Escombreras

1. Concepto
Se denomina escombrera a toda aquella acumulación de materiales sólidos de
granulometría variable procedentes de las actividades humanas, bien como residuos de
los procesos mineros (estériles rocosos) o de otros procesos industriales o urbanos
(escombros de derribo, tierras de vaciado de solares, etc.). La acumulación de estos
residuos debe realizarse, fundamentalmente, por la carencia de valor económico o la
imposibilidad de su aprovechamiento en el momento de su almacenamiento, o bien por
la necesidad de mantenerlos controlados dadas sus características.

2. Consideraciones básicas de diseño

Los factores básicos que se deben considerar en el diseño de un esquema de eliminación
de rocas de mina y desmonte pueden dividirse en cinco categorías generales:

 Factores Mineros
Incluyen aquellos aspectos relacionados al acarreo de materiales y programación de la
mina. Por ejemplo, el transporte, por lo general, es muy importante para los costos de
disposición final de rocas de mina y deforestación; así, se hace necesario ubicar las
escombreras lo más cerca posible a la fuente, con acarreo a nivel o cuesta abajo hacia la
escombrera. La flexibilidad de la programación también puede ser un factor importante,
particularmente, para minas grandes donde se necesitan varias escombreras. Los
requerimientos de equipos (tractores y motoniveladoras) también pueden variar
dependiendo del tipo y ubicación de la escombrera.
Los métodos para la disposición de los residuos rocosos provenientes de las operaciones
unitarias de producción tienen estrecha relación con el tamaño de grano y susceptibilidad
a meteorización. Todas estas preocupaciones se fundamentan en el cuidado que debe
procurarse con los estériles a los procesos de insolación y soterramiento artificial al que
serán sometidos, puesto que pueden ocurrir productos como oxidación de sulfuros y
subsecuente drenaje ácido de mina. Las operaciones unitarias de producción a las que nos
referimos son: arranque (directo o indirecto), carga y acarreo.

2.1.Restricciones Físicas
La cantidad de materiales de la escombrera y la configuración, ubicación y capacidad
básicas de un determinado terreno donde se ubica la misma pueden tener restricciones
físicas importantes sobre el diseño. Los terrenos pueden estar limitados por características
topográficas tales como corrientes o taludes de cimentación excesivamente inclinados. El
acceso a algunos terrenos puede ser imposible o demasiado costoso. Dependiendo de la
geometría del lugar, tener varias escombreras es mejor que tener una grande. La
configuración y ubicación del terreno también pueden definir la técnica de construcción
óptima.
Restricciones Físicas (ASPECTOS OPERATIVOS): Entre las consideraciones más
importantes a tener en cuenta a la hora de la construcción de una escombrera, es conocer

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las características geológicas del material con que se está trabajando. Menciona que los
materiales estériles que forman las escombreras son de litologías distintas y
granulometrías variables, relacionadas con el anterior. Justifica con la siguiente
explicación, la heterogeneidad de los materiales que se depositan y componen las
escombreras: El material estéril proveniente de la actividad extractiva, generalmente
posee una litología diversa, como consecuencia del mezclado que se efectúa durante las
labores de arranque en los frentes de mina. La granulometría puede llegar a ser muy
heterogénea, sobre todo en aquellas minas en donde se ejecutan actividades de
perforación y voladura que pueden generar bloques de grandes dimensiones.

2.2.Impacto Ambiental
En la minería como hecho social, se requiere estudiar aquellos aspectos sociales y
culturales ligados a la misma y cuyo impacto puede ser positivo o negativo. En función
de ello, el ser humano como parte de la naturaleza y de las relaciones ambientales, debe
conocer esta interacción y planificar de manera premeditada y responsable sus acciones.
La extracción de recursos minerales necesarios para el desarrollo de la civilización actual,
ha traído como consecuencias un cambio en las mismísimas necesidades humanas; las
cuales en la actividad minera se constituyen en el cambio de uso del territorio, las
consecuencias de alteración del paisaje y la acumulación de material estéril proveniente
de las propias actividades de la industria.
Los impactos ambientales potenciales tienen influencia y en muchos casos, controlan el
diseño de la escombrera. Los requisitos para las instalaciones de sedimentación pueden
favorecer más a un terreno que a otro. Cuando se predice el drenaje de roca ácida, las
medidas de mitigación requeridas pueden variar considerablemente entre los terrenos
alternativos. El impacto potencial de las fallas en la escombrera también puede tener
influencia en el diseño y debe ser evaluado. Adicionalmente, los requisitos de
restauración y estética pueden variar de un terreno a otro, lo cual debe ser considerado en
el proceso de diseño.
La preocupación constante debe ser a la luz del siglo XXI, la disposición inteligente y
planificada de aquellos materiales que no pueden volver a utilizarse o que no pueden
encontrar utilidad en la sociedad actual. Las escombreras de estériles en minas y las
acumulaciones provenientes de movimientos de tierra y construcciones civiles son parte
de esta problemática ambiental. Romero (2004) expresa: En suma, que la intervención
humana sobre la corteza terrestre orientada a la obtención de rocas y minerales supera en
importancia a la de cualquier agente geológico. Los movimientos anuales de tierras
ligados a las actividades extractivas se acerca ya a los setenta mil millones de toneladas,
multiplicando por cuatro o cinco las toneladas de sedimento que se estiman arrastran
anualmente todos los ríos del mundo (unos 16.500 millones de tonelada.

2.3.Estabilidad a Corto y Largo Plazo

La estabilidad de la escombrera de mina depende de la configuración, ubicación, forma
de la cimentación y condiciones de la misma, así como de las características más
importantes y la cimentación y su variación con el tiempo, metodología de la
construcción, entre otros factores. Las consideraciones de estabilidad pueden variar

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dependiendo del nivel percibido de peligro o del periodo de exposición de la escombrera
(por ejemplo, a corto plazo construcción durable vs. a largo plazo (abandono). De esta
manera, se debe evaluar el potencial de varios tipos de inestabilidad, que pueden tener
impacto en la seguridad de la operación o en el ambiente. Se deben tomar las medidas
necesarias para reducir el riesgo de inestabilidad a un nivel aceptable. Se debe analizar la
estabilidad de la escombrera, así como el potencial para la erosión superficial de las
pendientes restauradas.
La ubicación de las escombreras ha de estudiarse cuidadosamente, atendiendo a:

 Su forma y su tamaño previsto, considerando la mínima afección en superficie.

 La prevención de los efectos sobre el medio ambiente.
 Las características geológicas del emplazamiento.
 La capacidad de drenaje.
 La minimización de los costes de transporte y de vertido.
 La integración paisajística y si fuera una escombrera definitiva, su posterior
restauración.
Los cálculos constructivos de cualquier escombrera tienen que realizarse
concienzudamente, para asegurar su estabilidad en todo momento, desde la fase inicial,
hasta su abandono, pasando por la fase de operación.

2.4.Consideraciones Sociales/Políticas
Los proyectos de desarrollo de recursos de cualquier lugar están sujetos a la creciente
necesidad de regulación y permisos más estrictos. Los asuntos como protección
ambiental, conservación de los recursos, concesión de explotación de tierras vírgenes,
importancia arqueológica, estética, y competencia por usos de tierra reciben una mayor
atención por parte del público y el Estado. Los operadores de minas deben evaluar la
percepción del público y la aceptación política de las alternativas de eliminación de rocas
de mina y desmonte en la primera etapa del proceso de diseño.

3. Método de construcción
Las escombreras, por lo general, se construyen en una serie de elevaciones o plataformas
ya sea en secuencia ascendente o descendente. La construcción de taludes cuesta arriba
(ascendente) es ventajosa, ya que la base de cada banco se apoya en el banco anterior. El
método de construcción seleccionado se basa en una combinación de factores que
incluyen: la minimización de la distancia de acarreo, accesibilidad, capacidad disponible
y estabilidad del escombrera (lo que generalmente es crítico durante y poco después de la
construcción).

4. Tipología y descripción de las escombreras

Los depósitos de estériles se pueden describir atendiendo, normalmente, a los siguientes
criterios:

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 4.1.Por sus dimensiones
Se considera escombrera cualquier acumulación de materiales que sobrepase los 25 000
m3 de volumen, los 15 m de diferencia de altura entre su pie y la parte superior del
depósito, o bien cuyo espesor de estéril sea superior a 10 m. En condiciones normales de
homogeneidad y humedad del material, se dividen en:

 Grandes. Aquellas cuya altura sea superior a 30 m.

 Medianas. Aquellas cuya altura sea superior a 20 m e inferior a 30 m.
 Pequeñas. Aquellas cuya altura sea superior a 15 m e inferior a 20 m.

4.2.Por su emplazamiento

 De vaguada, fondo de valle o cauce.

 De ladera. Situadas sobre pendientes con inclinaciones de hasta el 8 %.
 De divisoria.
 En llanura o exenta.
 De relleno de corta o hueco minero.

4.3.Por el tipo o sistema de vertido

 De vertido libre o por gravedad. Solo es aconsejable en escombreras de pequeñas

dimensiones y cuando no exista riesgo de rodadura de rocas aguas abajo. Se
caracteriza por presentar en cada momento un talud que coincide con el ángulo de
reposo de los estériles y una segregación por tamaños muy acusada. De los cuatro
tipos es el más desfavorable geotécnicamente, aunque ha sido el más utilizado
hasta épocas reciente
 De vertido libre por fases adosadas. Método más recomendable debido a su
mayor estabilidad. Proporcionan unos factores de seguridad mayores, pues se
consiguen unos taludes medios finales más bajos. La altura total puede llegar a
suponer una limitación por consideraciones prácticas de acceso a los niveles
inferiores.
 Escombreras con dique de retención en pie o tacón de escollera. Recomendable
cuando los estériles a verter presentan diferentes litologías. Se aplica cuando los
estériles que se van a verter no son homogéneos y presentan diferentes litologías
y características geotécnicas, puede ser conveniente el levantamiento de un dique
de pie con los materiales más gruesos y resistentes, de manera que actúen de muro
de contención del resto de los estériles depositados.
 De vertido por fases ascendentes retranqueadas y superpuestas. Implican
tongadas horizontales compactadas. Aporta una mayor estabilidad, por cuanto se
disminuyen los taludes finales y se consigue una mayor compactación de los
materiales.
 Estructuras mixtas. Aquellas que combinan algunos de los métodos anteriores.

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 4.4.Por el método constructivo

 Por basculamiento final. Da lugar a franjas de material inclinadas de acuerdo con

el ángulo de rozamiento interno del mismo.
 Por tongadas horizontales compactadas. Método más general y recomendable
debido a su mayor estabilidad.

4.5.Por su grado de riesgo potencial, estabilidad y coeficiente de seguridad

Debido a su posible deslizamiento, se dividen en:

4.5.1. Clasificación por riesgo (Tipo A)

 Escombreras Tipo AI. Sin riesgos para personas, bienes, etc.
 Escombreras Tipo AII. Presentan riesgo moderado para personas, bienes, etc.
Escombreras Tipo AIII. Presentan un riesgo elevado para personas, bienes, etc.

4.5.2. Clasificación por seguridad ligada a la presencia de agua y problemas del

cimiento (Tipo B)

 Escombreras normales (Tipo BI). Sin efecto de aguas freáticas y en cuya

estabilidad no interviene el cimiento.
 Escombreras sometidas a filtración (Tipo BII). Agua en grietas o fisuras y riesgo
de deslizamiento por la cimentación.
 Escombreras en situación de inundación, inestabilidad por riesgo sísmico, etc.
(Tipo BIII).

5. Configuración de la escombrera
La configuración y el tamaño de la escombrera de mina tiene una relación directa con su
estabilidad y tamaño potencial de las fallas. Las variables geométricas primarias son:
 Altura: Definida como la distancia vertical desde la cresta de la escombrera hasta
la superficie del terreno en la base de la misma. Los tamaños de las escombreras
generalmente varían de 20m hasta más de 400m.
 Volumen: Generalmente expresado en términos de metros cúbicos por banco
(volumen in situ antes de la excavación). Se considera que los escombreras
pequeños contienen menos de 1 millón de m3 aproximadamente, mientras que los
grandes escombreras, más de 50 millones de m3. Los de tamaño mediano, tienen
volúmenes que varían entre 1 y 50 millones de m3.
 Ángulo del Talud: El ángulo total de la escombrera medido desde la cresta, desde
la plataforma más alta hasta la base. El rango normal de los taludes de escombreras
es de 26°, lo que constituye un ángulo común adoptado para remediación y 37°
un ángulo de reposo promedio de vertido libre.

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 6. Seguridad
La preocupación más importante en relación a la estabilidad de una escombrera consiste
en la seguridad de su personal y equipo. Un objetivo primario del diseño y secuencia de
construcción es minimizar la posibilidad de que ocurra una falla sin o con mínima
advertencia. Sin embargo, la garantía de seguridad es, en gran medida, un tema
operacional.
Las situaciones que tienden a generar fallas sorpresivas y por lo tanto, son por naturaleza
peligrosas incluyen:

 Vaciado cuesta abajo sobre el terreno inclinado, particularmente taludes de 25° a

30° Vaciado de materiales con constituyentes de grano fino que confieren un
componente cohesivo para la resistencia y que pueden inducir a que los taludes de
construcción sean más inclinados que el ángulo de reposo normal.
 Relleno rápido a un nivel que no permite la disipación de la presión intersticial y
el desarrollo total de la resistencia entre las partículas.
 Relleno excesivo de quebradas de modo que se pierdan los efectos de
confinamiento.
 Combinación de dos o más de los factores antes mencionados.

7. Riesgos ambientales
Al evaluar el riesgo potencial del medio ambiente dado por un esquema de escombrera
específico, se deben considerar una serie de escenarios para el rendimiento de la
escombrera, incluyendo la evaluación de los impactos que se generan por los peores casos
de falla. El peor caso de falla comprende la evaluación de la potencial distancia máxima
de escorrentía y los impactos relacionados al terreno, cursos de agua e instalaciones, si
los hubiere, a lo largo del deslizamiento.

8. Factores influyentes en la estabilidad

Existen muchos factores que se consideran importantes en la estabilidad de los taludes,
siendo estos los más relevantes:

 Los factores geométricos (altura e inclinación del talud).

 Los factores geológicos (planos de foliación y diaclasas).
 Los factores hidrogeológicos (presencia de agua).
 Los factores geotécnicos (resistencia y deformabilidad).

9. Análisis de estabilidad
Los análisis de estabilidad permiten diseñar los taludes, mediante el cálculo de su
factor de seguridad, y definir el tipo de medidas correctoras en caso de roturas reales o
potenciales. Además, hace énfasis en que es necesario el conocimiento geológico y
geomecánico de los materiales que forman el talud, de los posibles modelos o
mecanismos de rotura que pueden tener lugar y de los factores que influyen,
condicionan y desencadenan las inestabilidades.

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 9.1.Métodos para el análisis de estabilidad
Los métodos de equilibrio límite son unos métodos ampliamente utilizados debido al alto
grado de conocimiento que se posee de los mismos, lo que da lugar a conocer sus límites
y su grado de confianza. Los métodos de equilibrio límite utilizan un factor de
seguridad para cuantificar la seguridad de un talud cualquiera, que se supone constante
en toda la superficie de deslizamiento y que se define como el cociente entre la resistencia
al corte en la superficie de deslizamiento y la necesaria para mantener el equilibrio estricto
de la masa deslizante. Entre ellos:

 Método de Fellenius
 Método de Bishop simplificado
 Método de Janbu
 Método de Bishop completo
 Método de Morgenstern
 Price

10. Medidas de seguridad

10.1. Bermas
Se deben mantener bermas de seguridad en todas las crestas de la escombrera de la mina.

10.2. Plataforma de la escombrera.

La condición de la plataforma de la escombrera debe ser monitoreada visualmente en
busca de cualquier signo de inestabilidad.
Es responsabilidad de la persona encargada de la escombrera y/o del operador del tractor
asegurar que la superficie de la escombrera se mantenga en buenas condiciones con
respecto al tránsito.
La plataforma de la escombrera debe mantenerse con un grado ascendente hacia la cresta.
Debido al continuo asentamiento de un botadero activo, esto requerirá un trabajo
periódico. Debe mantenerse un grado no menor a 2%.

10.3. Señales
Mantenerse una señalización adecuada en las plataformas de las escombreras y en las vías
de acceso para asegurar un tránsito fluido. Las señales se requieren para marcar
claramente las áreas de vaciado activas y cerradas, la dirección del viaje, los cruces, entre
otras.

10.4. Iluminación de las escombreras

La mayor parte de las minas mantienen iluminación en los botaderos para operaciones
nocturnas. Las luces deben ser adecuadas para iluminar efectivamente el área de vaciado
activa. Las luces deben colocarse de tal forma que se evite el reflejo de la luz directamente
sobre los ojos del operador del camión durante el proceso de acercamiento o de vaciado.

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 10.5. Vías de Acceso

 Mantener las condiciones de las vías de acceso es beneficioso por razones de

seguridad y de mantenimiento de vehículos. Debe tenerse cuidado al remover
cualquier roca suelta de estas vías.
 La inspección visual de las vías cercanas a la cresta de las escombreras debe
revelar cualquier problema ocasionado por desmoronamiento o ruptura.
 Los operadores de camiones de acarreo, las personas encargadas de la
escombreras, los operadores de tractor y cualquier otra persona que visite
rutinariamente los botaderos debe estar capacitada para reconocer estos problemas
y reportarlos inmediatamente a sus superiores.

10.6. Calidad de los materiales

La resistencia y la durabilidad del material de las escombreras pueden variar
considerablemente. Como materiales de ingeniería/construcción, las partículas angulares
de roca dura y durable son ideales. Al otro lado del espectro, están los materiales con alto
contenido de finos o que tienen poca durabilidad y tienden a quebrarse con el tiempo. El
material con alto porcentaje de partículas débiles o material que se deteriora con el tiempo
puede provocar una serie de problemas tales como permeabilidad debido a la
desintegración del tamaño de grano que genera la acumulación de agua intersticial y una
resistencia de corte más baja. Esto puede reducir la estabilidad de las escombreras.
El desmonte (suelo o material de deforestación) debe retirarse de las escombreras de
minas, ya que obstaculiza el drenaje y presenta zonas de resistencia de corte más baja. El
desmonte o deforestación debe colocarse en sitios específicamente designados y
diseñados (escombreras de capa vegetal) o en terrenos para pilas de escombreras.

10.7. Drenajes
El control del agua es la mayor preocupación en la construcción y operación de las
escombreras. Las fuentes principales de agua que deben considerarse en términos de
drenaje desde y alrededor de las escombreras de mina son:

 La escorrentía de un talud desde la cima de la escombrera

 Una precipitación (lluvia) que cae directamente en la escombrera o talud.
 Una filtración desde y dentro de la cimentación de la escombrera (manantiales).
 Una escorrentía aguas arriba de la escombrera, para botaderos de relleno de valle.
 Las principales preocupaciones relacionadas con estas diversas fuentes de agua
son la estabilidad de las escombreras, la calidad del agua drenaje abajo de la
escombrera y la erosión de los taludes.

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  Las escombreras representan algunas de las estructuras geotécnicas más largas y
más altas del mundo.
 En el diseño de las escombreras se deben considerar el costo de las distancias de
acarreo temporales adicionales y la pérdida de disponibilidad de un botadero por
fallas.
 Las escombreras no pueden considerarse como masas isotrópicas homogéneas,
sino totalmente heterogéneas y complejas.
 La longitud de las crestas de los botaderos en las escombreras debe establecerse
tan grande como sea posible para minimizar el índice de carga relacionado a la
inestabilidad.
 El agua es importante mantenerla lejos de las crestas de los taludes y canalizarla
(construcción de drenajes) adecuadamente.
 Es necesario que los operadores de tractores y camiones pongan atención a todos
los elementos señalados en este taller, para identificar posible problemas en las
escombreras.

Elaborado

Estefanía Elizabeth Montaño P.

ESTUDIANTE DE LA CARRERA DE INGENIERÍA EN GEOLOGÍA AMBIENTAL Y
ORDENAMIENTO TERRITORIAL

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