Revisión de métodos de estimación de coeficientes sísmicos horizontales en depósitos de relaves chilenos

Abstract

La minería del cobre produce grandes cantidades de relaves, los cuales deben ser almacenados en forma segura en depósitos de relaves conformados por presas de material granular. El comportamiento sísmico de estas obras son una preocupación si no son bien diseñadas, construidas y operadas, ya que pueden desencadenar una falla con graves impactos ambientales y sociales. En Chile, el diseño de presas de relaves contempla, entre otros, un análisis de estabilidad mediante el método de equilibrio límite en condición pseudo-estática, considerando coeficientes sísmicos horizontales (kh) que representan la solicitación sísmica de un terremoto como una fuerza horizontal equivalente. Este estudio se centra en la creación y análisis de un catastro con información de 125 depósitos de relaves, con el objetivo de revisar los métodos más utilizados para estimar kh. Este catastro considera también información geométrica, sísmica y geotécnica, que influye en los cálculos de los factores de seguridad de los análisis de estabilidad de taludes de las presas. Además, se analizan una serie de relaciones entre kh y otros parámetros, como, por ejemplo, la altura de la presa, la aceleración máxima del terreno (PGA), los asentamientos determinados numéricamente, la ubicación geográfica y factores de seguridad pseudo estáticos. Este trabajo se desarrolla en colaboración con el Departamento de Evaluación de Proyectos Mineros del Servicio Nacional de Geología y Minería, que ha puesto a disposición estudios de estabilidad de taludes, análisis dinámicos, informes de caracterizaciones geotécnicas y estudios de amenaza sísmica. Los resultados de este estudio indican que los kh adoptados para la condición de un terremoto máximo creíble varían entre 0,11 y 0,4; mientras que para una condición de terremoto operacional varían entre 0,04 y 0,4. También, que el método más utilizado para estimar coeficientes sísmicos, en un 44% de los casos, es el de Saragoni (1993), que sólo considera el PGA del terremoto de diseño y no considera las características dinámicas y geométricas de las presas. El segundo método más utilizado, en un 14,4% de los casos, es el método del Decreto 86 que depende de la cantidad de personas que habitan dentro de la distancia peligrosa del proyecto.