DISPOSICION DE RELAVES Introducción Históricamente la actitud del hombre hacia los desechos ha sido de deshacerse de ellos con el mínimo esfuerzo y los mínimos costos posibles. Hoy en día existen existen los mismos criterios de de eliminar los residuos al menor costo posible pero teniendo en cuenta numerosas restricciones. Hubo tiempos y no hace mucho que los relaves se descargaban en lagos o ríos más próximos opcionalmente; si no había ninguno apropiado se desarrollaba una zona de embalse y se apilaban los residuos tras diques hechos con las colas, para abandonarlos allí cuando se agotaba el mineral. Hoy en día la contaminación en todas sus formas es la principal preocupación de la opinión pública y por consiguiente de los gobiernos. Actualmente la eliminación de cualquier tipo de residuos se toma con las mayores precauciones, y parece que cada día aparecen nuevas regulaciones de control de relaves. En la mayoría de los lugares es necesario ahora recoger el efluente de la zona de contención de relaves para recircularlo y tratar el exceso antes de descargarlo al cuerpo receptor. Lo que una vez fue un procedimiento sencillo, y lo ultimo en que se pensaba a la hora de construir una nueva instalación, se ha convertido en un importante problema de ingeniería que exige extensos estudios e investigaciones. El sistema de eliminación de relaves para un proyecto moderno puede representar una proporción muy importante del coste de capital, a la vez que contribuye de una forma muy significativa a los costos de explotación a largo plazo; por consiguiente durante las fases preliminares del proyecto hay que realizar varios estudios interrelacionados interrelacionados para evaluar las las opciones practicas con el objeto objeto de llegar a la que suponga el menor costo a lo largo de la vida de la mina. La localización de la concentradora y su proximidad a la mina es de gran importancia con el fin de reducir al mínimo la distancia a la que debe ser transportado el mineral. De la misma manera, la zona de embalse de los relaves debe estar lo más cercana al molino. La naturaleza de los relaves varia ampliamente, ellos son dispuestos habitualmente como pulpas con alto contenido de agua. Con la aparición de operaciones a gran escala en el mundo por explotación Pág, 1 de 39
de menas de baja ley se han incrementado los volúmenes de los relaves producidos. Administración de Instalaciones de relaves Las instalaciones de relaves proveen una ventana abierta a la industria minera, indicando al público como opera la industria. También significan un riesgo que debe ser manejado a largo plazo. La industria minera cuenta con la tecnología para diseñar, construir, operar y retirar de servicio de forma segura las instalaciones de relaves. Esta tecnología debe ser aplicada de forma consistente en la administración de los relaves de forma segura y responsable con el medio ambiente. Una manera de hacerlo es establecer un sistema integral de administración de relaves, uno que las compañías individuales puedan implementar bajo condiciones que a menudo varían ampliamente. A través de este enfoque, la industria puede desarrollar una efectiva autorregulación, demostrar debida diligencia, cumplir con los reglamentos gubernamentales y proteger el medio ambiente y el público. Ya que las instalaciones de relaves son complejas y especificas para el sitio e involucran aspectos medioambientales y características físicas particulares su administración efectiva depende de la aplicación de conocimientos y experiencias tanto administrativas como técnicas. Las compañías mineras se enfrentan al reto de administrar las instalaciones de relaves de forma eficaz y eficiente a lo largo de su ciclo de vida útil, desde la selección del sitio y el diseño inicial, a través de la construcción y operación hasta la eventual retirada del servicio y cierre definitivo como se muestra en la ilustración 1. Hay una constante necesidad de planificar el trabajo que debe hacerse en la instalación, las actividades específicas de ejecución, comprobación y revisión. Tiene importancia fundamental integrar lo que debe ser administrado y como administrarlo de forma eficaz a lo largo del ciclo de vida útil. En la ilustración 2 se señala la aplicación del marco de trabajo de administración de relaves a lo largo del ciclo de vida útil de una instalación de relaves.
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de menas de baja ley se han incrementado los volúmenes de los relaves producidos. Administración de Instalaciones de relaves Las instalaciones de relaves proveen una ventana abierta a la industria minera, indicando al público como opera la industria. También significan un riesgo que debe ser manejado a largo plazo. La industria minera cuenta con la tecnología para diseñar, construir, operar y retirar de servicio de forma segura las instalaciones de relaves. Esta tecnología debe ser aplicada de forma consistente en la administración de los relaves de forma segura y responsable con el medio ambiente. Una manera de hacerlo es establecer un sistema integral de administración de relaves, uno que las compañías individuales puedan implementar bajo condiciones que a menudo varían ampliamente. A través de este enfoque, la industria puede desarrollar una efectiva autorregulación, demostrar debida diligencia, cumplir con los reglamentos gubernamentales y proteger el medio ambiente y el público. Ya que las instalaciones de relaves son complejas y especificas para el sitio e involucran aspectos medioambientales y características físicas particulares su administración efectiva depende de la aplicación de conocimientos y experiencias tanto administrativas como técnicas. Las compañías mineras se enfrentan al reto de administrar las instalaciones de relaves de forma eficaz y eficiente a lo largo de su ciclo de vida útil, desde la selección del sitio y el diseño inicial, a través de la construcción y operación hasta la eventual retirada del servicio y cierre definitivo como se muestra en la ilustración 1. Hay una constante necesidad de planificar el trabajo que debe hacerse en la instalación, las actividades específicas de ejecución, comprobación y revisión. Tiene importancia fundamental integrar lo que debe ser administrado y como administrarlo de forma eficaz a lo largo del ciclo de vida útil. En la ilustración 2 se señala la aplicación del marco de trabajo de administración de relaves a lo largo del ciclo de vida útil de una instalación de relaves.
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Selección del sitio y diseño de la instalación
Construcción
Operación
Retirada del servicio y cierre definitivo
Tiempo
Ilustración 1. Etapas en el ciclo de la vida útil de una instalación de relaves.
Políticas y compromiso
-
Planificación
Selección del sitio Construcción Operación Retirada y cierre definitivo
Revisión por la Gerencia para un mantenimiento continúo
Ejecución del plan
Comprobación y acción correctiva
Ilustración 2. Aplicación del marco de trabajo de administración de relaves durante el ciclo de vida útil. Pág, 3 de 39
La principal responsabilidad para la administración de los relaves puede recaer en diferentes grupos dentro de una compañía y el énfasis puede variar como resultado de que diversas unidades de la empresa administren las instalaciones de relaves a lo largo de las respectivas etapas del ciclo de la vida útil. Por ejemplo, en las primeras etapas, la selección del emplazamiento, el diseño preliminar y final y las aprobaciones iniciales a menudo son llevadas a cabo por grupos de desarrollo de proyecto basados en la sede central, apoyados por consultores. La construcción inicial de la instalación de relaves es a menudo ejecutada en el sitio por un grupo de desarrollo y gerencia de construcción del proyecto minero. Con la transición a las operaciones, aunque la construcción de la represa pueda continuar a lo largo de la vida operativa a medida que se incrementa sucesivamente su altura, la administración de las instalaciones de relaves esta generalmente bajo el control de la operaciones del emplazamiento de servicios externos. Un grupo especifico del proyecto, apoyado por consultores, dirige la preparación de la retirada del servicio y del cierre definitivo de las instalaciones de relaves y de la administración del mantenimiento a largo plazo. El marco de trabajo administrativo se presenta por lo tanto en cuatro listas de comprobación que se enfocan en las respectivas etapas del ciclo de vida útil de una instalación de relaves: Selección del sitio y diseño Construcción Operación Retirada del servicio y cierre definitivo En cada etapa la ejecución del sistema de administración usando listas de comprobación requiere que se planifiquen las acciones dentro del contexto de políticas y compromisos, implementadas de acuerdo con los planes, comprobadas y corregidas y sujetas a la revisión por la gerencia. • • • •
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Características de los relaves Origen y producción de los relaves El proceso de concentración comienza con el chancado del mineral proveniente de la mina hasta tamaños de partícula generalmente en el rango de centímetros o milímetros. El mineral chancado es luego reducido a tamaños menores de un milímetro en los molinos de bolas, barras y semiautogenos (SAG). Se agrega agua al mineral molido y el material permanece en forma de lodo (pulpa) a través del resto del proceso de extracción. El siguiente paso es la flotación, esta opera sobre el principio de que partículas individuales que contienen el mineral que se desea extraer son hechas receptivas selectivamente, a pequeñas burbujas de aire que se adhieren a estas partículas y las elevan a la superficie de la celda de flotación. Las espumas que contienen estas partículas valiosas son retiradas de la superficie para denominarse concentrados. Entre tanto las partículas de deshecho que quedan son los denominados relaves, los cuales son derivados al lugar destinado para su almacenamiento. Relaves – Se definen como el deshecho mineral sólido provenientes del proceso de concentración de minerales que son producidos, transportados o depositados en forma de lodo.
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Minado
Relaves
Ciclo del origen de los relaves
Métodos de disposición de relaves Pág, 6 de 39
Los métodos usados para disponer los relaves han tenido gran desarrollo debido a presiones medioambientales, cambios en las prácticas de molienda y mejora en los procesos de concentración en general. Los métodos antiguos incluían descargas de los relaves a ríos y arroyos los cuales han sido desechados en operaciones actuales. Debido al daño causado por estos métodos antiguos y la necesidad de una molienda mas fina en la mayoría de concentradoras modernas se han desarrollado otras técnicas. La manera más cómoda de manejar los relaves es hacer un uso positivo de ellos, tal como retratarlos en función de recuperar valores adicionales o usarlos como productos útiles como por ejemplo lastres para vías férreas y agregados. Como agregado es una práctica utilizada en minas subterráneas, aquí se requiere rellenar las áreas minadas al retornar la fracción gruesa de los relaves de la molienda. Este método ha sido usado desde inicios del siglo XX en minas de oro en Sudáfrica. El relleno en labores agotadas reduce el volumen de relaves que deben ser depositados sobre superficie. No todos los relaves pueden usarse como relleno, sobre todo cuando existen lamas (lodos) con contenidos de van por encima del 50% del peso total, requieren necesariamente disposición superficial. Algunos relaves aumentan o se contraen después del relleno y algunos tienen la propiedad de auto cementarse, lo cual quita la necesidad de agregar cemento al relleno siendo esta una practica común antes de su disposición subterránea. El uso del relleno puede causar problemas en la disposición superficial, lo que hace necesario construir un depósito para relaves, para lo cual la fracción gruesa de los relaves es usada para construir el dique. Los métodos de relleno no son aplicables para grandes cantidades de relaves producidos por métodos de minado a tajo abierto, esto trae consigo un almacenamiento temporal durante la vida de la mina previa a la disposición en un tajo abierto por esta razón la mayoría usan métodos de contención en diques. Este depósito ofrece seguridad y almacenamiento económico para los volúmenes de relaves requeridos a su vez que permiten una operación con un buen control de polución medioambiental. Características de la disposición Pág, 7 de 39
Los relaves son casi siempre transportados desde la concentradora a través de una tubería, en forma de pulpa en concentraciones que van de 20 a 50 % de sólidos. En los depósitos superficiales la pulpa es descargada desde la cresta del dique a través de válvulas en la línea de relaves, conforme se asientan los sólidos a partir de la pulpa descargada se forma una playa de leve inclinación que se extiende desde el punto de descarga hasta la poza de decantación donde el agua remanente de la pulpa se acumula para ser recirculada a la concentradora. En teoría el material mas grueso se asienta inicialmente a partir de la pulpa, las partículas más finas se asientan mas lejos de la playa y losl mucho más finos como arcillas o lamas se asientan en la poza de decantación dando lugar al modelo altamente idealizado de segregación por tamaño y permeabilidad relativa. Esto crea zonas de relaves dentro del depósito que estén segregadas por el tamaño del grano y que son conocidas como: Arenas, arenas de relave o relaves arenosos, son materiales predominantemente más grandes que 0.074 mm lo que significa que menos del 50% son más finos que ese tamaño. Lamas son material muy fino, mas del 50% menor de 0.074 mm. •
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Propiedades estructurales Las propiedades estructurales son aquellas características geotécnicas de los depósitos de relave que gobiernan su comportamiento frente a la estabilidad, infiltración y deformación. Las propiedades estructurales básicas incluyen resistencia, permeabilidad y compresibilidad. En los depósitos de relaves estas propiedades dependen de si predominan las arenas o las lamas y del grado ínter estratificación. Características Químicas Es aparente, desde un punto de vista físico que los relaves son un material manufacturado y la naturaleza básica del proceso admite algunas generalizaciones razonables sobre el asunto. Esto no es así, con respecto a las características químicas que pueden variar ampliamente de un yacimiento a otro. Es importante anotar que varios depósitos de características diferentes pueden ser explotados Pág, 8 de 39
a lo largo de la vida de la mina con variaciones correspondientes en las características químicas de los relaves producidos. El método de disposición de relaves es muy especifico para cada proyecto y su ubicación, la mejor solución puede ser obvia o puede requerir considerable investigación dependiendo básicamente de: la ubicación de la mina y su topografía, el método de minado y geología del cuerpo mineralizado, métodos de procesamiento y características físicas resultantes de los relaves, características químicas de los relaves y su potencial generador de Drenaje ácido de roca, factibilidad económica. Estos factores forman la base de los principales métodos de disposición de relaves. Depósitos Superficiales – Son tradicionalmente los métodos mas versátiles y económicos en la mayoría de operaciones mineras. Este método se basa en la disposición hidráulica de relaves detrás de una presa que puede ser construida utilizando una variedad de materiales y configuraciones. La represa es construida con el fin de confinar la pulpa de relaves permitiendo que los sólidos se asienten y el agua sea recirculada a la concentradora. Varias técnicas conocidas como disposición sub-áreas, descarga de relave espesado y disposición deshidratada son considerados como variaciones de los métodos de disposición de relaves descargados hidráulicamente a. Disposición Sub-aerea o “debajo del aire - Se deriva de las practicas de disposición de relaves originalmente desarrolladas y utilizadas para lamas de oro en África del Sur. Los relaves son descargados en capas delgadas que se dejan secar bajo el calor de los climas calientes y secos, resultando en depósitos que tienen un alto grado de sobre consolidación y/o presión de poros negativa (succión capilar) mejorando por lo tanto las características físicas en comparación con los lodos depositados convencionalmente. La disposición sub-aérea en otros lugares busca reproducir estos procedimientos empleando el espesamiento de los relaves cuando es necesario descargándolos en capas finas a partir de válvulas espaciadas muy cerca uno del otro y manteniendo una poza de decantación pequeña que se controla cuidadosamente. Estos procedimientos tienden a reducir la segregación por tamaño de partícula en la playa Pág, 9 de 39
ancha, lo cual puede reducir el tamaño y extensión de las zonas de arena y puede consecuentemente reducir la permeabilidad del depósito como un todo a un valor límite. Las densidades iniciales más altas pueden ser alcanzadas en las porciones superiores del depósito dependiendo del grado de desecación producida por las condiciones climáticas. La disposición sub-aérea es indicada para pequeñas minas de oro y regiones desérticas en donde la degradación intensa del cianuro junto con la concentración superficial de valores residuales de oro resulten gracias a la migración capilar de los fluidos hacia la superficie de los relaves. b. Descarga espesada – Este método se basa en la eliminación de la mayor cantidad de agua de los lodos de relaves mediante el espesamiento en la concentradora hasta 50-60% sólidos. Tales lodos pueden alcanzar una inclinación de 3-6 grados cuando son depositados a partir de una tubería, esta forma de disposición tiene potencial de reducir la extensión de la construcción de la represa requerida para depósitos superficiales convencionales con el ahorro en costos de producción de la presa, aunque esto puede ser consta restado en alguna medida por el costo de espesamiento y bombeo de relaves. Se requiere un lugar amplio y plano para utilizar la disposición mediante descarga espesada siendo esta una limitante para su uso en áreas montañosas. Muchos de los problemas operacionales encontrados con los métodos de descarga espesada han resultado de las dificultades en espesar suficientemente los relaves que contienen una fracción significativa de arena. Las condiciones de no segregación requeridas para controlar el flujo de relaves y alcanzar gradientes o inclinaciones razonables del cono son altamente sensitivas a pequeños cambios en la densidad del lodo espesado. La experiencia operacional en este y otros casos indica que los métodos de descarga espesada necesitan para ser exitosos que los relaves finos no contengan una fracción significativa de arena o que estas sean separadas de la pulpa de relaves y depositadas en otro lugar por un método diferente. Pág, 10 de 39
Excepto en circunstancias especiales la disposición mediante descarga espesada ofrece en el mejor de los casos ventajas limitadas, principalmente el potencial para reducir los costos de relleno del dique de contención y aun estos beneficios dependerán de las circunstancias especificas de cada lugar. En la medida en que los problemas que involucran la estabilidad física y química de los relaves espesados no son sustancialmente diferentes de aquellos con técnicas de disposición mas convencionales. c. Relaves deshidratados – Es posible eliminar agua de la pulpa de relaves utilizando equipos como: filtros de vacío, de presión, filtros de tambor, filtros de baja y/o centrifugas. El contenido de agua de los relaves puede ser reducido lo suficiente como para permitir su transporte y ubicación con camiones o fajas transportadoras, usualmente 20-25% de sólidos (para gravedad específica de mineral cercano a 2.8). Debido a que los relaves aun contienen humedad significativa, la terminología de relaves “secos” que algunas veces se aplica al método no es estrictamente correcta. Aunque los costos de capital y operación del equipo pueden ser altos y las limitaciones en confiabilidad requieren un sistema de disposición de relaves de respaldo, el método ofrece ventajas únicas para las minas ubicadas en los valles estrechos y montañas empinadas. Las pérdidas de agua por evaporación que ocurren en sistemas de disposición convencionales pueden ser reducidos en climas extremadamente áridos u en otros casos donde la disponibilidad de agua para la concentradora es limitada. El agua recuperada de los filtros es fácilmente recirculada al proceso de concentración o cianuración, eliminando la necesidad de descargas directas del agua de proceso aun en áreas húmedas que tienen un balance desfavorable de agua debido a las precipitaciones pluviales, este método es adecuado para minas pequeñas. Relleno Subterráneo Es posible retornar prácticamente la mitad y hasta dos tercios de los relaves producidos hacia las labores explotadas en las minas subterráneas (resulta poco probable sin embargo integrar este procedimiento con las operaciones con las Pág, 11 de 39
operaciones de mina a tajo abierto). El relleno como se denomina a este procedimiento es parte esencial de algunas operaciones subterráneas de extracción de mineral como el procedimiento de “corte y relleno” pudiendo ser utilizado también para incrementar la recuperación y extracción de mineral mediante el reemplazo de los pilares de sostenimiento en las operaciones subterráneas del tipo “cámaras y pilares”. En las operaciones de relleno los relaves son retornados al frente de trabajo en forma de pulpa, aunque algunos métodos como el neumático son usados algunas veces. El relleno no cementado requiere una forma de relave permeable y de drenaje libre de tal manera que el cicloneo es utilizado para separar y retornar la fracción de arena al frente de trabajo dejando las lamas para disposición superficial. El relleno cementado utilizando cemento Portland u otros aditivos puede producir un relleno durable en superficies de trabajo en la mina o incrementar la rigidez del relleno para un mejor soporte de la roca. Algunas veces se usan relaves no cicloneados y en este caso parte de los relaves permanecen sin separarse para su disposición superficial. Al reducirse la cantidad de relaves requeridos para la disposición superficial el relleno puede reducir la magnitud del impacto de los relaves superficiales y también hace posible aprovechar lugares mas pequeños para la disposición de los relaves remanentes. Debido a que el relleno es parte integral de la operación minera debe ser planeado con anterioridad como parte del método de minado. Tradicionalmente los materiales y procedimientos para relleno han sido diseñados exclusivamente para ajustarse a las necesidades de la minería subterránea, sin considerar los problemas de disposición de relaves como tales. La optimización del minado y de la disposición de relaves en forma integral pueden hacer del relleno una operación de mucho valor dentro de la operación global. Disposición submarina La disposición submarina se refiere a la descarga de relaves al océano a través de un punto de descarga debidamente diseñado a una profundidad y ubicación seleccionadas para Pág, 12 de 39
minimizar los impactos ambientales, tales como turbidez y su efecto sobre los peces. El monitoreo oceanográfico, batimétrico, químico y biológico ha mostrado que los relaves floculan y se asientan rápidamente bajo la influencia combinada de los aditivos de la concentradora y el pH ligeramente alcalino del agua de mar con algunos episodios ocasionales de suspensión de relaves y turbidez en la columna de agua. Esto es logrado por una deaireación y dilución en agua de mar de los lodos de relaves en una cámara de mezcla previa a la descarga; el punto de descarga se ubica a una profundidad de 50 metros por debajo de la zona de producción biológica primaria en la columna de agua. No ha habido indicación de de toxicidad por relaves o bioacumulación de metales en los organismos marinos. Los requerimientos técnicos para disposición marina de los relaves son: bajo porcentaje de mineral sulfurado y ausencia de metales tóxicos solubles, de reactivos de concentradora y productos secundarios (condiciones mas fácilmente satisfechas por minerales porfiríticos). La mayor ventaja potencial de la disposición submarina de relaves es la posibilidad de eliminar la generación de drenaje ácido de roca (ARD) de los relaves mediante la inmersión, mientras que al mismo tiempo se evita licuefacción sísmica, desbordamiento hidrológico y los riesgos de estabilidad relacionados a los depósitos o embalses superficiales. Métodos combinados de Disposición El método para la disposición de relaves es tradicionalmente seleccionado durante la etapa de estudio de factibilidad de la mina, usualmente sin un detallado entendimiento de las características de los relaves o conocimiento del lugar en perspectiva para disponerlos. Rara vez se considera mas de un método de disposición con el fin de evitar complejidades y simplificar el planeamiento. Por ejemplo el relleno subterráneo usando relaves globales cementados puede ser complementados con instalaciones de eliminación de agua de los relaves para el material remanente. Alternativamente las arenas cicloneadas pueden ser Pág, 13 de 39
retornadas al subsuelo como relleno mientras que las lamas remanentes son bombeadas a distancias mayores.
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Presas de Relaves El diseño, construcción y operación de presas de relaves es una de las mayores consideraciones que se toman en cuenta en nuevos proyectos mineros, así como también para operaciones ya existentes. Es una ventaja económica tener la zona del depósito cerca de la mina, salvo que se tengan limitaciones en la selección del lugar. La base del dique debe ser estructuralmente fuerte y capaz de soportar el peso del depósito. Si no es posible tener el depósito cerca de la mina, necesariamente se tiene que bombear los relaves con una alta densidad de pulpa hasta su ubicación final. La presa de relaves puede ser construido a través de los valles de los ríos o el dique puede ser curvo o de paredes múltiples en ambos lados del valle, este ultimo diseño facilita los drenajes. Sobre superficies planas o ligeramente inclinadas, lagunas se construyen paredes en ambos lados del depósito, la disposición de relaves adiciona costos a la producción así que es recomendable hacer que esta sea lo mas rentable posible. Tipos de presas de relaves Método de aguas arriba o denominado “up stream method”, denominado así porque la línea central del dique se mueve aguas arriba en la poza. Un pequeño dique de arranque es colocada en un punto extremo aguas abajo (figura 1) y la pared del dique es progresivamente levantada sobre el lado de aguas arriba. Los relaves descargan mediante válvulas sobre la cima del dique de arranque y cuando la poza inicial esta casi llena el dique se va levantando y así el ciclo se repite. La presa es levantada por la construcción de diques perimétricos sobre la superficie de la acumulación de relaves precedente, de tal manera que cada dique avanza sucesivamente hacia el interior conforme la presa es levantada (figuras 2 y 3). Las ventajas de tener una construcción aguas arriba son que los costos son bajos y la velocidad con la que el dique crece por incrementos sucesivos, la desventaja es que la pared de la presa esta construida en la parte superior por lodos comprimidos y que se han depositado previamente detrás de la pared. Allí la altura es una Pág, 15 de 39
limitante por lo cual este tipo de presa puede construirse antes que pueda ocurrir fallas y el relave fluya, razón por la cual este método de construcción hoy en día es poco usado. Playa
Poza
Línea de filtración
Dique de arranque
Método de aguas abajo son levantadas colocando material adicional de relleno en el talud aguas abajo o exterior del levantamiento previo. El relleno de la presa que puede consistir de material variado no tiene como base relaves depositados hidráulicamente y las propiedades de estos materiales de relleno pueden ser especificados y controlados para asegurar que sus características sean adecuadas. Al final el método aguas abajo alcanza una configuración muy similar a una presa convencional de retención de agua con similares características estructurales en la mayor parte. Playa
Dique de arranque
Poza
Línea de filtración
Método del tipo línea central se levanta colocando el relleno de la represa en el talud aguas abajo y sobre la cresta de la elevación previa. Este método comparte muchas de las características Pág, 16 de 39
estructurales de las presas del tipo aguas abajo pero usa menos material de relleno para alcanzar la misma altura. Playa
Poza
Línea de filtración Dique de arranque
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Contaminación de cuencas El agua es considerada con mucha razón como la víctima más común de la minería. Desde la fase de exploración hasta la de cierre, el agua puede ser agotada, re-dirigida, y contaminada, con efectos serios y de largo plazo para los organismos que viven en agua y/o tierra, incluyendo a los seres humanos. Grandes cantidades de agua son utilizadas durante casi todas las fases de producción mineral. En regiones donde las fuentes de agua son escasas, o durante las estaciones secas, puede haber necesidad de importarla de fuentes fuera del área de la mina. Si el agua es tomada de ríos o lagos, el hábitat de organismos acuáticos podría verse negativamente afectado. Por ejemplo, una caída en el nivel de agua en el verano puede resultar en temperaturas altas en el agua, así como corrientes más bajas, y por consiguiente podría crear condiciones inhabitables para algunos organismos. Al mismo tiempo, las actividades mineras pueden resultar en el desperdicio de enormes cantidades de agua, lo que significa que su disponibilidad para otros usos se ve reducida. Esto puede causar problemas en regiones en donde la minería compite por acceso a fuentes limitadas de agua contra actividades agrícolas y contra municipalidades. Pero la mayor amenaza al agua por parte de la minería es definitivamente la posibilidad de contaminación de fuentes de agua, tanto a nivel de la superficie como subterráneas. Por lo tanto, los contaminantes de las actividades mineras y sus efectos ambientales negativos serán el foco de esta sección. La penetración de agua contaminada en fuentes de agua a nivel de la superficie y a nivel subterráneo es la forma más común de contaminación relacionada con la minería. El agua transporta los agentes contaminantes, a veces cientos de kilómetros más allá de la fuente de contaminación. He aquí una breve descripción de las substancias capaces de contaminar el agua dentro y fuera de la mina, con una explicación sobre cuáles son sus riesgos y efectos, y cómo es que la contaminación puede ocurrir.
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Productos Químicos Los productos químicos utilizados en el procesamiento de menas requieren ser transportados a la faena minera. El método más común de transporte es por tierra (en camiones). Por lo tanto, la posibilidad de accidentes es real, particularmente en áreas montañosas o en regiones remotas. Al llegar a la planta de molienda, los productos químicos son bombeados dentro de una serie de tanques (un circuito). La mena triturada viaja a través del circuito, y los minerales deseados son extraídos de la mena. La planta de molienda puede sufrir contaminación si las bombas se descomponen o si los tanques se desbordan. Generalmente, estas fugas son retenidas dentro del edificio, y los materiales derramados, que aún contienen minerales valiosos y agentes químicos re-utilizables, son bombeados nuevamente al circuito. Algunas compañías vuelven a usar la mayoría de los químicos, y a menudo purifican el agua para extraerle muchas de las substancias peligrosas antes de bombear los relaves hacia las canchas. He aquí una lista de algunos de los productos químicos utilizados en mayores cantidades en el procesamiento de varios de los metales principales: Producto
Efectos
Amoniaco
Fatal para seres humanas expuestos más de 30 minutos
Cal
Toxicidad por inhalación desconocida
Cloro
Puede causar daños graves (hasta la muerte) en 3090 minutos
Acido Insoportable en cantidades mayores a 50 ppm hidroclóridrico Sulfato de cobre
Mortal para la trucha
Perman anato Mortal para la trucha expuesta por más de 24 horas Pág, 19 de 39
de Potasio Cianuro de sodio
Mortal para la trucha expuesta por más de 24 horas
Sulfuro de sodio
Mortal para la trucha, el salmón
Sulfuro dióxido
Puede ser mortal para seres humanos
Acido sulfúrico
Toxicidad desconocida
Drenaje Ácido de Roca (ARD) La creación de agua ácida es uno de los problemas más serios relacionados a las actividades de minería, ya que puede matar muchos organismos. El agua ácida puede incrementar el proceso de desgaste de la roca, disolviendo y liberando los metales en ella. Estos metales pueden ser más nocivos que el ácido en sí. El ácido se genera usualmente cuando ciertas rocas que contienen azufre (sulfatos) entran en contacto con oxígeno y agua. El mayor culpable generalmente es el bisulfuro de hierro (oro falso o pirita). Algunos ejemplos de otros sulfuros de metales que contribuyen a generar ácido son el sulfuro de plomo (galena), el sulfuro de cinc, y el sulfuro de hierro cobre. La minería puede incrementar la generación de ácido más allá de lo que podría ocurrir naturalmente. Durante el proceso de minería, la mena es extraída, fraccionada y triturada. Estos procedimientos exponen los minerales sulfúricos (que de otro modo estarían sellados bajo tierra) al agua y al aire; esto es lo que inicia y sostiene la reacción química. A este proceso se le llama drenaje ácido (ARD ). La presencia de minerales sulfúricos o de azufre no es siempre de por sí causante de efectos ambientales serios. El ambiente natural (suelos, agua, vegetación) puede reducir parcialmente la acidez creada por ARD. Además, hay ciertas rocas que reaccionan químicamente con aguas ácidas y reducen la acidez (es decir que neutralizan el ácido). A estas rocas neutralizantes se les describe como alcalinas. Las rocas neutralizantes más comunes son los Pág, 20 de 39
minerales de carbonato (por ejemplo el carbonato de cal y la piedra caliza). La posibilidad de que una roca sulfúrica genere ácido depende de qué tantos materiales alcalinos neutralizantes tenga la roca. A menudo, el ARD es demasiado para las defensas de la naturaleza. Si el suelo y las rocas del área no logran neutralizar la generación de ácido, los riesgos ambientales son significativamente altos. ¿Cuál es la apariencia del ARD? A medida que van dejando la mina, las aguas ácidas se disuelven en el agua fresca y reducen gradualmente su acidez. El drenaje ácido también puede encontrar a su paso minerales de carbonato que neutralizan el ácido. De cualquier modo, los metales que el ARD había disuelto se mezclan y solidifican, hundiéndose al fondo del agua. Estas mezclas químicas re-solidificadas se llaman precipitados. Por ejemplo, el hierro que se disuelve como resultado del ARD reacciona al contacto con agua fresca, precipitando una solución química conocida como hidróxido de hierro. Este precipitado es conocido en inglés como “yellow boy” (“muchacho amarillo”). Es una sustancia sólida de apariencia desagradable, viscosa, de color amarillo o naranja. Otros metales producen precipitados de diferentes colores. Estas substancias pueden recubrir el fondo y la ribera de ríos y arroyos, cambiando el color del agua y extendiéndose por varios kilómetros río abajo de la faena minera, con efectos negativos para muchos organismos. Primer Acceso, Aceleración, y Duración del ARD Primer acceso: Pueden pasar varios años antes de que se desencadene el ARD. Este período puede variar entre un año y más de una década. •
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Aceleración: Cuando el ARD empieza a ocurrir, la situación tiende a empeorar. La oxidación de los minerales sulfúricos más reactivos, como la pirita (bisulfuro de hierro), puede a su vez inducir la oxidación de otros minerales menos reactivos. De manera que mientras que las reacciones químicas proceden, la temperatura y acidez del agua aumentan, intensificando aún Pág, 21 de 39
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más las reacciones. Además, hay ciertas bacterias (como el Thiobacillus ferro-oxidans) que viven en estos medios calientes y acídicos y que contribuyen a acelerar las reacciones. Es decir que una vez que comience el proceso de generación acídica, es casi imposible detenerlo. Duración: El ARD es un problema de largo plazo. Mientras que no sean retiradas del contacto con agua y aire, los materiales sulfúricos en las pilas de escombros, las minas subterráneas, y las canchas de relaves continúan generando ácido sulfúrico. El ARD en una faena minera puede ocurrir durante décadas e incluso siglos, hasta que todo el material sulfúrico se haya disuelto por completo. Hay menas en Suecia que fueron minadas en los años 1,700 (siglo XVIII) y que continúan generando ácido hoy en día.
Efectos del ARD Hay dos razones por las que el ARD es un problema. Primero, la acidez causa condiciones que son tóxicas para muchos organismos. En muchas corrientes de agua afectadas por el ARD, el pH es tan bajo que los arroyos no contienen casi ningún organismo vivo. Segundo, los metales que se han disuelto bajo condiciones acídicas pueden entrar al medio acuático, en dónde pueden ser tóxicos para varios organismos. El drenaje ácido es generalmente de 20 a 300 veces más ácido que la lluvia ácida, generalmente con un nivel pH de muy bajo (alrededor de 3), que es suficiente para matar cualquier organismo acuático. El pH óptimo del agua para los peces es de 6.5 a 8. Aún cuando las concentraciones de ácido no son tan fuertes como para matar a peces u otros animales acuáticos, la ecología del arroyo puede verse altamente afectada. Un pH menor de 5 es nocivo para la mayoría de plantas, lo que resulta en la propagación de un solo tipo de planta acuática resistente al ácido. Las algas que viven en el fondo de los arroyos también se ven afectadas. Y debido a que peces y fauna se alimentan de las plantas y algas del arroyo, éstos se ven igualmente afectados cuando su fuente de alimentos desaparece. •
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Metales Pág, 22 de 39
Los metales disueltos en agua son uno de los más serios problemas ambientales de la minería, y son quizás el tipo de contaminación de agua más fatal. Los metales se encuentran en las menas, en los relaves de las minas, en los escombros, el polvo y otras emisiones que flotan en el aire como resultado de los procesos de fundición y de refinamiento. El agua pura (con un pH de 7) puede disolver ciertos metales que se encuentran en ciertas rocas. Pero el agua acídica tiene una mayor capacidad de disolver porciones de roca y soltar metales al entrar en contacto con las menas, relaves o escombros. Este proceso puede ser extremadamente destructivo. Si las aguas contaminadas no son retenidas adecuadamente, los metales pueden ser transportados por el agua y escapar al medio ambiente natural por medio de la fundición de las nieves o si hay lluvias fuertes. Del mismo modo, los metales que son emitidos durante la fundición pueden ser transportados en el aire y depositarse en ríos y lagos. Los metales también pueden penetrar corrientes de agua si hay derrames de concentrado durante el transporte. (El concentrado es generalmente transportado en bolsas por camiones, que pueden sufrir accidentes en caminos montañosos o en mal tiempo). A diferencia de los productos químicos que contienen carbono (orgánicos) y por lo tanto se desintegran con el tiempo, los metales nunca se desintegran. Por esta razón, constituyen un peligro a largo plazo para la calidad del agua. Los metales que penetran de un modo u otro en ríos y lagos se precipitan (se hunden al fondo) gradualmente y se acumulan, formando sedimentos. Los metales que se asientan en el fondo de ríos o arroyos pueden reactivarse si hay un cambio en el pH del agua o si aumenta la corriente. Con el tiempo, los metales pueden viajar cientos de millas más allá de su fuente original. Los efectos a tanta distancia del origen de la fuga pueden no ser fatales, pero los organismos vivos o sus crías pueden resultar expuestos a estos metales, deformándolos o afectando su comportamiento y su capacidad para reproducirse. Efectos de los metales Los relaves minerales y las minas abandonadas son en realidad depósitos enormes de metales pesados tóxicos. En muchas partes de Norte América, ha habido muertes en masa de peces y ha Pág, 23 de 39
desaparecido toda vida acuática por varias millas río abajo de minas con este problema. Ciertos metales sólo requieren una pequeña cantidad para matar a todos los peces de un río, o para envenenar el agua potable de una comunidad. Por ejemplo, una cucharadita de cobre disuelta en 22,000 galones de agua es suficiente para exceder los niveles permitidos en el agua potable de Columbia Británica, en Canadá. Los metales afectan de forma diferente a organismos expuestos, dependiendo de su concentración y de cuánto tiempo se está expuesto a ellos. Por ejemplo, un contacto que dure entre uno y cuatro días con altas concentraciones de un metal son suficientes para dañar el sistema respiratorio de un organismo, resultando en su muerte. En concentraciones bajas con contacto prolongado, la contaminación metálica puede causar graves problemas de salud que pueden no manifestarse sino hasta muchos años después, y puede causar la muerte debido a su acumulación en los órganos internos. Estas concentraciones sub-letales afectan el crecimiento, desarrollo, movilidad (o la habilidad de nadar de los peces), la respiración, circulación, comportamiento y reproducción de un organismo. Tanto el crecimiento como la reproducción de organismos acuáticos son ampliamente suprimidos cuando éstos se ven expuestos a concentraciones relativamente bajas de metales. Las plantas de agua fresca son generalmente más resistentes que los peces, aunque hay una variación considerable en la vulnerabilidad de distintas especies de plantas. Hay muchos metales o compuestos metálicos que causan cáncer. Cuando son consumidos por organismos vivos, los metales pueden acumularse en tejidos vivos (o bioacumularse) y luego son transmitidos de una especie animal a otra a través de la cadena alimenticia. (Por ejemplo, un árbol puede alimentarse de aguas subterráneas contaminadas con metales, acumular algunos de estos metales en sus hojas, y luego hay pájaros que se alimentan de estas hojas y que pueden verse afectado por la toxicidad de este metal.) En ciertos casos, se ha descubierto que los niveles de plomo y arsénico en personas que viven cerca de áreas mineras son descomunalmente altos. Los niños tienden a acumular concentraciones más altas de metales que los adultos, debido a que Pág, 24 de 39
tienen cuerpos más pequeños y están más expuestos a los metales que los adultos (los niños juegan fuera de casa y entran en contacto con los metales en el suelo). En muchos casos, la tasa de incidencia de cáncer en las poblaciones que se encuentran cerca de áreas mineras son más altas que en el resto de la población. No se necesita una concentración muy alta de metales en el agua para que los peces eviten ciertas aguas. Esto constituye un problema muy serio para especies migratorias que viajan de aguas saladas a aguas frescas (tales como el salmón), ya que puede resultar en la desaparición de estas especies en ciertas corrientes de agua. Tal como hemos mencionado antes, los metales se solidifican y se hunden a medida que el DAM es transportado río abajo por la corriente, creando una sustancia viscosa que recubre el fondo del río o arroyo. Esta capa viscosa se endurece sobre la grava como si fuera cemento. Este endurecimiento puede afectar el hábitat de peces y otros organismos acuáticos, ya que los huevos de los peces se sofocan por falta de oxígeno, y la grava deja de brindar un hábitat para ciertos organismos que viven en el fondo de los ríos y lagos. Estos organismos generalmente tienen los niveles más altos de concentración de metales, debido a que están en contacto directo con los metales que se acumulan en los sedimentos. El Cianuro En términos de la gravedad de riesgos y efectos asociados con la minería, el cianuro es el contaminante de mayor importancia después del DAM. Es uno de los venenos de más rápido efecto. Por lo tanto, debe evitarse que fuentes y corrientes de agua entren en contacto con cianuro, para proteger el agua que es utilizada para beber (por animales y seres humanos) e irrigar plantaciones, y para evitar efectos adversos en plantas, peces, fauna y seres humanos. El cianuro tiene dos usos principales en la minería: •
Ya que tiene una atracción natural al oro, la plata y otros metales, el cianuro es utilizado cada vez más a menudo para extraer oro de canteras de bajo grado utilizando procedimientos de lixiviación en montones. El cianuro se va pegando al oro a medida que va penetrando la mena triturada, lo que permite más adelante captar la solución de oro y cianuro. Finalmente, el oro es separado del cianuro. Este método también es usado para la extracción de la plata. Pág, 25 de 39
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El cianuro también es usado en la concentración de cobre, plomo, cinc, cobalto y molibdeno. Se agrega cianuro en ciertas fases del proceso para separar los minerales valiosos de la mena, como por ejemplo el sulfuro.
La química del cianuro El término cianuro se refiere a muchos compuestos químicos, ya sean naturales o de laboratorio. Estos compuestos siempre tienen un átomo de carbono y uno de nitrógeno. El cianuro se presta a formar mezclas con la mayoría de los principales metales para formar compuestos o complejos químicos, por lo que es de gran utilidad para la extracción de metales de una mena. El cianuro también tiende a reaccionar químicamente con la mayoría de otros elementos químicos, produciendo una gran variedad de compuestos tóxicos y no tóxicos. Además, el cianuro (que contiene carbono, lo que significa que es un compuesto orgánico) reacciona fácilmente con otros compuestos orgánicos, inclusive organismos vivos. A diferencia del mercurio y otros metales, el cianuro en su forma pura no se acumula en la cadena alimenticia. La luz del sol, los ambientes con pH neutral y los microorganismos del suelo causan la desintegración rápida del cianuro en partículas no tóxicas. Pero es probable que esta desintegración se vea disminuida cuando no hay suficientes microorganismos que contribuyan a este proceso (por ejemplo en algunos climas desérticos), o en aguas subterráneas, o bajo capas de hielo, en donde el cianuro no está expuesto a la luz solar. A pesar de que la mayoría del cianuro presente en aguas provenientes de faenas mineras se desintegra y resulta en compuestos que no son nocivos, siempre puede haber concentraciones importantes de otros compuestos cianúricos tóxicos que persisten en el ambiente. Estos compuestos persistentes constituyen el más alto riesgo para las especies vulnerables de peces de agua fresca. Reglamentación del uso del cianuro El cianuro se puede encontrar en muchas formas en aguas provenientes de faenas mineras. Muchas de estas formas no han sido clasificadas en relación a criterios específicos de calidad del Pág, 26 de 39
agua, a pesar de que pueden ser tóxicas. En muchos casos, no se requiere legalmente su monitoreo. En lo que respecta a la minería, sólo hay tres categorías de cianuro que son monitoreadas de rutina: el cianuro libre, los tipos de cianuro que se disuelven en ácidos débiles (WAD por sus siglas en inglés), y los tipos de cianuro que se disuelven en ácidos fuertes (SAD). El cianuro de tipo SAD es a menudo llamado cianuro total. Debido a que los requisitos legales de monitoreo en muchas jurisdicciones son limitadas, es muy probable que algunos compuestos de cianuro puedan estar presentes en el agua de una mina sin ser detectados. Por ejemplo, es sabido que las faenas mineras en donde se utiliza el proceso INCO de destrucción de cianuro usualmente generan ciertos compuestos de cianuro que no son detectados por los exámenes de laboratorio de rutina. Algunas de las compañías mineras e individuos más progresistas han empezado a buscar soluciones. En su más reciente reporte ambiental, la compañía canadiense Placer Dome afirmó que “las agencias reguladoras gubernamentales y grupos influyentes de intereses particulares en muchas partes del mundo están trabajando juntos para obtener la prohibición del cianuro en sus jurisdicciones. En preparación para esta eventualidad, el Grupo Tecnológico de Placer Dome ha puesto de lado fondos para la investigación de métodos de minimización de riesgos de transporte, costos de producción de cianuro dentro de la faena minera, métodos tecnológicos más económicos y efectivos de recuperación y de desintegración de cianuro, y alternativas ecológicas y económicamente viables al cianuro para la extracción de oro.” Los Sedimentos Casi todos los ríos y lagos tienen algún tipo de materia sólida flotante (llamadas sedimentos suspendidos). Este sedimento es un producto secundario del proceso de erosión, que ocurre cuando la gravedad, el aire, el agua y el hielo actúan sobre la roca expuesta al aire libre, causando su fractura o desintegración progresiva. El tipo y concentración del sedimento suspendido determina si el agua es clara o turbia. El nivel de transparencia del agua - o la falta de claridad causada por las substancias flotantes - es conocido como turbiedad . Pág, 27 de 39
Las operaciones de minería pueden incrementar enormemente las concentraciones de sedimentos flotantes en ríos y lagos del área, ya que estas operaciones crean condiciones ideales para la erosión, como resultado de la limpieza de vegetación y tala de árboles, la voladura de roca, y el uso de maquinaria pesada. Viento y agua recogen partículas sueltas de suelo y roca, transportándolas hacia arroyos, ríos, lagos, y depósitos de agua. En sistemas naturales sin perturbar, las concentraciones de sedimentos flotantes varían dependiendo de la estación. Por ejemplo, la lluvia primaveral y el derretimiento de las nieves y los glaciares aumentan las corrientes y niveles de agua, lo que resulta en mayor erosión de la tierra y conlleva a un incremento de sedimento en el agua. Si el incremento es muy grande, puede resultar en el movimiento de materiales en el lecho del río o lago, aumentando a su vez la cantidad de materiales flotantes. Los organismos acuáticos se han adaptado a estos cambios naturales. Por ejemplo, los peces pueden migrar a otras partes cuando la turbiedad del agua es alta. La entrada de sedimento en el agua como resultado de actividades de minería puede no corresponder a los ciclos naturales de sedimentación. Por esta razón, este tipo de sedimentación puede resultar en cambios muy serios al medio acuático y puede perturbar la vida acuática río abajo de una faena minera. Efectos de la sedimentación y la turbiedad del agua Hay muchos estudios científicos que detallan los efectos de la sedimentación y la turbiedad del agua en los peces. Estos estudios muestran que ciertas concentraciones de sedimento son letales, es decir que pueden matar peces. Estas concentraciones letales varían típicamente entre los cientos de miligramos por litro de sedimento en el agua y los cientos de miles. Son muchas las formas en que altas concentraciones de sedimento pueden afectar a peces y otra fauna acuática: •
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El sedimento flotante no permite que la luz penetre al fondo de las corrientes de agua, lo que altera la temperatura del agua y afecta negativamente el crecimiento de plantas acuáticas. El sedimento puede obstruir las branquias de los peces, que mueren al no poder respirar. Pág, 28 de 39
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Las aguas turbias pueden dificultar la búsqueda de comida, y pueden impedir el desarrollo de los huevos de peces y de las larvas de insectos. Las partículas más pesadas que llegan a los ríos y arroyos se asientan rápidamente, lo cual crea sedimento. Este sedimento afecta la grava del fondo, que es el hábitat de la hueva de peces. Los huevos pueden quedar enterrados bajo el sedimento. Minimizando los efectos de la minería sobre el agua
Manejo de desechos para evitar el riesgo de contaminación del agua La meta principal del manejo de desechos es de minimizar la generación de desechos, usando los métodos menos riesgosos para el ambiente y métodos prudentes para que no se tomen decisiones de alto riesgo cuando no se tiene suficiente información. Los métodos prudentes son esenciales, debido a la cantidad de estructuras que han fallado en las faenas mineras y que han resultado en la contaminación de fuentes de agua. También son muy importantes como resultado de la incertidumbre generada por las deficiencias de datos utilizados en el diseño de minas o para hacer predicciones de riesgos y efectos ambientales. Las siguientes secciones mencionan métodos generales para minimizar el riesgo de contaminación de agua. En Canadá, los reguladores gubernamentales y otras agencias han recopilado información más técnica y detallada en documentos llamados “Prácticas Administrativas Preferenciales”. Estos documentos brindan una idea sobre cuáles son algunos de los mejores métodos y tecnologías más innovadoras en el diseño y construcción de minas que cumplan con los estándares y reglamentos gubernamentales. Si bien las Prácticas Administrativas Preferenciales pueden brindar valiosa información, es importante reconocer que estas prácticas no son apropiadas en cualquier situación. Las características de cada faena minera pueden requerir prácticas más o menos astringentes. Por ejemplo, un área con suelos altamente erosivos puede requerir más controles de erosión y sedimentación que una mina en un área con suelos estables. Pág, 29 de 39
Productos químicos utilizados en el procesamiento de la MENA Los productos químicos re-utilizables en el proceso de flotación deben de ser seleccionados en base a su baja toxicidad y su rápida desintegración (siempre y cuando la desintegración resulte en productos que no son tóxicos). Antes de descargar el agua utilizada en el procesamiento de la mena (llamada efluente), hay varios métodos de extracción de metales y de productos químicos tóxicos. Cualquiera que sea el método que se utilice, las aguas que son sacadas de la planta nunca deben de retener concentraciones tóxicas de ninguna sustancia. Combustibles Los combustibles deben ser almacenados en áreas de seguridad, para evitar que un derrame alcance una corriente de agua. Por ejemplo, para mejorar la seguridad y retener cualquier derrame que pueda ocurrir, se pueden construir bermas alrededor del área de abastecimiento de combustible. Relaves y Escombros El método más efectivo para reducir el riesgo de contaminación de aguas es de retener o aislar los desechos, y así evitar que entren en contacto con el medio ambiente; de esta forma, se previene la migración de elementos contaminantes y se limita el contacto de minerales sulfúricos con el agua y oxígeno, lo que ayuda a prevenir la formación del DAM en un principio. Como parte de estos métodos de precaución, también es necesario tomar medidas adicionales para la captación de aguas en caso de que los métodos primarios de retención llegaran a fallar. Estas redundancias no son económicas, pero a largo plazo pueden ahorrar dinero y prevenir efectos ambientales negativos. Canchas de relaves y el agua de mina Las aguas de mina o relaves que se almacenan en canchas son potencialmente peligrosas ya que podrían derramarse o fugarse accidentalmente y entrar en contacto con arroyos y lagos. Las canchas de relaves presentan un peligro más grave, ya que generalmente contienen millones de toneladas de materiales químicamente inestables. El riesgo se encuentra en la posibilidad de Pág, 30 de 39
que haya fugas hacia fuentes de agua subterránea o a través de fallas estructurales masivas en los diques. (Este último riesgo es menor hoy día comparado a lo que era hace algunas décadas, debido a avances en ingeniería geotécnica y en mecánica de suelos). Los materiales que se encuentran en los relaves pueden generar DAM. Por lo tanto, los diques modernos de retención de relaves son construidos usando barro de bentonita, losa comprimida [ compacted tills], o lonas sintéticas (llamadas geomembranas) para minimizar su permeabilidad. Pero estos métodos no son 100% seguros; el aumento en el uso de cianuro en la minería ha demostrado que, en algunos casos, las fugas continúan ocurriendo, debido a que se ha detectado cianuro en las aguas subterráneas. Parte del problema es que el diseño de un dique infalible no es garantía de que el dique será construido según tal diseño. Las canchas de relaves y los diques son casi siempre construidos con materiales que se encuentran en la faena minera, a pesar de que generalmente, éstos no son ideales. La mayoría de fallas que ocurren en un dique son: filtración fuera de las paredes del dique, erosión interna, y derrames e inundaciones. Estas fallas pueden ocurrir como resultado de temblores de tierra o de lluvias fuertes y persistentes. Además, las sales que se forman al secarse los relaves derramados pudieran ser consumidas por la fauna local. Estas sales contienen metales en concentraciones tóxicas y pueden poner en peligro la salud de los animales. Algunas de las técnicas para reducir la probabilidad de contaminación de aguas y canchas de relaves son: •
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Utilizar un área que tenga una constitución estable. Utilizar un área en donde los derrames sean mínimos o que puedan ser desviados alrededor de la estructura de forma permanente. Asegurarse de que la cancha tenga una amplia capacidad, y de que tenga drenajes adicionales para captar fuertes lluvias y nieve. Construir estanques bajo la estructura para captar derrames no anticipados. Pág, 31 de 39
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Utilizar camillas y forros adecuados debajo de la estructura para prevenir la contaminación de aguas subterráneas. Construir pozos de monitoreo en sitios estratégicos alrededor de las canchas de relaves, para detectar cualquier contaminación de aguas subterráneas. Construir pozos de corte y bombas de reciclaje para captar contaminantes que puedan filtrarse fuera de la estructura y alcanzar aguas subterráneas. Utilizar los métodos y materiales de ingeniería más avanzados que le brinden solidez y estabilidad a los diques. Reducir la cantidad de substancias químicas tóxicas antes de llevar los relaves a la cancha. Proteger la fauna, incluyendo bloqueo de acceso a estanques de cianuro o relaves. Poner límites o monitorear los niveles de agua en las canchas de relave al cierre de la faena minera.
Almacenamiento de escombros El manejo efectivo de escombros incluye el aislamiento de la roca de los elementos naturales, y la remediación de las pilas de escombros al cierre de la mina. Algunos de estos métodos son: •
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A medida que los escombros se van vertiendo en las pilas, el operador se asegura de que las pilas permanezcan estructuralmente intactas (de lo contrario, los escombros podrían terminar siendo barridos hacía arroyos y ríos). El área de desecho debe preferiblemente ser cubierta en su base por soportes o forros, de modo que las aguas contaminadas no pueden filtrarse bajo tierra y contaminar acuíferos. Se construyen trincheras para redirigir el agua, así como drenajes subterráneos hechos de roca no reactiva (que no genera ácidos) para evitar o minimizar el contacto del agua con los desechos.
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Las pilas de escombros generalmente son situadas en áreas fuera del drenaje principal, ya que el agua podría soltar metales y causar erosión y sedimentación. Todas las corrientes de agua del área son permanentemente re-dirigidas lejos del material de desecho. Cuando se termina de verter escombros sobre pilas, éstos deben ser aislados completamente usando métodos como el recubrimiento.
Notas sobre los soportes o forros El uso de un sistema de forros múltiples por debajo de las pilas de escombros, canchas de relaves, pilas de lixiviación, y estanques de soluciones químicas pueden reducir los riesgos ambientales asociados con la migración de contaminantes hacia fuentes de agua subterránea o hacia ríos y lagos. El sistema preferente consiste de dos forros sintéticos (la mayoría de los forros hoy en día están hechos de polipropileno de alta densidad, conocido como HDPE por sus siglas en inglés. El HDPE es supuestamente resistente al desgaste de productos químicos). Estos forros son instalados sobre una base de suelos de baja permeabilidad, tal como suelos de barro. También se instalan sistemas de detección de fugas en caso de que los forros se agujereen. El segundo forro, que se encuentra debajo del sistema de detección de fugas (y encima de la base de barro) actúa como una barrera final para prevenir que cualquier contaminante que se fugue a través del primer foro no penetre las aguas subterráneas. Sedimentación Hay dos métodos principales para disminuir la cantidad de sedimento que pueda penetrar en corrientes de agua: •
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minimizando la cantidad de sedimento que se genera (por ejemplo, minimizando la perturbación de la tierra y controlando la erosión), y previniendo que el sedimento y las aguas cargadas de sedimento penetren en corrientes de agua.
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He aquí algunas técnicas utilizadas para controlar la erosión y sedimentación: Control de erosión Esteras de paja: Se incrusta paja en una red de nailon o algodón. La estera cubre los suelos expuestos como una alfombra, protegiéndolos de la lluvia. También provee una capa en la que la vegetación puede echar raíz. Las esteras de paja funcionan mejor sobre superficies lisas y planas; si se usan en pendientes muy empinadas, puede que se deslicen al pie de la pendiente. Generalmente, se utilizan en áreas remotas en las que es difícil de introducir equipo pesado. También se puede aplicar paja suelta como recubrimiento de las áreas en las que se han sembrado semillas, para minimizar el impacto de las gotas de lluvia y permitir que las semillas germinen sin ser lavadas por el agua. Siembra líquida de semillas [ Hydro-seeding ]: Se mezcla las semillas con agua, fibras de madera, y fertilizante, y luego se rocía la mezcla sobre el suelo expuesto. La fibra actúa como un protector temporal que cubre el suelo hasta que la vegetación eche raíz. Esta técnica es costosa, y es más efectiva en áreas grandes y donde hay acceso adecuado para el equipo pesado de siembra. Sedimento / Controles de agua Re-dirigir aguas limpias: Si éstas se re-dirigen lejos de las áreas en donde se encuentran suelos vulnerables y sedimentos, se puede minimizar la sedimentación. •
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Diques de sacos de grava o arena: Se colocan los sacos
dentro de trincheras, y de manera que actúen como diques de retención de sedimentos. El agua es retenida por cierto tiempo, permitiendo que los sedimentos se asienten en el fondo. El agua clara corre por encima del dique. Estas estructuras son efectivas, muy estables, y requieren muy poco mantenimiento. •
Mallas de filtración: Son mallas hechas con materiales
sintéticos, que interceptan y disminuyen temporalmente la corriente de agua cargada de sedimento, con el fin de atrapar las partículas de sedimento detrás de la malla y aclarar el agua que la atraviese. Las vallas son efectivas sólo cuando las corrientes de agua son bajas y lentas, o en conjunto con otras técnicas de control de sedimentos. Si las corrientes son muy Pág, 34 de 39
fuertes y rápidas, el agua se abrirá camino alrededor de estas trampas. Las vallas requieren mucho trabajo de mantenimiento, ya que si no se limpian regularmente, las mallas se tapan con sedimento y la estructura empieza a retener agua y perder su función. •
Terrazas: Las terrazas construidas en forma de grada o banca
en pendientes empinadas disminuyen la corriente de agua, permitiendo que el agua se filtre y penetre bajo suelo. Las terrazas son más efectivas cuando las gradas están cubiertas de vegetación. •
Estanques de retén [seepage basins] y estanques de sedimento [sediment ponds]: Los estanques de retén [ seepage basins] son estrucuras grandes (de hasta dos kilómetros
cuadrados) que capturan aguas turbias extraídas de grandes superficies, dejando que el agua se filtre y penetre bajo tierra. Los estanques de sedimento [ sediment ponds] también son estructuras grandes, y sirven como áreas de retención de corrientes de agua turbia, que permiten que los sedimentos se asienten al fondo. Al aclararse estas aguas, se deja que corran fuera del estanque. En ciertos casos, se construyen varios estanques uno tras otro, de modo que el agua va perdiendo su turbiedad de estanque en estanque y aumenta su claridad. Este arreglo es conocido como estanques de pulido. •
Floculantes: Estos son productos químicos que se utilizan para
disminuir la cantidad de sedimento flotante de forma rápida. Estos productos químicos se pegan al sedimento y provocan su hundimiento. Pero estos productos son tóxicos para los peces, causándoles asfixia al bloquear sus branquias. Prevención del ARD Hay muchas estrategias para prevenir los efectos del ARD: evitación, almacenamiento bajo de agua, mezclas, y recubrimiento. Estas técnicas han sido eficaces en muchos casos bajo ciertas circunstancias específicas, sin embargo han fallado en otras faenas mineras. Evitación
Al evitar la perturbación de materiales que pueden generar ácido, se reduce enormemente el riesgo del ARD. Por lo tanto, la mejor Pág, 35 de 39
estrategia para mitigar el ARD, y la primera que se debe de considerar, es la evitación por medio de predicción y planeación. Por ejemplo, si los resultados de los tests demuestran la presencia de materiales altamente generadores de ácido en un área determinada, la compañía debería de dejar esas áreas intactas, es decir que debería de evitar minar las menas generadoras de ácido. Sin embargo, la mayoría de las compañías no consideran la evitación como una opción, sobre todo cuando la mayoría o la totalidad de los metales valiosos pueden estar asociadas con materiales potencialmente generadores de ácido (como en el caso de varios tipos de menas sulfúricas). En este caso, el gobierno le impondrá a la compañía una serie de requisitos de planeación para prevenir los efectos ambientales de largo plazo asociados con el ARD. Almacenamiento bajo de agua Los materiales generadores de ácido son a menudo almacenados dentro de estanques de agua para evitar el contacto con el aire, que es lo que desencadena el proceso del ARD. Si es necesario excavar o exponer al aire material potencialmente generadores de ácido para extraer la mena, este es el mejor método de prevenir el ARD y de reducir el escape de metales . Para continuar siendo efectivo, es necesario mantener controles cuidadosos y monitoreo constante del almacenamiento. Si el nivel de agua llegara a bajar, exponiendo estos relaves y desechos al aire, empezarían a oxidarse y a soltar ácido. Si el agua sube de nivel, es posible que se desborde y entre en contacto con el medio ambiente. Por lo tanto, esta técnica requiere mantenimiento a largo plazo. Por otra parte, el agua puede causar un incremento en la cantidad de metales en una solución química. Si los materiales ya han empezado a generar ácido antes de ser sumergidos bajo de agua, empezarán a soltar metales que se encuentran en la roca o relaves, requiriendo que se le dé tratamiento al agua para evitar que se convierta en un peligro de largo plazo. Por lo tanto, es importante sumergir los materiales potencialmente generadores de ácido antes de que el DAM progrese. Mezclas El objetivo de mezclar materiales de desecho potencialmente generadores de ácido con materiales que tienen un mayor potencial de neutralización es de neutralizar rápidamente el ácido producido Pág, 36 de 39
antes de que los metales se suelten de forma significativa o antes de que el DAM salga de la faena minera. Si bien es cierto que las mezclas han sido útiles para prevenir el DAM en algunas minas de carbón, no ha sido demostrada su utilidad en minas de roca dura tales como oro y cobre. Las mezclas tienen muchas desventajas, tales como su alto costo, utilidad limitada, incertidumbre técnica, y requisitos exigentes de información, construcción y de materiales. Recubrimiento En los Estados Unidos, el método más común para prevenir la generación de ácido es el recubrimiento y sellado de rocas generadoras de ácido para evitar que agua y aire entren en contacto con ellas. También ha sido un método eficaz para disminuir la filtración de agua en vertederos de agua acídica, con el fin de disminuir la cantidad de metales liberados y el costo de tratamiento de aguas. En Canadá, el recubrimiento no es un método comúnmente usado para prevenir el ARD, especialmente en Columbia Británica, en donde el clima es tan húmedo que el recubrimiento de relaves no impide la filtración de agua en las canchas. Además, aún no se tienen suficientes datos sobre su efectividad a largo plazo, y diseños que aseguren el grado necesario de efectividad. Ya que muy pocos recubrimientos tienen más de 10 años de edad, se necesita hacer más investigación sobre criterios de diseño de largo plazo, monitoreo, mantenimiento, reparación y reemplazo ocasional, para estar seguros de que la erosión, madrigueras de animales, y otras actividades no afecten la efectividad de este método. Sin embargo, este método es una técnica estándar en Canadá para remediación de pilas de escombros y canchas de relaves, ya que reduce enormemente la posibilidad de que entren en contacto con aire y agua. También reducen otro riesgo ambiental: el polvo, cargado de substancias tóxicas, que pudiera volarse fuera del área de almacenamiento si los escombros o relaves estuviesen al aire libre.
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Tratamiento del ARD Si el ARD no ha sido prevenido adecuadamente, la única opción responsable es el tratamiento de las aguas contaminadas con ARD. En Canadá, las compañías deben de dar tratamiento al ARD en todas las minas que les pertenezcan, ya sea que estén en operación o no. Existen métodos que neutralizan las aguas acídicas y les extraen los metales hasta un nivel aceptable de acuerdo a criterios de calidad de agua. Pero la generación de ácido puede persistir por siglos o por miles de años después del cierre de una mina. Por lo tanto, estos métodos requieren gastos y mantenimiento permanentes. No existe ninguna solución permanente, segura y final. Tratamiento activo Es el método más común. Se bombea el agua hacia una planta de tratamiento, en donde se combina con cal, piedra caliza, y alguna otra sustancia alcalina. El ácido es neutralizado, y el incremento en el pH hace que muchos metales, tales como el cobre y el cadmio, se asienten o se precipiten fuera de la solución, permitiendo su extracción. Se continúa el tratamiento si es necesario extraer otros metales o substancias tóxicas antes de regresar el agua al medio ambiente. Hay dos problemas con este tipo de tratamiento. Primero, el proceso genera enormes cantidades de desecho, que generalmente está cargado de metales pesados y requieren vertederos seguros. Segundo, las plantas de tratamiento son muy costosas de construir y operar. A pesar de estas desventajas, el tratamiento activo de productos químicos es uno de los métodos más comunes de tratamiento de agua contaminada en Norteamérica, tanto en las minas en operación como en las que están cerradas. Tratamiento pasivo Estas técnicas típicamente cuentan con la capacidad de cierta vegetación y bacterias para absorber los metales. Por ejemplo, se puede re-dirigir el agua a estanques llenos de plantas acuáticas absorbentes. Este método es mucho menos costoso y requiere menos mantenimiento.
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