Modelo numérico para la estimación de vertimientos en colapsos de depósitos superficiales de relaves
Professor Advisor
dc.contributor.advisor
Tamburrino Tavantzis, Aldo
Professor Advisor
dc.contributor.advisor
Pastén Puchi, César
Author
dc.contributor.author
Muñoz Sepúlveda, Aldo Ignacio
Associate professor
dc.contributor.other
Niño Campos, Yarko
Associate professor
dc.contributor.other
Montecinos Guzmán, Gino
Admission date
dc.date.accessioned
2020-03-25T00:24:38Z
Available date
dc.date.available
2020-03-25T00:24:38Z
Publication date
dc.date.issued
2019
Identifier
dc.identifier.uri
https://repositorio.uchile.cl/handle/2250/173734
General note
dc.description
Tesis para optar al grado de Magíster en Ciencias de la ingeniería, Mención Recursos y Medio Ambiente Hídrico
es_ES
General note
dc.description
Memoria para optar al título de Ingeniero Civil
Abstract
dc.description.abstract
Los colapsos en depósitos superficiales de relaves, dada la rotura de su muro de contención,
son desastres que causan importantes pérdidas económicas, ambientales y, en algunos casos,
de vidas humanas. En Chile, este fenómeno se ha producido principalmente por la acción
de sismos, los que producen la licuación del relave contenido y de algunas zonas del prisma
resistente, desencadenando inestabilidad de taludes o reboses (overtopping).
La investigación desarrollada tuvo como objetivo diseñar e implementar un modelo numérico
del que se pueda obtener para el colapso de un depósito superficial, la tasa de vertimiento de
relaves y la evolución de la superficie de su muro de contención por efecto del paso del flujo.
Los resultados generados buscan ser la información de entrada para la realización del rastreo
de la onda de relave que se propaga hacia aguas abajo.
El proceso de rotura del muro, considerando una deformación instantánea de su superficie
como condición inicial de falla, fue modelado como un flujo sobre un lecho erosionable. El relave
se considera saturado y en estado licuado, siendo modelado como una mezcla no-newtoniana.
El muro de contención se supone compuesto de material granular.
Las ecuaciones de continuidad y cantidad de movimiento son integradas en vertical imponiendo condiciones de flujo somero. La reología de la mezcla es considerada en los términos
friccionales que son calculados en función de las condiciones locales del flujo. La continuidad
de sedimento se modela mediante la ecuación de Exner.
El modelo fue implementado utilizando el software OpenFOAM
R como entorno de programación. Las ecuaciones de flujo y erosión fueron resueltas de forma débilmente acoplada,
utilizando esquemas tipo Godunov. Se realizó la verificación y validación del modelo comparando su desempeño con soluciones analíticas y trabajos anteriores. Adicionalmente, se aplicó
esta herramienta en un caso real de falla evaluando su desempeño y ejemplificando su uso.
En general, los resultados obtenidos de la aplicación del modelo indican que los parámetros
que dominan el proceso erosivo son la densidad de mezcla y el esfuerzo de fluencia del
relave licuado. Se observa que los volúmenes totales vertidos dependerían principalmente
de los parámetros resistentes del relave contenido en la cubeta, cuando éste presenta un
comportamiento como un suelo. Ahora bien, la distribución de los caudales efluentes estarían
modulados por la reología del relave una vez licuado y por la erosión progresiva del muro por
efecto del paso del flujo.
es_ES
Patrocinador
dc.description.sponsorship
Beca de Magíster Nacional CONICYT-PCHA/MagísterNacional/2016-22161533.
Powered@NLHPC: Esta investigación fue parcialmente apoyada por la infraestructura de supercómputo del
NLHPC (ECM-02).