Segunda parte
En la primera parte de este informe se pudieron revelar detalles relevantes sobre las normativas nacional y extranjera a las que se acoge la empresa minera de capitales chinos, operadora de Mirador; el cronograma de construcción y de la normativa nacional y su modificación; el rediseño prácticamente elaborado durante dos años; el modelo de fiscalización de la construcción y los recursos de la empresa destinados al monitoreo de la estabilidad de la presa de relaves Tundayme, ubicada a 2,5 kilómetros de la comunidad más cercana.
Presentamos la segunda parte de la respuesta de la minera Ecuacorriente S.A. (ECSA), al cuestionario de 17 preguntas que envió Vía Minera. Las preguntas están relacionadas con las principales causas para la rotura de presas de relaves, con el sistema constructivo, los estudios geotécnicos o de dinámicas del suelo, y el programa de capacitación y reacción con los trabajadores y la comunidad ante una eventual amenaza natural o falla del sistema de monitoreo y alarma, a la estabilidad de las presas de relaves Tundayme y Quimi, infraestructuras fundamentales de su mina de cobre.
El “Informe ejecutivo de depósitos de relaves- mina Mirador”, firmado por el ingeniero César Vásquez, gerente del Departamento de Gestión de Depósitos de Relaves, es la forma que tomó la respuesta y la reproducimos en una segunda parte a continuación.
Criterios de diseño y aspectos importantes del depósito
Análisis de riesgo
El análisis de riesgo se realizó a partir de una configuración preliminar de la geometría de la presa del depósito de relaves Tundayme (DRT), así como de la metodología constructiva y materiales disponibles para la construcción de ésta. El consultor diseñador utilizó la metodología denominada FMEA (por sus siglas en inglés Failure Mode and Effects Analysis), la cual permite identificar y evaluar posibles fallos. Esta metodología se utiliza para eliminar, prevenir o mitigar los riesgos antes de que ocurran los fallos.
Luego de este análisis, se obtienen los diversos modos creíbles y/o hipotéticos de falla, con lo cual se realiza el modelamiento hipotético de una rotura de la presa y determinar sus posibles consecuencias, con estos resultados y siguiendo los lineamientos de las guías de la Asociación Canadiense de Presas (CDA, por sus siglas en inglés) se clasifica la presa de un depósito de relaves conforme a la consecuencia de falla.
Con esta clasificación por consecuencias de falla y los modos de falla creíbles y/o hipotéticos, el consultor de diseño toma como partida una serie de criterios técnicos en donde asume los parámetros más rigurosos para el diseño de la presa, los cuales permiten obtener una estructura más robusta y confiable, con la finalidad de brindar la mayor seguridad posible. Llevando a la eliminación del riesgo o en su defecto minimizándolo, para que en caso de que ocurra no produzca un colapso de la estructura, sino que a lo mucho la estructura presente una deformación admisible ante tal evento.
Conforme la normativa ecuatoriana vigente y como buena práctica de diseño, para todos los depósitos de relaves se debe simular un modelo hipotético de rotura. Esto no significa que la estructura vaya a fallar, sino que es mandatorio y este modelo permite generar mapas de inundaciones, cuya finalidad es conocer el tiempo en que esta hipotética inundación llegará a una zona de interés. Con esta información se elabora el “plan de emergencia”, el cual ya ha sido socializado con los pobladores y su actualización es anual.
Entre los principales riesgos bajo los cuales se simula un “modelo hipotético de rotura” se consideran los siguientes:
1) Sismicidad,
2) Precipitaciones máximas,
3) Piping o tubificación,
4) Actividades operacionales.
Consideraciones sísmicas
La ingeniería ha considerado un diseño sísmico específico para la zona de la mina Mirador, para lo cual ECSA en su etapa de actualización conforme a la normativa vigente, desarrolló 3 estudios de peligro sísmico con empresas internacionales de USA, Canadá y Perú.
El depósito de relaves Tundayme ha sido diseñado para soportar el “máximo sismo creíble” que puede darse en la zona donde está implantado.
El valor de ese máximo considera la “aceleración máxima del suelo”, los valores de diseño adoptados se encuentran por encima de los que establece la zonificación sísmica de la Norma Ecuatoriana de la Construcción; teniendo que dicha norma establece para esta región del país, una aceleración a nivel del basamento rocoso igual a 0,3 gravedades (g); mientras que el valor máximo de aceleración del suelo a nivel del basamento rocoso considerado para el depósito es de 0,69 g y el “coeficiente sísmico horizontal” utilizado en los software de modelación para los análisis de modelamiento numérico es del 50% de esta máxima aceleración.
Para mitigar los posibles efectos de la actividad sísmica se tienen las siguientes estrategias:
Diseño geométrico: la presa alcance una altura de 320 m (810 msnm – 1130 msnm), mientras que su base tendrá hasta 1800m de longitud, entonces la relación de esbeltez (es la base dividida para la altura) nos da una relación de 5,62. Este valor es bastante elevado, es decir una presa muy robusta.
Metodología de construcción aguas abajo: Menos vulnerable a la acción de un sismo.
Selección del material: El Instructivo 043 establece la consideración de la licuefacción estática de los materiales de construcción de la presa. Por lo que ECSA viene construyendo su presa para relaves con materiales pétreos y que predominantemente se clasifican como gravas y rocas (80%) con bajos contenidos de arenas (10%) y finos (10%).
Sistema de drenaje: Para el control de las presiones de poro y control de agua lluvia a nivel de cuerpo de presa y posibles filtraciones hacia la fundación, el diseño consideró la construcción de un filtro inclinado, tapetes drenantes y drenes de derivación, los cuales se encuentran conectados a un dren basal que desemboca aguas abajo del pie de la presa.
Consideraciones hidrológicas e hidráulicas
ECSA a través de su consultor realizó un estudio completo en donde se determinaron las precipitaciones extremas para la zona del depósito Tundayme, el cual ha sido diseñado para soportar una “precipitación máxima probable” calculada en 314,1 mm en 24 horas. Una precipitación de esas características genera una “inundación máxima probable” lo que daría lugar a un flujo de 14,4 millones de m3; bajo estas consideraciones se ha diseñado la presa con un borde libre que asegura sin problema el almacenamiento de este volumen.
Adicional a esto, en el DRT existen dos sistemas de estructuras hidráulicas importantes:
1) Un sistema de derivación del río Tundayme con capacidad de desviar 123 m3/s; y,
2) El sistema de drenaje y control de inundaciones ubicado estratégicamente en el interior del embalse, cuya capacidad de descarga es de 150 m3/s. Estas estructuras son principalmente obras subterráneas y son inspeccionadas semestralmente.
Mitigación del piping o tubificación
Para eliminar este riesgo el diseño contempla tres aspectos:
1) La impermeabilización de la cara aguas arriba (la cara que está en contacto con los relaves) establecida en los diseños sirve para minimizar posibles infiltraciones y proteger los recursos hídricos aguas abajo, así como para proteger el cuerpo de la presa. Este sistema incluye una capa de arcilla y 3 capas de geosintéticos.
2) Sistema de drenaje interno de la presa compuesto por filtro inclinado, tapetes drenantes, drenes de derivación y dren basal.
3) Materiales del cuerpo de presa el material típico de construcción es rockfill, que minimiza al máximo los riesgos de tubificación.
Actividades operacionales
Para evitar riesgos por errores operacionales, ECSA ha implementado varias acciones como son:
▪ Aplicación de manuales de operación, mantenimiento y vigilancia.
▪ Implementación de gestión de la calidad.
▪ Supervisión durante la construcción.
El Manual de Operación, Mantenimiento y Vigilancia del DRT recopila todos los procedimientos operativos para operar de manera segura el depósito de relaves.
Antecedentes del depósito de relaves Quimi
El depósito de relaves Quimi (DRQ) tuvo dos fases constructivas. La primera fase fue desarrollada mediante la ingeniería que realizó la consultora especializada ENFI de nacionalidad China, que permitió operar la mina Mirador durante la etapa de pruebas.
El diseño de la segunda fase fue realizado por la empresa chilena Shimin, cuyo objetivo fue realizar un recrecimiento de 5 metros de alto mediante la metodología constructiva de eje central.
La construcción de la primera fase consistió en una presa de arranque o starter dam, construida en sus tres lados en un solo proceso, para ello se usó material de empréstito (materiales rocosos, gravas y elementos granulares finos), y su ejecución se dio entre octubre de 2017 y octubre de 2018, la cota del coronamiento alcanzó la elevación de 802 msnm, llegando a una altura máxima de 24,85 metros.
Nueva ingeniería de la relavera Quimi
Esta ingeniería fue desarrollada por la consultora especializada Shimin, la cual trabajó bajo las recomendaciones del Instructivo 043 y su construcción se llevó a cabo entre el 15 de enero al 8 de agosto de 2021, en esta fase se elevó la presa en 5m de alto y su recrecimiento fue mediante eje central, usando materiales rocosos, gravas y elementos granulares finos.
La altura máxima es de 29,85 m y está asociada a la elevación final del coronamiento y corresponde a 807 msnm, con una longitud de 2.257 m y un ancho de coronamiento igual a 19 m; con taludes de 1.75H:1V (aguas abajo) y 2H:1V (aguas arriba), este depósito también cuenta con un canal perimetral al pie del talud del dique y un vertedero de emergencias.
El depósito de relaves Quimi tiene una capacidad de almacenamiento de 11 millones de m3 y cuando finalizó su operación el 8 de agosto de 2021 su volumen almacenado fue de 10,7 millones de m3.
En cuanto al manejo de eventos extremos, el DRQ no recibe aportes de ningún afluente externo, es decir, su única fuente de agua es la lluvia directa que cae sobre la superficie del embalse. Frente a una “precipitación máxima probable”, la generación de una “inundación máxima probable” ha sido calculada en 10,29 m³/s. Para ello, se dispone de un vertedero de emergencia con capacidad de descarga de 44 m³/s, lo que asegura una respuesta adecuada ante eventos hidrometeorológicos extremos.
Quimi es un depósito que ya no recibe relaves y se encuentra en constante mantenimiento, y es monitoreado y vigilado de manera permanente. Actualmente se está desarrollando una ingeniería de cierre con la consultora KCB y su ejecución va a ser progresiva a lo largo de la vida útil de la mina.
