Planificación a mediano y largo plazo de la depositación de relaves mediante MUK3D

Abstract

La presente tesis aborda la planificación de la depositación de relaves en un embalse de gran envergadura en Chile, mediante el uso de herramientas computacionales como MUK3D. El estudio se enfoca en el análisis de variables críticas, como la densidad de los relaves, las pendientes de depositación y la evolución de las curvas de inundación, así como en la sensibilidad de parámetros geotécnicos y reológicos. Los resultados destacan la definición de fechas críticas relacionadas con la operación del túnel de descarga de relaves y el muro de cola, donde se requiere una intervención clave en la décima y doceava etapa de crecimiento respectivamente, con el fin de garantizar la estabilidad estructural y el cumplimiento de las proyecciones de capacidad. Además, el presente estudio evidencia una potencial optimización de la vida útil del depósito, reflejando una disminución significativa en el tiempo de crecimiento, disminuyendo la cantidad de etapas proyectadas desde dieciséis hasta quince e inclusive catorce etapas en algunos casos de estudio, optimizando los recursos y minimizando el impacto ambiental. A través de simulaciones y casos de sensibilización, se identificaron prácticas óptimas para mejorar la seguridad y manejo operacional del depósito, manteniendo la estabilidad estructural, la capacidad de almacenamiento y la gestión sostenible del embalse en estudio. Los resultados evidencian que una planificación adecuada, basada en modelos reológicos avanzados, herramientas computacionales optimas y análisis geotécnicos con una metodología robusta, permite maximizar la vida útil del embalse y minimizar los riesgos ambientales y estructurales a mediano y largo plazo. Además, se propone un marco de mejores prácticas para la gestión de relaves que integra criterios técnicos, operacionales y ambientales. This thesis addresses the strategic planning of tailings deposition in a large-scale tailings storage facility in Chile, utilizing advanced computational tools such as MUK3D. The study focuses on the analysis of critical variables, including tailings density, deposition slopes, and the evolution of inundation curves, along with the sensitivity of key geotechnical and rheological parameters. The findings emphasize the identification of critical milestones associated with the operation of the tailings discharge tunnel and the tailings dam, where strategic interventions are required in the tenth and twelfth growth stages, respectively, to ensure structural stability and compliance with capacity projections. Furthermore, the study reveals potential optimization opportunities in the facility's operational lifespan, demonstrating a significant reduction in the overall growth timeline. The number of projected construction stages was successfully reduced from sixteen to fifteen, and in certain scenarios, to fourteen stages, thereby optimizing resource allocation and minimizing environmental impact. Through simulations and sensitivity analyses, optimal practices were identified to enhance the safety and operational management of the facility while ensuring structural stability, storage capacity, and sustainable tailings management. The results underscore that effective planning, based on advanced rheological models, state-of-the-art computational tools, and robust geotechnical methodologies, enables the maximization of the facility's lifespan and the mitigation of environmental and structural risks in the medium and long term. Additionally, a comprehensive framework of best practices is proposed, integrating technical, operational, and environmental criteria to support informed decision-making in taillings management.