FUNCIONAMIENTO HIDRULICO, ESTABILIDAD Y MECANISMOS DE ROTURA DE PRESAS DE RELAVES MINEROSLuciano Oldecop(1) Francisco Zabala(1) Roberto Rodrguez Pacheco(2) Lucas Garino Libardi(1)(1)

Instituto de Investigaciones Antissmicas. Fac. de Ingeniera. Universidad Nacional de San Juan. Departamento de Qumica. Facultad de Ciencias. Universitat de Girona. Espaa

Av. Libertador 1290 (Oeste). 5400 San Juan. Argentina. Tel: (54) 264 4228123. e-mail: oldecop@unsj.edu.ar(2)

RESUMEN Las presas de relaves mineros son estructuras geotcnicas complejas. Presentan algunos aspectos constructivos y de funcionamiento similares a las presas de embalse de materiales sueltos y tambin importantes y significativas diferencias. La mayor parte de las presas de relaves existentes en la actualidad se han construido mediante el sistema de relleno hidrulico. Los residuos del proceso de extraccin, en esencia roca finamente molida, mezclados con agua, con la consistencia de un lodo, son bombeados a travs de tuberas hacia el depsito. La presa, construida con los mismos residuos o con otro material de prstamo, debe crecer gradualmente en altura, al ritmo de produccin de residuos de la mina. El funcionamiento hidrulico de este tipo de presas est condicionado por un conjunto numeroso de acciones que reciben desde el entorno, tales como el propio vertido de nuevos relaves, lluvias, deshielos, evaporacin, extraccin de agua excedente de la laguna, ingreso de agua subterrnea, drenaje de agua hacia la fundacin o a travs de la presa; y tambin por una serie de fenmenos singulares asociados a la fina granulometra de los relaves, tales como consolidacin, infiltracin, escurrimiento superficial y ascenso capilar. El funcionamiento hidrulico del depsito, tanto durante su etapa de construccin, como despus de su cierre y abandono, es determinante de las condiciones de estabilidad de la presa.En el presente trabajo se analizan casos histricos de rotura de presas de relaves. En un nmero importante de casos histricos y resultados de anlisis con modelos numricos sugieren que tanto el agua fretica como tambin el agua capilar, almacenada en la zona no saturada del depsito, tienen influencia en la seguridad y eventualmente son determinantes del mecanismo de rotura. Por ello se concluye que, en relacin a la estabilidad fsica de este tipo de depsitos, la evolucin de la humedad de los relaves en el tiempo, es un parmetro fundamental tanto para el diseo como para la vigilancia de seguridad. PALABRAS CLAVE: Relaves, minera, humedad, ascenso capilar, mecanismos de falla

INTRODUCCIN Las presas de relaves mineros son estructuras geotcnicas complejas. Presentan algunos aspectos constructivos y de funcionamiento similares a las presas de embalse de materiales sueltos y tambin importantes y significativas diferencias. La mayor parte de las presas de relaves existentes en la actualidad se han construido mediante el sistema de relleno hidrulico. Los residuos del proceso de extraccin, en esencia roca finamente molida mezclada con agua, con la consistencia de un lodo, son bombeados a travs de tuberas hacia el depsito. Tpicamente, la proporcin de agua en relacin a los slidos es mayor de 3:1 en volumen. Eso significa que la propia operacin de vertido de los relaves dentro del depsito, implica un aporte muy significativo en volumen de agua, desde el punto de vista de su funcionamiento hidrulico. La presa, construida con los mismos residuos o con otro material de prstamo, debe crecer gradualmente en altura, al ritmo de produccin de residuos de la mina. El funcionamiento hidrulico de este tipo de presas est condicionado por un conjunto numeroso de acciones que reciben desde el entorno, tales como el propio vertido de nuevos relaves, lluvias, deshielos, evaporacin, extraccin de agua excedente de la laguna, ingreso de agua subterrnea, drenaje de agua hacia la fundacin o a travs de la presa; y tambin por una serie de fenmenos singulares asociados a la fina granulometra de los relaves, tales como consolidacin, infiltracin, escurrimiento superficial y ascenso capilar. El funcionamiento hidrulico del depsito, tanto durante su etapa de construccin, como despus de su cierre y abandono, es determinante de las condiciones de estabilidad de la presa. Los fenmenos capilares, asociados a una condicin de saturacin parcial, tienen una particular relevancia en este tipo de depsitos. Esto se debe a la muy fina granulometra de los residuos almacenados, que determina que los poros del material sean lo suficientemente pequeos como para que los fenmenos derivados de la tensin superficial sean significativos. Es por ello que la mecnica de suelos no saturados tiene en este tipo de estructuras un campo de aplicacin importante.

CASOS HISTRICOS DE FALLA DE PRESAS DE RELAVES El anlisis de casos de falla histricos es el medio fundamental de aprendizaje y de avance del conocimiento en la ingeniera en general y de la ingeniera de presas especialmente. Identificar el mecanismo de rotura de una presa y comprender los factores y fenmenos que determinaron la falla, son procesos siempre fructferos. Sin embargo, esto no siempre se puede hacer, fundamentalmente porque no es habitual tener acceso a toda la informacin necesaria para caracterizar el accidente. Frecuentemente, las fallas de presas de relaves se han manifestado como una inestabilidad o deslizamiento del talud exterior. Las caractersticas de estos deslizamientos son muy variadas. Por ejemplo, uno de los depsitos de relaves de la mina de platino de Bafokeng (Sudfrica), tuvo un primer deslizamiento en 1973. Se inici con una superficie de deslizamiento tpicamente circular, que afect a un talud relativamente bajo (16 m) y de poca pendiente (24), fallando el material netamente por corte. El material derramado, unos 40000 m3, fluy hasta 40 metros del pie del talud y se detuvo con una pendiente de equilibrio de 4 (Figura 1). No se conocen cuales fueron las causas de la falla. El ancho del deslizamiento (160 m), el relativamente pequeo volumen de relaves vertido y la corta distancia recorrida por el material, determinaron que las consecuencias de este accidente fueran mnimas. Sin embargo, poco menos de un ao ms tarde, en otro sitio de la misma

presa, ocurrira una rotura que, como se ver ms adelante, podra considerarse una de las mayores catstrofes en la historia de los almacenamientos de residuos mineros. En los ejemplos que se describen a continuacin, se muestra que el factor disparador de la rotura puede ser de origen muy variado, pero que, en casi todos los casos, la operacin hidrulica del depsito juega un papel determinante en el proceso de falla.

Superficie de deslizamiento 30 Talud original (pendiente = 24) Material derramado (pendiente =4)

20

10 Pendiente del terreno natural = 1.5 0 0 20 40 60 80 100

Distancia horizontal [m]

FIGURA 1. Primer deslizamiento de la presa de relaves de Bafokeng, Sudfrica, 1973 (adaptado de Blight, 1997)

En el depsito de Saaiplaas, tambin ubicado en Sudfrica, ocurri una interesante secuencia de tres roturas sucesivas, en un periodo de menos de 5 das. El caso fue poco estudiado porque no afect terrenos fuera de la mina. Se sabe que los deslizamientos fueron precedidos por lluvias ligeras durante la semana que anterior, que totalizaron 4,5 mm. Sin embargo durante los dos das en que ocurrieron las dos primeras roturas, no llovi y adems se sabe que no haba agua acumulada sobre la superficie del depsito. En la noche de la tercera rotura llovi 19 mm. Esta lluvia pudo contribuir al deslizamiento, rellenando con agua las grietas de desecacin y provocando un aumento rpido de la presin 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 haba incrementado significativamente (2,8 metros de altura/ao), en relacin a los 1,8 m/ao mantenidos desde el inicio de la construccin. En los dos bordes del depsito en que ocurrieron los deslizamientos (Figura 2), se sabe que el ritmo de recrecimiento fue an mayor. Mediante el vertido de relaves desde los puntos sealados en la figura 2 como 1, 2 y 3, se intentaba mover la laguna de decantacin, que se encontraba en una posicin inadecuada (esquina Oeste del depsito), hacia el centro del depsito. Un ritmo de recrecimiento excesivo provoca un aumento de presin de poros, pues no se da tiempo al material para consolidar y disipar el exceso de presin de agua generado al amentar la carga vertical. Esto pudo contribuir a desestabilizar los taludes de la presa. Adems, el mismo hecho de que la laguna estuviera prxima a los bordes fallados indica que es probable que el nivel fretico en la zona tuviera all una cota elevada. Por otro lado Blight (1997) not que el tercer deslizamiento provoc una falla de flujo de mayor extensin (ver en la figura 2 cmo los relaves llegan ms lejos en la rotura del da 22) que las otras dos, posiblemente debido a que el material tena un mayor contenido de agua y a que el terreno se encontraba mojado debido a la lluvia que precedi a la rotura. El material se detuvo al ser contenido por un dique destinado a almacenar el agua que se reutilizaba en el proceso minero. De no existir esa barrera, es probable que el flujo de los relaves vertidos hubiera alcanzado mayores distancias.

19/03/1992 Posicin deseada de la laguna 18/03/1992 Posicin inadecuada de la laguna

22/03/1992

Dique de almacenamiento de agua de retorno

FIGURA 2. Secuencia de tres roturas de la presa de relaves de Saaiplaas, Sudfrica, 1992 (adaptado de Blight & Fourie, 2003)

La falla de la presa de Arcturus en 1978 parece haber sido provocada por elevacin del nivel fretico a causa de las lluvias. Llama la atencin la fuerte pendiente que tena el talud, probablemente resultante de una colocacin de los materiales sin ningn tipo de ingenierizacin (Figura 3). La pendiente del talud deba estar muy prxima al ngulo de reposo del material y probablemente la estabilidad dependa, en buena parte, de la cohesin aparente conferida al material por el agua capilar. La rotura fue precedida por un periodo de fuertes lluvias, pero estudios hidrolgicos demostraron que la presa no pudo ser sobrepasada por el agua almacenada en la superficie del depsito. La explicacin ms 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 sum la accin desestabilizante de una rpida elevacin del nivel fretico a consecuencia de la lluvia y una prdida de la cohesin aparente al ocurrir la saturacin del material de la presa. Se escaparon del depsito unos 20000 m3 de relaves, que recorrieron una distancia de 300 metros. Como resultado de la avalancha result muerto un nio.metros50

Pendiente promedio = 15 Talud original (pendiente = 46)

25

Material derramado (pendiente de reposo = 3)0

Pendiente del terreno natural = 1.5

metros

FIGURA 3. Falla de la presa de relaves de Arcturus, Sudfrica, 1978. (adaptado de Blight, 1997)

El contraste con los casos reseados hasta aqu, lo presentan los 84 depsitos de relaves abandonados en la Sierra de Cartagena (Espaa). Uno de estos depsitos se puede ver en la figura 4. Se trata de residuos de la extraccin de galena, blenda y pirita. Construidos con el mtodo arcaico de recrecimiento mediante hincado de palos en el contorno (en su mayora ya desintegrados), estos depsitos se mantienen estables por la cohesin aparente que les otorga el agua capilar y probablemente por algo de cementacin debida a las sales precipitadas al evaporarse parte del agua contenida inicialmente. La pendiente de los taludes varia entre 20 y 60, con un valor ms frecuente de 40. La humedad en el interior de estos depsitos no es tan baja como pudiera parecer a primera vista. Mediciones sobre muestras de sondeos realizados en 8 de estos depsitos, han dado valores de ndice de saturacin entre 75 y 80% (Garca, 2004). Sin embargo, la humedad en la superficie del talud es mucho menor. El grado de saturacin en el primer metro de espesor, est entre el 40 y 60%. Estos valores de humedad se mantienen en el tiempo, fundamentalmente debido al clima semirido (precipitacin media anual = 285 mm), lo suficiente como para hacer que los taludes sean estables, al menos en lo que hace a las fallas por deslizamiento. Estos depsitos tienen otros problemas, relacionados con la prdida de material por erosin. Se han medido valores de erosin entre 2 y 8 kg/m2 de residuo, en un nico episodio de lluvia de 60 L/m2 (Garca, 2004). En la fotografa inferior derecha se aprecia, en un corte vertical, la estructura estratigrfica singular, que adquieren estos depsitos a consecuencia del proceso de deposicin.

FIGURA 4. Depsito de relaves El Descargador, de 50 m de altura. Sierra de Cartagena-La Unin, Espaa.

Fallas causadas por terremotos Si se examinan las fallas de presas de relaves causadas por terremotos, tambin se descubre que en muchos casos, el manejo hidrulico de esos depsitos jug un papel determinante en la rotura. La presa El Cobre (Chile) llevaba 2 aos fuera de uso al momento de su rotura y slo se usaba peridicamente como depsito temporal de agua. Esto posiblemente determin que el nivel de saturacin en el depsito se mantuviera elevado, a pesar de que el vertido de relaves se hubiera detenido y al clima relativamente seco de la regin. La presa tena una altura de 35 m y era de recrecimiento hacia aguas arriba. El terremoto de La Ligua (28/03/1965), de M = 7.5, epicentro a 70 Km y profundidad focal 60 Km, provoc la falla por licuacin de los relaves. Un milln trescientos mil metros cbicos de lodo viajaron 12 Km valle abajo, provocando la destruccin de un pueblo y la muerte de 300 personas. A pesar de que la pendiente del terreno natural era bastante baja (slo unos 3) la velocidad de la avalancha se estim en unos 20 Km/h. La pendiente final de equilibrio de la superficie de los relaves vertidos fue de slo 3.5, lo que indica una bajsima resistencia residual del material.

Un caso ms reciente de rotura causada por terremoto es el de la presa Tapo Canyon. La rotura ocurri a consecuencia del terremoto de Northridge (California), en 1994. La falla permiti el escape de un importante volumen de residuos (135000 m3) que fluyeron por el cauce de un arroyo hasta unos 500 metros aguas abajo de la presa (Harder y Steward, 1996). Afortunadamente, por estar ubicada en una zona despoblada, no provoc vctimas ni otras prdidas econmicas importantes. Esta presa almacenaba material fino proveniente del lavado de ridos para una planta de hormign. La forma en planta del depsito era aproximadamente triangular, tal como se observa en la fotografa area de la figura 5. El depsito, que haba alcanzado una altura de 24 metros, se haba iniciado en la depresin creada por la explotacin de una antigua cantera. Sin embargo, la depresin no era originalmente un cuenco cerrado. Para facilitar el drenaje se haba 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 cerr con material rechazado de la explotacin. Luego, la presa continu recrecindose hacia aguas arriba con el mismo material. Al momento de la falla, la presa llevaba dos aos inactiva, ya que se haba detenido su recrecimiento y el vertido de relaves. Sin embargo en la mitad este, se realizaba el lavado de los camiones mezcladores de hormign, vertiendo restos de hormign, que formaron una costra superficial de un grosor considerable. En la mitad oeste del depsito exista una laguna, donde 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 zona de la presa en donde se produjo la rotura, haba presentado ya problemas de filtraciones y de estabilidad, por lo que poco tiempo antes se le haba adosado una berma de refuerzo de 180 metros de longitud.

FIGURA 5. Presa Tapo Canyon antes de su rotura. (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 aceleracin mxima estimada entre 0.3 y 0.4g. La rotura ocurri unos 10 minutos despus de terminado el movimiento ssmico. El movimiento indujo la licuacin 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 6). Es probable que la falla se haya iniciado en la zona del

antiguo canal de desage, con la licuacin del material de tapn y que ello haya provocado la falla en cadena de resto de la presa y la licuacin de los residuos. El flujo de residuos licuados fue capaz de transportar a lo largo de varios cientos de metros varios bloques de hormign de tamao 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 quebr en trozos al fallar la presa.

FIGURA 6. Rotura de la Presa Tapo Canyon causada por el Terremoto de Northridge en 1994. (FOTO: Northridge Collection, EERC, University of California, Berkeley)

Fallas causadas por sobrepaso, tubificacin y erosin Las fallas por sobrepaso, tubificacin o erosin 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 hidrologa de una presa de relaves, est condicionada por el hecho de que, por razones de proteccin del medio ambiente, el agua almacenada, y an la que ingrese accidentalmente en la presa, no se puede verter al medio. Si la presa es de tipo anular, el nico aporte de agua que puede recibir es el de las precipitaciones, pluviales o nveas, que caigan sobre el depsito. Si, en cambio, el depsito esta ubicado en un valle, con una presa de cierre por el costado de aguas abajo, entonces en las previsiones hidrolgicas habr que tener en cuenta el rea de captacin 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 desvo (canales o tuberas) para evitar que el agua de escurrimiento superficial ingrese en el depsito. Un ejemplo interesante de falla por sobrepaso es el de la presa de Merriespruit (Sudfrica), 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 extraccin de oro. Tena al momento de su rotura 31 metros de altura y su construccin haba comenzado 16 aos antes. El recrecimiento se haca hacia aguas arriba, utilizando los mismos relaves como material de construccin, permitiendo su secado para favorecer su consolidacin por accin de las fuerzas capilares. El exceso de agua que se acumulaba en el centro de la presa se evacuaba a travs de una tubera hacia un depsito intermedio, para luego ser reutilizada en el proceso de extraccin. Debido a que la demanda de agua del proceso de extraccin era variable y a una inadecuada capacidad del

depsito intermedio, era habitual que un volumen importante de agua quedara almacenado sobre el depsito. En el mismo sitio donde se produjo la rotura, la presa haba presentado problemas de filtracin y de inestabilidad en el pie del talud. En 1991 se coloc, como medida paliativa, una berma de escollera. Casi un ao antes de ocurrir la falla, el llenado del depsito fue suspendido. Sin embargo el vertido de relaves continu de forma espordica y tambin ocurrieron escapes de relaves desde un depsito vecino que segua en operacin. Puesto que estos vertidos ocasionales ocurrieron siempre en el mismo costado del depsito, la laguna de decantacin fue empujada gradualmente hacia el borde opuesto (el que luego fallara). 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 tubera de decantacin, impidiendo toda 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 inici con una tormenta de lluvia que aport 50 litros/m2. Si bien la falla ocurri por la noche y por lo tanto se conocen pocos detalles, se ha llegado a la conclusin de que el mecanismo que inici la falla fue el sobrepaso (Fourie et al, 2001). La brecha dej escapar 600000 m3 de relaves que fluyeron a lo largo de 3 Km (Figura 7), donde fue ron detenidos por un lago ornamental. El pueblo vecino de Merriespruit fue inundado con una ola de lodo que alcanz 2,5 metros de altura destruyendo varias casas y matando a 17 personas.

FIGURA 7. Falla de la presa de Merriespruit por sobrepaso (adaptado de Blight & Fourie, 2003).

El mecanismo de rotura que se infiere en el caso de Merriespruit se explica en la figura 8. El agua vertiendo por el coronamiento erosion la cara exterior del talud iniciando una brecha de erosin retrocedente. Es posible que pequeos deslizamientos locales aceleraran el proceso de erosin. El vertido continuado de agua erosion tambin el material de estos deslizamientos acumulados al pie del talud. Al desaparecer la estructura de soporte exterior, donde el material era ms resistente, los relaves ms finos y con elevado contenido de agua del centro del depsito, comenzaron a ser sometidos a tensiones de corte crecientes. Puesto que todo este proceso sucedi relativamente rpido, el aumento de las tensiones aplicadas sobre los relaves ocurri en condiciones prcticamente 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 existan en la presa, su comportamiento es de tipo contractivo y por lo tanto potencialmente licuable. En un determinado momento, el proceso descrito provoc 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 licuacin esttica de los relaves. Este mecanismo es comn a diferentes tipos de rotura de presas de relaves. La inestabilidad, que se inicia localmente, se extiende a una gran masa de relaves, que escapa a travs de la brecha, en forma de lquido viscoso.

3 2 1

3 2 1 0

4

2 1 0

3

4

FIGURA 8. Mecanismo de rotura por sobrepaso

En la maana del 11 de Noviembre de 1974, la presa de relaves de platino de Bafokeng, tuvo una segunda rotura. El depsito ocupaba un rea de 85 Ha, tena una altura de 20m y almacenaba unos 17 millones de m3. Contrariamente a lo que sucedi en la primera falla, esta vez se escaparon a travs de la brecha unos 3 millones de metros cbicos de relaves en forma de lodo. La avalancha arras la estructura de uno de los piques de la mina y arrastr equipos y vehculos. Parte de los relaves inundaron el pozo, provocando la muerte de 12 trabajadores. A 4 Km de la brecha, la avalancha tena 800 metros de ancho y 10 metros de altura. Luego la corriente de lodo se encauz en un valle fluvial. Un tercio del volumen vertido qued 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 presa. Esta 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 depsito No. 1 estaba dividido en dos por un muro en diagonal, tal como se indica en la figura 9. La localizacin de las lagunas en ambas partes del depsito No.1, el da anterior a la falla, se indican tambin en la misma figura. El nivel de agua en la laguna ms pequea se encontraba unos 2 metros ms baja que en la mayor. Cuando los trabajadores llegaron a las 7:00 de la maana del 11 de noviembre, se encontraron con que el nivel de agua en ambas lagunas haba aumentado peligrosamente a consecuencia de la lluvia. Inmediatamente intentaron bajar el nivel de rebalse de las torres de decantacin (Figura 9b) y adems, desde el muro divisorio de los depsitos 1 y 2, mediante una pala cargadora, comenzaron a acopiar material seco en la esquina este del depsito No. 1 para empujar la laguna pequea lejos de la presa.

A las 8:45 ocurri el sobrepaso del muro diagonal que separaba las dos partes del depsito No.1. A consecuencia de esto el nivel de agua en la laguna ms pequea se elev sbitamente. Hubo un sobrepaso poco extenso del muro divisorio entre el depsito No. 1 y el 2, en los puntos indicados en la figura 9.b. Sin embargo el flujo no era muy rpido y por ello la rotura no progres en ese punto. El operario de la pala continu acopiando material. Segn las estimaciones posteriores, la revancha en el dique exterior, donde luego se form la brecha, estaba entre 1.2 y 1.75 metros. En ningn momento el dique exterior fue sobrepasado. A las 10:15 se observ que a 2/3 de la altura del talud exterior apareci un chorro de agua. El agujero por donde sala el chorro se agrand rpidamente y el chorro se convirti en un curso de agua corriendo por el talud. Por sobre la zona de la filtracin aparecieron dos o ms grietas en el talud, que se extendieron hacia el coronamiento formando una cua con el vrtice hacia abajo. De esta zona empezaron a caer bloques que fueron arrastrados por la cada vez ms fuerte corriente de agua. Se form una depresin en el coronamiento, que finalmente fue sobrepasado. La brecha formada se ampli rpidamente hasta alcanzar un ancho de 130 m.a) Esquema general de los depsitos de Bafokeng

Depsito No. 1 b) Detalle de la zona de la brecha

Conducto Torres de decantacin Pique Brecha rea cubierta por la avalancha de relaves Lagunas el 10/11/1974

Depsito No. 2

Torre de decantacin

Conducto 130 m

0

500 m

Flujo de relaves hasta 42 km aguas abajo

Brecha Sobrepaso sin rotura 0 100 m

FIGURA 9. Caractersticas y consecuencias de la segunda rotura de la presa 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 ocurri por sobrepaso, al menos en un primer momento. El chorro de agua que apareci en el talud sugiere una falla por tubificacin. El disparador de este proceso pudo ser un nivel fretico demasiado elevado, causado por las lluvias y por una laguna demasiado prxima a la presa. Blight (1997) seala otros posibles factores que pudieron contribuir al desarrollo de este mecanismo de falla. Se observ una notable estratificacin del depsito en la zona prxima a 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 anisotropa en la permeabilidad, factor que pudo conducir a tener niveles freticos colgados que afloraron en el talud. Otro posible factor desencadenante de la rotura pudo ser la falla de las torres de decantacin, en particular la ms cercana a la presa (Figura 9 b), que slo distaba 30-40 m del borde fallado. La falla pudo ocurrir por exceso de carga hidrulica, durante el brusco aumento de nivel de agua embalsada en la laguna pequea. Tambin hay que tener en cuenta las vibraciones producidas por la pala cargadora trabajando sobre la presa hasta el ltimo momento, que pudo producir la licuacin de una zona de la presa saturada.

Fallas causadas por problemas en estructuras auxiliares De acuerdo a la coleccin de casos histricos recogida en el Boletn 121 del ICOLD (2001), la mayor cantidad de incidentes originados en las estructuras auxiliares se deben a fallas en los sistemas de decantacin del agua sobrenadante del depsito. Tal como se ilustra en la figura 9.b, la instalacin ms habitual consiste en una o ms chimeneas o torres de decantacin en las que el nivel de rebalse se va elevando gradualmente a medida que el depsito crece en altura. Una tubera que corre por el fondo del depsito 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 tubera hacia el cuerpo del depsito, con los consiguientes efectos indeseables de humedecimiento, elevacin del nivel fretico, etc.; o bien la creacin de una va de escape para los relaves de poca consistencia. Como ejemplo interesante de falla iniciada por un problema en una tubera de decantacin, se puede citar el del complejo de presas de relaves de Stava (Italia), cuyo colapso ocurri en 1985. El complejo estaba constituido por dos presas adyacentes, una aguas arriba de la otra, construidas a travs del valle de un pequeo ro, cuyo destino era almacenar los residuos del proceso de extraccin de una mina de fluorita. La pendiente del valle era bastante fuerte (12 a 16) y las presas se apoyaron directamente sobre materiales morrenicos y fluvio-glaciales con pobre drenaje. En 1962 comenz la construccin de la presa inferior, mediante el mtodo de recrecimiento de aguas arriba. Se utilizaron hidrociclones para separar la fraccin gruesa, que se destinaba al recrecimiento de la presa, de la fraccin fina que se verta al depsito para que decantara. La pendiente del talud exterior era de 32. El agua sobrenadante se extraa mediante un conducto de decantacin de hormign de 200 mm de dimetro apoyado directamente sobre el suelo natural. El conducto segua la direccin de la pendiente natural y su boca de toma estaba ubicada en el punto del depsito ms 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 depsito creca (Figura 10.a). En 1969, cuando la presa inferior alcanz 26 metros de altura, se detuvo su llenado y se comenz la construccin de una segunda presa inmediatamente aguas arriba del borde del depsito de relaves creado con la primera presa. El sistema de recrecimiento utilizado fue el de la lnea central. Esto trajo consigo el inconveniente de que el pie del nuevo talud fue gradualmente apoyndose en la playa formada por los relaves del depsito 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 ngulo de 39 respecto de la horizontal, que slo se pudo mantener utilizando una cobertura protectora de csped. Este detalle sugiere que la pendiente del talud de la presa superior estaba prxima al ngulo de reposo del material. Se instal un conducto de decantacin de diseo similar al utilizado en el depsito inferior. Este conducto descargaba en reservorio formado por la presa inferior, que pas a trabajar como estanque de clarificacin de las aguas, que luego se vertan al ro. Como no se haba previsto

ningn sistema de by-pass para las aguas superficiales que naturalmente escurran del valle, estas ingresaban tambin al reservorio creado por la presa superior. Estas circunstancias hacan que, de forma casi permanente, la superficie de ambos depsitos estuviera totalmente cubierta de agua. Por otra parte, tampoco se previ sistema alguno para favorecer el drenaje inferior del depsito ni de su fundacin. Incluso se sabe que dentro del rea de implantacin de los depsitos, existan originalmente vertientes y que no se tom ninguna previsin especial para conducir esta agua. En 1975 la presa superior alcanz la altura final de proyecto, que era de 19 metros sobre la fundacin. Se plane entonces continuar su construccin hasta los 34 metros de altura, para lo cual se dej una berma de cuatro metros de ancho y se reinici el recrecimiento, ahora utilizando el mtodo de aguas arriba y con una pendiente de 34 con la horizontal. Al momento de la falla la presa superior haba alcanzado los 29.5 metros de altura.a) Rebalse Depsito superior Estado de construccin al instalar el bypass Depsito inferior Descarga Tramo de conducto obturado

Conducto de decantacin

Superficie del terreno natural

b)

Peso de las colas depositadas despus de la reparacin

Chimenea de hormign

Tubo de aceroFIGURA 10. Problemas con el conducto de decantacin de las presas de Stava (Italia, 1985), que actuaron probablemente como mecanismo disparador de la rotura (adaptado de Chandler y Tosatti, 1995)

Contando con todas las circunstancias enumeradas, es fcil pensar que an bajo condiciones normales de operacin, ambos depsitos se encontraban muy prximos a la falla. La primera mitad del ao 1985 se caracteriz por un clima ms lluvioso que el normal. De enero a junio llovieron 465 mm comparados con los 365 que se registran como pluviometra media anual en el sitio. El 15 de Julio de 1985 ocurri el colapso de la presa superior y la masa de residuos que escap de ella provoc el inmediato colapso en cadena de la presa inferior. La avalancha de lodo avanz por el valle a una velocidad estimada de 30 km/h, hasta alcanzar el pueblo de Stava ubicado 500 metros aguas abajo. All produjo la destruccin de dos hoteles y varias casas. Luego, una masa un poco ms fluida de agua y sedimentos, continu descendiendo por el valle a lo largo de 3 km y a una velocidad estimada de 90 km/h. Varias casas ms resultaron destruidas o daadas en esta zona. En total se perdieron 268 vidas. Chandler y Tosatti (1995) propusieron como factor ms probable de inicio de la falla, la fuga de agua del conducto de decantacin del depsito superior. A un cierto punto de la construccin de la presa, este conducto se obstruy. Para solucionar el inconveniente se construy un by-pass. Esto se hizo mediante un tubo de acero horizontal que se acopl al extremo libre del

conducto de decantacin. Excavando los relaves depositados hasta descubrir un tramo de conducto ms all de la obstruccin, se construy una chimenea que conectaba el otro extremo del tubo de acero con el conducto de decantacin. La instalacin se ilustra en la figura 10. El tubo de acero estaba directamente apoyado sobre la superficie de los relaves recientemente vertidos. Luego, cuando el depsito continu creciendo, el tubo qued 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 pudo ser arrancado de la chimenea (Figura 10.b). Esto permiti que el agua transportada por el tubo escapara directamente a los relaves almacenados, haciendo que la superficie fretica en ese sitio se elevara. De hecho 6 meses antes de la falla, haban 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 tubera de decantacin del reservorio superior se haba obstruido en la boca de salida por congelamiento, haciendo que toda la tubera se llenara de agua, lo que debe haber provocado que un gran volumen de agua escapara por la tubera rota, saturando la masa de relaves. En la figura 11 se muestra, de acuerdo a los anlisis de estabilidad realizados por Chandler y Tosatti (1995), cuan sensible era la estabilidad del talud de la presa superior, ante una elevacin de la superficie fretica.1380 m.s.n.m Depsito superior 34 D C 1360 A B 39

Hiptesis fretica A B C D

Factor de seguridad 1.35 1.21 1.04 0.76

Depsito inferior

1340

Superficie original del terreno

Dique incial Superficie de deslizamiento asumida 40 60 80 100 m

0

20

FIGURA 11. Caso Stava. Anlisis de estabilidad de la presa superior para diferentes hiptesis de posicin de la superficie fretica (adaptado de Chandler y Tosatti, 1995).

INFLUENCIA DEL AGUA CAPILAR Buena parte del volumen de un depsito de relaves (de hecho todo lo que est por encima de la superficie fretica) se encuentra permanentemente en una condicin de saturacin parcial. Es decir que los poros del material estn llenos con ms de un fluido (comnmente aire y agua) y debido al fenmeno de tensin superficial, la presin de agua es inferior a la atmosfrica. En esta zona no saturada tienen lugar una serie de fenmenos singulares tales como infiltracin, evaporacin, ascenso capilar, retraccin, agrietamiento, etc. La capacidad de las granulometras finas, contenidas en un relave tpico, para provocar ascenso capilar es enorme. El ascenso capilar hace que el material por sobre la superficie fretica mantenga un grado de saturacin elevado, cercano al 100%. La presencia en un depsito de grandes volmenes de material en ese estado de quasi-saturacin puede constituir un factor que incremente el peligro de falla, ya que aportes relativamente pequeos de agua, provenientes de lluvia por ejemplo, pueden producir ascensos de la

superficie fretica inesperadamente rpidos. Adems esta agua capilar no puede ser drenada por gravedad y su presencia no se detecta con piezmetros. Zandarn et al (2008) mostraron que el agua almacenada en la zona no saturada (agua capilar) de una presa de relaves, puede ser uno de los factores determinantes de la respuesta hidrulica del depsito ante aportes de agua extraordinarios, como lluvias, deshielo, crecidas, etc. y en definitiva un factor determinante de su estabilidad. Con el objetivo de ilustrar de este fenmeno y para medir sus posibles efectos, se realiz la modelacin matemtica de un caso real. Se trata de una presa de relaves de la Industria del Cubana del Nquel. En la figura 12.a se muestra una planta del depsito estudiado, que est fundado sobre la llanura de inundacin del ro Moa, rellenando la depresin de un rea pantanosa. La seccin de la presa modelada, es la indicada como 1-1 en la figura 12.a, cuyo perfil geolgico se muestra en la figura 12.b. En esta seccin la presa tiene una altura de slo 10 metros sobre la fundacin. Sin embargo, todo el cerramiento del costado NE tuvo repetidos problemas de estabilidad. De hecho en la historia del depsito ocurrieron varios derrames de relaves en ese sitio, tan importantes que actualmente se encuentran relictos de esos vertidos en ambas mrgenes del ro Moa. La caracterizacin de los materiales se bas en el trabajo de Rodrguez (2002).a)R oM

Noa1

PresaR oM oa1

Laguna

0 200 400m

b)20 0 -20

Relaves

Presa

Arenas aluviales Ro Moa

Arcillas0

Serpentinita meteorizada50 m

FIGURA 12. Presa de relaves de la Industria Cubana del Nquel, Moa, Cuba. a) Planta general del depsito. b) Seccin modelada (adaptado de Chalkley et al. 2002).

La modelacin de este caso de estudio se llev a cabo mediante un programa de elementos finitos denominado Code_Bright (Olivella et al ,1996), que permite resolver de forma acoplada los problemas mecnico (consolidacin y deformacin bajo la carga creciente de los relaves vertidos) y de flujo de agua, tanto en condiciones saturadas como no saturadas (drenaje, infiltracin, evaporacin, ascenso capilar, etc.). Una vez ajustado el modelo a partir de la geometra del problema, los datos de caracterizacin de los materiales (propiedades mecnicas e hidrulicas) y las condiciones de borde del problema (lluvia, evaporacin posicin de la laguna, etc.), se obtienen

resultados que se pueden utilizar para medir la importancia relativa de los diferentes fenmenos considerados, en el comportamiento global del depsito. En la figuras 13 y 14 se presentan algunos de los resultados obtenidos, de los que se pueden sacar conclusiones interesantes. La simulacin de los 16 aos que dur la construccin del depsito, con su llenado paulatino, muestra claramente cmo, en todas las etapas constructivas, el grado de saturacin de los relaves por encima de la superficie fretica se mantiene permanentemente elevado (mayor al 85%). En la figuras 13.a se muestra, para el estado final de la construccin, la posicin de la superficie fretica y la distribucin de grados de saturacin. En la figura 13.b se muestra la situacin despus de transcurridos 20 aos de haber suspendido el vertido de relaves. Los resultados indican que el material almacenado permanece en un estado quasi-saturado, todo el tiempo. Este efecto se debe, durante el periodo de construccin, al ascenso capilar desde el agua fretica y, en menor medida, al aporte de agua que implica el constante vertido de nuevos relaves dentro del depsito. Despus de detenido el vertido de relaves, la superficie fretica tiende a bajar lentamente, pero a pesar de ello, el grado de saturacin por encima de la superficie fretica sigue mantenindose alto, debido al ascenso capilar.a) Final del llenado (16 aos)

S = 0.85 S = 0.90 S = 0.95 S = 1.0b) 20 aos despus de detenido el llenado

S = 0.80 S = 0.85 S = 0.90 S = 0.95 S = 1.0

FIGURA 13. Modelo del depsito de relaves de Moa. Posicin de la superficie fretica y grados de saturacin. a) Al final del llenado. b) A 20 aos transcurridos desde el final del llenado (Zandarn et al, 2008)

Es interesante ver tambin cmo se comporta el depsito en el caso de una lluvia. Esto se ilustra con los resultados mostrados en la figura 14. Se aplic al modelo un pluviograma registrado en el sitio de emplazamiento del depsito (Figura 14.a), durante una tormenta de lluvia de caractersticas extraordinarias, ocurrida en Noviembre de 1996. La tormenta estuvo asociada al huracn Marco y provoc la cada de 722 mm de lluvia en 48 horas. Los resultados de la figura 14.b muestran que la superficie fretica experimenta un rpido ascenso durante la tormenta de lluvia. Esto se debe a que el agua infiltrada satura rpidamente los poros, ya parcialmente llenos con agua capilar. Tal como sugieren los anlisis de estabilidad mostrados en la figura 14.b, la aproximacin del agua fretica al talud exterior de la presa tiene un fuerte efecto desestabilizante (similar al caso de la figura 11), por una parte por efecto de las fuerzas de filtracin que genera el flujo de agua, pero adems tambin por la prdida de la cohesin aparente, que depende del agua capilar, al ocurrir la saturacin. Por otra parte, al examinar el comportamiento del modelo una vez pasada la tormenta, se descubre que el proceso de descenso de la superficie fretica, una vez detenido el aporte externo de agua, se desarrolla en un periodo de tiempo mucho ms largo que el ascenso. Se ve en los resultados VI (Figura 14.b) de la modelacin, que 10 das despus de terminada la tormenta, la superficie fretica an se encuentra en una posicin significativamente ms elevada que la inicial. Esto se debe a la baja conductividad hidrulica de los relaves, que hace que el proceso de drenaje sea lento. Esta caracterstica lleva a pensar en los efectos acumulativos que tendran eventos de

lluvia repetidos en un corto periodo de tiempo. De hecho, aproximadamente un tercio de los casos de falla de presas de relaves, por sobrepaso o deslizamiento, recopilados en el Boletn 121 del ICOLD (2001), fueron precedidos por periodos ms o menos prolongados de lluvias repetidas.

FIGURA 14. Modelo del depsito de relaves de Moa. a) Pluviograma registrado en el sitio y aplicado al modelo b) Evolucin de la superficie fretica a consecuencia de la tormenta de lluvia (Zandarn et al, 2008).

CONSECUENCIAS DE LA ROTURA DE PRESAS DE RELAVES La tabla 1 resume las caractersticas de algunos casos notables de rotura de presas de relaves mineros. Se incluyen tambin 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 ms destructivas han sido las que han involucrado: 1) escape de grandes volmenes de relaves, 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 licuacin esttica de los relaves. Si se observa el ngulo de reposo del material licuado (), una vez que ha detenido su movimiento, se ve que en esos casos es extremadamente bajo (2), signo de que la resistencia al corte de los relaves licuados era realmente nfima. Por lo dicho hasta aqu, resultara interesante explorar las condiciones en que ocurren las fallas de flujo. Como se aprecia en la tabla 1, el fenmeno de falla de flujo ha ocurrido tanto en sitios con elevada pendiente del terreno (Stava), como en sitios de baja pendiente (Bafokeng). El factor disparador de la falla tampoco parece tener una relacin directa con las consecuencias de la misma. En efecto, en la tabla 1 encontramos casos de fallas provocados por terremotos (El Cobre, Tapo Canyon), tubificacin (Bafokeng, 1974), subsidencia (Iwiny), mal funcionamiento de estructuras auxiliares (Stava) y sobrepaso (Merriespruit), con consecuencias absolutamente diversas.

TABLA 1. Caractersticas de algunos casos de rotura de presas de relaves.Caso El Cobre (28/03/1965) Iwiny (13/12/1967) Bafokeng (1973) Bafokeng (11/11/1974) Arcturus (1978) Stava (19/07/1985) Saaiplaas (18/03/1992) Saaiplaas (19/03/1992) Saaiplaas (22/03/1992) Tapo Canyon (17/01/1994) Merriespruit (22/02/1994) Los Frailes (15/04/1998) 1.5 1.3 1.5 12 1.0 -0.5 -0.5 2.3 1.5 0.1 3 2.3 3 4.2 2 4 2 3 i 3 3.5 Vol 3 3 [10 m ] 1900 4600 40 3000 20 200 70 70 140 135 600 4000 30 40 Vel [Km/h] 20 D [m] 12000 15000 20 42000 300 3500 70 70 300 500 3000 24000 Daos Elevados Elevados Mnimos Elevados Mnimos Elevados Mnimos Mnimos Mnimos Mnimos Elevados Elevados Muertos 300 18 0 12 1 268 0 0 0 0 17 0

i: Pendiente del terreno natural : ngulo 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.

El nico factor que parece tener una clara influencia en el desarrollo de fallas de flujo, es la humedad de los relaves al momento de la rotura. En todos los casos de rotura con consecuencias graves, los errores de operacin hidrulica y/o la ocurrencia previa de lluvias, parecen haber sido ingredientes presentes en la falla de flujo. Blight (1997) midi la resistencia al corte de relaves saturados con diferente contenido de humedad. A bajas humedades las resistencias fueron medidas mediante el ensayo de veleta. A altas humedades el material se comporta como un lquido viscoso (lodo) y por lo tanto se utiliz un viscosmetro. En la figura 15 se reproducen estos datos, en donde se ve que la resistencia cae muy fuertemente (notar la escala logartmica en el eje vertical) con el aumento de la humedad. Sin embargo, a pesar de estas observaciones, el comportamiento de los relaves en relacin a la licuacin esttica es contradictorio y su comprensin es an incompleta. La licuacin esttica de los relaves vertidos en la rotura de la Presa Los Frailes (Alonso y Gens, 2006) , que recorrieron 24 Km antes de detenerse, se contradice con los taludes casi verticales de los restos del mismo material, que quedaron dentro del depsito. Con el conocimiento actual, es imposible explicar porqu una parte de estos relaves licu, mientras un material prcticamente idntico, vecino al material licuado, mostr una cohesin suficiente para mantener en pie taludes de varios metros de altura. En el mismo sentido, subsiste la incgnita de porqu algunos casos de rotura histricos han desarrollado fallas de flujo con consecuencias catastrficas y otros no. Entre los fenmenos que podrn tomarse en cuenta en la bsqueda de una mejor compresin de las fallas de flujo pueden mencionarse: 1. Licuacin esttica. Es la explicacin tradicional para la falla de flujo, la masa de relaves llega, ya sea por una accin ssmica o por otra causa, a una situacin de inestabilidad (rama descendente de la curva tensin-deformacin). Sin embargo este mecanismo no explica por ejemplo la variabilidad del comportamiento, a veces dentro de un mismo depsito.

2.

Fenmenos de redistribucin de vacos y lmina de agua (Kokusho, 1999). Este tipo de fenmenos, observados en estructuras sedimentarias que alternan materiales licuables con estratos impermeables (que es justamente el caso de los depsitos de relaves), podran explicar las resistencias al corte extremadamente bajas observadas en algunos casos de falla de flujo 3. La observacin emprica indica que el agua en exceso tiene un papel fundamental en el desarrollo de fallas de flujo, si bien no se acaba de comprender del todo cul es ese papel. 4. La variabilidad del comportamiento de los relaves podra atribuirse a su fuerte heterogeneidad, en particular a la variabilidad del ndice de poros, observada en algunas campaas de exploracin de depsitos reales (Wells et al, 2000). Esa gran variabilidad, comparada con el pequeo rango de ndices de poro en el que se ubica la lnea de estado crtico, podra ser una explicacin de porqu, dentro de un mismo depsito, algunas zonas se comportan como licuables en tanto que otras no (Fourie y Papageorgiou, 2001). 5. Tambin podra ocurrir que dentro de la masa de relaves licuados en movimiento, intervengan otros factores, tales como fuerzas hidrodinmicas que mantengan a las partculas en suspensin de manera que toda la masa se comporta como un fluido a pesar de su elevado contenido de slidos y que ese comportamiento se mantenga a lo largo de kilmetros de desplazamiento de la masa.

10

Ensayo de veleta Viscosmetro d/dt=30s-1

Resistencia al corte [kPa]

Viscosmetro d/dt=10s -1 1

0.1

0.01

0.001 1515

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

Humedad gravimtrica [%]

FIGURA 15. Resistencia al corte de relaves con diferente humedad (adaptado de Blight, 1997)

CONCLUSIONES La operacin hidrulica es un aspecto esencial para la seguridad de las presas de relaves. Diferentes casos histricos de fallas causadas por muy diversos factores y mecanismos (deslizamientos, terremotos, sobrepaso, tubificacin y falla de estructuras auxiliares) sugieren que, casi siempre, las condiciones de operacin hidrulica juegan un papel fundamental en desarrollo de la falla, as como en la magnitud de sus consecuencias. La rotura de una presa de relaves puede tener consecuencias econmicas y medioambientales mnimas en el caso de deslizamientos de bajo volumen y corto alcance, o por el

contrario, tener consecuencias devastadoras en el caso de las llamadas fallas de flujo. Al presente no se conocen todos los factores que determinan uno u otro tipo de comportamiento. S, en cambio se sabe, que la humedad es un factor fundamental, tanto en el comportamiento global del depsito, como en las propiedades mecnicas de los relaves. En general se puede decir que una mayor humedad de los relaves implica menor estabilidad, mayor probabilidad de rotura y peores consecuencias de la rotura. Por lo tanto la humedad es el parmetro fundamental a medir y controlar durante toda la vida de la presa e inclusive despus de su cierre. En este contexto, no basta con tener en cuenta solamente el agua fretica contenida en el depsito. Estudios recientes sugieren que el agua capilar tambin tiene un papel fundamental en la seguridad. El agua capilar no se detecta con piezmetros y por lo tanto es necesario utilizar instrumentos especficos para medirla.

AGRADECIMIENTOS Los autores agradecen el apoyo econmico brindado por la Agencia Nacional de Promocin Cientfica y Tecnolgica (ANPCyT) a travs del Proyecto PICT 33191.

REFERENCIASAlonso E.E. y A. Gens (2006). Aznalcllar dam failure. Part 1: Field observations and material properties. Gotechnique 56, No. 3, 165183. 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, 918. 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. 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. Fourie, A. B. y G. Papageorgiou. (2001). Defining an appropriate steady state line for Merriespruit gold tailings. Can. Geotech. J, 38, 695706 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, 707719. Garca (2004). Impacto y riesgo ambiental de los residuos minero-metalrgicos de la Sierra de Cartagena-La Unin (Murcia-Espaa). Tesis Doctoral, Universidad Politcnica 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. ICOLD (2001). Bulletin 121: Tailing dams. Risk of dangerous occurrences. Lessons learnt from practical experiences. Paris. T. Kokusho (1999). Water film in liquefied sand and its effect on lateral spread. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, Vol. 125, No. 10, 817-826. Olivella, S., Gens A. y Josa A. (1996). Numerical formulation for a simulator (CODE_BRIGHT) for the coupled analysis of saline media. Engineering Computations. 13, 7: 87-112. Rodrguez, R. (2002). Estudio experimental de flujo y transporte de cromo, nquel y manganeso en residuos de la zona minera de Moa (Cuba): influencia del comportamiento hidromecnico. Tesis Doctoral, Universitat Politcnica de Catalunya, Barcelona. Wels, C., U. Barnekow, M. Haase, M. Exner y A. T. Jakubick (2000). A Case Study on selfweight Consolidation of Uranium Tailings, Paper presented at Uranium 2000; Conference held September 9-15, 2000, Saskatoon, Saskatchewan. Zandarn, M.T., L. Oldecop y R. Rodriguez (2008). Stability of a Tailing Dam Considering the Hydro-mechanical Behaviour of Tailings and Climate Factors. Unsaturated Soils. Advances in Geoengineering. D.G. Toll, C.E. Augarde, D. Gallipoli y S.J. Wheeler (eds). Taylor & Francis, London.