Análisis dinámico de una presa de relaves del tipo eje central en FLAC2D – Caso estudio

Abstract

El objetivo principal del estudio es evaluar el comportamiento de una presa de relaves con recrecimientos del tipo eje central ante la solicitación de cargas sísmicas. La presa alcanzará aproximadamente 90 m de altura, estará cimentada directamente en roca competente y estará conformada por una presa de arranque y cinco recrecimientos. La principal razón de realizar este análisis fue la de verificar la respuesta de la presa ante la ocurrencia del fenómeno de licuefacción en los relaves ubicados aguas arriba del eje de la presa, de modo tal que la contención de los relaves no se vea comprometida ante un evento sísmico. Para lograr el objetivo del estudio se realizó un análisis de deformaciones permanentes inducidas por sismo en el programa de diferencias finitas FLAC 8.0, utilizando modelos constitutivos no lineales como UBCHYST y PM4Silt. Para este fin fue necesaria la ejecución de un programa completo de ensayos especiales para los relaves que serán descargados en el depósito. Además, se utilizaron tres registros sísmicos de terremotos ocurridos en el Perú: (1) Lima, 1974; (2) Moquegua 2001 y (3) Pisco, 2007. Estos registros fueron ajustados al espectro del sismo MCE de acuerdo a los criterios de diseño de la presa. Para la configuración final de la presa se obtuvieron desplazamientos horizontales en la cresta de 0,30 a 1,00 m, y verticales entre 0,50 a 0,80 m. En los bancos intermedios los desplazamientos horizontales estuvieron en el rango de 0,60 a 1,00 m, y los verticales en el rango de 0,20 a 0,30 m. Estos resultados indicarían que podría haber deslizamientos superficiales en los bancos de la presa ante la ocurrencia del evento sísmico de diseño, por lo que será necesario realizar trabajos de remediación locales. Además, no se observan deformaciones cortantes en el cuerpo de la presa que indique la generación de un mecanismo de falla global hacia aguas arriba o agua abajo de la presa. Finalmente, y de acuerdo a los criterios de análisis considerados, se espera que no haya pérdida en la contención de los relaves ante la ocurrencia del sismo de diseño. Adicionalmente, se verificó el comportamiento postsismo de la presa considerando la reducción de la resistencia en las zonas de relaves licuadas, sin embargo, no se obtuvieron deformaciones significativas adicionales a las generadas por el sismo.