Evaluación de la amplificación de aceleración en presas de relaves en Chile

Abstract

Chile enfrenta importantes desafíos para garantizar la estabilidad sísmica de las presas de relaves, debido a los grandes volúmenes de desechos mineros y al historial de fallas relacionadas con eventos sísmicos del país. Por tanto, resulta fundamental evaluar con precisión la aceleración sísmica en diferentes niveles de las presas para obtener un análisis fiable de la estabilidad sísmica de los taludes. Frente a esto, la presente investigación tiene por objetivo evaluar las aceleraciones máximas en cuatro presas de relaves en Chile de diferentes alturas proporcionales entre sí, estableciendo una relación entre la intensidad en campo libre y las aceleraciones observadas dentro del muro. Se emplea un análisis dinámico bidimensional mediante el programa computacional FLAC 8.0, considerando la acción de 22 solicitaciones sísmicas. Previamente, se desarrolla un análisis pseudo-estático de equilibrio límite en las cuatro presas, alcanzando un valor aproximado del coeficiente 𝑘𝑦 de 0.3 en todos los casos. Los resultados indican que la altura de la estructura no ejerce una influencia significativa en el valor del coeficiente 𝑘𝑦, en virtud de que las secciones son geométricamente proporcionales y comparten las mismas propiedades geotécnicas, dado que el análisis pseudo-estático no incorpora parámetros de rigidez del material. Mediante el monitoreo del desplazamiento vertical en el coronamiento, se demuestra la estabilidad de almacenamiento de las presas. Además, se evidencia que el período fundamental de vibración no presenta una relación lineal o directamente proporcional con el desplazamiento vertical. Las aceleraciones horizontales máximas en el coronamiento aguas abajo varían entre 2.4 y 4.1 veces el valor de PGA en campo libre. A lo largo de la profundidad, la presa de 70[m] advirtió niveles más bajos de amplificación, mientras que no se observa una discrepancia significativa entre las presas de 23.3[m] y 35[m] atribuible a la diferencia de altura ni a la variación en la velocidad de onda de corte. Además, se identifica una alta variabilidad en la amplificación de la aceleración, particularmente en las estructuras de mayor altura. Este comportamiento destaca la importancia de considerar un conjunto diverso de registros sísmicos en el análisis, lo que subraya la influencia del contenido energético de la señal de entrada y su interacción con el período fundamental de la presa.