TY - JOUR 
A1 - Caparrós Ríos, Ana Vanessa
T1 - Reología de los Residuos Post-Flotación de Pb-Zn en la Sierra de Cartagena: La Unión (SE España)

Y1 - 2017
UR - http://hdl.handle.net/10317/7012
AB - [SPA] El grado de saturación tiene una influencia significativa sobre la estabilidad geotécnica de las presas de relaves. En estas estructuras, la saturación de agua permanece elevada todo el año —incluso en zonas semiáridas— debido a la densidad, la granulometría y las propiedades hidrogeológicas de los materiales que controlan la altura capilar, la cual varía entre 1 y 20 m. Dichos relaves, dependiendo de su contenido en agua, muestran un comportamiento no newtoniano, caracterizado por tener una respuesta adelgazante, tensión de cedencia y tixotropía. Esta tesis explica el patrón reológico de las suspensiones preparadas a partir de los materiales procedentes de las presas de relaves de Pb-Zn que sufrieron licuefacción estática y deslizamiento (El Descargador, Peña del Águila) o procesos de licuefacción menores (La Peraleja) en la Sierra de Cartagena – La Unión (SE de España). La investigación también contiene una comparación del comportamiento de flujo de materiales recogidos en estratos originales con aquellos previamente licuefactados formando diques de arena. Además, el estudio incluye la influencia de otros parámetros fisicoquímicos de los residuos de post-flotación —distribución del tamaño de las partículas, densidad, forma de las partículas, composición elemental y mineralogía— en sus propiedades viscoelásticas como suspensiones minerales. Los tres depósitos examinados son instalaciones en ladera, con una construcción progresiva siguiendo el método de aguas arriba. Las emisiones al aire, agua y suelo convierten a estas estructuras en un riesgo permanente para el medio ambiente. La mayoría de las muestras se recogieron en la presa de lodos de El Descargador (9 estratos originales de una calicata y 13 muestras de una línea de diques de arena en una superficie de falla que se deslizó el 14/10/1963). La muestra recogida en la Peña del Águila se tamizó en el laboratorio para realizar la mayoría de los ensayos reométricos sobre la fracción menor de 50 μm. Por otra parte, la muestra de La Peraleja era un sedimento licuefactado resultante de procesos de elutriación a través del lecho de lodos. El estudio reométrico se puede resumir en cinco categorías: 121 ensayos previos, 278 operaciones de ajuste o calibración, 939 ensayos de flujo, 105 ensayos transitorios y 85 ensayos dinámicos. Los ensayos previos constituyen la experimentación inicial, no sistemática, donde las pruebas fallidas superaron a las acertadas, sobre todo dedicadas a comparar los sensores disponibles. La calibración del reómetro incluye los procedimientos cotidianos —calibración de inercia y fricción, mapeo rotacional y ensayos de verificación— ejecutados antes de cada secuencia experimental. Los ensayos de flujo, con un promedio del 81 % de experimentos útiles, fueron el grueso del trabajo, ya que estimaban parámetros clave, como la tensión de rebasamiento o la tensión de cedencia. Además, el 53 % de los ensayos transitorios fallaron y la totalidad de los ensayos dinámicos tuvieron éxito. En total se prepararon 309 suspensiones a lo largo del estudio. Los resultados confirmaron que la geometría de paletas es el mejor accesorio para los ensayos de flujo, y que la geometría de platos paralelos es una alternativa a considerar en ciertos ensayos transitorios y dinámicos. El sensor de paletas pequeñas permitió registrar buenos reogramas de suspensiones con una finura de las partículas de hasta 750 μm. El modelo de Herschel-Bulkley fue el que mejor se ajustó a la curva tensión-velocidad de los lodos. Se pudo registrar el espectro viscoelástico de las dispersiones en el rango 102–10–3 Hz. Las curvas exponenciales de tensión de cedencia frente a concentración revelaron la facilidad para fluir de los materiales de los diques de arena, incluso a mayores concentraciones que los estratos originales. Asimismo, presentaban mayor tixotropía y respuesta adelgazante. Los resultados también revelaron que un incremento de pH y CE favorecería la estabilidad de los relaves. Los fenómenos de campo, como las licuefacciones estática y dinámica, se pueden acometer mediante ensayos de flujo y dinámicos, respectivamente. De hecho, un modelo de deslizamiento que utilizaba resultados reológicos como entrada, predijo valores coherentes de máxima velocidad y distancia recorrida para la falla de flujo de El Descargador. Finalmente, la tensión crítica de cedencia del lodo se puede asimilar al concepto de tensión de cizalla residual en mecánica de suelos, lo que abre una puerta para usar estos estudios como complemento a los ensayos triaxiales en la resolución de problemas de estabilidad.

KW - Edafología y Química Agrícola
KW - Residuos industriales
KW - Ensayo de materiales
KW - Sedimentología
KW - Estratigrafía
KW - Reología
KW - 2506.18 Sedimentología
LA - eng
PB - Ana Vanessa Caparrós Ríos
ER -