AGUA

2.AGUAS SUBTERRANEAS: La apertura de huecos en
lugares donde los freáticos son poco profundos puede
provocar una modificación de los niveles piezométricos
y además una alteración de la calidad de las aguas
2.1MODIFICACIONES NIVEL PIEZOMETRICO: Las minas
subterráneas exigen para su explotación un drenaje
continuo a lo largo de grandes periodos de tiempo, lo
que da lugar a una alteración interna del balance de los
sistemas acuiferos con conos de depresión que pueden
alcanzar extensiones con radios de acción de hasta
decenas de kilómetros. En muchas minas, durante la
operación. se aplican diferentes sistemas de drenaje con
el fin de garantizar la estabilidad de los taludes, hacer
viable las diferentes labores con los equipos mineros y
evitar los problemas de hinchamiento de los materiales
del fondo de las explotaciones por presión del agua
subterránea.
Algunas minas podrían considerarse más como
explotaciones de agua que de cualquier otra sustancia,
pues la relación de volumen de ese líquido al mineral
extraído alcanza a veces cifras superiores a los 10 m3/t,
como sucede en ciertas minas de lignito. Una técnica de
corrección para mantener los niveles piezométricos en el
entorno de las explotaciones es la conocida como de
barreras o pantallas hidraúlicas, que consiste en impedir
el flujo de agua subterránea hacia el hueco excavado
mediante la impermeabilización de una parte del macizo
rocoso.
2.2ALTERACION DE LOS NIVELES PIEZOMETRICOS POR
LA EXTRACCION DE ARENAS Y GRAVAS: Las extracciones
de arenas y gravas en medios aluviales modifican los
niveles piezométricos. Antes de la apertura de los huecos
el agua subterránea discurre siguiendo su curso natural,
pero en estados posteriores y antes de la colmatación de
los taludes, el nivel piezométricos se eleva aguas abajo y
se abastece aguas arriba. Tras la colmatación se produce
un rebajamiento importante del nivel freático aguas
debajo de la explotación lo que puede provocar provocar
la desecación de pozos y manantiales próximos a esa
zona, asi como la alteración de cultivos o vegetación.
Asi pues, las estructuras excavadas cambian las
características hidrogeológicas del entorno de las minas
y aunquelos huecos se rellenen con estériles, la
recuperación de las condiciones originales resulta muy
difícil.
2.3 CONTAMINACION AGUA SUBTERRANEA: La
presencia de escombreras que contienen materiales
oxidables, como sulfuros y sustancias carbonosas, puede
inducir una contaminación superficial. La extracción de
materiales que cubren y protegen a las aguas
subterráneas también es causa de contaminación. En
muchas ocasiones puede existir una contaminación
orgánica como consecuencia del vertido incontrolado de
residuos tóxicos urbanos o industriales en los huecos
abandonados y de aceites residuales procedentes de la
maquinaria pesada. En muchos casos la contaminación
de las aguas subterráneas supone un impacto terminal.
Ello quiere decir que no es factible la descontaminación
del acuífero, bien por las características intrínsecas de la
zona, bien por las particularidades de la contaminación,
lo cual implica un abandono a corto, medio o largo plazo
de los usos que tienen esas aguas subterráneas.
Los tratamientos empleados en la corrección de las
características hídricas subterráneas son físicos,
químicos y bacteriológicos, dependiendo de la
naturaleza de la contaminación de los acuíferos: excesiva
dureza del agua, presencia de metales pesados,
contaminantes, compuestos orgánicos, etc.
3. AGUAS SUPERFICIALES: La alteración de las aguas
superficiales por las actividades mineras comienza en el
momento en que se modifica la red de drenaje natural
para evitar la entrada de agua en las explotaciones o por
la necesidad de disponer de terrenos para depositar los
estériles, crear la infraestructura necesaria, etc.
Las nuevas canalizaciones y cauces se realizan dejando
superficies de rx desnuda sobre el agua que puede actuar
erosionándolas y re movilizar los elementos finos.
El aumento de la turbidez afecta al medio biótico en las
corrientes fluviales, lo impide el ingreso de luz y reduce
la función de la fotosíntesis.
Elevación de la temperatura de estas, producto de la
irradiación solar y temperatura ambiente del aire.
Los efectos que tienen el recalentamiento del agua son
dos: modifica la fauna acuática en beneficio de las
especies y disminuye el ritmo de saturación de oxígeno.
La contaminación química de las aguas superficiales se
produce por disolución de determinados compuestos
solubles que constituyen las rxs y por los cambios de pH
originados por la oxidación de la pirita.
3.1 ESTANDARES DE CALIDAD: La forma mas sencilla de
determinar la calidad del agua consiste en efectuar una
serie de análisis físicos, químicos y biológicos y comparar
con los niveles óptimos de calidad. Cuanto mayor sean
los datos obtenidos y los niveles de calidad, mayor será
el impacto producido y el nivel de contaminación.
Las muestras deberán recogerse en distintos puntos del
curso fluvial, aguas abajo y arriba del foco de vertido.
4 CARACTERISTICAS DE LAS AGUAS GENERADAS POR
LAS ACTIVIDADES MINERAS: Independiente de la fuente
de las aguas residuales estas se clasifican en dos grupos:
- Aguas alcalinas o con bajo potencial de solubilización
- Aguas acidas o con potencial de solubilizacion
2.6 AGUAS ALCALINAS: Las aguas alcalinas se producen
en las explotaciones mineras cuando las filtraciones
desde la superficie o desde acuíferos que circulan a
través de materiales calizos o dolomíticos. Las aguas
alcalinas pueden ser, aunque no con frecuencia como las
aguas acidas. Algunas aguas alcalinas contienen altas
concentraciones de hierro ferroso, que tras su oxidación
e hidrólisis pueden llegar a cambiar el drenaje al tipo
ácido.
4.2 AGUAS ACIDAS: Cuando los yacimientos son de
carbón, de sulfuros o de uranio y quedan expuestos a la
meteorización grandes cantidades de minerales
sulfurosos se forman las denominadas aguas acidas. Para
que esto sea necesario se necesitan unas condiciones
aerobias, es decir la existencia de cantidades suficientes
de agua y oxigeno.
Los factores que influyen en la generación de las aguas
acidas a partir de los materiales rocosos que contienen
pirita son los siguientes: pH ,la cantidad de oxigeno en la
superficie de la pirita, la morfología, la temperatura, el
ritmo al que los productos de reacción son evacuados del
lugar de reacción, la humedad y elementos trazas para la
existencia de microorganismos.
El vertido de las aguas acidas procedentes del drenaje de
minas en operación o abandonadas plantea problemas:
los ecosistemas fluviales se degradan, se imposibilita el
empleo de esa agua para el abastecimiento de las
poblaciones.
El drenaje acido de las minas a simple vista parece limpio
e incoloro pues todos sus contaminantes son solubles en
el agua acida.
Otro problema que presentan las aguas acidas son los
posibles daños a estructuras metálicas y de hormigón, la
destrucción o inhibición de la cubierta vegetal
implantada en los terrenos restaurados, la
contaminación de acuíferos.
4 TECNICAS PREVENTIVAS DE FORMACION DE AGUAS
ACIDAS: Las técnicas preventivas son encaminadas al
control de la oxidación de la pirita y pueden clasificarse
en tres grupos de métodos:
- METODOS DE BARRERA: Aislan la pirita de los
elementos meteorizantes o del sistema de transporte
hidrológico
- METODOS QUIMICOS: modifican la composición de las
soluciones de agua en los materiales rocosos y limitan las
posibilidades de reacción
- METODOS DE INHIBICION BACTERIANA: rompen el
proceso de oxidación cíclico catalizado biológicamente.
5. METODOS DE BARRERA
Se distinguen las siguientes técnicas:
- Revegetación de los terrenos: La revegetación de los
terrenos ayuda a mejorar la calidad de las aguas. La
cubrición de los estériles con suelos y vegetación
incrementan la evapotranspiración y restringen la
migración del agua y posiblemente la del oxígeno hacia
la zona pirítica. La revegetación ayuda al control de
formación de aguas acidas, llegando a reducir a estas
hasta en un 50%.
- Aislamiento del agua: Aisla el material pirítico del agua
como medio de reacción y como fluido de transporte de
productos. En la construcción de estas barreras físicas se
utilizan los estériles de las minas, materiales sintéticos.
En lo referente a estos estériles piríticos, su colocación
selectiva en los vertederos se emplea como una barrera.
Para aislar la pirita de la zona superficial humeda y
oxigenada se recomienda que estos materiales se
ubiquen dentro de la escombrera en puntos secos y
elevados. Uno de los esquemas más utilizados es el la
técnica de vertido selectivo que consiste en colocar
sobre el fondo de la explotación o sobre la cota del nivel
freático una capa de material permeable y alcalino
encima de lo que se depositan los estériles piríticos, para
después cubrirlos con otros estériles inertes o materiales
impermeables. Los principios que deben seguirse son los
siguientes:
* Cubrir taludes y superficie para evitar la infiltración de
agua y difusión del aire.
* Estabilizar plataformas y taludes para reducir la erosion
por el agua y aire
* Impedir la penetración en el vertedero de vehículos,
animales, etc
- Aislamiento del oxigeno: El O se necesita para que
produzca la oxidación directa de la pirita, para el paso de
ión férroso a férrico. El primer método a emplearse es el
de inundación de sus labores tanto en minería a cielo
abierto como en minería de interior. Con esta técnica se
impide que el aire entre en contacto con los materiales
contaminantes y por lo que se produzca la oxidación de
la pirita. Su aplicación exige unas condiciones estrictas,
pues en minería subterránea es preciso sellar las
fracturas existentes y garantizar que no se produzcan
nuevas grietas, taponar los sondeos abandonados y
efectuar los cierres en socavones y labores.
Un método de control indirecto del oxigeno es la de la
colocación entre la atmosfera y el esteril pirítico de
materiales consumidores de energía.
5.2 METODOS QUIMICOS
* ADICION ALCALINA: Compuestos como el hidróxido
sódico, la caliza, la cal, y el carbonato sódico. La adicion
de estas sustancias crean un ambiente desfavorable para
la oxidación de la pirita. La adicion de caliza sobre las
superficies a restaurar facilita el establecimiento de la
cubierta vegetal e inhibe la formación de aguas acidas.
Una nueva técnica es la colocación de materiales
alcalinos en puntos estratégicos de la superficie donde
se produce la recarga de acuíferos. Por ultimo la adicion
de compuestos alcalinos a través de sondeos retenidos
en minas abandonadas o en escombreras de esteriles
dando resultados no tan buenos
5.3 METODO DE INHIBICION BACTERIANA: La presencia
de bacterias oxidantes del hierro controla fuertemente
la formación de aguas acidas, ya que si se eliminan esos
microorganismos se eliminan se consigue reducir la
acidificación en mas de un 50%. Entre las sustancias
químicas mas efectivas para inhibir a la bacteria se
encuentran los surfactantes anionicos y los acidos
orgánicos. El detergente anionico mas eficaz y
económico es hasta el momento el Sodio Laurl Sulfato
(SLS).
5.4 TECNICAS DE PREDICCION DE FORMACION DE
AGUAS ACIDAS
Tecnicas para predicir el potencial de formación de aguas
acidas pueden dividirse en 5 grupos:
* Estudios mineros regionales: Suponen un examen y
muestreo de minas en operación y abandonadas
próximas al área del proyecto
* Modelos geológicos y paleoambientales: Examinan ls
condiciones de deposición regionales de los minerales
sulfurosos. Los modelos geológicos de una secuencia
sedimentaria son útiles para estimar las dimensiones y la
localización de zonas con un potencial de formación de
aguas acidas.
* Ensayos estáticos geoquímicos: Comparan la capacidad
de generar acido y la de consumir este por los carbonatos
existentes en las muestras de rx.
* Ensayos cinéticos geoquímicos: Se las puede
determinar igual en laboratorio, aunque permite
obtener una mayor precisión, la interpretación es mas
difícil, se requiere mucho mas tiempo y son mas
costosos. Estos ensayos son interesantes para
determinar si los constituyentes minerales de los
estériles son toxicos para los microorganismos e inhiben
su crecimiento.
*
Modelos
matemáticos:
para
predicir
cuantitativamente la calidad de los drenajes, estos
modelos son muy complejos y no han sido validados o
verificados con experiencias reales en campo
6. TRATAMIENTO DE EFLUENTES
6.1 ELIMINACION DE SOLIDOS EN SUSPENSION.
DECANTACION
Los solidos en suspensión constituyen una de las fuentes
mas frecuentes de contaminación física de las aguas.
Esto se produce por la fuerza erosiva del agua.
El tratamiento mas común consite en retener las aguas
en unas balsas o reposadores durante un tiempo para
que se produzaca la decantación de los solidos.
6.2 NEUTRALIZACION QUIMICA
El proceso de neutralización de las aguas acidas
mediante la adicion de sustancias alcalinas es el que
actualmente se lleva a cabo en la mayoría de las minas
que producen estos efluentes.
El tratamientos en las plantas convencionales se realiza
en tres etapas: neutralización, oxidación y precipitación.
La neutralización del acido con una base
Oxidacion del hierro ferroso o férrico
Precipitaciones de los hidróxidos de hierro
La separación de los solidos insolubles se realiza en
decantadores circulares o rectangulares.
Los agentes alcalinos pueden ser muchos: cal rápida, cal
hidratada, rx caliza, caliza en polvo, magnesita, dolomía,
cenizas de sosa, etc. Las que se usan por razones
económicas son la cal, cal hidratada y la caliza.
La concentración de metales pesados puede reducirse
por precipitacion