Propuesta de metodología para la determinación de escenarios de falla en depósitos de relaves bajo enfoques de riesgo

Abstract

Alrededor del mundo se han identificado más de 400 casos de fallas en presas de relave, y el Perú no es ajeno a este tipo de eventos, pues hasta la actualidad ha registrado 20 casos. Estas fallas en las presas han sido producidas a causa de deslizamientos, sismos, sobrepaso, entre otros, las cuales son consideradas las causas más estudiadas por los investigadores. Las causas son independientes por depósito de relaves, por lo que no necesariamente se debe generalizar, puesto que cada depósito dispone de una configuración particular y las condiciones de entorno en muchos de los casos no son los mismos. Aquí es importante una gestión integral de riesgos, en la cual se considere una evaluación a fondo de los posibles escenarios que puedan desencadenar una falla y el riesgo que esta representa. Para ello, esta tesis propone y desarrolla una metodología para el análisis y determinación de escenarios de falla en depósitos de relaves bajo enfoques de riesgos. La metodología propuesta sintetiza la revisión de varias guías nacionales e internacionales y la buena práctica en este tipo de análisis, desarrolla un proceso secuencial que incluye desde recopilar y revisar la información disponible, identificar los peligros y seleccionar los mecanismos de falla creíbles que se encuentren asociados a estos peligros. Una vez identificado estos, se lleva a cabo el análisis de riesgo propiamente dicho, para ello se hace uso de la herramienta FMEA (Failure Modes Effects and Analysis) donde se determinan los índices de severidad (consecuencias), índices de ocurrencia (probabilidad de ocurrencia) e índices de detección (controles de detección), la relación entre estos índices clasifica al riesgo y al nivel prioritario de riesgo en rangos que van desde Bajo hasta Muy Alto. Los mecanismos de falla creíbles serán determinados cuantitativamente por el resultado de un análisis de riesgo, el cual asigna números prioritarios. Los mecanismos de falla que obtengan los mayores números prioritarios de riesgos serán considerados como los escenarios de falla que deben ser incluidos para un análisis detallado. Estos escenarios también deben ser asociados a escenarios de falla hidrológicos, es decir si este mecanismo considera un escenario de condiciones hidrológicas normales (no ocurre durante una tormenta o inundación) será considerado un escenario Sunny Day, caso contrario será considerado como escenario Rainy Day. Para una mejor comprensión de las etapas o procedimientos de la metodología propuesta, esta ha sido aplicada al depósito de Relaves Quiulacocha, el cual fue reportado por INDECI como un potencial peligro para las poblaciones existentes aguas abajo. Teniendo en cuenta esta metodología planteada se identificaron 20 peligros que desencadenan en mecanismos de fallas creíbles de las cuales 4 de ellos representaban un nivel prioritario de riesgo muy alto. Estos mecanismos de fallas creíbles que cuentan con mayor clasificación prioritaria de riesgo deben de ser evaluados en una siguiente etapa como parte de un análisis integral de riesgos, con ello podrán realizar un análisis de rotura de presas, clasificar la presa, implementar planes de preparación y respuesta ante emergencias, entre otros. Esta tesis, incluye dos recomendaciones importantes para la disminución de riesgos de la industria minera: la estandarización de identificación de mecanismos de falla creíbles y su inclusión en el D.S. N°024-2016 EM de seguridad minera.

More than 400 cases of tailings dam failures have been identified around the world, and Peru is no stranger to this type of event, having recorded twenty (20) cases to date. These Tailings dam failures have been caused by landslides, earthquakes, overtopping and other causes, which are considered the most studied causes by researchers. The causes are independent for each Tailings Storage Facilities (TSF) and it should not be generalized because each TSF has a particular configuration and the surrounding conditions are not the same in many cases. Comprehensive risk management is important, which requires a thorough evaluation of the possible scenarios that could trigger a failure and the risk that they represent. Thus, this thesis proposes and develops a methodology for the analysis and determination of failure scenarios in TSF under risk approaches. The proposed methodology synthesizes the review of several national and international guidelines and good practice in this type of analysis, developing a sequential process that includes collecting and reviewing the available information, identifying the hazards and selecting the credible failure mechanisms that are associated to these hazards. Once these have been identified, the risk analysis itself is carried out, using the FMEA (Failure Modes Effects and Analysis) tool, where the severity indices (consequences), occurrence indices (probability of occurrence) and detection indices (detection controls) are determined, the relationship between these indices classifying the risk and the priority level of the risk in ranges from Low to Very High. Credible failure mechanisms will be determined quantitatively by the result of a risk analysis, which assigns priority numbers. The failure mechanisms that obtain the highest risk priority numbers will be considered as the failure scenarios that should be included for detailed analysis. These scenarios must also be associated with hydrological failure scenarios, that is, if this mechanism considers a scenario of normal hydrological conditions (it does not occur during a storm or flood) it will be considered a Sunny Day condition, otherwise it will be considered a Rainy Day condition. For a better understanding of the stages or procedures of the proposed methodology, it has been applied to the TSF Quiulacocha, which was reported by INDECI as a potential hazard for existing downstream populations. Taking into account this proposed methodology, 20 hazards were identified that trigger credible failure mechanisms, of which 4 of them represent a very high priority level of risk. These 4 credible failure mechanisms with the highest priority risk classification must be evaluated in a next stage as part of a comprehensive risk analysis, with this they will be able to carry out a tailings dam breach analysis, dam classification, implementation of emergency preparedness and response plans, among others. This thesis includes two important recommendations for reducing risks in the mining industry: the standardization of identification of credible failure mechanisms and their inclusion in the D.S. N°024-2016 EM of mining safety.