: La escena, el sensor

y el tratamiento de la información, formado por los siguientes elementos.

Fuente de energía o iluminación (A) - La Fuente de energía que supone el origen del

flujo energético detectado por el sensor. Puede tratarse de un foco externo al sensor, en

cuyo caso se habla de Teledetección pasiva, o de un haz energético emitido por este,

conocido como Teledetección activa. La fuente de energía más importante es la energía

solar.

• Radiación y la atmósfera (B) - Es el proceso en el que la energía electromagnética es

propagada a través del espacio libre.


17

• Interacción con la superficie terrestre (C) - La Cubierta terrestre, formada por

distintas masas de vegetación, suelo, agua y construcciones, que reciben la señal

energética procedente de la fuente de energía, y la reflejan o emiten de acuerdo a sus

características físicas.

• El sistema Sensor (D) - Compuesto por el sensor propiamente dicho y la plataforma

que lo sustenta. Tiene como misión captar la energía procedente de las cubiertas

terrestres, codificara y enviarla directamente al sistema de recepción.

• Sistema de transmisión, recepción, y proceso (E) - El Sistema de recepción es en

donde se recibe la información transmitida por el sensor, esta información es grabada en

un formato apropiado y es distribuido a los intérpretes para su tratamiento visual o

digital.

Figura 2.2. Elementos que forman un sistema de percepción remota: A) fuente de energía, B) Radiación y la atmósfera, C) Interacción con la superficie terrestre, D) El sistema Sensor, E) Sistema de transmisión,

recepción, y proceso, f) Interpretación y análisis, G) aplicación (Fuente http://www.lanero.net).

• Interpretación y análisis (F) - En esta etapa el intérprete, analiza la información, en

donde es recibida la información transmitida por el sensor.

• Aplicación (G) - El último proceso es el de extraer la información necesaria para

resolver un problema especifico y llega la usuario final quien es el encargado de

analizar el documento fruto de la interpretación, así como dictaminar el impacto que de

él se derive.


18

En 1972, y con el lanzamiento del ERTS-1 (Earth Resources Technollogy Satellite) la

Teledetección comenzará a aplicarse en el ámbito civil y será ya accesible para la

comunidad científica en general. Este satélite, cinco años más tarde y con su segundo

lanzamiento, fue renombrado como LANDSAT y sería el primero de una larga serie,

que ya va por su séptima generación.

A partir de entonces el desarrollo de las plataformas satelitales, vehículos de transporte,

sensores, sistemas de transmisión y equipos de tratamiento ha tenido un ritmo

vertiginoso y hoy existe una gran variedad de satélites en órbita, con características

específicas según sus aplicaciones.

En 1999 se lanzó el primer satélite comercial con precisión submétrica (82 centímetros

de tamaño nominal de píxel) que ofreció las primeras imágenes capaces de llegar hasta

1:2.500. En 2004 entran en acción los primeros sistemas comerciales con resoluciones

aproximadas de 50 centímetros. La gran resolución y las características de captación de

los nuevos satélites y sensores permiten asimismo representar escenarios virtuales, con

texturas reales, que sirven para precisar aún más los estudios y crear modelos de

simulación de escenarios sometidos a diversos fenómenos, como movimientos de

tierras, fallas de presas e inundaciones, etc.

2.3. Aplicación a ciencias de la tierra

Las tecnologías modernas como la teledetección y sistemas de información geográfica

(SIG) han demostrado ser útiles para el estudio geológico, estructural y las condiciones

geomorfológicas. La integración de las dos tecnologías ha demostrado ser una

herramienta eficaz en estudios de las aguas subterráneas (por ejemplo, Krishnamurthy


19

et. Al. 1996 1996; Saraf y Choudhury ,1998). El estudio de la litología, lineamientos,

paisaje, pendiente, vegetación, recarga y descarga de agua subterránea son

características comunes en estos estudios. En muchos de de ellos se realizan

evaluaciones de los recursos de las aguas subterráneas en zonas de roca dura de grandes

extensiones y donde es difícil hacer estudio de detalle por las grandes extensiones que

ocupan, estos métodos permiten definir aquellas zonas que presentan las mejores

perspectivas para acometer estudios de prospección del recurso agua. Para validar los

resultados de estos métodos siempre es necesaria la realización de trabajo de campo de

verificación de los resultados, y completar las conclusiones. Entre los datos de campo

por ejemplo se puede citar la medición de agrietamientos, mapeo o cartografía

geológica, ensayos de bombeo, perforaciones, identificación de la litología y calibración

de los métodos de análisis de imágenes. Es bueno señalar que la selección de las

características tales como litología, lineamientos, y el paisaje, talud son los más usados

en los trabajos geológicos y medioambientales.

Uno de los trabajos más completos es el de Solomon and Quiel (2006). En este se

combino el uso de sensores remotos, la evaluación de modelos de elevación digitales

(MED), sistemas de información geográfico (SIG), y técnicas de trabajo de campo para

estudiar las condiciones del agua subterránea en Eritrea. Se interpretaron los datos de

sensores remotos para producir mapas de lineamientos y litológicos. Los MED se

usaron para el mapeo geomorfológico y de lineamientos. Los estudios de campo

permitieron estudiar las estructuras y correlacionarlas con interpretaciones de

lineamientos. Se investigo el marco hidrogeológico de manantiales y pozos en el campo

a partir de registros de pozos y datos de pruebas de bombeo. Todas las capas temáticas

se integraron y analizaron en un SIG. Los resultados muestran que la presencia de agua

subterránea es controlada por la litología, estructuras geológicas y paisajes. Los

rendimientos más altos ocurren en rocas basálticas y se deben a porosidades primarias y


20

secundarias. Los pozos con altos rendimientos frecuentemente están relacionados con

lineamientos grandes, intersecciones de lineamientos y sus características estructurales

correspondientes. En rocas ígneas intrusivas y metamórficas con paisajes accidentados,

el agua subterránea ocurre principalmente en canales de drenaje con depósitos de

relleno en valles. Zonas con muy buen potencial de agua subterránea son características

de capas basálticas que sobreyacen rocas cristalinas lateritizadas de topografía plana con

lineamientos densos, y canales de drenaje con control estructural con depósitos de

relleno de valle. Los resultados globales demuestran que el uso de sensores remotos y

SIG aportan herramientas potencialmente poderosas para estudiar los recursos de agua

subterránea y diseñar un plan exploratorio apropiado.

2.4. Aplicación de la teledetección y SIG a la minería

El uso de la teledetección y SIG en la minería gana cada día en fuerza a nivel

internacional. En este apartado analizaremos algunos casos concretos de aplicación de

estas herramientas en el sector de la minería. Aunque el apartado no pretende ser

exhaustivo se citan algunos trabajos donde la aplicación de estas técnicas ha jugado un

papel relevante.

En el caso concreto de España el Instituto Geológico y Minero viene realizando estudios

de ordenación minero-ambiental con el uso de la teledetección y SIG desde el año 1993

(www.igme.es). En la tabla 2.1 se muestran los principales proyectos desarrollados, en

esta se señala el lugar de estudio, el recurso y los resultados más significativos.

Otra de las aplicaciones del análisis digital de imágenes en las que ha participado el

IGME se encuentra en el análisis del accidente de la presa de colas ó residuos mineros


21

de Aznalcllar, en Andalucía España. En este accidente provocado por la rotura del dique

de la presa de residuos mineros se realizaron vuelos específicos y el análisis digital de

imágenes de los mismos para delimitar el área afectada por el vertido de los lodos. Una

vez retirado los lodos se puedo comprobar con otro vuelo el área que había sido

limpiada y la zona donde aun quedaban vestigios de los mismos.

Tabla 2.1. Resultados de los estudios de ordenación minero-ambiental del IGME.

Estudio Recurso Resultados

La Cabrera (León)

1993-1995 Pizarra para techar

• Mapa de Ordenación Minero-Ambiental (84.450 ha; escala 1:25.000)

• Modelos de Explotación • Modelos de Restauración

Alhaurín de la Torre (Málaga) 1998-2000

Áridos de machaqueo


• Modelos de Explotación • Modelos de Restauración • Plan Director (1.368 ha; escala 1:5.000)

Camargo (Cantabria) 1999-2002

Áridos de machaqueo


• Modelos de Explotación • Modelos de Restauración • Plan Director (1.120 ha; escala 1:5.000)

Murcia 2002-2005 Mármol comercial

• Mapas de Ordenación Minero-Ambiental (199.600 ha; escala 1:50.000)

• Modelos de Explotación • Modelos de Restauración

2.5. Antecedentes en el estudio de las presas de relaves

Las principales líneas de investigación que se desarrollan en torno a las presas de

residuos se pueden resumir en 6 aspectos claves de acuerdo con los trabajos de

Rodríguez, (2002):

1. Estabilidad física de las presas de residuos. Esto incluye el comportamiento

geotécnico, el riesgo geológico y las propiedades hidrogeológicas.

2. Riesgo ambiental de los materiales almacenados en ellos.

3. El impacto ambiental sobre las masas de aguas continentales y marinas.


22

4. Características geológicas de los materiales almacenados, con énfasis en la

mineralogía y elementos utilices para su reutilización.

5. Legislación y formativas sobre el almacenamiento, monitoreo y gestión de los

residuos mineros.

6. Efectos sobre la salud humana, medical geology.

Las presas de relaves mineros son estructuras geotécnicas complejas. Presentan algunos

aspectos constructivos y de funcionamiento similares a las presas de embalse de

materiales sueltos y también importantes y significativas diferencias. La mayor parte de

las presas de relaves existentes en la actualidad se han construido mediante el sistema de

relleno hidráulico. Los residuos del proceso de extracción, en esencia roca finamente

molida mezclada con agua, con la consistencia de un lodo, son bombeados a través de

tuberías hacia el depósito. Típicamente, la proporción de agua en relación a los sólidos

es mayor de 3:1 en volumen. Eso significa que la propia operación de vertido de los

relaves dentro del depósito, implica un aporte muy significativo en volumen de agua,

desde el punto de vista del funcionamiento hidráulico del depósito.

La presa, construida con los mismos residuos o con otro material de préstamo, debe

crecer gradualmente en altura, al ritmo de producción de residuos de la mina. El

funcionamiento hidráulico de este tipo de presas está condicionado por un conjunto

numeroso de acciones que reciben desde el entorno, tales como el propio vertido de

nuevos relaves, lluvias, deshielos, evaporación, extracción de agua excedente de la

laguna, ingreso de agua subterránea, drenaje de agua hacia la fundación o a través de la

presa; y también por una serie de fenómenos singulares asociados a la fina

granulometría de los relaves, tales como consolidación, infiltración, escurrimiento

superficial y ascenso capilar. El funcionamiento hidráulico del depósito, tanto durante


23

su etapa de construcción, como después de su cierre y abandono, es determinante de las

condiciones de estabilidad de la presa.

2.5.1. Clasificación de las presas de relaves ó residuos mineros

Las presas de residuos mineros pueden ser clasificadas de acuerdo a dos aspectos:

1) El método de cierre utilizado en la construcción del dique exterior que retine los

lodos

2) De acuerdo al lugar de emplazamiento de la presa.

1. De acuerdo al método de cierre utilizado en la construcción del dique

En la actualidad existen cuatro métodos fundamentales de construcción de estos tipos de

presa (Figura 2.3).

- Línea central ”centraline” (Figura 2.3A): combina alguna de las ventajas de los otros

métodos (con una mejor estabilidad sísmica que el método ”upstream” y con menos

requerimientos de volumen de material en los recrecidos que con el sistema

”downstream”); sin embargo, la capacidad de retención de agua no es tan buena como la

del método ”downstream” (Markland and Eurenius, 1976; Junghans y Helling, 1998).

- Aguas abajo ”downstream” (Figura 2.3B): ha llegado a ser el más ampliamente usado.

Habitualmente, se construye una barrera impermeable en la cara del muro de la presa

que está en contacto con el depósito y se provee de un drenaje interno para asegurar que

el nivel freático dentro del muro se mantenga lejos de la cota de aguas arriba. El espesor

de la parte baja del muro se incrementa dependiendo de la altura. Esto incrementa la

estabilidad, pero requiere aportes exponencialmente crecientes de material según la

subida gradual del muro (Markland and Eurenius, 1976; Junghans and Helling, 1998).


24

- Línea central desplazada “modified centraline” (Figura 2.3C): en este método lo que

se realiza es un recrecimiento del muro de contención de la presa de la misma forma que

el método de línea central, pero con una prolongación de la longitud del muro de la

presa aguas abajo (Junghans y Helling, 1998).

A B

C D

Final

Inicial

Inicial y final

Inicial

Inicial Final

Final

Figura 2.3. Tipos de presas de almacenamiento de residuos minero-metalúrgicos, de acuerdo a la forma de construcción del cierre (adaptado de Junghans and Helling, 1998). A) Línea central, B) Aguas abajo,

C) Línea central desplazada y D) Aguas arriba.

- Aguas arriba ”upstream” (Figura 2.3D): cada construcción se hace sobre el muro

existente y el borde de playa detrás del muro. El incremento de peso de la presa se

puede repetir varias veces pero el sistema tiene una desventaja en el sentido que hay una

línea de debilidad potencial en la base de cada recrecimiento, ya que el muro se cimenta

sobre material grueso y fino. Este sistema todavía se usa en las áreas más secas del

mundo, donde los niveles de agua en el interior de la presa se pueden mantener al

mínimo (Junghans and Helling, 1998).

Los diseños de presas que ofrecen una mejor retención de agua usan un núcleo

impermeable en el muro y capas de filtro y drenajes dentro del mismo (Figura 2.4). Esto


25

minimiza las filtraciones de agua, pero los costes de construcción son mucho más

elevados y crecen rápidamente con la altura.

2. De acuerdo a su ubicación sobre el terreno

La localización de los diques depende en gran medida de la topografía natural y de la

naturaleza de las rocas subyacentes, incluyendo su permeabilidad. Los diques de

estériles de acuerdo a su ubicación se pueden clasificar en: I)- cerramiento de valle

(cross valley), II)- de ladera (valley side), III)- fondo de valle (valley bottom), IV)-

anillo completo de cerramiento (ring or enclosed) o exenta, V)- cerramiento parcial o

total de bahías marinas o ensenadas (Quintana, 1998).

Figura 2.4. Clasificación de las presas de acuerdo a su lugar de emplazamiento (IGME).

Uno de los elementos principales de las presas de residuos es su sistema de

impermeabilización, puesto que determina en gran medida la magnitud y volumen de

aguas que son drenadas al medio ambiente y el volumen de agua que puede ser lixiviado


26

por el vaso de la presa. En la gran mayoría de los casos se proyectan con un sistema de

capa impermeable de arcilla en la base del vaso que actúe como barrera al proceso de

infiltración de las aguas residuales y como frontera geoquímica que retenga los

principales contaminantes y con un sistema de drenes que permita la recogida de los

lixiviados y su tratamiento (Figura 2.5). Este procedimiento constructivo se realiza en

los países donde existe una legislación ambiental importante, sin embargo en la gran

mayoría de los países en vías de desarrollo este proceso constructivo es obviado, debido

a que el sistema encarece los costes de producción (hasta un 20%) y disminuye la

rentabilidad del proceso mineralúrgico.

El uso de una o dos capas de arcilla depende del tipo de residuo a almacenar. Las

geomembranas comienzan a ser de gran aplicación en muchas obras de este tipo. La

existencia de los piezómetros para control de los niveles de agua y del potencial

hidráulico comienza también a ser un aspecto a tener en cuenta. El uso de los sistemas

de drenaje de los lixiviados es de extraordinaria importancia para evitar la

contaminación de las aguas subterráneas y para poder tratar los lixiviados, así como

para poder reutilizar las aguas.

La vida de las presas de residuo se puede dividir en dos etapas: A) vida útil en uso de

estos depósitos para el almacenamiento de residuos y B) etapa post-operacional con

riesgo ambiental.


27

Figura 2.5. Esquema de los elementos que integran una presa de residuos mineros (ICOLD, 1996).

A) La vida útil en uso de estos depósitos para el almacenamiento de residuos depende

de varios factores:

• el área de la presa,

• del volumen a almacenar,

• del tipo de presa,

• de la capacidad soportante del suelo,

• de la altura máxima permitida, y

• del tiempo.

B) La etapa post-operacional. Es prácticamente imposible definir el alcance en el

tiempo de los efectos ambientales que pueden generar estas presas de residuo, pero

dependerá fundamentalmente de la magnitud del volumen almacenado y de la

composición de estos residuos y de los materiales que conforman el vaso de la

presa, que son los que determinan la calidad del agua que lixivian estos.

La incidencia del depósito de estériles en el coste total de una operación minera puede

llegar a ser del 20% del coste total de la inversión y tiene como peculiaridad que se trata


28

de un coste necesario pero improductivo por lo que debe tratarse de reducir al mínimo.

Sin embargo, no debe hacerse a costa de la seguridad ni de un deterioro inadmisible del

medio ambiente y sus ecosistemas.

2.5.2. Procesos y fenómenos geológicos que afectan a las presas de relaves

La estabilidad y seguridad de las presas de residuos constituye un aspecto de

extraordinaria importancia. Muestra de ellos es que existen numerosos trabajos

realizados por el Comite Internacional de Grandes Presas (ICOLD), las Naciones

Unidas (UNEP), la EPA y una colección de casos publicada por Davies et al., (2001).

Uno de los trabajos más significativos es el boletín 121, en el cual se analizan los

problemas de estabilidad asociados a 221 casos de presas de relaves. Este trabajo se

puede comprobar que existen un número de causas y procesos geológicos bien

delimitados que afectan a estas. En la figura 2.6 se pueden apreciar todas estas causas o

mecanismos de fallas como se conoce en el campo de la ingeniería civil y la geotecnia,

considerando el número de incidentes y el tipo de presa de acuerdo a su método de

cierre utilizado. De acuerdo al análisis de la información disponible se puede ver en la

figura 2.6 que las causas de falla de las presas de relaves son 8:

1) deslizamiento del talud,

2) falla por terremoto,

3) falla por sobrepaso,

4) problemas de fundación,

5) tubificación,

6) falla por problemas en las estructuras auxiliares,

7) erosión del dique, fundamentalmente el pie del talud,

8) subsidencias o colapso del terreno.


29

Estos mecanismos de falla no son los únicos, pueden existir otros. Lo cierto es que de

acuerdo a la información analizada son los más comunes. Normalmente se suelen

presentar combinaciones de ellos, aunque también pueden ocurrir solos. En la mayoría

de los casos existe una propiedad de los materiales que es común para todos, la

existencia de un grado de saturación elevado de los materiales, un elevado nivel freático

en el interior de la presas y en muchos casos la existencia de abundante agua debido a

precipitaciones. La presencia de abúndate agua en el interior de la presa de relaves

favorece el desarrollo de las causas o mecanismos de falla 1, 2, 3, 5, 7 y 8.

1) Des

liz. T

alude

s

2) Terr

emoto

3) Sob

repas

o

6) Estr

uctur

as au

x

8) Sub

siden

cia

Desco

nocid

aCentral

Aguas Abajo

Impermeable

Aguas Arriba

Desconocida0

5

10

15

20

25

30

N° d

e in

cide

ntes

MECANISMO DE FALLA

TIPO DE PRESA

Figura 2.6. Número de incidentes versus principales mecanismos de fallas de los diferentes tipos de presas de residuos mineros de acuerdo al sistema de cierre utilizado (Oldecop y Rodríguez, 2007).

Como se podrá apreciar más adelante en el siguiente apartado el aporte del agua de

lluvia, la escorrentía superficial, el agua almacenada en el depósito y la geodinámica

terrestre juegan un papel muy importante. Para una mejor comprensión de los mismos a

continuación analizamos diferentes casos de fallas de presas de relaves a nivel mundial

que muestran la importancia que tiene el estudio y control de la estabilidad física y los

riesgos geológicos asociados a este tipo de presas ó depósitos de residuos. Si falla la

barrera física las consecuencias ambientales, económicas y sociales pueden ser enormes.

Este aspecto del riesgo ambiental se trata más adelante.


30

2.5.3. Casos históricos de falla de presas de relaves

El análisis de casos de falla históricos es el medio fundamental de aprendizaje y de

avance del conocimiento en la ingeniería en general y de la ingeniería de presas

especialmente. Identificar el mecanismo de falla de una presa y comprender los factores

y fenómenos que determinaron la falla, son procesos siempre fructíferos. Sin embargo,

esto no siempre se puede hacer, fundamentalmente porque no es fácil tener acceso a

toda la información necesaria para caracterizar el incidente.

2.5.4. Fallas de las presas de relaves causadas por deslizamiento del talud

Frecuentemente, las fallas de presas de relaves se han manifestado como una

inestabilidad o deslizamiento del talud exterior. Las características de estos

deslizamientos son muy variadas. Por ejemplo, el depósito de relaves de platino de

Bafokeng (Sudáfrica), tuvo un primer deslizamiento en 1973. Se inició con una

superficie de deslizamiento típicamente circular, que afectó a un talud relativamente

bajo (16 m) y de poca pendiente (24º), fallando el material netamente por corte. El

material derramado, unos 40000 m3, fluyó hasta 40 metros del pie del talud y se detuvo

con una pendiente de equilibrio de 4º. No se conocen cuales fueron las causas de la

falla. El ancho del deslizamiento (160 m), el relativamente pequeño volumen de relaves

vertido y la corta distancia recorrida por el material, determinaron que las consecuencias

de este accidente fueran mínimas. Sin embargo, poco menos de un año más tarde, en

otro sitio de la misma presa, ocurriría una rotura que, como se verá más adelante, podría

considerarse una de las catástrofes más importantes en la historia de los

almacenamientos de residuos mineros. En los ejemplos que se describen a continuación,

se muestra que el factor disparador de la rotura puede ser de origen muy variado, pero


31

que en casi todos los casos, la operación hidráulica del depósito juega un papel

determinante en el proceso de falla.

0 20 40 60 80 100

Distancia horizontal [m]

Talud original (pendiente = 24º)

Material derramado(pendiente =4º)

Superficie de deslizamiento

0

10

20

30

Pendiente del terreno natural = 1.5º

Figura 2.7. Primer deslizamiento de la presa de relaves de Bafokeng, Sudáfrica, 1973 (adaptado de Blight, 1997)

En el depósito de Saaiplaas, también ubicado en Sudáfrica, ocurrió una interesante

secuencia de tres roturas sucesivas, en un periodo de menos de 5 días. El caso fue poco

estudiado porque no afectó terrenos fuera de la mina. Se sabe que los deslizamientos

fueron precedidos por lluvias ligeras durante la semana anterior, que totalizaron 4,5

mm. Sin embargo durante los dos días en que ocurrieron las dos primeras roturas, no

llovió y además se sabe que no había agua acumulada sobre la superficie del depósito.

En la noche de la tercera rotura llovió 19 mm. Esta lluvia pudo contribuir al

deslizamiento, rellenando con agua las grietas de desecación y provocando un aumento

rápido de la presión de poros. Un dato interesante, que indica un posible factor

disparador de las roturas, fue el hecho de que a lo largo del mes anterior, el ritmo de

recrecimiento de la presa se había incrementado significativamente (2,8 metros de

altura/año), en relación a los 1,8 m/año mantenidos desde el inicio de la construcción.

En los dos bordes del depósito en que ocurrieron los deslizamientos (Figura 2.8), se

estima que el ritmo de recrecimiento fue aún mayor. Mediante el vertido de relaves

desde los puntos señalados en la figura 2 como 1, 2 y 3, se intentaba mover la laguna de


32

decantación, que se encontraba en una posición inadecuada (esquina Oeste del

depósito), hacia el centro del depósito. Se sabe que un ritmo de recrecimiento excesivo

provoca un aumento de presión de poros, pues no se da tiempo al material para

consolidar y disipar el exceso de presión de agua generado al amentar la carga vertical.

Además, el mismo hecho de que la laguna estuviera próxima a los bordes fallados

indica que es probable que el nivel freático en la zona tuviera allí una cota elevada. Por

otro lado Blight (1997) notó que el tercer deslizamiento provoca una falla de flujo de

mayor extensión (ver en la figura 2 cómo los relaves llegan más lejos en la rotura del

día 22) que las otras dos, posiblemente debido a que el material tenía un mayor

contenido de agua y a que el terreno se encontraba mojado debido a la lluvia que

precedió a la rotura. El material se detuvo al ser contenido por el dique destinado a

almacenar el agua que se reutilizaba en el proceso minero.

Posición inadecuada de la laguna

Posición deseada de la laguna

18/03/1992

19/03/1992

22/03/1992

Dique de almacenamiento de agua de retorno

Posición inadecuada de la laguna

Posición deseada de la laguna

18/03/1992

19/03/1992

22/03/1992

Dique de almacenamiento de agua de retorno

Figura 2.8. Secuencia de tres roturas de la presa de relaves en Saaiplaas, Sudáfrica, 1992 (adaptado de Blight & Fourie, 2003)

La falla de la presa de Arcturus en 1978 parece haber sido provocada por elevación del

nivel freático a causa de fuertes lluvias. Llama la atención la fuerte pendiente que tenía


33

el talud, probablemente resultante de una colocación sin ningún tipo de ingenierización

(Figura 2.9). La pendiente del talud debía estar muy próxima al ángulo de reposo del

material y probablemente la estabilidad dependía en parte de la cohesión aparente

conferida al material por el agua capilar. La rotura fue precedida por un periodo de

fuertes lluvias, pero estudios hidrológicos confirmaron que la presa no fue sobrepasada

por el agua almacenada en la superficie del depósito. La explicación más probable para

la rotura es que la inestabilidad fue el resultado de un talud que, en condiciones

normales, estaba muy cerca de fallar, a lo que se sumó la acción desestabilizante de una

rápida elevación del nivel freático a consecuencia de la lluvia y una pérdida de la

cohesión aparente al ocurrir la saturación del material del borde del depósito. Se

escaparon del depósito unos 20000 m3 de relaves, que recorrieron una distancia de 300

metros. Como resultado de la avalancha resultó muerto un niño.

Pendiente promedio = 15º



Material derramado (pendiente de reposo = 3º)

Pendiente promedio = 15º



Material derramado (pendiente de reposo = 3º)

Figura 2.9. Falla de la presa de relaves de Arcturus, Sudáfrica, 1978. (adaptado de Blight, 1997).

2.5.5. Fallas de presas de relaves causadas por terremotos

Si se examinan las fallas de presas de relaves causadas por terremotos, también se

descubre que en muchos casos, el manejo hidráulico (agua) de esos depósitos jugó un

papel determinante en la rotura.

La presa El Cobre (Chile) llevaba 2 años fuera de uso al momento de la falla y sólo se

usaba periódicamente como depósito temporal de agua. Esto posiblemente determinó

que el nivel de saturación en el depósito se mantuviera elevado a pesar de que el vertido


34

de relaves se hubiera detenido y al clima relativamente seco de la región. La presa tenía

una altura de 35 m y era de recrecimiento aguas arriba.

El terremoto de La Ligua (28/03/1965), de M = 7.5, epicentro a 70 Km y profundidad

focal 60 Km, provocó la falla por licuación de los relaves. 1.300.000 m3 de lodo

viajaron 12 Km valle abajo, provocando la destrucción de un pueblo y la muerte de 300

personas. A pesar de que la pendiente del terreno natural era bastante baja (sólo unos 3º)

se estimó que la velocidad de la avalancha fue de unos 20 Km/h. La pendiente final de

equilibrio de la superficie de los relaves vertidos fue de sólo 3.5º, lo que indica una

bajísima resistencia residual del material.

Un caso más reciente de rotura causada por terremoto es el de la presa Tapo Canyon. La

rotura ocurrió a consecuencia del terremoto de Northridge (California), en 1994. La

falla implicó el flujo de una gran cantidad de residuos a lo largo de 180 metros aguas

abajo (Harder y Steward, 1996). Afortunadamente, por estar ubicada en una zona

despoblada, no provocó víctimas ni otras pérdidas económicas importantes. Esta presa

almacenaba material fino proveniente del lavado de áridos para una planta de hormigón.

La forma en planta del depósito era aproximadamente triangular, tal como se observa en

la fotografía aérea de la figura 2.10. El depósito, que había alcanzado una altura de 24

metros, se había iniciado en la depresión creada por la explotación de una antigua

cantera. Sin embargo, la depresión no era originalmente un cuenco cerrado. Para

facilitar el drenaje se había abierto un canal en la roca que desaguaba en un arroyo

vecino, que corre paralelo al borde sudoeste. Al comenzar el vertido de residuos, dicho

canal se cerró con material rechazado de la explotación. Luego, la presa continuó

recreciéndose hacia aguas arriba con el mismo material. Al momento de la falla, la presa

llevaba dos años inactiva, ya que se había detenido su recrecimiento y el vertido de

residuos. Sin embargo en la mitad este se realizaba el lavado de los camiones


35

mezcladores de hormigón, vertiendo restos de hormigón, que formaron una costra

superficial de un grosor considerable. En la mitad oeste del depósito existía una laguna,

adonde se acumulaba el agua del lavado de los camiones, de manera que a lo largo del

borde fallado (sudoeste), la laguna se encontraba en contacto directo con la presa. La

sección de la presa fallada había presentado ya problemas de filtraciones y de

estabilidad, por lo que poco tiempo antes se había construido una berma a lo largo de

180 metros de la presa sudoeste.

Figura 2.10. Presa de relaves Tapo Canyon antes de su falla. (FOTO: Northridge Collection, EERC,

University of California, Berkeley)

El terremoto de Northridge de magnitud 6.9 en la escala de Richter, tuvo su epicentro a

21 km. de la presa, provocando en el sitio una aceleración máxima estimada entre 0.3 y

0.4g. La rotura ocurrió unos 10 minutos después de terminado el movimiento sísmico.

El movimiento indujo la licuación del material de la presa y de los residuos

almacenados, que se encontraban saturados debido a la presencia de la laguna. Esto

produjo una brecha de unos 60 metros de ancho por la que escaparon los relaves

licuados (Figura 2.11). Es probable que la falla se haya iniciado en la zona del antiguo


36

canal de desagüe, con la licuación del material de tapón y que ello haya provocado la

falla en cadena de resto de la presa y la licuación de los residuos. El flujo de residuos

licuados fue capaz de transportar a lo largo de varios cientos de metros varios bloques

de hormigón de tamaño considerable (de hasta 200 toneladas) provenientes de la costra

superior formada a partir del los restos vertidos con el lavado de los camiones y que se

quebró en trozos al fallar la presa.

Figura 2.11. Rotura de la Presa de relaves de Tapo Canyon causada por el Terremoto de Northridge

en 1994. (FOTO: Northridge Collection, EERC, University of California, Berkeley)

2.5.6. Las fallas de las presas de relaves causadas por sobrepaso, tubificación o erosión

Las fallas por sobrepaso, tubificación o erosión ocurren en las presas de relaves de

manera similar a las presas de embalse de materiales sueltos. Ambos tipos de presa son

igualmente sensibles a estos problemas. Sin embargo, las circunstancias que

desencadenan estos mecanismos de falla en las presas de relaves son diferentes a las de

una presa de embalse. La hidrología de una presa de relaves en muchos casos está

condicionada por el hecho de que, por razones de protección del medio ambiente, el

agua almacenada, y aún la que ingrese accidentalmente en la presa, no se puede verter al

medio, pues generalmente son aguas contaminadas. Si el depósito es de tipo anular, el


37

único aporte de agua que puede recibir es el de las precipitaciones, pluviales o níveas,

que caigan en el área que ocupa su planta. Si, en cambio, el depósito esta ubicado en un

valle, con una presa de cierre por el costado de aguas abajo, entonces en las previsiones

hidrológicas habrá que tener en cuenta el área de captación de la cuenca y el volumen de

agua que puede generar una lluvia o deshielo. En algunas presas de este tipo se

construyen estructuras de desvío (canales o tuberías) para evitar que el agua de

escurrimiento superficial ingrese en el depósito.

Un ejemplo interesante de falla por sobrepaso es el de la presa de Merriespruit

(Sudáfrica), ocurrida en 1994. El caso fue descrito por Fourie y Papageorgiou (2001) y

Fourie et al., (2001). La presa era de tipo anular con planta rectangular y almacenaba

relaves de un proceso de extracción de oro. Tenía al momento de su rotura 31 metros de

altura y su construcción había comenzado 16 años antes. El recrecimiento se hacía hacia

aguas arriba, utilizando los mismos relaves como material de construcción y

permitiendo su secado para favorecer su consolidación por acción de las fuerzas

capilares. El exceso de agua que se acumulaba en el centro de la presa se evacuaba a

través de una tubería hacia un depósito intermedio para luego ser reutilizada en el

proceso de extracción. Debido a que la demanda de agua del proceso de extracción era

variable y a una inadecuada capacidad del depósito intermedio, era habitual que una

cantidad importante de agua quedara almacenada en la presa. En el mismo sitio donde

se produjo la rotura, la presa había presentado problemas de filtración y de inestabilidad

en el pie del talud. En 1991 se colocó, como medida paliativa, un contrafuerte de

escollera. Casi un año antes de ocurrir la falla, el llenado del depósito fue suspendido.

Sin embargo el vertido de relaves continuó de forma esporádica y también ocurrieron

escapes de relaves desde un depósito vecino que seguía en operación. Puesto que estos

vertidos ocasionales ocurrieron siempre en el mismo costado del depósito, la laguna de


38

decantación fue empujada gradualmente hacia el borde opuesto (el que luego fallaría).

Una foto satelital obtenida 3 semanas antes de la falla muestra que la laguna se

encontraba en contacto directo con la presa y lejos de la toma de la tubería de

decantación, impidiendo la posibilidad de extraer los excesos de agua. No se conoce la

altura de resguardo al momento de la falla, pero se estima que era escasa.

La falla de la presa de Merriespruit se inició con una tormenta de lluvia que aportó 50

litros/m2. Si bien la falla ocurrió por la noche y por lo tanto se conocen pocos detalles,

se ha llegado a la conclusión de que el mecanismo que inició la falla fue el sobrepaso

(Fourie et al., 2001). La brecha dejó escapar 600000 m3 de relaves que fluyeron a lo

largo de 3 Km (Figura 2.12). El pueblo vecino de Merriespruit fue inundado con una ola

de lodo que alcanzó 2,5 metros de altura destruyendo varias casas y matando a 17

personas.

Figura 2.12. Falla de la presa de relaves de Merriespruit por sobrepaso (adaptado de Blight & Fourie,

2003).


39

El mecanismo de rotura que se infiere en el caso de Merriespruit se explica en la figura

2.13. El agua vertiendo por el coronamiento erosionó la cara exterior del talud iniciando

una brecha de erosión retrocedente. Es posible que pequeños deslizamientos locales

aceleraran el proceso de erosión. El vertido continuado de agua erosionó también el

material de estos deslizamientos acumulado al pie del talud. Al desaparecer la estructura

de soporte exterior donde el material era más resistente, los relaves más finos y con

elevado contenido de agua del centro del depósito comenzaron a ser sometidas a

tensiones de corte crecientes. Puesto que todo este proceso sucedió relativamente

rápido, el aumento de las tensiones aplicadas sobre los relaves ocurrió en condiciones

prácticamente no drenadas. Fourie y Papageorgiou (2001) realizaron ensayos no

drenados del material almacenado en la Presa de Merriespruit, encontrando que para las

densidades y niveles de confinamiento que existían en la presa, su comportamiento es

de tipo contractivo y por lo tanto potencialmente licuable. En un determinado momento

el proceso descrito provocó que la resistencia de pico no drenada del material fuera

superada. A partir de ese momento, el mecanismo de falla progresiva pudo acelerar la

rotura. El resultado fue lo que se conoce como “licuación estática” de los relaves. La

inestabilidad, que se inició localmente, se extendió a una gran masa de relaves, que

fluyó a través de la brecha en forma de líquido viscoso.


40

γ

τ

12

3

3

2

1

0

2

1

4τ

3

γ

4

0

Figura 2.13. Mecanismo de rotura por sobrepaso del agua sobre el talud.

En la mañana del 11 de Noviembre de 1974, la presa de Bafokeng que almacenaba

relaves de platino, tuvo una segunda rotura. El depósito ocupaba un área de 85 Ha, tenía

una altura de 20m y almacenaba unos 17 millones de m3. Contrariamente a lo que

sucedió en la primera falla, esta vez se escaparon a través de la brecha unos 3 millones

de metros cúbicos de relaves en forma de lodo. La avalancha arrasó la estructura de uno

de los piques de la mina y arrastró equipos y vehículos. Parte de los relaves inundaron el

pozo, provocando la muerte de 12 trabajadores. A 4 Km de la brecha, la avalancha tenía

800 metros de ancho y 10 metros de altura. Luego la corriente de lodo se encauzó en un

valle fluvial. Un tercio del volumen vertido quedó esparcido a lo largo del camino de la

avalancha y los otros dos tercios fueron detenidos por un reservorio de agua distante a

42 Km de la mina.

La segunda rotura de Bafokeng fue precedida por una fuerte lluvia en la madrugada del

11 de Noviembre, en la que se estima cayeron 75 mm en dos horas. El depósito No. 1

estaba dividido en dos por un muro en diagonal, tal como se indica en la figura 9. La

localización de las lagunas en ambas partes del depósito No.1 el día anterior a la falla se


41

indican también en la misma figura. El nivel de agua en la laguna más pequeña se

encontraba unos 2 metros más baja que en la mayor. Cuando los trabajadores llegaron a

las 7:00 de la mañana del 11 de noviembre, se encontraron con que el nivel de agua en

ambas lagunas había aumentado peligrosamente a consecuencia de la lluvia.

Inmediatamente intentaron bajar el nivel de rebalse de las torres de decantación (Figura

2.14b) y además, desde el muro divisorio de los depósitos 1 y 2, mediante una pala

cargadora, acopiar material seco en la esquina este del depósito No. 1 para “empujar” la

laguna pequeña lejos de la presa.

A las 8:45 ocurrió el sobrepaso del muro diagonal que separaba las dos partes del

depósito No.1. A consecuencia de esto el nivel de agua en la laguna más pequeña se

elevó súbitamente. Hubo un sobrepaso poco extenso del muro divisorio entre el

depósito No. 1 y el 2, en los puntos indicados en la figura 9b. Sin embargo el flujo no

era muy rápido y por ello el ritmo de erosión lento. El operario de la pala continuó

acopiando material. Según las estimaciones posteriores, la revancha en el dique exterior,

donde luego se formó la brecha estaba entre 1.2 y 1.75 metros. En ningún momento el

dique exterior fue sobrepasado. A las 10:15 se observó que a 2/3 de la altura del talud

exterior apareció un chorro de agua. El agujero por donde salía el chorro se agrandó

rápidamente y el chorro se convirtió en un curso de agua corriendo por el talud. Por

sobre la zona de la filtración aparecieron dos o más grietas en el talud, que se

extendieron hacia el coronamiento formando una cuña con el vértice hacia abajo. De

esta zona empezaron a caer bloques que fueron arrastrados por la cada vez más fuerte

corriente de agua. Se formó una depresión en el coronamiento que finalmente fue

sobrepasado. La brecha formada se amplió rápidamente hasta alcanzar un ancho de 130

m. Por la brecha se escaparon 3 millones de m3 de relaves licuados.


42

0 500 m

Pique

Depósito No. 2

Depósito No. 1Lagunas el 10/11/1974

Brecha

Torre dedecantación

Torres de decantación

Conducto

Conducto130 m

Área cubierta por la avalancha de

relaves

Flujo de relaves hasta 42 km aguas

abajo

a) Esquema general de los depósitos de Bafokeng

b) Detalle de la zona de la brecha

100 m0

Sobrepaso sin rotura

Brecha

0 500 m0 500 m

Pique

Depósito No. 2

Depósito No. 1Lagunas el 10/11/1974

Brecha

Torre dedecantación

Torres de decantación

Conducto

Conducto130 m

Área cubierta por la avalancha de

relaves

Flujo de relaves hasta 42 km aguas

abajo

a) Esquema general de los depósitos de Bafokeng

b) Detalle de la zona de la brecha

100 m0 100 m0

Sobrepaso sin rotura

Brecha

Figura 2.14. Características y consecuencias de la segunda rotura de la presa de relaves de Bafokeng. (adaptado de Blight & Fourie, 2003).

El mecanismo de rotura de la presa de Bafokeng se ha inferido en base a datos y

testimonios disponibles. Parece seguro que la falla no ocurrió por sobrepaso, al menos

en un primer momento. El chorro de agua que apareció en el talud sugiere una falla por

tubificación. El disparador de este proceso pudo ser un nivel freático demasiado

elevado, causado por las lluvias y por una laguna demasiado próxima al dique de la

presa. Blight (1997) señala otros posibles factores que pudieron contribuir al desarrollo

de este mecanismo de falla. Se observó una notable estratificación del depósito en la

zona próxima al dique de la presa: estratos de arena de 200 a 500 mm de espesor

alternados con lentes discontinuos de arcilla de 20 mm. Esto indudablemente produjo

una fuerte anisotropía en la permeabilidad, factor que pudo conducir a tener niveles

freáticos colgados que afloraron en el talud.


43

Otro posible factor desencadenante de la rotura pudo ser la falla de las torres de

decantación, en particular la más cercana a la presa (Figura 9b), que sólo distaba 30-40

m del borde fallado, por exceso de carga hidráulica, durante el brusco aumento de nivel

de agua embalsada en la laguna pequeña. También hay que tener en cuenta las

vibraciones producidas por la pala cargadora trabajando sobre la presa hasta el último

momento, que pudo producir la licuación de una zona de la presa saturada.

2.5.7. Falla de la presas de relaves por problemas en las estructuras auxiliares

De acuerdo a la colección de casos históricos recogida en el Boletín 121 del ICOLD

(2001), la mayor cantidad de incidentes originados en las estructuras auxiliares se deben

a fallas en los sistemas de decantación del agua sobrenadante del depósito. Tal como se

ilustra en la figura 2.15b, la instalación más habitual consiste en una o más chimeneas o

torres de decantación en las que el nivel de rebalse se va elevando gradualmente a

medida que el depósito crece en altura. Una tubería que corre por el fondo del depósito

lleva el agua desde la base de la chimenea hacia el exterior. Es bastante frecuente la

falla de estos conductos, lo que deriva en filtraciones de agua desde la tubería hacia el

cuerpo del depósito, con los consiguientes efectos indeseables de humedecimiento,

elevación del nivel freático, etc.; o bien la creación de una vía de escape para los relaves

de poca consistencia.

Como ejemplo interesante de falla iniciada por un problema en una tubería de

decantación, se puede citar el del complejo de presas de relaves de Stava (Italia), cuyo

colapso ocurrió en 1985. El complejo estaba constituido por dos presas adyacentes, una

aguas arriba de la otra, construidas a través del valle de un pequeño río, cuyo destino era

almacenar los residuos del proceso de extracción de una mina de fluorita. La pendiente

en el sitio era bastante fuerte (12 a 16°) y las presas se apoyaron directamente sobre


44

materiales morrenicos y fluvio-glaciales con mal drenaje. En 1962 comenzó la

construcción de la presa inferior, mediante el método de recrecimiento de aguas arriba.

Se utilizaron hidrociclones para separar la fracción gruesa, que se destinaba al

recrecimiento de la presa, de la fracción fina que se vertía al depósito para que

decantara. El ángulo del talud exterior era de 32°. El agua sobrenadante se extraía

mediante un conducto de decantación de hormigón de 200 mm de diámetro apoyado

directamente sobre el suelo natural. El conducto seguía la dirección de la pendiente

natural y su boca de toma estaba ubicada en el punto del depósito más alejado de la

presa. El conducto se iba prolongando hacia aguas arriba y las bocas de toma se iban

taponando, a medida que la altura del depósito crecía (Figura 2.14a).

Depósito superiorRebalse

Depósito inferior

DescargaTramo de conducto obturado

Conducto de decantación

Superficie del terreno natural

Peso de las colas depositadas después de la reparación

Chimenea de hormigón

Estado de construcción al instalar el bypass

Tubo de acero

a)

b)

Figura 2.15. Problemas con el conducto de decantación de las presas de relaves Stava (Italia, 1985),

que actuaron probablemente como mecanismo disparador de la rotura (adaptado de Chandler y Tosatti, 1995).

En 1969, cuando la presa inferior alcanzó 26 metros de altura, se detuvo su llenado y se

comenzó la construcción de una segunda presa inmediatamente aguas arriba del límite

del depósito de relaves creado con la primera presa. El sistema de recrecimiento

utilizado fue el de la línea central. Esto trajo consigo el inconveniente de que el pie del

nuevo talud fue gradualmente apoyándose en la playa formada por los relaves del


45

depósito inferior. La pendiente proyectada para el talud de la nueva presa fue

inusualmente empinada (40°). De hecho la pendiente de proyecto nunca se pudo

materializar en obra, quedando el talud con un ángulo de 39° respecto de la horizontal,

que sólo se pudo mantener utilizando una cobertura protectora de césped. Este detalle

sugiere que la pendiente del talud de la presa superior estaba próxima al ángulo de

reposo del material. Se instaló un conducto de decantación de diseño similar al utilizado

en el depósito inferior. Este conducto descargaba en reservorio formado por la presa

inferior, que pasó a trabajar como estanque de clarificación de las aguas, que luego se

vertían al río. Como no se había previsto ningún sistema de by-pass para las aguas

superficiales que naturalmente escurrían del valle, estas ingresaban también al

reservorio creado por la presa superior. Estas circunstancias hacían que, de forma

permanente, la superficie de ambos depósitos estuviera casi totalmente cubierta de agua.

Por otra parte, tampoco se previó sistema alguno para favorecer el drenaje inferior del

depósito ni de su fundación. Incluso se sabe que dentro del área de implantación de los

depósitos, existían originalmente vertientes y que no se tomó ninguna previsión especial

para conducir esta agua. En 1975 la presa superior alcanzó la altura final de proyecto,

que era de 19 metros sobre la fundación. Se planeó entonces llevarla a 34 metros, para

lo cual se dejó una berma de cuatro metros de ancho y se reinició el recrecimiento,

ahora utilizando el método de aguas arriba y con una pendiente de 34° con la horizontal.

Al momento de la falla la presa superior había alcanzado los 29.5 metros de altura.

Contando con todas las circunstancias enumeradas, es fácil pensar que aún bajo

condiciones normales de operación, ambos depósitos se encontraban muy próximos a la

falla. La primera mitad del año 1985 se caracterizó por un clima más lluvioso que el

normal. De enero a junio llovieron 465 mm comparados con los 365 que se registran

como pluviometría media anual en el sitio de emplazamiento. El 15 de Julio de 1985


46

ocurrió el colapso de la presa superior y la masa de residuos que escapó de ella provocó

el inmediato colapso en cadena de la presa inferior. La avalancha de lodo avanzó por el

valle a una velocidad estimada de 30 km/h, hasta alcanzar el pueblo de Stava ubicado

500 metros aguas abajo. Allí produjo la destrucción de dos hoteles y varias casas. Luego

una masa un poco más fluida de agua y sedimentos, continuó descendiendo por el valle

a lo largo de 3 km y a una velocidad estimada de 90 km/h. Varias casas más resultaron

destruidas o dañadas en esta zona. En total se perdieron 268 vidas.

Chandler y Tosatti (1995) propusieron como factor más probable de inicio de la falla, la

fuga de agua del conducto de decantación del depósito superior. A un cierto punto de la

construcción de la presa, este conducto se obstruyó. Para solucionar el inconveniente se

construyó un by-pass. Esto se hizo mediante un tubo de acero horizontal que se acopló

al extremo libre del conducto de decantación. Excavando los relaves depositados hasta

descubrir un tramo de conducto más allá de la obstrucción, se construyó una chimenea

que conectaba el otro extremo del tubo de acero con el conducto de decantación. La

instalación se ilustra en la figura 2.15. El tubo de acero estaba directamente apoyado

sobre la superficie de los relaves recientemente vertidos. Luego cuando el depósito

continuó creciendo, el tubo quedó inmerso en la masa de relaves. Los relaves son

bastante compresibles y bajo el peso de las nuevas capas vertidas, el tubo pudo

flexionarse hacia abajo y, en un cierto momento, su extremo arrancado de la chimenea

(Figura 2.15). Esto permitió que el agua transportada por el tubo escapara directamente

a los relaves almacenados, haciendo que la superficie freática en ese sitio se elevara. De

hecho 6 meses antes de la falla, habían ocurrido un deslizamiento y un hundimiento en

el talud lateral de la presa superior, no muy lejos de donde se encontraba el mencionado

by-pass. El hecho estuvo asociado a que la tubería de decantación del reservorio

superior se había obstruido en la boca de salida por congelamiento, haciendo que toda la


47

tubería se llenara de agua, lo que debe haber provocado que un gran volumen de agua

escapara por la tubería rota, saturando la masa de relaves. En la figura 11 se muestra, de

acuerdo a los análisis de estabilidad realizados por Chandler y Tosatti (1995), cuan

sensible era la estabilidad del talud de la presa superior, ante una elevación de la

superficie freática.

0 20 40 60 80 100 m

1340

1360

1380 m.s.n.m Depósito superior

Depósito inferiorA

B

CD

Dique incial

Superficie original del

terreno Superficie de deslizamiento

asumida

34°

39°

Hipótesisfreática

Factor deseguridad

A 1.35B 1.21C 1.04D 0.76

Figura 2.16. Caso presa de relaves Stava. Análisis de estabilidad de la presa superior para

diferentes hipótesis de posición de la superficie freática (adaptado de Chandler y Tosatti, 1995).

2.5.8. Consecuencias de la rotura de presas de relaves. Riesgo ambiental

La tabla 1 resume las características de algunos casos notables de rotura de presas de

relaves mineros. Se incluyen también algunos datos sobre la gravedad de los efectos de

cada rotura. Como vemos, el comportamiento de los relaves una vez ocurrida la rotura

es sumamente variable. En general, podemos decir que las roturas que han resultado

más destructivas han sido las que han involucrado: 1) escape de grandes volúmenes de

relaves (Falla del talud), 2) gran distancia recorrida por la avalancha, 3) elevada

velocidad de avance de la avalancha. Estas condiciones se han dado cuando ha ocurrido

lo que se conoce como “falla de flujo” o “licuación estática” de los relaves. Si se

observa el ángulo de reposo del material licuado, una vez que ha detenido su


48

movimiento, se ve que en todos los casos es extremadamente bajo, signo de que la

resistencia al corte de los relaves licuados era realmente ínfima.

El vertido de residuos mineros al medio ambiente por rotura de una presa de colas tiene

frecuentemente consecuencias ambientales graves. Esto se debe fundamentalmente a

que la fracción sólida posee una elevada superficie específica. Esta propiedad determina

en primer lugar que la mezcla sólidos-agua (lodo) se comporte como un fluido viscoso,

permitiendo que el volumen vertido se esparza sobre grandes superficies de terreno.

Debido a su fina granulometría los lodos tienen gran capacidad para cubrir drenajes,

tapar tuberías, etc.

La fina granulometría del material vertido sobre el terreno facilita la erosión de las colas

por el escurrimiento superficial debido a las precipitaciones atmosféricas, permitiendo

que las partículas vuelvan a ponerse en suspensión en el agua. La erosión también puede

ocurrir por acción del viento aunque más difícilmente, debido a que generalmente las

partículas presentan un peso específico elevado. La erosión eólica es característica de de

los climas áridos y semiáridos donde los residuos pasan gran parte del año muy secos.

Los residuos más erosionados son los que se encuentran en las zonas mineras abandona

sin ningún tipo de restauración.

Entre las consecuencias químicas, cabe destacar su mayor velocidad de reacción en el

medio ambiente pues la superficie específica de las partículas es mayor que en la roca

natural de origen. Los minerales sulfurados que componen la mayor parte del material

(FeS2 FeAsS, ZnS, PbS, CuS, etc.) se oxidan en contacto con agua y el oxígeno de la

atmósfera y esta reacción es catalizada y acelerada por algunas bacterias, como la

Thiobacillus Ferrooxidans, E. Mutabilis (Brake, et al., 2001), comunes en todos los

suelos. El resultado de esta oxidación es el paso del sulfuro metálico a sulfato; es decir,

la formación de ácido sulfúrico (aproximadamente 1,5 g de ácido por cada gramo de

pirita oxidada) es lo que da lugar a las aguas ácidas.


49

Para una mayor información sobre la problemática asociada a las fallas de presas se

puede consultar la página www.antena.nl/wise/uranium/mdap.htm/ donde hay una lista

con un gran número de casos de fallas y roturas de presas de residuos minero-

metalúrgicos (relaves) en diferentes partes del mundo. En esta página en algunos casos

se encuentran las causas de los accidentes o fallas, las perdidas económicas y las

perdidas de vidas humanas, así como el impacto ambiental provocado.

Tabla 2.2. Características de algunos casos de rotura de presas de relaves.

Caso i α Vol

[103 m3] Vel

[Km/h] D [m] Daños Muertos

El Cobre (28/03/1965) 3º 3.5º 1900 20 12000 Elevados 300

Iwiny (13/12/1967) 4600 15000 Elevados 18

Bafokeng (1973) 1.5º 4º 40 20 Mínimos 0

Bafokeng (11/11/1974) 1.3º 2º 3000 40 42000 Elevados 12

Arcturus (1978) 1.5º 3º 20 300 Mínimos 1

Stava (19/07/1985) 12º 200 30 3500 Elevados 268

Saaiplaas (18/03/1992) 1.0º 3º 70 70 Mínimos 0

Saaiplaas (19/03/1992) -0.5º 2.3º 70 70 Mínimos 0

Saaiplaas (22/03/1992) -0.5º 3º 140 300 Mínimos 0

Tapo Canyon (17/01/1994) 2.3º 4.2º 135 500 Mínimos 0

Merriespruit (22/02/1994) 1.5º 2º 600 3000 Elevados 17

Los Frailes (15/04/1998) 0.1º 4000 24000 Elevados 0 i: Pendiente del terreno natural α: Ángulo de reposo de los relaves licuados una vez detenido el movimiento Vol: volumen de relaves vertido, Vel: velocidad de la avalancha, D: distancia recorrida por la

avalancha.

Capitulo 3: Características del área de estudio

50

CAPITULO 3. CARACTERÍSTICAS DEL ÁREA DE ESTUDIO

3.1. Ubicación geográfica

Potosí está ubicada en los andes del Altiplano Boliviano. La Presa de colas de Laguna

Pampa I y II se encuentra ubicada aproximadamente a unos 3 Km de distancia al Sud

Oeste de la ciudad de Potosí entre la zona de Cantumarca y San Antonio en la Provincia

Tomás Frías, cantón Santa Lucía del Departamento de Potosí a una altura de 3757

m.s.n.m. entre las coordenadas UTM Este 207509 y Norte 7832819 (Figura 3.1).

3.2. Vías de acceso

El tramo Potosí Laguna Pampa I y II se encuentra entre la carretera principal Potosí

Uyuni, cuyo tramo se encuentra asfaltado hasta la comunidad de Cantumarca, donde se

tiene un desvío de camino de tierra hacia los diques con una transitabilidad permanente.

3.3. Geomorfología

El paisaje es de relieve bajo a moderadamente alto, de aspecto masivo y formas

alargadas, pendientes escarpadas a muy escarpadas, cimas agudas, redondeadas y

formas irregulares, modeladas en rocas paleozoicas sedimentarias y localmente

intrusivas.

Entre la Cordillera Occidental y la Oriental se encuentra la cuenca endorreica del

altiplano con grandes extensiones de terrenos planos, producto de la acumulación de

sedimentos cuaternarios en un ambiente lacustre, en la zona de estudio se encuentra

materiales de tipo cuaternario coluvial y aluvial.

Unidad Fisiográfica: Serranías bajas

Geomorfología: Montañosa


51

Figura 3.1. Localización del área de estudio en la imagen satelital, al ser mas antigua que la fecha de

construcción de la segunda presa se ha señalado el área de ubicación de esta.

3.4. Geología regional del área de estudio

La literatura y el conocimiento geológico de nuestro país son muy escasos. Siendo la

principal fuente de información los estudios geológicos publicados en el boletín once de

GEOBOL y la publicación del reconocido y meritorio Ingeniero Salomón Rivas en su

obra titulada Geología y Yacimientos Minerales de la Región de Potosí, publicado por

GEOBOL.

Fisiográficamente la zona de estudio corresponde al flanco oriental de la cordillera de

los frailes (Parte media de los Andes de Bolivia) dentro del sistema orográfico de la

Cordillera Occidental de los Andes, de relieve montañoso donde los estratos plegados

del paleozoico y cretácico forman serranías subparalelas, existiendo intrusiones ígneas

que forman elevaciones prominentes como la cordillera del Kari Karí, que es la unidad

morfológica mas notable de área.


52

La región occidental del país corresponde a la cadena andina y esta formada por

importantes Cordilleras de la cuenca Altiplánica. La Cordillera Occidental constituye la

expresión morfológica más importante de Bolivia y corresponde al denominado bloque

paleozoico donde afloran rocas correspondientes a los sistemas de esta era y rocas

sedimentarias e ígneas de las eras Mesozoicas y Cenozoicas.

3.4.1. Sistema Ordovícico

Las rocas ordovícicas están distribuidas en un 40 % de la hoja Geológica Potosí,

constituyendo el fundamento de la columna estratigráfica y de los acontecimientos

geológicos. Morfoestructuralmente la zona de estudio se encuentra en el flanco oriental

de los Andes, mas propiamente dicho, dentro de las cordilleras orientales y centrales de

Bolivia, consideradas en la clasificación de Ahlfeld.

Potosí presenta en superficie, aproximadamente 40 % de afloramientos de formaciones

paleozoicas (ordovícicas y silúricas); 25 % de estratos cretácicos y el resto de rocas

terciarias y depósitos cuaternarios, cada uno de estos sistemas está separado por

discordancias.

Se evidencia una discordancia no muy pronunciada entre los plegamientos de los

materiales ordovícicos y los cretácicos, los últimos se caracterizan por unos

buzamientos más suaves.

Según el boletín N° 11 de GEOBOL, “En la región, la litología está constituida por

lutitas y pizarras azulinas a grises con intercalaciones de areniscas. Afloramientos

conspicuos se observan en la región occidental de la hoja, por ejemplo en el cerro

Turquí con mas de 5000 metros de elevación donde las rocas se encuentran


53

metamorfizadas; el valle del Río Chaquimayo donde las lutitas están intercaladas con

areniscas y en la zona de estudio se encuentran afloramientos como ventanas

estratigráficas abiertas por la erosión, los que se hallan metamorfizados.

3.4.2. Geología estructural

Morfoestructuralmente la zona de estudio se encuentra en el flanco oriental de los

Andes, más propiamente dicho, dentro de las cordilleras orientales y centrales de

Bolivia, consideradas en la clasificación de Ahlfeld.

Potosí presenta en superficie, aproximadamente 40% de afloramientos de formaciones

paleozoicas (ordovícicas y silúricas); 25% de estratos cretácicos y el resto de rocas

terciarias y depósitos cuaternarios, cada uno de estos sistemas está separado por

discordancias.

Se evidencia una discordancia no muy pronunciada, aunque en general existe una

correspondencia de los plegamientos ordovícicos y los cretácicos, con buzamientos más

suaves en los últimos.

3.5. Sismicidad

El Dique de Laguna Pampa I y II se encuentra ubicado en zona de rocas relativamente

estables las cuales forman el Altiplano, se realizaron varios estudios sobre sismicidad y

uno de ellos según L. Gaug en un análisis de sismicidad indica que para un evento

sísmico que ocurriese una vez en 100 años, la aceleración horizontal pico del suelo,

sería menor que 0.05 g (50 cm/seg2), por lo que prácticamente no existe posibilidad de

sismo en la zona de estudio.


54

3.6. Mineralización

La mineralización característica es plumbo argentífero-zinquífero-estañífera que

corresponde al yacimiento del Cerro Rico de Potosí, se encuentra desarrollada en las

rocas ígneas de composición dacítica, conformando un stock volcánico que ha

penetrado esquistos devónicos cerca del eje de una estructura anticlinal. El yacimiento

que se encuentra es de origen hidrotermal, tipo filoniano.

3.7. Método de explotación minera

La explotación de plumbo argentífero-zinquífero-estañífera se realiza actualmente por el

método de corte y relleno.

3.8. Meteorología

Potosí se encuentra ubicada en el sotavento de la cadena montañosa de los Andes de la

Cordillera Central. El clima del área es típicamente frío y seco en el invierno, y

relativamente caluroso y húmedo en el verano. La distribución de la caída de lluvias es

de una sola modalidad, produciéndose la época de lluvias en los meses de noviembre a

marzo.

Los meses de invierno, especialmente entre mayo y agosto son extremadamente secos.

Debido a la altura de la zona3900 m.s.n.m., sobre el nivel del mar, el nivel de

evaporación es relativamente alto.

Una estación meteorológica con registros climáticos realizados desde hace mucho

tiempo, se encuentra ubicada en Potosí. En la Tabla N°1 se presenta un resumen de los

datos climáticos promedio de la ciudad.

3.9. Recursos hídricos (causes con longitudes superiores a 5 Km)

Los recursos hídricos de la zona pertenecen a la Cuenca del Río de La Plata, son cuatro ríos los

que atraviesan la ciudad de Potosí: Los Ríos Huaynamayu, Chectakala, Korimayu y el de La

Ribera (Tabla 3.2). Los Ríos Huaynamayu, Chectakala confluyen con el Río de La Ribera en el


55

centro de Potosí, poco después de su transcurso por la ciudad, el Río de La Ribera recibe las

aguas del Río Korimayu. La mayoría de los ingenios mineros donde se realiza el beneficio y

concentración del mineral se sitúan en las orillas del Río de La Ribera, en cuyas aguas

desechanban las colas de flotación hasta el año 2002, este río atraviesa parte de la ciudad, el Río

de la Ribera confluye con los Ríos Hualampaya y Agua Dulce, formando el Río Tarapaya, el

cual desemboca en el Río Pilcomayu que pertenece al sistema fluvial del Río de la Plata.

Tabla 3.1. Resumen de datos meteorológicos de la ciudad de Potosí.

ESTACIÓN : POTOSÍ LATITUD SUR : 19° 35’ PROVINCIA : TOMÁS FRÍAS LONGITUD OESTE : 65° 45’ PERIODO REGISTRO: 1958 – 2002 ALTURA : 3.950 m.s.n.m.

Valores RES U M E N C L I M A T O L Ó G I C O

Temperaturas °c/meses

ENE. FEB. MAR. ABR. MAY. JUN. JUL. AGT. SEP. OCT. NOV. DIC. TOTAL MEDIA

Máxima extrema °c 21,3 20,5 21,1 21,1 20,0 19,0 18,6 19,4 20,6 21,8 22,2 22,0 20,6

Máxima media °c 16,8 16,7 17,2 17,7 16,8 15,4 14,9 16,0 16,9 18,1 18,5 17,6 16,9

Media °c 10,6 10,5 10,4 9,7 7,8 6,1 5,7 6,9 8,4 10,1 10,8 10,7 9,0

Mínima media °c 4,6 4,4 3,7 1,7 -1,1 -3,1 -3,5 -2,2 -0,3 1,9 3,2 3,9 1,1

Mínima extrema °c 1,7 1,3 0,5 -1,9 -4,4 -6,2 -7,3 -5,2 -4,2 -2,1 -0,3 0,6 -2,3

Precipitación pluvial mm.

93 71,3 66,0 18,0 2,5 1,4 0,4 4,3 12,6 24,8 40,1 72,4 406,7

Humedad relativa % 55 55 52 39 28 26 25 26 29 35 40 49 38

Evaporación mm. 2,7 2,8 2,8 3,4 3,9 3,9 4,0 4,3 4,5 4,5 4,1 3,3 3,7

Insolación hrs. 5,7 6,4 6,6 8,4 9,2 9,0 9,2 9,2 8,7 8,1 8,1 6,8 7,9

Radiación global cal / día

312 321 311 377 380 367 378 409 416 419 409 369 372

Presión atmosférica mb.

636 634 635 636 636 636 635 636 636 636 635 636 635

Viento dirección / velocidad

NE-3 NE-3 NE-3 NE-3 SW-4 SW-4 SW-4 SW-4 SW-4 NE-4 NE-4 NE-4 NE-4

Nubosidad octavos 6 5 5 3 2 1 2 2 3 4 4 5 3

Días heladas 0 1 2 10 22 27 29 26 18 8 3 1 148

Días lluvia 19 16 14 6 1 0 0 1 3 6 9 15 89

Etp. Mm. 125 107 111 102 90 75 80 96 112 135 138 134 1305

FUENTE: SENAMHI POTOSÍ

El agua necesaria para el procesamiento de minerales de los ingenios proviene de embalses

situados en las altas cuencas de los cuatro ríos de la ciudad durante la época de lluvias, entre

Noviembre y Abril, se retiene el agua de los ríos, disminuyendo sus caudales naturales. En

época de estiaje, el agua almacenada se utiliza para los procesos en los ingenios. Por lo tanto, el

caudal permanente de estos hasta el año 2000 era una combinación de pulpa de colas, aguas

servidas y drenaje ácido de minas, que se diluían significativamente en la época de lluvias. En la

actualidad la contaminación por parte de los ingenios hacia el Río de La Ribera a disminuido

gracias a la construcción de la canaleta que dirige todas las colas hacia la presa de colas de


56

Laguna Pampa I y II. La zona de la influencia ambiental de las presas Laguna Pampa I y II está

formada por los siguientes cuencas hidricas: Río de La Ribera, Río Aljamayu, Río Tarapaya.

Tabla 3.2. Principales ríos y arroyos cercanos

Nombre Permanente o intermitente

Caudal en época de estiaje

Actividad para la que se aprovecha

OBSERVACIONES

Río Huaynamayu

Permanente 2.6 - 9 l/s Concentración de minerales Afluente Río de La Ribera

Recibe efluentes de ingenios

Río Korimayu Permanente 3 - 5 l/s Concentración de minerales Afluente Río de La Ribera

Río Chectakala Permanente 12 - 20 l/s Descarga agua de ingenios Afluente Río de La Ribera

Río La Ribera Permanente 226 l/s Captación y descarga agua de ingenios

El alcantarillado de la ciudad descarga sus aguas negras

Río Aljamayu Permanente 23.9 l/s Recibe aguas claras de presa de colas

Río Tarapaya Permanente 440.6 l/s Recibe efluentes de Ríos La Ribera y Aljamayu

Río principal de descarga de Potosí

Fuente: Proyecto Cuenca Pilcomayu

3.10. Principales características de las presas Pampa I y II

Las presas Pampa I y Pampa II constituyen el cierre físico de reservorios a los cuales se

descargan los residuos o colas de los procesos de explotación de diversos metales,

plomo, zinc, plata, que se realizan en 29 plantas o ingenios ubicados en Potosí.

La Pampa I comenzó sus operaciones en el año 2004, con una vida útil proyectada de 20

meses, mientras que La Pampa II se construyó posteriormente, comenzando a operar en

agosto de 2005. El área de ambos reservorios es del orden de 10 ha, con un volumen de

almacenamiento de residuos estimado en su primera fase en el orden de 820.000 m3.

La construcción de la presa Pampa II, efectuada en último término, ha sido controlada

en su calidad de ejecución y materiales empleados. La Pampa I, en cambio, ha sido

recrecida sobre una estructura básica preexistente, de la cual no se tiene información

precisa.

En la Figura 3.1 se visualizan en planta las obras, donde se puede ver la forma de “U”

de La Pampa I, y se señala la zona de prolongación del reservorio con la presa Pampa II.


57

El aumento de la producción estimada originalmente de los aprovechamientos mineros

y la demora en la construcción de la presa San Antonio implicaron la necesidad de

ampliar la capacidad de los reservorios, recreciendo las presas en dos etapas sucesivas

de 1,50 m de altura cada una.

Capitulo 4: Metodología

58

CAPITULO 4. METODOLOGÍA

4.1. Introducción

La metodología empleada para el desarrollo del presente estudio, se ha ejecutado en cuatro

etapas. La primera consistió en la recopilación bibliográfica y trabajos preliminares que han

servido de base para las siguientes etapas desarrolladas en este estudio. En la segunda se realizó

el inventario y cartografiado de procesos superficiales en las en el análisis digital de imágenes y

se efectuaron los trabajos de verificación en campo. La tercera fase ha consistido en la

preparación de las bases de datos espaciales con la información obtenida en las fases anteriores,

para finalmente pasar a la última que ha consistido en el procesado, análisis e interpretación

mediante SIG (ArcGIS 9.2).

4.2. Trabajos preliminares

Conocer la información disponible en el área de estudio es importante antes de definir la

metodología y la escala o precisión del trabajo a aplicar en la evaluación del riesgo geológico

asociado a las presas de cola. Con la finalidad de obtener dicha información se efectuaron

trabajos preliminares que han consistido en recopilar, revisar y clasificar la información

existente, elección de escala de trabajo, efectuar la delimitación de la zona de estudio;

interpretar fotos aéreas e imágenes satelitales y preparar mapas preliminares que se usan en los

trabajos de inventario y cartografiado de procesos superficiales.

4.3. Recopilación, revisión y clasificación de la información existente

La información recopilada para el estudio incluye: fotos aéreas a Esc. 1:5,000 del año 2001 y

una imagen satelital LANDSAT a Esc. 1:100,000 del año 2003; topografía digital (1:50,000) e

información de trabajos anteriores, de la zona de estudio sobre geología, hidrogeología,

geofísica, geotecnia, geodinámica entre otros. Toda esta información se revisó y seleccionó

empleando en lo posible la más actualizada y fiable (información oficial en casi todos los casos)


59

así como aquellos que proporcionan datos de la zona (referencias bibliográficas).

La metodología empleada se puede ver en el diagrama de flujo que se muestra en la

figura 4.1.

TAREAS Y MÉTODOS DENTRO LA INVESTIGACIÓN

Imagen satelital

Fotografías Aéreas

Foto-identificación (Análisis Visual) consulta de planos topográficos - geológicos

y la realización de mapas preliminares de:

Mapa preliminar de Zonas estables e inestables de suelos.

Verificación de campo.

Creación de nuevos mapas.

Aplicación de un SIG ILWIS – BETA ó ARC GIS

Elaboración de un Mapa final de riesgos

Mapa Geológico

Mapa Geomorfológico

Mapa de Pendientes

Mapa de Zonas estables e inestables de suelos.

Mapa de Suelos

Mapa Topográfico

Mapa de Erosión

Mapa Geológico

Mapa Geomorfológico

Mapa de Pendientes

Mapa de Suelos

Mapa de Erosión

Figura 4.1. Diagrama de flujo donde se resume de manera sintética la secuencia y orden cronológico de

los diferentes métodos y técnicas empleados en el estudio.


60

4.3.1. Elección de escala de trabajo de campo

Una vez recopilada la información y verificada la información con que se cuenta, se procedió a

elegir la escala de trabajo que fue de 1:8,500. Esta escala es la que nos permite mostrar con

mayor claridad las zonas de riesgo, por el tamaño de píxeles. Conjuntamente con esta se utilizo

la base topográfica, que es la base para los modelos digitales del terreno, esenciales para la

evaluación de riesgos geológico.

4.3.2. Delimitación del área de estudio

La delimitación del área de estudio, se efectuó con ayuda de la hoja topográfica elaborado por el

IGM a escala 1:50,000; se tomó en cuenta las posibles zonas que podría afectar. Este trabajo se

realizó primero de forma manual y posteriormente en los trabajos de preparación de bases de

datos espaciales, el límite se revisó y modificó con el software Arc GIS 9.2.

4.3.3. Fotointerpretación

Para este trabajo se han utilizado fotografías aéreas verticales en pares estereoscópicos a escalas

aproximadas de 1:5,000 preparadas por el Servicio Nacional de Aerofotogrametría de Bolivia.

En estas fotos, se identificaron zonas con procesos de acarcavamiento, erosión, suelos,

estructuras geológicas, geomorfología, tipos de roca, etc., las cuales se señalaron

preliminarmente como zonas de interés para su verificación en campo.

4.3.4. Preparación de mapas preliminares

Luego de efectuar los trabajos mencionados en los acápites anteriores se prepararon mapas

preliminares que se emplearon en los trabajos de campo. Los principales fueron el mapa de

pendientes que se efectuó a partir del plano topográfico, el mapa geológico, geomorfológico,

suelos, erosión y finalmente conseguir un mapa de riesgos a partir del cruce de los anteriores. El

mapa de procesos superficiales se generó como resultado de la fotointerpretación y en el se


61

cartografió las zonas de inestabilidad o de riesgo y otros procesos (como la erosión) observados

en las fotos aéreas. Por Ej. En el mapa geológico preliminar se marcaron los contactos de

unidades geológicas y principales rasgos estructurales (fallas, diaclasas, diques y lineamientos).

El mapa base preliminar se usó como mapa de ubicación y acceso y ha contado con toponimia,

carreteras y drenaje.

4.4. Inventario y cartografiado las zonas con riesgos geológicos

El inventario de movimientos, ha consistido en el acopio de una serie de observaciones in situ,

afectados por estos fenómenos, presentados en una ficha de campo (Ver Anexos) Estas

observaciones incluyen datos de ubicación geográfica del lugar (coordenadas UTM, altitud,

departamento, provincia, distrito y lugar; cuenca hidrográfica y cuadrángulo); las causas que

dan o dieron lugar a su origen (naturales y/o antrópicas); evidencias visuales de los procesos

(actividad, clase, fecha de ocurrencia y recurrencia); aspectos hidrológicos del lugar (drenaje

superficial y aguas subterráneas); características geológicas (litología del substrato, estado de

alteración); geomorfológicos (relieve, pendiente del terreno, tipo de depósito), estructurales

(presencia de discontinuidades en las rocas; rumbo y buzamiento de fallas y diaclasas, grado de

fracturamiento y de alteración) incluyendo un registro fotográfico de los fenómenos más

notables. Cabe resaltar que la ficha de inventario es para diferentes tipos de fenómenos, pero

para este trabajo se ha usado solo para inventariar movimientos de ladera.

4.5. Cartografiado de procesos superficiales

El cartografiado de procesos superficiales ha consistido en delimitar en hojas topográficas a

escala 1/25,000 los procesos de agrietamiento, filtraciones, erosión, carcavamiento, zonas de

posible impacto más notables observados in situ. Estos procesos se demarcan con polígonos

cerrados (zona de arranque y depósito). Durante esta etapa se corrigieron sobre el terreno los

mapas preliminares producto de la información recopilada, la misma que fue revisada y

completada con observaciones de campo.


62

4.6. Preparación de bases de datos espaciales

Este apartado describe como se obtuvieron, evaluaron y prepararon los datos espaciales

necesarios para la creación del modelo digital para el mapa de riesgos. Ha consistido en la

digitalización y conversión de formatos; organización de la información espacial y la

clasificación y depuración de datos espaciales y se realizó el cruce de variables.

4.7. Digitalización y conversión de formatos

Debido a que se requería tener toda la información recopilada, en digital, en primer lugar se

empezó por digitalizar la que estaba en papel. La información en papel correspondía a la

geología a escala 1/50,000 y al mapa de procesos superficiales a escala 1/25,000 obtenido en

campo. Estos mapas en papel, se escanearon, georeferenciaron y digitalizaron en un formato

Standard. Por otro lado, hubo que uniformizar al formato shapefile, la información que se

obtuvo en digital. Esta información corresponde a la topografía que se tenía en formato

AutoCad.

4.8. Organización de la información espacial para la elaboración de mapas temáticos

El estudio geológico, geomorfológico, erosión, suelos, ríos, pendientes, nos permite determinar

los riesgos en base al análisis de ciertos parámetros de los suelos y rocas que forman los

diferentes complejos de la zona. El grado de pertenencia de cada individuo (parámetro)

corresponde al grado de compatibilidad con el concepto del conjunto disperso, en otras palabras

si el concepto del conjunto disperso es el riesgo geológico para la erosión, entonces se asignan

valores que van de 0 a 1. Cuanto más se acerca al concepto más cerca el valor a 1 y cuanto más

se aleja del concepto central, más cerca el valor a 0. Por motivos de entendimiento y

representación didáctica estos valores se simplificaron de 1 a 4. Si está más cerca al concepto se

le asigna 4 y cuanto más lejos a este se asigna 1.


63

De acuerdo a los valores establecidos de 1 a 4 y la asignación de riesgo establecida para cada

caso se realizó el análisis de la imagen satelital, las fotografías aéreas y mapeo respectivo in situ

de las diferentes unidades y se estableció el grado de vulnerabilidad para cada mapa.

Para facilitar el trabajo y procurar un buen seguimiento del mismo, se creó una estructura de

carpetas y archivos con una nomenclatura organizada y de acuerdo a su contenido, los pasos

que se siguieron para la obtención de los mapas temáticos son los siguientes:

1. Crear una carpeta de trabajo,

2. Georeferenciar la imagen satelital,

3. Creación de mapas de segmentos “puntos”,

• Mapa de segmentos para geología,

• Mapa de segmentos para geomorfología,

• Mapa de segmentos para erosión,

• Mapa de segmentos para suelos,

• Mapa de segmentos para ríos y

• Mapa de segmentos para urbanizaciones.

4. Poligonización con la opción poligonize (poligon)

5. Rasterizar:

• Mapa polígono geológico,

• Mapa polígono geomorfológico,

• Mapa polígono erosión,

• Mapa polígono suelos,

• Mapa polígono ríos y

• Mapa polígono urbanizaciones.


64

6. Caracterización de las tablas por ejem. Dureza, etc.

7. Elaboración de los mapas de riesgos de acuerdo a las tablas, por ejem. El de riesgo geológico:

Operations

Rasters Operations

Attribute Map

Escoger tabla – columna.

8. Cruce de variables (Mapas)

a. Elaboración del MET y pendientes,

b. Riesgo Geológico con Riesgo Geomorfológico = Riesgo Geológico-

Geomorfológico,

c. Riesgo Geológico-Geomorfológico con Riesgo de Erosión = Riesgo

Geológico-Geomorfológico-Erosión,

d. Riesgo Geológico-Geomorfológico-Erosión con Riesgo Suelos = Riesgo

Geológico-Geomorfológico-Erosión-Suelos y

e. Riesgo Geológico-Geomorfológico-Erosión-Suelos con Riesgo Pendientes =

Mapa de Riesgo Final

9. Crear vista de mapa (View), y luego Save View.

10. Layout (Presentación del mapa).

4.9. Descripción de los métodos

El presente apartado no pretende ser exhaustivo pero si mostrar en síntesis la variedad

de métodos y técnicas empleadas en la realización del trabajo. Mediante el empleo de la

teledetección y programas informáticos en la zona de emplazamiento y áreas aledañas

del Dique Colas de Laguna Pampa I y II se establecen las pautas a seguir en la


65

evaluación de riesgos geológicos. Como se puede ver en la figura 4.1. Los tipos de

métodos de investigación utilizados en el desarrollo de este trabajo estarán

determinados por las tareas de investigación previstas, que incluyen la aplicación de

métodos prácticos, teóricos y empíricos.

4.9.1. Métodos teóricos

Histórico-lógico

Se aplica este método para obtener información de bibliografía de estudios anteriores sobre el

tema elegido y así dar respuesta al problema planteado.

Análisis-Síntesis

De todos los datos recogidos y la información recolectada en gabinete y campo se tienen que

analizar para luego resumir los detalles importantes y cumplir con el objetivo enunciado.

Análisis estadístico

El análisis estadístico de los datos obtenidos nos permitirá modelar la información mediante la

elaboración de planos, gráficos y curvas que permitan mejorar el entendimiento del tema

investigativo.

Técnicas digitales

El trabajo se ha centrado en las operaciones esenciales para la obtención de datos, a partir de la

fotointerpretación, elaboración de ortofotos, realización de mapas preliminares, cálculos de

índices de riego, visitas al lugar de estudio, la zonificación de acuerdo al grado estabilidad e

inestabilidad de los suelos. Para ello se empleará paquetes especializados como el ILWIS,

Autocad, Dips y otros, una vez elaborada la cartografía temática se realiza el procesamiento y

análisis con la utilización del SIG.


66

4.9.2 Métodos empíricos

Observación

La observación en 3D en las fotos e imágenes de satélites y fotografías aéreas con su

verificación in situ nos permitirá estudiar las características texturales, tonalidades, estructuras,

rasgos geomorfológicos y demás aspectos de las diferentes zonas y materiales geológicos que

conforman el área de estudio.

Muestreo

Se aplicaron técnicas de muestreo en rocas, suelos y los relaves almacenados en la presa de cola

con el objetivo de obtener sus propiedades geotécnicas índice (granulometría, limite plástico,

índice de plasticidad, limite líquido) y conocer en el caso concretó del dique la densidad y

humedad optima de compactación a que deben de construirse. Las normas seguidas para la

realización de los diferentes ensayos están recogidas en el manual de las normas ASTM, 2004

(www.astm.com).

4.10. Estrategia para la prueba de hipótesis

4.10.1. Operacionalización de variables

A partir de las siguientes variables ó mapas temáticos (mapa geológico, geología

estructural, edafología, cobertura vegetal, mapa geomorfológico y de pendientes) se

realizara la elaboración de un mapa de riesgos, a continuación se definen como se han

obtenido estas variables:

Mapa geológico

El mapa geológico se confeccionara a partir de la confección de un mapa geológico

compilando la información obtenida de fotografías aéreas y los datos recolectados y


67

sistematizados de los trabajos de campo (además del levantamiento topográfico con

estación total).

Geología estructural

Los conocimientos de geología estructural, permite identificar estructura de diferentes

dimensiones: sinclinales, anticlinales, lineamientos, fallas, diques, diaclazamientos;

asimismo, se realiza la medias in situ para poder verificar los datos observados en el

análisis de imágenes y los medidos en campo.

Edafología

La identificación de la distribución espacial de los sedimentos cuaternarios y suelos

implica una cierta dinámica, para ello se realiza su cartografía en las fotos aéreas y las

imágenes de satélite y su posterior verificación in situ. Para el reconocimiento in situ de

los diferentes tipos de suelos y estructuras geomorfológicas se ha utilizado uan ficha

técnica que se puede ver en el anexo 1.

Cobertura vegetal

El estudio de la cobertura vegetal, también es importante, desde el punto de vista de

evaluar las zonas de riesgo geológicos. En este caso se realizo el análisis de las fotos

aéreas y de las imágenes de satélite y su verificación sobre el terreno.

Mapa geomorfológico.

La interpretación de las formas del terreno se desarrollo sobre la fotografía aérea y su

posterior verificación en el campo.


68

Mapa de pendientes.

En este caso se elaboró el mapa de pendientes a partir del plano topográfico.

4.10.2. Criterios de observación foto-geológica

Los criterios de observación fotogeológica, considerados también, como información de

primer orden, son los factores que determinan la posibilidad de identificar fenómenos

geológicos, en las fotografías aéreas. La información de primer orden son las que

conducen al razonamiento deductivo e inductivo de la correcta interpretación, es así que

se recurrió a ciertos aspectos como:

a) Tono fotográfico

Las fotografías comúnmente utilizadas, vienen en blanco y negro, por lo que

básicamente, el tono se define, como la intensidad del color de un rango cuyos extremos

lo constituyen el blanco y el negro. A pesar de que teóricamente se pueden diferenciar

más de 200 tonalidades de gris, la capacidad humana no logra identificarla.

b) Color

La fotografía en color puede presentar buenos contrastes de tonos, de color que

permiten mejorar el detalle de la interpretación. Sin embargo podemos decir que ciertas

diferencias litológicas pueden ser fácilmente detectadas en fotografías en blanco y

negro, ya que los contrastes de reflexidad pueden estar determinados, más bien por las

características mineralógicas y química de las rocas.

c) Textura


69

Las imágenes nos revelan una textura fotográfica, que muestra determinada apariencia,

según las características del terreno, el tipo de roca, su resistencia y grado de erosión, su

permeabilidad, porosidad, etc.

Se define la textura como la frecuencia de cambios de tono, dentro de la imagen. En

fotogeología el análisis de la textura fotográfica se asocia principalmente con el tono, la

morfología y las características del drenaje y como clases de textura se describen

texturas moteadas, rugosas, finas, gruesa, bandeadas, plumosas, etc.

d) Diseño

El diseño es el arreglo especial y ordenamiento vectorial de fenómenos geológicos,

topográficos, morfológicos y botánicos. Generalmente el diseño puede ser utilizado para

hablar de diseño de tono, de drenaje y de vegetación.

• Diseño de tono

Es importante para la información de primer orden en la identificación de fenómenos

geológicos.

• Diseño de drenaje

Puede ser definido como arreglo especial de varias corrientes, las cuales generalmente

están ajustadas, ya sea a un control estructural, litológico o topográfico.

e) Escala

La escala de la fotografía incide directamente en la definición de la textura por lo que se

emplea en el presente trabajo la Esc. 1:5000.


70

f) Forma y magnitud

Esto se refiere a la apariencia superficial de los objetos y rasgos morfológicos, donde

hablamos de la expresión topográfica, del relieve y en general de las geoformas

relevantes.

Directamente por su forma es posible identificar un cráter, un cono volcánico, un flujo

de lava, ciertas estructuras geológicas plegadas, dunas, etc.

En geología tiene utilidad en el cálculo de espesor de estratos, desplazamiento de falla,

extensión de formaciones, dimensión de cráteres, dimensión de deslizamientos, etc.

g) Drenaje

En gran parte de los casos, la red de drenaje presenta formas y arreglos de la

distribución que pueden formar diversos ríos o patrones a partir de ellos, se deducen

características litológicas y estructura geológicas. En la práctica se tiene drenajes

dendrítico, enrejado, rectangular, paralelo, etc.

• Diseño dendrítico

Este diseño se caracteriza por una ramificación de los ríos tributarios en muchas

direcciones y casi en cualquier ángulo, aunque usualmente en ángulos menores de un

ángulo recto.

4.10.3. Actores en la teledetección

Se involucra en el fenómeno de la teledetección a los siguientes actores:

• Rocas,

• Suelos,

• Diseño de drenajes,

• Estructuras geológicas,


71

• Geomorfología,

• Sedimentología,

• Estratigrafía,

• Erosión y

• Degradación de suelos.

4.10.4. Población y muestra

Se tomó una imagen de satélite que abarca toda el área de emplazamiento de las presas

de relaves Laguna Pampa I y II y su área de influencia.

Capítulo 5: Resultados y discusión

72

CAPITULO 5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

5.1. Introducción

El objetivo del trabajo del estudio del riesgo geológico de las presas de colas Laguna

Pampa I y II ha permitido obtener una serie de resultados que expondremos a

continuación dentro de cada uno de los contextos analizados para llegar al mapa de

riesgos geológicos.

Como hemos podido ver en el capitulo 2 la geodinámico terrestre (externa e interna)

condicionan la mayoría de los riesgos geológicos asociados a las presas de relaves ó

residuos mineros. Considerando las características del área de estudio hemos podido

comprobar según el análisis de los datos que la geodinámica externa al parecer es la que

condiciona la mayor parte de los riesgos geológicos pues la actividad sísmica de la zona

es baja.

Dentro del área de estudio al parecer la geodinámica externa es la que tiene una mayor

influencia sobre los riesgos geológicos. Estos a su vez están relacionados con

topografía, los materiales geológicos y las actividades antrópicas. Por todo ello son los

parámetros que analizaremos a continuación como resultado de este trabajo.

5.2. Topografía y mapa de pendientes

La zona de estudio se encuentra a alturas topográficas superiores a los 3700 m. El mapa

de pendientes se puede apreciar que la zona de emplazamiento del dique y su radio de

influencia se encuentran pendientes de entre 0-55%. En la zona de emplazamiento del

dique las pendientes varían entre 0-8% pues estas se encuentran en una zona de meseta.

Las mayores pendientes se encuentran en los sectores del NW, N y SW donde se

aprecian pequeñas áreas con pendientes entre 3-8%. En el conjunto de su área de

influencia las menores pendientes están asociadas a los materiales cuaternarios y las

mayores al sistema de rocas del Ordovícico.


73

Figura 5.1. Mapa topográfico sobe la imagen de satélite.

5.2.1. Red hidrográfica y drenaje superficial

La red hidrográfica del área de influencia de las presas de residuos es importante, se

puede apreciar que el emplazamiento de estas coincide con la cabecera de las aguas de 5

arroyos. La red de drenaje en la zona de trabajo se puede apreciar que es de tipo

dendrítico, con una densidad de drenaje moderado a alto. La distribución espacial de

esta red está controlada por fracturas y fallas existentes en los materiales rocosos. Una

muestra de ello es la existencia de grandes tramos alineados que coinciden con las dos


74

principales direcciones de fracturas medidas en el campo y que se analizaran en el

apartado de geología estructural.

En conclusión podemos indicar que la zona de la influencia ambiental de las presas de cola

Laguna Pampa I y II está formada por los siguientes cursos hídricos:

• Río de La Ribera

• Río Aljamayu

• Río Tarapaya

Figura 5.2. Mapa de pendientes.


75

5.3. Cartografía Geológica

El mapa geológico del área de influencia y el de emplazamiento de las presas de

residuos obtenido durante la realización del trabajo se muestra en la figura 5.3. Los

materiales geológicos predominantes son los del Ordovícico los cuales ocupan más del

50% del área de influencia de las presas de residuos. Los materiales que conforman esta

unidad están integrados por lutitas y pizarras.

Figura 5.3. Mapa geológico del área.

En segundo lugar se encuentran los materiales aluviales del cuaternario que están en

contacto directamente con la fundación del dique de colas en las parte N y NE y en el


76

SE. Estos materiales forman capas de espesor irregular muy variables entre pocos

centímetros y menos de medio metro. Los materiales son de naturaleza limo-arcilloso y

arenas con determinadas proporciones de gravas finas.

En tercer lugar se encuentran los materiales coluviales que conforman prácticamente la

fundación sobre la que descansan las dos presas de residuos. En estos materiales se

encuentran suelos con diferentes clases texturales y en la que predominan las materiales

limo-arcillosos.

Finalmente se encuentra una gran franja señalada con el color verde (Figura 5.3) que

representa los materiales de origen antrópico, estos materiales se encuentran en la

llanura de inundación del río. Su origen esta formado mayoritariamente por los

materiales vertidos a los causes de agua superficial y que se acumulan en estas zonas,

Los mayores afloramientos están en el Río Chaquimayo.

5.3.1. Geología estructural

Se realizó el mapeo de estructuras diaclasadas en un total de 344 polos los que se

muestran representados en el diagrama de la figura 5.4, se puede observar 3

concentraciones de polos, posteriormente se realizó la interpretación de dichos polos a

partir de los diagramas que se presentan a continuación.

En el diagrama de frecuencia se observa los polos máximos de color amarillo y naranja,

que es producto de la interpolación del diagrama de puntos, mediante el cual se obtiene

la intersección de planos, y con ellos determinar los ejes de esfuerzos máximos (Figura

5.5).


77

Figura 5.4. Mapeo estructural (diaclasas).

De acuerdo a lo observado en el diagrama de frecuencias se encontró 2 juegos de

diaclasamiento uno con una tendencia de compresión con dirección N 50° W y otro que

en nuestro caso el 2° juego de diaclasas que tiene un eje P-P’ con dirección N20°E. Que

se considera como los esfuerzos que se originaron en la segunda etapa que fue

distensiva (Figura 5.5)

Figura 5.5. Diagrama de frecuencia (diaclasas) intersección de planos (2 juegos de diaclasas).

Para una mejor apreciación se separó los dos juegos de diaclasamiento, en la primera se

observa la intersección de planos de dos polos máximos del primer juego de diaclasas


78

correspondiente a una época antigua cuyo eje principal tiene una dirección de N 50° W

a S 50° E (Figura 5.6).

Figura 5.6. Intersección de planos (1er juego de diaclasas de época antigua)

Según los esfuerzos regionales de compresión de los últimos eventos que se han

suscitado en el lugar y la tendencia que se tiene en todo el continente es con dirección E

–W, en tal sentido el 2° juego de diaclasas que tiene un eje P-P’ con dirección N20°E.

Que se considera como el causante de una segunda época de fracturación (Figura 5.7).

Figura 5.7. Intersección de planos (2do juego de diaclasas de época reciente).


79

En el diagrama de rosa se observa la dirección de la tendencia de los planos de polos

que presentan dos 2 direcciones preponderantes lo cual también nos da evidencia de los

2 juegos de diaclasas o fracturas que existe en la zona de estudio, además de la

dirección de los esfuerzos, la línea roja nos muestra el eje de uno de los esfuerzos que

marca aproximadamente N20ºE (Figura 5.8).

Figura 5.8. Diagrama rosa (diaclasas).

P’

P

Q

Q’

R-R’

A’

A

C

C’

B-B’

a) b)

Figura 5.9. a) Elipse de esfuerzo y b) elipse de deformación. En el elipse de Esfuerzo el eje P-P´ nos muestra la dirección en la que se han formado

las serranías producto de los esfuerzos de compresión, y en el Elipse de deformación el

Eje A-A´ nos muestra los esfuerzos mayores que han ocasionado la deformación en la

época reciente dado la conformación de las cordilleras en el continente sur americano.


80

El análisis de imágenes y la comprobación y catografía en el terreno nos ha permitido

comprobar que: La zona de estudio se encuentra fuertemente tectonizada, donde se

puede observar lutitas y pizarras fuertemente meteorizadas y presentan diferentes juegos

de diaclazamiento que se encuentran en algunos casos cerrados y semi cerrados sin

ningún tipo de relleno (Figura 5.8).

5.4. Mapa de suelos

El mapa de suelos obtenido para el área de estudio se muestra en la figura 5.10. Los

materiales componentes del suelo, tienen baja plasticidad, las curvas de análisis

granulométrico, muestran que el material está por lo general bien distribuido.

Existen suelos de espesor reducido, lo poco que aflora corresponde o están conformados

por materiales arcillosos, franco arcilloso y materiales calcáreos respectivamente.

Analizando desde el punto de vista geotécnico no se justifica el estudio de los mismos,

por la poca o ninguna importancia para la obra civil.

El factor más importante que debe ser considerado para los suelos que se encuentran en

el área donde se construyeron los cimientos para los diques, es su permeabilidad más

que su resistencia. Sin embargo, los suelos tienen una elevada resistencia al corte debido

a su naturaleza granulada. En los sitios donde se construyó los diques, existe solamente

una delgada capa de material cuaternario antes de llegar al basamento rocoso o roca

madre.

Tomando como referencia las características de los suelos en función de su material

originario, los suelos del área donde se ubica Laguna Pampa I y II, corresponde

mayoritariamente a rocas del tipo sedimentario coherentes, siendo su roca madre lutitas,

cuarcitas y pizarras e incoherentes cuya roca madre está conformada por grava, arena y

arcilla, de textura gruesa a muy fina.


81

Figura 5.10. Mapa de suelos.

De acuerdo con las características de parámetros documentados en la cartografía y la

información consultada se realizó la clasificación de los suelos del área de estudio. Para

ello se ha tomando como referencia la clasificación de los suelos de la United Status

Soil Conservation de US Department of Agricultura (USDA) de los EUA. De acuerdo

con ella los suelos de Laguna Pampa corresponden a las siguientes clases:

• Zona Montañosa Clases VII y VIII


82

• Zona Laderas Clase VI

• Zona Baja (Topografía Plana) Clase VI

Las características de los suelos según clasificación de USDA se muestran en la tabla

5.1.

Tabla 5.1. Clasificación de suelos presentes en el área de estudio

Descripción y características de los suelos en presa de colas de Laguna Pampa I y II Parámetro Características Pendiente 15 a 35 ° Erosión Principalmente hídrica que forma cárcavas, en menor grado erosión eólica. Profundidad del suelo Aproximadamente 20 cm. Textura Arenoso a franco arcilloso Pedregosidad Pedregoso Color (seco) Castaño claro a pardo rojizo en mayor profundidad Inundaciones No presenta Presencia de sales No presenta Drenaje Dendrítico Vegetación Limitados: Se observa Pastura Andina

Fuente: Elaboración propia

Clase VI

Adecuados para vegetación permanente, se usa para pastoreo y vegetación con

restricciones moderadas. No son adecuadas para cultivo. La mayor parte tiene declives

moderados a escarpados, estando expuestos a erosión por lluvias o vientos.

Clase VII

Suelos no adecuados para el cultivo, muy superficiales, bastante pedregosos, sometidos

a fuerte presión por el pastoreo, susceptible a la erosión hídrica en su forma laminar y

en cárcavas en regiones húmedas. Limitante climática de sequía.

Clase VIII

Suelo poco desarrollado, superficial, con abundante roca, muy susceptible a la erosión

hídrica debido a las pendientes y extractor suelto del suelo. Limitante climática por

sequía.


83

Composición: Arenoso, arcilloso

Uso del suelo: Actual: - Pastoreo

- Área utilizada por la operaciones mineras y urbanas

Potencial:- Pueden ser utilizadas como pastizales con restricción

- Se puede reforestar con arbustos nativos o sea destinarlas a

vegetación permanente.

- En la etapa de abandono de las presas de relaves pueden ser utilizadas

para el encapsulamiento de la presa de colas, con el objetivo de

restaurar los suelos y plantaciones de especies nativas.

5.5. Geomorfología

El mapa geomorfológico elaborado a partir del análisis de imágenes y la cartografía de

campo (fichas técnicas anexo 15) se muestra en la Figura 5.11. La clasificación

geomorfológica se ha realizado considerando 8 tipos de morfologías:

1. Colinas semi-onduladas,

2. Depósito de colas

3. Depósitos aluviales

4. Laderas coluviales

5. Laderas de pendiente moderada

6. Lecho de río

7. Modificaciones antrópicas

8. Taludes.

El paisaje es de relieve bajo a moderadamente alto, de aspecto masivo y formas

alargadas, hay sectores con pendientes escarpadas a muy escarpadas, cimas agudas,

redondeadas y formas irregulares, modeladas en rocas paleozoicas sedimentarias y

localmente intrusivas. El detalle de la identificación de la unidad geomorfológica se

encuentra en el cartografiado de la formación superficial para formaciones superficiales

de origen antrópico (Figura 5.11).


84

Figura 5.11. Mapa geomorfológico.

5.6. Mapa de erosión

En el área de influencia y de emplazamiento de las presas de colas se realizo la

elaboración del mapa de erosión (figura 5.12). Las diferentes zonas se han clasificado

de acuerdo al tipo de erosión considerando 10 tipos:

1. Erosión en cárcavas activas,

2. Cause de río,

3. Dique de colas

4. Erosión antrópica


85

Figura 5.12. Mapa de erosión del área de estudio.

5. Erosión laminar ligera

6. Erosión laminar moderada

7. Erosión laminar severa

8. Erosión en surco

9. Erosión en surco severa

10. Erosión por el río.


86

Como se puede apreciar en la figura 5.12 la zona que bordea el dique de colas de las dos

presas se caracteriza por presentar una erosión laminar ligera a severa. Aspecto que ha

sido confirmando en campo donde se ha documentado la presencia de diferentes tipos

de procesos erosivos, este aspecto de las presas de colas será tratado en un apartado

posterior.

5.7. Cartografía de las presas de colas

La cartografía de las presas de colas se realizo de acuerdo con la ficha técnica que se

adjunta (anexo 13 y 14) como ejemplo. Esta contempla un total de 80 puntos en la que

se recoge una información cualitativa y cuantitativa que permite tener una idea muy

clara de la situación en que se encuentran las presas de cola.

En la figura 5.13 se precia la cartografía de las presas de residuos. Donde se señalan los

diferentes sectores (A, B, C y D) del dique con el objetivo de facilitar la comprensión

del trabajo de campo realizado y que será explicado a continuación. La superficie total

lograda para los diques de cola es de 11,8 ha; de los cuales 6,1 ha corresponden a

Pampa I y 5,7 ha a Pampa II.

En la figuras 5.14 y 5.15 se puede apreciar un perfil que ilustra que la presas de cola de

Laguna Pampa I y II han sido construida por el método de aguas arriba (ver el Capítulo

2).

Los detalles constructivos del perfil muestran que la impermeabilización del dique con

el uso de una geomembrana es parcial en los dos casos, así como no se tiene

conocimiento si se realizó ó no la impermeabilización del baso en de las dos presas. A

la vista de la situación todo parece indicar que no.


87

ALIME

NTAD

OR

ENE

RGIA

BOMBAGaligher 8 ̈x 6¨

CAM

ARA

DR

ENA

JE

CAMINO

CAM

INO

PLATAFOR

MA

COM. SAN ANTONIO

COM. CANTUMARCA

L1-A

BOMBADanor Vartin 3¨

SECTOR ¨A¨

C-III

L2-A

LAGUNA LAGUNA

Figura 5.13. Topografía y ubicación de las presas de cola Laguna Pampa I (Derecha) y Laguna Pampa II

(Izquierda). Las flechas en verde representan las torres de descarga de residuos.

Figura 5.14. Perfil dique de colas Laguna Pampa I, para las filtraciones ver fotos 5 y 8.

La cartografía in situ puso de manifiesto la existencia de diferentes procesos y

fenómenos geológicos que afectan la estabilidad de los diques de cola. En el dique de

las dos presas se ha documentado la existencia de filtraciones (Figura 5.14 y 5.15),

curiosamente las filtraciones aparecen en la zona que se encuentran por la parte superior

de la geomembrana. Esto pone de manifiesto que las colas en profundidad están


88

totalmente saturadas y que el nivel freático del agua ha alcanzado la superficie del talud.

Esto revela que la efectividad del drenaje existente en la base del depósito es ineficiente.

Figura 5.15. Perfil dique de colas Laguna Pampa II. Para las filtraciones ver foto 9.

En la actualidad la presa Pampa I se encuentra operando al límite de su capacidad, a

punto tal que el nivel de los materiales depositados se encuentra por encima del nivel de

coronamiento de la presa, basándose la operación en el manejo de las descargas de colas

controladas por grifos (spigots, fotos 5.1 y 5.2) con el objeto de formar playas, como

elemento de control de la estabilidad del terraplén y de las filtraciones a través de la

presa.

Foto 5.1. Laguna Pampa I. Bordo y coronamiento de presa. Sector B se aprecia material sin compactar.


89

Foto 5.2. Laguna Pampa I. Descarga de colas. Sector B, se puede apreciar la saturación de las colas al

fondo hay acumulación de agua en superficie.

La diferencia de nivel entre las playas y el sector B de la presa Pampa I se controlaba,

en el momento de la cartografía, en forma precaria, mediante un borde de material de

colas acumulado sin ningún tipo de compactación, como muestran las fotos 5.3 y 5.1.

Foto 5.3. Laguna Pampa I. Bordo de contención superior. Sector B, se aprecia el material sin

compactación y la proximidad de la laguna al dique.

En los sectores A y A’ se han producido filtraciones a través del cuerpo de la presa

Pampa I (Figuras 5.14 y fotos 5.4, 5.5, y 5.6), en algunos casos con deslizamientos

locales del espaldón externo (foto 5.6).


90

Foto 5.4. Laguna Pampa I. Pie de presa. Sector A. se aprecia la existencia de cárcavas en el talud y la

erosión en el pie del talud debido a las filtraciones.

Foto 5.5. Laguna Pampa I. Filtraciones espaldón externo sector A`.

Foto 5.6. Laguna Pampa I. Filtraciones y deslizamientos espaldón externo sector A`.


91

Entre el sector B, correspondiente a Pampa I, se observa filtraciones y deslizamiento lo

que demuestra un riesgo de inestabilidad inminente (foto 5.7).

Foto 5.7. Laguna Pampa I. Filtraciones y deslizamientos espaldón externo sector B.

Entre el sector B y sector A’, correspondiente a Pampa I, también se encuentra una

filtración (foto 5.8), cuyos caudales se controlan para ver su evolución.

Foto 5.8. Laguna Pampa I. Filtración localizada. Sector A’.

El dique presenta bermas de tierra a manera de cuñas destinadas a controlar las

filtraciones en los sectores A y A’ de Pampa I (Figura 5.14). En el sector A’ se observó


92

que el material drenante previsto se disponía sólo en una capa horizontal en la base de la

cuña. En el lugar se recomendó extender la capa drenante también sobre el talud externo

de la presa hasta cubrir la altura en que se producen las filtraciones, en forma semejante

a la prevista en el sector B.

En el caso de la presa Laguna Pampa II se aprecian filtraciones en el espaldón del dique

localizado entre el sector C y B (Figura 5.15 y Foto 5.9).

Foto 5.9. Laguna Pampa II, filtraciones en espaldón entre Sector C y Sector B (Figura 5.13). S puede

apreciar al precipitado de sales en la pared del talud.

5.8. Caracterización de las colas o relaves que ingresan a las presas

El caudal promedio que ingresa al dique de colas de Laguna Pampa es de 150 L/s, con

una densidad de 1,15 equivalente a 15% de sólidos. La distribución granulométrica es

de 80% arenas y 20% de finos mayoritariamente limos. Las pulpas de colas descargadas

de las plantas de flotación de sulfuros, se caracterizan por un alto pH que varía entre 10

a 11, y contiene significativas cantidades de pirita, las cuales si son sometidas a

procesos de oxidación pueden dar lugar a los productos de oxidación generalmente

sulfatos y estos al ponerse en contacto con el agua dar lugar a la formación de drenaje

ácido y con ello la movilización de iones metálicos. En la foto 5.9 se puede apreciar los

precipitados de sulfatos en la pared del talud debido a las filtraciones.

Además, en las colas hay otros contaminantes, que incluyen diferentes reactivos de los

proceso de flotación y complejos metálicos. Los espumantes y colectores permanecen


93

en el concentrado, mientras que los depresores y modificadores se van en el agua de las

colas.

5.8.1. Características físico-mecánica de las colas

Una segunda consideración es el conocimiento de la naturaleza de las colas sólidas en el

interior del dique, ya que también sirven como material de construcción del dique. Para

conseguir estructuras estables con las colas, se determinó sus características en forma

similar a lo que se hace con los suelos. Las principales determinaciones fueron la

granulometría, humedad, peso específico, permeabilidad, cohesión y ángulo de fricción

interna.

De acuerdo a la granulometría las materiales sólidos que conforman las colas son

materiales areno-limoso, con características no plásticas, con una cohesión nula.

Presentan ángulos de fricción interna entre 30 y 41 grados. La permeabilidad hidráulica

saturada se encuentra entre 10-6 y 10-8 m/s. el peso especifico de las partículas sólidas

es muy variable entre 2,9 y 3,8 g/cm3.

5.8.2. Características de las muestras de suelo tomadas en los diques

Se realizaron pruebas geotécnicas como densidad de suelos in situ, pruebas Próctor T-

99 de compactación de suelos, límites de Atterberg, los que se detallan en la parte de:

(Anexos 4 al 12), posteriormente se realizó comparaciones de resultados entre la

densidad in situ y el de compactación Proctor T-99, (ver anexos y gráficos),

obteniéndose las siguientes observaciones:

� El punto L1-A que se encuentra en el sector C Laguna Pampa II en progresiva

1+060 presenta una humedad de 4.11 % lo que nos demuestra que tiene menor cantidad


94

de humedad por el tipo de suelo que es menos arcilloso, de acuerdo a especificaciones

en Bolivia el % mínimo de compactación es de 90% y de acuerdo a lo obtenido se tiene

93.87% lo que vale decir que esta dentro de lo aceptable y según el gráfico de

compactación obtenido en laboratorio se tiene 11% de humedad optima, lo cual

corrobora la menor cantidad de material arcilloso empleado en la compactación del

dique, este valor es similar en el punto L1C que se encuentra en el sector A Laguna I a

la altura de la progresiva 0+420, donde se tiene un % de humedad de 4.11 % y en el

ensayo de compactación Proctor T-99 se tiene 11.10 % de humedad optima.

� El punto L2-A que se encuentra en el sector C Laguna II a la altura de la

progresiva 1+060 parte baja presenta una humedad de 4.42 % y según el gráfico de

compactación obtenido en laboratorio se tiene 12% de humedad optima (Figura 5.15a).

El punto L2B que se encuentra en el sector B Laguna I a la altura de la progresiva

0+660 parte baja presenta una humedad de 5.58 % y en el ensayo Proctor se tiene 11.50

% de humedad óptima (Figura 5.15a). El punto L2C que se encuentra en el sector A

Laguna I a la altura de la progresiva 0+420 parte baja presenta una humedad de 4.11 %

y según el gráfico de compactación obtenido en laboratorio se tiene 12% de humedad

optima (Figura 5.15a). Si realizamos una comparación entre estos resultados se nota que

existe un compartimiento similar de estos suelos. Asociado a estos puntos se han podido

comprobar que existen filtraciones de aguas.

� El punto L1-B que se encuentra en el sector B Laguna I a la altura de la

progresiva 0+660 presenta una humedad de 5.58 % y en el ensayo de compactación

Proctor T-99 se tiene 12.70 % de humedad óptima (Figura 5.15a). En comparación con

los demás puntos, este tiene mayor concentración de humedad y también se observa

filtraciones y pequeños deslizamientos superficiales.


95

1,80

1,90

2,00

2,10

2,20

2,30

7,00 9,00 11,00 13,00 15,00 17,00

CONTENIDO DE HUMEDAD %

DEN

SID

AD E

N S

ECO

(gr/c

m3

Figura 5.15a. Densidad en seco vs. Humedad. Resultados del ensayo Proctor.

Límites de Atterberg

En la tabla se muestran los resultados de 4 muestras (Tabla 5.1a). Se puede apreciar que

los materiales tiene un límite líquido (Ll) muy variable con valores entre 21 y 41. El

índice de plasticidad (IP) variable de 19 a 23. (Ver Anexos 11 – 12). Se puede apreciar

que el límite plástico es poco variable.

Este suelo por sus características mecánicas se la puede catalogar como un suelo

consistente de tipo A-2-6 y A-2-7 de acuerdo con la clasificación AASHTO.

Considerando el Sistema Unificado de Clasificación de los Suelos como suelos

granulares del tipo SC y SG.

Tabal 5.1a. Límites de Atterberg. Np: indica material no plástico.

Coordenadas Límites de Atterberg Muestra E N LL LP IP

OBSERVACIÓN

1 207670.120 7833085.100 21.8 NP NP Material de terreno de fundación

2 207809.450 7833251.100 36.65 17.39 19.26 Material para cuerpo de terraplén

3 207801.180 7833000.820 24.95 20.8 4.15 Material no utilizable

4 207516.350 7832972.160 41.18 18.72 22.46 Material para cuerpo de terraplén


96

5.9. Características del agua almacenada en las lagunas de las presas

Se realizó muestreo de aguas clarificadas en el canal de evacuación C-III de aguas en

diferentes épocas tal como se observa en el Anexo 2. Tarea que ha sido desarrollada con

la finalidad de analizar el comportamiento y distribución de los diferentes parámetros

que establece la Ley 1333 de Medio Ambiente. Los diferentes parámetros se muestran

en Anexo 3. Este estudio se realiza con el objetivo de comparar los resultados en base a

los límites permisibles establecidos para el Medio Ambiente en materia de

contaminación hídrica por la reglamentación de la Ley 1333 Anexo A-3 Límites

Permisibles para Descargas Líquidas de Efluentes en mg/l. A continuación se analizan

la evolución temporal de diferentes parámetros indicados en la ley de medio ambiente.

pH. De acuerdo al Figura 5.16 presentado del muestreo de diferentes épocas se puede

apreciar que la mayoría de los valores están en el rango de basicidad, y que ha sufrido

un incremento entre los años 2006, 2007, 2008, pudiendo encontrarse valores máximos

de 11.90, esto debido al uso de carbonatos de calcio que neutralizan la acidez de las

aguas. Se puede apreciar que los valores se encuentran por encima del límite permisible.

MONITOREO DE AGUAS EFLUENTES DE DIQUE DE COLAS- (pH)

0

2

4

6

8

10

12

14

Jun

09 d

e 20

04

Mar

17

de 2

005

Ago

16 d

e 20

05

Ago

26 d

e 20

05

Sep

13 d

e 20

05

Nov

16

de 2

005

Dic

28

de 2

005

Ene

20 d

e 20

06

Mar

02

de 2

006

Oct

19

de 2

006

Oct

19

de 2

006

Ene

12 d

e 20

07

Ene

12 d

e 20

07

Ene

09 d

e 20

08

Ene

30 d

e 20

08

Feb

15 d

e 20

08

Fecha de análisis de aguas

Varia

ción

de

pH

pHLim. min.Lim. max

Figura 5.16. Variación de pH en aguas Sólidos Sup. Totales de las lagunas de decantación.


97

SST: La concentración de Sólidos Suspendidos Totales se encuentran en sus inicios del

muestreo dentro de los límites permisibles, pero a partir de Enero 12 de 2007 existe un

incremento por encima del valor establecido. Estos valores elevados pueden ser

indicativos de una baja en la eficiencia del proceso metalúrgico o puede estar

influenciado por la existencia de mayor aporte de concentrados de colas a partir de esta

fecha (Figura 5.17).

MONITOREO DE AGUAS EFLUENTES DE DIQUE DE COLAS- (Sólidos. Sup. Tot.)

0

100

200

300

400

500

600

700

Jun

09 d

e 20

04

Mar

17

de 2

005

Ago

16 d

e 20

05

Ago

26 d

e 20

05

Sep

13 d

e 20

05

Nov

16

de 2

005

Dic

28

de 2

005

Ene

20 d

e 20

06

Mar

02

de 2

006

Oct

19

de 2

006

Oct

19

de 2

006

Ene

12 d

e 20

07

Ene

12 d

e 20

07

Ene

09 d

e 20

08

Ene

30 d

e 20

08

Feb

15 d

e 20

08


Con

teni

do d

e So

l. Su

p. T

ot. (

mg/

l)

Sol. Sup. Tot.Lim. Perm.

Figura 5.17. Variación de S.S.T. en agua de las lagunas de decantación.

Zn y Pb: Las concentraciones más altas de estos componentes en muestras de agua

clarificadas se presentan en las 3 últimas fechas analizadas donde sobrepasan los límites

permisibles. En el caso del Zn la concentración ha llegado a ser 5 veces mayor que el

límite establecido. Para el caso del Pb el valor es superado tres veces (Figura 5.18).

Cu – Cd: Las concentraciones de Cd se encuentran por debajo de los límites

permisibles, pero el Cu presenta un comportamiento muy irregular y se observa que

entre el 2006 y 2008 se han registrado valores inferiores límite permisible (Figura 5.19).


98

MONITOREO DE AGUAS EFLUENTES DE DIQUE DE COLAS- (Zn-Pb)

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

Jun

09 d

e 20

04

Mar

17

de 2

005

Ago

16 d

e 20

05

Ago

26 d

e 20

05

Sep

13 d

e 20

05

Nov

16

de 2

005

Dic

28

de 2

005

Ene

20 d

e 20

06

Mar

02

de 2

006

Oct

19

de 2

006

Oct

19

de 2

006

Ene

12 d

e 20

07

Ene

12 d

e 20

07

Ene

09 d

e 20

08

Ene

30 d

e 20

08

Feb

15 d

e 20

08


Con

teni

do d

e Zn

-Pb

(mg/

l)

ZnLim. Perm. ZnPbLim.Perm. Pb

Figura 5.18. Variación de Zn - Pb en aguas de las lagunas de decantación.

MONITOREO DE AGUAS EFLUENTES DE DIQUE DE COLAS- (Cu-Cd)

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

Jun

09 d

e 20

04

Mar

17

de 2

005

Ago

16

de 2

005

Ago

26

de 2

005

Sep

13

de 2

005

Nov

16

de 2

005

Dic

28

de 2

005

Ene

20

de 2

006

Mar

02

de 2

006

Oct

19

de 2

006

Oct

19

de 2

006

Ene

12

de 2

007

Ene

12

de 2

007

Ene

09

de 2

008

Ene

30

de 2

008

Feb

15 d

e 20

08


Con

teni

do d

e C

u - C

d (m

g/l)

CuLim. Perm. CuCdLim. Perm Cd

Figura 5.19. Variación de Cu - Cd en aguas de las lagunas de decantación.

Fe: Las concentraciones de Fierro se encuentran desde finales del 2005 y hasta finales

del 2007 dentro de los límites permisibles. En las últimas 3 fechas de análisis existe un

incremento que en enero de 2008 supero el valor en mas de cuatro veces (Figura 5.20).

As: Las concentraciones de As se encuentran todos por debajo del límite permisible

(Figura 5.21).


99

MONITOREO DE AGUAS EFLUENTES DE DIQUE DE COLAS- (Fe)

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

Jun

09 d

e 20

04

Mar

17

de 2

005

Ago

16

de 2

005

Ago

26

de 2

005

Sep

13

de 2

005

Nov

16

de 2

005

Dic

28

de 2

005

Ene

20

de 2

006

Mar

02

de 2

006

Oct

19

de 2

006

Oct

19

de 2

006

Ene

12

de 2

007

Ene

12

de 2

007

Ene

09

de 2

008

Ene

30

de 2

008

Feb

15 d

e 20

08


Con

teni

do d

e Fe

(mg/

l)

FeLim. Perm.

Figura 5.20. Variación de Fe en aguas de las lagunas de decantación.

MONITOREO DE AGUAS EFLUENTES DE DIQUE DE COLAS- (As)

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

Jun

09 d

e 20

04

Mar

17

de 2

005

Ago

16

de 2

005

Ago

26

de 2

005

Sep

13

de 2

005

Nov

16

de 2

005

Dic

28

de 2

005

Ene

20

de 2

006

Mar

02

de 2

006

Oct

19

de 2

006

Oct

19

de 2

006

Ene

12

de 2

007

Ene

12

de 2

007

Ene

09

de 2

008

Ene

30

de 2

008

Feb

15 d

e 20

08


Con

teni

do d

e A

s (m

g/l)

AsLim. Perm.

Figura 5.22. Variación de As en aguas de las lagunas de decantación.

DQO: Es otro de los parámetros que ha sido determinado para la evaluación cuantitativa

de la calidad de aguas proveniente de las descargas, en el Figura 5.23 se observa que la

concentración de DQO se encuentra por debajo del límite permisible.


100

MONITOREO DE AGUAS EFLUENTES DE DIQUE DE COLAS- (DQO)

0

50

100

150

200

250

300

Jun

09 d

e 20

04

Mar

17

de 2

005

Ago

16

de 2

005

Ago

26

de 2

005

Sep

13

de 2

005

Nov

16

de 2

005

Dic

28

de 2

005

Ene

20

de 2

006

Mar

02

de 2

006

Oct

19

de 2

006

Oct

19

de 2

006

Ene

12

de 2

007

Ene

12

de 2

007

Ene

09

de 2

008

Ene

30

de 2

008

Feb

15 d

e 20

08


Con

teni

do d

e D

QO

(mg/

l)

Serie1Serie2

Figura 5.23. Variación de DQO en aguas de las lagunas de decantación.

Del análisis general de los gráficos se deduce que existe la presencia de algunos metales

pesados dentro del concentrado de aguas clarificadas que salen del canal de descarga y

son vertido al cause superficial, que son tóxicos para el medio ambiente, por lo cual se

debe tomar medidas de prevención al respecto y ver la posibilidad de realizar

tratamiento a estos efluentes.

5.10. Efecto de las precipitaciones sobre las presas de residuo

Finalmente, cabe destacar que, además de los aportes de agua provenientes del sistema

de transporte de colas, los diques reciben el aporte pluvial en épocas donde se registran

precipitaciones en la zona. Estos aportes se producen en forma directa sobre la

superficie de almacenameinto encerrada por los terraplenes que conforman ambos

diques y por el aporte de la cuanca hidrografica de un sector emplazado en el lado Este

de los mismos. En las Fotografías 5.10 y 5.11 pueden apreciarse los sectores

mencionados correspondientes a la Laguna Pampa II.


101

Foto 5.10. Laguna Pampa II. Sector de cierre sur. Vista desde el Sector C.

Sector Este. Aporte natural

Terraplén D

Terraplén C

Foto 5.11. Laguna Pampa II. Vista del embalse y del sector de aporte pluvial natural (lado Este)

Para la caracterización del comportamiento de las precipitaciones en el área de influencia de los

diques de cola, se analizaron los registros de precipitaciones en las estaciones Los Pinos y

AASANA, emplazadas en la ciudad de Potosí.

Ambas estaciones cuentan con registros discontinuos en el período comprendido por los años

hidrológicos 1941-1942 a 2003-2004. De cada estación se cuenta con los niveles de

precipitación mensuales, los correspondientes anuales y los niveles máximos diarios registrados

en cada año. La tabla 3.1, muestra en detalle los datos meteorológicos, en el reporte del Servicio

Nacional de Meteorología e Hidrología.

Sector Este. Aporte natural

Cierre Sur

Sector C


102

En la Figura 5.24, se muestra la variación de las precipitaciones totales anuales registradas en el

período antes mencionado. Tal como se aprecia, los registros no resultan continuos,

detectándose una importante cantidad de años sin registros o con registros incompletos.

Tomando en cuenta los registros disponibles, se obtiene una precipitación anual promedio de

353.4 mm y de 449.2 mm para las estaciones de AASANA y Los Pinos respectivamente. En

este período se registraron precipitaciones máximas del orden de los 1000 mm y mínimas

cercanas a los 230 mm

Ciudad de POTOSIEstaciones Los Pinos y AASANA

Registros de precipitaciones totales anuales

0.0

100.0

200.0

300.0

400.0

500.0

600.0

700.0

800.0

900.0

1000.0

1943

-1944

1945

-1946

1947

-1948

1949

-1950

1951

-1952

1953

-1954

1955

-1956

1957

-1958

1959

-1960

1961

-1962

1963

-1964

1965

-1966

1967

-1968

1969

-1970

1971

-1972

1973

-1974

1975

-1976

1977

-1978

1979

-1980

1981

-1982

1983

-1984

1985

-1986

1987

-1988

1989

-1990

1991

-1992

1993

-1994

1995

-1996

1997

-1998

1999

-2000

2001

-2002

2003

-2004

Año

Prec

ipita

ción

tota

l anu

al (m

m)

Estación LOS PINOS Estación AASANA

Figura 5.24. Precipitaciones totales anuales (Fuente: Elaboración propia).

Sobre la misma base antecedente, en la Figura 5.25, se muestra la variación de las

precipitaciones promedio mensuales para la estación Los Pinos.


103

DIQUES DE COLAS - POTOSIPrecipitación - Evaporación mensual promedio

Estación Los Pinos (Potosí)

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

120.0

140.0

160.0

SEP OCT NOV DIC ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO

Meses

Prec

ip./E

vap

(mm

)

Precipitación mensual promedio Evaporación mensual promedio

Figura 5.25. Evolución de la precipitación y la evaporación mensual promedio. Fuente: Elaboración

propia

Tal como se observa, el comportamiento de las precipitaciones a lo largo del año presenta un

marcado período lluvioso, comprendido entre los meses de setiembre-agosto hasta Marzo. El

resto del año las precipitaciones resultan claramente escasas con valores mensuales medios

inferiores a los 10 mm. En el período de lluvias, las precipitaciones medias máximas se

registran en el mes de enero con valores del orden de los 100 mm.

En el mismo gráfico (Figura 5.25), se indica la variación de la evaporación media mensual a lo

largo del año, observándose que en los períodos de máximas precipitaciones se reducen los

niveles de evaporación, con mínimos inferiores a los 80 mm en el mes de Febrero. Los niveles

máximos de evaporación se registran entre los meses de setiembre y octubre, con valores

medios que alcanzan los 140 mm.

Finalmente, se ha efectuado una caracterización de las máximas precipitaciones diarias de cada

año en ambas estaciones. En la Figura 5.26 se muestra la distribución de las mismas en los

últimos 30 años comprendidos entre los años 1976-77 a 2004-2005.


104

Ciudad de POTOSIEstaciones Los Pinos y AASANA

Registros de precipitaciones máximas diarias anuales

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

1976

-1977

1977

-1978

1978

-1979

1979

-1980

1980

-1981

1981

-1982

1982

-1983

1983

-1984

1984

-1985

1985

-1986

1986

-1987

1987

-1988

1988

-1989

1989

-1990

1990

-1991

1991

-1992

1992

-1993

1993

-1994

1994

-1995

1995

-1996

1996

-1997

1997

-1998

1998

-1999

1999

-2000

2000

-2001

2001

-2002

2002

-2003

2003

-2004

2004

-2005

Estación AASANA Estación Los Pinos Figura 5.26. Precipitaciones diarias máximas anuales. Período 1976-2005. Fuente: Elaboración propia.

Tal como se observa, se han registrado precipitaciones de 24 hs cercanas a los 70 mm en el año

1991-92 para la estación AASANA, con valores mínimos levemente inferiores a 20 mm.

El análisis realizado permite concluir que el nivel de precipitaciones en la ciudad de Potosí

resulta bajo y en algunos años escaso, con precipitaciones concentradas básicamente en los

meses de verano, en el período comprendido entre los meses de Octubre y Marzo.

5.10.1 Análisis estadístico de las precipitaciones

Tomando en consideración que el objetivo básico del presente análisis es establecer un orden de

magnitud de los caudales que potencialmente pueden acceder en forma natural a los diques de

colas, resultó necesario evaluar la probabilidad de ocurrencia de los eventos pluviométricos

intensos.

Considerando las limitaciones impuestas por la disponibilidad de datos y registros de las

precipitaciones, se consideraron los últimos 30 años de registros disponibles de precipitaciones

máximas diarias. Estos valores fueron ordenados a los fines de determinar su período de

recurrencia asociado y tratados en forma estadística con el objeto de obtener una ley de ajuste

que permitiera extrapolar los resultados a eventos de mayores recurrencias.

En la siguiente Figura 5.26, se muestran los resultados obtenidos observándose la variación de

los niveles de precipitación con el período de recurrencia asociado y la ley de ajuste que


105

caracteriza su distribución. En la tabla 5.2 se muestra un resumen de los niveles de precipitación

obtenidos para distintas recurrencias características

1

10

100

1 10

100 Recurrencia (Años)

Prec

ipita

ción

(mm

)

Figura 5.26. Precipitaciones máximas diarias, análisis de recurrencia. Estación Potosí.

Tabla 5.2. Resumen de los niveles de precipitación obtenidos para distintas recurrencias características Recurrencia (Años) Precipitación (mm)

2 25.42 5 35.15

10 42.51 25 52.24 50 59.60

100 66.96

5.10.2. Determinación del aporte por cuencas

De acuerdo a la conformación que presentan los diques, los aportes naturales que pueden

acceder a cada uno de los dos embalses, provienen de un sector lindero adyacente al lateral Este

de los mismos. La determinación de la cuenca de aporte requeriría el conocimiento preciso de

las características topográficas del entorno cercano a los diques, información que no pudo ser

obtenida de los antecedentes recopilados.

No obstante, se contó con un mapa de curvas de nivel que caracteriza las condiciones generales

del terreno en toda la ciudad de Potosí, mostrándose, en la Figura 5.27 la ubicación relativa de

los diques de colas y sus cuencas de aporte en el entorno de la misma. Como se puede

apreciar es un sector muy pequeño, pues las presas se encuentran ubicadas en una

especie de terraza en las cabecera de las cuencas.


106

Emplazamiento de los diques de colas y cuencas de aporte adyacentes

Figura 5.27. Emplazamiento de los diques de colas y las cuencas hidrográficas que pueden aportar agua al sistema.

En la Figura 5.28 se muestra un esquema de detalle de los diques de colas La Pampa I y II y las

correspondientes áreas de aporte. De la evaluación de las mencionadas áreas puede decirse que

cómo máximo representan un total del orden de las 10 ha, correspondiéndole aproximadamente

entre 35 % a 40 % al área de aporte a la Laguna Pampa I y la restante superficie a la Laguna

Pampa II.

5.10.3. Determinación de los caudales de aporte

Para la determinación de los caudales de aporte a las lagunas que potencialmente

pueden acceder a las mismas a partir de las superficies anteriores, resulta necesario

estimar la intensidad de precipitación asociada a determinados niveles de recurrencia y a

una duración del evento de tormenta compatible con las características geométricas de

las cuencas.

Dadas las reducidas dimensiones de la cuenca, las pendientes características y los

desniveles entre los sectores más altos y los cuerpos de los embalses, los tiempos de


107

concentración que caracterizarán la respuesta hidrológica resultan reducidos, siendo aún

inferiores a 1 hr.

Dique de ColasLaguna Pampa I y II

Figura 5.28. Detalle de las cuencas de aporte de escorrentía superficial de agua al sistema.

La determinación de la intensidad de precipitación asociada a cada evento de

recurrencia se determinó mediante un método de distribución de la precipitación diaria

máxima correspondiente, mediante la aplicación de los siguientes coeficientes de

distribución (Tabla 5.3):

Tabla 5.3. Coeficientes de distribución en función de la duración de la precipitación.

Duración (min)

Relación Factor

1440 24hs/1d 1.13 720 12h/24h 0.85 600 10h/24h 0.82 480 8h/24h 0.78 360 6h/24h 0.71 60 1h/24h 0.41 30 30min/1h 0.75 20 20min/30min 0.82 15 15min/30min 0.72 10 10min/30min 0.57 5 5min/30min 0.37

Con estos factores se encontraron las precipitaciones características para el tiempo de

concentración de la cuenca y las intensidades correspondientes.


108

El otro factor que se consideró para la determinación de los caudales es el coeficiente de

escorrentía característico de la zona. Para ello se consideraron las características del

terreno y principalmente los antecedentes existentes de estudios hidrológicos realizados

en el marco del Plan de Gestión de la Cuenca del Río Pilcomayu. Sobre la base de estos

antecedentes se consideró apropiado adoptar coeficientes de escorrentía en el rango de

0.1 a 0.22.

Consecuentemente, considerando los factores de distribución para el tiempo de

concentración de las cuencas, las intensidades de precipitación derivadas, las superficies

totales de aporte y los coeficientes de escorrentía característicos, se obtuvieron los

caudales drenados para distintas recurrencias, los cuales se indican en la tabla 5.4:

Figura 5.29. Caudales de aporte natural a los diques de colas.

Tabla 5.4. Caudales que forman el volumen de agua drenados a distintas recurrencias. Recurrencia (años) Precipitación adoptada (mm) Caudal drenado (m3/s)

2 8.80 0.100 5 12.20 0.149 10 14.80 0.181 25 18.20 0.223 50 20.70 0.264 100 25.00 0.320

En la figura 5.29 se muestra la distribución de los caudales aportados por las cuencas

adyacentes en función de la recurrencia. Tal como se aprecia, para un evento de

DIQUES DE COLAS - POTOSICaudales de aporte natural

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Recurrencia (Años)

Cau

dal d

rena

do (m

3/s)


109

recurrencia de 100 años, los caudales de aporte mínimos se ubican en el entorno de los

320 l/s.

5.10.4. Niveles de aportes de agua naturales al sistema que conforman las presas

La factibilidad de utilización del sistema hidraulico de las presas de relaves no depende

solamente de la capacidad de manejo que se disponga para el balance de sólidos y

líquidos ingresados a los embalses a partir de los sistemas de transporte y distribución,

sino también del manejo de los aportes naturales que pueden acceder al mismo.

En tal sentido, si bien la distribución de precipitaciones, resulta heterogénea a lo largo

del año (Figuras 5.24, 5.25 y 5.26), en los balances de agua existentes en los

antecedentes consultados no se ha considerado aporte alguno de las precipitaciones.

Aspecto que no ha llamado la atención, dado la existencia del fenómeno de la niña,

cuyos efectos normalmente causan estragos en en la parte norte del país y en menor

grado en el departamento de Potosí. La no consideración de estos aportes, considerando

eventos con una probabilidad de ocurrencia adecuada, resulta sumamente riesgosa a los

fines de establecer la fiabilidad que presenta el sistema hidráulico, de las presas de

residuos Laguna Panpa I y II, que confroma la evacuación de las aguas y que permita

prolongar la vida util durante su actividad en operación.

En los apartados anteriores se ha efectuado una caracterización de las precipitaciones

que presenta la región a partir de registros históricos disponibles. Sobre la base de este

análisis resulta pertinente efectuar los siguientes comentarios:

Para el análisis se consideraron los registros pluviométricos de las estaciones

Potosí Los Pinos y Potosí AASANA. Según los mismos, la precipitación media

anual en el período 1941-2004 resultó cercana a los 450 mm, con valores

máximos cercanos a los 1000 mm y mínimos de 230 mm. Se destaca que ambas

estaciones poseen numerosos años sin registros (Figura 5.24).

La distribución de las precipitaciones a lo largo del año presenta claramente un

período lluvioso comprendido entre Septiembre-Octubre a Marzo, con niveles

muy escasos de precipitación el resto del año (Figura 5.25). El valor máximo de


110

precipitación promedio mensual se registra, para el período considerado, en el

mes de enero, con un valor del orden de los 100 mm.

En los períodos de máximas precipitaciones, los niveles de evaporación resultan

reducidos con mínimos inferiores a los 80 mm en el mes de Febrero y máximos

cercanos a los 140 mm en los meses de septiembre y octubre.

Si se consideran las precipitaciones diarias máximas, tomando los últimos treinta

años de registros, se obtienen valores máximos del orden de los 60 mm.

Las normativas vigentes por la ley de medio ambiente establecen que los sistemas de

descarga de los diques de colas deberán ser capaces de evacuar y controlar la máxima

crecida que pudiera producirse en el sitio.

Indudablemente que la máxima crecida que pudiera producirse debe medirse en

términos probabilísticos y vincularse con los riesgos inherentes a una eventual falla del

sistema por la ocurrencia de la misma.

En la Figura 5.27 se muestra el análisis estadístico realizado sobre las lluvias diarias

máximas anuales. Como resultado de este análisis se obtuvo, para un período de retorno

de 100 años (nivel mínimo que debería considerase frente a los riesgos de falla del

sistema), una precipitación de 67 mm, similar a la máxima registrada en el área.

Además del aporte directo que produciría un evento como el señalado, debe

considerarse la existencia de aportes por escorrentía, principalmente en el lateral este de

ambos diques. Esta zona, que puede apreciarse en las Fotografías 5.10 y 5.11, resulta en

principio reducida.

Si bien no se dispuso de un relevamiento topográfico de detalle de la zona de aporte, se

consideraron los antecedentes generales de la configuración topográfica del entorno de

los diques a los fines de establecer un orden de magnitud de la cuenca de aporte. En la

Figura 5.29 se muestra un esquema de la ubicación de los diques y de su potencial área

de aporte. La misma presenta una superificie del orden de las 10 ha.

Según el análisis realizado en el mencionado anexo, tomando en cuenta los tiempos de

concentración de la cuenca, los antecedentes existentes de niveles de escurrimiento y los


111

desniveles topográficos, se obtuvo, para un evento de precipitación asociado a una

recurrencia de 100 años, un caudal de aporte de 320 l/s.

En la Figura 5.29 se muestra la variación de los caudales potencialmente aportados en

forma natural en función de los niveles de recurrencia. Se aprecia que, aún para eventos

asociados a recurrencias menos importantes, se tienen niveles de caudal aportados

significativos en relación con los actualmente manejados en la operación normal del

sistema.

En efecto, puede observarse que para eventos de 5 años de recurrencia se tienen

caudales de aporte del orden de los 150 l/s.

Este caudal puede ser evacuado por una de las torres de descarga con una carga por

sobre la cresta de 0.38 m, debiendo disponerse como mínimo de esa revancha respecto

de los niveles de coronamiento para su correcta evacuación. Asimismo, debe

considerarse que el caudal de precipitación, no existiendo un sistema de preaviso,

deberá sumarse a los aportes líquidos provenientes de la operación normal de los

diques, situación que determinaría la necesidad de evacuar caudales superiores a los 450

l/s, con niveles de carga del orden de los 0.45 m.

Los caudales antes determinados accederían al conjunto de ambos diques, pudiendo

estimarse una distribución del orden del 35 % para la Laguna Pampa I y del 65 % para

Laguna Pampa II. Aún en estas condiciones, el primero de los diques presentaría una

capacidad de descarga limitada ya que cuenta con una única boca de salida.

Cabe destacar que en el análisis no se consideró una potencial capacidad de regulación

del embalse, ya que la misma se encontraría fuertemente disminuida si se produce el

progresivo crecimiento de los sedimentos.

5.10.5. Riesgo de ocurrencia de eventos de tormenta

En la Figura 5.30 y en la tabla 5.5 se muestra la variación del riesgo con el período de retorno y

el período de exposición.


112

Tabla 5.5. Variación del riesgo con el período de retorno y el período de exposición. N = periodo de exposición

Nivel de riesgo (%) Recurrencia (años)

Precipitación (mm) N= 3 meses N=6 meses N=9 meses N=12 meses

2 25.42 15.91 29.29 40.54 50.00 5 35.15 5.43 10.56 15.41 20.00

10 42.51 2.60 5.13 7.60 10.00 25 52.24 1.02 2.02 3.02 4.00 50 59.60 0.50 1.01 1.50 2.00

100 66.96 0.25 0.50 0.75 1.00

DIQUES DE COLAS - POTOSIEvaluación del riesgo de ocurrenciade eventos pluviométricos intensos

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

40.00

45.00

50.00

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Recurrencia (años)

Niv

el d

e rie

sgo

(%)

n = 3 meses n = 6 meses

n = 9 meses n = 12 meses

PERIODOS DE EXPOSICIÓN

Figura 5.30. Niveles de riesgo de ocurrencia de precipitaciones intensas. Fuente: Proyecto Cuenca Pilcomayu

Como se observa, para el período de retorno considerado de 100 años, los riesgos resultan bajos

si se consideran períodos potenciales de utilización cortos, no mayores a los 3 meses.

No obstante, este riesgo tiende a incrementarse alcanzando, para ese período de uso, valores del

orden del 15 % con eventos de tormenta de 2 años de recurrencia, los cuales tienen asociados

aún, niveles de precipitación y caudales aportados relativamente elevados.

El otro factor de riesgo visualizado en el análisis está dado por el potencial excesivo crecimiento

de los volúmenes almacenados en el sistema.


113

Tal como se dijo en el análisis del punto anterior, resultaría imprescindible poder establecer con

exactitud la tasa de crecimiento de los volúmenes acumulados y, de esta forma, definir un plan

de operación adecuado y compatible con las condiciones actuales que presentan los terraplenes,

principalmente en la Laguna Pampa I.

Frente a la carencia de una relación cota – área – volumen actualizada a la situación actual, sólo

se han podido establecer estimaciones de las tasas de crecimiento esperables según los aportes

de sólidos previstos. Estas estimaciones arrojan valores variables promedios con mínimos de

0,30 m por mes. Esta situación no resulta compatible con la situación observada en los

terraplenes de la Laguna Pampa I.

Del análisis realizado con relación a los factores de riesgos observados en el sistema, que se

encuentran directamente vinculados a la seguridad de las obras, pueden efectuarse los siguientes

comentarios:

Existen riesgos de inundación potenciales, en virtud de los efectos del cambio

climático y la existencias de períodos de lluvias, porducto a la ocurrencia de eventos

de tormenta que incrementen los caudales ingresantes al sistema producto del efecto

de la niña.

Estos caudales de aportes naturales no fueron considerados, en cuanto a valores

máximos, en los balances de aguas existentes en los antecedentes. Solo se

consideraron valores promedios mensuales de aportes de los ingenios que pueden

enmascarar los picos de aportes que sean necesarios evacuar durante los eventos de

tormenta (Figura 5.31).


114

DIQUES DE COLAS - POTOSICaudales medios de ingreso de colas

Período Enero - Agosto de 2006

120.5126.76

143.01137.35

144138.32

183.2

207.22

0

50

100

150

200

250

Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto

Meses

Cau

dal d

e in

gres

o de

pul

pa (l

/s)

Promedio = 150 l/s

Figura 5.31. Distribución del ingreso de colas en el período Enero-Agosto/06. Fuente: Elaboración propia.

Se consideran precarias las condiciones y capacidades de evacuación del sistema de

descarga de la Laguna Pampa I, el cual debería ser reactualizado, aún cuando se

considere el cese de operación de la misma (Anexo 1).

La disponibilidad de almacenamiento de ambos sistemas no resulta bien conocida al

no contarse con un relevamiento detallado de la configuración de sedimentos

actuales en cada embalse. Es por ello que esta situación plantea al menos un nivel

de incertidumbre respecto de la real tasa de crecimiento que tendrán los niveles de

sedimentos y agua frente a una ampliación del período de utilización.

Nuevamente, este último aspecto vuelve a ser más crítico en la Laguna Pampa I,

cuyo nivel de colmatación se encuentra en su límite sin generar recrecimientos

adicionales.

Las condiciones observadas en la Laguna Pampa II resultan, con relación a ambos

aspectos (crecimiento de los niveles de líquidos y crecimiento del volumen de

sedimentos depositados) ciertamente más aliviados, si bien resulta imprescindible


115

un control exhaustivo de los volúmenes líquidos y solidos aportados, de los

caudales evacuados y del nivel de crecimiento de las pulpas.

5.11. Mapa de riesgos geológicos

Basado en la cartografía temática y la información obtenida en las zonas de los diques

de cola y su área de influencia se elaboro el mapa de riesgos geológicos. En la figura 5.

Se puede ver en el mapa de riesgo geológico la existencia de cuatro intervalos de riesgo:

I- Bajo,

II- Moderado,

III- Moderado alto y

IV- Alto.

En el 90% del contorno del dique de las presas Pampa I y II, se encuentra delimitado

por un riesgo geológico alto (Figura 5.32), excepto en un sector muy pequeño al NE

donde el dique de colas descansa en el contacto entre los materiales Q-Aluvial y Q-

Coluvial. Precisamente en esta zona también se han detectado filtraciones en la zona

de contacto entre el dique y el suelo, lo cual puede estar motivado porque el suelo

tenga una permeabilidad baja y el contacto entre le dique y el suelo sirva de zona de

escape, lo que evidencia que no existe una impermeabilización del vaso de la presa.

En el área de influencia del dique de colas fundamentalmente en el área erosiva de

los ríos, las vías de comunicación y la zona urbanizada y los materiales geológicos

del terciario y el cuaternario se aprecia un riesgo geológico alto, este es debido

mayoritariamente a la existencia de procesos erosivos, escarpes y pequeños

deslizamientos.


116

Asociado a las zonas de afloramiento de los materiales Ordovícicos que conforman

la zona de montaña y las partes altas de las cuencas hidrográficas los principales ríos

y arroyos se encuentra mayoritariamente el riesgo moderado-alto, moderado y bajo.

. Figura 5.32. Mapa de riesgos geológicos.

Como se puede apreciar los resultados del mapa de riesgo con la aplicación del sistema

de información geográfica se puede comprobar que es capas de reproducir aquellas

zonas en que se ha comprobado in situ la existencia de riesgo geológico. En este caso

concretos los proceso y fenómenos geológicos que dan lugar al riesgo en la zona de

estudio son la erosión, desprendimiento y el deslizamientos de los suelos y

concretamente la inestabilidad detectada en la presa de colas.


117

5.12. Discusión

Considerando los resultados obtenidos podemos plantear que los riesgos geológicos que

pueden afectar las presas de colas de Laguna Pampa I y II son el deslizamiento del talud

y la erosión. De los dos el riesgo geológico el más probable y evidente que puede tener

lugar en las presas es el deslizamiento del talud, pues los procesos observados así lo

confirman, debido a que existen pequeños deslizamientos en algunos sectores del dique

que de no prestarse la atención adecuada pueden llevar a problemas de estabilidad y

falla general del talud.

El deslizamiento de un talud ocurre cuando los esfuerzos de corte en una superficie que

delimita un bloque de suelo, exceden la resistencia al corte del material. Los eventos

que determinan el inicio del deslizamiento pueden ser de diferente naturaleza. En

particular, para las presas de colas, existen diferentes situaciones que comúnmente

desencadenan un deslizamiento de talud:

1) Elevación de la superficie freática y su aproximación al talud.

2) Desarrollo de presiones de poro durante trabajos de recrecimiento (ritmo de

recrecimiento excesivo que no permite la disipación de presiones de poro),

durante la instalación de la cobertura o por tránsito de maquinaria pesada.

3) Deslizamiento ó falla del talud por desbordamiento ó sobrepaso, tubificación ó

erosión.

De estas causas las dos primeras a la vista de los resultados obtenidos son las que

pueden tener un efecto directo en las presas Laguna Pampa I y II y en menor medida la

tercera, que dependería de un fallo importante en el funcionamiento hidráulico del

sistema. A continuación realizamos el análisis de las mismas con ejemplos didácticos

que ilustran la magnitud del riesgo.


118

5.12.1. Deslizamiento por elevación de la superficie freática y su aproximación al talud

Como hemos podido ver uno de los problemas que afecta las presas de cola Laguna

Pampa I y II es las filtraciones a través del talud, debido a la elevación de la superficie

freática y la proximidad de las lagunas de decantación al talud (Figuras 5.14, 5.15 y

fotos 5.2., 5.3, 5.5, 5.8 y 5.9), así como el aporte de aguas del exterior. Si consideramos

el caso de que la zona del dique en que se aprecian estas filtraciones ha sido recrecida

en parte con el material de la propia presa y sabemos por los datos geotécnicos que este

material es friccionante sin cohesión, con un ángulo de fricción interna entre 30 y 41

grados. Podemos asumir el caso de un talud ideal de extensión infinita donde se puede

ver la influencia del agua freática en las condiciones de estabilidad de este. Para ello

analizaremos tres casos que se muestran en la figura 5.33, en el que el talud presenta un

ángulo de fricción de 37 grados similar al de las colas:

a) Talud “seco”, ausencia de flujo de agua.

b) Talud con flujo de agua paralelo a este.

c) Talud con flujo de agua horizontal a este.

Como se puede apreciar el talud en su estado “seco” presenta un factor de seguridad

igual a 1,51 (Figura 5.33a), valor que puede considerarse adecuado para un proyecto. Si

la superficie freática se aproxima al talud, el factor de seguridad disminuye

drásticamente debido a la acción conjunta de la fuerza de flotación y de las fuerzas de

filtración. En el caso límite en que la superficie freática coincida con la superficie del

talud (flujo paralelo al talud), el factor de seguridad disminuiría a 0.75 (Figura 5.33b),

es decir la presa ha fallado. Por último, en el caso de un flujo horizontal, con el agua

aflorando en el talud, el factor de seguridad disminuye a 0.56 (Figura 5.33c), ósea en

estas condiciones la presa también falla.


119

a) b) c)

Figura 5.33. Influencia del agua freática en las condiciones de estabilidad de un talud ideal de extensión infinita. a) Seco. b) Con flujo paralelo al talud. c) Con flujo horizontal. (P = peso total del elemento de suelo, B = fuerza de flotación, F = fuerza de filtración, N y T = fuerza normal y tangencial en la superficie de deslizamiento respectivamente, φ’= ángulo de fricción efectivo, γb = densidad boyante del suelo, γsat = densidad saturada, γw = densidad del agua, δs = densidad de las partículas sólidas, e = índice de poros, FS = factor de seguridad al deslizamiento, i = ángulo de inclinación del talud con relación a la horizontal).

5.12.2. Deslizamientos provocados por incremento de presión de poros

Como todo material granular, las colas se comportan de acuerdo al principio de

tensiones efectivas de Terzaghi (Ecuación 5.1) cuando sus poros están saturados de

agua. Sobre la base de este principio la resistencia al corte del material se puede escribir

como:

s = (σ - u) tg ø’ + c’ (5.1)

Donde s es la resistencia al corte,

σ es la tensión normal al plano de deslizamiento,

u es la presión de agua en los poros del material


120

ø’ y c’ son los parámetros de resistencia del material (ángulo de fricción y

cohesión respectivamente)

De acuerdo a la expresión (5.1), si la presión del agua en los poros crece por cualquier

causa, la resistencia al corte del material disminuye y puede que en un cierto momento

se alcance la inestabilidad. Los incrementos de presión de poros pueden ser provocados

por:

1) Recrecimiento rápido de la presa o vertido rápido de nuevas capas de colas al

depósito,

2) Instalación de la cobertura de cierre en depósitos llenos

3) Tránsito de maquinarias pesadas sobre los materiales que conforman los

residuos,

4) Voladuras de grandes magnitudes producto a la explotación minera ú otras y

5) Terremotos.

En la figura 5.34 se ilustra de manera esquemática mediante un modelo físico lo que

sucede cuando se aplica una carga sobre un material poroso saturado. Si la resistencia al

corte del material (R) es mayor que la fuerza tangencial (T) el talud será estable pero si

es menor este será inestable.

Las dos primeras situaciones de incremento de las presiones de poro implican la

aplicación de cargas adicionales en forma quasiestática en tanto que las tres últimas son

de tipo dinámico, que a los efectos del caso que estamos analizando no parecen tener

influencia pues la zona se caracteriza por una muy baja sismicidad y al estar la presa en

funcionamiento ni se realiza el paso de maquinaria por la parte superior de las colas y

mucho menos voladuras por minería. Mayor información sobre estos casos se puede ver

en los trabajos de Oldecop y Rodríguez (2007) y algunos ejemplos de fallas analizados

en el Capítulo dos de este trabajo.


121

Figura 5.34. Deslizamiento iniciado por incremento de presión de poros. Modelo físico. P = peso del material encima de la superficie de deslizamiento, A es el área, u = presión de agua en los poros del material, N= es la fuerza normal sobre la superficie de deslizamiento, N’ = fuerza normal efectiva sobre la superficie de deslizamiento, T es la fuerza tangencial en la superficie de deslizamiento, R = resistencia al corte del material (friccional), FS = factor de seguridad al deslizamiento.

En el caso que nos ocupa para poder conocer la presión de poros es necesario

instrumentar la presas para lo cual puede ser suficiente la instalación de tensiómetros en

el dique y las proximidades de este y un buen sistema de piezómetros. Aunque se

pueden hacer ensayos de laboratorios que permitan evaluar este parámetro y simular

diferentes condiciones de contorno.

5.12.3. Deslizamiento ó falla del talud por desbordamiento ó sobrepaso, tubificación ó erosión.

La probabilidad de ocurrencia de estos mecanismos de falla estaría asociada a los

problemas de funcionamiento hidráulico del sistema. Normalmente suelen presentarse el

de sobrepaso cuando se produce un incremento del nivel de agua en la presa que

sobrepasa la superficie de coronamiento, esto suele suceder en épocas de tormenta.


122

Estos tres mecanismos de fallas de fallas se analizan en el Capítulo 2 de antecedente de

este trabajo con ejemplos concretos de falla de presas de relaves a nivel mundial.

Si como hemos podido comprobar el material que conforma los diques esta compactado

con densidades dentro del rango permitido, las posibles causas de la filtración están

asociadas a dos causas básicas:

1. La existencia de niveles de discontinuidad debido al proceso de construcción por

etapa que ha caracterizado la construcción de las presas. Estos niveles de

discontinuidad normalmente se encuentran en las zonas de contacto entre dos

materiales, como por ejemplo la zona de contacto entre el dique nuevo y el

antiguo. Normalmente en estas zonas de contacto la permeabilidad es muy

superior a la del medio.

2. La segunda causa puede ser debido a la existencia de materiales con propiedades

granulométricas y geotécnicas diferentes, como puede ser la existencia de

horizontes granulares más permeables.

De todos esto podemos concluir que el fallo de la estructura que conforma la barrera

física de las presas de colas construiría un desastre ecológico de grandes dimensiones,

pues en la actualidad en ellas se almacenan más de 800 000 m3 de residuos y el objetivo

es seguir creciendo. Además, el volumen de agua contaminada almacena en ello es

importante. Los residuos en caso de producirse una falla irían a parar directamente a los

causes de agua que tienen su nacimiento o cabecera en las proximidades de las presas de

cola.

Capitulo 6: Conclusiones y recomendaciones

123

CAPITULO 6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

6.1. Conclusiones

De acuerdo con los resultados del estudio de los riesgos geológicos en el área de

emplazamiento de las presas Laguna Pampa I y II y su radio de influencia hemos podido

llegar a las siguientes conclusiones:

1. Los riesgos geológicos que presentan una cierta importancia en el área de

estudio son la erosión y los deslizamientos del talud de las presas Laguna Pampa

I y en menor medida la II. La ocurrencia de una falla en esta estructura puede

tener consecuencias ambientales muy graves, pues ya se almacenan más de

800000 m3 de residuos.

2. La presa Laguna Pampa I se encuentra en la actualidad en una situación tal que

no permite garantizar un grado de seguridad aceptable frente al riesgo de falla

parcial producto a las infiltraciones y deslizamientos observados en su dique de

cierre. Estos deslizamientos y filtraciones están motivados por la ausencia de

una impermeabilización del vaso y dique de la presa y por el inadecuado manejo

del agua almacena en la presa que ha provocado que la laguna de decantación se

encuentre muy próxima al dique.

3. El uso de las técnicas de teledetección y los diferentes programas informáticos

han facilitado la cartografía geológica y la elaboración de los mapas temáticos

de geología, suelos, geomorfología, erosión, pendiente y riesgo del área de

estudio con gran calidad. Estos mapas constituyen la base cartográfica

importante para los estudios de impacto ambiental y ordenación del territorio en

el área de estudio.

4. Las aguas residuales que son vertidas desde las presas de residuos una vez que

se han clarificado se caracterizan por la presencia de elementos contaminantes


124

metálicos entre los que se encuentran (Zn, Pb, Cu, Fe) y un pH muy elevado.

Cada uno de estos parámetros se encuentra por encima del valor permitido par la

ley de medio ambiente de Bolivia que regula el vertido de aguas residuales a las

masas de agua que conforman el cause de los ríos.

5. El uso de SIG para el análisis de los datos constituye una herramienta de gran

utilidad ya que reproduce satisfactoriamente las zonas con riesgos geológicos de

erosión y deslizamiento documentados con la cartografía in situ.

6. La presa Pampa II no presenta grandes problemas de riesgo, por lo que si se

toman las medidas adecuadas en esta se dispone aún de margen operatorio por

un período de tiempo, cuya duración precisa debería ser evaluada con mayor

rigurosidad por la empresa operadora de la misma.

6.2. Recomendaciones

1. De acuerdo con los resultados obtenido es necesario cuantificar con precisión la

tasa de crecimiento de las presas de colas pues un crecimiento muy rápido puede

esencadenar un incremento de las presiones de poro y con el la posible falla de

la presa por perdida de resistencia al corte (ver apartado de discusión capitulo 5).

2. Se hace necesario la creación del plan de cierre de las canchas de relaves, que

incluya la impermeabilización adecuada de la superficie de las colas y la

verificación de la estabilidad física del talud con los correspondientes estudios

geotécnicos y la simulación numérica bajo diferentes condiciones de contorno y

escenarios ambientales.

3. Se recomienda asimismo continuar con un sistema de monitoreo adecuado para

controlar el comportamiento de la obra mientras se elabora un plan de cierre del

uso de la presa y rehabilitación del área de emplazamiento.


125

4. Seria muy recomendable tener en cuanta en el funcionamiento hidráulico de las

presas los aportes de aguas directos por las precipitaciones en tormentas y los

exteriores debido al escurrimiento superficial. Esto es vital pues un

desbordamiento o sobrepaso del agua por la parte superior del dique de la presa

puede provocar la falla del talud y el consecuente desastre ambiental (Ver

ejemplos de fallas en el Capítulo 2).

5. Se aconseja además tratar de alejar el frente de agua lo más lejos posible del

dique con el objetivo de bajar el nivel freático, pues el flujo a través del talud

puede provocar también la falla de la presa.

Anexos

128

Anexo 1. Sistema hidráulico de conducción y evacuación de colas Durante el desarrollo del trabajo, se efectuó un recorrido por las instalaciones que conforman los sistemas de alimentación y descarga de los diques de colas La Pampa I y II. Ambos diques reciben la descarga de las colas provenientes de los ingenios mineros existentes en el entorno de la ciudad de Potosí, los cuales se encuentran distribuidos en dos zonas, alta y baja, que producen un 70 % y un 30 % respectivamente del total de las colas que acceden finalmente a las obras de depósito. La operación de los diques se produce a partir de la interacción de los siguientes sistemas:

Sistema de transporte de colas

Sistema de bombeo y descarga de colas en los diques

Sistema de evacuación de aguas clarificadas.

El sistema de transporte de colas está conformado por una serie de 32 cámaras interconectadas a una red de canales entubados que finalmente descargan los excedentes a una tubería principal de 14“ de diámetro, materializada mediante un conducto de HDPE de clase PN 8 de 21.1 mm de espesor. Las pendientes de diseño establecidas para esta conducción resultan superiores al 5 %. En la Fotografía Nº 9 se aprecia la cámara de enlace superior del sistema de transporte.

FOTO Nº 9 Sistema de Alimentación. Cámara de Enlace

La longitud del conducto entubado es de aproximadamente 1600 m, desarrollándose el mismo enterrado a lo largo de toda su traza, con excepción de un corto tramo aguas arriba de su desembocadura, el cual puede observarse en la Fotografía Nº 10.

Anexos

129

FOTO Nº 10 Sistema de Alimentación. Tubería de HDPE.

En la sección final del conducto entubado se materializa una cámara de disipación de energía provista de una viga transversal de choque, tal como se observa en la Fotografía Nº 11. Mediante este conducto entubado se produce la captación de los ingenios mineros ubicados entre las zonas denominadas Pampa Ingenio y San Benito Central.

FOTO Nº 11 Sistema de Alimentación. Tubería de HDPE. Cámara de descarga

Aguas abajo de la obra de disipación, el sistema de transporte de colas se conforma mediante un canal de hormigón a cielo abierto, de sección trapecial de 1 m. de ancho de fondo, 1 m. de altura y 1,4 m. de ancho superior, con muros laterales de 0,20 m. de espesor y solera de 0,30 m. de espesor. Este canal conforma la obra de conducción final al cual acceden las colas provenientes de los ingenios en la zona baja, conduciendo las colas hasta su disposición final en los diques La Pampa I y II. En la Fotografía Nº 12 se observa un tramo del canal mencionado.

Anexos

130

FOTO Nº 12 Sistema de Alimentación. Canal de conducción a cielo abierto

Su traza se desarrolla, en ciertos sectores, en forma paralela al Río Huayna Mayu, encontrándose en varios tramos emplazado en el entorno de su valle de inundación. En las Fotografías Nº 13 y Nº 15 se puede apreciar la ubicación relativa del canal respecto del cauce natural mencionado.

FOTO Nº 13 Sistema de Alimentación. Canal de conducción a cielo abierto

Cauce del Río de la Ribera.

Anexos

131

FOTO Nº 14 Sistema de Alimentación. Canal de conducción a cielo abierto Afluente lateral.

FOTO Nº 15 Sistema de Alimentación. Canal de conducción a cielo abierto Cauce del Río de la Ribera.

El canal de transporte a cielo abierto culmina, en el entorno del emplazamiento de los diques, en un canal excavado, con una sección de control en su inicio (Fotografía Nº 16), a partir del cual se accede finalmente a la estación de bombeo de las colas (Fotografía Nº 17).

Anexos

132

FOTO Nº 16 Sistema de Alimentación. Canal de llegada a estación de bombeo.

FOTO Nº 17 Sistema de Alimentación. Canal de llegada a estación de bombeo.

En la mencionada sección final del canal de transporte, se inicia el siguiente sistema que permite la operación de los diques y el cual comprende el sistema de bombeo y descarga de las colas en los sectores de almacenamiento de los mismos. El sistema de bombeo está compuesto por una ante cámara de succión, de hormigón armado que sirve para la alimentación de dos unidades de bombeo, una para cada uno de los diques de colas que conforman el sistema de almacenamiento mediante tuberías de 6” y 8” (Fotografías Nº 18 y Nº 19). Las unidades de bombeo existentes, según los antecedentes consultados, están conformadas por una bomba DENVER 10x8, una bomba en “Stand by” GALHIGHER 8x6 y una bomba DENVER 3x3.

Anexos

133

FOTO Nº 18 Sistema de Alimentación. Cámara de bombeo a diques de cola.

FOTO Nº 19 Sistema de Alimentación. Estación de bombeo a diques de cola.

Los conductos de impulsión son emplazados en los coronamientos de ambos diques, a partir de los cuales se alimentan las canaletas de distribución de colas (“spigots”) emplazadas en forma periférica. Según las consignas de diseño del sistema de transporte y distribución de colas, estas estructuras están conformadas por canales construidos de madera y cuentan con salidas laterales que permitirían la distribución de las colas en forma no concentrada en la zona de descarga. En el lugar se observa la existencia de “spigots” en el lado A y B del dique Pampa I y en el sector inicial C del dique Pampa II (Fotografías Nº 2 y Nº 20).

Anexos

134

FOTO Nº 20: Laguna Pampa II. Descarga de colas. Sector C.

El principio perseguido a partir de la descarga de colas mediante los canales mencionados es garantizar, a partir de una adecuada rotación de la zona de la descarga, la progresiva formación de playas originadas en la sedimentación de los sólidos. Este proceso se encuentra acompañado por la liberación de cierta cantidad de agua que tiende a ser acumulada en zonas cercanas a las obras de evacuación del sistema. Según pudo observarse durante la inspección del sitio, en determinados sectores de los “spigots” que se encontraban en operación en ambos diques, la descarga se producía claramente concentrada, tal como se aprecia en las Fotografías Nº 21 y Nº 22.

FOTO Nº 21: Laguna Pampa I. Descarga de colas. Sector A`

Anexos

135

FOTO Nº 22: Laguna Pampa II. Descarga de colas sector C. Embalse y terraplén sector D

El conjunto de obras que permiten la operación de los diques se complementa con el Sistema de evacuación de aguas clarificadas. Este sistema estaba conformado inicialmente por las denominadas “cachimbas” o torres de decantación que permitían la evacuación de las aguas clarificadas mediante conductos emplazados debajo del cuerpo de las presas. Actualmente la descarga se produce mediante canales alimentados de torres de evacuación emplazadas en la periferia de ambos diques. En el caso del dique Laguna Pampa I, se cuenta con un único canal de descarga C-I ubicado en la sección inicial del terraplén A, y está compuesto por una torre de hormigón que posee una abertura lateral que actúa como vertedero de descarga.

FOTO Nº 23: Laguna Pampa I. Obra de descarga. Sector A

Terraplén D

Anexos

136

ALIM

EN

TA

DO

RE

NE

RG

IA

BOMBAGaligher 8¨ x 6¨

CAM

ARA

DR

EN

AJE

PLATAFORM

A

COM. SAN ANTONIO

COM. CANTUMARCA

BOMBADanor Vartin 3¨

SECTOR ¨A¨

LAGUNA PAMPA I

FIGURA Nº B-2: Laguna Pampa I – Ubicación de zona de descarga

En la Figura Nº B-2 se muestra el lugar de emplazamiento de la mencionada torre de descarga, en tanto que en las Fotografías Nº 23 y Nº 24 se observan las características de la mencionada obra, la cual se encontraba en operación en el momento de la visita al sitio. Agua abajo de la torre de descarga el sistema de evacuación del dique Pampa I se complementa con un canal que permite el encauzamiento de las aguas clarificadas en dirección del Río Huayna Mayu. En cuanto al sistema de descarga del dique Laguna Pampa II, el mismo cuenta con cuatro torres de evacuación emplazadas sobre el extremo final del terraplén C y sobre el sector de cierre sur del mismo. En la Figura Nº B-3 se aprecia la ubicación de las torres señaladas.

Anexos

137

FOTO Nº 24: Laguna Pampa I. Descarga de aguas clarificadas. Sector A

CAMINO

CAM

INO

PLATAFO

RM

A

COM. CANTU

L1-A

C-III

L2-A

LAGUNA PAMPA II

FIGURA Nº B-3: Laguna Pampa II – Ubicación de Torres de Descarga

Actualmente la torre de descarga C-V se encuentra clausurada, en tanto que la torre de descarga C-II, cuyos excedentes son dirigidos hacia la localidad de San Antonio, se encuentra fuera de servicio, tambien en este sector C se observa filtarciones en (Fotografía Nº 25).

Anexos

138

FOTO Nº 25: Laguna Pampa II. Vertedero de descarga desactivado (C-II) y filtraciones en

espaldón entre Sector C y Sector B Las obras de descarga C-III y C-IV, emplazadas en el cierre sur del dique cuentan con canales de evacuación que derivan los excedentes hacia el dique de colas en construcción en el entorno de la localidad de San Antonio. En las fotografías Nº 26 y Nº 27 se observa la torre de descarga y el canal de evacuación de la salida C-III, en tanto que en las Fotografías Nº 28 y Nº 29 se observan las mismas obras correspondientes a la salida C-IV. Cabe destacar que la torre correspondiete a esta última fue sobreelevada en aproximadamente 1,5 m. previendo un potencial futuro recrecimiento del dique.

FOTO Nº 26: Laguna Pampa II. Vertedero de descarga (C-III). Cierre Sur

Anexos

139

FOTO Nº 27: Laguna Pampa II. Vertedero de descarga (C-III).

Canal de aforo y de descarga. Cierre Sur.

FOTO Nº 28 Laguna Pampa II. Vertedero de descarga (C-IV). Cierre Sur

Los canales de salida de estas dos últimas obras de descarga cuentan con sendos vertederos de aforo para el control de los caudales evacuados, el muestreo de aguas clarificadas se las realizó en este vertedero de descarga.

Anexos

140

FOTO Nº 29 Laguna Pampa II. Vertedero de descarga (C-IV).Canal de aforo y de descarga.

Cierre Sur. Como complemento de los sistemas de aporte y descarga de colas, cabe destacar la existencia de dos lagunas de resguardo emplazadas en el entorno del dique de colas Pampa I, sobre su lateral A y A’. Durante la visita realizada, el personal de la empresa que realiza la operación de los diques, detalló que las mismas son utilizadas a los fines de derivar la descarga de las colas frente a situaciones de emergencia por la salida de funcionamiento de los sistemas de bombeo. En la Fotografía Nº 30 puede apreciarse una de las mencionadas lagunas.

FOTO Nº 30 Sistema de Alimentación y Descarga. Laguna de resguardo

Finalmente, cabe destacar que, además de los aportes provenientes del sistema de transporte de colas, los diques reciben el aporte pluvial en épocas donde se registran precipitaciones en la zona. Estos aportes se producen en forma directa sobre la superficie de almacenameinto encerrada por los terraplenes que conforman ambos diques y por el aporte de un sector emplazado en el lado Este de los mismos (ver capituilo 5).

Anexos

141

AN

EXO

2

TA

BLA

N°2

Anexos

142

ANEXO 3

LÍMITES PERMISIBLES PARA DESCARGAS LÍQUIDAS EN mg/ l

Anexos

143

ANEXO 5

AN

EXO

4

D

ENSI

DA

D D

E SU

ELO

S IN

SIT

U

Anexos

144

Anexos

145

ANEXO 6

Anexos

146

ANEXO 7

Anexos

147

ANEXO 8

Anexos

148

ANEXO 9

Anexos

149

ANEXO 10

Anexos

150

ANEXO 11

Anexos

151

ANEXO 12

152

ANEXO 13 FICHA LAGUNA PAMPA

MINISTERIO DE ECONOMÍA DIRECCIÓN GENERAL DE POLÍTICA ENERGÉTICA Y MINAS INVENTARIO DE DEPÓSITOS DE LODOS EN PROCESOS DE TRATAMIENTO DE INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

FICHA DE DATOS. PÁG 1IDENTIFICACIÓN Y SITUACIÓN GEOGRÁFICA DE LAGUNA PAMPA I

HOJA 1/50.000 (I.G.M.) 6435 III CLAVE ANTIGUA NUEVA

COORDENADAS U.T.M.

TIPO DE DEPÓSITO Y SITUACIÓN 1 BX 207509 HUSO 30 CLASIFICACIÓN (Clase-

Categoría) I.T.C.(08-02.01) Tipo: 1. Presa 2. Balsa

Situación : A: Activa B: Abandonada C: Clausurada R: Restaurada

Y 7832819 Z 180 T 1 S A

Provincia 1 Frías Municipio Potosí

Cuenca Hidrográfica Segura Paraje Zona Cantumarca

DATOS ADMINISTRATIVOS

Empresa Titular A.I.M.P. Sección

SITUACIÓN ADMINISTRATIVA DE LA CONCESIÓN Explotación Nº Vigente X Abandonada Caducada Nombre

LABOREO 1. Cielo Abierto 1. Metálica

Tipo 1 2. Subterráneo Sector de producción 4 2. Energética 3. Mixta 3. Rocas ornamentales Mena Plomo, Plata, Zinc, Estaño 4. Minerales Industriales

ENTORNO FÍSICO: Litología del sustrato Lutitas-Pizarras-Cuaternario Permeabilidad M A. Alta..M.Media..B.Baja..MB: Muy Baja S. Superficial M. Manantiales

Nivel Freático P M. Somero Aguas Superficiales C R. Cursos

P. Profundo C. Cauces Intermitentes

N. Inexistentes Grado Sismic (N.PDSI/74) <0.05 Tipo de terreno M A. Agrícola-Ganadero, F. Forestal

M. Monte Bajo, U. Urbano, B. Baldío, O. Otros PLANO DE SITUACIÓN CROQUIS DE ACCESO

AÑO DE ACTUALIZACIÓN 2007

Emplazamiento de los diques de colas y cuencas de aporte

adyacentes

Diques de Colas

153

FICHA DE DATOS. PÁG. 2

CLAVE DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURA

Longitud (m) Anchura (m) Altura (m) Vol. Almacenado (m3) Capacidad Max. (m3) Laguna I=786.06 243.8 10 1916714.28 920.000

s 2003 s 2003 Emplazamiento 4

Proyecto Constructivo Aprobado (s/n) /Año

Estudio I.A. Aprobado (s/n) / Año

1. En valle 2. En ladera 3. Exenta 4. En hueco natural/antrópico

Zona de influencia (m2) Señalización (S/N) N Protecciones (S/N) N

Impermeabilización del vaso (S/N) N Drenaje (S/N) S Tipo de drenaje I

Recuperación de agua P

I.Infiltración C. Chimenea P.Pie S.Aliviaderos H.Horizontal B.Bombeo E.Evaporación forzada N.Ninguno

T.Total P.Parcial N.Nula Sobrenadante (S/N) N Depuración (S/N) N

Sistema de vertido C T. Tubería (Bombeo) C. Canaleta (Gravedad) O. Otros Punto de Vertido D-C

Volumen anual de vertido (m3) 120 lt/s Retirada de lodos (S/N) N Tratamiento de lodos(S/N) N

L.Contorno D.Dique C.Cola

Naturaleza lodos F Destino 3

F. Finos flotación, M. Finos Separación Magnética, L. Finos Lavado, H. De Clasificación Hidráulica E. De Clasificación Mecánica, C. Finos de ciclonado, I. Procesos Industriales.

1. Escombrera 2. Restauración 3. Recrecimiento 4. Otros

P. Pie del dique F. Fondo del vaso T. Talud

Filtración de lixiviados (S/N) N Lugar de filtración P-T

SITUACIÓN DE ABANDONO Y CLAUSURA

Proyecto Minero aprobado (S/N) S AÑO 2007

Proyecto Medioambiental aprobado (S/N) S AÑO 2006

DESCRIPCIÓN DE LOS DIQUES

Tipo de dique 2 1. Obra de fábrica, 2 Materiales sueltos de fábrica, 3 Mixto

Longitud inicial (m)

Ancho base inicial (m)

Ancho Coronación inicial (m)

Altura inicial (m)

Taludes inicial (º) Longitud (m) Ancho

coronación (m) Altura (m) Taludes (º)

I (40m.)

I = 6m.

1-1.5 I = 3.5m.

4 P Método de recrecimiento

1. Aguas arriba 2. Aguas abajo 3. Centrado 4.Vertido puntual Naturaleza

P. Materiales de préstamo F. Fracción de los propios lodos

Proyecto recrec

Aprobado (s/n) S Año 2005 Estudio I.A. Aprobado (s/n) S Año 2006

OBSERVACIONES

Son Presas de gran tamaño, La ruptura en el dique Laguna Pampa I, Potosí año 2004, provocó un derrame de lodo contaminante de consideración en el Río Pilcomayo que se extendió por unos 200 kmts. El accidente logró ser controlado después de unas 10 horas, según la Asociación de Ingenios del lugar, habiendocomprobado la ruptura de una de las cachimbas (sistemas de desagüe que tienen los ingenios mineros para el normal funcionamiento de los diques).

154

FICHA DE DATOS. PÁG 3

CRITERIOS CUALITATIVOS DE EVALUACIÓN GEOTÉCNICA Y AMBIENTAL CLAVE GEOTÉCNICOS Estabilidad M A. Alta M. Media B. Baja C. Crítica Costras N D. Desecación O. Oxidación I. Ignición N. Ninguna Problemas Observados: A. Alto M. Medio B. Bajo N. No existen Grietas A Deslizamientos locales M Deslizamiento generalizado M Hundimientos M Colapso M

Subsidencia N Cárcavas M Erosión superficial M Socavamiento del pie N Surgencias M

Asentamientos N Socavamiento mecánico N

EVALUACIÓN GEOTÉCNICA: En las condiciones actuales presenta un comportamiento global poco estable. Presenta agrietamientos en el Dique I con mayor intensidad que en el Dique II , erosión hídrica en la parte más baja, con materiales sueltos a pie de talud.

PROPUESTA DE MEDIDAS A ADOPTAR Cierre definitivo de los Diques, Recuperación de concentrados de minerales para minimizar el impacto, Encapsulamiento de las colas, Recuperación y restauración de suelos, Implantación de plantines y especies nativas. Restablecimiento de los canales perimetrales de drenaje de escorrentía, control de cachimbas que se encuentran en mal estado. Se recomienda su periódica inspección, en especial tras episodios de fuertes lluvias. AMBIENTALES

Impacto Ambiental A A. Alto B. Bajo M. Medio N. Nulo

Paisaje A Suelo A Vegetación M Polvo A Aguas superficiales M Aguas subterráneas M

EVALUACIÓN AMBIENTAL Presenta un impacto visual elevado, con arrastres y lixiviados de finos, en metales pesados, cianuro, xantato, etc. El Dique de colas se encuentra situada a menos de 100 metros de una corriente de agua superficial, y cerca de la población de San Antonio.

PROPUESTA DE MEDIDAS A ADOPTAR Se podría cubrir con tierra todo el concentrado de lodos para evitar la formación de polvo.

ELEMENTOS DE RIESGO Poblaciones

(Núcleos urbanos, rurales edificaciones aisladas, otros)

Agua abajo próxima al dique de colas de Laguna Pampa I y II existe la Población de San Antonio que se encuentra en riesgo de ser afectado, como también las demás comunidades río abajo que se dedican a la actividad agrícola y consumen el agua del Río Tarapaya para sus sembradíos, abrebaje, que vienen siendo afectados por las aguas contaminadas provenientes del dique de colas.

Servicios Públicos (Abastecimiento, energía, comunicaciones)

Elementos infraestructurales (Carreteras, caminos, puentes ferrocarril)

Carretera que va a la población de San Antonio.

Elementos ambientales (Dominio público hidráulico, parques o reservas naturales,Patrimonio artístico)

Afecta a cauces intermitentes.

OBSERVACIONES/COMENTARIOS

155

FICHA DE DATOS. PÁG 4 1. PRESA ANTIGUA TIPO DE ESTRUCTURA T 2 CLAVE 2. BALSA NUEVA FOTOGRAFÍAS FECHA: 2007

ESQUEMA ESTRUCTURAL/PLANTA DE LA ESTRUCTURA FECHA: 2007

COMENTARIOS

156

ANEXO 14 FICHA LAGUNA PAMPA II

MINISTERIO DE ECONOMÍA DIRECCIÓN GENERAL DE POLÍTICA ENERGÉTICA Y MINAS INVENTARIO DE DEPÓSITOS DE LODOS EN PROCESOS DE TRATAMIENTO DE INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

FICHA DE DATOS. PÁG 1IDENTIFICACIÓN Y SITUACIÓN GEOGRÁFICA DE LAGUNA PAMPA II

HOJA 1/50.000 (I.G.M.) 6435 III CLAVE ANTIGUA NUEVA

COORDENADAS U.T.M.

TIPO DE DEPÓSITO Y SITUACIÓN 1 BX 207509 HUSO 30 CLASIFICACIÓN (Clase-

Categoría) I.T.C.(08-02.01) Tipo: 1. Presa 2. Balsa

Situación : A: Activa B: Abandonada C: Clausurada R: Restaurada

Y 7832819 Z 180 T 1 S A

Provincia 1 Frías Municipio Potosí

Cuenca Hidrográfica Segura Paraje Zona Cantumarca

DATOS ADMINISTRATIVOS

Empresa Titular A.I.M.P. Sección

SITUACIÓN ADMINISTRATIVA DE LA CONCESIÓN Explotación Nº Vigente X Abandonada Caducada Nombre

LABOREO 1. Cielo Abierto 1. Metálica

Tipo 1 2. Subterráneo Sector de producción 4 2. Energética 3. Mixta 3. Rocas ornamentales Mena Plomo, Plata, Zinc, Estaño 4. Minerales Industriales

ENTORNO FÍSICO: Litología del sustrato Lutitas-Pizarras-Cuaternario Permeabilidad M A. Alta..M.Media..B.Baja..MB: Muy Baja S. Superficial M. Manantiales

Nivel Freático P M. Somero Aguas Superficiales C R. Cursos

P. Profundo C. Cauces Intermitentes

N. Inexistentes Grado Sismic (N.PDSI/74) <0.05 Tipo de terreno M A. Agrícola-Ganadero, F. Forestal

M. Monte Bajo, U. Urbano, B. Baldío, O. Otros PLANO DE SITUACIÓN CROQUIS DE ACCESO

AÑO DE ACTUALIZACIÓN 2007

Emplazamiento de los diques de colas y cuencas de aporte

adyacentes

Diques de Colas

157

FICHA DE DATOS. PÁG. 2

CLAVE DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURA

Longitud (m) Anchura (m) Altura (m) Vol. Almacenado (m3) Capacidad Max. (m3) Laguna II=1056 181.1 10 1912416 950.000

s 2005 s 2005 Emplazamiento 4

Proyecto Constructivo Aprobado (s/n) /Año

Estudio I.A. Aprobado (s/n) / Año

1. En valle 2. En ladera 3. Exenta 4. En hueco natural/antrópico

Zona de influencia (m2) Señalización (S/N) N Protecciones (S/N) N

Impermeabilización del vaso (S/N) N Drenaje (S/N) S Tipo de drenaje I

Recuperación de agua P

I.Infiltración C. Chimenea P.Pie S.Aliviaderos H.Horizontal B.Bombeo E.Evaporación forzada N.Ninguno

T.Total P.Parcial N.Nula Sobrenadante (S/N) N Depuración (S/N) N

Sistema de vertido C T. Tubería (Bombeo) C. Canaleta (Gravedad) O. Otros Punto de Vertido D-C

Volumen anual de vertido (m3) 120 lt/s Retirada de lodos (S/N) N Tratamiento de lodos(S/N) N

L.Contorno D.Dique C.Cola

Naturaleza lodos F Destino 3

F. Finos flotación, M. Finos Separación Magnética, L. Finos Lavado, H. De Clasificación Hidráulica E. De Clasificación Mecánica, C. Finos de ciclonado, I. Procesos Industriales.

1. Escombrera 2. Restauración 3. Recrecimiento 4. Otros

P. Pie del dique F. Fondo del vaso T. Talud

Filtración de lixiviados (S/N) N Lugar de filtración P-T

SITUACIÓN DE ABANDONO Y CLAUSURA

Proyecto Minero aprobado (S/N) S AÑO 2007

Proyecto Medioambiental aprobado (S/N) S AÑO 2006

DESCRIPCIÓN DE LOS DIQUES

Tipo de dique 2 1. Obra de fábrica, 2 Materiales sueltos de fábrica, 3 Mixto

Longitud inicial (m)

Ancho base inicial (m)

Ancho Coronación inicial (m)

Altura inicial (m)

Taludes inicial (º) Longitud (m) Ancho

coronación (m) Altura (m) Taludes (º)

II (11m.) II = 6m. 1-1.5 II = 3.5 m.

4 P Método de recrecimiento

1. Aguas arriba 2. Aguas abajo 3. Centrado 4.Vertido puntual Naturaleza

P. Materiales de préstamo F. Fracción de los propios lodos

Proyecto recrec

Aprobado (s/n) S Año 2005 Estudio I.A. Aprobado (s/n) S Año 2006

OBSERVACIONES

Son Presas de gran tamaño, La ruptura en el dique Laguna Pampa I, Potosí año 2004, provocó un derrame de lodo contaminante de consideración en el Río Pilcomayo que se extendió por unos 200 kmts. El accidente logró ser controlado después de unas 10 horas, según la Asociación de Ingenios del lugar, habiendocomprobado la ruptura de una de las cachimbas (sistemas de desagüe que tienen los ingenios mineros para el normal funcionamiento de los diques).

158


CRITERIOS CUALITATIVOS DE EVALUACIÓN GEOTÉCNICA Y AMBIENTAL CLAVE GEOTÉCNICOS Estabilidad M A. Alta M. Media B. Baja C. Crítica Costras N D. Desecación O. Oxidación I. Ignición N. Ninguna Problemas Observados: A. Alto M. Medio B. Bajo N. No existen Grietas A Deslizamientos locales M Deslizamiento generalizado M Hundimientos M Colapso M

Subsidencia N Cárcavas M Erosión superficial M Socavamiento del pie N Surgencias M

Asentamientos N Socavamiento mecánico N

EVALUACIÓN GEOTÉCNICA: En las condiciones actuales presenta un comportamiento global poco estable. Presenta agrietamientos en el Dique I con mayor intensidad que en el Dique II , erosión hídrica en la parte más baja, con materiales sueltos a pie de talud.

PROPUESTA DE MEDIDAS A ADOPTAR Cierre definitivo de los Diques, Recuperación de concentrados de minerales para minimizar el impacto, Encapsulamiento de las colas, Recuperación y restauración de suelos, Implantación de plantines y especies nativas. Restablecimiento de los canales perimetrales de drenaje de escorrentía, control de cachimbas que se encuentran en mal estado. Se recomienda su periódica inspección, en especial tras episodios de fuertes lluvias. AMBIENTALES

Impacto Ambiental A A. Alto B. Bajo M. Medio N. Nulo

Paisaje A Suelo A Vegetación M Polvo A Aguas superficiales M Aguas subterráneas M

EVALUACIÓN AMBIENTAL Presenta un impacto visual elevado, con arrastres y lixiviados de finos, en metales pesados, cianuro, xantato, etc. El Dique de colas se encuentra situada a menos de 100 metros de una corriente de agua superficial, y cerca de la población de San Antonio.

PROPUESTA DE MEDIDAS A ADOPTAR Se podría cubrir con tierra todo el concentrado de lodos para evitar la formación de polvo.

ELEMENTOS DE RIESGO Poblaciones

(Núcleos urbanos, rurales edificaciones aisladas, otros)

Agua abajo próxima al dique de colas de Laguna Pampa I y II existe la Población de San Antonio que se encuentra en riesgo de ser afectado, como también las demás comunidades río abajo que se dedican a la actividad agrícola y consumen el agua del Río Tarapaya para sus sembradíos, abrebaje, que vienen siendo afectados por las aguas contaminadas provenientes del dique de colas.

Servicios Públicos (Abastecimiento, energía, comunicaciones)

Elementos infraestructurales (Carreteras, caminos, puentes ferrocarril)

Carretera que va a la población de San Antonio.

Elementos ambientales (Dominio público hidráulico, parques o reservas naturales,Patrimonio artístico)

Afecta a cauces intermitentes.

OBSERVACIONES/COMENTARIOS

159


1. PRESA ANTIGUA TIPO DE ESTRUCTURA T 2 CLAVE 2. BALSA NUEVA FOTOGRAFÍAS FECHA: 2007

ESQUEMA ESTRUCTURAL/PLANTA DE LA ESTRUCTURA FECHA: 1986

COMENTARIOS

160

Anexo 15. CARTOGRAFÍA DE FORMACIÓN SUPERFICIAL DIQUE DE COLAS DE LAGUNA PAMPA I y II ZONA CANTUMARCA

Referencias

126

REFERENCIAS Alonso E.E. y A. Gens (2006). Aznalcóllar dam failure. Part 1: Field observations and

material properties. Géotechnique 56, No. 3, 165–183. Blight, G. E. y A. B. Fourie (2003) A review of catastrophic flow failures of deposits

of mine waste and municipal refuse. Int. Workshop On Occurrence And Mechanisms Of Flow In Natural Slopes And Earthfills, Sorrento, Italia.

Bligth, G. E. (1994). The master profile for hydraulic fill tailing beaches. Proc. Instn. Civ. Engng, 107, 27-40.

Bligth, G. E. (1997). Destructive mudflows as a consequence of tailing dyke failures. Proc. Instn. Civ. Engng, 125, 9-18.

CARDNALI, M.;CARRACA, A.; GUZZETTI, F.; REICHENBACH , P. (1995). GIS. Technology in Mapping Landslide Hazard. Ediciones: CARRACA, A.; GUZZETTI, F. Netherlands. Pág. 135-175.

Chalkley, M., Kerr, T., Parfitt, M., Greenaway, G., 2002. Rehabilitation of the acid leach tailings facility at Moa Nickel in Cuba. CDA 2002 Annual Conference, Victoria, BC, Canada.

Chandler, R. J y Tosatti, G., 1995. The Stava dams failure. Italy, July, 1985. Proc. Instn. Civ. Engng. 113, 67-79.

CHUVIECO, J. S. (1966). Sensores Remotos. Edición: Limusa. Pag. 12 Fourie, A. B. y G. Papageorgiou. (2001). Defining an appropriate steady state line for

Merriespruit gold tailings. Can. Geotech. J, 38, 695–706 Fourie, A.B., G.E. Blight y G. Papageorgiou (2001). Static liquefaction as a possible

explanation for the Merriespruit tailings dam failure. Can. Geotech. J, 38, 707–719. García (2004). Impacto y riesgo ambiental de los residuos minero-metalúrgicos de la

Sierra de Cartagena-La Unión (Murcia-España). Tesis Doctoral, Universidad Politécnica de Cartagena.

Harder, L.F. y Stewart, J.P. (1996). Failure of Tapo Canyon Tailings Dam. J. of Performance of Constructed Facilities, ASCE, 10, 3, 109-114.

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