Actualmente, la técnica más utilizada en los procesos mineros para la extracción de minerales, es el chancado y la molienda del mineral, del que luego se extrae el concentrado de cobre mediante un proceso de flotación. Dependiendo de la ley del mineral extraído el material procesado se transforma en relave, el cual es un desecho minero que requiere de medidas especiales en su manejo debido a la presencia de contaminantes en su contenido.

El relave es mezclado con agua y forma una pulpa con concentraciones de sólidos entre el 20 al 50 %. Esta pulpa es depositada en tranques de relaves de alta capacidad, construidos con muros de contención de arena. Debido a la gran cantidad de agua presente, el relave se segrega generándose lagunas de decantación en su superficie. Parte del agua presente en estas lagunas es recuperada desde el tranque hacia la planta de flotación mediante bombeo, otra parte se evapora y otra porción se infiltra al terreno generando un potencial de contaminación de napas subterráneas.

Además de las medidas de mitigación de infiltraciones y/o impermeabilización, los tranques requieren grandes muros de contención para asegurar la estabilidad sísmica. Sin embargo, este sistema convencional de depositación de relaves puede presentar riesgos ambientales y de estabilidad por vida operacional que han generado diversos problemas en faenas mineras en Chile y el mundo. Por otro lado, en zonas mineras en que el agua es escasa, como es el caso del Norte Grande chileno, el sistema convencional de depósito de relaves ha llegado a imponer restricciones al crecimiento de la industria minera debido a la gran cantidad de agua requerida para el proceso.

Para solucionar esta problemática ambiental y de estabilidad sísmica que presenta el método convencional de depositación de relaves en el medio chileno, se ha propuesto un método alternativo denominado Thickened Tailings Disposal TTD (Depositación de Relaves Espesados). Este método fue creado hace 30 años por Eli Robinsky en Cánada y ha sido implementado en diversos procesos mineros en el mundo. En Chile, dos compañías mineras se encuentran estudiando la factibilidad de implementar el método TTD en sus procesos: Compañía Minera Doña Inés de Collahuasi para aumentar la recuperación de agua de proceso a través del espesamiento de los relaves, y Compañía Minera Las Cenizas en Cabildo, Región de Valparaíso.

El proyecto de minera Las Cenizas tiene por objeto evitar problemas ambientales por infiltración, dando seguridad a las comunidades vecinas y dando mayor sustentabilidad a sus procesos productivos. VST Ingenieros, en conjunto con el Profesor Eli Robinsky, actualmente se encuentran investigando e implementando este sistema en Chile, lo que permitiría a la minería responder más amigablemente con el medio ambiente y con la seguridad de las personas que habitan en las cercanías de las compañías mineras. Esta innovación cambiará en un mediano plazo la forma de tratamiento de relaves mineros en Chile.

El método de Depositación de Relaves Espesados (TTD) o Pasta consiste en crear un depósito de relaves en pendiente o loma auto-soportante, para minimizar o eliminar el requerimiento de muros de confinamiento y de laguna de decantación que tienen los tranques de relaves convencionales.

Para lograr esto, es necesario aumentar la consistencia de los relaves, removiendo gran parte del agua que éstos contienen. De este modo, la concentración de sólidos en el relave puede alcanzar valores cercanos al 65 o 75 %, con lo que el material deja de ser segregable. Así, el material del depósito será homogéneo, permitiendo que mediante el secado por evaporación, alcance su límite de contracción, lo que representa un estado geotécnico denso, no licuable y sísmicamente estable.

Las superficies de depositación de pasta pueden ser valles, laderas de cerros o terrenos planos, ubicados en alguna parte cercana a la planta que genera los residuos. En el caso de valles o cerros, los relaves espesados deben ser descargados desde la parte superior para adoptar una depositación en pendiente. La pulpa fluirá aguas abajo hasta encontrar una pendiente de menor inclinación que su condición de equilibrio, la que depende de la consistencia. Así, los relaves espesados depositados en valles o cerros fluirán hasta encontrar una obstrucción topográfica o un muro. En terrenos planos se suele descargar desde una torre artificial, resultando una loma o cono de relaves.

Generalmente, gracias al espesamiento, el depósito de pasta recibe entre la tercera y la quinta parte del agua que recibiría en una descarga de relaves convencional. Por lo tanto, sólo se requiere un pequeño dique para contener las aguas lluvias y no existe agua de proceso recuperable. Desde el punto de vista de estabilidad sísmica de un depósito en pendiente, el objetivo es conseguir que el material se comporte como un suelo denso y no licuable; con el método TTD, se aprovechan dos vías de consolidación que permiten lograr este objetivo.

Ricardo Valdebenito, Ingeniero Civil, Gte. VST Ingenieros