Uno de los aspectos más complicados y de mayor preocupación para las autoridades al evaluar un proyecto minero, es asegurarse de que la explotación interfiera lo menos posible en el ecosistema y en la seguridad de las poblaciones cercanas y que se cumplan las normativas existentes para todos los aspectos de la operación. En este contexto, la disposición de los residuos mineros es un aspecto clave para la aprobación del proyecto y es preciso recurrir a las evaluaciones más precisas acerca de su comportamiento para garantizar una operación segura.

Más allá de las exigencias técnicas y geomecánicas que implica realizar una obra de infraestructura como es un tranque de relaves, en el caso chileno se suma otra característica de esta región: su alta sismicidad. Un aspecto no menor y que necesita del esfuerzo de los ingenieros y especialistas para extremar las precauciones y asegurar el correcto funcionamiento de las construcciones.

En ese ámbito Itasca S.A., empresa consultora internacional cuya presencia en Chile desde 1993 le hace conocedora de las necesidades de la industria local, da un énfasis especial a los aspectos relativos al modelamiento numérico en sus servicios de geotecnia y geomecánica aplicada, principalmente enfocado en la industria minera y empresas de obras civiles. Itasca S.A. es la subsidiaria para América Latina del grupo consultor Itasca Consulting Group, empresa internacional con oficinas en ocho países y una red de distribuidores de software en otros 18 países.

Consecuentemente con la orientación de la compañía, la filial local se especializa en efectuar análisis de estabilidad para taludes mineros y civiles, caracterización geomecánica de macizos rocosos; diseño y análisis de fortificaciones, diseño y evaluación geomecánica de métodos de explotación minera, desarrollo de monitoreos geomecánicos y sistemas de instrumentación, análisis dinámico de presas y botaderos, así como ventas, capacitación y soporte en software de geomecánica aplicado de desarrollo propio.

De la experiencia de Itasca, ya conocen una serie de empresas locales como son los casos de todas las Divisiones de Codelco, Barrick, Escondida, Collahuasi, Mantos de Oro, entre otras, las que han hecho sus proyectos más exitosos gracias a la colaboración brindada por los profesionales de Itasca S.A.

Construir, modelar y entender la respuesta de una presa de relaves no es un asunto menor; muchos de los yacimientos mineros ven como un verdadero dolor de cabeza la existencia y riesgos involucrados por estas construcciones. Sin embargo, en el caso de Itasca, gracias a la aplicación de software de punta y al entendimiento ganado sobre estas estructuras al cabo de casi 10 años de desarrollar análisis en forma cada vez más rutinaria, la labor se ha hecho menos complicada.

Una de las fortalezas de Itasca, se basa en el know how adquirido en estos años, en el cual conocer las respuestas dinámicas que se dan al interior de las presas, principalmente referidas a la respuesta sísmica y el desarrollo de niveles freáticos al interior de estas estructuras, son sus aspectos de estudio más importantes.

”En todo análisis de una obra de estas magnitudes – indica Loren Lorig, Gerente General de Itasca S.A.- debemos analizar los comportamientos estáticos y dinámicos que se dan al interior de la presa. Esto significa en el primero de ellos, la simulación de la secuencia constructiva del muro, para llegar a una condición inicial en la que se representa la incidencia de un sismo de diseño generalmente definido en base a la historia sísmica del lugar de construcción de la presa. A lo anterior se suman fenómenos no despreciables, como el desarrollo de niveles de agua subterránea al interior de los muros y, en el caso de las presas de relaves, el potencial de licuación de las arenas saturadas, fenómeno extremadamente importante para la estabilidad global —y por supuesto la seguridad— de estas obras”.

“Para obtener una mejor comprensión del comportamiento de estas estructuras , se modelan situaciones extremas bajo supuestos generalmente conservadores, mediante la aplicación de programas computacionales que nuestra casa matriz en los Estados Unidos viene desarrollando, probando y perfeccionando desde hace casi 20 años. Lo anterior nos permite simular situaciones extremas y evaluar cómo responderá nuestra presa”, apunta Lorig.

FLAC

Uno de los programas estrella que Itasca ha desarrollado es FLAC. Este es un software que permite incorporar y analizar los comportamientos no lineales de una estructura conformada por materiales geológicos, simular la presencia de fortificaciones y evaluar cómo estas resistirán a las situaciones a que pueden verse expuestas.

FLAC es un poderoso programa de modelamiento bidimensional de medios continuos, para suelos, rocas y comportamiento estructural. Usado interactivamente o en modo de archivo de datos, es una poderosa herramienta de diseño y análisis general para ingenieros geotécnicos, civiles y de minas, que puede ser aplicada a una amplia variedad de problemas en estudios de ingeniería.

El método de diferencia finitas explícito utilizado por FLAC, lo hace idealmente apropiado para modelar problemas geomecánicos que consisten en varias etapas, tales como excavaciones secuenciales, rellenos y cargas de diversa naturaleza. El método puede aceptar grandes desplazamientos, deformaciones y comportamiento no lineal del material, aún cuando el fallamiento abarque una gran área. El programa trae incorporado un lenguaje de programación desarrollado por Itasca, que permite agregar capacidades de análisis y procesamiento de los modelos acorde con los requerimientos específicos de los diversos usuarios.

La más reciente incorporación a la familia de software geomecánico de Itasca es el programa FLAC/Slope, el cual constituye un modelador de propósito especial diseñado para realizar cálculos de factor de seguridad en análisis de estabilidad de taludes. FLAC/Slope se encuentra disponible desde Enero del 2002 y es incluido como parte de la licencia de FLAC estándar.

“Una de las grandes fortalezas de FLAC es su capacidad para representar comportamientos no lineales de los materiales geomecánicos, por lo que se logra acercamientos más “realistas” a las respuestas de estructuras construidas con estos elementos” apunta Loren Lorig.

El desarrollo de software que realiza Itasca no se ve limitado a este programa, pues existe toda una familia de paquetes de análisis que permiten representaciones tridimensionales, como los programas FLAC3D y 3DEC.

A la fecha, la filial chilena de Itasca consulting Group ha trabajado en la evaluación y desarrollo de cerca de una decena de proyectos de estabilidad dinámica de presas, apoyando con ello la decisión de sus clientes sobre las características que deben tener las presas de relaves que se necesita construir en las faenas mineras o los diseños de presas para riego. En ambos casos se apoya uno de los aspectos clave en cualquier proyecto de ingeniería de nuestros tiempos, como es la seguridad y amistad con el medioambiente.


Seminario Internacional

Preocupados por el hecho que se conozca más del tema, Itasca S.A. se encuentra preparando para los días 7 y 8 de octubre un seminario internacional llamado “Diseño y Análisis Dinámico de Presas” el cual buscará hacer más palpable el tema, así como acercarse a sus clientes sobre las características del análisis de las presas, no solamente para actividades relacionadas con la minería, sino también con las obras civiles.

En su parte medular, el seminario se orientará a la revisión de diversos aspectos prácticos del diseño y análisis de presas, tanto para instalaciones mineras (tranques de relaves) como para obras civiles (presas de material granular). Se hará un especial énfasis en la aplicación del programa FLAC, desarrollado por Itasca y que hoy en día es considerado como el software de análisis geotécnico multipropósito de mayor uso en el mundo.

Se discutirán tópicos relevantes desde el punto de vista del análisis estático y dinámico, así como procedimientos y experiencias en la caracterización geotécnica e hidrogeológica de sitios para presas.

Las charlas estarán a cargo de Peter Cundall, Loren Lorig y David Evans, todos ellos profesionales de Itasca, además de Sergio Barrera, Jefe del Área Relaves de ARCADIS GEOTÉCNICA y Guillermo Noguera, Consultor Independiente y Director de EDIC Ingenieros Ltda.