Thesis:

Evaluación del comportamiento geomecánico de mezclas de estéril y relaves mineros mediante caracterización geotécnica de laboratorio

La disposición de residuos mineros constituye uno de los principales desafíos de la industria minera, debido a la necesidad de garantizar la estabilidad física y el desempeño ambiental de los depósitos. En este contexto, el commingling, basado en la mezcla controlada de estériles de mina y relaves, surge como una alternativa de disposición integrada que busca aprovechar las propiedades complementarias de ambos materiales. La presente investigación evalúa experimentalmente la influencia de la razón de mezcla sobre el comportamiento hidrogeomecánico de mezclas de estéril de mina (WR) y arena de relave cicloneada (T). El programa experimental contempló la caracterización geotécnica de los materiales constituyentes y de mezclas con razones R = 2, 3 y 4, mediante ensayos triaxiales drenados y no drenados, consolidación unidimensional e isotrópica y evaluación de propiedades hidráulicas. Complementariamente, se aplicó la teoría de mezclas para estimar la condición de llenado justo (just-filled point), asociada a la ocupación de los vacíos del esqueleto granular grueso por la fracción fina. Los resultados permitieron estimar una razón de llenado justo de R = 2,10, consistente con el comportamiento experimental de la mezcla MR2. Las configuraciones próximas a esta condición conservaron una resistencia friccional comparable a la del estéril de mina, junto con una mayor resistencia no drenada normalizada y una reducción de la compresibilidad. Asimismo, MR2 presentó la menor conductividad hidráulica saturada del conjunto estudiado, evidenciando la influencia del empaquetamiento granular sobre el comportamiento hidráulico. No obstante, se observó migración de partículas finas durante los procesos de saturación y flujo, identificándose una limitación relevante para su aplicación a escala de depósito. En conclusión, la razón de mezcla condiciona significativamente las propiedades resistentes, compresibles e hidráulicas del sistema estudiado. Las configuraciones próximas al llenado justo presentan un comportamiento hidrogeomecánico favorable, aunque su aplicación requiere considerar la estabilidad interna y las condiciones de depositación. Estos resultados aportan antecedentes experimentales para el diseño y evaluación de sistemas de disposición integrada de residuos mineros mediante commingling.