@unpublished{upm44720,
            year = {2017},
          author = {Eliana Mart{\'i}nez Rojas},
           title = {Propiedades geot{\'e}cnicas de los est{\'e}riles mineros de la mina de Riotinto, Huelva-Espa{\~n}a},
          school = {Caminos},
             url = {https://oa.upm.es/44720/},
        abstract = {Seguramente, en el mundo la industria que m{\'a}s volumen de residuos produce es
la minera y por tanto, ha dado origen a un n{\'u}mero no determinado de presas
construidas por m{\'e}todos hidr{\'a}ulicos y sin ning{\'u}n tipo de compactaci{\'o}n, lo cual las
hace muy vulnerables a presentar alg{\'u}n tipo de fallo.
La literatura reporta muchos casos de rotura de presas construidas con residuos
mineros; en el caso de la rotura ocurrida en la presa El Fraile en Espa{\~n}a en 1998,
se resaltan las publicaciones realizadas por Olalla y Cu{\'e}llar (2001), Moya (2001) y
Alonso y Gens (2006). Se hace {\'e}nfasis respecto a que la informaci{\'o}n relacionada
con la determinaci{\'o}n de las propiedades geot{\'e}cnicas de residuos mineros es
pr{\'a}cticamente nula.
En Espa{\~n}a, las minas de Riotinto concentran, seguramente, los m{\'a}s importantes
yacimientos de oro, cobre y plata, lo cual justifica la dependencia econ{\'o}mica de
los habitantes de la regi{\'o}n desde principios de la humanidad; se tiene
conocimiento respecto a que fueron estos yacimientos los que, a partir del a{\~n}o
2000 a.c., atrajeron a los primeros pobladores de la regi{\'o}n.
La explotaci{\'o}n de las minas de Riotinto fue suspendida en el a{\~n}o 2001, pero en el
a{\~n}o 2007 la empresa EMED TARTESSUS se interes{\'o} por la modernizaci{\'o}n y la
reapertura de la explotaci{\'o}n de las minas y por tanto, inici{\'o} los tr{\'a}mites ante la
Consejer{\'i}a del Medio Ambiente para obtener el visto bueno para el nuevo
proyecto minero.
En Febrero de 2014 la Consejer{\'i}a del Medio Ambiente aval{\'o} la reapertura de la
mina de Riotinto, pero en el dictamen incluy{\'o} condiciones de car{\'a}cter ambiental y
geot{\'e}cnico de obligatorio cumplimiento, entre las que se encuentran la
restauraci{\'o}n de las escombreras y el estudio de la estabilidad de las presas de
est{\'e}riles en condiciones din{\'a}micas.
Teniendo en cuenta lo anterior, paralelamente con el tr{\'a}mite medio ambiental, en
el per{\'i}odo comprendido entre diciembre de 2012 y mayo de 2014 se realiz{\'o},
mediante convenio suscrito entre la Fundaci{\'o}n Agust{\'i}n de Betancourt y la entidad
EPTISA Servicios de Ingenier{\'i}a, la fase experimental relacionada con el estudio
del comportamiento geot{\'e}cnico de algunos est{\'e}riles de Riotinto, la cual es la base
fundamental de la presente tesis. Los est{\'e}riles seleccionados para ser estudiados
se identifican como: Arenas Cerro Salom{\'o}n (ACS), Lodos de alta densidad (LAD)
y Lamas Cobre (LC)
Para cumplir con el objetivo, de la mencionada fase experimental, se realizaron,
con cada uno de los materiales relacionados anteriormente, ensayos rutinarios de
identificaci{\'o}n y clasificaci{\'o}n y adem{\'a}s, las pruebas especiales relacionadas a
continuaci{\'o}n: triaxiales CU, corte simple c{\'i}clico, columna resonante, triaxiales
c{\'i}clicos y permeabilidad en c{\'a}mara triaxial. A los resultados experimentales se
les realiz{\'o} un detallado an{\'a}lisis tanto cualitativo como cualitativo.
A fin de facilitar la visualizaci{\'o}n del an{\'a}lisis cuantitativo en la tesis se incluye,
adem{\'a}s de una detallada descripci{\'o}n de los aspectos m{\'a}s importantes
observados, una serie de gr{\'a}ficas que contienen las siguientes tendencias de
variaci{\'o}n:
M{\'o}dulo de rigidez (G), presi{\'o}n intersticial normalizada (u/s?c) o (u/s?ov),
deformaciones c{\'i}clicas (gc) o (ec), deformaciones permanentes (gp) o (ep) y
raz{\'o}n de amortiguamiento (D), todos/as, en funci{\'o}n del n{\'u}mero de ciclos
(N) y para diferentes presiones efectivas de consolidaci{\'o}n (s?c o s?ov) y
diferentes relaciones de tensiones c{\'i}clicas (tc/s?ov y svc/s?c).
M{\'o}dulo de rigidez en funci{\'o}n de frecuencia de resonancia (Fr), para
diferentes (s?c) y diferentes excitaciones torsionales (Et).
(Fr), (Et), (G) y (D) todos/as, en funci{\'o}n de la deformaci{\'o}n angular (g), para
diferentes (s?c).
A partir del modelo hiperb{\'o}lico (G), (G) normalizado respecto a (Gm{\'a}x.) y
(1/G), en todos los casos, en funci{\'o}n de (g), para diferentes (s?c).
La permeabilidad (k) en funci{\'o}n del gradiente hidr{\'a}ulico (i) y de la presi{\'o}n
media efectiva de confinamiento (s?cm), para diferentes (s?c) y diferentes
cabezas de presi{\'o}n (DPc).
El an{\'a}lisis cuantitativo indica que mediante la combinaci{\'o}n de regresiones
lineales, potenciales, exponenciales y logar{\'i}tmicas, seg{\'u}n sea el caso, es posible
proponer funciones emp{\'i}ricas entre los factores relacionados a continuaci{\'o}n:
(G) en funci{\'o}n de la (Fr), para diferentes (s?c) y (Et).
(G) en funci{\'o}n de (s?c) y (g).
(D) en funci{\'o}n de (s?c) y (g).
A partir del modelo hiperb{\'o}lico, (Gm{\'a}x.) y (gref.) en funci{\'o}n de (s?c).
A partir del modelo hiperb{\'o}lico, (G) en funci{\'o}n de (s?c) y (g).
(k) en funci{\'o}n del (i) y la (s?cm).
(k) en funci{\'o}n de (DPc/ s?c) y la (s?cm).
Adem{\'a}s, es posible, mediante la combinaci{\'o}n de funciones emp{\'i}ricas,
obtener la trayectoria de la degradaci{\'o}n del m{\'o}dulo de rigidez en funci{\'o}n
de la deformaci{\'o}n c{\'i}clica dentro de un rango comprendido entre 1x10-5 y
1x10-1. There is no doubt that on a worldwide basis the mining industry is the largest
producer of residues and it has therefore been responsible for the construction
of an undetermined number of dams built with hydraulic procedures (tailing
dams) and with no type of compaction whatsoever, making them susceptible to
potential failures.
Many cases have been reported in the literature of failures of dams built with
mining residues; when referring to the failure of the El Fraile Dam in Spain,
mention should be made of the papers presented by Olalla and Cu{\'e}llar (2001),
Moya (2001), and Alonso and Gens (2006). Special emphasis is made on the
fact that the information related to the determination of the geotechnical
properties of the mining residues is practically non-existing.
In Spain, the mines of Riotinto concentrate, probably, the most important
deposits of gold, copper and silver, justifying the economic dependence of the
inhabitants of the region on such industry since the beginning of mankind. It has
been found out that these deposits attracted the first settlers of the area since
year 2000 BC.
The exploitation of the Riotinto mines was suspended in year 2001, although in
year 2007 the corporation EMED TARTESSUS became interested in the
modernization and reopening of the exploitation of the mines and it therefore
started the procedures before the Consejer{\'i}a del Medio Ambiente
(environmental agency) to obtain the approval for the new mining project.
In February, 2014 the Consejer{\'i}a del Medio Ambiente endorsed the reopening
of the Riotinto mine but in its judgement, it included conditions of environmental
and technical nature of compulsory performance, among which mention can be
made of the rehabilitation of the debris pilings and the study of the stability of
the tailing dams under dynamic conditions.
Taking the above into account and in parallel with the environmental conditions,
in the period covering from December 2012 to May 2014, through an agreement
subscribed between the Fundaci{\'o}n Agust{\'i}n de Betancourt foundation and the
entity EPTISA Servicios de Ingenier{\'i}a, execution was made of the experimental
phase related to the analysis of the geotechnical behavior of some of the
tailings produced by Riotinto, which constitutes the fundamental basis of the
thesis submitted herein. The tailings selected to be studied have been identified
as Cerro Salom{\'o}n sands (ACS), high-density sludge (LAD), and copper loam
(LC).
To comply with the objectives set for such experimental phase, each of the
materials selected above were subjected to routine tests of identification and
classification and, in addition, to the following special tests: CU-triaxial
compression, simple cyclic shear, resonant column, cyclic triaxial compression,
and permeability in the triaxial chamber. A qualitative and quantitative analysis
was performed on the experimental results thus obtained.
To be able to expedite visualization of the quantitative analysis this thesis also
includes a detailed description of the most important aspects observed as well
as a series of graphs containing, among others, the following variation trends:
Modulus of rigidity (G), normalized pore water pressure (u/s?c) or (u/s?ov),
cyclic strains (gc) or (ec), permanent deformations (gp) or (ep), and
damping ratio (D), all of them as a function of the number of cycles (N)
and for different effective consolidation pressures (s?c or s?ov) and various
rates of cyclic stresses (tc/s?ov and svc/s?c).
Modulus or rigidity as a function of the resonance frequency (Fr), for
different values of s?c and for various torsional excitations (Et).
(Fr), (Et), (G) and (D), all of them as a function of the angular deformation
(g) and for different values of s?c.
Based on a hyperbolic model (G), (G) normalized with respect to (Gm{\'a}x.)
and (1/G), in all cases as a function of (g), for different values of (s?c).
The coefficient of permeability (k) in terms of the hydraulic gradient (i)
and of the mean effective confinement pressure (s?cm), for different
values of (s?c) and various pressure heads (DPc).
The quantitative analysis indicates that through the combination of linear,
potential, exponential and logarithmic regressions, as applicable, it is possible
to propose empirical functions among the factors listed as follows:
(G) as a function of (Fr), for different values of (s?c) and of (Et).
(G) as a function of (s?c) and (g).
(D) as a function of (s?c) and (g).
Based on the hyperbolic model, (Gm{\'a}x.) and (gref.) as a function of (s?c).
Based on the hyperbolic model, (G) as a function of (s?c) and (g).
(k) as a function of (i) and (s?cm).
(k) as a function of (DPc/ s?c) and (s?cm).
In addition, it is possible, through the combination of empirical functions,
to obtain the path of degrading of the modulus of rigidity as a function of
the cyclic deformation within a range varying from 1x10-5 and 1x10-1.}
}