Influencia de los parámetros del suelo no saturado en el análisis de infiltración y estabilidad de una pila de lixiviación con alto contenido de finos

Abstract

En la industria minera, es fundamental asegurar que las pilas de lixiviación sean diseñadas de manera óptima para mejorar la eficiencia en la extracción de minerales y proteger el entorno. Sin embargo, la influencia de los parámetros de suelo parcialmente saturado en el diseño de la infiltración y estabilidad de estas estructuras, especialmente en aquellas con alto contenido de finos, ha sido poco explorada. Esta tesis se enfoca en abordar esta necesidad de comprensión al evaluar cómo los parámetros de suelos parcialmente saturados influyen en la infiltración y estabilidad de una pila de lixiviación con alto contenido de finos, utilizando un modelo geotécnico en elementos finitos en Plaxis 2D. La metodología empleada en la investigación se estructuró en varias etapas clave. En primer lugar, se llevó a cabo una caracterización geotécnica del suelo, abordando parámetros de resistencia, deformación y permeabilidad para comprender su comportamiento. Posteriormente, se procedió a la calibración de parámetros mediante modelos específicos. Seguidamente, se construyeron modelos desacoplados para el análisis de infiltración y estabilidad, los cuales fueron previamente validados y verificados utilizando modelos simples. Una vez completado este proceso, se aplicaron estos modelos al caso de estudio de la pila de lixiviación, centrándose en la evaluación de la infiltración, estabilidad y deformación. Finalmente, se interpretaron los resultados obtenidos para comprender la influencia de los parámetros no saturados en los análisis realizados. Los resultados obtenidos revelan que los parámetros del suelo parcialmente saturado, como la succión, influyen tanto en la infiltración de la solución lixiviada como en la estabilidad estructural. Se observa que la variación en la permeabilidad, debido a la succión del cuerpo mineral, incide significativamente en la velocidad de infiltración y, por ende, en la eficiencia de la recuperación del mineral. Además, se constata que la succión contribuye positivamente a la estabilidad de la estructura al aumentar el factor de seguridad, lo que implica un incremento en la resistencia al corte del suelo. Este estudio sugiere que la integración de la mecánica de suelos parcialmente saturada en el diseño de pilas de lixiviación es fundamental para la toma de decisiones, tanto en términos de seguridad como de economía del proyecto. Se recomienda que este enfoque sea complementario a los análisis comúnmente realizados mediante la mecánica de suelos clásica, que considera al suelo en un estado completamente saturado o seco. Además, se recomienda continuar la investigación en este campo, con el objetivo de mejorar la caracterización geotécnica mediante la implementación de ensayos especiales, modelos constitutivos avanzados y programas informáticos más sofisticados.