MANEJO MANEJO Y TRA TRATAMIENTO AMIENTO DE LAS AGUAS EN MINERÍA
RECURSO HÍDRICO EN LA MINERÍA • . CHILE
CUENTA CON LA MAYOR CUENTA MAYOR PRODUCCIÓN PRODU CCIÓN DE COBRE EN EL MUNDO, Y TIENE LA MA MAYOR YOR CANTIDAD DE RESERVAS DE ESTE MINERAL. SIN EMBARGO TODO PROCESO MINERO NECESITA NECESITA AGUA, Y LA OBTENCIÓN DEL COBRE NO ES LA EXCEPCIÓN, POR ENDE EL RECURSO HÍDRICO CONSTITUY CONSTITUYE E UN RECURSO CRÍTICO PARA LA ACTI ACTIVIDA VIDAD. D.
.
EN EL CONTEXT CONTEXTO O ANTERIOR ES FUNDAMENTAL FUNDAMENTAL LA INCORPORACIÓN DE UNA GESTIÓN EFICIENTE Y UNA ADMINISTRACIÓN RENOVADA RENOVADA Y EFICAZ DE LOS LOS RECURSOS HÍDRICOS, INCIDIENDO EN EL ÍNTEGRO ÍNTEGRO CONOCIMIENTO DEL CICLO HIDROLÓGICO PARA PARA EVALUAR EVALUAR MEJOR LOS RECURSOS HÍDRICOS A FIN DE TENER UNA MAYOR CERTEZA EN LA TOMA DE DECISIONES Y DE TAL MODO AVANZAR HACIA UN COMPROMISO SUSTENTABLE SUSTENTABLE CON LOS RECURSOS RECURSOS HÍDRICOS EN CHILE
CONSUMO DE AGUA EN MINERÍA PARA PRODUCIR COBRE A • EL VOLUMEN DE AGUA CONSUMIDA PARA PARTIR DE MINERA MINERALES LES SULFURADOS ES SIGNIF SIGNIFICA ICATIVAMENTE TIVAMENTE MAYOR QUE AQUEL REQUERIDO PARA LA PRODUCCIÓN DE COBRE A PARTIR DE MINERA MINERALES LES LIXIVIABLES. LIXIVIAB LES. EL CONSUMO UNITARIO EN CONCENTRACIÓN (FLOTACIÓN) ALCANZA ALREDEDOR DE CINCO VECES EL CONSUMO EN HIDROMETALURGIA (LIXI (LIXIVIACIÓ VIACIÓN, N, EXTRACCIÓ EXTRACCIÓN N POR SOL SOLVENTES VENTES Y ELECTRO OBTENCIÓN). LA GRAN MINERÍA ES MÁS EFICIENTE EN EL USO DEL RECURSO HÍDRICO, CONSUMIE CONSUMIENDO NDO UNA MENOR CANTIDAD DE LITROS DE AGUA FRESCA POR TONELADA DE MINERAL,, TANTO PARA MINERAL PARA EL PROCESO DE CONCENTRADOS COMO
• CAMPAMENTOS: BEBIDA, COCCIÓN, LAVADO, RIEGO Y BAÑOS .VOLÚMENES
POCO SIGNIFICATIVOS FRENTE AL TOTAL CONSUMIDO EN UNA OPERACIÓN MINERA. • MINERÍA A CIELO ABIERTO: SU USO PRINCIPAL DE AGUA ES EN EL RIEGO DE
VÍAS INTERNAS PARA REDUCIR EL POLVO EN SUSPENSIÓN. CIFRAS DISPONIBLES INDICAN QUE EL AGUA UTILIZADA EN RIEGO DE CAMINOS PUEDE VARIAR ENTRE CERO Y EL 15% DEL CONSUMO TOTAL DE AGUA DE UNA OPERACIÓN MINERA.
• MINERÍA SUBTERRÁNEA: ES REDUCIDO Y EL PROBLEMA
CONSISTE MÁS BIEN EN EXTRAER EL AGUA NATURAL APOZADA AL FONDO DE LOS TRABAJOS, LA QUE PUEDE PROVENIR DE LLUVIAS O DE ACUÍFEROS AFECTADOS. EL SITIO DE EXTRACCIÓN DEL MINERAL PUEDE TENER CIRCULACIÓN INTERNA DE AGUA, DE ORIGEN SUBTERRÁNEO (AFLORAMIENTOS), O DE PRECIPITACIONES. SU VOLUMEN PUEDE AUMENTAR O DISMINUIR, DE ACUERDO CON LA MAYOR O MENOR CAPACIDAD DEL SITIO PARA QUE EL FLUJO CIRCULE.
REUTILIZACIÓN DEL AGUA • EL RECICLAJE Y REUTILIZACIÓN DEL AGUA DE PROCESO ES UNA
DE LAS CONSIDERACIONES PRIMARIAS PARA EL MANEJO EFECTIVO DEL AGUA. EL RECICLAJE PUEDE REDUCIR LA CANTIDAD DE AGUA DULCE REQUERIDA EN LOS PROCESOS MINERO-METALÚRGICOS, MINIMIZAR LOS REQUERIMIENTOS DEL TRATAMIENTO Y LA CANTIDAD DE AGUA DE PROCESO DESCARGADA EN EL AMBIENTE Y CONSERVAR LOS REACTIVOS USADOS EN LOS DISTINTOS PROCESOS.
MANEJO DE LAS AGUAS SUPERFICIALES EL MANEJO DE ESCORRENTÍAS DE AGUAS SUPERFICIALES PUEDE COMPRENDER: • 1)
LA DERIVACIÓN, COLECCIÓN Y TRATAMIENTO DE ESCORRENTÍAS PROVENIENTES DEL SITIO MINERO
• 2)
LA DERIVACIÓN Y COLECCIÓN DE ESCORRENTÍAS DE LAS ÁREAS ADYACENTES AL SITIO.
• EL MANEJO DE AGUAS PLUVIALES SE REALIZA A TRAVÉS DEL DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS TALES COMO CANALES DE DRENAJE, DIQUES, POZAS DE DETENCIÓN/RETENCIÓN Y POZAS DE ALMACENAMIENTO PARA INTERCEPTAR, CONTENER Y TRANSPORTAR ESCORRENTÍAS PLUVIALES
MANEJO DE LAS AGUAS PROVENIENTE DE LOS PROCESOS
MEDIANTE EL MANEJO DEL AGUA DE LOS PROCESOS DE BENEFICIO SE PUEDEN MINIMIZAR LOS IMPACTOS A LOS RECURSOS DE AGUA, A TRAVÉS DE LA REDUCCIÓN DE LA CANTIDAD DE AGUA DULCE USADA EN LOS PROCESOS, LA REDUCCIÓN EN LA CANTIDAD DE EFLUENTE QUE DEBE SER ELIMINADO Y EL TRATAMIENTO Y DISPOSICIÓN ADECUADOS DE ÉSTE. • SEPARACIÓN DE LAS CORRIENTES DE DESECHOS • RECICLAJE Y REUTILIZACIÓN DEL AGUA • • •
RECICLAJE DIRECTO RECICLAJE Y REPRESAMIENTO RECICLAJE Y TRATAMIENTO
TRATAMIENTO DEL AGUA EL TRATAMIENTO PARA EL AGUA RECICLADA PUEDE SER NECESARIA SI: • LOS CONSTITUYENTES EN EL AGUA DESPUÉS DE SU USO EN UN
PROCESO PREVENDRÍAN LA REUTILIZACIÓN DIRECTA DEL AGUA EN EL MISMO PROCESO U OTROS, Y/O • SI LA CALIDAD DEL AGUA LUEGO DE SU USO EN UN PROCESO
PODRÍA OCASIONAR EFECTOS ADVERSOS PARA LOS COMPONENTES DEL SISTEMA (POR EJEMPLO, AGUA ÁCIDA QUE CORROE TUBERÍAS, DESCASCARAMIENTO DE TUBERÍAS).
TAMBIÉN PUEDE SER NECESARIO EL TRATAMIENTO DEL AGUA PARA CORRIENTES DE DESECHOS QUE EMANAN DE LAS OPERACIONES DE MINERÍA Y BENEFICIO ANTES DE SU ELIMINACIÓN DEPENDIENDO DE LOS REQUERIMIENTOS DE LA CALIDAD DE AGUA, EL TRATAMIENTO PUEDE INCLUIR: • LA NEUTRALIZACIÓN • LA REMOCIÓN DE LOS PARTICULADOS, • LA REMOCIÓN DE LOS SÓLIDOS DISUELTOS, Y/O • LA REMOCIÓN DE CONSTITUYENTES ORGÁNICOS
AMBOS SISTEMAS DE TRATAMIENTO ACTIVO Y PASIVO PUEDEN SER UTILIZADOS PARA EL TRATAMIENTO DE AGUA.
TRATAMIENTO PASIVO • LOS SISTEMAS PASIVOS SON LOS QUE INTENTAN TRATAR LAS
AGUAS SIN LA INTERVENCIÓN HUMANA. ESTOS PUEDEN INCLUIR, POR EJEMPLO, LA DESCARGA DE LAS AGUAS DE LA MINA A TRAVÉS DE SISTEMAS BIOLÓGICOS COMO TIERRAS PANTANOSAS, MUSGO Y TURBA PARA EL CONTROL DE ÁCIDO Y METALES, LA REDUCCIÓN DE SÓLIDOS SUSPENDIDOS, NUTRIENTES Y METALES.
TRATAMIENTO ACTIVO LOS SISTEMAS DE TRATAMIENTO ACTIVO SON AQUELLOS PROCESOS QUE REQUERIRÍAN UNA OPERACIÓN CONTINUA POR EL HOMBRE, TALES COMO LAS PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES. ALGUNOS PROCESOS EN LOS SISTEMAS DE TRATAMIENTO ACTIVO INCLUYEN: • A) NEUTRALIZACIÓN Y PRECIPITACIÓN, • B) AIREACIÓN, • C) FILTRACIÓN Y OSMOSIS INVERSA, • D) INTERCAMBIO IÓNICO, Y • E) ABLANDAMIENTO QUÍMICO
NEUTRALIZACIÓN-PRECIPITACIÓN • ESTE PROCESO COMPRENDE LA NEUTRALIZACIÓN DEL
EFLUENTE ÁCIDO PROVENIENTE DE LAS OPERACIONES DE MINERÍA Y BENEFICIO A TRAVÉS DE LA ADICIÓN DE ÁLCALIS TALES COMO CAL, PIEDRA CALIZA, SODA CAUSTICA Y CARBONATO DE SODIO. EN UN SISTEMA NEUTRAL, LOS IONES DE LOS METALES PESADOS SE HIDROLIZAN Y PRECIPITAN COMO HIDRÓXIDOS. LOS ANIONES FORMARÁN COMPUESTOS INSOLUBLES CON MUCHOS METALES PESADOS A PH NEUTRO Y TAMBIÉN PUEDEN SER REMOVIDOS SIMULTÁNEAMENTE.
AIREACIÓN LOS PROCESOS DE AIREACIÓN SON UTILIZADOS PARA MEJORAR EL PROCESO DE OXIDACIÓN DURANTE EL TRATAMIENTO. LOS PROCESOS DE AIREACIÓN UTILIZADOS COMÚNMENTE INCLUYEN LA AIREACIÓN MECÁNICA SUPERFICIAL, LA AIREACIÓN EN CASCADA Y LA AIREACIÓN DE TURBINA SUMERGIDA.
FILTRACIÓN Y OSMOSIS INVERSA LA FILTRACIÓN DEL EFLUENTE DEL PROCESO PARA ELIMINAR LOS SÓLIDOS SUSPENDIDOS Y DISUELTOS EN UNA ESCALA DE 0,001 A 0,1 MICRONES, JUNTO CON UNA ÓSMOSIS INVERSA QUE ELIMINE LOS SÓLIDOS DISUELTOS MENORES A 0,001 MICRONES ES UN MÉTODO EXCELENTE, PERO CARO, PARA MEJORAR LA CALIDAD DEL AGUA DEL EFLUENTE DE DESCARGA DE LAS OPERACIONES DE BENEFICIO Y MINERÍA. TAMBIÉN ES ALTAMENTE EFECTIVO PARA REMOVER CASI EN SU TOTALIDAD LOS SÓLIDOS DISUELTOS EN EL DAM. UNA CONSIDERACIÓN IMPORTANTE EN EL USO DE ÓSMOSIS INVERSA ES EL TRATAMIENTO Y DISPOSICIÓN DE LA SALMUERA YA QUE EL PROCESO CREA UNA CORRIENTE DE DESECHOS
INTERCAMBIO IÓNICO EL INTERCAMBIO IÓNICO EN EL TRATAMIENTO DEL AGUA ES EL INTERCAMBIO REVERSIBLE DE IONES ENTRE UN MEDIO SÓLIDO Y UNA SOLUCIÓN ACUOSA. EL USO MÁS COMÚN DE INTERCAMBIO IÓNICO HA SIDO SU APLICACIÓN EN EL ABLANDAMIENTO DE AGUA CARGADA DE MINERAL PARA PROPÓSITOS COMERCIALES O DOMÉSTICOS. DE LA MISMA MANERA QUE EN LA ÓSMOSIS INVERSA, EL INTERCAMBIO IÓNICO PUEDE SER UTILIZADO PARA ELIMINAR LOS IONES DISUELTOS NO DESEADOS A FIN DE PRODUCIR AGUA DE ALTA CALIDAD PARA NUMEROSOS USOS INCLUYENDO EL AGUA DE GRADO POTABLE, SI ES SEGUIDO DE LA FILTRACIÓN Y DESINFECCIÓN REQUERIDA.
ABLANDAMIENTO QUÍMICO EL ABLANDAMIENTO QUÍMICO PUEDE SER EMPLEADO PARA ELIMINAR LOS IONES DISUELTOS DEL EFLUENTE DE BENEFICIO/MINERÍA CUANDO SE CONSIDERA QUE EL EFLUENTE SEA REUTILIZADO O CONVERTIDO EN AGUA POTABLE. LA VENTAJA DE UTILIZAR EL ABLANDAMIENTO QUÍMICO EN LA ÓSMOSIS INVERSA Y EL INTERCAMBIO IÓNICO ES QUE SÓLO SE PRODUCEN CORRIENTES DE LODO Y NINGUNA OTRA CORRIENTE DE DESECHOS, Y ÚNICAMENTE SE REQUIERE EL EQUIPO DE TRATAMIENTO CONVENCIONAL. DOS PROCESOS DE ABLANDECIMIENTO QUÍMICO QUE PUEDEN SER EMPLEADOS SON EL ABLANDECIMIENTO POR SODA-CAL Y POR
TRATAMIENTO AGUAS SUBTERRÁNEAS LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS PUEDEN SER AFECTADAS POR LOS MISMOS PROBLEMAS QUE LAS SUPERFICIALES, AUNQUE EN ESTE CASO EL PROBLEMA SE AGUDIZA POR LA DIFICULTAD DEL ACCESO A ELLAS. PARA SOLUCIONAR ESTE PROBLEMA TENEMOS DOS ALTERNATIVAS: EL TRATAMIENTO “EXTERNO” O EL TRATAMIENTO “IN SITU.
TRATAMIENTO EXTERNO EN EL TRATAMIENTO EXTERNO SE INTENTA EXTRAER EL AGUA CONTENIDA EN EL ACUÍFERO LOCAL, PARA MITIGAR LA SITUACIÓN EN EL SUBSUELO Y EVITAR LA EXTENSIÓN DEL PROBLEMA. PARA ELLO, ES NECESARIO QUE EL AGUA CONSTITUYA UN ACUÍFERO EN SENTIDO ESTRICTO, ES DECIR, UN VOLUMEN ROCAS POROSA Y PERMEABLE EMPAPADAS EN AGUA SUSCEPTIBLE DE SER EXTRAÍDA MEDIANTE BOMBEO. LOS PARÁMETROS A CONSIDERAR SON LOS SIGUIENTES: TRANSMISIVIDAD DEL ACUÍFERO, NATURALEZA DE LA CONTAMINACIÓN Y POSIBILIDAD DE REINYECTAR LAS AGUAS TRATADAS.
BOMBEO Y TRATAMIENTO (PUMP & TREAT) EL BOMBEO Y TRATAMIENTO ES UN SISTEMA QUE HA SIDO MUY UTILIZADO EN LAS ÚLTIMAS DÉCADAS. SI BIEN HA SIDO FUERTEMENTE CUESTIONADO, ESTA TECNOLOGÍA SIGUE UTILIZÁNDOSE AMPLIAMENTE. EL BOMBEO Y TRATAMIENTO PUEDE SUBDIVIDIRSE EN DOS GRANDES CATEGORÍAS: CONVENCIONAL Y MEJORADO.
BOMBEO Y TRATAMIENTO CONVENCIONAL EL BOMBEO Y TRATAMIENTO ES UNA TECNOLOGÍA MUY UTILIZADA PARA CONTENER Y/O REMEDIAR ALTERACIONES EN AGUAS SUBTERRÁNEAS. EL BOMBEO Y TRATAMIENTO CONVENCIONAL CONSISTE EN EXTRAER AGUAS CONTAMINADAS MEDIANTE EL USO DE UNO O VARIOS POZOS DE EXTRACCIÓN, Y POSTERIORMENTE TRATARLAS EN LA SUPERFICIE, CON TECNOLOGÍAS ADECUADAS AL TIPO DE CONTAMINANTES PRESENTES. LAS AGUAS TRATADAS PUEDEN LUEGO SER REINYECTADAS AL SUBSUELO.
BOMBEO Y TRATAMIENTO MEJORADO: BOMBEO PULSADO EXISTEN DIFERENTES MECANISMOS PARA MEJORAR LA EFICIENCIA DEL BOMBEO Y TRATAMIENTO COMO SISTEMA DE REMEDIACIÓN. UNA MEJORA POSIBLE ES UNA ESTRATEGIA DE OPERACIÓN DE LOS POZOS DE EXTRACCIÓN, CONOCIDA COMO “BOMBEO PULSADO”,
QUE CONSISTE EN ALTERNAR PERÍODOS DE BOMBEO CON FASES DE DESCANSO O RECUPERACIÓN. SE UTILIZA PRINCIPALMENTE CUANDO LOS CONTAMINANTES PRESENTAN TENDENCIAS A PRECIPITAR, A SORBER EN EL SUELO, O BIEN CUANDO EXISTEN HETEROGENEIDADES EN EL ACUÍFERO.
TRATAMIENTO IN SITU LAS TECNOLOGÍAS CONVENCIONALES PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS SUBTERRÁNEAS CONTAMINADAS COMO EL BOMBEO Y POSTERIOR TRATAMIENTO TIENEN GRANDES INCONVENIENTES DEBIDO A SU ELEVADO COSTO, ESPECIALMENTE CUANDO SE TRATA DE TRATAMIENTOS PROLONGADOS, Y RESULTA DIFÍCIL DISMINUIR LA CONCENTRACIÓN DE LOS CONTAMINANTES HASTA LOS NIVELES MÁXIMOS PERMITIDOS.
BIORREMEDIACIÓN IN SITU MUCHOS TIPOS DE MICROORGANISMOS HABITAN EL SUBSUELO. SU IMPORTANCIA EN LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS RADICA EN QUE CONSUMEN MATERIA ORGÁNICA (INCLUYENDO CONTAMINANTES) Y ALTERAN LA QUÍMICA DEL ACUÍFERO. LA EXISTENCIA DE DIFERENTES BACTERIAS, PROTOZOOS Y HONGOS EN LOS ACUÍFEROS PUEDE SER APROVECHADA PARA TRATAR IN SITU SU CONTAMINACIÓN. •
EXISTEN DOS GRANDES TIPOS DE BACTERIAS QUE ACTÚAN EN FORMA DIFERENTE EN CUANTO A LA BIORREMEDIACIÓN: LAS AERÓBICAS Y ANAERÓBICAS. LAS PRIMERAS REQUIEREN OXÍGENO PARA DEGRADAR COMPONENTES ORGÁNICOS, TRANSFIRIENDO ELECTRONES DESDE LA MATERIA ORGÁNICA HACIA EL OXÍGENO, DENOMINADO “RECEPTOR DE ELECTRONES”. EN OTRAS
PALABRAS, EL OXÍGENO ES REDUCIDO, MIENTRAS LA MATERIA ORGÁNICA ES OXIDADA. EL PROCESO GENERA ENERGÍA PARA LOS MICROORGANISMOS, Y TRANSFORMA LA MATERIA ORGÁNICA EN DIÓXIDO DE CARBONO Y EN NUEVAS CÉLULAS. LAS BACTERIAS ANAERÓBICAS UTILIZAN OTRAS SUSTANCIAS COMO RECEPTOR DE ELECTRONES.
BARRERAS REACTIVAS PERMEABLES UNA BARRERA REACTIVA PERMEABLE (PRB POR SUS SIGLAS EN INGLÉS) ES UN TRATAMIENTO PASIVO IN SITU. CONSISTE EN LA INSTALACIÓN DE MATERIALES REACTIVOS EN EL SUELO, APROVECHANDO EL GRADIENTE HIDRÁULICO NATURAL. LOS CONTAMINANTES DEL AGUA REACCIONAN AL PASAR POR LA BARRERA PERMEABLE, FORMANDO PRECIPITADOS, ADSORBIÉNDOSE AL MATERIAL REACTIVO O TRANSFORMÁNDOSE EN ELEMENTOS AMBIENTALMENTE INOCUOS.
LAS CONFIGURACIONES DE BARRERAS MÁS UTILIZADAS SON CONOCIDAS COMO “BARRERA CONTINUA” Y “EMBUDO Y BARRERA”.
LA PRIMERA CORRESPONDE A UN MURO PERMEABLE CONTINUO, PERPENDICULAR AL SENTIDO DEL FLUJO, MIENTRAS QUE LA SEGUNDA CONSTA DE MUROS IMPERMEABLES QUE ENCAUSAN EL FLUJO SUBTERRÁNEO HACIA LA BARRERA REACTIVA. LAS BARRERAS REACTIVAS PERMEABLES OFRECEN UNA SERIE DE VENTAJAS RESPECTO DE OTRAS TECNOLOGÍAS DE REMEDIACIÓN. ENTRE ELLAS DESTACAN LAS SIGUIENTES:
• NO EXTRAEN AGUAS SUBTERRÁNEAS, POR LO QUE NO DIEZMAN
EL CAUDAL EXISTENTE AGUAS ABAJO Y NO REQUIEREN LA OBTENCIÓN DE DERECHOS DE AGUAS. • ES CONFIABLE Y TIENE MUY BAJAS PROBABILIDADES DE FALLAR,
YA QUE NO UTILIZA EQUIPOS MECÁNICOS Y REQUIERE MÍNIMA MANTENCIÓN Y OPERACIÓN. NO DEPENDE DEL SUMINISTRO DE ENERGÍA ELÉCTRICA. • CONSTITUYE UNA BARRERA FÍSICA ENTRE AGUAS
CONTAMINADAS Y TRATADAS. • NO REQUIERE INSTALACIONES EN LA SUPERFICIE, Y EL IMPACTO
SOBRE EL PAISAJE ES MÍNIMO O NULO. • EL MONITOREO ES SENCILLO.
CONCLUSIÓN
