Generación de mapas de peligro producido por la simulación del vertido de relaves de la rotura de la presa N° 4 en el distrito de Carmen de Atrato en el departamento de Chocó – Colombia

Abstract

La presente investigación se centra en la generación de mapas de peligro por la simulación del vertido de relaves por rotura de la presa del depósito de relaves en estado pulpa ubicada en el distrito de Chocó, en Colombia mediante un modelo hidrológico – hidráulico, y la posterior clasificación de los mapas de inundación y velocidad en niveles de peligrosidad.

Este tipo de simulaciones requieren de un modelo numérico capaz de analizar y desarrollar el comportamiento de un flujo hiperconcentrado en la llanura de inundación aguas abajo. Las ecuaciones que controlan el movimiento de estos tipos de flujos son las aplicadas para fluidos no newtonianos, los cuales están controlados por los parámetros reológicos, como: viscosidad dinámica, esfuerzo de fluencia y la tasa de corte. Es por ello que se ha escogido el software FLO-2D el cual cuenta con facilidad de ingreso de datos y geometría, estabilidad de rutina computacional y la facilidad de lectura de archivos de salida.

Los resultados obtenidos de la simulación en el distrito de Chocó muestran de manera didáctica la delimitación de zonas de riesgo de acuerdo a la clasificación de peligro en torno a velocidades y tirantes máximos. Eso nos permitió reconocer las estructuras que comprendidas en las zonas de alto riesgo.

Estos mapas de peligro servirán como herramientas para evaluaciones de alcance social, ambiental y económico y la consideración y elección de medidas a corto, mediano y largo plazo, y de carácter tanto estructural, como no estructural.

This research focuses on the generation of hazard maps by simulating the discharge of tailings due to breakage of the dam of the pulp tailings deposit located in the Chocó district, in Colombia, using a hydrological-hydraulic model, and the subsequent classification of the flood and speed maps in danger levels.

These types of simulations require a numerical model capable of analyzing and developing the behavior of a hyperconcentrated flow in the downstream floodplain. The equations that control the movement of these types of flows are those applied for non-Newtonian fluids, which are controlled by the rheological parameters, such as: dynamic viscosity, creep stress and the shear rate. That is why the FLO-2D software has been chosen which has ease of data entry and geometry, computational routine stability and ease of reading output files.

The results obtained from the simulation in the Chocó district didactically show the delimitation of risk areas according to the hazard classification around maximum speeds and braces. This allowed us to recognize the structures included in high risk areas.

These hazard maps will serve as tools for evaluations of social, environmental and economic scope and the consideration and choice of short, medium and long-term measures, both structural and non-structural.