Análisis de deformaciones inducidas por cargas sísmicas de una presa de relaves en FLAC

Abstract

Las presas de relaves son estructuras importantes en la actividad minera, diseñadas para almacenar residuos generados durante el procesamiento de minerales. Su estabilidad frente a eventos sísmicos es de especial preocupación en regiones altamente sísmicas, como la costa peruana, donde se exige criterios de diseño más rigurosos. El presente estudio tiene como objetivo principal evaluar el comportamiento sísmico de una presa de relaves mediante análisis numérico avanzado considerando la ocurrencia del Sismo Máximo Creíble (MCE, por sus siglas en inglés). La presa analizada alcanzará una altura aproximada de 40 metros, será construida en tres etapas mediante el método de recrecimientos aguas abajo y estará cimentada sobre depósitos aluviales de origen marino. Se desarrolla un modelo numérico bidimensional utilizando el programa FLAC, que permite realizar los análisis mediante el método de diferencias finitas. Como parte fundamental del estudio, se incluye la caracterización geotécnica con ensayos de campo y laboratorio, orientados a definir los parámetros dinámicos y la calibración de los modelos constitutivos. Se incorporan los modelos constitutivos UBCHYST y PM4Silt, que representan la respuesta no lineal de los suelos y relaves bajo cargas cíclicas. Asimismo, se incluye la simulación de la construcción secuencial de la presa, seguida de un análisis dinámico en el que se aplican cuatro registros sísmicos MCE. Los resultados de los análisis dinámicos indican que el diseño de la presa es adecuado para contener los relaves bajo escenarios sísmicos de diseño máximo creíble (MCE), manteniendo un borde libre remanente superior a 1.0 m. Aunque son probables algunos deslizamientos superficiales en los taludes, la función de contención de relaves de la presa no se verá comprometida. Este trabajo refuerza la importancia del modelamiento numérico como herramienta predictiva y de apoyo al diseño de estructuras de tierra en entornos sísmicamente activos.