Thesis:

Estudio experimental del agrietamiento superficial de relaves mineros mediante el procesamiento digital de imágenes y su relación con las tasas de evaporación y niveles de humedad

El comportamiento post-depositación de los relaves mineros es un fenómeno poco estudiado, con investigaciones recientes centradas en aspectos como infiltración, evaporación y condiciones geométricas. En Chile, país con una extensa industria minera, el estudio de la desecación en relaves mineros es aún incipiente. Tras la depositación, los relaves sufren procesos como sedimentación, consolidación y desecación, generando agrietamiento superficial debido a la contracción volumétrica por pérdida de agua. Este agrietamiento influye en la tasa de evaporación y aumenta la conductividad hidráulica, mejorando la respuesta mecánica del depósito. La investigación se centró en tres relaves de la industria minera nacional, analizando la relación entre el agrietamiento superficial y variables como contenido de agua, tasas de evaporación y succión matricial. Se desarrollaron cuatro índices para cuantificar el agrietamiento mediante procesamiento digital de imágenes. Los resultados mostraron que el agrietamiento superficial está influenciado por la relación de aspecto de las muestras y que la tasa de evaporación se ve afectada por el agrietamiento, identificando cuatro etapas en el proceso de desecación. Además, se observó que a mayor nivel de agrietamiento, menor es el contenido de agua en las muestras. Este estudio constituye un primer acercamiento al comportamiento de los relaves chilenos en desecación, aportando información para mejorar el diseño y manejo de depósitos de relaves.

Post-depositional behavior of mine tailings is a little-studied phenomenon, with recent research focusing on aspects such as infiltration, evaporation, and geometric conditions. In Chile—a country with an extensive mining industry—the study of desiccation in mine tailings remains incipient. After deposition, tailings undergo processes such as sedimentation, consolidation, and desiccation, leading to surface cracking caused by volumetric contraction due to water loss. This cracking affects the evaporation rate and increases hydraulic conductivity, thereby enhancing the mechanical response of the deposit. This research focused on three tailings from the national mining industry, analyzing the relationship between surface cracking and variables such as water content, evaporation rates, and matric suction. Four indices were developed to quantify cracking through digital image processing. Results showed that surface cracking is influenced by the aspect ratio of the samples and that the evaporation rate is affected by cracking, with four stages identified in the desiccation process. Furthermore, it was observed that higher levels of surface cracking correspond to lower water content in the samples. This study represents a first approach to understanding the desiccation behavior of Chilean mine tailings, providing valuable information to improve the design and management of tailings deposits.