DETALLE DE INGENIERIA PARA LA AMPLIACION DE LA

CAPACIDAD DE PRODUCCION DE 50 TMD A 200 TMD

8.1.2 CRITERIOS DE DISEO Los criterios de diseo, utilizados en el Proyecto del Depsito de Relaves N 02 y 03, de acuerdo a los componentes principales involucrados en el proyecto son:

Hidrologa e Hidrulica Fluvial

Los caudales de mximas avenidas para diferentes perodos de retorno en la subcuenca del Rio Chala, se han calculado por mtodos indirectos ante la falta de informacin en la zona de estudio de esta variable.

Teniendo en cuenta la seguridad de las estructuras en la zona de operaciones de la Planta, de manera que no constituyan peligro, el perodo de retorno considerado para el clculo del caudal mximo de diseo es de 500 aos.

El valor de la avenida mxima de diseo en la subcuenca del Rio Chala se ha establecido teniendo en cuenta la informacin existente de los ltimos cinco siglos, se concluye que el perodo de retorno de los Meganios en la costa peruana es del orden de 50 aos [Arturo Rocha Felices]. El clculo de la avenida mxima de diseo, se ha evaluado para un perodo de retorno de 100 aos, calculada por la frmula Racional es de 180.90 m3/seg.

El flujo en ro de esta subcuenca se ha modelado con el Software HEC-RAS, para obtener las caractersticas hidrulicas en la seccin ms critica y dar los parmetros para el diseo del muro de enrocado de la defensa riberea.

El valor mximo de diseo del canal de coronacin para un periodo de retorno de 500 aos se ha estimado en 0.25 m3/seg.

Sismicidad y Estabilidad de Taludes

Se han calculado los sismos para diferentes periodos de retorno, los sismos con periodos de retorno de 150 y 500 aos, se han utilizado para los anlisis de estabilidad del depsito para las etapas de operacin y abandono.

Los valores de las aceleraciones de diseo para las fases de operacin y abandono son 0.15 g y 0.20g respectivamente.

Diseo del Depsito de Relaves N 02 y 03Diseo por capacidad portante del suelo de cimentacin

La carga generada por la colocacin del relleno Relave y material de prestamo, no debe ser superior a la capacidad de carga admisible del suelo de cimentacin del rea de la relavera.

Diseo Contra Deslizamiento

Se ha analizado el depsito de relaves para la condicin esttica y ssmica, los factores de seguridad mnimos considerados son 1.4 y 1.0 respectivamente, con la cual se garantiza las condiciones de estabilidad contra deslizamiento.

Diseo contra erosin superficial del depsito de relaves

Para prevenir la erosin superficial en el rea del depsito de relaves se ha diseado un canal de coronacin aguas arriba, para poder colectar las escorrentias superficiales y derivarlos adecuadamente a un cauce natural.

Taludes de CorteLos taludes de corte recomendados son 1.0 H:1.0 V, o dependiendo del material.

A continuacin se desarrollan los captulos de Introduccin, Ubicacin, Hidrologa, Hidrulica Fluvial, Geologa y Sismicidad; que sustentan los valores, utilizados en los prrafos anteriores.

8.1.2.1Introduccin

La Planta de Beneficio Beln de propiedad de Minera Titn del Per S.R.L. tiene una Capacidad Instalada para procesar de 50 TMD de minerales oxidados de Oro procedente de sus propiedades y de propiedades de terceros. Para el procesamiento de estos minerales de Oro y Plata, Minera Titn del Per S.R.L. ha proyectado la ampliacin de la capacidad instalada de la Planta de Procesamiento Beln a 200 Tms/da.

La Direccin Regional de Energia y Minas del Gobierno Regional de arequipa, mediante Resolucin Directoral Regional N 038-2006-GRA /PE-DREM de fecha 26 de octubre del 2006, ha Aprobado el Estudio de Impacto Ambiental Semidetallado del proyecto de ampliacin de la capacidad instalada de la Planta de Beneficio Belen a 200 TMPD, en base a la cual se desarrolla la Ingenieria de Detalle de la ampliacin de la Planta de Belen.8.1.2.2 Ubicacin y Acceso Los nuevos depositos de relaves N 02 y 03, se ubican adyacentes al depsitos de Relaves Relavera 2,003, en el paraje Cerro Chorrillos, distrito Chala, provincia Caravel, departamento de Arequipa, polticamente pertenecen a la jurisdiccin de la Regin Arequipa.

Las coordenadas UTM del rea (Ver Plano N 06) son: Cuadro N 2.1 rea del nuevo depsito de relaves N 02 y 03VERTICECOORDENADAS UTM.

NORTEESTE

V-18 250 653581 092

V-28 250 735581 023

V-38 250 961581 239

V-48 250 833581 265

Para acceder a la ciudad de Chala se dispone de LaCarretera Panamericana Sur hasta el Km. 611 y desde all por un camino afirmado que corre paralelo al cauce seco del ri Chala, a tres kilmetros. El itinerario es el siguiente:

Panamericana Sur

Lima-Nazca 444 Km.

Nazca-Chala 167 Km.

Chala-Planta Beln 3 Km.

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Total 614 Km.

8.1.2.3 Hidrologa 8.1.2.3.1 Caractersticas Geogrficas de la Cuenca

La quebrada de Chala en sus nacientes toma el nombre de quebrada Huallayoc, adoptando en su recorrido diversos nombres, tales como quebrada Huampampa, ro de la Chacras, Quebrada Chactasja, quebrada de la Charpa y quebrada Tocota, recibiendo el nombre de quebrada Chala a partir de su confluencia con la quebrada de San Andrs, con cuyo nombre desemboca en el Ocano Pacifico. Solo en poca de avenidas, entre enero y marzo muy ocasionalmente llega agua hasta la desembocadura en el mar (una o dos veces anualmente).

Los principales afluentes por la margen derecha son las quebradas San Andrs y cerro Redondo y por la margen izquierda, las quebradas Huanuhuanu y Josefita.

En la visita de campo realizada el 26 de mayo del 2002 se verifico todo el trayecto de la quebrada hasta Tocota localidad que es una zona agrcola pequea donde se ha aforado el curso de agua obteniendo un caudal aproximado de 19 l/s para el mes de mayo, segn lo observado podemos indicar que solo hasta esta zona, llega la escorrenta superficial y ms abajo es completamente seco. Ver Fotos del Estudio y Plano Hidrolgico de isoyetas.

El depsito de relaves de la Planta Beln se ubica en el extremo inferior de la cuenca, apoyado en una ladera de pendiente media de s=0.09, donde se ha efectuado trabajos de movimiento de tierras para el acondicionamiento del depsito de Relaves.

8.1.2.3.2 Climatologa

En el mbito de la zona en el cual se localiza el proyecto minero, se ha podido apreciar el clima como de clido a semi-clido (14.7 a 21.9C) sector costa de la cuenca y de frgido en la parte alta (5C) los datos climticos ms importantes que se describen, provienen de la informacin recopilada de estudios en la zona, realizada por instituciones como (ONERN), INRENA y SENAMHI.

Se considera a las Estacin Meteorolgica de Atiquipa, que es aledaa a la cuenca y muy cercana a la zona que actualmente funciona controlada por el Servicio Nacional de Meteorologa e Hidrologa (SENAMHI) se localiza en la latitud Sur 15 48( longitud Oeste 74 22 con altitud 350 m.s.n.m.; en el Cuadro del Estudio Hidrolgico N 1, se presenta las estaciones meteorolgicas que han intervenido para el anlisis del estudio.

Segn los registros meteorolgicos ms importantes de las estaciones cercanas a la zona del proyecto las variables climticas se resumen en lo siguiente:

8.1.2.3.3 Temperatura

La zona es de clido a semiclido, el promedio anual de temperatura es 18.2 C, el promedio de temperatura mxima es de 21.9 C, mnima de 14.7 C y media de 18.2 C.

Segn el reporte de la Estacin Climatolgica de Atiquipa los meses ms clidos del ao son diciembre, enero, febrero, marzo y abril con 20.2, 21.8, 22.9, 22.3 y 24.9 C de temperatura media, respectivamente de los que se deduce que l ms caluroso es febrero (22.9 C) y el menos clido es agosto con 14.1 C.

8.1.2.3.4 Meteorologa

El objetivo es evaluar el comportamiento hidrolgico en la cuenca baja y su interrelacin con la cuenca alta o cuenca de recepcin (en la cuenca baja es donde esta localizada la Planta Beln) a fin de que los trabajos a realizar en la Planta Beln no impacten al medio ambiente y que las instalaciones y la canchas de relave no sean afectadas por las crecidas de la quebrada Chala en la poca de avenidas.

La falta de estaciones meteorolgicas en funcionamiento hace complejo y difcil evaluar el comportamiento hidrolgico del valle, sin embargo en base a la informacin existente y correlacionando esta y segn la experiencia se ha analizado estos parmetros que en cierta forma son aproximados pero son valederos para los objetivos requeridos.

La superficie que comprende la zona de estudio, se encuentra en el litoral de la costa, el paisaje es aluvial del cuaternario reciente, es un valle angosto seco y eriazo con laderas y fondos de valle formado por la quebrada Chala, que en poca de avenidas discurre volmenes de agua superficial en caudales mnimos.

8.1.2.3.5 Precipitacin

La precipitacin de la cuenca presenta dos manifestaciones, en la cuenca baja es seco, eriazo y escaso, al analizar los valores registrados para un periodo de 16 aos, se ha estimado un valor de precipitacin anual media de 64.9 mm.

En la parte alta o cuenca de recepcin presenta una variacin estacional, se ha estimado un valor de precipitacin 393.7 mm.

8.1.2.3.6 Humedad RelativaSe ha contado con informacin de 2 estaciones ubicadas en la costa (Atiquipa y Chaparra). Los promedios anuales de humedad relativa calculado para cada una de las estaciones con datos confiables oscilan entre 76% para Atiquipa y 66% para Chaparra mientras que en la parte alta con 44% en Coracora.

8.1.2.3.7 NubosidadLa nubosidad promedio anual es variable en las lomas llega a 6/8 y hacia el interior tiende a disminuir. En cuanto a los valores mximos y mnimos extremos se observa que los meses ms nublados corresponden a la poca invernal especialmente entre junio y septiembre con un promedio de 6/8 mientras que el resto del ao los das estn despejados con valores de 3/8 a 1/8 . 8.1.2.3.8 VientosLos datos muestran una persistencia notable de vientos provenientes S y SE con velocidad promedios mensuales mximos de 13.3 Km. /h. Estos vientos caen dentro de la denominacin de Brisa muy dbil a Brisa dbil. En consecuencia esta caracterstica para el rea del presente estudio, asegura que el viento no constituye problema alguno para la conduccin de proyectos.

8.1.2.3.9 Evaporacin

Este elemento es registra en la estacin Chaparra con 1395.1 mm y Atiquipa con 518.65 mm. total anual, se observa que la evaporacin es menor en la costa y al mismo tiempo presenta un rgimen de distribucin anual inverso.

Los promedios mensuales de evaporacin fluctan en forma directa y proporcional a los das de sol, es decir depende de la cantidad de la humedad ambiental, de radiacin solar, temperatura, nubosidad y la precipitacin pluvial.

8.1.2.3.10 Perodo de Recurrencia de Eventos MximosLa informacin de precipitacin mxima de 24 horas y de 01 mes fue analizada a travs de la distribucin de frecuencias y las probabilidades existentes con la finalidad de obtener las precipitaciones mximas a diferentes intervalos de periodo de retorno de dos a diez mil aos, calculados en base a la informacin analizada. En el Cuadro N 10 del Estudio Hidrolgico se presentan las precipitaciones mximas esperadas de 24 horas y en un mes para diferentes periodos de retorno.

De acuerdo a esta informacin y clculos respectivos, la precipitacin mxima esperada en la cuenca alta de la quebrada Chala en 24 horas y en un mes para un perodo de retorno de 10,000 aos es de 97.1 mm. y 181.3 mm. respectivamente y en la cuenca baja estos valores alcanzan tan solo a 9.2 mm. y 45.1 respectivamente.

8.1.2.3.11 Clculo de la Escorrentia8.1.2.3.11.1 Rgimen de escurrimiento.

El rgimen de escurrimiento es en general variado, solo se produce en la parte alta del cual se indica que se presenta un perodo de avenidas entre los meses de enero a marzo cuando discurre agua de escorrenta en volmenes de caudales, hasta llegar a su desembocadura el Ocano Pacifico el periodo de estiaje entre los meses de abril a diciembre permanece seco.

Segn la informacin procesada se indica que los caudales de crecidas en poca de avenidas varan de 21.9 a 22.7 m/seg y en poca de estiaje de 0.0 m/seg.

8.1.2.3.11.1.1 Probabilidad de las descargasEl clculo de la probabilidad de las descargas de aguas de escorrenta para la quebrada de Chala es importante porque a partir de ella se obtiene la oferta de agua para diferentes niveles de persistencia.

Estas probabilidades de disponibilidad de agua se ha obtenido utilizando las formulas de Weibull para niveles de persistencia de 25%, 50% y 75 %.

8.1.2.3.11.1.2 Descarga mxima para diferentes periodos de retorno.

La informacin de descarga generada fue analizada a travs de la distribucin de frecuencias y las probabilidades existentes con la finalidad de obtener descargas mximas a diferentes intervalos de periodo de retorno de dos a diez mil aos calculados en forma estimada.

Cuadro N 2.2 Descargas Maximas Vs Periodos de Retorno

Periodo deRetornoDescarga Mxima(Qmax.)

(AOS)(m3/seg.)

223.437

535.431

1039.117

2048.610

5054.480

10060.350

50066.220

100072.020

1000077.890

Para la ubicacin del Depsito de Relaves N 2 y N 3 se ha considerado la descarga mxima de agua en un periodo de retorno de 10,000 aos por la quebrada Chala en el sector prxima a su ubicacin, descartndose todo riesgo de inundacin o avenida que comprometa la integridad de este depsito.

La seccin critica (seccin menor) de el cauce del ri Chala, en el sector adyacente al lugar donde se instalara la cancha de relaves es de 28 metros cuadrados.

Considerando:Q : caudal: 77. 89 m/seg

Ac : rea critica: rea que se quiere determinarRh : Radio Hidrulico : 0.56

s : Gradiente Promedio : 361%n : Coeficiente de Rugosidad : 0.03 (de acuerdo a las caractersticas del terreno)

A : rea de la seccin de contacto: 8.8 m2

P : Permetro mojado : 15.64 metros lineales

Tenemos que:

Q = Ac x R 2/3 x s / n

Rh = A / p

Despejando la formula y remplazando tenemos que:Rh = 8.8 / 15.64 = 0.56Ac = 77.89 x 0.03 / (0.56)2/3 x (0.0361)1/2Ac = 18.102 M2

De acuerdo a lo calculado por la formula anterior el rea critica es de 18.102 metros cuadrados y la menor rea del cauce en la zona cercana a la relaves es de 28 metros cuadrados, por lo que no deberan haber problemas a causa de la mxima avenida que pudiera registrarse.

8.1.2.3.11.2 Borde Libre de diseoLa precipitacin media anual en la zona de estudio alcanza a 64.9 mm, de acuerdo a los registros obtenidos.

El rgimen de lluvias es el correspondiente a la regin costera sur del pas, con baja produccin pluvial tanto en el perodo de a abril a noviembre como de diciembre a marzo.

El depsito de relaves de la Relavera N 2 y N 3 es un depsito nuevo; por lo tanto, no hay tirante de agua. Se considera que el borde libre recomedado debe de mantenerse en 1.0 m.8.1.2.4 Hidrulica Fluvial

8.1.2.4.1 Antecedentes

Los depositos de relaves N 02 y 03 se encuentran ubicados en el margen derecho del rio Chala, por lo que es necesario construir la defensa riberea para proteger dichos depositos de relaves.

El ro de la quebrada Chala se encuentra en el departamento de Arequipa, provincia de Caravel, distrito de Chala. Toda el rea de estudio se enmarca dentro de un rea delimitada por las coordenadas UTM PSAD56 Este 580800 Norte 8250400 y Este 589 000 Norte 8251300. La elevacin promedio es de 75 msnm.

Existen estudios de Hidrologa e Hidrulica realizados por el Laboratorio Nacional de Hidrulica, estudios Geotcnicos realizado por el Laboratorio de Mecnica de Suelos de la Facultad de Ingeniera Civil de la UNI y estudios de Topografa realizado por la Minera Titan.

8.1.2.4.2 Estudios Basicos8.1.2.4.2.1 TopografiaLa Minera Titn ha efectuado el levantamiento Topogrfico del rea de estudio de la quebrada Chala en un tramo de 1+600 Km de largo y 150m de ancho a escala 1:2000, as como tambin el perfil longitudinal y seccin transversal del cause.

8.1.2.4.2.2 Estudio HidrologicoLas cuencas de la costa peruana se caracterizan por tener un clima rido, con bajas precipitaciones y pequeos caudales. Las descargas lquidas ms significativas y con gran aporte de slidos se presenta ante la ocurrencia del Fenmeno del Nio extremos o Meganios.

De la informacin existente de los ltimos cinco siglos, se concluye que el perodo de retorno de los Meganios en la costa peruana es del orden de 50 aos [Arturo Rocha Felices]. El clculo de la avenida mxima de diseo, se ha evaluado para un perodo de retorno de 100 aos.

El Laboratorio Nacional de Hidrulica ha utilizado la frmula racional para el clculo de la descarga mxima que discurre por el ro Chala, en base a la informacin pluviomtrica disponible en las estaciones climatolgicas de Chavia, Chaparra y Yauca. El rea de recepcin de la cuenca en la seccin de inters, consta del aporte de 14 subcuencas (Ver Plano N 05).

La frmula Racional es:

Donde:

Q : Descarga mxima en m3/seg.

C : Coeficiente de Escorrenta.

I : Intensidad Mxima de precipitacin (mm/hr)

A : rea de la cuenca (has)

Se ha evaluado los parmetros hidrolgicos de esta frmula para las 14 sub cuencas, para una intensidad de precipitacin con un periodo de retorno de 100 aos, y son los siguientes:

Cuadro N 2.3 Calculo del caudal de subcuencas por el mtodo Racional.

SubCuencaArea

A(Has)Coef. Esc.

CIntensidad

I (mm/hr)Caudal

Q(m3/seg)

N 01 16,050 0.212.1520.21

N 02 9,080 0.222.6214.54

N 03 13,050 0.222.519.94

N 04 4,380 0.582.8820.32

N 05 3,570 0.413.0612.44

N 06 9,440 0.582.4937.87

N 07 4,370 0.412.7913.89

N 08 4,850 0.583.5627.82

N 09 3,630 0.253.769.35

N 10 13,780 0.050.631.21

N 11 3,870 0.060.930.60

N 12 16,470 0.050.310.71

N 13 9,980 0.050.971.34

N 14 8,600 0.050.560.67

TOTAL180.90

Luego, el Caudal mximo de diseo para toda el rea, calculado para un perodo de retorno de 100 aos es:

Qmx= 180.90 m3/seg.

8.1.2.4.2.3 Caracteristicas HidraulicasLa defensa riberea de la presa de relaves Relavera N 2 y N 3, se encuentra en la margen derecha del cause del ro Chala con una longitud de 440 m, entre las progresivas 00+140 al 00+580 del cause principal, denominado Tramo I en los estudios generales del proyecto aprobado por el MEM. En este tramo de inters la pendiente media es del orden de 2.2%.Se ha efectuado la modelacin hidrulica del cause principal del ro Chala en todo el tramo, para un Caudal de 180.90 m3/seg.

Los resultados de este modelamiento usando el Software HEC RAS 3.0, para caudales en rgimen permanente y con flujo mixto, se muestra en el cuadro siguiente y se utilizarn en este diseo. Figura 2.1. Planta de la quebrada Chala, definida en el modulo de datos geomtricos del HEC RAS, perteneciente al tramo I Figura 2.2. Perfil de la superficie libre del agua del cauce principal de la quebrada Chala, para un caudal de

180.90 m3/seg.

Figura 2.3. Caractersticas Hidrulicas de las secciones del ro Chala en el Tramo I, para un caudal 180.9 m3/s

180.90 m3/sDel cuadro de resultados, se puede observar que los valores mximos de los parmetros hidrulicos de diseo ocurren en la seccin 200, donde:

Esfuerzo de corte en al canal T: 428 N/m2

Velocidad en canal

V: 7.51 m/seg

Tirante de agua

y: 1.73 m

Nmero de Froude

F: 1.93

Por otro lado, el estudio de Mecnica de suelos realizado por el Laboratorio de Mecnica de Suelos de la UNI, reporta que el dimetro d50 del material de fondo del lecho es de 24.5 mm.8.1.2.4.3 Diseo Hidraulico del EnrocadoEl sistema de proteccin de los taludes del ro Chala, en el tramo de la presa de relaves Relavera N 2 y N 3, en la progresiva 00+140 al 00+580, y ser con un sistema de enrocado, dado que existen rocas de naturaleza gnea y de tamao adecuado cerca al lugar distribuidas a lo largo del cause y sus laterales.

8.1.2.4.3.1 Profundidad de Socavacion GeneralLa pendiente del ro principal en el tramo en estudio es del orden de 2.2%, esta pendiente es mayor a la pendiente crtica y el rgimen del flujo es supercrtico, cuyos nmeros de Froude varan entre 1.06 a 1.93 y por lo tanto los efectos de Socavacin del cause sern importantes.

La altura total de la socavacin generalizada del ro, para un caudal de 180.90 m3/seg , un ancho medio del ro de 15.50m, la socavacin total generalizada del cause calculada con el mtodo de Blench es:

Donde:

Y : Tirante total de la socavacin generalizada en m.

q : Caudal especfico 11.71 m3/seg/m.

d50 : Dimetro 0.0254m.

Y = 3.70 m

Luego la altura de socavacin generalizada medida desde el fondo actual del ro hasta el nivel de socavacin esperada en el fondo del cause, es: hs = Y Tirante de agua

h s = 3.70 1.73

hs = 2.0 m

8.1.2.4.3.2 Tamao de las RocasEl dimetro medio de las rocas, considerando los valores mximos de los parmetros hidrulicos (seccin 2.3), calculados con la frmula de Isbash, aplicada en muchos ros, es el siguiente:

Donde:

: Dimetro de las rocas.

V : Velocidad media. 7.51 m/seg.

: Peso especfico relativo. 2.4 (granito p.e.= 2400

kg/m3)

g : Aceleracin de la gravedad. 9.81 m/seg2

Aplicando la frmula, se tiene que:

= 0.90 m

Simons y Sentrurk recomiendan que el espesor del enrocado debe ser lo suficiente para acomodar la roca de mayor a menor. En este caso se establece que el espesor del enrocado debe ser de 1.50m.

Para una cimentacin estable, el talud para el enrocado se establece en V1:H1.5.

Distribucin del Tamao de las Rocas.

La distribucin del enrocado recomendado por el cuerpo de Ingenieros de la armada de los Estados Unidos, es: [U.S. Army Corps of Engineers]

Dimensin (m)% Roca

1.30 - 1.50

15 - 25

1.00 - 1.30

35 - 45

0.50 - 1.00

30 - 40

Simons y Sentrurk recomiendan que la relacin tamao mximo de la roca entre el dimetro d50 debe ser aproximadamente 2.

Segn la U.S. Departamento of Transportatin, la graduacin de las piedras del enrocado afecta su resistencia a la erosin. Cada carga del enrocado debe ser razonablemente bien graduada desde el tamao ms pequeo hasta el tamao ms grande.

8.1.2.4.3.3 Proteccion al Pie del TaludLa socavacin al pie del enrocado es uno de los principales mecanismos de falla, debido a que en esta zonas se producen los mximos esfuerzos cortantes, y por lo tanto se debe proteger la base del talud con enrocado.

El sistema de proteccin ser con enrocado. Este enrocado es colocado en una zanja a lo largo de todo el tramo protegido, hasta una profundidad hs y hasta 1.5 hs en direccin transversal del ro (Ver Plano N 11).

Figura 2.4.- Proteccin al pie del enrocado

Entonces:

Proteccin en profundidad hs = 2.0m,

Proteccin transversal

1.5hs = 3.0m

8.1.2.4.3. 4 Impermeabilizacion del Enrocado El suelo base del enrocado puede ser erosionado debido a la corriente de agua que se filtra por debajo de la roca, ataque de olas y de flujos subterrneos; y generando el movimiento de las partculas finas que conforma el suelo protegido y el colapso progresivo.

La capa de proteccin con enrocado ser impermeabilizado con mortero de cemento y arena 1:3, con un espesor de 0.20 m, a fin de eliminar el filtro y garantizar la estabilidad del enrocado.

Adems a cada 30.0 m, se reforzar el talud de enrocado con una junta de concreto ciclpeo 1:10+30% P.G. en un ancho de 1.50 m.

La altura total del enrocado se determin en 4.00 m, que cubre el tirante y borde libre, para el paso de la avenida mxima de diseo.

8.1.2.5 Canal de Coronacin

Para captar las aguas de escorrenta de las laderas del lado Norte del depsito de relaves Relavera N 2 y N 3 se ha proyectado la construccin de un canal de coronacin en la periferia del depsito estabilizado, al final de la construccin. El canal de coronacin tendr las mismas dimensiones del proyecto inicial.

En el Cuadro 7. 1 se indica la seccin para el canal de coronacin.

Cuadro 2.4 Dimensiones de los Canales de Coronacin

TramoSeccinBase menor (m.)Base mayor (m.)Altura (m.)

Canal de CoronacinTrapezoidal0.300.600.40

El canal de coronacin es de concreto de seccin transversal trapezoidal con una pendiente mnima de 1.0%.

Figura 2.5 Seccin Tpica del Canal Trapezoidal

8.1.2.6 Geologa 8.1.2.6.1 Geologa RegionalLa secuencia estratigrfica en el cuadrngulo de Chala, donde se encuentra ubicada nuestra zona de estudio comprende edades desde el Precambrico hasta el Cuaternario reciente. (Ver Plano N 02)Las rocas Pre Cmbricas reconocidas como basamento cristalino afloran en Pampa Redonda y al sur de Puerto Viejo, constituida por gneises y milonitas.8.1.2.6.1.1 Grupo AmboA 30 Km., al SE, del puesto de Chala, en el lugar denominada caleta Puerto Viejo se presenta un afloramiento de roca sedimentaria con flora de edad Misisipiana, cuya litologa est formada por areniscas gris oscura a negra de grano fino, intercalados con lutitas negras pizarrosas y limolitas gris oscuras.

Esta secuencia forma el grupo Ambos que descansa con discordancia angular sobre la roca del Complejo Basal, marcando la discordancia Eoherciniana que separa del Carbonfero inferior de las rocas ms antiguas.

8.1.2.6.1.2 Grupo TarmaSe encuentra al sur de Pampa Redonda consiste en una intercalacin de Limolitas de color gris verdoso, que descansa en discordancia sobre los gneises del Complejo Basal e infrayaciendo a la formacin Chocolate y Millo. Esta secuencia en reconocida como del Carbonfera Superior.

8.1.2.6.1.3 Formacin Volcanico ChocolateLos estratos que comprende esta unidad, descansan con clara discordancia sobre el grupo Tarma, o los del Complejo Basal e infrayace concordantemente con los estratos del Jurasico Medio.

La formacin Volcnicos Chocolate aflora en el cerro Ladera y en el puerto de Chala; existen dos miembros caractersticos dentro de esta formacin, una inferior cuya litologa est compuesta por areniscas, conglomerados y brechas, que se le denomina miembro Chala y otro superior formado en su mayor parte por rocas volcnicas denominado miembro Lucmilla. Esta secuencia es reconocida como del Jurasico Inferior.

8.1.2.6.1.4 Formacin GuaneroDescansa en discordancia erosional sobre el volcnico Chocolate e infrayace con discordancia erosional al grupo al grupo Yura. En el rea del Cerro Casposo, los estratos que rigen a esta formacin estn fragmentados por fallas, su litologa est compuesta por brechas volcnicas de color verde o marrn, con fragmento de composicin andestica, andesitas porfiriticas, intercaladas con areniscas verdes de grano fino, el Jurasico Superior est representado por est formacin.

8.1.2.6.1.5 Grupo YuraEl grupo Yura se ubica correspondiente al Cretcico inferior, est constituida por dos secuencias muy determinadas, una inferior, la formacin Yauca y otra superiores denominada Formacin Hualhuani, no observada en nuestra rea de estudio.

8.1.2.6.1.6 Formacin YaucaSu afloramiento ms notorio se encuentra en la quebrada Flor del Desierto donde desaparece la facies volcnica, encontrando una litologa compuesta por bancos areniscas blancas, intercaladas con limolitas gris oscura. En el Cerro Cormac, las secuencias de limolitas estn levemente plegadas y falladas.

8.1.2.6.1.7 Formacin Pisco

Se han reconocido afloramientos de pequea extensin en el rea de estudio, los que descansan en discordancia angular sobre rocas mesozoicas e infrayacen con pequea angularidad tanto al volcnico Sencca como a las terrazas marinas.

El afloramiento de mayor extensin se presenta en el cerro Josesita, cuya litologa esta compuesta por intercalaciones de arcillas, con limolitas y delgadas capas de yeso.

El corte realizado a la quebrada de Chala para dar paso a la carretera Panamericana se aprecia el afloramiento de est formacin y que tiene por litologa arcillitas y arenisca de grano fino y color blanco amarillento. Esta formacin es reconocida como rocas terciarias.

8.1.2.6.1.8 Formacion MilloLa litologa esta dada por aglomerados, areniscas conglomeradicas, tobas y cenizas volcnicas, los conglomerados est conformados por rodados de cuarcita y calizas en una matriz arena tobacea.

En los cerros Blanco y Frente de Jaqui sobreyacen a una monzonita cuarcfera y al Complejo Unin en los Cerros Caranga y la Yesera. Se le asigna una edad del Plioceno Inferior.

8.1.2.6.1.9 Formacin Volcanico SenccaEs una secuencia piroclstica, constituidas por tobas daciticos riolticas, descansando en discordancia erosional sobre la formacin Millo.

En Chala viejo, sobreyace con aparente discordancia angular a la formacin Pisco, en roca alterada de color rojizo a naranja; en muestra fresca varia entre gris claro o blanco amarillento a esta formacin se le da una edad del Plioceno Medio.

8.1.2.6.1.10 Terrazas MarinasLos mares ocupaban reas mas all de los limites actuales, habindose levantado la costa en forma de terrazas escalonadas crendose pampas costaneras tales como la Aguada, Capac y Huangarume y que son disectadas por las quebradas Chala, Huanta, Totoral, Higueron y Chaparra, las que han servidos de canales de aporte de los sedimentos, los cuales se encuentran poco consolidados y estn constituido por conglomerados gruesos y finos, arenas sueltas o medianamente consolidados que incluyen abundantes restos de valvas. Se ha determinado una edad del Pleistoceno.8.1.2.6.1.11 Depositos RecientesDentro de los depsitos recientes se han observados los depsitos coluviales correspondientes a agregados de fragmentos angulosos que se acumulan regularmente en los taludes adyacentes a los macizos rocosos, con tamao y formas variables dependiendo de la roca que la origina. Tambin se incluye los depsito fluviales, acumulados por lo cursos de agua a lo largo de los lechos por donde discurre.

Los depsitos aluviales tienen una notable variacin en tamao y en mezcla de fracciones clstica que depende de la roca madre, de la pendiente y la intensidad del medio energtico que interviene en su acumulacin y obviamente en la caracterstica de la meteorizacin.

En los lechos y quebradas se encuentran grandes bloques redondeados a sub redondeadas mezclado con arenas gruesas y limos resultantes de la meteorizacin granular de las rocas.

8.1.2.6.2 Geologia LocalEl rea de estudio se encuentra ubicada en la margen izquierda de la quebrada de Chala, en la ladera Beln sobre depsitos de terrazas marinas.

La estratigrafa local de nuestra zona comprende a partir del Cenozoico, con la formacin Pisco (Mioceno), donde la posicin de sus estratos son sub- horizontales, con una litologa compuesta por areniscas, limolitas, arcillas e infrayaciendo con pequea angularidad a las terrazas marinas del Pleistoceno.

Estas terrazas marinas se formaron, cuando los mares ocupaban reas ms all de los lmites actuales, las constantes transgresiones y regresiones y luego el levantamiento de la costa, ha dado que se formara escalonadamente estos tipos de depsito, cuya composicin litolgica es de gravas, arenas limos medianamente consolidados, intercalado con laminas de yeso y abundante resto de valva.

Depsitos recientes corresponde al Holoceno (cuaternario reciente), donde la accin erosiva de las avenidas tradas por la quebrada Chala, disect las terrazas marinas, acumulando depsito fluvio aluviales a lo largo de sus mrgenes cuya composicin litolgica esta compuesta por arcillas en menos porcentaje, arenas, gravas de diferentes dimensiones, mal distribuida y no consolidados.

Otro tipo de depsito formado son los coluviales, que se han acumulado en las laderas del cerro Chorrillos producto de la accin de la gravedad, es un material suelto, compuesto por arcillas, arenas, gravas.

8.1.2.6.3 Geomorfologa

Zona LitoralComprende una franja de costa que ha sido desarrollada por diferentes procesos. La existencia de una superficie de abrasin a la lnea de costa, que esta relacionada principalmente al oleaje y al nivel de mareas que actan intermitentemente y con intensidad variable sobre las rocas formndose unas terrazas con suave pendiente hacia el mar.Una segunda geoforma es la acumulacin marina durante el Pleistoceno que coincide con el perodo de desglaciacin, durante la cual los ros transportaron y depositaron gran cantidad de gravas, arenas, arcillas, as como tambin la de erosin marina, cuando se acumularon en pequeas bahas sedimentos marinos y luego los sucesivos levantamientos de la costa han originado terrazas actuales de acumulacin marina.

Cerros CosterosLos cerros o elevaciones costeras se encuentran separados por valles y quebradas, son unidades rocosas resistentes a los procesos exgenos. Estas elevaciones forman cadenas que coinciden con la lnea litoral, su topografa es ms accidentada.

Planicies Sub AndinaSon superficies que se formaron posiblemente en el terciario medio por la accin erosiva del mar alcanzando las rocas del batolito, que han quedado al descubierto por dicha accin.

Zona Circundante a la PlantaLa topografa circundante al depsito es relativamente plana. El depsito de relaves N 02 y 03 se ubicaran en la margen derecha del cauce seco de la quebrada de Chala sobre una terraza aluvial. Hacia el lado norte tenemos una elevacin de terreno, al este y oeste terrazas y al lado sur el cauce seco de la quebrada de Chala. 8.1.2.7 Sismicidad del rea del Proyecto 8.1.2.7.1 GeneralidadesEl Per es considerado como una de las regiones de ms alta actividad ssmicas. Forma parte del cinturn circumpacifico y esta considerada como una de las zonas mas activas del mundo, por lo tanto esta expuesto a eventos ssmicos, segn estas consideraciones es necesario evaluar el peligro ssmico del rea de estudio a fin de determinar la influencia del efecto ssmico sobre la estabilidad fsica de los depositos de relaves N 02 y 03, de Minera Titan del Per S.R.L.

8.1.2.7.2 Zonificacin SsmicaDentro del territorio peruano se ha establecido diversas zonas, las cuales presentan diferentes caractersticas de acuerdo a la mayor o menor presencia de los sismos. Segn el mapa de Zonificacin ssmica propuesto por la nueva Norma de Diseo sismorresistente E-030 del reglamento nacional de construcciones (1997), presentado en la Figura N 2.6 el rea de estudio se encuentra comprendida en la zona 3 clasificada como zona de alta sismicidad.

8.1.2.7.3 Intensidades

Segn el anlisis sismo tectnico, existen en el mundo dos zonas muy importantes de actividad ssmica conocidas como el Circulo Alpino Himalayo y el Circulo Circumpacifico. En esta ultima, donde se Localiza el Per, han ocurrido el 80% de los eventos ssmicos en el mundo. Por lo tanto, nuestro pas esta comprendido entre una de las regiones de mas alta actividad ssmica.

La fuente de datos bsica de intensidades ssmicas que describe los principales eventos ssmicos ocurridos en el Per, fue presentada por Silgado (1978). En la Figura N 2.7 se muestra el mapa de distribuciones de mximas intensidades ssmicas observadas (Alva et al. , 1984), de acuerdo a esta informacin, se concluye que segn la historia ssmica del rea de estudio (400 aos), han ocurrido sismos de intensidades altas como VI - VIII en la escala Mercalli Modificado.

8.1.2.7.4 Evaluacin SsmicaEl sismo producido, el 23 de Junio del 2 001, en Arequipa, se produjo un movimiento brusco, debido a que la Placa Continental estaba ejerciendo mucha presin sobre alguna rea de placa de Nazca, que no la dejaba avanzar normalmente. Luego se produjo la ruptura del atascamiento y se produjo el sismo.

La sismicidad en el sur del Per, teniendo en cuenta la distribucin de los focos ssmicos en el espacio y en el tiempo, muestra que existen dos grupos de eventos generados en zonas bien definidas.

Primeramente la actividad asociada a la subduccin, que disipa ms del 95% de la energa y cuyos focos se distribuyen en una zona de Wadatti Bernioff, inclinada 30 al este hasta profundidades de ms de 600 Km. y sus eventos alcanzan magnitudes de 7.5+, con una frecuencia de ocurrencia alta.

La Sismicidad cortical, de profundidad superficial, se detecta en las cercanas de las fallas activas y que liberan los esfuerzos tectnicos concentrados en la corteza de los Andes y sus mrgenes. Las magnitudes tambin alcanzan valores altos (7+), aunque la ocurrencia es relativamente baja, estos sismos son muy peligrosos y destructivos por ser superficiales.

Los datos histricos son determinados para identificar las fuentes ssmicas y estimar los parmetros ssmicos de los terremotos; estas fuentes corresponden al periodo pre-instrumental antes del ao 1 930.

La mayor parte de los terremotos destructivos aparecen como intra-continentales y relacionados al proceso de subduccin. Estos eventos estn comprendidos dentro de la dinmica del rea del Estudio y de la tectnica local de la misma. De los 15 terremotos ocurridos en el Sur del pas entre los aos de 1,604 y 1,971, el producido el 24 de agosto de 1942, cuyo epicentro se localiz en la vecindad de Nazca, alcanz este sismo una magnitud VIII MM.

La intensidad ssmica de los terremotos ocurridos en el rea estudiada, vara entre VI y VIII grados de la escala modificada de Mercalli, como se puede ver en los siguientes cuadros:

En el cuadro N 2.5, se presenta el registro histrico de los terremotos de gran magnitud en el Per y en los cuadros N 2.6 y N 2.7 se detalla informacin de los sismos ocurridos en zonas aledaas al rea de estudio.

Cuadro N 2.5RESUMEN DE LOS 10 TERREMOTOS DE GRAN MAGNITUD DEL PERNAoMesDaLatLongProfundidad

(Km.)Valor de

MagnitudEscala de

MagnitudDistancia

(Km.)

119071116-8.00-76.801508.7Ms134

21619214-7.90-79.00408.6Ms110

3172517-9.00-79.00407.6Ms146

41970531-9,20-78.80507.6Ms148

519161110-8.50-77.80157.1Ms50

619561029-8.50-77.00606.4Ms120

7198465-7.82-76.71335.8mb147

81937622-9.00-79.001505.7UK146

919391126-8.50-77.501305.5UK72

10196173-8.70-79.10575.5mb135

Tomado del Estudio de Evaluacin de la Sismicidad y Desarrollo del criterio del diseo ssmico para el Proyecto de Santa Rosa elaborado por Knight Piesold Consultores S.A. del 16 de febrero de 2000.

Cuadro N 2.6CARACTERSTICAS E INTERPRETACIN DE LOS TERREMOTOS HISTORICOS

NFechaEfectos en la Zona EpicentralEfectos en la Zona de InteresOrigen

104-11-1 604Destructivo en MoqueguaDestructivo S

210-02-1 716Destructivo en IcaFuerteS

313-05-1 784Destructivo en ArequipaFuerte (Probable)S

406-08-1 913Destructivo en CaraveliFuerteS

511-10-1 922Destructivo en CaraveliFuerteS

624-08-1 942Destructivo en NazcaVIII MMS

729-09-1 946Destructivo en IcaFuerteS

811-05-1 948Daos en MoqueguaVII MMS

918-05-1 948Daos en IcaVI MMS

1009-12-1 950Fuertes daos en IcaVII MMS

1115-01-1 958VII MM en ArequipaFuerteS

1213-01- 1 960Destructivo en ArequipaVII MMS

1315-01-1 960Fuerte en NazcaFuerteS

1409-03-1 960Fuerte en AcariVI MMS

1514-10-1 971Destructivo en ApurimacVII MMS

Fuente: Centro Nacional de Sismologa.

Cuadro N 2.7 SISMOS EVENTOS HISTORICOSNFechaLocalidadesAfectadasEscala Modificada de Mercalli

106-09-72Arequipa5M

228-07-72Arequipa5M

302-02-74Chala5M

412-03-74Arequipa5M

501-02-74Mollendo, Moquegua5M

625-04-74Moquegua, Mollendo, Arequipa5M

703-10-74El Sur y gran parte del Pas5M

816-02-79Arequipa5M

906-08-81Caman, Mollendo, Arequipa5M

1011-08-81Caman, Arequipa5M

1121-08-81Caman, Arequipa5M

1203-03-82Pisco5M

1302-06-82Pisco, Ica.5M

Fuente: Centro Nacional de Sismologa.

En los aos que se viene desarrollando la actividad minera en la concesin de Minera Titan del Per, los sismos ocurridos no han ocasionado daos a las labores en el rea de la Relavera N 2 y N 3, debido principalmente a la dureza de las rocas gneas del basamento rocoso de la zona que constituyen el Batolito de la Costa y el relleno superficial de grava arenosa compacta.

8.1.2.7.5 Evaluacin Probabilstica De Peligro Ssmico, Caracteristicas de sismos maximo y basico de diseoSe ha determinado el peligro ssmico del proyecto, utilizando la metodologa e informacin pertinente disponibles en la literatura. Se ha empleado el programa de cmputo RISK desarrollado por R. Mc Guire (1976) con datos de la ley de atenuacin de Casaverde y Vargas (1980) para los sismos de subduccin y de Mc Guire (1974) para los sismos continentales. Se ha usado las fuentes sismognicas y parmetros de recurrencia definidos por Castillo (1993).

Cuadro N 2.8 Coordenadas geogrficas del lugarde estudio.

LugarCoordenadas Geograficas ()

Relavera Sanchez- 74.24- 15.80

Se han realizado clculos especficos para la zona del proyecto (Ver Cuadro N 2.9) para tiempos de exposicin 50, 100, 150, 200, 400, 500 y 1000 aos, cuyos resultados se muestran en el Anexo III. La forma de interpretar el grfico es la siguiente: se selecciona el tiempo de exposicin deseado y se calcula la inversa para obtener el Peligro Anual; por ejemplo, 50 aos que corresponde a 0.02. Los valores de aceleracin que se muestran en las abcisas, se refieren a la mxima aceleracin esperada en el lugar.El Cuadro N 2.10 se muestra las mximas aceleraciones esperadas para perodos de retorno de 50, 100, 150, 200, 400, 500 y 1000 aos.

Cuadro N 2.9 Aceleraciones mximas esperadas (% g)

LugarPerodo de Retorno en Aos

Depsito de relaves

N 7501001502004005001000

Intensidad Mercalli

ModificadaVIIIVIIIIXIXIXIXIX

Aceler. Max

(cm/seg2)285.76338.94369.71401.29474.76501.16592.83

Aceler. Max. (%g)0.290.350.380.410.480.510.60

Nota: Equivalencia 1 g 981 cm/seg2

Cuadro N 2.10 Aceleraciones vs Periodos de retornoCOORDENADASPERIODO DE RETORNO (AOS)

501001502004005001000

-74.24, -15.800.290.350.380.410.480.510.60

Los valores obtenidos, estn en congruencia con los valores mostrados en el Mapa Probabilstico de Pelgro Ssmico de Sudamrica -Boletn del Centro Regional de Sismologa para Amrica del Sur (CERESIS) 1996; mapa que fue compilado por los Ings. Juan C. Castano y Marcelo Millan del Instituto Nacional de Prevencin Ssmica (INPRES), San Juan, Argentina. En la realizacin de este mapa se utiliz el programa SEISRISK III-DP, una versin mejorada al programa utilizado en el presente informe.

Se han realizado varias evaluaciones probabilstica de peligro ssmico utilizando el mtodo de Cornell McGuire,1976 (Ver ANEXO III) , los sismos son modelados ya sea como reas de fuente ssmica o como zonas de fuente lineal (fallas). Los sismos son tratados como eventos independientes ubicados en fuentes puntuales aleatorias. La relacin magnitud-recurrencia y magnitud mxima para cada zona son estimadas a partir de la sismicidad registrada dentro de cada zona de fuente. Casaverde y Vargas (1980), Castillo y Alva (1993) Figura N 2.8 y Ceresis (1996) han efectuado evaluaciones similares. Los mapas probabilsticos de riesgo ssmico de Castillo y Alva indican que la aceleracin mxima del terreno (AMT) para la zona del deposito de relaves Relavera N 2 y N 3 seria aproximadamente 0.51g para un periodo de retorno de 500 aos. De lo mostrado podemos concluir que las intensidades esperadas para el periodo de tiempo de 150 aos sern del orden de IX. Para esta intensidad se producen daos de consideracin en estructuras de albailera mal construidas o mal proyectadas. Sufren daos menores (grietas) las estructuras corrientes de albailera bien construidas. En base a las caractersticas que presenten las obras es de esperarse una respuesta adecuada ante un sismo que genere estas intensidades en el rea.Los Sismos Bsicos de Diseo sern asumidos por el mismo valor anterior, es decir se presentarn con intensidad de IX en la escala de Mercalli Modificada, pero se afectar y corregir el valor de su aceleracin respectiva.

8.1.2.7.6 Determinacin de las Aceleraciones Bsicas de DiseoDe acuerdo con el Cuadro N 2.8 de aceleraciones mximas presentada en el tem anterior, los valores de las aceleraciones mximas para diseo en los anlisis de estabilidad sern:amx = 0.38 g.(Perodo de retorno de 150 aos)

amx = 0.51g.(Perodo de retorno de 500 aos)

Para el caso de un anlisis pseudoesttico de depsitos de relaves, el uso de una aceleracin horizontal mxima se considera que es demasiado conservador, pues su presentacin es puntual conformando el valor pico. Kramer (1996) observ que los taludes de tierra no son elementos rgidos, y por consiguiente la aceleracin pseudoesttica empleada en la prctica, debera ser mucho menor que la aceleracin mxima predicha.

Es aceptada internacionalmente, que el coeficiente ssmico de diseo a ser considerado en el anlisis de condiciones seudoestticas de taludes, sea obtenido como una fraccin que varia entre 1/2 a 1/3 de la mxima aceleracin esperada. Esta recomendacin es consistente con las recomendaciones del Cuerpo de Ingenieros del Ejrcito de los Estados Unidos (U.S. Army Corps of Engineers). En consecuencia, para el caso del anlisis seudoestatico de estabilidad del deposito de relaves de la Planta de Beneficio Belen, se considera un valor de aceleracin bsica de diseo de horizontal de 1/(2.5) de aceleracin pico o sea 0.20 g como el valor de la aceleracin bsica de diseo (Para depsitos en abandono, perodo de retorno de 500 aos) y de 0.15 g. (Para depsitos operativos, perodo de retorno 150 aos).

FIGURA N 2.6ZONIFICACION SISMICA DEL PERU, SEGUN EL REGLAMENTONACIONAL DE CONSTRUCCIONES

FIGURA N 2.7MAPA DE DISTRIBUCION DE MAXIMA INTENSIDAD SSMICA (ALVA-1984)

FIGURA N 2.8MAPA DE ISOACELERACIONES PARA 500 AOS DE VIDA UTIL

PAGE 14ACOMISA

_1216670011.unknown

_1216892579.dwg

_1235208718.dwg

_1235209379.dwg

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