Efecto de la variabilidad espacial de las propiedades geotécnicas en la estabilidad física de un tranque de relaves

Abstract

La creciente explotación de recursos minerales ha incrementado significativamente los volúmenes de relaves generados, lo que representa un desafío crítico para la ingeniería geotécnica debido a los riesgos asociados a su almacenamiento El diseño de depósitos de relaves debe garantizar tanto la seguridad como la eficiencia operativa. No obstante, la fiabilidad de estas estructuras sigue siendo baja en comparación con otras obras geotécnicas, principalmente debido a la incertidumbre asociada a la variabilidad espacial de las propiedades del suelo. Aunque los análisis probabilísticos han avanzado en la gestión de estas incertidumbres, con frecuencia omiten la heterogeneidad espacial de los materiales, lo que limita la precisión de las evaluaciones. En particular, el impacto de esta variabilidad en la estabilidad de tranques construidos con arenas cicloneadas sigue siendo insuficientemente estudiado.

Este trabajo aborda dicha brecha mediante la caracterización de la variabilidad espacial del material del muro, utilizando datos in situ de ensayos CPTu para analizar su influencia en la estabilidad de taludes de un tranque de relaves bajo condiciones estáticas y pseudoestáticas. Los análisis probabilísticos incorporaron campos aleatorios basados en parámetros estadísticos, permitiendo comparar enfoques determinísticos y probabilísticos tradicionales con aquellos que integran la variabilidad espacial.

Los resultados muestran que considerar la heterogeneidad espacial permite identificar zonas críticas de menor resistencia que condicionan las superficies de falla, ofreciendo una representación más realista del comportamiento de los materiales. Los histogramas del factor de seguridad (FS) y del coeficiente sísmico crítico (Ky) exhibieron menor dispersión y una alta concentración alrededor de la media, lo implica una reducción de la incertidumbre en las estimaciones. Esto demuestra que la incorporación de la variabilidad espacial mejora significativamente la precisión de los análisis de estabilidad de taludes en tranques de relaves.

Este trabajo evidencia la necesidad de integrar la heterogeneidad del suelo en el diseño y análisis de tranques de relaves, contribuyendo a la construcción de estructuras más seguras y eficientes. Además, refuerza la importancia de avanzar en metodologías que representen las condiciones reales in situ, promoviendo estándares más rigurosos para la gestión de relaves en el marco de la ingeniería geotécnica moderna.