domingo, 23 de septiembre de 2012

Los grandes desastres medioambientales producidos por la actividad minero-metalúrgica a nivel mundial

Causas y consecuencias ecológicas y sociales (primera parte)

El presente trabajo tiene como objetivo analizar las principales causas de los grandes desastres medioambientales provocados por las actividades minero-metalúrgicas a nivel mundial. Para la realización del mismo se han analizado 363 casos, que incluyen los incidentes y desastres medioambientales más significativos del sector, recogidos en diferentes bases de datos, informes y publicaciones. Entre las principales causas de estos desastres hay que señalar: 1) la falta o incorrecto estudio de impacto ambiental (EIA), 2) el fallo de las estructuras de almacenamiento de residuos (instalaciones, presas, escombreras y pilas de lixiviación, etc.), 3) la no aplicación de las mejores técnicas disponibles (BAT) en las explotaciones mineras, 4) errores en el diseño de las instalaciones, 5) el no uso de las medidas de protección adecuadas en función de los riesgos existentes. La magnitud de estos desastres se ha visto incrementada por varias razones: el comportamiento negligente de las empresas y administraciones, la existencia de poblaciones cercanas, la singularidad y fragilidad ecológica del área de ubicación de las explotaciones mineras, la no existencia en muchos casos de los planes e instalaciones de emergencia, la falta de un plan de ordenación del territorio y la dilatada actividad minera en un área concreta. Todo ello ha dado lugar a que la Unión Europea obligue a todos los sectores productivos a elaborar el documento de las mejores técnicas disponibles (BAT), con vista a reducir estas catástrofes y sus efectos medioambientales.

por Roberto Rodríguez, Luciano Oldecop, Rogelio LinaresVictoria Salvadó

I. Introducción
A diferencia de las catástrofes medioambientales provocadas por sectores productivos como la actividad agrícola, los desastres en el mundo del transporte marítimo y el de la polución atmosférica de las grandes zonas industriales, las catástrofes medioambientales producidas por la actividad minero-metalúrgica se encuentran mucho más localizadas. La causa de estos desastres está relacionada normalmente con la liberación al medio ambiente de importantes volúmenes de residuos sólidos, líquidos y gases. Debido a la naturaleza de la minería y al procesamiento de minerales, los volúmenes de residuos de la actividad minero-metalúrgica son significativamente mayores que los residuos domésticos e industriales juntos. Los volúmenes de residuos mineros generados anualmente en el mundo exceden con creces el volumen total de materiales que mueve anualmente la ingeniería civil en todo el mundo (ICOLD, 2001). La geoquímica característica de los residuos (en particular la movilidad de los componentes metálicos) es una fuente de preocupación e investigación constante por la comunidad científica internacional. Hay que señalar que los residuos generados por la actividad minerometalúrgica se acumulan a perpetuidad sobre la superficie de la Tierra. 

El propósito de este trabajo es analizar algunas de las principales catástrofes e incidentes medioambientales provocadas por la actividad minero-metalúrgica y extraer de ellas las lecciones que se pueden sacar y que sirvan en el futuro para identificarlas y lograr mejoras que reduzcan la incidencia de estas en el medio ambiente y sus ecosistemas.

II. Materiales y métodos
En la realización de este trabajo se emplea la información disponible en la literatura científica, bases de datos y diferentes informes técnicos, los cuales se citan a lo largo del texto. Entre las principales fuentes de información consultadas para la realización del mismo se encuentran los Boletines del Comité Internacional de Grandes Presas (ICOLD, 121), donde se analizan 221 casos de incidente a accidentes de presas de residuos mineros. La colección de casos de fallas de Davies et al. (2001). Las bases de datos en el sitio de Internet WISE son: www.antena.nl/wise/ uranium/mdap.htm/ uranium projet, INGEMMET, UNEP entre otras.

III. Resultados
En este apartado se analizarán diferentes catastros medioambientales que consideramos muestran la problemática ambiental asociada a las actividades minero-metalúrgicas a nivel mundial.

El desatre de Ok Tedi, Nueva Guinea: La falta de estudio de impacto ambiental (EIA)
La mina de Ok Tedi constituye uno de los ejemplos de falta de estudio de impacto ambiental (EIA) y la negligencia gubernamental y empresarial. Esta se encuentra cerca de las cabeceras del río Ok Tedi, en el distrito Norte de la Provincia Occidental de Papua, Nueva Guinea. Situado en una zona remota de Papúa - Nueva Guinea, por encima de los 2000 m en el Monte Fubilan, en una región de alta precipitación y alta actividad sísmica. El desarrollo de la minería ha generado un verdadero desastre medioambiental. Las operaciones mineras se iniciaron en el año 1984. Al inicio de las operaciones, se había construido una presa de relaves, la cual colapsó por el terremoto de 1984. Los temblores sísmicos son comunes en la zona. Sin embargo, el Gobierno dio el visto bueno para que siguieran las operaciones sin ningún tipo de presas, debido a que la compañía alegó que era demasiado caro su reconstrucción. Desde esa fecha hasta la actualidad, han descargado al río 80 millones de toneladas de residuos sólidos y se desconoce el volumen de los efluentes líquidos. El vertido ha cambiado el lecho del río, causando un cambio en la velocidad de flujo, convirtiéndolo en más lento. El vertido de residuos y el aporte de la erosión superficial debido al elevado volumen de precipitaciones han afectado las vías de transporte establecidas por los indígenas en los cauces superficiales del río y efluentes. Las inundaciones causadas por el cauce del río ha dejado plantada una gruesa capa de lodos contaminados en la llanura de inundación, que ha afectado las áreas de cultivo agrícola, entre las que se pueden señalar el cultivo del plátano y palmeras que constituyen importantes alimentos para la dieta local (Burton, 2006; Kirsch, 2006; Australian Associated Press, 2007).

Los problemas de contaminación debido a una mala gestión ambiental han causado grandes daños ambientales y sociales, a las 50000 personas que viven en las 120 aldeas aguas abajo de la mina. El área afectada por las actividades minero-metalúrgicas y sus vertidos es de 1300 kilómetros cuadrados. La concentración de cobre en el agua superficial es 30 veces por encima del nivel normal establecido por la Organización Mundial de la Salud (OMS). Sin que se dispongan de datos de las aguas subterráneas (Kirsch, 1996).

Mina Ok Tedi, en el distrito norte de la provincia occidental de Papua, Nueva Guinea

El fallo de las estructuras de almacenamiento de residuos (instalaciones, presas, escombreras y pilas de lixiviación, etc.)
En este aspecto, el volumen de casos conocidos es significativo, pero en la mayoría de los ellos, la información es fragmentaria, y en muchos casos se desconocen las características propias de los materiales involucrados en los incidentes. De acuerdo al análisis de 251 casos de accidentes de presas de residuos mineros ocurridos en todo el mundo, de los cuales 221 han sido publicados en los Boletines del Comité Internacional de Grandes Presas (ICOLD, 121), las causas más comunes de falla de las estructuras de residuos son las siguientes:
  1. Deslizamiento del talud
  2. Terremoto
  3. Sobrepaso
  4. Problemas de fundación
  5. Tubificación
  6. Falla por problemas en las estructuras auxiliares
  7. Erosión del dique
  8. Subsidencias o colapso del terreno. 
Estas se han enumerado en orden decreciente del número de casos de presas que han fallado por el mencionado mecanismo de falla anteriormente citado y de las que se tiene conocimiento a nivel mundial en función de la literatura científica consultada.

En los apartados siguientes, analizaremos cada uno de los diferentes mecanismos de fallas identificados. El análisis se realizará considerando los diferentes aspectos identificados en la literatura consultada y los casos históricos mejor documentados.

Deslizamiento
De acuerdo al análisis de 251 casos de accidentes de presas de residuos mineros ocurridos en todo el mundo, se identifica el deslizamiento del talud de la presa o de toda la presa sobre su fundación, como la causa más frecuente de rotura. El deslizamiento de un talud ocurre cuando los esfuerzos de corte en una superficie que delimita un bloque de suelo, exceden la resistencia al corte del material. Los eventos que determinan el inicio del deslizamiento pueden ser de diferente naturaleza. En particular, para las presas de residuos mineros, tres situaciones típicas son las que comúnmente desencadenan un deslizamiento de talud:
  1. Elevación de la superficie freática y su aproximación al talud,
  2. Desarrollo de presiones de poro durante trabajos de recrecimiento (ritmo de recrecimiento excesivo que no permite la disipación de presiones de poro), durante la instalación de la cobertura o por tránsito de maquinaria pesada,
  3. Licuación de las zonas saturadas del depósito debido a una acción sísmica.
Situaciones peligrosas también pueden generarse por una operación deficiente u otros factores, como por ejemplo el congelamiento de las capas superficiales que impide el drenaje y provoca el aumento de las presiones de poro. La posición de la superficie freática juega un papel fundamental como factor desencadenante de muchos deslizamientos de taludes. La aproximación de la superficie freática al talud puede ocurrir por:
  1. Elevación del nivel de agua en la laguna de decantación debido a aportes de agua de crecidas o lluvias persistentes o por obstrucción de tuberías de evacuación,
  2. Por infiltración de agua de lluvia,
  3. Por operación inadecuada de la presa (mal manejo del vertido), provocando que la laguna de decantación se aproxime a la presa,
  4. Presencia de mantos de material fino que provoquen la ocurrencia de niveles freáticos colgados. En casos extremos, el nivel freático puede aflorar por la superficie del talud.
Chandler y Tosatti (1995) analizaron la estabilidad del talud de la presa superior de Stava fallada en 1985. El análisis se realizó para cuatro posiciones hipotéticas de la superficie freática (A, B, C y D) que se muestran en la figura.

Condiciones de estabilidad de la presa Stava (dique superior), fallada en 1985, bajo cuatro hipótesis de posición de la superficie freática: A, B, C y D (Chandler y Tosatti, 1995).

Los factores de seguridad que se obtienen para la superficie de deslizamiento mostrada son: 1.35, 1.21, 1.04 y 0.76, considerando cada una de las superficies A, B, C y D, respectivamente. Sabiendo que esta presa no tenía disposiciones específicas para facilitar el drenaje, es fácil pensar que el mecanismo de falla más probable haya sido la aproximación de la superficie freática al talud.

En la mayoría de las presas de residuos mineros, el manejo del agua dentro del depósito es un factor determinante del nivel de seguridad con que se opera. La técnica más habitual para el control del agua freática es hacer que la permeabilidad de los residuos mineros aumente desde el centro del depósito hacia los bordes. El vertido de los residuos mineros se hace en distintos puntos a lo largo del perímetro del depósito, de manera que se forme una playa de baja pendiente por la que los residuos mineros recién vertidas fluyen hacia el centro, donde se ubica la laguna de decantación. El escurrimiento de los residuos mineros sobre la playa provoca una clasificación espontánea de las partículas por tamaño. Las fracciones más gruesas se depositan cerca del punto de vertido, en tanto que los finos se transportan hacia zonas más distantes de la presa. La fracción más fina sedimenta bajo agua en la laguna de decantación. La efectividad de esta técnica para controlar la permeabilidad del depósito depende fundamentalmente de la relación sólido líquido con que se vierten los residuos mineros.

Ensayos en canal realizados por Blight (1994) sugieren que a medida que aumenta la concentración de sólidos del material vertido (residuos mineros más espesos), la efectividad del mecanismo de clasificación disminuye. Esto significa que para un mismo material y granulometría, la variación de la relación sólido/ agua puede tener profundos efectos en la distribución de permeabilidades, y por lo tanto en la posición de la superficie freática. Blight (1994) señaló otros factores que pueden en menor medida influir en la geometría de la playa y en la efectividad del mecanismo de clasificación, tales como el caudal de residuos mineros vertidos y el hecho de que estas fluyan por una superficie seca o húmeda.

Otra técnica utilizada para el control de la granulometría es la de los hidrociclones, que separan el caudal de residuos mineros en una fracción gruesa y otra fina. La primera (arena) se utiliza para el recrecimiento de la presa, en tanto que la fina se deposita en la parte central del depósito. En la actualidad, el diseño de depósitos de residuos mineros tiende cada vez más a incorporar sistemas de drenaje que permiten ejercer un control más directo sobre el agua freática. En número importante de casos de deslizamiento, se sabe que el accidente estuvo precedido por un periodo de lluvias intensas. Debido a la granulometría muy fina de los residuos mineros, el volumen de agua almacenado de forma capilar (a presión menor que la atmosférica) puede ser muy importante. Este volumen reduce considerablemente la capacidad de almacenamiento de agua en los poros del material y como resultado de esto, la infiltración de cantidades relativamente pequeñas de agua de lluvia puede provocar una rápida elevación del nivel freático y la saturación de los residuos con el correspondiente descenso de la estabilidad del talud.

Efecto de la pendiente del talud sobre el deslizamiento
Es evidentemente que la pendiente con que se diseña y construye el talud es uno de los factores primordiales para asegurar su estabilidad. Algunos casos históricos de deslizamiento ocurrieron en taludes construidos con pendientes evidentemente excesivas. Por ejemplo, en el caso de Stava (Italia, figura superior), en 1985, el talud deslizado tenía una pendiente 1:1.2 (39°) (Chandler y Tosatti, 1995) y en el de Fernandinho (Brasil) con pendiente 1:1.1 (42°) (ICOLD, 2001). Se observa que en algunos casos, la pendiente del talud coincide con el ángulo de reposo del material, es decir, el talud es el que resulta naturalmente del volcado del material con que se construye la presa. Es obvio decir que al margen de seguridad de estos taludes es inexistente.

Terremotos
El terremoto de Northridge (California, 1994) provocó la falla de la presa de Tapo Canyon, de 24 metros de altura, utilizada para el almacenamiento de residuos finos provenientes del lavado de áridos. La falla implicó el flujo de una gran cantidad de residuos a lo largo de 180 metros aguas abajo (Harder y Steward, 1996). Afortunadamente, por estar ubicada en una zona despoblada, no provocó víctimas ni otras pérdidas económicas importantes. El depósito se había iniciado en la depresión de una antigua cantera. Para facilitar el drenaje durante su explotación, se había abierto un canal en la roca que desaguaba en un arroyo vecino, que se cerró con material rechazado de la explotación. Luego, la presa continuó recreciéndose hacia aguas arriba con el mismo material. Al momento de la falla, la presa llevaba dos años inactiva, ya que se había detenido su recrecimiento y el vertido de residuos.

Sin embargo, en la mitad este se realizaba el lavado de los camiones mezcladores de hormigón, por lo que en la mitad oeste del depósito existía una laguna en contacto directo con la presa.

Se estima que el terremoto provocó una aceleración máxima entre 0.3 y 0.4 g en el sitio de emplazamiento de la presa. El movimiento indujo la licuación del material de la presa, que se encontraban saturados debido a la proximidad de la laguna y también de los residuos almacenados. Esto produjo una brecha de unos 60 metros de ancho por la que escaparon los residuos mineros licuados. Es probable que la falla se haya iniciado en la zona del antiguo canal de desagüe, con la licuación del material de tapón y que ello haya provocado la falla en cadena de resto de la presa y la licuación de los residuos.

El fenómeno de licuación de materiales granulares (no plásticos) se puede entender fácilmente si se comprende primero la tendencia de estos materiales a reducir su volumen de poros cuando se los somete a deformaciones de corte cíclicas. Cuando un material granular tiene sus poros llenos de agua (condición saturada), estos cambios de volumen deben ocurrir a expensas de expulsar agua en los poros. Esta transferencia de agua puede tomar más o menos tiempo dependiendo de la permeabilidad del material. Si la permeabilidad es baja, la distancia a las fronteras drenantes es grande o las acciones (cargas o deformaciones) ocurren rápidamente, ocurrirá un incremento de la presión del agua. Este aumento de la presión del agua intersticial tiene el efecto de disminuir la resistencia al deslizamiento entre partículas, hasta el punto de hacer que el material fluya como un líquido viscoso, de alta densidad.

Deslizamiento sobre la fundación
El deslizamiento de la presa de Aznalcollar (España, 1998) fue provocado por un cúmulo de problemas en la fundación de la presa. La presa es de tipo anular, con recrecimiento hacia aguas abajo y una pantalla impermeable de arcilla en su cara de aguas arriba (figura inferior). Todo el depósito estaba apoyado sobre una delgada capa aluvial (de aproximadamente 4 metros de espesor) y esta sobre un depósito de arcillas marinas carbonatadas del terciario, con un espesor mayor a 60 metros. Las propiedades mecánicas de estas arcillas son muy particulares. Ensayadas al corte directo, presentan un comportamiento extremadamente frágil, con una rigidez inicial elevada y un pico de resistencia muy agudo y una caída de resistencia abrupta. Por otra parte, la permeabilidad de la arcilla es extremadamente baja, entre 2 y 7x10-9 cm/s (Alonso y Gens, 2006).

Presa de Aznalcollar, perfil transversal en la sección deslizada (Moya, 2001; Alonso y Gens, 2006). a) Sección vertical por la presa y la fundación. Superficie de deslizamiento detectada con sondeos. b) Detalle: etapas de construcción, mecanismo de falla progresiva y piezometría.

Una sección de 600 metros de longitud del costado SE se deslizó a una distancia de 60 metros en dirección al cauce del río Agrio, sin que se detectaran señales que permitieran prever el accidente. Por la brecha producida, se escaparon 7 millones de metros cúbicos de residuos mineros fuertemente ácidos que contaminaron los valles de los ríos Agrio y Guadiamar. El deslizamiento fue eminentemente de traslación, en el que la presa se movió prácticamente como bloque rígido. La superficie de deslizamiento, plana con una ligera inclinación (2º) en la dirección del movimiento, se desarrolló en las arcillas frágiles de la fundación, a 10 metros por debajo de la superficie natural del terreno. Aguas abajo, se desarrolló una importante cuña de empuje pasivo que llegó a invadir el cauce del río Agrio.

Se identificaron varios factores que contribuyeron a la falla (Alonso y Gens, 2006; Olalla y Cuellar, 2001). Todos ellos provienen las características particulares de la fundación:
a) La presencia de planos de estratificación, que determinaron la dirección y el mecanismo de deslizamiento. Estas discontinuidades eran tan sutiles que solo se pudieron detectar a partir de la exposición de bloques de arcilla al aire y su secado.
b) La fragilidad de la arcilla, que probablemente favoreció el desarrollo de un mecanismo de falla progresiva al ritmo del recrecimiento de la presa. Al respecto existe un factor negativo adicional. La pendiente constructiva del talud de aguas abajo de la presa (que probablemente coincidió con el ángulo de reposo del material del material de escollera utilizado) fue significativamente mayor que la prevista en el proyecto. Si bien, en este caso, esto no determinó la falla del talud, la elevada pendiente contribuyó a generar mayores tensiones de corte en la fundación, bajo el pie de aguas abajo de la presa.
c) La baja permeabilidad y homogeneidad del depósito de arcillas, que retrasó la disipación de las presiones de poros generadas por la construcción de la presa y el llenado del depósito. De hecho, la presa se diseñó considerando las presiones intersticiales resultantes del análisis de flujo en condición estacionaria. Esta es una práctica habitual en el proyecto de presas, ya que se supone que constituye una hipótesis de diseño conservadora. La medición de presiones intersticiales en la arcilla luego de ocurrida la falla, demostró que las presiones eran mucho mayores que las previstas y que dicha condición estacionaria estaba muy lejos de ser alcanzada.

La falla de la presa de residuos mineros de Aznalcollar, España 1998, fue provocada problemas en la fundación

Sobrepaso, tubificación y erosión
A lo largo del proceso de construcción y llenado, la morfología y estructura de un depósito de residuos mineros cambia en el tiempo. La forma de operación de la presa puede tener una influencia importante en el riesgo de sobrepaso, tubificación o erosión. Una operación inadecuada en el vertido de los residuos puede hacer que la altura de resguardo disminuya a niveles peligrosos. La obstrucción de tuberías de desagüe es otro problema que puede llevar al sobrepaso. El hecho de que, por razones de protección del medio ambiente, el agua almacenada y también la que ingresa accidentalmente en la presa no se puede verter al medio, condiciona fuertemente el diseño y la operación. Si el depósito es de tipo anular, el único aporte de agua que puede recibir es el de las precipitaciones, pluviales o níveas, que caigan en el área que ocupa su planta. Si, en cambio, el depósito está ubicado en un valle, con una presa de cierre por el costado de aguas abajo, entonces las previsiones hidrológicas deberán tener en cuenta el área de captación de la cuenca y el volumen de agua que puede generar una lluvia o deshielo. En algunas presas de este tipo se construyen estructuras de desvío (canales o tuberías) para evitar que el agua de escurrimiento superficial ingrese en el depósito.

Un ejemplo interesante de falla por sobrepaso es el de la presa de Merriespruit (Sudáfrica), ocurrida en 1994 (Fourie y Papageorgiou, 2001). La presa era de tipo anular con planta rectangular y tenía al momento de su rotura 31 metros de altura. El recrecimiento se hacía hacia aguas arriba, utilizando los mismos residuos mineros como material de construcción y permitiendo su secado para favorecer su consolidación por acción de las fuerzas capilares. Casi un año antes de ocurrir la falla, el llenado del depósito fue suspendido por haber presentado problemas de estabilidad. Sin embargo, de forma esporádica, ocurrieron escapes de residuos mineros y agua desde un depósito vecino que continuaba en operación. A consecuencia de esto, la laguna de decantación fue empujada gradualmente hacia el borde que luego fallaría. No se conoce la altura de resguardo al momento de la falla, pero se estima que era escasa. La falla se inició luego de una tormenta de lluvia de 50 litros/m2, se supone que por sobrepaso del coronamiento (Fourie et al., 2001). La brecha dejó escapar 600 000 m3 de residuos mineros que fluyeron a lo largo de 3 Km, provocando 17 muertos.

El mecanismo de falla de la presa de Merriespruit se explica en la figura 8a. El agua, vertiendo por el coronamiento, erosionó la cara exterior del talud iniciando una brecha de erosión regresiva. Es posible que pequeños deslizamientos locales aceleraran el proceso de erosión (Blight, 1994). El vertido continuado de agua erosionó también el material de estos deslizamientos acumulado al pie del talud. Al desaparecer la estructura de soporte exterior, los residuos mineros más finos y con elevado contenido de agua del centro del depósito comenzaron a ser sometidas a tensiones de corte crecientes. Fourie y Papageorgiou (2001) realizaron ensayos no drenados de los residuos mineros almacenados en la Presa de Merriespruit, encontrando que para las densidades y niveles de confinamiento que existían en la presa, su comportamiento es de tipo contractivo, y por lo tanto potencialmente licuable. En un determinado punto del proceso, la resistencia de pico no drenada de los residuos mineros fue superada, y a partir de ese momento un mecanismo de falla progresiva contribuyó a acelerar la rotura. El resultado fue lo que se conoce como “licuación estática” de los residuos mineros. La inestabilidad iniciada en una porción limitada de material, se extendió a una gran masa que fluyó a través de la brecha en forma de líquido viscoso.

Mecanismo de falla de una presa por sobrepaso, provocando la erosión del talud y la licuación estática de los relaves. b) Mecanismo de falla de una presa por tubificación.

Los procesos de tubificación provocan mecanismos de falla similares al descrito en el párrafo anterior. Se inician por afloramiento de agua freática en un talud o por lavado de partículas hacia el exterior o hacia otros materiales más gruesos. La pérdida de material genera un proceso de erosión retrógrada, que va ampliando la vía de agua, y por lo tanto el caudal y la capacidad de provocar más erosión (Figura 8b). El proceso acaba por desestabilizar el talud de la presa, provocando la aparición de chimeneas o deslizamientos, y en definitiva la aparición de una brecha. El aumento de las tensiones de corte sobre los residuos mineros provoca su licuación estática y el flujo a través de la brecha. Un proceso similar se produce en el caso de fallas por erosión. La crecida de un curso de agua vecino, el agua descargada por el vertedero, un canal que corre paralelo al pie del talud o el almacenamiento de agua contra el pie del talud pueden producir su erosión hasta que se elimina el material de la presa, provocando la rotura, la licuación de los residuos mineros y su vertido.

Falla de estructuras auxiliares
De acuerdo a la colección de casos históricos recogida en el Boletín 121 del ICOLD (2001), la mayor cantidad de incidentes originados en las estructuras auxiliares se deben a fallas en los sistemas de decantación del agua sobrenadante del depósito. Es común que estos sistemas estén formados por una o más chimeneas o torres de decantación en las que el nivel de rebalse se va elevando gradualmente a medida que el depósito crece en altura. Una tubería que corre por el fondo del depósito lleva el agua desde la base de la chimenea hacia el exterior. Es bastante frecuente la falla de estos conductos, lo que deriva en filtraciones de agua desde la tubería hacia los residuos mineros con los consiguientes efectos indeseables de humedecimiento y elevación del nivel freático; o bien la creación de una vía de escape para los residuos mineros de poca consistencia. Otros incidentes dentro de esta categoría se deben a rotura de tuberías de descarga de residuos mineros hacia el depósito, con el consiguiente vertido y peligro de erosión de la presa; falla de vertederos o de sistemas de by-pass para crecidas por haber sido diseñados con una capacidad inadecuada y problemas con tuberías de drenaje.

Como ejemplo interesante de falla iniciada por un problema en una tubería de decantación, se puede citar el del complejo de dos presas de residuos mineros de Stava (Italia), cuyo colapso ocurrió en 1985. Chandler y Tosatti (1995) propusieron como factor más probable de inicio de la falla la fuga de agua del conducto de decantación del depósito superior. A un cierto punto de la construcción de la presa, este conducto se obstruyó. Para solucionar el inconveniente se construyó un by-pass (figura inferior). Esto se hizo mediante un tubo de acero horizontal que se acopló al extremo libre del conducto de decantación. Excavando los residuos mineros hasta descubrir un tramo de conducto más allá de la obstrucción, se construyó una chimenea que conectaba el otro extremo del tubo de acero con el conducto de decantación. El tubo de acero estaba directamente apoyado sobre la superficie de los residuos mineros recientemente vertidos. Luego, cuando el depósito continuó creciendo, el tubo quedó inmerso en la masa de residuos mineros, que son bastante compresibles. Bajo el peso de las nuevas capas, el tubo pudo haber sido arrastrado hacia abajo y, en un cierto momento, su extremo arrancado de la chimenea. Esto permitió que el agua transportada por el tubo escapara directamente a los residuos mineros haciendo que la superficie freática en ese sitio se elevara.


Complejo de Stava. a) esquema de la reparación realizada para salvar un tramo de conducto de decantación obstruido en la presa superior (fuera de escala). b) Detalle (Chandler y Tosatti, 1995).

Subsidencia
Los casos de falla de presas de colas por subsidencia no son frecuentes. En la colección de Boletín 121 del ICOLD (2001) solo se registran tres casos de un total de 221. Todos ellos están asociados a la actividad minera subterránea que, por proximidad o por condiciones geológicas favorables, en un cierto momento llegan a afectar a los depósitos de colas en superficie. En dos de los casos registrados, Mulfilira (Zambia) y Atlas (Filipinas), la falla consistió en el escape de colas licuadas hacia galerías subterráneas en donde se estaban realizando actividades de extracción.

En cambio, el caso de la presa de Iwiny (Polonia) parece ser una auténtica falla por subsidencia de la fundación (ICOLD, 2001). La falla ocurrió en 1967 y la información publicada es escasa. La presa estaba construida a través de un valle. Las actividades de extracción se hacían de forma subterránea. Una de las galerías había avanzado, aproximándose a la presa desde aguas arriba, por debajo de la posición del depósito de colas. Al momento de la falla, el extremo de la galería estaba a 200 metros del eje de la presa. Una zona de falla de unos 20 metros de espesor cruzaba la presa cerca de su estribo izquierdo. Al parecer, las actividades de excavación subterránea y las filtraciones desde la superficie hacia la galería, incrementadas por el bombeo de agua para mantenerlas en seco, provocaron que el material de la fundación de la presa fuera arrastrado hacia la zona de falla. Esto provocó la subsidencia de la fundación de la presa y la aparición de una brecha en la misma que permitió el vertido de 4.6 millones de metros cúbicos de colas y la muerte de 18 personas. La figura inferior muestra la disposición en planta de la presa, de la galería en cuestión y la zona de falla. También se muestra un perfil vertical coincidente con el eje de la presa.


Falla de la presa Iwiny (Polonia, 1967). a) Planta mostrando la disposición de la presa, el reservorio de colas, las galerías subterráneas de la explotación minera, la traza de la zona de falla, que atraviesa el reservorio y la fundación de la presa. b) Corte vertical por el eje de la presa y su fundación. (IMGW, http://otkz.pol.pl/).

Ver segunda parte

Acerca de los autores
Roberto Rodríguez, Instituto geológico y Minero de España. E-mail: andadaro@gmail.com
Luciano Oldecop, Universidad Nacional de San Juan, Argentina
Rogelio Linares, Universidad Autónoma de Barcelona, España
Victoria Salvadó, Universidad de Girona, España
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Fuentes:
Roberto Rodríguez, Luciano Oldecop, Rogelio Linares, Victoria Salvadó, Los grandes desastres medioambientales producidos por laactividad minero-metalúrgica a nivel mundial: causas y consecuencias ecológicasy sociales, Revista del instituto de investigaciones FIGMMG, Vol. 12, Nº 24, 7-25 (2009) UNMSM.
La imagen debajo del título corresponde al monumento conmemorativo a las víctimas del desastre minero de Stava.

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