Transport of polluting particles in alluvial currents due to mining accidents. Case study: spill of fine mineral particles in rivers with gravel beds

Abstract

Esta tesis es una recopilación de artículos científicos originales autocontenidos. Se investigó la infiltración de partículas finas, como concentrado de cobre, relave y pumicita, en lechos de grava. Este estudio explica la dinámica de la contaminación de lechos con partículas finas luego de un accidente minero en lechos de grava. Esta contaminación ocurre por la depositación de partículas finas en sustratos en los cuales el tamaño del poro es mayor que el tamaño de la partícula fina. Investigaciones previas han caracterizado la profundidad de infiltración en función del diámetro del sustrato y de las partículas finas. Sin embargo, estas caracterizaciones no representan de buena forma la profundidad de infiltración de partículas finas como el concentrado de cobre y el relave. Adicionalmente, la densidad de las partículas no ha sido un factor considerado en el análisis, ya que los estudios han considerado partículas con densidades cercanas a las densidades de sedimentos naturales. Este trabajo consideró dos montajes experimentales y tres tipos de partículas finas, con densidades diferentes. Mediante técnicas de velocimetría se caracterizó el flujo superficial, se analizó la distribución de intensidades turbulentas antes y después de la contaminación del lecho con las partículas finas. Se reportaron eyecciones de partículas finas del tipo pumicita que pueden modificar la distribución de intensidades turbulentas en canales abiertos. También se analizan brigding y unimpeded static percolation como tipos de infiltración de partículas finas en lechos de grava, para diferentes espesores de sustratos. Se implementó el análisis espectral de Fourier y Wavelet, para caracterizar las estructuras turbulentas medidas experimentalmente. Se discute sobre los resultados obtenidos, el efecto de la densidad y los parámetros hidráulicos superficiales y subsuperficiales en la profundidad de infiltración.