Cuando un TSF presenta fugas, puede derivar en una serie de riesgos ambientales y de seguridad, tales como:
- Contaminación de fuentes de agua: Las fugas de relaves pueden contaminar fuentes de agua cercanas, incluyendo ríos, lagos y aguas subterráneas. Esto puede tener un impacto negativo en la vida acuática, además de representar riesgos para la salud humana.
- Daño a los ecosistemas: Las fugas de relaves también pueden dañar los ecosistemas y alterar el equilibrio de la flora y fauna local.
- Daño estructural al TSF: Cuando los relaves contienen un exceso de humedad, pueden provocar daños estructurales en el TSF. Esto puede causar inestabilidad, fallas en los taludes y otras consecuencias graves, incluyendo daños a la infraestructura y al medio ambiente, así como víctimas mortales y otros riesgos.
En los últimos años se han producido varias fugas en TSF, entre ellas:
- Mina Mount Polley, Columbia Británica, Canadá (2014): En agosto de 2014, la presa de relaves de la mina Mount Polley en Columbia Británica, Canadá, colapsó, liberando millones de metros cúbicos de relaves y agua hacia ríos y lagos cercanos. La falla se atribuyó a un monitoreo y diseño inadecuados de la presa, lo que permitió que el nivel del agua alcanzara un punto crítico. El desastre resultó en la pérdida de hábitats de peces, la contaminación del agua potable y repercusiones económicas para las comunidades locales.
- Mina Samarco, Mariana, Brasil (2015): En noviembre de 2015, la presa de relaves de la mina Samarco en Mariana, Brasil, colapsó, liberando millones de metros cúbicos de relaves y agua hacia ríos y aldeas cercanas. El desastre se atribuyó a una monitoreo y gestión inadecuados de la presa, la cual había sido recrecida varias veces a lo largo de los años para aumentar su capacidad. El desastre resultó en la pérdida de 19 vidas, el desplazamiento de miles de personas y graves impactos ambientales.
.jpg)
- Presa de Brumadinho, Minas Gerais, Brasil (2019): En enero de 2019, la presa de relaves de la mina Brumadinho en Minas Gerais, Brasil, colapsó, liberando millones de metros cúbicos de relaves y agua hacia ríos y comunidades cercanas. La falla se atribuyó a un monitoreo y gestión inadecuados de la presa, que había sido clasificada como estable por la empresa minera. El desastre resultó en la pérdida de 270 vidas, el desplazamiento de miles de personas y graves impactos ambientales.
Estos ejemplos subrayan la importancia crítica de un monitoreo y una gestión adecuados de los depósitos de relaves para garantizar su seguridad y prevenir fallas catastróficas. Es fundamental que las empresas mineras y las autoridades reguladoras implementen prácticas sólidas de monitoreo y gestión para minimizar los riesgos asociados con los TSF y proteger el medio ambiente y las comunidades locales.
El control de la humedad como parte crucial de la gestión de los TSF
El nivel de humedad o infiltración dentro del muro de contención de relaves es el aspecto más importante a controlar, ya que una de las principales causas de falla de un TSF es la licuefacción, que puede ser estática o dinámica, además de otros factores donde normalmente interviene la presencia de agua.
Los relaves tradicionales depositados en un TSF contienen una cantidad significativa de agua. Con el tiempo, el agua de los relaves puede filtrarse a través del material poroso y generar una acumulación de presión de poros dentro del TSF. Si la presión de poros se vuelve demasiado alta, la probabilidad de que ocurra una licuefacción o una falla del TSF aumenta.
Al controlar la humedad dentro del TSF, las empresas mineras pueden ayudar a minimizar la acumulación de presión de poros y reducir el riesgo de falla de taludes. Esto se puede lograr mediante diversos medios, como el uso de revestimientos o barreras para evitar que el agua ingrese al TSF, el uso de sistemas de drenaje para eliminar la infiltración de agua, o la implementación de sistemas de cobertura para reducir la evaporación y controlar el contenido de humedad de los relaves.
Las empresas mineras también pueden ayudar a prevenir la liberación de contaminantes nocivos. Los contaminantes se liberan cuando los relaves se saturan de agua, lo cual puede ocurrir si se filtran hacia el entorno circundante. Al mantener el contenido de humedad en un nivel adecuado, las empresas pueden proteger a sus comunidades y al medio ambiente.
Herramientas y métodos para monitorear la humedad en depósitos de relaves
Para prevenir fugas en los depósitos de relaves, es fundamental medir o monitorear los niveles de humedad en los relaves. Existen varios métodos y herramientas que se pueden utilizar para lograr esto, tales como:
- Sensores de humedad del suelo o piezómetros se pueden utilizar para medir el contenido de agua de los relaves en el depósito. Estos sensores pueden instalarse en pozos a diferentes profundidades dentro del depósito para obtener una imagen más precisa del contenido de humedad e identificar posibles puntos críticos.
- Estaciones meteorológicas automatizadas se pueden utilizar para monitorear las condiciones ambientales dentro y alrededor del depósito de relaves, incluyendo la temperatura, la humedad, la velocidad del viento y la precipitación.
- Inclinómetros se pueden utilizar para medir la deformación o el desplazamiento del muro de contención de relaves. Al realizar un seguimiento de los cambios, las empresas mineras pueden identificar una posible inestabilidad causada por una alta deformación dentro del muro de soporte.
- Monitoreo satelital se puede utilizar para el monitoreo digital de hundimientos o deformaciones superficiales con la mayor precisión. También puede emplearse para el monitoreo óptico o mediante imágenes con el fin de identificar áreas de riesgo potencial u observar cambios en el entorno alrededor del depósito. Por ejemplo, los cambios en la cobertura vegetal o en los patrones de flujo de agua superficial pueden indicar áreas con exceso de humedad dentro o fuera del depósito.
- Inspecciones visuales periódicas del depósito de relaves también pueden ayudar a identificar problemas potenciales relacionados con el contenido de humedad. Los inspectores pueden buscar signos de erosión, grietas u otras indicaciones de inestabilidad causadas por el exceso de humedad.
- El radar de penetración terrestre (GPR) aerotransportado es una metodología no invasiva que puede utilizarse para monitorear la humedad dentro del muro de contención de relaves. Proporciona una amplia cobertura, alta resolución y una gran profundidad de penetración, lo que lo convierte en una herramienta de monitoreo en tiempo real eficaz.
El GPR aerotransportado como método eficiente para monitorear la humedad
El radar de penetración terrestre (GPR) aerotransportado es un método altamente eficaz para monitorear la humedad en depósitos de relaves, especialmente en sitios más grandes o remotos. Al ofrecer imágenes de alta resolución de la estructura del subsuelo del depósito, el GPR aerotransportado GPR puede detectar riesgos potenciales en una etapa temprana, evitando así fallas catastróficas. En general, el uso de GPR aerotransportado es una herramienta invaluable en el esfuerzo continuo por garantizar la seguridad y la integridad de los depósitos de relaves.
Al utilizar GPR aerotransportado, es posible obtener una serie de beneficios, tales como:
- No invasivo: El GPR aerotransportado es un método no invasivo para monitorear el contenido de humedad en el depósito de relaves. No requiere perforaciones ni excavaciones, las cuales pueden consumir mucho tiempo, ser costosas y alterar la integridad del depósito.
- Amplia cobertura Área: El GPR aerotransportado puede cubrir una gran superficie en un tiempo relativamente corto, lo que lo hace ideal para monitorear grandes presas de relaves. Esto también ayuda a identificar áreas de riesgo potencial de manera rápida y eficiente.
- Alta resolución: El GPR aerotransportado puede proporcionar imágenes de alta resolución de la estructura del subsuelo de la presa de relaves, lo que ayuda a identificar posibles puntos críticos o zonas con exceso de humedad.
- Penetración en profundidad: El GPR aerotransportado puede penetrar varios metros de profundidad, ofreciendo una imagen más completa del contenido de humedad de la presa. Esto resulta especialmente útil para identificar riesgos potenciales en las capas más profundas.
- Monitoreo en tiempo real: El GPR aerotransportado permite el monitoreo en tiempo real del contenido de humedad, facilitando la detección rápida y precisa de cualquier cambio. Esto es particularmente útil para identificar riesgos potenciales durante periodos de fuertes precipitaciones u otros eventos ambientales.
Todas las funcionalidades mencionadas anteriormente fueron utilizadas con éxito por una empresa minera durante un proyecto de dos semanas en Chile (ver gráficos a continuación).
Equiparon un DJI M600Pro con un radar GPR RadarTeam SE70 y UgCS con True Terrain Following (TTF), lo que permitió al dron seguir el terreno con gran precisión a baja altitud utilizando un sensor altímetro para gestionar el análisis de humedad en la presa de relaves.
Gracias al uso de la tecnología GPR, fue posible mejorar el monitoreo y análisis de los muros de la presa de relaves. Con su capacidad para generar imágenes de alta resolución de los materiales del subsuelo, el GPR ha sido fundamental para identificar anomalías relacionadas con la humedad y facilitar el seguimiento continuo de la estabilidad de los muros. Las evaluaciones mensuales de los niveles de humedad en relación con el muro de la presa de relaves han permitido la identificación temprana de posibles riesgos y peligros, lo que ha conducido a una operación minera más segura y optimizada.
Al instalar un GPR en un dron, los levantamientos pueden realizarse de manera más eficiente, rentable y segura, ya que permite ver a través de la superficie del suelo, rocas y entornos peligrosos sin poner en riesgo al personal. Esta tecnología innovadora ofrece una solución adicional para mejorar las operaciones de topografía y prospección.