No se debe subestimar la importancia de un TSF bien diseñado

Por Steve Fiscor, Editor-en-Jefe

El plan para unas instalaciones de almacenamiento de relaves comienza mucho antes de romper el suelo. (Gord McKenna, 2010–Creative Commons)
El plan para unas instalaciones de almacenamiento de relaves comienza mucho antes de romper el suelo. (Gord McKenna, 2010–Creative Commons)

Desde el punto de vista de la ingeniería de minas, diseñar un centro de almacenamiento de relaves (TSF en Inglés) es una de las tareas menos glamorosas. Sin embargo, es un aspecto de la operación minera que puede impactar a un proyecto desde su inicio hasta el final. Cuando las cosas van mal con los TSF el impacto puede ser grande.

La forma en que las faenas mineras manejan los sistemas de relaves varía según la región y la materia prima. Obviamente, una mina operando en un ambiente árido, especialmente esas que pagan por el bombeo de agua hasta un lugar o que tienen limitados recursos hídricos en faena, quisiera reciclar tanta agua de proceso como sea posible. Hay faenas en que la contención y la sedimentación son más importantes que la recuperación de agua. La integridad estructural del tranque debe ser sólida y cada diseño de TSF debe tomar en cuenta las condiciones particulares del lugar, considerando, aunque no necesariamente limitándose a, su configuración geotécnica, configuración geoquímica, configuración geológica, disponibilidad de materiales de construcción, configuración hidrológica, permisos requeridos, requisitos de cierre de faena e impacto potencial en el medioambiente. Por esta razón, el diseño de cada TSF es único y tiene que considerar todos los elementos que puedan afectar la operación y funcionalidad de las instalaciones en el largo plazo y los requisitos de cierre aplicables a las instalaciones.

Con posterioridad al comunicado de Mount Polley, Al Hoffman, el inspector jefe de minas del Ministerio de Minería de Columbia Británica, promulgó una directriz para inspección, por parte de terceros, a todos los TSFs en Columbia Británica. La industria minera respondió de una forma muy responsable, con una actividad febril en torno a la ingeniería de los TSFs y un deseo de garantizar que cada uno de sus TSFs fueran diseñados apropiadamente y que las instalaciones estuvieran siendo operadas de acuerdo al diseño. Como resultado, se han realizado muchas revisiones por terceros para evaluar las instalaciones que operan alrededor del mundo.

COMPRENDIENDO LA METODOLOGÍA
Muchas consultorías de ingeniería ofrecen servicios de diseño para almacenamiento y gestión de relaves. NewFields es una de esas firmas. Fundada en 1995 para brindar una alternativa rentable a las grandes firmas institucionales de consultoría en ingenierí y medioambiente, pone énfasis en una metodología orientada a dar soluciones para tareas de consultoría. Ahora con casi 20 años de experiencia y más de 300 trabajadores localizados en 21 oficinas en tres continentes, NewFields cree que su método funciona. Además de los nuevos clientes, ellos están reteniendo clientes ya existentes, una consecuencia resultante de relaciones basadas en la confianza que han durado por varias décadas.

Con sede en Atlanta, Georgia, NewFields tiene varios subgrupos, que operan en forma autónoma. NewFields es un tipo diferente de servicio de consultoría, explicó Carl Burkhalter, un asociado de NewFields. “Nuestro grupo, NewFields Mining Design & Technical Services, se especializa en minería con oficinas en Denver, Colorado, Reno, Nevada, y Elko, Nevada,” dijo Burkhalter. “Nos enfocamos en diseño de ingeniería, gestión de la construcción, y control y aseguramiento de la calidad (QA/QC) de la construcción de instalaciones de relaves y canchas de lixiviación, ingeniería civil general para infraestructura, y servicios geotécnicos para minas.”

Otro subgrupo, NewFields Mining & Energy, con sede en Montana, se especializa en la parte ambiental y de obtención de permisos del negocio, desarrollando Declaraciones de Impacto Ambiental (EIS), estudios de línea base, Evaluaciones Ambientales (EA), obtención de permisos, cierre de plantas, etc. Existen 13 otros grupos dentro de la compañía que se especializan en diferentes aspectos de la ingeniería civil, ambiental y geotécnica.

Burkhalter ha estado involucrado directamente con el diseño de TSFs por más de 25 años. Más recientemente, dijo que ha visto mucho más énfasis en la recuperación de agua de releves usando tecnología de espesado o filtrado (pila-seca). “Estas prácticas funcionan particularmente bien para aquellas minas donde se necesita recuperar el agua de proceso o minas que tengan un espacio de almacenamiento de relaves limitado,” dijo Burkhalter. “Las prácticas varían ampliamente a través de los ‘continuos relaves,’ que incluye todo desde embalsar pulpas hasta operaciones filtradas (pila-seca).”

Un ingeniero realiza un ensayo de permeabilidad en un dique.
Un ingeniero realiza un ensayo de permeabilidad en un dique.

La forma más común de TSFs es para pulpas que contienen un 35% a 55% de sólidos por volumen. Básicamente los relaves son descargados detrás del tranque. Los relaves decantan y el agua se recupera desde el embalse o se evapora. Con relaves espesados, se elimina más agua, los relaves espesados se bombean hasta el área de deposición (o bajo tierra en relleno con pasta) y los relaves forman taludes más inclinados porque son menos fluidos. Para procesos filtrados (apilado-seco), la filtración se usa para reducir el contenido de humedad hasta un rango que se acerque el contenido óptimo de humedad tal como lo define la ASTM D-698, Métodos de Prueba Estándar de Métodos de Compactación de Suelo en Laboratorio. Normalmente los relaves son acarreados y/o transportados hasta el área de disposición y compactados para formar una pila seca.

“Todos estos proceso tienen ventajas y desventajas,” dijo Burkhalter. “Los costos de capital asociados a relaves espesados, filtrados y en pasta son mucho mayores que para los relaves de pulpa convencionales. La recuperación de agua es la clave. Si la necesidad de contar con una mejor recuperación de agua justifica la inversión, entonces esas tecnologías funcionan bien.”

Cuando la falta de agua no es motivo de preocupación, explicó Burkhalter, los embalses convencionales son los TSFs menos caros para construir y operar. Estos sistemas pueden ser diseñados para ser completamente seguros, pero se debe prestar especial atención en las áreas de enfoque citadas anteriormente debido a las soluciones de proceso que normalmente vienen con las instalaciones de relaves convencionales. “Los sistemas TFS convencionales pueden variar, pero los principios siguen siendo los mismos,” dijo Burkhalter. “Por ejemplo, algunas faenas pueden usar un sistema de descarga rotatorio, mientras que otras usan una descarga en un solo punto. Dependiendo de la naturaleza de los relaves o de su jurisdicción, puede que el embalse tenga que estar revestido. La mayoría de los embalses están diseñados con drenaje subterráneo para drenar y consolidar el relave y/o reducir el cabezal de presión potencial en los sistemas de revestimiento.”

Los costos y los controles medioambientales son elementos importantes en cuestión de manejo de relaves, dijo Burkhalter. “Unas instalaciones bien diseñadas, con una calidad de construcción apropiada, minimizará no sólo el costo asociado a la gestión y manejo de los relaves, sino también minimizará los riesgos.”

Trabajar con NewFields le permite a Burkhalter hacer una de las cosas que más le gusta: ayudar al propietario/ingeniero a construir unas instalaciones respetuosas con el medioambiente sin tener a un costo razonable. “Al final, todos quieren sentirse orgullosos de sus instalaciones,” dijo Burkhalter. “Hace poco ayudamos a un cliente en México con su diseño de un tranque de relaves pequeño. Revisamos las especificaciones para el tranque y los materiales de construcción disponibles. Descubrimos que usando material de construcción ordinario, que estaba fácilmente disponible, se podría construir un tranque sólido que satisfaga sus necesidades, y poder ahorrar una gran cantidad de dinero.”

CUMPLIENDO LAS DIRECTRICES
La directiva en Columbia Británica ordena a cada faena minera a realizar una Inspección de Seguridad de Tranques (DSI) el 1 de Diciembre. La DSI debe abarcar todas las estructuras del tranque para todos los TSFs y debe ser realizada por un ingeniero profesional calificado. La DSI luego debe ser revisada por un ingeniero externo independiente calificado de una firma que no haya estado relacionada con el diseño original del TSF. Los gerentes de la mina deben presentar cualquier recomendación ya sea para la DSI o para la revisión independiente al inspector jefe de minas de Columbia Británica.

NewFields ha estado ayudando activamente a una gran cantidad de minas con la directiva, explicó Burkhalter. “Todos los TSFs tienen un ingeniero de registro que diseñó o supervisó la construcción de las instalaciones,” dijo Burkhalter. “Esa persona, que es un ingeniero registrado ya sea en los EEUU o en Canadá, estampa el informe y planifica. NewFields habitualmente brinda estos servicios y también puede proporcionar las revisiones externas independientes.”

“Actualmente estamos trabajando con varias empresas en el cumplimiento de la directiva de Columbia Británica,” dijo Burkhalter. “Asimismo, otras firmas de ingeniería están revisando los tranques que diseñamos. Un ingeniero independiente revisa todo y hace recomendaciones. Es prudente desde el punto de vista ingenieril tener otro par de ojos mirando las instalaciones.” Burkhalter también indicó que, “el proceso de revisión externa era una práctica común entre algunas de las empresas mineras más grandes, incluso antes que se emitiera la directiva.”

NewFields también está ayudando a empresas Canadienses que operan en el extranjero y que diseñan y operan todos sus tranques según los estándares Canadienses. “Hemos brindado asistencia a nuestros clientes en América Latina, ayudándolos a cumplir las directrices Canadienses de seguridad para tranques,” dijo Burkhalter.

En años recientes, ha habido una serie de incidentes que han destacado los posibles riesgos financieros y medioambientales asociados a las fallas en tranques de relave. “Quienes operan las minas comprenden que estas son instalaciones de alta-responsabilidad,” dijo Burkhalter. “Ellos están muy consientes de los riesgos asociados a sus TFSs y saben que es de suma importancia garantizar que las instalaciones sean adecuadamente diseñadas y operadas. El diseño del sistema también puede afectar los planes de cierre de la mina. Estos proyectos, por lo tanto, deben ser bien planificados desde el principio del proceso de obtención de permisos hasta el final de la vida útil del proyecto.”

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