Ingeniero Civil, Mención en Estructuras, Construcción y Geotecnia / El presente trabajo de título consiste en estudiar experimentalmente el efecto de la fábrica y la estructura en la resistencia al corte no drenado de relave integral proveniente del tranque de relaves de cobre Ovejería. Para esto se realizó un modelo experimental que consta de un contenedor de acrílico que permite simular condiciones de depositación, almacenamiento y drenaje. Se desarrolló una metodología de descarga, que permitió fabricar muestras depositadas en laboratorio con densidades mayores al 75% de la densidad máxima compactada seca, simulando los relaves depositados en la cubeta de un tranque de relaves compuesto por uno, dos y tres ciclos de depositación. Este trabajo reporta ensayos de caracterización del relave, ensayos de corte simple y ensayos triaxiales consolidados isotrópicamente no drenados (CIU). Los ensayos de corte simple se realizaron en muestras compuestas por un ciclo de depositación y muestras remoldeadas obtenidas mediante el método de apisonado húmedo (wet tamping), a tensiones verticales entre 0,5 y 4 kg/cm2. Los ensayos triaxiales CIU se realizaron en muestras compuestas por dos y tres ciclos de depositación y en muestras remoldeadas (envejecidas y sin envejecer), obtenidas también mediante el método de apisonado húmedo, a presiones efectivas de cámara entre 1 y 6 kg/cm2. Los resultados de ensayos de corte simple y triaxiales CIU muestran que, tanto las muestras depositadas en laboratorio como las muestras remoldeadas, tienen un comportamiento contractivo. Sin embargo, en ambos ensayos la resistencia de las muestras depositadas en laboratorio es significativamente mayor que las muestras remoldeadas, llegando a diferencias cercanas al 50%. Esta tendencia se produce a pesar de que las muestras remoldeadas presentan un menor índice de vacío (mayor densidad). Este resultado es consistente con la diferencia en las líneas de estado último en el espacio e-p de los ensayos triaxiales CIU para muestras compuestas por dos y tres ciclos de depositación y muestras remoldeadas, lo cual es atribuible a un efecto de fábrica y estratificación.

El departamento de Huancavelica dispone de gran inversión en el sector minero, en el distrito de Córdova (provincia de Huaytará) se ubica la mina Pumacahua cuyo mineral principal es el oro, concretamente en la Quebrada de Huinchulla en la cabecera del Río Grande. La minera COSTEÑA S:A. planea extraer dicho mineral, produciendo durante 10 años de vida útil 945 toneladas de relaves al día. La técnica que se va a emplear de extracción emplea cianuro, un componente altamente contaminante que va a estar mezclado con el relave obligando a tener un especial cuidado con estos residuos. El relave podría contaminar el subsuelo, el aire, la vegetación, la fauna y el agua. Para ayudar al almacenamiento de los deshechos mineros, se va a diseñar una presa de material de préstamo en dos fases con la metodología hacia aguas abajo. La presa de relaves es la alternativa óptima económica y técnicamente y con menos impacto en el entorno. Las actividades mineras suelen llevarse a cabo en el curso alto de los ríos, igual que ocurre en este caso, el agua provoca numerosos impactos en el ecosistema desde el nacimiento de los cursos hídricos y durante todo su cauce hasta la desembocadura en el mar, y esta mina no es la excepción. Para minimizar los daños al entorno se diseña una derivación del cauce del río hasta aguas abajo de la presa, y además, debido al contenido de cianuro hay obligación de implantar una membrana impermeable en la presa y en el terreno. En caso de no disponer de un emplazamiento controlado de almacén, se provocaría un impacto contaminante en el entorno y más este relave con cianuro (Argota et al., 2015). Impactos contaminantes altos suponen que el Estado sancionaría a la empresa minera con multas e incluso con clausurar la planta. Para evitar esta situación, este proyecto se diseñó una presa con un cálculo hidráulico y de estabilidad estática, puesto que la principal causa de colapso de estas obras es el deslizamiento de sus taludes (Oldecop y Rodríguez, 2007). / Tesis

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil / Debido a la creciente tasa de producción de cobre en Chile junto a una tendencia a la baja de ley del mineral, la producción se traduce en mayores toneladas de material procesado implicando mayores consumos de agua en la industria. Por otra parte, las faenas mineras, que habitualmente se emplazan en zonas áridas del país, se enfrentan a estrictos estándares medioambientales que buscan un mayor control y regulación del uso de agua fresca para propósitos industriales; lo que fomenta el uso de nuevas estrategias y/o tecnologías orientadas a reducir el consumo de agua fresca. El presente trabajo tiene como principal objetivo evaluar posibles mejoras en la recuperación de agua para la gran minería chilena del cobre asociadas a la elección de distintas secuencias de operación de un tranque de relaves convencional dividido en celdas interiores. Este trabajo explora estrategias para la reducción de las pérdidas de agua en la cubeta de los tranques de relaves, de forma de incrementar la recuperación de agua desde la misma. Las pérdidas en la cubeta, que disminuyen la recirculación de aguas, se asocian principalmente al atrapamiento de agua en los poros del relave depositado y la evaporación; fenómenos asociados a la sedimentación, consolidación, secado y resaturación de relaves, y que en este trabajo se evalúan a partir de datos de ensayo de laboratorio de un relave de cobre típico de gran minería Chilena, la modelación en diferencias finitas mediante CONDES0 del fenómeno de consolidación y la modelación en elementos finitos mediante SEEP/W de la etapa de secado y resaturación. La evaluación del caudal potencial a ser recuperado desde la laguna de aguas claras se estudia para un tranque de relaves de 10 km2 dividido en seis celdas de 1.66 km2 para tres secuencias operacionales de depositación que corresponden a una depositación de siete días por celda, 14 días por celda y 28 días por celda para una producción de 100.000 ktpd de relaves durante un periodo de un año. Los resultados obtenidos indican que una operación de depositación con mayor cantidad de días por celda se transforma en una alternativa que permite generar un mayor caudal de recuperación mientras que el agua atrapada se mantiene alrededor del 50% para todos los planes operacionales. Sin embargo, una mayor cantidad de días de depositación por celda requiere una celda más alta y con mayor volumen de obras de contención lo que puede estar asociado a mayores problemas de estabilidad.

Actualmente los problemas que se generan debido a las explotaciones mineras se viene controlando mediante una política de control de impacto ambiental que en este punto se aplica con la habilitación de depósitos de relaves. La descarga descontrolada de grandes cantidades de relaves directamente a ríos, lagos o playas del mar es frecuente; sin embargo, en la mayoría de las 176 minas en operación en el Perú, se han construido presas de relaves con el fin de mantener éstos residuos mineros lejos de los arroyos y ríos, es por eso que actualmente existe una cantidad desconocida de depósitos de relaves activos e inactivos. Muchos de estos depósitos han llegado o están por llegar a su máxima capacidad de almacenamiento, es por eso que se debe tener un plan de contingencia para poder obtener un mayor volumen de almacenamiento de los residuos mineros. Por los problemas anteriormente mencionados, en el presente proyecto se plantea la elevación de los depósitos de relaves en la mina Cobriza (Zona Norte en expansión Cobriza y El Platanal), para lo cual fueron necesarios realizar diversos estudios, entre ellos el Estudio del terreno de fundación, del material de relleno (Cantera Cobriza), del material de relave y de la estabilidad del depósito propiamente dicho. Con este proyecto se planea controlar con el problema de contaminación en el Río mantaro que se puede presentar si estas presas superan su máxima capacidad de almacenamiento, de igual manera evitar la contaminación de los Suelos y evitar el contacto de los pobladores con el material de desecho.

Uma barragem de rejeito é uma estrutura de terra, e o método mais utilizado para a disposição de rejeitos de mineração, atividade econômica de grande peso na receita nacional, porém, é um tipo de construção de elevado risco, cujas falhas históricas causaram impactos catastróficos à sociedade e ao meio ambiente, vide rompimento da Barragem de Fundão, em Mariana-MG. Por este motivo, este estudo visa revisar os conceitos envolvidos em um projeto de barragem de rejeitos, suas etapas e diferentes alternativas, e, posteriormente, sugerir dados hipotéticos para elaborar um projeto tecnicamente viável, cujo método de alteamento é a montante. Para o projeto, foram utilizadas ferramentas computacionais para realizar diversas análises, como percolação de água, evolução de pressões no solo e deformação, para compreender melhor o funcionamento de uma barragem e como as nossas decisões de projeto o afetam, assim como o seu desempenho. / A tailings dam is a land structure, and the most widely used method for disposing of tailings, a major economic activity in national revenue. It is a high-risk construction whose historical failures have caused catastrophic impacts on society and the environment, like the accident at Fundão dam in Mariana-MG. With this in mind, this study aims to review the concepts involved in a tailings dam project, its stages and different alternatives, and later to suggest hypothetical data to elaborate a technically feasible project, whose method is upstream. For the project, computational tools were used to perform various analyzes, such as percolation of water, evolution of soil pressures and deformation, to better understand the operation of a dam and how our design decisions affect it, as well as its performance. / Una represa de relaves mineros es una estructura para almacenar residuos de la actividad minera, y es el método más utilizado para la disposición de relaves mineros, actividad económica de grande peso en el ingreso Nacional. Es un tipo de construcción de elevado riesgo, cuyas fallas históricas causaron impactos catastróficos a la sociedad y al medio ambiente, por ejemplo, el rompimiento de la “Barragem de Fundão”, en Mariana-MG. Con esto en mente, este estudio pretende revisar los conceptos involucrados en un proyecto de represa de relave minero, sus etapas y diferentes alternativas; y posteriormente, sugerir dados hipotéticos para elaborar un proyecto técnicamente viable, cuyo método de disposición es aguas arriba. Para el proyecto, serán utilizadas herramientas computacionales para realizar diversos análisis como flujo de agua, evolución de las presiones de agua en el suelo, y deformaciones; para comprender mejor el funcionamiento de una represa y cómo nuestras decisiones de proyecto lo afectan, así como su desempeño. / Tesis

Geóloga / Chile es un país minero, destacado por ser uno de los mayores productores de Cu en el mundo, los cuales provienen de yacimientos explotados principalmente en la 2°, 3° y 4° Región. Sin embargo, como consecuencia de esta explotación del mineral se producen los relaves, los cuales a la fecha noviembre de 2016 SERNAGEOMIN ha visitado y muestreado 605 depósitos de relaves, de los cuales 100 están activos, 266 inactivos y 239 abandonados. En este trabajo se analizan y estudian alrededor de 12 elementos químicos considerados como estratégicos por la Unión Europea (2014) con el fin de determinar si existe o no una potencial fuente de elementos traza de valor en los relaves chilenos. Sumado a estos 12 elementos, se suman algunos encontrados en concentraciones interesantes en los relaves de Chile. Es por esto que este trabajo pretende entregar una metodología para la caracterización de la génesis y distribución de estos elementos traza categorizados como críticos por la Unión Europea en conjunto con algunos elementos que se encuentran en concentraciones interesantes en los relaves chilenos. Para ello en primera instancia se hace un análisis del catastro de relaves realizado por SERNAGEOMIN, el cual entrega los resultados de los análisis químicos realizados a todos los relaves chilenos. Esta primera fase entrega información acerca de la distribución de estos elementos traza, y como se relacionan con otro elementos u óxidos mayores En conjunto con estos datos se realiza una compaña de terreno en la cual se muestrean 7 relaves distintos. A estos relaves se les hace un análisis químico y mineralógico. Por tanto, los resultados de los análisis químicos se comparan con los obtenidos por Sernageomin para comprobar la congruencia a nivel regional como local, y esta información se contrasta con los análisis mineralógicos en busca de una relación entre ambos análisis para encontrar la génesis de los elementos seleccionados, respaldados a la vez por la bibliografía recopilada. Por lo tanto, se concluye que en los relaves de la 3° y 4° Región ubicados dentro de la Franja Ferrífera las REE (principalmente La, Ce, Nd, Pr) se encuentran asociadas al apatito, el Co a la pirita y posiblemente hematita, el Cr y Ge a la hematita, y el Ga a minerales como las micas (especialmente biotita) y feldespato potásico. Lo cual atribuye un potencial económico a estos depósitos de relaves. Además, elementos con concentraciones interesantes como el Ba y Rb pueden ser encontrados en minerales como feldespato potásico, sericita y biotita, y el V posiblemente en óxidos de hierro como la hematita; lo cual puede incrementar el potencial económico de estos depósitos de relaves. / Programa Tecnológico Estratégico "Recuperación de elementos de valor en depósitos de relaves" de Corfo, Código 16PTECME 66527

Ingeniera Civil Química / La disposición y manejo de relaves mineros en Chile representa un problema de gran envergadura, debido principalmente a la industria minera del cobre. La cantidad de agua retenida en éstos es importante por lo que recuperarla implicaría una reducción en la huella de carbono del proceso productivo minero. Los relaves son efluentes del proceso productivo minero (flotación) y en concreto, son suspensiones de partículas que en su mayoría son minerales formadores de roca (99%). Debido a que las ley del cobre disminuye con el tiempo, es necesario moler más el mineral para obtener más cobre, esto tiene como efecto que los relaves estén compuestos por material sólido particulado aún más fino clasificado como arcillas. Las arcillas presentes en los relaves hacen que su tratamiento tradicional para recuperar agua por sedimentación gravitacional no funcione y por tanto, se recurra al uso de agentes floculantes cuyo objetivo es ayudar a la agregación de partículas para formar aglomerados densos capaces de precipitar. En vista del rápido avance y desarrollo en nanomateriales es que se propone auxiliar un aditivo tradicional como la poliacrilamida aniónica (PAM-A) con el óxido de grafeno (GO) y también estudiar el desempeño de otro tipo de agentes floculantes basados en biopolímeros (alginato de sodio SA y quitosano CS). Además, averiguar si el GO como coagente de alguno de éstos posee alguna mejora. En la investigación se contemplan suspensiones acuosas de minerales finos presentes en éstos (caolinita, montmorillonita y goethita). Específicamente, se observó la formación de los flóculos y la turbiedad del sobrenadante una vez finalizada la floculación. Los sistemas más eficientes fueron: CS a altas dosis (400 g/ton de mineral) para tratar suspensiones de caolinita y montmorillonita al 2%, con más de un 94% de remoción de partículas y GO (50 g/ton) en conjunto a PAM-A (25 g/ton) en suspensiones de caolinita al 2%, con más de un 95% de remoción. El agente comercial por sí mismo (25 g/ton) posee un 95% de remoción para suspensiones de caolinita al 2% y un 92% en el caso de montmorillonita en igual concentración. En conclusión, el CS es un excelente potencial aditivo floculante ya que logra resultados tan buenos como el PAM-A. Por otro lado, este agente funciona en todas las pruebas y el adicionar GO no aclara el sobrenadante ni tampoco ayuda a la formación de flóculos en ningún caso exceptuando el previamente señalado.

Tesis para optar al grado de Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Metalurgia Extractiva / Memoria para optar al título de Ingeniero Civil de Minas / Al agotarse los depósitos ricos en cobre, ha sido necesario explotar aquellos de leyes más bajas, minerales más complejos, y mayores volúmenes para mantener constante la producción de cobre fino. Lo anterior ha significado un aumento considerable del consumo específico de energía, insumos químicos y principalmente agua. Además, la presencia de arcillas ha sido reportada en diversas faenas mineras de la industria nacional y mundial, implicando en muchos casos problemas operacionales en las diferentes operaciones unitarias. Dichos problemas son derivados de los atributos físicos y fisicoquímicos de las arcillas, junto con las condiciones operacionales imperantes, y las interacciones que gatillan dichos efectos no han sido a la fecha completamente caracterizadas y desacopladas en un contexto de mineralogía versus reología. El foco del presente trabajo fue el estudio de relaves de sulfuros de cobre, aquí representados como mezclas de cuarzo, caolinita y bentonita sódica, típicamente compuestos por un 80\% de cuarzo bajo 105 $\mu$m y un 20\% de fracción fina bajo 74 $\mu$m de composición variable. Mediante el planteamiento apropiado de distintos problemas inversos se busca analizar el efecto de la mineralogía, el tamaño de partícula, la presencia de NaCl en el medio líquido (en proporciones relativas al agua de mar) y capacidad de intercambio de cationes en la respuesta reológica de los relaves sintéticos, estudiada a la luz de modelos \textit{ad-hoc}. Se desarrolló un conjunto de métodos que permiten estimar y controlar la variabilidad en los parámetros reológicos a partir de las mediciones de laboratorio. Los modelos de Bingham y Casson resultaron ser los más apropiados para representar el comportamiento reológico de los relaves en el intervalo de tasas de deformación considerado. Luego de la concentración, la mineralogía es el factor que afecta más fuertemente a la reología, siendo la bentonita la especie arcillosa que desarrolla tensiones de fluencia más elevadas incluso en concentraciones bajas. Para suspensiones cuya fracción fina contiene bentonita y caolinita en proporción 1:1, la estabilidad, en términos del potencial zeta de la suspensión, y comportamiento reológico están determinados respectivamente por la bentonita y la caolinita, dando cuenta de interacciones no aditivas. Se encontró que la presencia de NaCl en el medio disminuyó la tensión de fluencia de todas las suspensiones en el rango de salinidad evaluado, debido a que el aumento de la fuerza iónica favoreció la agregación de partículas, disminuyendo la proporción relativa de las que actuaban como puentes formadores estructuras. Cuando se reemplaza parte de la fracción arcillosa por cuarzo fino la tensión de fluencia se reduce considerablemente, sugiriendo la aplicabilidad del \textit{blending} operacional como estrategia para agregar valor al negocio minero. / Corfo-CSIRO

Ingeniero Civil de Minas / El objetivo de esta memoria es analizar la estabilidad física de una presa de relaves espesados ante solicitaciones estáticas y sísmicas mediante el uso de herramientas empíricas, de equilibrio limite y modelamiento numérico. Para llevar a cabo el estudio, se selecciona una geometría y parámetros geotécnicos de los materiales de construcción representativos de una presa de relaves espesados. Para el caso de estudio definido, se realiza el análisis de estabilidad física estática, pseudo-estática, y dinámica, en softwares comerciales de equilibrio limite (SLIDE v7.0) y de elementos finitos (RS2 v9.0) y diferencias finitas (FLAC3D v5.00). En el caso del software RS2 se considera un amortiguamiento Rayleigh, mientras que, en el software FLAC3D se considera un amortiguamiento de tipo histerético Hardin-Drnevich. Para el caso sísmico se considera un registro de aceleraciones sintético que representa a un sismo de diseño de momento magnitud, Mw=8.8, cuya aceleración máxima a nivel superficial (PGA) es de 0.45g. Para esta solicitación sísmica, se procede a comparar los resultados de los métodos empíricos, equilibrio limite y modelamiento numérico con respecto a los factores de seguridad, modo de falla, aceleración de respuesta, y desplazamientos, según corresponda. El objetivo de este análisis es establecer similitudes y diferencias entre las distintas herramientas y metodologías. Los resultados de los análisis estáticos mediante equilibrio limite y modelamiento numérico indican que el modo de falla del muro de contención corresponde a deslizamientos superficiales con factores de seguridad que varían entre 1.8 a 2.0 Con respecto al análisis sísmico, se encuentran asentamientos similares a nivel de la cresta del muro obtenidos mediante los softwares RS2 y FLAC3D. Adicionalmente, estos asentamientos son comparados con fórmulas empíricas (Swaissgood) entregando valores consistentes. Por último, los métodos simplificados de bloque deslizante (Newmark, Gibson) estiman desplazamientos de baja magnitud en comparación a las formulas empíricas y modelamiento numérico.

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero Forestal / Un estudio comparativo de concentraciones de algunos elementos traza fue llevado a cabo para dos especies forestales estabilizadoras, Acacia saligna y Eucalyptus camaldulensis, ubicadas sobre un complejo de tranques de relaves. Los tejidos vegetales y los sustratos fueron muestreados tanto en sitios cubiertos por los relaves como sitios aledaños (grupo control) de manera de evaluar las concentraciones y distribución de elementos traza en los tejidos de las plantas (hojas, ramas, frutos, tallos y raíces). Los sustratos de relave fueron muestreados a dos profundidades, determinándose, en cada uno de ellos, las fracciones biodisponibles y totales de los elementos Cu, Mn, Fe y Zn. En términos generales, se presentaron diferencias significativas entre los sitios muestreados, acumulándose una mayor cantidad de elementos traza en los individuos ubicados en el grupo relave tanto para tejidos vegetales como para los sustratos. En el caso de Acacia saligna el elemento que presentó la mayor acumulación fue el Fe, principalmente ubicado en las raíces con un comportamiento similar tanto en el grupo control como en el relave. Las concentraciones de Cu fueron más altas en las raíces de los individuos ubicados en el grupo relave. El Zn presentó mayores concentraciones en el grupo relave pero se distribuyó homogéneamente entre los tejidos. En general, el comportamiento de los elementos trazas en Eucalyptus camaldulensis fue similar al presentado en Acacia saligna salvo las concentraciones de Mo las cuales fueron menores.