Análisis de rotura de 2 presas de jales en México
La elaboración de un estudio de rotura de presa es esencial para evaluar los impactos asociados a la hipotética falla de un depósito de jales, que pueden tener consecuencias significativas para las poblaciones y el medio ambiente. Anddes ha desarrollado una amplia experiencia en la realización de estudios de rotura de presa para proyectos de la industria minera en varios países de la región, aplicando metodologías actuales y simulaciones detalladas. A continuación, se describen algunas consideraciones empleadas en 2 depósitos de jales de estudio de rotura de presa de unidades mineras ubicadas en México.
En el depósito de jales 1, se evaluó una presa construida (método aguas arriba) con jal espigoteado compactado y una altura máxima de 41 m; para el depósito de jales 2, se evaluó una presa recrecida con jal semi seco compactado y una altura máxima de 30 m. En ambos depósitos de jales, se consideraron los escenarios de falla para una condición sunny day y rainy day, que permiten evaluar el comportamiento del jal bajo una situación climática de día soleado (modo de falla por sismo, falla en la cimentación u otros similares) y día lluvioso (modo de falla por desbordamiento o exceso de agua en el depósito).
Para la simulación de los jales liberados se utilizó software especializado RiverFlow2D con el módulo Mud and Tailings Flow que cuenta con la capacidad de simular el comportamiento de flujos no newtonianos en topografías complejas considerando los parámetros reológicos del jal; asimismo, se construyó un modelo de elevación digital en base a la topografía con una extensión de hasta 5 km aguas abajo de la presa donde se pudieron identificar zonas que potencialmente podrían ser afectadas ante una hipotética falla de la presa.
Se estimaron los parámetros de brecha (ancho de brecha, talud de brecha y tiempo de formación de brecha) de una falla gradual de geometría trapezoidal en base a ecuaciones y relaciones estadísticas expuestas en la literatura técnica para un estudio de rotura de presa, considerando las características físicas del depósito, el volumen de jal liberado, el volumen de agua en el depósito y los modos de falla, obteniéndose anchos de brecha de 65 m y 110 m, y tiempos de brecha de 0,33 h y 0,48 h, para el depósito de jales 1 y 2.
El volumen liberado se determinó mediante la superficie de jales no movilizados que queda después del evento de falla (CDA, 2019), obteniéndose volúmenes liberados de 0,28 Hm³ y 0,91 Hm³, y caudales pico de rotura de 590 m³/s y 850 m³/s, para el depósito de jales 1 y 2. Como resultado del modelamiento se obtuvo la huella máxima de inundación (profundidades y velocidades máximas) debido a una hipotética falla de un depósito de jales, con distancias máximas de desplazamiento de 1,5 km y 3,5 km, llegando a afectar infraestructura de mina, cursos naturales de agua y áreas de cultivo.
Debido a las características del jal almacenado en el depósito, este solo se desplazó hasta 3,5 km en la simulación, sin afectar zonas pobladas ni infraestructura pública. Finalmente, los resultados de un estudio de rotura de presa permiten definir los criterios de diseño (sismo y avenidas) del depósito de jales, evaluar la gestión del riesgo del depósito y plantear medidas adecuadas para la seguridad de las comunidades y la protección del medio ambiente, como las distancias de seguridad, puntos de evacuación, sistemas de alerta temprana, simulacros de evacuación, entre otros.
