En la última década se han registrado tres fallas muy severas de depósitos de relaves, que han ocasionado daños al ambiente y pérdida de vidas. En agosto del 2014, el colapso de la presa de Mount Polly (Canada), a pesar de no registrar pérdida de vidas, el impacto al ambiente fue significativo a lo largo de los 7 km. En noviembre del 2015, la falla en cascada de 2 presas de Samarco (Brasil) ocasionó un gran impacto al ambiente y la pérdida de 19 vidas en un desplazamiento de 668 km de relave. La falla más catastrófica en esta última década corresponde a Córrego do Feijãos (Brasil, enero 2019) donde el relave se desplazó aproximadamente 600 km causando la muerte de 270 personas, siendo la mayoría trabajadores de la unidad minera, cuyo campamento estaba a menos de 1 km de la presa de relaves.
Es por ello que reconocidos estándares internacionales para el manejo de relaves, tales como el Estándar Global de Gestión de Relaves para la Industria Minera del ICMM, Canadian Dam Association (CDA) y Australian National Committee on Large Dams (ANCOLD), tienen como base la clasificación de las presas de relaves según las consecuencias de impacto al ambiente, a las personas, a la cultura y a la infraestructura por una ruptura de la presa. De acuerdo con la clasificación asignada, los estándares recomiendan altos criterios sísmicos e hidráulicos para el diseño del depósito de relaves, así como también aportan directrices para la seguridad de la presa y una adecuada gestión de los relaves.
La simulación de rotura de presa es importante pues sirve para evaluar el posible desplazamiento del relave desbordado e identificar las potenciales afectaciones que pueden causar al ambiente y contra la vida de las personas a fin de tomar acciones y elaborar planes para eliminar o mitigar los riesgos.
En los planes de preparación y respuesta ante emergencias se indican las medidas para mitigar o eliminar el riesgo tales como, construcción de muros de contención, delimitación de la huella del impacto, establecimiento de zonas seguras, rutas de evacuación, sirenas, reubicación de viviendas, simulacros de inundaciones, entre otros.
La simulación tiene dos aspectos importantes: la estimación del hidrograma generada por la hipotética falla de la presa y la simulación del flujo teniendo como condición de borde el hidrograma determinado.
La determinación del hidrograma de una rotura de presa de relaves es una tarea difícil. Se parte del uso de formulaciones establecidas para presas de agua, pero considerando por concepto y por evidencia estadística que no todo el volumen almacenado es liberado, el cual es aproximadamente el 35%. Las formulaciones más utilizadas para estimar las dimensiones de las brechas corresponden a las propuestas de Froehlich, Von Thun and Gillette, Sing, Xu-Zhang, entre otros. De acuerdo con la USACE, el tiempo de formación de la brecha se encuentra en el rango de 0.1 a 1.0 h para las presas de tierra o enrocado.
Existen una gran variedad de modelos para realizar la simulación del flujo de relaves y muchos de ellos son versiones libres; sin embargo, según las características del relave (granulometría, reología, concentración y otras) se deberán elegir entre modelos para flujo no newtoniano (Flo-2D, Riverflow2D, Flow 3D, Hec Ras versión 6, entre otros) o newtoniano (Iber, Telemac, Hec Ras versiones antiguas, etc.). Por lo general, para relaves con concentraciones en peso menores al 25% se puede considerar flujo newtoniano. El modelo digital del terreno para la simulación del flujo puede ser obtenido de la restitución de imágenes satelitales de alta resolución o de vuelos de drones. Todo relave tiene características diferentes; por tanto, se deben realizar ensayos reológicos a fin de conocer parámetros importantes para la modelación como el esfuerzo de cedencia, viscosidad y densidad.
