Ministerio de Desarrollo Económico Viceministerio de Minería y Metalurgia Unidad Sectorial de Medio Ambiente
Septiembre 2001
Preparada para
Ministerio Ministerio de Desarrollo Económico Económico Viceministerio de Minería y Metalurgia Bolivia
Preparada Prepa rada por Consultores S.A. Av. San San Borja Borja Sur 143 143 San San Borja Borja Lima, Perú
Proyecto L4601
Tabla de Contenido Lista de Figuras
vii
Lista de Abreviaturas y Acrónimos
viii
1.0
1
2.0
INTRODUCCIÓN 1.1 OBJETIVO Y ALCANCE
3
1.2 DEFINICIONES
4
1.3 LIMITACIONES
5
LEYES Y REGLAMENTOS AMBIENTALES
7
2.1 RESPONSABILIDAD RESPECTO A LOS REQUERIMIENTOS DE LICENCIAS
7
2.2 REGLAMENTOS GENERALES DE LA LEY DEL MEDIO AMBIENTE, LEY NO. 1333
7
2.2.1
Rol de la Autoridad Ambiental Competente a Nivel Nacional (Título II, Capítulo I, Artículo 5, Reglamento General de Gestión Ambiental (RGGA)
8
2.2.2
Responsabilidad de Notificación (Título III, Capítulo II, Artículo 22, RGGA)
8
2.2.3
Disposiciones Ambientales Aplicables a las PDC (Título V, Capítulo I, Artículo 48, RGGA)
8
2.3 CÓDIGO DE MINERÍA, LEY 1 777
8
2.3.1
Clasificación de las Actividades Mineras (Título II, Capítulo I, Artículo 25)
9
2.3.2
Derechos Mineros (Título III, Capítulo I)
9
2.3.3
Obligaciones (Título III, Capítulo IV)
10
2.3.4
Expropiación (Título IV, Capítulo III)
10
2.3.5
Medio Ambiente (Título Vil, Capítulo I)
10
2.3.5.1
Licencia Ambiental (Título Vil, Capítulo I, Artículo 87)
11
2.3.5.2
Normas Ambientales y Límites Permisibles (Título Vil, Capítulo I, Artículo 88)
11
2.4 REGLAMENTO AMBIENTAL PARA ACTIVIDADES MINERAS (RAAM) 2.4.1
11
Licencia Ambiental (Título II, Capítulo I, Artículo 4)
12
2.4.1.1 Vigencia de la Licencia Ambiental (Título II, Capítulo II)
12
2.4.2
Auditoria Ambiental de Línea Base (ALBA) (Título III)
12
2.4.3
Manejo de Aguas
12
2.4.3.1 Aguas Subterráneas 2.4.4
Acumulaciones de Residuos Sólidos Minero Metalúrgicos (Título V)
13 13
2.4.4.1
Disposición de Residuos Sólidos (Título V, Capítulo III)
14
2.4.4.2
Manejo de Aguas (Título V, Capítulo III, Sección II)
14
2.4.4.3
Mantenimiento (Título V, Capítulo III, Artículo 41)
14
Monitoreo (Título V, Capítulo III, Artículo 42)
14
2.4.4.4 2.4.5
Clasificación de las PDC según el RAAM
15
Tabla de Contenido Lista de Figuras
vii
Lista de Abreviaturas y Acrónimos
viii
1.0
1
2.0
INTRODUCCIÓN 1.1 OBJETIVO Y ALCANCE
3
1.2 DEFINICIONES
4
1.3 LIMITACIONES
5
LEYES Y REGLAMENTOS AMBIENTALES
7
2.1 RESPONSABILIDAD RESPECTO A LOS REQUERIMIENTOS DE LICENCIAS
7
2.2 REGLAMENTOS GENERALES DE LA LEY DEL MEDIO AMBIENTE, LEY NO. 1333
7
2.2.1
Rol de la Autoridad Ambiental Competente a Nivel Nacional (Título II, Capítulo I, Artículo 5, Reglamento General de Gestión Ambiental (RGGA)
8
2.2.2
Responsabilidad de Notificación (Título III, Capítulo II, Artículo 22, RGGA)
8
2.2.3
Disposiciones Ambientales Aplicables a las PDC (Título V, Capítulo I, Artículo 48, RGGA)
8
2.3 CÓDIGO DE MINERÍA, LEY 1 777
8
2.3.1
Clasificación de las Actividades Mineras (Título II, Capítulo I, Artículo 25)
9
2.3.2
Derechos Mineros (Título III, Capítulo I)
9
2.3.3
Obligaciones (Título III, Capítulo IV)
10
2.3.4
Expropiación (Título IV, Capítulo III)
10
2.3.5
Medio Ambiente (Título Vil, Capítulo I)
10
2.3.5.1
Licencia Ambiental (Título Vil, Capítulo I, Artículo 87)
11
2.3.5.2
Normas Ambientales y Límites Permisibles (Título Vil, Capítulo I, Artículo 88)
11
2.4 REGLAMENTO AMBIENTAL PARA ACTIVIDADES MINERAS (RAAM) 2.4.1
11
Licencia Ambiental (Título II, Capítulo I, Artículo 4)
12
2.4.1.1 Vigencia de la Licencia Ambiental (Título II, Capítulo II)
12
2.4.2
Auditoria Ambiental de Línea Base (ALBA) (Título III)
12
2.4.3
Manejo de Aguas
12
2.4.3.1 Aguas Subterráneas 2.4.4
Acumulaciones de Residuos Sólidos Minero Metalúrgicos (Título V)
13 13
2.4.4.1
Disposición de Residuos Sólidos (Título V, Capítulo III)
14
2.4.4.2
Manejo de Aguas (Título V, Capítulo III, Sección II)
14
2.4.4.3
Mantenimiento (Título V, Capítulo III, Artículo 41)
14
Monitoreo (Título V, Capítulo III, Artículo 42)
14
2.4.4.4 2.4.5
Clasificación de las PDC según el RAAM
15
2.4.5.1 Proyecto de Acumulación de Residuos Sólidos de Gran Volumen (mayor que 50,000 m3) (Título V, Capítulo IV)
15
2.4.5.2 Acumulaciones de Residuos Sólidos Existentes de Gran Volumen V olumen (mayores que 50,000 m3) (Título V, Capítulo V)
15
2.4.5.3Almacenamiento 2.4.5.3 Almacenamiento de Acumulaciones de Residuos Sólidos de Menor Volumen (menor o igual que 50,000 m3) (Título V, Capítulo VI) 2.4.6
15
Requerimiento para las Actividades Mineras Menores con Impactos Ambientales Conocidos no Significativos (AMIAC- Título IX, RAAM)
16
2.4.6.1
Disposiciones Generales (Título IX, Capítulo II)
16
2.4.6.2
Manejo de Residuos Sólidos (Título IX, Capítulo III)
17
2.4.6.3
Control Ambiental y Manejo de Sustancias Peligrosas (Título IX, Capítulos IV y V)
17
2.4.6.4
Cierre (Título IX, Capítulo VI)
17
2.4.7
Peligrosidad de las Instalaciones Pequeñas
17
2.4.8
Disposiciones Finales
18
3.0
RESPONSABILIDADES DE LOS OPERADORES DE PDC, PDC SEGÚN SU VOLUMEN, FECHA DE APROBACIÓN DEL RAAM Y CARACTERÍSTICAS DE PELIGROSIDAD
19
3.1 ANTECEDENTES
19
3.2 INSTALACIONES NUEVAS
19
3.2.1
Instalaciones Nuevas Mayores que 50,000 M3
20
3.2.2
Instalaciones Nuevas Menores o Iguales que 50,000 m3
20
3.3 INSTALACIONES EXISTENTES
20
3.3.1
Instalaciones Existentes Mayores que 50,000 m3
20
3.3.2
Instalaciones Existentes Menores o Iguales que 50,000 m3
21
3.4 INSTALACIONES QUE CONTIENEN ELEMENTOS O COMPUESTOS CON 4.0
CARACTERÍSTICAS DE PELIGROSIDAD
22
OBJETIVO DEL MANEJO Y PROCEDIMIENTOS
23
4.1 OBJETIVO DEL MANEJO 4.1.1
Estabilidad Física
23
4.1.2
Seguridad Ambiental
23
4.2
5.0
23
PROCEDIMIENTOS DE MANEJO DE PDC
24
MANEJO DE RIESGOS EN UNA PDC
27
5.1 ANÁLISIS DE RIESGO
27
5.1.1
Identificación del Peligro
27
5.1.2
Análisis de Frecuencia
27
5.1.3
Análisis de Consecuencia
28
5.1.4
Estimación de Riesgo
28
5.2 EVALUACIÓN DE RIESGOS
29
5.3 MANEJO DE RIESGOS
6.0
PRODUCCIÓN Y PROPIEDADES DE LAS COLAS
30 31
6.1 DEFINICIÓN DE COLAS
31
6.2 PRODUCCIÓN DE COLAS
31
6.3 PROPIEDADES GEOTÉCNICAS DE LAS COLAS
32
6.4 PROPIEDADES QUÍMICAS DE LAS COLAS
33
7.0
DRENAJE ÁCIDO DE ROCA
35
7.1 FORMACIÓN DE DRENAJE ÁCIDO DE ROCA
35
7.2 CONSECUENCIAS AMBIENTALES DEL DRENAJE ÁCIDO DE ROCA
36
7.3 IMPACTO DEL DRENAJE ÁCIDO DE ROCA
37
7.4 MANEJO DEL DRENAJE ACIDO DE ROCA
38
7.5 ANÁLISIS GEOQUÍMICO DEL DRENAJE ACIDO DE ROCA
39
7.5.1
Predicción de Drenaje Ácido de Roca
7.5.1.1 Enfoque General para el Uso de Pruebas de Laboratorio en la Predicción del DAR 7.5.2
Pruebas Estáticas y Cinéticas
7.5.2.1 Pruebas Estáticas 7.5.3
Drenaje Ácido de Roca Específico a Lixiviación del Colas
7.6 GEOLOGÍA DE LOS DEPÓSITOS DE MINERALES DE BOLIVIA CON RESPECTO AL DAR 8.0
EVALUACIÓN DE LA UBICACIÓN
40 42 43 43 46 47 51
8.1 TOPOGRAFÍA
51
8.2 HIDROLOGÍA
52
8.3 GEOLOGÍA E HIDROGEOLOGÍA
54
8.4 SISMICIDAD
55
8.5 CLIMA
57
8.6 ASPECTOS SOCIOECONÓMICOS Y CULTURALES
59
9.0
SELECCIÓN DEL LUGAR 9.1 PROCEDIMIENTO PARA LA SELECCIÓN DEL LUGAR
10.0
61 62
9.1.1
Fase 1 Evaluación y Selección Preliminar.
63
9.1.2
Fase 2 Investigación Detallada
64
ELEMENTOS DE DISEÑO
67
10.1 TIPO DE ALMACENAMIENTO
67
10.1.1
Instalaciones con el Dique
67
10.1.1.1
Dique en Anillo
67
10.1.1.2
Embalse en Ladera
68
10.1.1.3
Embalse a través del Valle
68
10.1.2
Instalaciones sin el Dique
10.1.2.1
Disposición dentro de un Tajo
69 69
10.1.2.2
Disposición Subterránea
70
10.1.2.3
Disposición en Lagunas
70
10.2 MÉTODOS DE CONSTRUCCIÓN DE DIQUES 10.2.1
Método Aguas Arriba
71
10.2.2
Método Aguas Abajo
73
10.2.3
Método de Línea Central
75
10.2.4
Otros Métodos
76
10.3 MÉTODOS DE DESCARGA
77
10.3.1
Descarga Sub-aérea
77
10.3.2
Descarga Subacuática
78
10.3.3
Otros Métodos de Descarga y Disposición
78
10.3.3.1
Descarga Central Espesada (DCE)
79
10.3.3.2
Disposición en Pasta
79
10.3.3.3
Co-disposición
80
10.4 MANEJO DE AGUAS
11.0
71
80
10.4.1
Control del Agua en la Disposición de Colas
81
10.4.2
Control del Agua de Tormenta
83
10.4.3
Control de Filtración
85
10.4.3.1
Barreras para Filtración
85
10.4.3.2
Colectores de Filtración
86
10.4.3.3
Revestimientos
87
10.4.4
Control del Nivel Freático
89
10.4.5
Balance de Agua
90
ANÁLISIS DE DISEÑO
93
11.1 ANÁLISIS DE EFECTOS DE TIPOS DE FALLA
93
11.2 ANÁLISIS DEL DIQUE DE LA PRESA
94
11.2.1
Análisis Estático de Estabilidad de Taludes
94
11.2.2
Análisis Sísmico
96
11.2.2.1
Requerimientos de Datos y Consideraciones Sísmicas de Diseño
96
11.2.2.2
Tipos de Análisis Sísmicos
98
Análisis de Escurrimiento de Flujos
99
11.2.3
11.3 ANÁLISIS DE FILTRACIÓN 12.0
CONSTRUCCIÓN Y MANEJO DE LA OPERACIÓN
100 103
12.1 MANE)O AMBIENTAL
103
12.2 CONSTRUCCIÓN Y MANTENIMIENTO DE INSTALACIONES NUEVAS Y EXISTENTES
104
12.2.1
Inspección de la Instalación
104
12.2.2
Listas de Inspección
105
Capacitación
106
12.3 MANUAL DE MANTENIMIENTO
106
12.2.3
12.3.1
Procedimientos de Mantenimiento
107
12.3.2
Consideraciones de Seguridad
107
12.3.3
Plan de Emergencias
107
12.4 LIBRO DE CONTROL 13.0
MONITOREO
109
13.1 MONITOREO DE INGENIERÍA
109
13.1.1
Piezómetros
110
13.1.2
Flujo de Filtración
110
13.1.3
Movimientos del Dique
111
1 3.2 MONITOREO AMBIENTAL 13.2.1
Estudio de Línea Base, Antecedentes referidos al Agua
112 112
13.2.1.1
Monitoreo de la Calidad del Agua
113
13.2.1.1.1
Plan de Muestreo
113
13.2.1.1.2
Posibilidad de Defensa de los Datos.
115
13.2.1.1.3
Informes
116
13.2.2
Estudio de Línea Base, Antecedentes referidos al Aire
116
13.2.2.1
Monitoreo de la Calidad del Aire
117
13.2.2.1.1
Plan de Muestreo
117
13.2.2.1.2
Lista de Monitoreo
118
13.2.2.1.3
Informes
118
Monitoreo de la Vegetación
118
13.2.3 14.0
108
CIERRE DE LA PDC
119
14.1 REQUISITOS REGLAMENTARIOS
119
14.2 OBJETIVOS Y PLANEAMIENTO DEL CIERRE
120
14.3 ACTIVIDADES POST-OPERATIVAS
121
14.3.1
Cierre
122
14.3.2
Consideraciones Especiales para el Cierre
122
14.3.2.1
Drenaje Ácido de Roca (DAR)
122
14.3.2.2
Control Hidrológico
123
14.3.2.3
Control de filtración.
124
14.3.2.4
Control de Polvo
124
14.3.2.5
Colocación de Capas
124
14.3.3
Rehabilitación
14.3.3.1 14.3.4
Revegetación
Post-cierre
126 126 127
14.3.4.1 15.0
Monitoreo de Post-Cierre
REFERENCIAS
Lista de Figuras Figura Título Clasificación de Actividades Mineras con Referencia a la Obtención de Licencias 1 Ambientales Como se Especifica en el RAAM 2
Clasificación de las Presas de Colas con Referencia a su Volumen y a la Fecha de Aprobación del RAAM
3
Ciclo de Manejo de Presa de Colas
4
Proceso de Planeamiento de Presa de Colas
5
Ilustración Conceptual de la Formación del Drenaje Ácido de Roca
6
Principales Zonas Fisiográficas de Bolivia
7
Mapa de Riesgo Sísmico de Sudamérica
8
Dique en Anillo y PDC en Ladera
9
Presa de Colas a Través del Valle
10
Construcción del Dique Utilizando Spigots
11
Construcción del Dique Utilizando Hidrociclón
12
Construcción del Dique Utilizando el Método Paddock
13
Construcción del Dique Aguas Abajo
14
Construcción del Dique con Método de Línea Central
15
Construcción del Dique con línea Central Modificada y Mixta
16
Método de Descarga Central Espesada
17
Arreglos Típicos para Decantación
18
Métodos de Control de Infiltración
19
Control de Nivel Freático con Núcleos y Drenaje
20
Control de Nivel Freático Zonificando Colas
21
Representación Esquemática del Balance de Aguas en Presa de Colas
22
Etapas en el Desarrollo de la Filtración
Lista de Abreviaturas y Acrónimos ACM Análisis de Cuentas Múltiples ADD
Ácido Débil Disociable
AIM
Aguas Influenciadas por Minería
ALBA
Auditoria Ambiental de Línea Base
127 129
AMIAC
Actividades Mineras Menores con Impactos Ambientales Conocidos no Significativos
APT
Aceleración Pico de Terreno
ARSMM
Acumulaciones de Residuos Sólidos Minero Metalúrgicos
BM
Banco Mundial
CAB
Conteo Ácido-Base
CC/AC
Control de Calidad y el Aseguramiento de Calidad
CCA
Control de la Calidad Ambiental
CRPL
Cierre, Rehabilitación, Post-Cierre y Liberación
DAA
Declaratoria de Adecuación Ambiental
DAR
Drenaje Ácido de Roca
DCE
Descarga Central Espesada
DÍA
Declaración de Impacto Ambiental
EEIA
Estudio de Evaluación de Impacto Ambiental
EIA
Evaluación de Impacto Ambiental
EPA
Agencia de Protección al Medioambiente - USA (sigla en Inglés)
FA
Ficha Ambiental
FDS
Factor de Seguridad
IMP
Inundación Máxima Probable
MA
Manifiesto Ambiental
MDSP
Ministerio del Desarrollo Sostenible y Planificación
ME
Microscopía Electrónica
SBO
Sismo Base Operativo
PA
Potencial Ácido
PAA
Plan de Adecuación Ambiental
PDC
Presa de Colas
PEA
Población Económicamente Activa
PGA
Potencial de Generación de Ácido
PM .
Prospección Minera
PN
Potencial de Neutralización
PNN
Potencial Neto de Neutralización
PSPL
Procedimiento Sintético de Precipitación de Lixiviado
RAAM
Reglamento Ambiental para Actividades Mineras
RASP
Reglamento para Actividades con Sustancias Peligrosas
PBIR
Producto Bruto Interno Regional
RGRS
Reglamento de Gestión de Residuos Sólidos
RMCA
Reglamento en Materia de Contaminación Atmosférica
RMCH
Reglamento en Materia de Contaminación Hídrica
RPCA
Reglamento en Prevención y Control Ambiental
RPN
Razón de Potencial de Neutralización
TMD
Terremoto Máximo de Diseño
TMC
Terremoto Máximo Creíble
VMARNDF VMMM
Viceministerio de Medio Ambiente, Recursos Naturales y Desarrollo Forestal Viceministerio de Minería y Metalurgia
Ministerio de Desarrollo Económico Viceministerio de Minería y Metalurgia Unidad Sectorial de Medio Ambiente Guía Ambiental de Presas de Colas
1.0 Introducción La minería es aún el sector económico más importante en Bolivia, no obstante la caída de los precios de minerales y metales, principalmente del estaño, en octubre de 1985. En el pasado, las exploraciones y operaciones mineras han ocasionado serios impactos al ambiente; con efectos adversos tales como la erosión de suelos y la contaminación de aguas; por épocas, han creado desigualdades económicas y problemas sociales; al presente, como resultado de una legislación minera y ambiental previsora, es posible un control próximo y constante; disminuyendo la probabilidad de que ocurran condiciones ambientales adversas. La Ley del Medio Ambiente entró en vigencia en abril de 1992; sus Reglamentos llegaron a ser efectivos en abril de 1996. El nuevo Código de Minería entró en vigencia en marzo de 1997 y el Reglamento Ambiental para Actividades Mineras (RAAM) en agosto de 1997. Según los Reglamentos de la Ley, todas las Actividades, Obras o Proyectos mineros nuevos, con referencia a la puesta en vigencia de dichos Reglamentos, con las excepciones que indica el RAAM; deben realizar una Evaluación de Impacto Ambiental (EIA) que
empieza con su categorización mediante la información provista al Organismo Sectorial Competente (VMMM) en la Ficha Ambiental (FA); esta categorización definirá el nivel de Estudio de Evaluación de Impacto Ambiental (EEIA) que luego será requerido. La Licencia Ambiental que se otorga es la Declaratoria de Impacto Ambiental (DÍA). Para el Control de la Calidad Ambiental (CCA), las Actividades, Obras o Proyectos Mineros en curso o existentes a la puesta en vigencia de los Reglamentos de la Ley, con las excepciones, que indica el RAAM, deben realizar un Manifiesto Ambiental (MA) que será presentado al Organismo Sectorial Competente (VMMM), mediante el cual se informará del estado ambiental en que se encuentra y, si corresponde, del Plan de Adecuación Ambiental (PAA) que se propone realizar. La Licencia Ambiental que se otorga es la Declaratoria de Adecuación Ambiental (DAA). Las excepciones que se indican en el RAAM se refieren a :
o
Las Actividades de Prospección Minera, para las cuales se presenta el Formulario de Prospección Minera (PM) ante la Unidad Ambiental de la Prefectura de Departamento. El Formulario (PM) con el cargo de recepción, será válido como Licencia Ambiental: Certificado de Dispensación Categoría 4 (CD-C4).
o
Las Actividades de Exploración Minera y las Actividades Mineras Menores con Impactos Ambientales conocidos no significativos; de las cuales se deberán presentar el Formulario EMAP ante la Unidad Ambiental de la Prefectura del Departamento; esta Unidad deberá extender en un plazo de 15 días hábiles el Certificado de Dispensación Categoría 3 (CD-C3); si no se extiende en el plazo señalado, el Formulario EMAP con el cargo de recepción será válido como Licencia Ambiental: Certificado de Dispensación Categoría 3 (CD-C3).
Como se establece en el Título II, Artículo 9 del RAAM, la Licencia Ambiental para actividades mineras tiene validez legal indefinida, a menos que expire por las razones expuestas en el Artículo 13 del Reglamento. La licencia ambiental deberá ser actualizada de acuerdo a los requerimientos de los Artículos 10, 11, y 12 del RAAM. La disposición de colas es una parte integrante de muchas clases de operaciones mineras. El proceso de extracción de los minerales económicos genera grandes volúmenes de residuos de grano fino o colas. Como las colas pueden tener propiedades físicas y químicas que no son compatibles con el ambiente y el ecosistema existente, estas son almacenadas en instalaciones permanentes diseñadas para limitar el impacto potencial al ambiente. El diseño, construcción, operación y cierre de estas instalaciones están regulados por la Ley y sus Reglamentos. El almacenamiento seguro, eficiente y ambientalmente responsable de colas durante la operación de la mina y después del cierre de ésta; es considerado una tarea de gran importancia. Este documento ha sido diseñado para proveer una guía para el diseño, construcción, operación y cierre de una presa de colas; con énfasis en las regulaciones ambientales. Sin embargo, éste no es un documento regulador o un manual de diseño, construcción y operación de depósitos de colas. Los procedimientos y métodos descritos en este documento requieren revisiones permanentes de tal manera que permanezca vigente
en un ambiente de cambios técnicos, sociales y legales. El sistema Internet es una buena fuente de información actualizada sobre instalaciones de almacenamiento de colas. Las memorias de conferencias sobre colas y desmontes mineros contienen desarrollos más recientes en el manejo de presas de colas alrededor del mundo. Cualquier información debe ser revisada por un especialista competente antes de ser aplicada a las condiciones bolivianas.
1.1 Objetivo y Alcance Esta Guía Ambiental para el Manejo de Presas de Colas, ha sido preparada para el "Viceministerio de Minería y Metalurgia" (VMMM) de Bolivia. El documento tiene por objetivo asistir al VMMM en la promoción de las políticas ambientales y regulaciones para la industria minera boliviana. Esta guía ha sido elaborada con la intención de que sea usada por la industria minera, consultores y personal del gobierno, como un documento de referencia y ayuda técnica. Deberá asistir en el mejor entendimiento de los asuntos relacionados con el manejo seguro y ambientalmente adecuado de las instalaciones de almacenamiento de colas; durante las etapas de planeamiento, diseño, construcción, operación, cierre y post-cierre. Esta guía está orientada a lectores de diversa experiencia técnica, incluyendo algunos con poco contacto anterior con instalaciones de almacenamiento de colas. Sin embargo, asume que cuentan con un conocimiento razonable del Código de Minería y las Regulaciones Ambientales para minería. La Ley del Medio Ambiente, el Código de Minería y los Reglamentos Ambientales han sido consultados en una parte del desarrollo de esta Guía, que presenta opciones aceptables para el manejo de colas aplicables a las condiciones bolivianas, y también reconoce que los impactos ambientales y económicos para cada operación minera variarán de acuerdo a su tamaño y complejidad. Se ha prestado una atención especial al manejo de operaciones mineras pequeñas, representativas de muchas minas de Bolivia. La Guía también provee orientación para el manejo de nuevas operaciones y de los pasos a seguir por las operaciones existentes, de tal manera que estas puedan cumplir con las regulaciones ambientales y de seguridad vigentes.
1.2 Definiciones "Presa de Colas" (PDC) es cualquier instalación en superficie para el almacenamiento de colas procedentes de actividades minerometalúrgicas. La PDC incluye a todas las instalaciones de almacenamiento de colas, de procesos de concentración de minerales descargados formando pulpa o lodos, tengan o no tengan un muro de contención. El muro de contención se denominará dique.
"Colas" se refiere a residuos sólidos de procesos minero-metalúrgicos que son partículas de arenas-gruesas o arenas-finas y lamas de procesos de concentración, descargadas por canaleta o tubería formando pulpa o lodos. (Reglamento Ambiental para Actividades Mineras, Título V, Capítulo I, Artículo 32).
"Ingeniero Profesional" se refiere a una persona competente en virtud de sus calificaciones profesionales en el campo de la
ingeniería civil y geotécnica, para las fases de diseño, construcción y supervisión, y que está debidamente registrado ante las autoridades competentes.
"Consultor" se refiere a la persona asignada, por parte del concesionario u operador minero, con la responsabilidad para el diseño de las actividades de control ambiental e interpretación de los resultados.
"Concesionario" el individuo o grupo de personas que han obtenido la concesión minera que otorga el Estado, sujeto al pago de patentes, que concede el derecho real y exclusivo para llevar a cabo actividades de prospección, exploración, explotación, concentración, fundición, refinación, y comercialización de las sustancias minerales encontradas en la concesión, incluyendo los desmontes, escorias y cualquier otra cola de actividad minero-metalúrgica, respetando derechos previamente establecidos. La concesión es otorgada por el Estado y adquirida a través de un proceso legal. El derecho de realizar la actividad minera es por tiempo indefinido (Código de Minería, Ley No. 1777, Título 1, Capítulo I, Art.10).
"Operador" es el representante del concesionario minero o aquel que realiza la operación minera para beneficio propio (por ejemplo por arrendamiento, riesgo compartido y otros) correspondiendo la titularidad a otra persona. El operador es responsable de la ejecución de las actividades mineras y las relacionadas a ella.
"Emergencia" cualquier situación que ponga en peligro la vida o la salud cuando: •
ocurre una fuga de colas de una PDC que pueda causar heridas, muerte a personas, animales y vegetación; o daño a la propiedad o al ambiente.
•
ocurre la descarga de un efluente de una PDC que contiene contaminantes químicos que pueden causar heridas, muerte a personas, animales y vegetación; o daño a la propiedad y el ambiente.
1.3 Limitaciones Esta Guía no es un manual para el diseño, construcción, operación, o el cierre de una PDC. No contiene procedimientos en detalle ni los requerimientos para el desarrollo de una PDC. El concesionario u operador minero de la instalación es responsable de contratar personal calificado o una empresa para el diseño adecuado y ambientalmente seguro de la instalación. El concesionario u operador minero es el único responsable del desarrollo de una PDC desde su concepción hasta su abandono. El concesionario u operador minero es también responsable de cumplir todos los requisitos ambientales y de seguridad y todas las disposiciones de diseño, construcción, operación, cierre, y el post cierre de estas instalaciones. Esta Guía no es un documento regulatorio y no incluye regulaciones para el desarrollo de la PDC. Sin embargo, provee una guía sobre la base de la Ley y los Reglamentos vigentes en el momento que se preparó el documento. El "Reglamento Ambiental para Actividades Mineras" (RAAM) presenta una lista detallada de los requisitos para el desarrollo de instalaciones para el almacenamiento de residuos sólidos. De acuerdo a esta regulación, las instalaciones de colas son clasificadas, de
forma genérica como acumulaciones de residuos sólidos. Por lo tanto, esta Guía emplea las definiciones y artículos que se presentan en el RAAM. Cualquier concesionario u operador minero, o consultor que desarrolle u opere una PDC deberá estar familiarizado con ésta y cualquier otra legislación relevante.
2.0 Leyes y Reglamentos Ambientales Los documentos que comprenden las leyes y los reglamentos ambientales más importantes, que se aplican a las actividades mineras, son los siguientes: •
Ley No. 1 333 publicada el 27 de abril de 1992, Ley del Medio Ambiente.
•
Reglamentos de la Ley del Medio Ambiente, aprobados el 8 de diciembre de 1995, por Decreto Supremo No. 24176 y publicados en abril de 1996.
•
Código de Minería, Ley 1 777, publicado el 17 de marzo de 1997.
•
Reglamento Ambiental para Actividades Mineras, aprobado por Decreto Supremo No. 24782, publicado el 1 ro. de agosto de 1997 (RAAM).
El objeto de la Ley del Medio Ambiente, definido en su Artículo 1 °, es la protección y conservación del medio ambiente y los recursos naturales, regulando las acciones del hombre con relación a la naturaleza y promoviendo el desarrollo sostenible, con la finalidad de mejorar la calidad de vida de la población.
2.1 Responsabilidad Respecto a los Requerimientos de Licencias. El concesionario u operador minero debe conocer y entender los requerimientos de los reglamentos anteriormente citados. Los requerimientos para la obtención de licencias pueden parecer difíciles de entender en plenitud, siendo frecuentemente necesaria una asesoría legal profesional para asegurarse que se esté cumpliendo con todos los requerimientos pertinentes. A continuación, se describen algunos requerimientos propios de las operaciones mineras.
2.2 Reglamentos Generales de la Ley del Medio Ambiente, Ley No 1333. La "Ley del Medio Ambiente" (Ley No 1 333) fue promulgada en abril de 1992. Los reglamentos de la Ley No 1333, titulados "Reglamentos de la Ley del Medio Ambiente" fueron aprobados por Decreto Supremo No. 241 76, el 8 de diciembre de 1995. En esta sección, se resumen algunos de los requerimientos establecidos por estos reglamentos, principalmente aquellos que se aplican a las PDC. Es necesario señalar que este resumen no es un estudio exhaustivo, por lo que no debe considerarse como reemplazo de una revisión completa de los reglamentos. Este resumen tiene la intención de mostrar, mediante ejemplos, los tipos de problemas que el operador de una PDC debe considerar y los que se pueden aplicar a su instalación.
2.2.1
Rol de la Autoridad Ambiental Competente a Nivel Nacional (Título II, Capítulo I, Artículo 5, Reglamento General
de Gestión Ambiental (RGGA)). El Ministro de Desarrollo Sostenible y Planificación es la Autoridad Ambiental Competente a nivel nacional. El Prefecto, por medio de su Instancia Ambiental, es la Autoridad Ambiental Competente a nivel Departamental.
2.2.2 Responsabilidad de Notificación (Título III, Capítulo II, Artículo 22, RGGA) Según los Artículos 21 y 96 de la Ley del Medio Ambiente, todas las personas legalmente constituidas, jurídicas o naturales, tienen el deber de notificar a la Autoridad Ambiental competente cuando sus actividades afecten o pudieren afectar el medio ambiente, o cuando ocurra un accidente o incidente que pudieren afectar el medio ambiente de alguna manera.
2.2.3 Disposiciones Ambientales Aplicables a las PDC (Título V, Capítulo I, Artículo 48, RGGA) Los reglamentos ambientales que deben considerarse para el diseño y operación de una PDC son los de: •
Prevención y Control Ambiental (RPCA)
•
Actividades con Sustancias Peligrosas (RASP)
•
Materia de Contaminación Atmosférica (RMCA)
•
Materia de la Contaminación Hídrica (RMCH)
Es posible que se puedan aprobar otros reglamentos referentes al medio ambiente, los que también deberán ser tomados en cuenta por el operador de la PDC.
2.3 Código de Minería, Ley 1777 El Código de Minería, Ley No 1777, fue promulgado el 17 de marzo de 1997. Esta Ley define el dominio de las sustancias minerales en su estado natural, así como su concesión, y los sujetos de derechos mineros. Dicha Ley también establece los derechos y responsabilidades de los concesionarios mineros respecto a las operaciones.
2.3.1
Clasificación de las Actividades Mineras (Título II, Capítulo I, Artículo 25)
Las actividades mineras se clasifican como prospección y exploración, explotación, concentración, fundición y refinación, y comercialización de minerales y metales. Las colas son generadas en los procesos de concentración de minerales. En el Código de Minería, según el Capítulo III del Título II, la concentración, fundición, refinación y comercialización de minerales y metales se consideran actividades mineras únicamente cuando éstas se ejecutan como parte integrada del proceso de producción realizado por el concesionario u operador minero (Art. 27). Sin embargo, quienes realicen actividades de prospección y exploración, explotación, concentración, fundición y refinación, constituyan o no parte integrada del proceso de producción minero, se sujetarán a lo dispuesto por el Reglamento Ambiental para Actividades Mineras (RAAM - Art. 2 Decreto). Según el Artículo 29, el residuo minero-metalúrgico pertenece al titular de la respectiva concesión minera o de la planta de concentración, beneficio, fundición o refinación, de donde provienen.
2.3.2 Derechos Mineros (Título III, Capítulo I) Los concesionarios mineros pueden levantar y construir en o fuera de sus concesiones mineras todas las instalaciones y medios de comunicación y transporte que consideren necesarios para realizar sus actividades, siempre sujetos a las disposiciones de este
Código y demás normas legales aplicables (Art. 34). Dentro del perímetro de su concesión, los concesionarios mineros tienen el derecho de utilizar libre y gratuitamente las tierras de dominio público para efectos del Artículo 34, a la vez que pueden hacer uso de los materiales de construcción, leña, maderos, turba y otros materiales que puedan encontrar en estas tierras, siempre y cuando tales productos se utilicen para sus actividades mineras y su uso esté sujeto a disposiciones aplicables (Art. 35). Para realizar sus actividades mineras, los concesionarios mineros pueden utilizar y disfrutar libremente las aguas que son de dominio público, así como los cursos de agua que fluyen por sus concesiones. Para tal efecto, el concesionario se compromete a proteger los recursos hídricos y retornarlos a su cauce o cuenca natural, según lo establecido en el Código, la Ley de Aguas, la Ley del Medio Ambiente, sus reglamentos y otras disposiciones referentes al uso de los recursos hídricos (Art. 36).
2.3.3 Obligaciones (Título III, Capítulo IV) Según lo estipulado por el Artículo 45, los concesionarios mineros y aquellas personas que ejecutan actividades mineras tienen la obligación de realizar sus actividades utilizando métodos y técnicas compatibles con las prácticas de protección ambiental, evitar cualquier daño que pudiera afectar al propietario de las tierras, así como a los concesionarios adyacentes y vecinos, resarciendo cualquier daño que pudieran causar.
2.3.4 Expropiación (Título IV, Capítulo III) El Artículo 59 del Código de Minería da al concesionario el derecho de expropiar cualquier área que necesite para construir y levantar las instalaciones necesarias para sus actividades mineras, que se encuentren dentro o fuera del perímetro de su concesión, según los procedimientos establecidos. Bajo ninguna circunstancia, las expropiaciones mineras requerirán una declaración previa de necesidad y utilidad pública. Las construcciones, ingenios, plantas, instalaciones en general y vías de comunicación construidos para realizar actividades mineras se consideran obras de interés público (Art. 60).
2.3.5 Medio Ambiente (Título VIl, Capítulo I) Las actividades mineras se llevarán a cabo según el principio de desarrollo sostenible (Art. 84). Los concesionarios u operadores mineros tienen la obligación de controlar todos los flujos contaminantes que se originen dentro del perímetro de sus concesiones, así como en sus actividades mineras, en conformidad a las normas legales aplicables (Art. 85). Asimismo, los concesionarios u operadores mineros también tienen la obligación de mitigar cualquier daño ambiental que pudiere haberse originado en sus concesiones o actividades mineras (Art. 86). Los concesionarios u operadores mineros no están obligados a mitigar los daños ambientales causados antes de la vigencia de la Ley del Medio Ambiente o a la fecha en la que se obtuvo la concesión minera, si ella fuere posterior (Art. 86). La extensión de estos daños se determinará por medio de una auditoria ambiental. En caso que no haya auditoria alguna, el concesionario minero asumirá
la responsabilidad de mitigar todos los daños ambientales que se originen en sus concesiones y actividades mineras (Art. 86). Un aspecto de particular importancia es el que "las responsabilidades del concesionario u operador minero que provoquen daños ambientales subsisten aún después de la reversión de la concesión minera al dominio originario del Estado" (Art. 86). Agregándose "Las acciones por daños al Medio Ambiente originados en actividades mineras prescriben en el plazo de tres años".
2.3.5.1 Licencia Ambiental (Título Vil, Capítulo I, Artículo 87) La licencia ambiental para poder ejecutar las actividades mineras, establecidas en la legislación ambiental vigente, será expedida por la Autoridad Ambiental, según los informes técnicos emitidos por el VMMM. Esta licencia ambiental incluirá todas las autorizaciones, permisos o requerimientos de protección ambiental legalmente establecidos para las actividades mineras.
2.3.5.2 Normas Ambientales y Límites Permisibles (Título VIl, Capítulo I, Artículo 88) Las normas ambientales y límites permisibles que regulan las actividades mineras, establecidos en los Reglamentos de la Ley del Medio Ambiente, deberán ser considerados en la determinación de los niveles de contaminación existentes, así como los procesos tecnológicos en uso, económicamente disponibles, y las normas e incentivos para establecer de manera progresiva, los procesos tecnológicos apropiados.
2.4 Reglamento Ambiental para Actividades Mineras (RAAM) Los Gobiernos Municipales, dentro del alcance de su jurisdicción territorial, controlarán y vigilarán el impacto ambiental de las actividades mineras (Art. 3). En el RAAM, la clasificación de las actividades mineras comprende las actividades de prospección, las actividades de exploración, las actividades mineras en sí y las actividades mineras menores con impactos ambientales conocidos no significativos (AMIAC) (Figura 1). Las actividades de prospección y exploración comprenden las actividades que no producen desmontes, siendo el Título VIII (Arts. 73 al 91) del RAAM los que específicamente reglamentan las actividades de exploración, y los Artículos 6 y 115-117 los que reglamentan las actividades de prospección. El Título IX consiste en las regulaciones específicas que se aplican a las actividades mineras menores. Todas las otras clases de actividades mineras se clasifican como "Actividades Mineras", las cuales están reglamentadas por los artículos que se mencionan a continuación.
2.4.1 Licencia Ambiental (Título II, Capítulo I, Artículo 4) El concesionario u operador minero debe tener una Licencia Ambiental (según se define en la Ley del Medio Ambiente, sus reglamentos, el Código de Minería y el RAAM) para la ejecución de sus actividades mineras. Esta licencia, ya sea emitida como DÍA, DAA o CD, incluirá, en una forma integrada, todas las autorizaciones, permisos o requerimientos de protección ambiental legalmente establecidos (Art. 5).
2.4.1.1 Vigencia de la Licencia Ambiental (Título II, Capítulo II) La Licencia ambiental para actividades mineras tiene vigencia por tiempo indefinido, salvo que expire por las causas que se establecen en el Artículo 13 del RAAM (Art. 9 del RAAM). El titular de la licencia ambiental deberá evaluar periódicamente la efectividad de las medidas de mitigación establecidas en su licencia e introducir las medidas de ajuste que sean necesarias para una
actualización automática (Art. 10). El Artículo 11 establece los plazos y casos bajo los cuales la licencia deberá actualizarse por trámite. A su vez, el Artículo 13 establece las causas que producen la expiración de dicha licencia.
2.4.2 Auditoria Ambiental de Línea Base (ALBA) (Título III) Una ALBA debe realizarse según lo indica el Artículo 86 del Código de Minería. El concesionario u operador minero no es responsable de las condiciones ambientales identificadas en la ALBA. Sin embargo, si el concesionario u operador minero no lleva a cabo una ALBA, éste asume la responsabilidad de mitigar todos los daños ambientales que se originen en su concesión y sus actividades mineras (Art. 16, RAAM). El informe técnico de la ALBA es parte integrante de la Licencia Ambiental (Art. 18) y su alcance y ejecución se establecen en los Capítulos II y III del Título III del RAAM.
2.4.3 Manejo de Aguas Según lo estipulado en el Artículo 26, las soluciones de cianuro en las lagunas de almacenamiento (incluyendo las de PDC) deberán mantener concentraciones de cianuro (CN) como Ácido Débil Disociable (ADD) iguales o menores que cincuenta (50) mg/l. El pH en las lagunas debe ser adecuado como para poder eliminar el cianuro libre. Es imperativo tomar las medidas necesarias para proteger la salud de las personas y conservar la flora y fauna existente en el entorno de la laguna de almacenamiento. El Artículo 27 regula el uso del mercurio, estableciendo que todo tipo de tratamiento deberá evitar la liberación de mercurio en el ambiente.
2.4.3.1 Aguas Subterráneas Las aguas residuales que se inyectan o infiltran en los acuíferos deben cumplir con los límites máximos permisibles establecidos para la clase de acuífero, o deben tener igual o mejor calidad que la calidad natural del acuífero. La recarga de acuíferos debe estar previamente autorizada en la Licencia Ambiental (Art. 28). El piso de toda nueva acumulación de residuos, de lagunas de almacenamiento, de canaletas y conductos, debe impermeabilizarse cuando las infiltraciones provenientes de estas estructuras tienen el potencial de alterar la calidad del acuífero subyacente o el suelo, o la estabilidad de la acumulación puede alterarse (Art. 29). Si se dan las condiciones que se especifican en el Artículo 30, no será exigida la impermeabilización.
2.4.4 Acumulaciones de Residuos Sólidos Minero Metalúrgicos (Título V) Las arenas y finos resultantes de los procesos de concentración se consideran como acumulaciones de residuos sólidos minerometalúrgicos (ARSMM). Según el Art. 33 del RAAM, las ARSMM se clasifican en nuevas y existentes. Las ARSMM existentes son aquéllas que existen desde antes del 1° de agosto de 1997 (Art. 33). Las ARSMM también pueden clasificarse según el tipo de almacenamiento de material, es decir, como secas (depósitos de residuos) o húmedas (PDC) o como relleno de espacios vacíos resultantes de labores mineras subterráneas o de superficie (Art. 33). Las ARSMM también pueden clasificarse como de "Gran Volumen" (volumen total proyectado mayor que 50,000 m3) o de "Menor Volumen" (volumen total proyectado igual o menor que 50,000 m3), o según el peligro que imponga la clase de acumulación por su contenido de elementos o compuestos (Art. 33).
2.4.4.1 Disposición de Residuos Sólidos (Título V, Capítulo III) Los residuos sólidos minero metalúrgicos deberán disponerse en áreas previstas y no esparcirse en diferentes lados (Art. 34). El transporte de colas debe realizarse de tal forma que se evite imponer riesgos a la vida, la salud o el ambiente. Todas las instalaciones de presas de colas, depósitos y rellenos deben ser diseñados, construidos y supervisados por profesionales especializados (Art. 36), igualmente deben ser supervisadas las actividades de operaciones, mantenimiento y cierre. El Artículo 37 presenta los requerimientos de los lugares de disposición detalladamente. Es necesario tomar en cuenta los requerimientos que establecen que los residuos sólidos pueden almacenarse en valles y nacientes de ríos siempre y cuando se asegure que las aguas naturales puedan derivarse sin contaminación alguna, que no existan restricciones de flujo hacia el lecho del río natural que se encontrará aguas abajo y que el depósito no acumule agua.
2.4.4.2 Manejo de Aguas (Título V, Capítulo III, Sección II) Toda acumulación de residuos debe tener sistemas de drenaje pluvial adecuados. Las descargas provenientes del lugar donde se encuentra la acumulación de residuos deben cumplir con los límites permisibles establecidos en el Reglamento en Materia de Contaminación Hídrica aprobado por Decreto Supremo No. 24176 (Arts. 38 y 39). El Artículo 40 del RAAM indica que el piso de las acumulaciones nuevas de residuos sólidos deben impermeabilizarse si las condiciones que se señalan en los Artículos 29 y 30 se aplican a estos residuos sólidos.
2.4.4.3 Mantenimiento (Título V, Capítulo III, Artículo 41) El concesionario u operador minero debe contar con un manual de mantenimiento para las acumulaciones de residuos sólidos mayores a 50,000 m3. Los detalles para los que se requiere este manual de mantenimiento se presentan en el Artículo 41.
2.4.4.4 Monitoreo (Título V, Capítulo III, Artículo 42) Todas las acumulaciones de residuos minero-metalúrgicos deben tener un sistema de monitoreo que evalúe periódicamente la estabilidad de la instalación y la efectividad de la prevención y control de la contaminación. El monitoreo debe hacerse durante los períodos de construcción, operación, cierre y post-cierre. Tal como se indica en el Artículo 43, el concesionario u operador minero deben mantener un libro de control que registre una variedad de datos. En el caso de una PDC, el libro de control también deberá registrar los datos relacionados con la estabilidad y operación, tal como indica el Artículo 44 del RAAM.
2.4.5 Clasificación de las PDC según el RAAM La Figura 2 presenta la clasificación principal que da el RAAM para las PDC, según el Artículo 33. A continuación, se presenta un resumen de los requerimientos reglamentarios de cada clasificación:
2.4.5.1
Proyecto de Acumulación de Residuos Sólidos de Gran Volumen(mayor que 50,000 m3) (Título V, Capítulo IV)
El proyecto de la construcción, que comprende la operación, cierre y rehabilitación de una gran PDC, así como lo que se refiere a su estabilidad, debe formar parte de la Licencia Ambiental. El Artículo 46 establece los requisitos que se necesitan específicamente para este proyecto. El Artículo 47 prohíbe el uso de ciertos materiales en construcción de diques de presas, y el Artículo 48 establece los requerimientos para la evaluación del funcionamiento de la estructura después de la etapa de construcción inicial de una PDC.
2.4.5.2
Acumulaciones de Residuos Sólidos Existentes de Gran Volumen (mayores que 50,000 m3) (Título V, Capítulo V)
La estabilidad de las acumulaciones de residuos sólidos de gran volumen existentes debe ser evaluada según lo indica el Artículo 49 del RAAM. Los resultados de esta evaluación deben informarse según lo especifica el Artículo 50 del mismo Reglamento. Este informe debe presentarse junto con el MA o el EEIA y será parte integrante del DAA o DÍA, respectivamente.
2.4.5.3
Almacenamiento de Acumulaciones de Residuos Sólidos de Menor Volumen (menor o igual que 50,000 m3) (Título V, Capítulo VI)
Para las acumulaciones de menor volumen, el concesionario u operador minero deberá preparar un plan para el manejo conjunto de las acumulaciones que se encuentren dentro o fuera del perímetro de su concesión, según lo establece el Artículo 52 del RAAM. Este plan debe prepararse de conformidad con el Artículo 53 del RAAM. Para las PDC de volumen igual o menor que 50,000 m3, el RAAM permite su diseño sin exigir el cumplimiento de todos los requerimientos del Artículo 46, por los costos que involucran y que no pueden justificarse económicamente; no obstante, estas PDC deben ser estables y no contaminantes. El Título V, Capítulo VI de las Acumulaciones de Menor Volumen, obliga al concesionario u operador minero elaborar un plan para el manejo conjunto de las acumulaciones de menor volumen, este plan debe incluir (Art.53): •
Ubicación definitiva de las diferentes acumulaciones de menor volumen, cumpliendo con el A rtículo 37.
•
Sistemas de transporte desde el lugar de generación de residuos sólidos al sitio de disposición final.
•
Medidas para asegurar la estabilidad
•
Medidas para mitigar y controlar la contaminación
•
Programas de control, monitoreo, mantenimiento, cierre y rehabilitación del área
2.4.6
Requerimiento para las Actividades Mineras Menores con Impactos Ambientales Conocidos no Significativos
(AMIAC - Título IX, RAAM) Las AMIAC se refieren a las actividades de minería subterránea que cumplen con los requerimientos establecidos en el Artículo 93 del Título IX del RAAM. La extracción y/o tonelaje tratado en sus instalaciones debe ser igual o menor que trescientas (300) toneladas por mes. Cualquier instalación que emplee flotación por espuma y cianuración no se considera una AMIAC, según definición del Artículo 94.
2.4.6.1 Disposiciones Generales (Título IX, Capítulo II) El concesionario u operador minero debe desarrollar su AMIAC previniendo todo tipo de contaminación ambiental y controlando la generación de residuos, polvo y ruido (Art. 95). Los efluentes provenientes de la operación minera y de los procesos de concentración deben canalizarse, colectarse, asentarse y clarificarse antes de su descarga final. Estas descargas deben cumplir con el Reglamento en Materia de Contaminación Hídrica.
2.4.6.2 Manejo de Residuos Sólidos (Título IX, Capítulo III) El concesionario u operador minero de la AMIAC debe hacer un inventario y registro de todos los residuos minero-metalúrgicos existentes y todos aquellos residuos que se generarán en sus actividades mineras (incluyendo colas), según lo establecido en los requerimientos del Artículo 98. Este inventario y registro debe presentarse en el formulario (EMAP) que se presenta en el Anexo II del RAAM, al momento de la solicitud de la Licencia Ambiental. El Artículo 99 establece las condiciones que deben tener las nuevas acumulaciones de residuos minero-metalúrgicos. Según lo especificado en el Artículo 100, el agua de lluvia proveniente de las áreas circundantes deberá derivarse alrededor de la acumulación. El artículo 101 indica que el piso de cada nueva acumulación de residuos debe ser impermeabilizado cuando existe el potencial de generación de drenaje ácido y el suelo es permeable.
2.4.6.3 Control Ambiental y Manejo de Sustancias Peligrosas (Título IX, Capítulos IV y V) Mientras el Artículo 102 define el control ambiental para las AMIAC, el Capítulo V, Artículo 103 presenta los requerimientos para el manejo de sustancias peligrosas.
2.4.6.4 Cierre (Título IX, Capítulo VI) Las acciones de cierre de una AMIAC, según lo indica el Artículo 104 del RAAM, deben realizarse de conformidad con el Artículo 105 cuando hayan finalizado las operaciones mineras y/o el proceso metalúrgico, o cuando otras causas obliguen el cierre de las operaciones mineras y/o el proceso metalúrgico, o cuando la operación minera y/o proceso metalúrgico haya estado inactivo por más de 3 años.
2.4.7 Peligrosidad de las Instalaciones Pequeñas El concesionario u operador minero de las instalaciones pequeñas debe entender que los riesgos de seguridad y los riesgos de daño en el ambiente de las PDC, no están sólo en función del tamaño. La ubicación, contenido, tiempo y manera de construcción y operación de la PDC puede contribuir, bajo ciertas circunstancias, a crear una PDC con alto riesgo de daño, sin importar el tamaño de su estructura.
2.4.8 Disposiciones Finales El Artículo 2 de las Disposiciones Finales, establece que los flujos contaminantes que se originen dentro de una concesión, y los generados por actividades del concesionario minero o por alguna otra actividad minera previa (Art. 85 del Código de Minería), se controlen dentro del plazo definido en la DAA o DÍA, el cual no excederá, bajo ninguna circunstancia los cinco años.
En caso de peligro o emergencia ambiental, el Artículo 4 somete al concesionario u operador minero a lo dispuesto en el Artículo 21 de la Ley del Medio Ambiente, sus Reglamentos y las demás normas pertinentes
3.0
Responsabilidades de los Operadores de PDC, PDC según su Volumen, Fecha de Aprobación del RAAM y Características de Peligrosidad
3.1
Antecedentes
El RAAM define las PDC según su volumen y fecha de aprobación del RAAM, así como sus características de peligrosidad del material que se almacena. El Reglamento diferencia las instalaciones en cuatro grupos: instalaciones existentes grandes; instalaciones existentes pequeñas; instalaciones nuevas grandes; e instalaciones nuevas pequeñas. Tal como se vio anteriormente en el Capítulo 2, las instalaciones que tienen más de 50,000 m3 de residuos se las clasifica como instalaciones grandes y las instalaciones que existen desde antes del 1 ° de Agosto de 1997, se las clasifica como instalaciones existentes. El RAAM establece que para un Proyecto de PDC de Gran Volumen, el concesionario u operador minero proporcionará documentación específica, en forma detallada, referente al diseño, operación, monitoreo y cierre de sus actividades. Para PDC de menor volumen, como se indicó en la sección 2.4.5.3, por costos elevados, que no pueden justificarse económicamente, las exigencias son menores; no obstante, estas presas deben ser estables y no contaminantes. No existe una diferencia fundamental en el modo en que se opera una PDC con respecto a la estabilidad física o ambiental, según sea nueva o existente o cualquiera sea su tamaño. Tal como ya se ha visto en el Capítulo 2, las instalaciones grandes requieren un análisis ambiental y un procedimiento de obtención de licencias más rigurosos que los que se requieren para instalaciones pequeñas.
3.2 Instalaciones Nuevas Las instalaciones nuevas deben diseñarse, construirse, operarse y cerrarse según las mejores prácticas de manejo disponibles. Las prácticas fundamentales de ingeniería y medio ambiente no varían según el tamaño de la instalación. El tamaño y la complejidad de la instalación definirán los requerimientos necesarios para la obtención de la licencia, y determinarán el alcance de los criterios de diseño y las acciones ambientales que se necesitan tomar para el estudio de factibilidad.
3.2.1 Instalaciones Nuevas Mayores que 50,000 m3 Esta guía incluye secciones de Evaluación del Sitio (Capítulo 8) y Selección del Lugar (Capítulo 9) como referencia para el concesionario u operador minero, señalando los criterios necesarios para la selección de una ubicación para una nueva PDC de cualquier tamaño. Todas las secciones que se refieren al diseño, construcción, operación, monitoreo, mantenimiento, cierre y postcierre se aplican a las instalaciones grandes (>50,000 m3) nuevas.
3.2.2 Instalaciones Nuevas Menores o Iguales que 50,000 m3 La única diferencia entre las instalaciones nuevas pequeñas y las instalaciones nuevas grandes es el alcance de requerimientos
establecidos en el Reglamento para dar inicio a la construcción. Al igual que con las instalaciones nuevas grandes, la Evaluación del Sitio (Capítulo 8) y la Selección del Lugar (Capítulo 9), de esta guía, han sido preparadas para el concesionario u operador minero, indicando los criterios que se necesitan para la ubicación de una nueva PDC de cualquier tamaño. Los lineamientos para el diseño, construcción, operación, monitoreo, mantenimiento, cierre y post-cierre de las instalaciones pequeñas se discuten en las secciones respectivas, siempre dentro de este documento.
3.3 Instalaciones Existentes Tal como se mencionó en la introducción de este capítulo, no existen exenciones respecto a los procedimientos propios para la operación segura y ambientalmente adecuada de PDC. Para efectos de mayor información, se presenta al concesionario u operador minero un resumen de las secciones importantes de este documento que se aplican al manejo físico y ambiental de las PDC existentes, desde su condición de operación actual hasta las etapas de cierre y post-cierre.
3.3.1 Instalaciones Existentes Mayores que 50,000 m3 Los criterios de la Guía se aplican en su totalidad a instalaciones de gran volumen que se han construido antes de la promulgación de los reglamentos vigentes. Como muchas de estas instalaciones en Bolivia se construyeron sin seguir las mejores prácticas de ingeniería actual, el mayor riesgo que éstas imponen es su estabilidad insuficiente y la posibilidad de que haya un drenaje que contenga niveles inaceptables de contaminación. La estabilidad física de las PDC existentes debe asegurarse, permanentemente, durante su operación y hasta después del cierre. La seguridad de los residentes locales es el aspecto de principal importancia cuando se hace la evaluación de la PDC. En el Capítulo 11 (Análisis de Diseño) de este documento, se describen detalladamente los análisis que se necesitan realizar para evaluar la estabilidad de una PDC. En ese mismo capítulo, también se especifica el tipo de información que se necesita para ejecutar los análisis de estabilidad. Un factor importante, en la prevención de posibles fallas en la estructura de la PDC, es la ejecución de un monitoreo regular y de una inspección de las instalaciones. En el Capítulo 13.0 - Monitoreo, Sección 12.2.1 - Inspección de la Instalación, y en la Sección 12.2.2 - Listas de Inspección, se presentan pautas para la ejecución de este monitoreo e inspección. Asimismo, en la Sección 12.3.2 Consideraciones de Seguridad, y en la Sección 12.3.3 - Plan de Emergencias, se presentan pautas para cuando se evalúe la estabilidad física de las PDC existentes. La aplicación de las técnicas, que se encuentran en estas secciones, conducirá a la evaluación de estabilidad de la instalación en operación y pasará a ser un plan de acción en el caso que la estructura falle. Se debe tener especial cuidado al evaluar la estabilidad de los depósitos existentes de gran volumen construidos en valle utilizando el método de construcción aguas arriba. En la Sección 10.1.1 -Instalaciones con el Dique y en la Sección 10.2.1 - Método Aguas Arriba, se discuten algunos problemas importantes relacionados con este tipo de PDC. En general, la estabilidad de estas instalaciones está directamente relacionada con el nivel freático dentro de la presa y con la resistencia que ejerce el dique contra los
esfuerzos generados por las colas y por los materiales que lo conforman (fracción gruesa de las colas o material de préstamo).
3.3.2 Instalaciones Existentes Menores o Iguales que 50,000 m3 Una instalación pequeña pobremente diseñada y operada, probablemente fallará o producirá tanta contaminación como la que podría producir una instalación grande; y por eso, lo que es apropiado para una instalación grande es igualmente adecuado para una instalación pequeña. La escala de operación puede variar, pero las prácticas no, si es que se quiere obtener el mismo grado de seguridad y protección ambiental. Los principios de manejo de las PDC, apropiados para una instalación pequeña, son los que se presentan en el Capítulo 12.0 Construcción y Manejo de la Operación. La estabilidad de las instalaciones existentes sólo puede lograrse siguiendo prácticas de ingeniería adecuadas. En el Capítulo 11 Análisis de Diseño, de este documento, se describen detalladamente los análisis que se necesitan realizar para evaluar la estabilidad de una PDC. En este mismo capítulo, también se especifica el tipo de información que se necesita para ejecutar los análisis de estabilidad. En la Sección 10.4 Manejo de Aguas y la Sección 12.1 Manejo Ambiental, se discuten algunos puntos referentes al Control y Mitigación de Contaminantes. Las prácticas de monitoreo son las mismas, sin considerar el tamaño de la instalación. Estas prácticas se presentan en el Capítulo 13 Monitoreo. Las prácticas de mantenimiento que se pueden aplicar a las PDC pequeñas y muy pequeñas son las que se presentan en la Sección 12.2 Construcción y Mantenimiento de Instalaciones Nuevas y Existentes. Finalmente en el Capítulo 14 Cierre de la PDC, se presentan las prácticas de cierre y rehabilitación correspondientes.
3.4
Instalaciones que Contienen Elementos o Compuestos con Características de Peligrosidad
Los métodos de diseño, construcción, operación y cierre de las PDC se rigen por el tamaño y tipo de instalación que se operará. Sin embargo, la composición química de las colas, el agua y los químicos utilizados en el procesamiento del mineral son factores importantes que se deben considerar para seleccionar los criterios de diseño adecuados. La pasta de las colas que resulte del proceso de beneficio debe estar compuesta únicamente de arenas relativamente inertes u otros constituyentes, como soluciones de cianuro ligeramente tóxicas, que resultan de las operaciones de procesamiento de metales preciosos. Es por eso que el diseño, operación y cierre de cada instalación debe considerar las características químicas de las colas que contienen, y proporcionar los sistemas de contención adecuados para proteger el ambiente. Una PDC que reciba este tipo de materiales deberá tener el piso impermeabilizado (Sección 10.4.3) y recibir especial atención durante las fases de operación y cierre (Capítulos 12, 13 y 14), a fin de brindar una protección ambiental adecuada.
4.0 Objetivo del Manejo y Procedimientos
Las colas resultantes del proceso metalúrgico pueden causar riesgos ambientales y de seguridad, de importancia, si es que las instalaciones de disposición no se planifican o manejan adecuadamente. El RAAM define los objetivos, responsabilidades y las actividades que se relacionan con el manejo de colas, comenzando por el diseño hasta terminar con las etapas de cierre y post-cierre, a la vez que demandan un sistema de manejo efectivo de las PDC.
4.1 Objetivo del Manejo El objetivo del manejo de colas es almacenar en forma perpetua todas las colas producidas durante la operación minera de una manera físicamente estable y ambientalmente adecuada. Es necesario evaluar los problemas de seguridad, a corto y largo plazo de la estabilidad física y ambiental de las PDC.
4.1.1 Estabilidad Física La estabilidad física de la PDC debe ser asegurada durante todo el tiempo que dure la vida de la mina y hasta después del cierre. La seguridad de los residentes locales es un factor de primera importancia. La evaluación de la estabilidad física de la PDC debe incluir la comprensión del comportamiento de la estructura frente a: !
Cualquier cambio durante su operación (disposición, decantación, construcción del dique, propiedades de las colas)
!
Clima (años secos y húmedos, inundaciones, erosión por agua y por viento)
!
Sismicidad (sismicidad inducida por la actividad minera y sismos en sí)
4.1.2 Seguridad Ambiental Aún cuando la estabilidad física de la instalación sea aceptable, los materiales peligrosos que se almacenan dentro de la instalación pueden liberarse al ambiente. La migración de contaminantes desde las PDC por medio del aire, agua superficial o agua subterránea debe minimizarse en la mayor medida posible y mantenerla en los niveles aceptables. La evaluación de la seguridad ambiental de una PDC requiere el conocimiento de las propiedades fisicoquímicas y químicas, y de las reacciones de sus componentes, así como el conocimiento de los flujos de filtración, movimiento del agua subterránea y potencial de generación de polvo. Para lograr los objetivos de manejo de seguridad y protección ambiental, debe haber una coordinación de esfuerzos entre el concesionario minero, la gerencia de la mina, el consultor de diseño y el personal de operaciones. Es de esencial importancia que todas las fases de manejo de colas se realicen bajo la supervisión de un especialista debidamente capacitado y con experiencia en estos campos.
4.2 Procedimientos de Manejo de una PDC El objetivo del manejo de una PDC es lograr una disposición de residuos sólidos física y ambientalmente segura, en cumplimiento con leyes y reglamentos, a un costo mínimo. La PDC es una estructura que cambia progresivamente y su comportamiento se ve influenciado por un gran número de factores. Para alcanzar los objetivos de manejo durante el tiempo de vida de la PDC, su manejo debe seguir una secuencia cíclica lógica consistente en cuatro componentes principales, la cual se presenta a continuación, de manera simplificada (Figura 3).
Planeamiento abarca todas las actividades de diseño, incluyendo el diseño de las medidas correctivas, definición de responsabilidades del equipo de manejo de la PDC, y la preparación de todos los procedimientos de construcción, operación, mantenimiento, seguridad, monitoreo y emergencia. Implementación se refiere a la ejecución práctica de las actividades de planeamiento arriba citadas, incluyendo la supervisión, documentación de algunos cambios en el diseño, y capacitación del personal. Inspección abarca las auditorias regulares, monitoreo, muestreo y otras actividades que se necesitan para establecer la conformidad con los requerimientos legales y de planeamiento actuales. Interpretación es el análisis de los resultados de las inspecciones con respecto a la ley, las preocupaciones públicas y las políticas y estándares de la compañía. Esta fase ofrece una comprensión de los problemas y proporciona información (retroalimentación) acerca de los resultados del planeamiento, cerrando, de esta manera el ciclo en mención. La información colectada durante un ciclo se utiliza en la etapa de planeamiento del siguiente ciclo, para la toma de decisiones y el planeamiento de las acciones correctivas, según se necesite. El proceso de planeamiento de una PDC generalmente incluye tres etapas: investigación, diseño y optimización. En la Figura 4 se presenta un esquema simple del proceso de planeamiento de una PDC. Tal como se indica en la Figura 4, el planeamiento de una PDC depende de muchos parámetros interrelacionados entre sí. Es por eso que, con frecuencia, los procesos de planeamiento son iterativos y comprenden la generación de cierto número de alternativas, las cuales deben evaluarse para conocer su costo, capacidad de construcción, consideraciones operacionales, necesidades de cierre y rehabilitación-recuperación y, lo más importante, el riesgo relacionado a su operación.
5.0 Manejo de Riesgos en una PDC Dentro de cada paso del proceso de manejo de una PDC, se considera el aspecto de riesgos, es pues necesario identificar y evaluar los riesgos de falla, contaminación ambiental, pérdida de vidas, pérdida de producción y daños a la propiedad. Cada decisión que se toma dentro del ciclo de manejo es parte del proceso de manejo de riesgos, que abarca la identificación, evaluación y control de riesgos. El manejo de riesgos es la matriz de donde parte el manejo de la PDC, pues optimiza todos los elementos del proceso de manejo de la estructura para brindar una instalación más segura y más económica (Figura 4). Existe una gran variedad de definiciones de términos y métodos de manejo que se utilizan para la evaluación de riesgos. En las siguientes secciones se describen los términos y métodos del manejo de riesgos, los cuales se seleccionaron en la medida que resultaron más apropiados para la PDC.
5.1
Análisis de Riesgo
El análisis de riesgo es el proceso de determinación de la probabilidad de eventos, daños o pérdidas no deseados. El análisis de riesgo consiste en la identificación del peligro, análisis de frecuencia, análisis de consecuencias y estimación del riesgo.
5.1.1 Identificación del Peligro Un peligro es un conjunto de circunstancias que pueden provocar consecuencias adversas. La identificación del peligro se da al plantear la pregunta "¿qué sucedería si...?". Algunos posibles peligros son, por ejemplo, una falla de talud debido a una pendiente muy pronunciada; una filtración contaminada causada por la falta de medidas de control de filtración, un rebose producido por la excesiva captación de la PDC y la falta de un adecuado bordo libre, entre otros.
5.1.2
Análisis de Frecuencia
El análisis de frecuencia consiste en la estimación de la posibilidad de ocurrencia de los peligros identificados. El análisis de frecuencia resulta del planteamiento de la pregunta "¿Cuan probable es...?". Es importante notar que existe una diferencia entre los términos "frecuencia" y "probabilidad". Probabilidad, un número sin dimensión que varía de O a 1, es condicional y según cada evento. La Frecuencia generalmente se da en términos de número de ocurrencias por unidad de tiempo.
5.1.3
Análisis de Consecuencia
La consecuencia es el resultado final de un peligro, en caso de ocurrir. Por ejemplo, las consecuencias por la falla de una brecha en el dique pueden ser la pérdida de vidas de habitantes que se encuentran aguas abajo, así como el daño en la propiedad de los mismos y contaminación ambiental. Otro ejemplo de consecuencia pueden ser enfermedades que podrían devenir debido a la contaminación del aire o el agua.
5.1.4 Estimación de Riesgo Para estimar los riesgos esperados se colectan los resultados obtenidos en la identificación de riesgos, análisis de frecuencia y análisis de consecuencia. La estimación de riesgo puede hacerse utilizando muchos métodos; uno de ellos puede ser el uso de la técnica del "árbol de falta-evento". Este árbol de falla-evento (o causa / consecuencia) es una representación gráfica del proceso de análisis de riesgo que incorpora su lógica. La estimación de riesgo puede clasificarse como cualitativa, semicuantitativa o cuantitativa. En una estimación de riesgo cualitativa, los riesgos y consecuencias son descriptores asignados como "muy probables" o "posibles". Estos descriptores se dan en términos de severidad en un sistema de escalas, como del 1 al 5. La estimación de riesgo semicuantitativa permite que los riesgos se estimen en términos de probabilidad aún basados en los descriptores asignados como "muy probables" y "posibles", pero en este caso, cada descriptor tiene un valor de probabilidad asignado. En una estimación de riesgo cuantitativa, las probabilidades de ocurrencia y las consecuencias de los peligros (fallas) se calculan utilizando estadísticas y modelamientos. Mientras que la estimación de riesgo cualitativa es relativamente simple, la estimación de riesgo cuantitativa requiere la comprensión de la teoría probabilística y el conocimiento de los principios de álgebra Booleana.
5.2 Evaluación de Riesgos La evaluación de riesgos comprende el análisis de riesgos y el proceso de decidir si los riesgos estimados son tolerables o no (Figura 4). Una decisión de tolerabilidad de riesgo puede hacerse comparando el riesgo estimado con: •
Lo establecido en los criterios descritos en los reglamentos
•
Niveles de riesgo generalmente aceptados
•
Límites de riesgo apropiadamente establecidos relacionados con las condiciones particulares
Los beneficios principales de una evaluación de riesgos son: •
Identifica de manera clara los contribuyentes principales de riesgo.
•
Facilita un rápido análisis de sensibilidad: identifica el impacto de una medida correctiva propuesta o de una combinación de estas medidas en la reducción del riesgo.
•
Limita la subjetividad en el proceso de diseño, ya que cuantifica los riesgos.
•
Permite los análisis de costo-beneficio, comparando los costos que comprende la implementación de varias alternativas y el nivel de riesgo correspondiente.
•
Apoya en la predicción de peligros, desarrollando un programa de reducción de riesgos y priorizando las medidas requeridas para permanecer dentro de los límites del presupuesto.
La evaluación de riesgos debe hacerse periódicamente durante el tiempo de vida de la PDC, especialmente cuando se espera que haya algunos cambios, como un aumento en la capacidad de diseño de la PDC, la adopción de un nuevo método de disposición, o un cambio en el método de construcción del dique. La evaluación de riesgos requiere generalmente los esfuerzos de un equipo multidisciplinario. Son esenciales la comprensión y entendimiento de los aspectos de ingeniería, ambientales y operacionales de la PDC, así como el conocimiento de la cultura local, estándares de seguridad, reglamentos y capacidades de manejo.
5.3 Manejo de Riesgos El manejo de riesgos es fundamental para todo el manejo de la PDC, ya que es el proceso de clasificación y priorización que controlará y manejará los riesgos durante todo el tiempo que dure la vida de la estructura. El manejo de riesgos es el término o complemento de un proceso de pensamiento lógico, seguido en el análisis de riesgo y evaluación de riesgo. Los beneficios principales que se obtienen por adoptar esta medida en lo referente a manejo de la PDC son: •
Optimización del planeamiento de la PDC por medio de la selección de la vía costo efectiva más apropiada para satisfacer los requerimientos del proyecto, de acuerdo a los niveles de seguridad y riesgo ambiental mínimos establecidos.
•
Identificación de las responsabilidades y sugerencias de medidas apropiadas que reduzcan las responsabilidades a un nivel aceptable. Esto sirve como un reaseguramiento para los accionistas respecto al valor de su inversión.
Justificación ante las autoridades competentes (y/o las partes afectadas) de que se están cumpliendo los criterios de
•
estabilidad física y seguridad ambiental de la PDC. Esto puede incluir la justificación de una descarga de la PDC, mostrando que el riesgo impuesto está dentro de los límites aceptables, ya que una política de "descarga cero" no siempre es prácticamente posible con respecto al manejo de una PDC. Reducción de las primas de seguro, demostrándose que se conoce, maneja y controla los riesgos impuestos por la PDC.
•
Los principios de manejo de riesgos tienen que aplicarse en todos los aspectos de planeamiento, construcción, operación y cierre de la PDC. Igualmente, es necesario revisar los problemas de estabilidad física y de seguridad ambiental. También es importante realizar un estudio de evaluación de riesgos de todo tipo de PDC, sin tomar en cuenta su tamaño, tipo o si son nuevas o ya existentes. 6.0
Producción y Propiedades de las Colas
6.1
Definición de Colas
Las colas son residuos sólidos generados durante la recuperación de minerales económicos que se encuentran en la mena o material procedente de la mina. La distribución granulométrica de las colas depende de las características del mineral y de los procesos empleados en la planta para concentrar el mineral económico. Las colas generalmente se clasifican como un material que varía de arena fina a arcilla o lamas.
6.2 Producción de Colas El mineral es extraído de excavaciones subterráneas o de superficie y luego es triturado y molido a un tamaño fino. Durante el proceso de molienda se añade agua, y en la mayoría de los casos también se adiciona una pequeña cantidad de reactivos químicos para facilitar la separación y recuperación de los minerales económicos. Las colas, conjuntamente con el agua utilizada en el proceso, forman una pulpa de baja densidad con flujo libre. En muchos casos la pulpa de colas es espesada mediante un proceso de eliminación de agua hasta obtener una consistencia, de modo que pueda ser transportada económicamente a una PDC. Por lo general, la pulpa de colas es bombeada o conducida por gravedad hacia una PDC con un contenido de sólidos en agua que varía entre 30 y 50 por ciento de sólidos. El tamaño de partículas y el contenido químico de las colas son aspectos importantes de las características de las colas, que son predeterminadas por la naturaleza de la mena, la molienda y el proceso de extracción del mineral de interés. No obstante de que los tamaños de partículas de las colas se asemejan a arenas y limos naturales, el contenido químico de ellas es generalmente dañino al ambiente. Un factor importante en el planeamiento de minado es la estimación del volumen (tonelaje) a ser excavado. La proporción de roca extraída que no contiene o tiene bajo porcentaje de mineral es depositada en botaderos de desmonte, o es apilado para su posterior uso, o es utilizado como material de construcción. El mineral con valor económico es procesado y los residuos sólidos depositados como colas. Los datos de generación de colas, requeridos para el diseño de una PDC, consisten del total de tonelaje de mineral a procesar y la razón de producción proyectada (t/día, t/mes, t/año, u otro) para la vida de la mina.
6.3 Propiedades Geotécnicas de las Colas Antes de proceder con el diseño de ingeniería, se requiere determinar las características físicas de la pulpa de colas y de las colas depositadas. Las propiedades geotécnicas de la pulpa dependerán principalmente de la roca madre, la distribución de tamaños de partículas, y del porcentaje de sólidos. Antes de proceder con el diseño de una PDC, se deberán colectar muestras representativas de colas y efectuar las siguientes pruebas: •
Pruebas de clasificación •
Densidad de partículas de colas
•
Distribución granulométrica
•
Densidad de Pulpa de colas y su pH
•
Límites líquido y plástico de las colas (opcional)
•
Pruebas de sedimentación de colas, drenado y no drenado
•
Pruebas de secado al aire
•
Pruebas de permeabilidad
•
Pruebas de consolidación
Los resultados de las pruebas son utilizados para seleccionar el método más efectivo de disposición, determinar el volumen requerido de la PDC, y llevar a cabo el estudio de balance de aguas. Las propiedades geotécnicas de las colas depositadas dependerán de la distribución de tamaño de partículas, el método de disposición, la configuración de la PDC, las condiciones climatológicas del lugar y el sistema de drenaje dentro y alrededor de la PDC. Las propiedades importantes de las colas depositadas, que deben tomarse en cuenta en el diseño de una PDC, son la densidad ¡n-situ (densidad seca y porcentaje de humedad), características de consolidación, permeabilidad, resistencia al corte, y potencial de licuefacción. La variación de las propiedades geotécnicas de las colas depositadas y su efecto en la seguridad de la PDC son discutidas en detalle con respecto a los métodos de disposición adoptados.
6.4 Propiedades Químicas de las Colas Una de las principales preocupaciones que ambientalmente concierne respecto a las características químicas de las colas es el potencial del material para oxidarse y volverse ácido. Cuando rocas con contenido de minerales sulfurosos son expuestas al aire y al agua, ocurre un proceso de oxidación natural, que generalmente es acelerado por bacterias. Si el agua fluye a través del sistema, las reacciones de oxidación pueden movilizar metales pesados y disminuir el pH del agua receptora. Los productos de estas reacciones (ácido, metales y sulfatos) pueden potencialmente ingresar al sistema hidrológico y degradar la calidad del agua. El término utilizado para describir comúnmente a la química del agua resultante de la oxidación de sulfuros es drenaje ácido de roca (DAR). La principal característica del DAR es el bajo pH. Además, aguas con pH bajo generalmente tienen alta concentración de sulfatos, metales y sólidos en suspensión. Sin embargo, concentraciones elevadas de sulfatos, sólidos en suspensión, y metales como resultado de la oxidación de minerales sulfurosos pueden presentarse en aguas con pH neutro a alcalino. Una caracterización más
representativa de las aguas influenciadas por oxidación de sulfuros puede ser "aguas influenciadas por minería" (AIM), que pueden o no tener bajo pH pero presentarán un problema ambiental debido a las altas concentraciones de otros constituyentes. Una calidad de agua inaceptable como resultado de AIM puede ocurrir por una serie de razones geoquímicas complejas. Antes de construir una PDC es importante tratar de predecir si la calidad del agua subterránea y superficial será afectada por la instalación. Sobre la base de estas proyecciones, se pueden proponer medidas de mitigación efectivas. Al margen de las propiedades geoquímicas, los efectos ambientales negativos serán limitados donde no exista infiltración o si ésta es tratada antes de su descarga. Después del minado, el mineral es generalmente concentrado y procesado para extraer el producto deseado. El proceso puede variar de una operación artesanal a una fundición de grandes dimensiones. Los procesos pueden involucrar la adición de químicos tales como cianuro, mercurio y ácidos para lixiviación. Por ello, además del DAR, debido a la presencia de sulfuros de hierro en las colas, los productos químicos constituyentes del proceso también pueden contaminar el agua residual que se descarga de las PDC. Adicionalmente, aún si la formación de DAR en colas estuviese neutralizada, como se mencionó anteriormente, el drenaje con pH neutro no garantiza la baja concentración de metales. Mientras que la solubilidad del hierro y muchos otros metales se reduce enormemente en drenajes con pH neutros y alcalinos, elementos tales como el antimonio, arsénico, cadmio, molibdeno, selenio y zinc pueden permanecer disueltos en altas concentraciones. Sin embargo, aguas con pH neutros y altas concentraciones de metales son relativamente de más fácil manejo, particularmente si existe suficiente dilución en el agua receptora. La Figura 5 es una esquematización de los posibles caminos de migración del DAR en presas de colas. Debido a la importancia de las potenciales consecuencias ambientales que puede ocasionar el DAR y los impactos a la viabilidad económica de un proyecto minero, se presenta a continuación en el Capítulo 7, una discusión separada acerca de la formación de DAR, su predicción y remediación.
7.0 Drenaje Ácido de Roca La generación de ácido, combinada con suficiente cantidad de drenaje para movilizar elementos indeseables hacia el ambiente, es preocupante. Estas condiciones están frecuentemente asociadas con instalaciones de colas. Aún instalaciones muy pequeñas de almacenamiento de colas pueden generar significativas cantidades de drenaje ácido. Sin embargo, las reacciones geoquímicas que conducen a la generación de ácido deben estar asociados a un suficiente drenaje para dar lugar a un problema ambiental.
7.1 Formación de Drenaje Ácido de Roca La formación de DAR se inicia con la oxidación de los minerales de sulfuros de hierro más susceptibles a meteorizarse tales como la marcasita, pirita y pirrotina. El sulfuro de los minerales es liberado para formar ácidos, incluyendo ácido sulfúrico, y el hierro es liberado inicialmente como Fe2+. Al contacto con el aire, el Fe2+ se oxida a hierro férrico (Fe3+); esta reacción baja el pH de la solución, y aumenta la velocidad de reacción exponencialmente. Las bacterias también tienen un rol importante en la producción de hierro férrico. El hierro férrico, conjuntamente con el bajo pH, pueden a su vez actuar y disolver más la pirita. El hierro férrico también puede reaccionar con otros metales sulfurosos comúnmente encontrados con la pirita, por ejemplo la
galena (sulfuro de plomo), calcopirita (sulfuro de cobre-hierro), arsenopirita (sulfuro de hierro-arsénico), y esfalerita (sulfuro de zinc). Aguas con bajo pH, pueden disolver metales de 10 a 1,000 veces más que un agua neutra, particularmente aluminio, arsénico, cadmio, cobalto, cobre, hierro, plomo, manganeso, níquel, y zinc. El resultado final es que si se permite que proceda la formación de DAR sin control, la mayoría de los minerales sulfurosos en la mena o en las colas pueden oxidarse juntos y liberar agua ácida con altas concentraciones de muchos metales. En muchos casos, otros minerales en yacimientos sulfurosos (p.e. minerales ganga carbonatados no económicos) o rocas carbonatadas que alojan el cuerpo mineralizado, reaccionan inmediatamente con el ácido y contribuyen a dar alcalinidad al agua. El aumento de la alcalinidad actúa contrarrestando la formación de DAR mediante la neutralización del agua ácida generada. La neutralización del DAR y la reducción de los metales disueltos (p.e. mediante la formación de precipitados de hidróxido de hierro) puede también ocurrir cerca de la fuente de DAR o en algún punto aguas abajo del drenaje. Existen muchos ejemplos documentados de DAR naturales que han pasado por el proceso de neutralización / precipitación. Las primeras evidencias de este proceso son las manchas y revestimientos (precipitados) de hidróxido de hierro que se encuentran sobre las rocas, en y cerca de los cursos de agua. El revestimiento varía de un color amarillo-marrón a color fierro oxidado. La formación de DAR puede verse como una competencia entre la generación y la neutralización del ácido. El DAR se formará si la generación de ácido es más rápida que la velocidad de neutralización o si la generación de ácido continúa después de haberse agotado la capacidad de neutralización. La producción de DAR puede no ser un problema si existe una neutralización o dilución del agua antes de ser descargada en una ubicación sensible aguas abajo de la cuenca. Tampoco es un problema si no hay drenaje o infiltración de la instalación. En situaciones donde no hay suficiente neutralización, la velocidad de formación de DAR será un proceso dinámico que involucra un gran número de factores específicos del lugar como el minado, la geología y el ambiente. En algunos casos puede que sea instantáneo, mientras que en algunas minas ha tomado entre 10 y 20 años para consumir la neutralización disponible. Pueden pasar muchos años hasta que las condiciones de acción atmosférica produzcan DAR en cantidad significativa en los residuos sólidos. La falta de una formación significativa de DAR en las observaciones de campo preliminares, no garantiza que no ocurra en el futuro. El DAR es un problema importante para la minería ya que muchos depósitos minerales y algunos yacimientos de carbón tienen un apreciable contenido de minerales hierro-sulfurosos. Uno de los efectos de las actividades de minado y molienda es aumentar la superficie de los minerales sulfurosos expuesta al aire y al agua. El DAR puede ser un problema aún mayor en colas donde los minerales sulfurosos están finamente molidos.
7.2 Consecuencias Ambientales del Drenaje Ácido de Roca Aguas con valores de pH bajo y manchas amarillo-parduscas o color de hierro oxidado se encuentran por lo general en cauces naturales cerca a áreas no disturbadas, con afloramientos naturalmente alterados de rocas con contenido de sulfuros (p.e. rocas en
proceso de oxidación). Sin embargo, la rápida oxidación del sulfuro en estas áreas no disturbadas se restringe generalmente a la fina superficie no consolidada o a unos cuantos afloramientos; y el impacto a los cauces naturales es por lo general pequeño. La formación de DAR como proceso natural, puede ocurrir en roca masiva y yacimientos minerales, pero el desarrollo del proceso es generalmente lento. Por el contrario, la formación de DAR en el desmonte de mina generalmente se desarrolla rápidamente; y puede ocurrir en pocos meses. Botaderos de desmonte, mineral de baja ley, encapes y pilas de acumulación de mineral; debido a su gran volumen son fuentes importantes de DAR. A pesar que el volumen de las colas es generalmente menor que el de desmonte, éstas son una fuente potencial significativa de drenaje ácido con un tamaño de partículas más fino y gran área superficial, que aumentan la reactividad de las colas. Otras fuentes de DAR asociadas con la minería incluyen minas abandonadas, galerías, cuadros, chimeneas y cortes en superficie.
7.3 Impacto del Drenaje Ácido de Roca En general, existen dos impactos ambientales principales del DAR: (1) descarga de agua con un pH bajo a corrientes superficiales o agua subterránea, y (2) concentraciones elevadas de solutos y metales en la descarga como resultado de la lixiviación de los minerales sulfurosos, que después pueden ser liberados como potenciales contaminantes. Como se describe arriba, aguas ácidas pueden disolver 10 a 1,000 veces más metales pesados tóxicos incluyendo arsénico, cadmio, plomo y zinc. Otra consecuencia seria del DAR resulta de la intemperización acelerada de los minerales ganga, que puede liberar adicionalmente elementos potencialmente tóxicos (p.e. Aluminio, Bario, Talio) como contaminantes al ambiente. La combinación de efectos puede incluir la muerte del ecosistema acuático, contaminación de los suelos, la degradación de la cadena de alimentos a través de la bio - acumulación de metales pesados y contaminación del agua subterránea. En un estudio de un organismo internacional (1998), se describen serios impactos a comunidades mineras de la cuenca del lago Poopó como: contaminación microbiológica del agua potable, liberación de plomo en los suelos, agua y aire; y posiblemente, la liberación de cadmio y arsénico al ambiente. En algunos centros mineros, el DAR destruyó ecosistemas acuáticos hasta 20 Km. aguas abajo de la fuente de descarga. Además de poner en riesgo la salud de las personas y a los ecosistemas, también puede ocasionar daño a la infraestructura económica. El agua ácida puede corroer pozos y tuberías y encostrar y atorar éstas con precipitados. Históricamente, las comunidades han empleado desmonte de mina para construir presas, caminos y áreas comunes tales como áreas de juegos y campos deportivos. Muchas de éstas estructuras continúan liberando metales mediante la generación de DAR. La acidificación puede intensificar problemas asociados con polvo en el ambiente en PDC.
7.4
Manejo del Drenaje Ácido de Roca
El proceso de formación de DAR es sinergético, además de los minerales de sulfuros de hierro también se requiere agua y aire (oxígeno). Esto es importante ya que se pueden tomar medidas para romper las conexiones entre los ingredientes necesarios. Estas
medidas incluyen manejar el agua (reduciendo el volumen, tomando ventaja de un ambiente árido) y asegurar que los agentes neutralizantes tales como los minerales carbonatos estén presentes para prevenir que el agua se vuelva ácida. En PDC adecuadamente diseñadas y construidas, la posibilidad de que el aire (oxígeno) llegue a las colas se puede limitar. Existen una variedad de estrategias de mitigación para prevenir los impactos de DAR en las PDC. Sin embargo, muchos de estos métodos requieren de tratamientos por tiempo indefinido. El financiamiento de dichos tratamientos debe arreglarse como una parte integrante del método de tratamiento. Los métodos de tratamiento incluyen: (1) la mezcla de materiales generadores de ácidos con materiales que proveen potencial neutralizador, (2) colocación de coberturas en las colas; (3) colección y tratamiento de las descargas de la instalación, y (4) flotación diferencial de la pirita para removerla de la superficie final de las colas. Mezclando las colas con materiales neutralizantes, es posible mantener condiciones de pH neutro y proveer neutralización de DAR in situ. La mezcla también puede incluir el uso de aditivos, p.e. "tratamiento en cal" con cal (CaO) o cenizas de soda. La colección y tratamiento de DAR requiere la neutralización y la precipitación del hidróxido de hierro y metales. Otras técnicas de mezcla que están siendo probadas alrededor del mundo contemplan la mezcla de bacterias con las colas potencialmente generadoras de ácido para promover la actividad biológica deseada (biorremediación). Se están desarrollando bactericidas que seleccionan y destruyen las bacterias que producen hierro férrico mientras que promueven el crecimiento de otras bacterias que neutralizan ácido. "Coberturas secas", que se colocan como paso final de una "disposición sub-aérea" de colas, son materiales superficiales benignos, suelos y vegetación colocados sobre las colas para limitar la exposición al aire y reducir la cantidad de agua que llega hasta los sulfuros de hierro. Alma-cenar colas bajo agua se denomina una "cobertura húmeda" o "disposición sub-acuática", la que puede reducir el acceso de oxígeno a niveles mínimos, la disposición sub-acuática no es un método posible en ambientes áridos, como en algunas partes de Bolivia. Si la infiltración de las colas generadoras de ácido es colectada antes de que llegue a las aguas receptoras, esta puede ser tratada por varios métodos químicos y biológicos. Adicionalmente al tratamiento químico estándar con cal, métodos biológicos pueden ser utilizados para la remediación de efluentes de baja calidad. Tecnologías de biorremediación incluyen a biorreactores, que precipitan metales y neutralizan el pH mediante varios procesos, y pantanos artificiales, donde se promueven una variedad de procesos naturales de biorremediación. La flotación diferencial de la pirita ocurre frecuentemente en las etapas finales del tratamiento. Esto produce un pequeño volumen de material inadecuado que puede ser almacenado permanentemente y cubierto en una ubicación donde sea menos factible que ocurra un drenaje. La capa superior de la PDC esta compuesta entonces de material al que se le ha removido la capacidad de generar ácido.
7.5 Análisis Geoquímico del Drenaje Ácido de Roca
Las pruebas para predecir la generación de ácido se basan en análisis geoquímicos de laboratorio y pueden ser costosas. Sin embargo, llevarlas a cabo antes de desarrollar planes de manejo y mitigación resulta ventajoso desde el punto de vista ambiental y económico. La generación de ácido es el pre-requisito necesario para el DAR. En muchas minas, al prevenir el DAR, se puede ahorrar un costo futuro significativo evitando los problemas que pueda causar. En varios países (p.e. Australia, Canadá y Estados Unidos), han sido desarrollados procedimientos y guías para predecir y hacer pruebas para el DAR. Un carácter distintivo fundamental en todas las guías, es que la prueba de DAR es específica para cada ubicación. Las guías formales más recientes para evaluar el potencial de DAR en una mina fueron desarrolladas por el Ministerio de Energía y Minas de British Columbia, Canadá. Mucho de la información que sigue fue adaptada de las guías de British Columbia de 1998 (MEI 1998) y del reporte del MENO 1.16.16, Acid Rock Drainage Prediction Manual (Coastech, 1991). A continuación se describen métodos de predicción y pruebas geoquímicas aplicables a todos los tipos de fuentes de drenaje ácido de mina (desmontes, paredes de las minas, y colas). También se discuten asuntos específicos relacionados a las pruebas y predicción de DAR en las instalaciones de almacenamiento de colas. Un programa de pruebas elaborado y caro puede no ser una opción para operadores pequeños. Sin embargo de ello, el drenaje ácido puede ser un problema ambiental significativo, aún para pequeñas propiedades. El concesionario u operador minero está obligado a obtener toda la información disponible y hacer planes conservadores de manipuleo y mitigación basados en la información disponible.
7.5.1 Predicción de Drenaje Ácido de Roca Por lo general se asume que la generación de ácido resultará en DAR. Sin embargo, para que el DAR sea un problema ambiental, el drenaje no tratado debe mezclarse con agua receptora de mejor calidad. El Título IV, Capítulo II del D.S.24782 proporciona las excepciones extensivas y apropiadas respecto al control de contaminación de agua subterránea por la generación de colas y otras actividades relacionadas a la minería. Estas excepciones mencionan las situaciones en donde el agua subterránea es de menor calidad que el agua que fluye hacia adentro, donde ambas, el acuífero y el agua que fluye hacia adentro son de calidad no utilizable; y donde no existe posibilidad razonable para contemplar el uso del acuífero en cuestión. Las guías para predicción de DAR emitidas por la provincia de Canadá de British Columbia (MEI, 1998) asumen que ocurrirá DAR si se genera ácido. Esta no es una suposición universalmente aplicable y debe ser aplicada con prudencia, particularmente en ambientes áridos como existen en muchas partes de Bolivia. De acuerdo con las guías canadienses, los programas de predicción exitosos incluyen los siguientes tres pasos:
Paso 1: Identificar y describir todos los materiales geológicos incluyendo el basamento rocoso y los materiales superficiales que serán, o han sido excavados, expuestos o perturbados por la minería.
Paso 2: Empleando los resultados de las pruebas de laboratorio, específicos del lugar, predecir el potencial de DAR y donde sea aplicable, identificar el tiempo de exposición y las condiciones ambientales para cada uno de los materiales geológicos.
Paso 3: Desarrollar un programa de mitigación y monitoreo basado en el predicho potencial de DAR y las necesidades de protección ambiental. Como resume el MEI (1998), los datos de predicción se pueden obtener de una variedad de materiales geológicos y métodos incluyendo estudios mineralógicos detallados, comparaciones con otros sitios, monitoreo del drenaje, pruebas de laboratorio y pruebas en el campo. Por lo general, no existe una única fuente de evidencia concluyente que pueda predecir el DAR: la información para la predicción debe estar combinada de una variedad de fuentes. Por ejemplo, la química del drenaje de residuos sólidos antiguos del mismo lugar podrían ser presentados con datos detallados geológicos y de laboratorio, para demostrar que el desmonte de roca tanto antiguo como futuro tendrán composiciones y condiciones de alteración similares. Algunas evaluaciones simples pero útiles pueden hacerse en la mina antes de iniciar la recolección de muestras y los análisis de laboratorio. Una evaluación preliminar importante es identificar la presencia o ausencia de minerales de sulfuro de hierro, generadores de ácido; y minerales de carbonatos, neutralizadores de ácido, en la geología de la zona. Otra evaluación que puede ser útil es comparar una operación minera propuesta con una mina geológicamente similar y cercana. Los resultados del potencial de generación del DAR varían debido a las diferencias en la geología, hidrología e hidrogeología local. Es necesario un entendimiento de la geología, hidrología e hidrogeología para asegurar que todas las fuentes posibles de DAR han sido identificadas y que la variabilidad geológica es tomada en cuenta en las evaluaciones analíticas subsecuentes. Las muestras individuales deberán representar la variabilidad geológica.
7.5.1.1 Enfoque General para el Uso de Pruebas de Laboratorio en la Predicción del DAR Después de identificar los materiales geológicos, el siguiente paso es la prueba de laboratorio, etapa principal del programa de predicción. Las pruebas deberán determinar, además del potencial del DAR, todos los constituyentes geoquímicos (elementos trazas) que podrían movilizarse durante la formación del DAR. Las preguntas que se tendrán que investigar en la etapa de pruebas de laboratorio incluyen: •
¿Cuál es el potencial de generación de ácido, el potencial de neutralización y los elementos trazas contenido en el material?
•
¿De qué minerales provienen los metales, los elementos trazas, las fuentes de ácido y el potencial de neutralización?
•
¿Qué contaminantes potenciales están presentes en los minerales reactivos?
•
¿En qué medida estarán expuestos los minerales reactivos?
•
¿Cuáles son los procesos de alteración por intemperismo más importantes?
•
¿La disolución es un problema?
•
¿La generación de ácido y la liberación de metales primarios ocurrirá enteramente
de la oxidación de sulfuros? •
¿Qué cambios físicos ocurrirán como resultado de la excavación y la alteración por intemperismo y cómo afectará a otras reacciones de intemperismo, condiciones de drenaje y la cantidad de mineral expuesto?
•
¿Bajo qué condiciones físicas y geoquímicas ocurrirá el intemperismo y el transporte de contaminantes?
•
¿Qué diferencias existen entre las condiciones de la prueba y los materiales, con aquellos presentes en el campo?
•
¿Qué criterios deberán utilizarse para identificar y posiblemente separar mate riales potencialmente generadores de DAR de aquellos potencialmente no generadores?
• ¿En cuánto tiempo ocurrirá el DAR y otros eventos hidrogeológicos y de intemperismo importantes?
7.5.2 Pruebas Estáticas y Cinéticas En general, todas las muestras geológicas relevantes pasan por una primera prueba relativamente barata y corta llamada prueba estática. Las interpretaciones de los resultados de las pruebas estáticas permiten identificar los tipos de rocas que podrían producir DAR. Sobre la base de estos resultados estáticos, se pueden efectuar las pruebas cinéticas de largo plazo que son un poco más caras pero con ellas se puede simular las reacciones reales de intemperismo y potenciales velocidades de reacción. Las pruebas estáticas tienen métodos prescritos y pueden probablemente ser realizadas por laboratorios analíticos que tengan experiencia con métodos estándares. Sin embargo, se recomienda la asistencia de un experto independiente para identificar un laboratorio apropiado y para luego verificar los resultados (aseguramiento de la calidad). En comparación con las pruebas estáticas, las pruebas cinéticas requieren de mayor tiempo y por lo tanto son más caras. Una prueba cinética puede ser visualizada como la simulación de la formación de DAR en un material geológico y es más complicada de realizar que una prueba estática. Existen Guías detalladas para diversas pruebas cinéticas de laboratorio (MEI, 1998). Aún, si las pruebas cinéticas se realizan adecuadamente, los resultados pueden ser difíciles de interpretar y de aplicar para la predicción de DAR. Se aprecia que en recientes guías del MEI (1998) se da preferencia a las pruebas de campo específicas del lugar sobre algunas pruebas cinéticas.
7.5.2.1 Pruebas Estáticas Prueba estática es el término utilizado en los estudios de DAR para describir el análisis que mide la calidad y cantidad de los diferentes constituyentes en una muestra en un punto en el tiempo. Las guías del MEI (1998) recomiendan tres tipos generales de pruebas estáticas para medir los parámetros específicos para la predicción del DAR: (1) Conteo ácido-base, (2) mineralogía y otras propiedades geológicas y (3) contenido de elementos trazas.
• Conteo ácido-base. El conteo ácido-base (ABA) combina los siguientes cuatro tipos de análisis de laboratorio:
Especies de sulfuro -
Potencial de neutralización (PN)
-
Contenido de carbón-carbonato
-
pH
Existen otras versiones del conteo ácido-base, y todas proporcionan una guía aproximativa útil para determinar el potencial generador de ácido de un material. Los resultados de los análisis de laboratorio son generalmente resumidos al cálculo del potencial de acidez (PA), el potencial neto de neutralización (PNN), y la razón de potencial de neutralización (RPN). Los resultados resumidos, referidos como ABA, podrían luego ser usados para clasificar el material. Diversos esquemas de clasificación están identificados en la literatura del DAR (MEI, 1998). Sin embargo, el ABA proporciona solo un estimado del potencial para drenaje ácido y es frecuentemente combinado con otras observaciones para evaluar el potencial DAR. Por ejemplo, los desmontes o colas que contienen una mezcla de materiales potencialmente generadores de ácido y no generadores de ácido deben ser evaluados más críticamente. • Mineralogía y otras propiedades geológicas. La mineralogía de los residuos sólidos es un parámetro crítico que controla el tipo y la velocidad de la lixiviación del metal. Con frecuencia, la mineralogía es pobremente caracterizada, y rara vez es cuantificada con exactitud (MEI, 1998). Las guías del MEI (1998) recomiendan los siguientes tipos de exámenes mineralógicos: •
Descripción visual de la roca
•
Descripción petrográfica
•
Procedimientos submicroscópicos
La descripción visual de la roca se obtiene de las observaciones de campo o de los registros de perforación. Las guías del MEI (1998) sugieren requerimientos de información detallados que pueden mejorar la información mineralógica registrada en una descripción visual de roca. Una examen petrográfico es tradicionalmente el primer método usado para determinar la composición mineralogica. Un escaneo visual con un microscopio petrográfico y una sección delgada pueden proporcionar información relativamente rápida (30 minutos) sobre las fases principales y menores del mineral, su forma, tamaño de grano, relación espacial, y una estimación de las proporciones relativas. Las descripciones petrográficas son recomendadas para un subconjunto de muestras geológicas representativas (MEI, 1998). Los procedimientos submicroscópicos incluyen difracción de rayos x, y microscopía electrónica (ME). Debido a los costos, los análisis submicroscópicos deberían realizarse en un pequeño subconjunto de muestras cuidadosamente escogidas (MEI, 1998). !
Contenido de elementos traza. Las guías del MEI (1998) recomiendan dos determinaciones de concentración de elementos traza, concentraciones totales y concentraciones solubles para materiales oxidados e intemperi-zados.
Otras pruebas posibles incluyen el análisis de toda la roca para elementos principales y otro análisis de disolución selectiva. Para el contenido total de elementos traza, el objetivo es determinar los constituyentes trazas que ocurren en altas concentraciones anómalas y que podrían ser de preocupación ambiental. Las concentraciones totales de elementos traza no son una medida directa del peligro ambiental como tal. Así, deberían realizarse mayores pruebas o interpretaciones para determinar las fuentes minerales y la significancia ambiental. El procedimiento analítico recomendado es una digestión en ácido fuerte y análisis multielementos (MEI, 1998). La determinación de concentraciones solubles de los elementos traza, evalúa si podría ocurrir una significativa liberación de contaminante por disolución de los recubrimientos de superficie o minerales solubles tales como carbonates y sales. Estas pruebas son recomendadas donde la caracterización geológica inicial encuentra materiales que ya están intemperizados debido a la exposición a un ambiente oxidante. El procedimiento de prueba recomendado es utilizar agua destilada en una proporción de 3:1 de agua vs sólidos en peso, y agitarlo en un frasco durante 24 horas. Esto es conocido como "procedimiento sintético de precipitación de lixiviación" (PSPL) (EPA método 1312, MEI, 1998).
7.5.3 Drenaje Ácido de Roca Específico a Lixiviación del Colas Para colas minero metalúrgicas, la información mineralógica básica y el conteo ácido-base pueden proveer estimaciones iniciales en lo que concierne al potencial de generación de DAR. Sin embargo, existen varios aspectos que hacen única la interpretación del potencial de DAR en las colas (US EPA, 1994). Las colas son únicas comparadas con otros residuos sólidos de mina porque (1) las colas son relativamente homogéneas, (2) existe en las colas una predominancia de partículas pequeñas (<0.2 a 0.5 mm) que incrementan su reactividad, y (3) las colas almacenadas bajo agua limitan la accesibilidad de oxígeno. En embalses de colas bien diseñados, las características mencionadas arriba pueden ofrecer ventajas para el manejo del DAR. Por ejemplo, Sharer et al. (1994) describe cómo la homogeneidad de las colas, el pequeño tamaño de partículas (con la propiedad de retener mucha agua) y el limitado contacto con el oxígeno (bajo el nivel de agua del embalse) presenta un ambiente favorable para las reacciones de neutralización de DAR. Scharer et al. (1994) indica además que si se ignorara las restricciones de oxígeno, la predicción de oxidación ( y por lo tanto producción de DAR) es cientos de veces más alta que las que se observan en las PDC. No hay pruebas de laboratorio recomendadas para predecir el potencial DAR en las colas bajo las condiciones de oxígeno limitado. Las pruebas estáticas proveen información útil y relativamente barata. Las pruebas cinéticas no son garantía debido a que no reproducen las condiciones ambientales a las que se exponen las colas. Sin embargo, pruebas de laboratorio adicionales pueden ser necesarias para obtener datos del "peor caso" de la calidad del agua de lixiviación. Como se describe en otra parte de esta sección, las colas neutralizadas todavía pueden producir lixiviado con alto contenido de metales Para predecir el "peor caso" de cargas de contaminantes descargados del embalse al ambiente, se deben considerar datos empíricos de calidad de agua que simulen el DAR de las colas, y de ser posible colas que hayan pasado por un ciclo de formación de DAR y una subsecuente neutralización . Luego conjuntamente con los estimados flujos de descarga (p.e. de modelos de filtraciones) se
predice la carga a liberar. Si las cargas resultantes de la predicción fueran altas, se pueden implementar medidas de mitigación adicionales. Estas pueden incluir un revestimiento de baja permeabilidad, un sistema de colección de efluentes lixiviados con el tratamiento de agua subsecuente (ver sección 9.4.3) y el diseño de una cobertura que limite el acceso de aire o agua. Empleando los resultados de la prueba estática, se pueden hacer cálculos aproximados dividiendo las colas en dos ambientes, sobre el nivel de agua y bajo el nivel de agua. Scharer et al. (1994) recomienda el mismo tipo de prueba estática de laboratorio como se describió anteriormente, además de la determinación del tamaño de partículas para determinar el contenido de agua Ínter granular y comportamiento hidrogeológico. Las siguientes medidas de campo (asumiendo una instalación construida de colas) se recomiendan (Scharer, et al. 1994): •
Muestras de agua de pozos superficiales en las colas
•
Profundidad del nivel de agua
•
Contenido de humedad en las colas por encima del nivel de agua
•
Cantidad de gas oxígeno presente
•
Cálculos teóricos más sofisticados y modelos numéricos van cobrando cada vez mayor importancia entre los métodos de predicción de formación de DAR en algunas presas de colas. La medición del consumo de oxígeno provee valores para las simulaciones numéricas de modelos de generación de DAR. (p.e. WATAIL - Scharer, et al. 1993)
7.6 Geología de los Depósitos de Minerales de Bolivia con respecto al DAR La geología, en especial la geología de los depósitos minerales de Bolivia, es de particular importancia con respecto al potencial de los materiales residuales (p.e., colas) que serán de preocupación ambiental. Esto es debido al potencial de los minerales sulfurosos en los depósitos que lleguen a ser generadores de ácido. La Tabla 1 resume los principales modelos de depósitos de mineral identificados en Bolivia (USGS y GEOBOL, 1992). Los modelos de depósitos de mineral están agrupados en metálicos versus no metálicos. Esta guía se centra sólo en los depósitos de minerales metálicos. Los depósitos metálicos están adicionalmente subdivididos de acuerdo con el contenido alto o bajo de minerales de sulfuro de hierro (p.e., pirita, pirrotita o marcasita). Los depósitos de mineral que contienen grandes cantidades de sulfuros de hierro son de mayor preocupación debido al potencial DAR de las colas. Los modelos de depósitos minerales bolivianos, los cuales tienen característicamente grandes cantidades de sulfuros de hierro, son vetas polimetálicas o depósitos de antimonio sintectónicos. Los depósitos de vetas polimetálicas bolivianas pueden ser mucho más grandes y tener mayor cantidad de metales que los depósitos de vetas polimetálicas de otros sitios. Los depósitos de mineral agrupados en el modelo de veta polimetálica boliviana (Tabla 8, en USGS y GEOBOL, 1992) han producido diversos metales, principalmente, cobre, plomo, plata, estaño y zinc. Los
metales adicionales producidos de depósitos de vetas polimetálicas bolivianas incluyen antimonio, bismuto, oro, wolfram, y con menos frecuencia, cadmio, indio y molibdeno. El segundo modelo de depósito mineral de mayor importancia debido a minerales con alto contenido de sulfuro de hierro está en los depósitos de antimonio sintectónico, el cual produce antimonio y antimonio más oro. Asignar todos los numerosos depósitos de antimonio al modelo de antimonio sintectónico debe ser considerado como especulativo porque solo unos cuantos depósitos bolivianos se han evaluado en detalle. Sin embargo, si es verificado, la clasificación tiene implicaciones geoambientales significativas debido a la asociación de minerales de sulfuro con cuarzo-carbonato (caliza o dolomita) minerales ganga los cuales son agentes potenciales de neutralización del DAR.
Tabla 1 Modelo de Clasificación de Depósitos Minerales para el Altiplano Boliviano y la Cordillera Occidental, y su Clasificación de Peligrosidad Respecto a su Potencial de Generación de DAR Depósitos Metálicos
Metal Principal
Clasificación de Peligrosidad DAR2
Modelos de yacimientos de mineral con significativo contenido de sulfuros de Fe Antimonio Sintectónico 1 Vetas polimetálicas Bolivianas
Sb, Pb, Zn, Au, Y
inerales Carbonato en la ganga
Pb, Zn, Ag, Cu, Sn, W, Bi, IIB Au
Minerales Carbonato en la roca
encajonante III Sin Minerales Carbonato en la roca encajonante
Modelos de yacimientos de mineral con bajo contenido o sin sulfures de Fe Cobre Basáltico Cu IB Manganeso Epitermal
Mn
IB
Vetas Epitermales de cuarzo-alunita
Au, Ag
IB
Vetas de oro con bajo contenido de Sulfuros1 Placeres de metales preciosos Cobre en roca sedimentaria
Au Au, Ag Cu
IB IB IB
Depósitos No-metálicos Sal en estratos, Boratos, Arcilla, Piedras Ornamentales, Azufre, Yeso,
IA
Diatomitas Lacustrinas, Perlita, Pómez y Cenizas Volcánicas, Sal Muera, Arena de Sílice, Sulfato de Sodio, Travertino, Trona Nota:
Adaptado del USGS y GEOBOL (1992). 'identificados en la Cordillera Oriental, más no en la Cordillera Occidental o en el Altiplano
Clasificación IA
Bajo
IB
Intermedio
HA
Intermedio-Alto
IIB
Alto
III
Muy Alto
Otros modelos de depósitos minerales que se presentan en la Tabla 1 son cobre basáltico, manganeso epitermal, vetas epitermales de cuarzo alunita, vetas de oro-cuarzo bajo en sulfuro, placeres de metales preciosos y cobre en formaciones sedimentarias. Como se muestra en la Tabla 1, los depósitos de mineral agrupados en estos modelos de depósitos generalmente no tienen alto contenido de sulfuro de hierro. Los modelos de depósitos geoambientales específicos (p.e., Plumlee y Nash, 1995) para los depósitos bolivianos no han sido aún desarrollados. Sin embargo, podría ser fácilmente predecible que el DAR será el peligro geoambiental más importante asociado con los dos tipos de depósitos bolivianos que contienen sulfuros de hierro. Basados en la caracterización geológica bruta de los principales tipos de depósitos de mineral bolivianos descritos anteriormente, en la Tabla 1, se resume también una indicación preliminar de los peligros potenciales para el DAR. Los modelos de deposito con no metálicos, o metálicos con bajo contenido de sulfuro de hierro, no se esperaría que tengan un alto potencial de generación de ácido. Sin embargo, los residuos de mina de estos depósitos, particularmente las colas, podrían presentar numerosos peligros ambientales dependiendo de las características particulares del mineral y constituyentes adicionados durante el procesamiento del mineral. Aún si se conociese que los minerales de carbonato están presentes, es importante realizar algún tipo de pruebas en las muestras de rocas del depósito, tal como se describió anteriormente.
8.0 Evaluación de la Ubicación La evaluación de la ubicación de la PDC implica un estudio de las condiciones específicas del sitio y de los impactos que la PDC podría ocasionar al ambiente, a las personas, y a la rentabilidad de la mina. La evaluación de la ubicación también incluye consideraciones de cierre y la selección del uso que se dará a la tierra posterior al cierre.
8.1 Topografía El propósito de estudiar la topografía es el de identificar las ubicaciones donde se logre los mayores volúmenes de almacenamiento con la menor cantidad de material para el dique. Generalmente, es conveniente seleccionar valles angostos debido a que se requiere menores volúmenes para el dique. Sin embargo, un valle angosto generalmente resulta en un llenado rápido y un dique de gran altura. Considerando la estabilidad, el peligro y los factores económicos, un dique de alrededor de 50 a 60 metros de altura ha probado ser óptimo. Los diques de PDC pueden y han sido construidos mucho más altos. Diques muy altos (más de 100m) generalmente crean retos al diseño y a la construcción por lo que, en lo posible, deberían evitarse.
Si en la mina existe un exceso de agua, es preferible una superficie plana de gran extensión ya que ésta promoverá la evaporación del agua almacenada dentro de la PDC. Sin embargo, podría resultar en una excesiva infiltración y perturbación del terreno. Las infiltraciones que generen un riesgo a acuíferos utilizables deben ser controlados mediante impermeabilización de la base de la PDC (Arts. 28, 29, 30, y 40 del DS No. 24782). Esta medida puede resultar económicamente prohibitiva y por lo tanto eliminaría algunas ubicaciones consideradas. Bolivia tiene dos regiones principales: las tierras altas y las tierras bajas. Las tierras altas consisten de tres sub-regiones distintivas que se describen a continuación. !
La Cordillera Occidental es parte de la Cordillera de los Andes que se ex-tiende a lo largo de la franja Oeste de Sudamérica. Presenta volcanes activos, picos que sobrepasan los 6,000 metros sobre el nivel del mar (msnm), y presentan pendientes empinadas.
!
El altiplano es una meseta ubicada a 3,800 msnm que yace entre la cordillera occidental y la cordillera oriental. La parte Norte del Altiplano está parcial mente ocupada por el lago Titicaca.
!
La Cordillera Oriental es variada y compleja con paisajes y habitat particular mente diferentes. La parte Nor-Este se levanta abruptamente hasta grandes alturas por encima del Altiplano y tiene picos con nieve perpetua de más de 6,000 msnm. Las laderas del este son conocidas como los Yungas, valles angostos con pendientes empinadas, y la
parte más húmeda de los Andes Bolivianos. La parte Sur de la Cordillera Oriental también se alza
abruptamente desde el Altiplano, pero tiene sus laderas con superficies menos escarpadas que bajan suavemente hacia tierras bajas del Este. Las tierras bajas se extienden alejándose de las alturas hacia la frontera con Brasil, Argentina y Paraguay y cubren alrededor de 70 por ciento del territorio Boliviano. Una densa selva tropical cubre la parte Norte y Este de las tierras bajas. Llanuras de pastizales cubiertas por pantanos y matorrales en la zona central, mientras que las llanuras al Sur son más secas y caracterizadas por bosques de matorrales y una árida sabana. La Figura 6 ilustra las principales áreas fisiográficas de Bolivia. Entre los requisitos de diseño de una PDC se debe incorporar las consideraciones topográficas para determinar la ubicación más segura y económicamente viable para la PDC. EL proceso de identificación de las ubicaciones topográficamente adecuadas es por lo general iterativo y requiere de considerable experiencia. Es importante revisar instalaciones existentes en condiciones similares que la que se tiene en consideración. Esto puede ayudar a evitar problemas de diseño y reducir el proceso de iteración.
8.2
Hidrología
La caracterización hidrológica superficial es importante para la selección de la ubicación con la menor cantidad de agua que ingresa y la menor cantidad de obras de derivación requeridas, a menos que la intención sea almacenar agua para la operación de la mina. La reglamentación requiere típicamente que el agua de escorrentía sea derivada alrededor de la instalación (Arts. 37, 38, y 39 del DS
24782). La cantidad de agua de escorrentía es directamente proporcional al área de la cuenca del depósito. Como regla general, el área total de la cuenca deberá ser menor a diez veces el área de superficie de la presa. En las áreas predominantemente secas del país, el tamaño de la cuenca puede ser de menor importancia. Sin embargo, en áreas donde es común la ocurrencia de grandes tormentas, es importante ubicar la PDC en una cuenca pequeña, derivando la escorrentía, y/o considerando en el diseño el almacenamiento para una inundación. Asimismo, se deberá prever el manejo de la escorrentía posterior al cierre (Arts. 37, 38, y 67 del DS 24782). Bolivia tiene tres sistemas de drenaje principales: 1) El sistema Amazónico en el Nor-Este, 2) el sistema del Río de la Plata en el Sur-Este, y 3) el sistema del Lago Titicaca en el Altiplano, en el sector Oeste del país. Los principales ríos en el sistema Amazónico incluyen al Río Beni, el Río Madre de Dios, y el Río Mamoré, que forma parte de la frontera con Brasil. A lo largo de los ríos Beni y Mamoré, existen grandes planicies pantanosas con varias lagunas grandes y pequeñas, tales como el Lago Rogaguado. Las cabeceras del Río Amazonas cortan profundamente las montañas de los Andes. La Paz, en el Oeste se encuentra en la cuenca del Amazonas. El Río Paraguay corre paralelo a la frontera Este de Bolivia y es parte del sistema del Río La Plata. Las llanuras al Este de Bolivia tienen muchas lagunas reconocidas solo a través de vuelos aéreos y observaciones satelitales. Varias lagunas grandes pero poco profundas a lo largo del Río Paraguay incluyen la Laguna Cáceres, Laguna Mandiore, Laguna Gaiba, y Laguna Liberaba. Al Norte de estas lagunas existen áreas cubiertas con pantanos, tales como las del Nor-Este, que están sujetas a grandes inundaciones durante los meses de verano. El sistema de drenaje del Altiplano constituye el drenaje interior más grande de Suda-América. El Lago Titicaca cubre 8,300 kilómetros cuadrados y es el lago más grande de Sudamérica. El Río Desaguadero descarga del Lago Titicaca y fluye hacia el Lago Poopó al Sur-Este. El altiplano tiene además, un clima árido y evaporación alta. El Lago Titicaca se mantiene como un lago de agua fresca, pero el lago Poopó es salado. El Altiplano también se caracteriza por la presencia de lagunas secas conocidas como salares (planicies saladas). Los Ríos Lacajahuira drenan hacia el Oeste dentro del Salar Coipasa. El Salar de Uyuni es la más grande planicie salada del mundo, con un área de 9,000 kilómetros cuadrados, siendo alimentado por riachuelos por el Sur-Este. La diversidad de la hidrología superficial de Bolivia conjuntamente con sus condiciones climáticas únicas, prohibe una generalización para el diseño de la PDC. Consideraciones específicas del lugar que dependen de la caracterización hidrológica incluyen: el tamaño de la cuenca de drenaje, la precipitación anual, y las medidas de control y derivación de grandes precipitaciones que se deben diseñar para proteger los recursos de agua.
8.3 Geología e Hidrogeología
Es esencial la caracterización de la geología y la hidrogeología por tres razones principales. Primero, se debe establecer las condiciones de fundación para conseguir un dique estable. Segundo, se debe evaluar el potencial de contaminación del agua subterránea debido a la infiltración. Tercero, se debe evaluar la disponibilidad de material adecuado para la construcción. Condiciones desfavorables en la fundación pueden excluir el lugar como una potencial ubicación para una PDC. Condiciones de fundaciones suaves o blandas pueden limitar la altura de la presa debido al desarrollo de excesiva presión de poro y la subsecuente inestabilidad de la estructura. Suelos sueltos y saturados generalmente tienen un alto potencial de licuefacción y deben ser evitados. La presencia de estratos de espesor variable y compresibles o discontinuos debajo del dique puede conducir a asentamientos diferenciales y comprometer la integridad del dique. La cantidad de infiltración en una PDC por lo general está controlada por la permeabilidad del suelo natural o roca subyacente. Niveles de agua subterránea altos permitirán que la infiltración ingrese rápidamente al sistema. La migración de contaminantes dependerá de la profundidad, pendiente, y dirección del flujo de agua subterránea y puede afectar negativamente a los usuarios de esta agua. De requerirse un revestimiento de la cuenca este podría ser un serio inconveniente que conduciría al abandono de la ubicación identificada. La geología del lugar también gobierna la disponibilidad de materiales de construcción para una PDC. Se requerirán materiales adecuados para la construcción del dique de arranque, arcilla para el alma de la presa, arenas y gravas para los filtros, y zonas de drenaje. La disponibilidad de materiales de préstamo, y de construcción adecuados en las cercanías es importante ya que en muy pocos casos se justifica económicamente la importación de materiales de préstamo. Se debe establecer también si existen conductos de flujo preferenciales, tales como fallas, depósitos de dolomita que pueden ser cavernosos, o la presencia de antiguas excavaciones subterráneas. Otra consideración antes de usar las colas como material de construcción, que es controlada por la geología, es el potencial de DAR de las colas. El DAR se discute en mayor detalle en el Capítulo 7 de esta Guía. Consideraciones geológicas especiales relacionadas al DAR para las condiciones de los yacimientos Bolivianos se presentan en la Sección 7.6.
8.4 Sismicidad Es de suma importancia establecer el nivel de actividad sísmica en el lugar del proyecto. Debe considerarse, en la selección de la ubicación, el efecto de las cargas sísmicas en la estabilidad de un dique y el potencial de licuefacción de las colas. En zonas de gran actividad sísmica es preferible construir presas relativamente bajas. El método de construcción aguas abajo es preferible a menos que quede demostrado que las colas detrás del dique serán bien drenadas y con un potencial de licuefacción bajo. En áreas de intensa actividad sísmica (como Chile), la construcción de una PDC siguiendo el método aguas arriba no está permitida. También debe considerarse la presencia de asentamientos humanos aguas abajo de la PDC y el riesgo ambiental y económico asociado a una potencial falla y flujo de colas de una PDC como resultado de un sismo.
Para evaluar la actividad sísmica de un lugar, se debe examinar los registros históricos de terremotos y la influencia de fallas u otras características tectónicas, la magnitud, y ubicación de la ocurrencia y localización de la posible actividad sísmica. Para seleccionar el evento sísmico y la aceleración pico de diseño, se puede utilizar el enfoque probabilístico o el determinístico. El análisis de riesgo sísmico probabilístico emplea los registros históricos sísmicos disponibles como una herramienta para evaluar la actividad sísmica futura. El análisis determinístico de riesgo sísmico emplea la información relacionada a la longitud de la falla, actividad de la falla, y la proximidad al lugar, conjuntamente con los registros históricos, para evaluar la magnitud de un Terremoto Máximo Creíble (TMC) para una ubicación particular. Para una PDC grande, donde la falla podría ocasionar la perdida de vidas, daño al ambiente, y daño a la propiedad, el análisis sísmico por lo general se basa en el TMC. La ingeniería sísmica es un campo de continua y rápida evolución, por lo tanto, al evaluar la actividad sísmica de un lugar y la estabilidad dinámica de una PDC, se debe emplear los últimos estándares y métodos. La Figura 7 presenta un mapa desarrollado por Shedlock y Tanner, en el que se muestra el riesgo sísmico de Bolivia dentro del mapa de Sudamérica. El mapa gráfica la medía de la Aceleración Pico de Terreno (APT) con una probabilidad de excedencia de 10 por ciento en 50 años. Los valores más altos de riesgo sísmico mostrados en el mapa se encuentran a lo largo de la costa Oeste de Sudamérica, coincidente con la subducción de las placas Cocos y Nazca, debajo de las placas del Caribe y Sudamérica. Estos valores de más alto peligro se deben a la posibilidad que se repita el terremoto Chileno de 1960 (M-9.5). Los valores altos de riesgo sísmico se deben a la posibilidad que se repita cualquiera de los grandes sismos (M>8) a lo largo de la costa Oeste de Sudamérica. La región Nor-Oeste de Sudamérica se caracteriza por dos provincias contrastantes desde el punto de vista geológico y geográfico: !
Una región relativamente estable y de topografía baja, conocida como la plataforma Sudamericana que incluye la zona central y Sur de Venezuela y el Este de Colombia, Ecuador, Perú, y Bolivia.
!
La región Oeste, activa y deformada, asociada a la cadena de montañas de los Andes. Los Andes se extienden como una sola cadena a lo largo de la margen continental desde la Parte Central de Chile hasta el Sur de Bolivia donde el Altiplano se desarrolla hasta el centro del Perú.
La tectónica de la región ha sido interpretada en términos de la convergencia de las placas del Caribe, Nazca y Continental (Sudamérica). La interacción de las placas resulta en la deformación de la margen continental formando la cadena de montañas que hoy constituyen los Andes. Aparte de la actividad asociada a los límites de las placas, una tectónica convergente origina actividad de deformación interna en los bloques Andinos, evidenciados mediante actividad neotectónica y concentraciones sísmicas a lo largo de los valles
interandinos y los sistemas de fallas costeras. Los movimientos relativos entre las placas del Caribe, Nazca y Continental se acomodan a lo largo de los márgenes que definen la región donde ocurren los sismos. En general, el peligro sísmico en Bolivia cambia desde relativamente alto en las regiones altas del Oeste, a bajo en la mayoría de las zonas orientales. El "Observatorio San Calixto" mantiene una base de datos detallada de los eventos sísmicos en Bolivia y pueden proveer información valiosa al evaluar la sismicidad de un lugar en particular.
8.5 Clima Las condiciones climáticas tienen un impacto durante todas las etapas de la vida de una PDC. Un área expuesta a vientos predominantes debe ser excluida, de ser posible, durante la etapa de selección de la ubicación, para minimizar la potencial generación de polvo. Un clima muy húmedo con exceso de agua durante todo el año, en la mayoría de los casos, exige excluir el método de construcción aguas arriba. Un clima seco con alta radiación solar es un prerrequisito para la construcción de una PDC del tipo poza de evaporación y la utilización de colas como material de construcción. Las áreas con condiciones climatológicas extremadamente frías influyen en el proceso de descarga pues existe la posibilidad de congelamiento de la pulpa durante el transporte. Esto deberá minimizarse aislando la tubería, efectuando la descarga en un solo punto, calentando la pulpa, o mediante otro método adecuado. La construcción del dique es en muchos casos programada para que ocurra durante los meses secos del año, especialmente cuando se adopta el método de construcción aguas arriba o cuando se requiere excavar suelos y/o compactar el material. Si existiese la posibilidad de grandes avenidas frecuentes, esto impondrá medidas especiales de control de agua que incluyen la derivación de la escorrentía, la provisión De suficiente almacenamiento para el agua en la superficie de la PDC sin que se comprometa la estabilidad, monitoreo específico y requerimientos de inspección. El efecto de fuertes tormentas, si fuesen típicas en el área del proyecto, debe ser considerado cuando se planifique el cierre de una PDC para evitar los potenciales problemas de erosión o las fallas catastróficas del dique por desborde. Los anteriores son tan solo algunos ejemplos de los efectos del clima en diversos aspectos del planeamiento, diseño, operación y cierre de una PDC. Como se menciona más adelante en este documento, la información de precipitaciones y evaporación son componentes importantes para el estudio del balance de agua para la operación de la PDC. Las condiciones climáticas y meteorológicas son consideraciones importantes para el diseño de una PDC. El clima en Bolivia varía de tropical en las llanuras, a polar en las partes altas de los Andes. En general, la temperatura a lo largo del país está relacionada a la altura. Los rangos de temperatura promedio estacional son menores que los rangos promedio diurnos. Los meses más fríos son Junio/Julio y el más caluroso Noviembre. Las precipitaciones se concentran en el verano, de Noviembre a Marzo. La precipitación anual disminuye de Norte a Sur.
La alta meseta del Altiplano, que cubre alrededor de 10 por ciento del total del territorio Boliviano, tiene un clima relativamente frío, con un promedio de temperatura anual de 10°C. La precipitación total llega a aproximadamente a 700 mm en las orillas del Lago Titicaca, que es tan grande y profundo que ejerce un efecto moderador marino en el clima del norte del Altiplano. La precipitación anual en las partes áridas del Sur de la meseta podría ser menor que 125 mm. La serie de valles y quebradas fértiles en las laderas orientales de la Cordillera Oriental, llamadas Yungas, tiene un clima considerablemente más cálido debido a su menor altura sobre el nivel del mar. Al Norte, los Yungas tienen un clima subtropical húmedo con una precipitación anual de aproximadamente 1,250 mm y una temperatura media anual de 23°C. La precipitación, la humedad y la temperatura disminuyen hacia el Sur. Al Sur, los Yungas se caracterizan por una temperatura anual media de 20QC y 450 mm de precipitación al año. Al Norte las llanuras tienen un clima tropical húmedo con temperatura alta durante todo el año, alta humedad y fuertes precipitaciones. La zona baja central tiene un clima tropical húmedo a seco, con una temporada de lluvias marcada de Octubre hasta Abril. La zona Sur-Este de la llanura tiene clima semitropical y semiárido. Existen condiciones húmedas y calurosas desde Enero a Marzo, el resto del año es seco con días calurosos y noches frías. Para diseñar una PDC estructural y ambientalmente segura, es crítico evaluar las condiciones climáticas. Las condiciones climáticas específicas del lugar deben ser investigadas y consideradas en el planeamiento de una PDC. Se debe además llevar un registro de la precipitación, temperatura, evaporación, dirección y velocidad del viento a lo largo de la vida de la PDC.
8.6 Aspectos Socioeconómicos y Culturales Una PDC puede afectar a las poblaciones locales, positiva o negativamente, de diversas formas: económica, política, social, cultural, etc. Es importante proveer un resumen detallado de las condiciones socioeconómicas y culturales del área, mediante un estudio de línea base, antes del desarrollo de una PDC. Empleando la información colectada durante el estudio de línea base, el proyectista podría tomar las precauciones necesarias para limitar los impactos socioeconómicos y culturales negativos mientras desarrolla una PDC. El estudio de línea base por lo general incluye dentro de las características demográficas, o de población, la población total del área, concentraciones altas de población en la región, el crecimiento anual de la población para el área, y el porcentaje de la población que reside en la zona con respecto a la población total del país. Adicionalmente, las características demográficas de la población local incluyen información tal como: migración, analfabetismo, religión, sexo, distribución de edades, raza, mortalidad, salud, educación, producto bruto interno regional (PBIR), población económicamente activa (PEA), desempleo, fuerza laboral, empleos relacionados a la industria, y actitud local hacia el proyecto. Estos estudios demográficos proveen un entendimiento amplio de como la población local y el ambiente humano local funciona antes del desarrollo de una PDC. Otros factores importantes en la caracterización del ambiente socioeconómico incluyen la estructura del gobierno local, economía
política, asuntos políticos locales, regionales, y nacionales y el desarrollo de la infraestructura. La combinación de todos estos factores permiten describir a la población local y proveer un contexto dentro del cual existirá el proyecto. Para complementar estas medidas cuantitativas y descripciones del ambiente socioeconómico, es también necesario incluir un análisis cualitativo. El aspecto cualitativo del ambiente socioeconómico es formulado a través de la inclusión de la opinión pública. Los métodos utilizados para obtener opiniones públicas incluyen encuestas, consultas públicas, entrevistas, etc. La inclusión de la opinión pública dentro de los aspectos socioeconómicos de la línea base es importante para describir los sentimientos y actitudes de la población respecto del desarrollo del proyecto presentándoles un foro donde ellos puedan exponer sus preocupaciones. De todo esto, se puede compilar una descripción compuesta del ambiente socioeconómico. En correlación con la identificación del ambiente humano del lugar del proyecto, es necesario también ubicar y evaluar recursos culturales dentro del área. La información acerca de lugares históricos y arqueológicos se puede obtener del gobierno local y/o de grupos dedicados a catalogarlos. Si estas facilidades no existiesen en el área, un arqueólogo puede realizar la inspección del lugar y efectuar un inventario de los recursos culturales existentes dentro del área. Ejemplos de recursos culturales pueden variar desde ruinas antiguas, refugios en roca, cementerios, y edificios históricos hasta restos y herramientas. El principal objetivo es registrar el número de lugares arqueológicos encontrados dentro del área del proyecto y su valor histórico para la comunidad local y para el patrimonio de la nación. Una lista de los lugares arqueológicos y el total de los recursos culturales encontrados deberán estar incluidos dentro del estudio de línea base. La identificación de los recursos culturales e históricos es necesaria para preservar la herencia cultural del área. En el pasado, muchos recursos culturales se perdieron por el solo hecho de poner énfasis en el crecimiento sobre la preservación. Internacionalmente, el énfasis ahora esta dirigida hacia una mayor preservación de los recursos históricos y culturales, así como a la inclusión de la población local en la toma de decisiones respecto a estos recursos.
9.0 Selección del Lugar La selección del lugar para una nueva PDC involucra la consideración de muchos factores y representa un reto balancear los aspectos sociales, ambientales, económicos, y de ingeniería. La selección del lugar es parte del proceso de diseño de una PDC. La selección del lugar se debe llevar a cabo una vez que se haya realizado una evaluación de los lugares y la información respecto a las propiedades y la generación de las colas estén disponibles, para poder contar con un entendimiento del almacenamiento requerido y con el Criterio de Selección del Lugar. El criterio de selección del lugar debe incluir las consideraciones de todos los factores establecidos durante el estudio de evaluación de la zona, las leyes y regulaciones aplicables, las consultas públicas, y los requerimientos específicos del proyecto. A continuación se lista los factores principales que se deben tomar en cuenta al seleccionar un lugar para una PDC: !
Estética: Visibilidad, prominencia y proximidad al público.
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Usos del Terreno: Propiedad; potencial de mineralización; uso agrícola; usos
económicos del terreno; proximidad a
comunidades; importancia cultural y patrimonial; valor del paisaje, histórico, o arqueológico; áreas naturales protegidas; áreas de recreación; caminos u otras instalaciones públicas y área a perturbar.
Ecología: Ecosistema único o sensible, especies en peligro de extinción, habitat y calidad de vida silvestre y tipos de vegetación.
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Potencial de Infiltración: Tipos de suelo y roca subyacentes; ubicación del agua subterránea, calidad y uso; calidad del
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agua superficial; proximidad a ríos y corrientes perennes y planicies de inundación.
Aguas Superficiales: Derivación de aguas naturales, tamaño del área de la cuenca, calidad de la escorrentía, potencial
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de erosión, planicies de inundación, plan de cierre y proximidad a otras fuentes de agua.
Emisiones de Polvo: Exposición a vientos prevalecientes, velocidad del viento, superficie de la presa, proximidad a
•
áreas pobladas, áreas con infraestructura productiva, y áreas de producción agrícola.
Estabilidad: Valles empinados, fallas activas, deslizamientos, condiciones de la fundación, hidrología, sismicidad,
•
proximidad al tajo abierto o a los trabajos subterráneos, altura del dique y configuración.
Operación: Capacidad de almacenamiento, capacidad de expansión, distancia y accesibilidad desde la planta, diferencia en elevación hasta la planta, opciones de disposición, disponibilidad de materiales de construcción y de rehabilitación, •
y factibilidad técnica.
Costo de Desarrollo: Costos preliminares de construcción, operación y rehabilitación incluyendo medidas de protección
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ambiental.
Costos de Cierre: Plan de trabajo para el cierre, remediación y rehabilitación del área de la PDC antes de la selección
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específica del lugar.
9.1
Procedimiento para la Selección del Lugar
El método para la selección del lugar depende de los requerimientos regúlatenos, la magnitud del proyecto, la sensibilidad ambiental del área, la naturaleza de los residuos sólidos y la percepción de la gente afectada por la instalación. Para una operación grande, un estudio de selección del lugar, formal y detallado, puede llevarse a cabo empleando un Análisis de Cuentas Múltiples (ACM) o algo similar. Un ACM permite la comparación de los posibles impactos que cada alternativa seleccionada puede tener. Se lleva a cabo en una serie de pasos y produce un puntaje de acuerdo al mérito de cada alternativa considerada. La alternativa con el mayor puntaje en las cuentas múltiples es seleccionada como la más favorable. El ACM debe ser efectuado por personas adecuadamente calificadas y con experiencia.
Las operaciones más pequeñas puede ser que no requieran un estudio de selección de lugar tan detallado como el descrito arriba. Se podría adoptar un enfoque simplificado preparando listas de elementos para cada alternativa de lugar, evaluar los posibles efectos que podrían tener en las personas y el ambiente y su costo asociado. Esta evaluación puede involucrar descripciones cualitativas (muy bueno, bueno, moderado, pobre) y un puntaje o evaluación semicuantitativa mediante la asignación de números relacionados con la probabilidad y magnitud de cada posible falla. Con mayor frecuencia el procedimiento de la selección de lugar consiste de dos fases: evaluación y selección preliminar, e investigaciones de detalle y selección final. Cada fase esta compuesta por un número de pasos:
9.1.1 Fase 1 Evaluación y Selección Preliminar Descarte de Lugares. Se examinarán los mapas disponibles del área, conjuntamente con la información de límites de !
propiedades, caminos y servicios, casas y otras estructuras, lugares culturales y arqueológicos, y uso actual de la tierra. Las áreas que sean obviamente inadecuadas deberán excluirse de mayores consideraciones. La extensión del área a evaluar se puede reducir considerando la distancia y elevación de las posibles ubicaciones respecto a la planta. Como regla general, se deben considerar áreas hasta una distancia de unos 10 Km. de la planta. Es también deseable que la presa se ubique a una elevación por debajo de la planta para minimizar costos de bombeo de la pulpa. Una pendiente de varios grados hacia abajo en promedio es por lo general adecuada. Una gradiente muy pronunciada puede requerir el uso de cámaras de disipación de energía en la línea de conducción de las colas y también puede incrementar los costos de bombeo del agua recuperada de la poza de la PDC hacia la planta. Se debe considerar la ubicación del lugar con respecto a pueblos, caseríos, u otras comunidades y las posibles consecuencias de una falla de gran escala. Cualquier impacto ambiental adverso a la comunidad deberá ser identificado y se deberá plantear un método de mitigación.
Identificación del Lugar. Son examinadas las áreas no excluidas por el descarte de lugares, y son identificados aquellos lugares donde se pueda construir un embalse. La capacidad de los lugares identificados deberá ser considerada en el proceso. Las ubicaciones que sean muy pequeñas como para almacenar el volumen requerido de colas se excluyen en esta etapa. !
Evaluación del Lugar. Una PDC se esquematiza para cada lugar identificado. Se colecta toda información que permita estimar los costos y analizar el riesgo.
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Análisis del Lugar. Varias técnicas de análisis de riesgo se emplean en esta etapa para identificar todos los posibles riesgos asociados con cada una de las alternativas, para calificarlas. Algunos de los componentes más
importantes en el análisis del lugar son el peligro ambiental y el riesgo de mortalidad. !
Análisis de Costos. Para cada diseño de la PDC esquematizado, se estima un costo de construcción, operación y rehabilitación, preliminar. Solo los componentes de mayor costo son considerados en esta etapa con la finalidad de comparar los costos para cada alternativa.
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Comparación de los Lugares. El resumen de los resultados del análisis de los lugares se presenta en una tabla, juntamente con sus costos. Entonces, uno o más lugares se seleccionan para estudios más detallados. Los criterios principales de selección en esta etapa son la mayor seguridad, el menor costo, y el menor impacto ambiental.
9.1.2 Fase 2 Investigación Detallada Los lugares seleccionados en la Fase 1 se estudian ahora en mayor detalle. Se requiere colectar la siguiente información para completar la segunda fase y es parte de los requisitos para obtener una licencia ambiental para una gran PDC nueva: !
Mapas topográficos de los lugares seleccionados a una escala adecuada y con el detalle apropiado.
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Estudios hidrológicos e hidrogeológicos
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Investigación geotécnica para identificar los tipos y las propiedades de los suelos y rocas presentes en la cuenca de la PDC, y en la fundación del dique, y la disponibilidad de materiales de construcción.
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Estudios geoquímicos
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Estudio de Impacto Ambiental
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Diseño conceptual de la PDC y estimación de costos.
Si se selecciona más de una alternativa en la Fase 1, los elementos principales del estudio de calificación de la Fase 1 se repetirán para identificar el lugar preferido.
10.0 Elementos de Diseño La estrategia de diseño de una PDC se enfoca en la producción de un diseño balanceado que tome en cuenta todos los riesgos operacionales, técnicos y ambientales. Los elementos principales de diseño - tipo de almacenamiento, método de construcción del dique, método de disposición, y manejo del agua - son identificados generalmente durante el proceso de selección del lugar para facilitar el proceso de evaluación de costos y peligros. Como parte de todo el manejo de una PDC (Figura 4), el diseño de una PDC es por lo general un proceso iterativo. El diseño de una PDC busca un enfoque óptimo para el almacenamiento de colas en cualquier momento. Las especificaciones de diseño deben reflejar los desarrollos más recientes en el almacenamiento de las colas y los cambios en las condiciones específicas del proyecto, en la economía y los aspectos sociales.
10.1 Tipo de Almacenamiento Los tipos de PDC pueden subdividirse en un número de categorías diferentes dependiendo del método de disposición, manejo de agua, método de construcción, y ubicación del almacenamiento (superficie o subterráneo). En esta guía, dos tipos principales de PDC se distinguen: instalaciones con dique e instalaciones sin dique.
10.1.1 Instalaciones con el Dique Las instalaciones con el dique son el tipo más común de PDC. Las colas son almacenadas en una presa detrás de un dique diseñado. El dique puede ser construido con colas o con material de préstamo adecuado, dependiendo de las condiciones específicas del proyecto. El dique de una PDC puede subdividirse en varias categorías de acuerdo a la disposición de la presa.
10.1.1.1 Dique en Anillo Este tipo de PDC es el que mejor se aplica a terrenos planos. Debido a que todos los lados deben están cerrados, requiere una gran cantidad de material de construcción para el dique. Por esta razón, generalmente se emplea el método de construcción aguas arriba, que requiere la menor cantidad de material. El dique puede ser construido con residuos sólidos de la mina, material de préstamo adecuado, o colas. En climas secos, es práctica común el usar colas para la construcción de los diques de una PDC. En esos casos, se debe considerar la necesidad de atrapar las colas erosionadas en los taludes mediante pozas de sedimentos o trampas; o cubrir la superficie de los taludes con material de protección contra la erosión. Una re-vegetación continua de los taludes es empleada en muchos casos, esto reduce la erosión y permite integrar la instalación al ambiente natural. Los diques en anillo de PDC por lo general están rodeados de canales de derivación de agua superficial para evitar la erosión, que puede comprometer la estabilidad del dique y resultar en la contaminación de las aguas superficiales. Una de las ventajas de un dique en anillo es que la precipitación acumulada se limita a la precipitación que cae directamente sobre la superficie de la presa. Por ello se debe prever un bordo libre suficiente para contener la precipitación de diseño y evitar el desborde. Un aspecto importante en el manejo de presas con diques en anillo es el control de la poza de agua y el nivel freático. La instalación de drenes en el pie del talud del dique aguas arriba, es práctica común. Si el espacio disponible lo permite, el dique en anillo de una PDC se configura con una geometría regular (p.e., circular o cuadrado). Esto mejora la estabilidad, la disposición y el manejo de aguas. En la Figura 8A, se ilustra un dique en anillo típico de una PDC.
10.1.1.2
Embalse en Ladera
Un embalse o PDC en ladera se ¡lustra en la Figura 8b. Este tipo de embalse requiere la construcción del dique en dos o tres lados. Generalmente se usa cuando no existe un sitio apropiado para un embalse a través del valle y cuando las pendientes de las laderas son menores a 10 por ciento. Muchos de los aspectos que se discuten con relación a los embalses en anillo y a través del valle tienen que ser considerados cuando se diseña una PDC en ladera. Es de particular importancia la relación entre el volumen del dique y el volumen de almacenamiento para asegurar que el diseño sea costo-efectivo.
10.1.1.3 Embalse a través del Valle La PDC a través del valle se confina mediante un dique que se extiende de un estribo del valle hasta el otro (Figura 9). Este tipo de PDC es el preferido debido a la pequeña relación volumen del dique versus volumen de almacenamiento de colas. Algunos de los puntos más importantes que necesitan ser considerados cuando se diseña una PDC a través del valle son: !
Ubicación de la presa cerca de la cabecera de la cuenca de drenaje para minimizar la capacidad de almacenamiento y los flujos de inundación.
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Derivación de los cursos de agua naturales hacia el curso natural del río aguas abajo en la cuenca, sin que se contamine.
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Previsión del manejo de aguas superficiales, al cierre.
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Previsión para reducir la infiltración. Comúnmente los fondos de valle están revestidos por material aluvial permeable y/o tienen niveles de agua subterránea naturales, altos.
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Estabilidad del dique y el posible efecto de una falla sobre las personas, el ambiente y la propiedad ubicada aguas abajo de la instalación.
10.1.2 Instalaciones sin el Dique Como el nombre lo indica, estas facilidades no requieren de la construcción de un dique. Instalaciones que no requieren de un dique incluyen: relleno de tajos, relleno de lagos, y relleno subterráneo. La no-necesidad del diseño de un dique hace de estas instalaciones una alternativa menos costosa comparada con las convencionales. Sin embargo, existe un número de problemas potenciales que requieren ser considerados cuando se selecciona una opción sin dique. Estos problemas se discuten para los casos más comunes de instalaciones sin dique.
10.1.2.1 Disposición dentro de un Tajo Este tipo de PDC es posible cuando un tajo trabajado está disponible para la disposición de colas. La mayor ventaja de disponer las colas dentro de un tajo son su bajo costo (sin dique y un sistema de descarga sencillo), bajo riesgo de una falla física, y la no perturbación de terreno adicional. Las desventajas pueden incluir la infiltración y contaminación del agua subterránea y la necesidad de un sistema de drenaje y sistema de coberturas costosos. La pequeña área superficial del tajo resulta en un velocidad de llenado rápido de los sólidos en el tajo y en muchos casos resulta en una disposición subacuática. Esto conduce a una muy pobre consolidación de las colas y una baja resistencia, que hace muy difícil la rehabilitación de la superficie. Si el plan de cierre requiere que las colas se mantengan en un sistema subacuático, la disposición dentro de un tajo puede ser apropiada si el riesgo de contaminación del agua subterránea se encuentra dentro de los límites aceptables. Este tipo de disposición dentro del tajo compromete futuras expansiones del tajo o de labores subterráneas cercanas al tajo.
10.1.2.2
Disposición Subterránea
El principal objetivo al depositar las colas en las excavaciones subterráneas es el de mejorar la estabilidad de las labores y/o reducir el volumen de colas que requieren ser almacenadas en superficie. Si el propósito es estabilizar las labores, se debe separar la
fracción gruesa para la disposición subterránea y proporcionar un drenaje que asegure que las colas depositadas ganarán suficiente resistencia dentro del período de tiempo requerido. La disposición del total de las colas en muchos casos requerirá un tiempo extenso para lograr la resistencia deseada. Una alternativa es agregar material cementante a las colas que acelere el proceso de aumento de resistencia. Reducir la cantidad de agua en las colas para producir una pasta es otro método utilizado para disponer las colas en excavaciones subterráneas. No importa como se disponga las colas en excavaciones subterráneas, la disposición en superficie no puede eliminarse aunque se puede reducir significativamente. La diferencia en densidad entre las colas y la de la roca excavada, implica que solo entre una mitad a dos tercios de las colas producidas pueden acomodarse en excavaciones subterráneas. Cuando se planifica una disposición subterránea de colas, el potencial de generación de ácido (PCA) de las colas y las condiciones bajo las cuales serán almacenadas a largo plazo deben ser investigadas. También hay que considerar la pérdida de flexibilidad en las operaciones mineras como resultado del relleno con colas.
10.1.2.3
Disposición en Lagunas
La disposición de colas en lagunas (y submarina) ha sido implementada por varias minas alrededor del mundo. La principal razón para seleccionar este método ha sido las restricciones particulares del lugar, tales como alto riesgo sísmico, fuertes precipitaciones, o presiones por el uso de la tierra. Los requerimientos para el diseño de una disposición en laguna incluyen: la disponibilidad de aguas profundas (más de 50 metros) para evitar contaminación de las aguas superficiales que son biológicamente productivas y sensibles; que las colas tengan una granulometría suficientemente gruesa o sean floculadas para que se sedimenten rápidamente; y que la composición química sea relativamente inocua. Por lo general, la disposición en lagunas es considerada tan solo como un último recurso y en lo posible debe evitarse.
10.2 Métodos de Construcción de Diques Para construir los diques de una PDC, se pueden emplear varios métodos de construcción. La diferencia entre un dique de una presa de colas y un dique para retener agua es que el de una PDC es construido por un proceso continuo y depende de la velocidad de producción de la mina. A menos que la altura final sea baja (<5 metros), o existan algunos requerimientos específicos del proyecto, la construcción del dique se realiza por etapas a lo largo de la vida de la presa. El dique de una PDC puede ser construido dependiendo del método seleccionado y del material disponible: residuos sólidos de mina (desmonte), material de préstamo, colas colocadas hidráulicamente, o colas cicloneadas. Los tres métodos principales de construcción de la presa son aguas arriba, aguas abajo y línea central.
10.2.1 Método Aguas Arriba El método de construcción aguas arriba consiste en avanzar la cresta del dique aguas arriba mediante la construcción periódica de un pequeño incremento en altura inmediatamente aguas arriba del dique anterior. Los incrementos son levantados sobre las colas previamente depositadas. La estabilidad del dique dependerá de la resistencia al corte de las colas subyacentes. Para la construcción del dique aguas arriba, se utilizan tres métodos principales:
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Descarga por Grifos (Spigot). Se construye un pequeño dique inicial (dique de arranque) y las colas se descargan periféricamente desde su cresta para formar una playa. La playa entonces se convierte en la fundación del crecimiento subsecuente del dique. Algunos de los factores que contribuyen a la creación de una playa resistente son: colas con buenas características de consolidación, un adecuado drenaje que facilite el secado de las colas, mantener la poza alejada del dique, descarga controlada que permita una buena segregación a lo largo de la playa y sedimentar las partículas gruesas cerca del dique. Para construir los crecimientos subsecuentes del dique, se puede emplear colas, residuos sólidos de mina (desmonte), o material de préstamo. El diseño del talud del dique variará de acuerdo con las propiedades de soporte de las colas, la altura esperada de la superficie freática, las condiciones de la fundación, y la sismicidad del área. Un ejemplo de una construcción típica del dique aguas arriba empleando el método de grifos (spigots) para la descarga se presenta en la Figura 10.
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Hidrociclón. Este método de construcción de dique aguas arriba se muestra en la Figura 11a. La fracción gruesa de las colas, o "underflow", es separada por los hidrociclones y depositada para formar la zona externa y estructural del dique. Se pueden emplear grifos (spigots) para depositar la fracción gruesa de las colas en el dique.
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Se debe proveer un adecuado drenaje para asegurar que las colas en la zona estructural estén drenados y tenga suficiente resistencia. La fracción fina de las colas (llamadas finos o lamas) es descargada como "overflow" del hidro-ciclón. Es importante demostrar que el material menos grueso es capaz de proveer el soporte adecuado al talud de la fracción gruesa.
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Método de Cercos (Paddock). Este método se fundamenta en el drenaje y desecación de capas delgadas de colas depositadas. Los cercos se forman mediante montículos de material depositado a mano o mediante equipo liviano. Las colas son descargadas dentro de los cercos durante el día. El agua en exceso y las colas son decantadas de las colas depositadas hacia el interior del dique. La profundidad de las nuevas colas depositadas dentro del cerco se controla cuidadosamente. Luego el cerco se deja drenar y secar hasta que la resistencia requerida se alcance mientras se llenan los cercos contiguos. Durante la noche, el total de las colas se descarga al interior del embalse. Las limitaciones de este método son el bajo nivel de crecimiento requerido para adecuarse a las condiciones climáticas, la poca capacidad de almacenamiento de agua, y el procedimiento intenso en mano de obra. Estas restricciones hacen que el método de cercos (paddock) pueda ser usado satisfactoriamente en climas áridos, y donde las condiciones económicas permitan la presencia de una gran cantidad de trabajadores. Un ejemplo del método de construcción de un cerco (paddock) se muestra en la Figura 12.
En general, la principal ventaja del método de construcción aguas arriba es el bajo cos-to asociado con el volumen reducido de material en el dique. Sin embargo, requiere un nivel alto de destreza del operador y un manejo apropiado para asegurar la estabilidad del dique. El método de construcción aguas arriba no es recomendado para zonas con alto riesgo sísmico debido al alto riesgo de licuefacción de las colas.
10.2.2 Método Aguas Abajo El método de construcción aguas abajo involucra mover la cresta del dique progresivamente aguas abajo a medida que el dique crece en altura. En muchos casos, el dique se construye por etapas de acuerdo con la razón de producción de la mina y las necesidades de almacenamiento. En raras ocasiones, donde las condiciones específicas lo requieran, el dique se construye hasta su altura final de diseño antes de iniciar la operación de la PDC. Para su construcción se puede emplear como material, residuos sólidos de mina (desmonte) cuidadosamente seleccionados, material de préstamo importado, o la fracción gruesa de las colas. La configuración del dique debe ser diseñada adecuadamente por ingenieros para las condiciones específicas del proyecto. Si el agua será embalsada contra el dique por un periodo de tiempo largo antes de ser parcial o totalmente remplazada por las colas depositadas, el dique debe ser diseñado como un dique zonificado convencional empleando material de relleno seleccionado. La fundación y la porción de la barrera de agua en el dique deberán ser capaces de controlar el paso de agua para asegurar una protección ambiental y estabilidad del dique. Un núcleo impermeable inclinado o vertical de espesor variable puede ser utilizado para que selle el dique. Se debe proveer un drenaje adecuado mediante un dren horizontal o en chimenea que di-sipe la presión de poro generada dentro de la presa. Un ejemplo típico de una construcción por etapas de un dique aguas abajo se muestra en la Figura 1 3a. Si las colas depositadas yacen cerca o encima del nivel de la poza, el núcleo impermeable puede ser colocado en la cara aguas arriba del dique. Las colas depositadas protegerán el núcleo de la erosión, cuarteo y de las condiciones críticas de desaguado rápido. Las colas también actuaran junto con el núcleo de baja permeabilidad aislando la zona estructural del dique y la fundación, del agua almacenada. Un dique aguas abajo con un núcleo impermeable en el talud aguas arriba se presenta en la Figura 13b. En los casos que se emplee el método de descarga sub aérea y la descarga se efectúa solo desde el dique, la construcción de una zona de baja permeabilidad puede no ser necesaria. Generalmente, se usa un filtro en la cara aguas arriba del dique para proporcionar drenaje a las colas y acelerar la consolidación. Se espera que el material fino depositado contra el dique forme una zona de baja permeabilidad. Una barrera impermeable puede que sea necesaria tan solo en las etapas iniciales del desarrollo de una PDC cuando la playa de colas no esta desarrollada y la poza se encuentra contra el dique. Emplear las colas como material de construcción de un dique puede ser una alternativa costo-efectivo. En la Figura 11b se muestra un ejemplo de la construcción de un dique aguas abajo empleando hidrociclones. La fracción gruesa de las colas, o "underflow", es utilizada para formar la zona estructural del dique. Un adecuado drenaje deberá colocarse de tal manera que las colas estén bien drenadas y consolidadas. La estabilidad del dique y el riesgo de licuefacción debe ser evaluada apropiadamente e implementarse las medidas adecuadas para asegurar la estabilidad del dique. El método de construcción del dique aguas abajo involucra gran cantidad de material para el dique. La relación entre el volumen del dique y la capacidad de almacenamiento es generalmente alta, lo que incrementa el costo de la PDC. La construcción aguas abajo se emplea normalmente cuando:
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Las colas son extremadamente débiles y no pueden proveer adecuado soporte para una construcción mediante el método aguas arriba o línea central.
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La poza de agua se apoya en la presa.
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Las condiciones del clima son severas.
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El área es altamente sísmica.
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Las colas son extremadamente tóxicas y presentan un gran riesgo ambiental.
10.2.3
Método de Línea Central
En la construcción de línea central, la cresta del dique permanece en el centro del dique de arranque en los crecimientos sucesivos. El método es, en muchos aspectos, una conciliación entre los métodos aguas arriba y aguas abajo. La construcción de un dique de línea central se inicia con la construcción de un dique de arranque desde donde las colas son esparcidas para formar una playa. Los crecimientos subsecuentes del dique están parcialmente soportados en la playa de colas y en la sección aguas abajo del crecimiento previo. La Figura 14a muestra la configuración típica de un dique de línea central. Para la construcción del dique se puede emplear como material residuos sólidos de mina (desmontes), material de préstamo importado, o la fracción gruesa de las colas. Un ejemplo de una construcción de línea central empleando las arenas cicloneadas se muestra en al Figura 14b. Lo apropiado y relación de costoefectivo depende de la disponibilidad de suficiente material grueso en las colas de tal manera que se pueda obtener la separación deseada entre el "underflow" y el "overflow". El grado de compactación y el tipo de drenaje requerido están en función de las propiedades de las colas cicloneadas. El método de línea central requiere que la poza de decantación permanezca alejada del dique. Sin embargo, tan solo parte del dique se apoya en las colas, y los requerimientos con respecto a la distancia de la poza y la resistencia de soporte de las colas no necesitan ser tan estrictos como para el caso del método aguas arriba. Para minimizar el desarrollo de presión de poro dentro del dique y asegurar su estabilidad, generalmente se diseñan filtros de drenado. La ventaja principal de la construcción de línea central en comparación con la construcción aguas abajo, es que el volumen requerido de material de relleno es significativamente menor. Las ventajas del método de línea central en comparación con la construcción aguas arriba son el menor riesgo de falla, mejor resistencia sísmica, y menores restricciones operativas.
10.2.4
Otros Métodos
Aparte de los principales métodos de construcción de diques descritos en las secciones anteriores, una serie de métodos alternativos han sido utilizados, los cuales involucran modificaciones o combinaciones de los métodos principales anteriormente descritos. El método de línea central modificada ha sido implementado satisfactoriamente para PDC, en muchas minas. Sus características principales son:
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No se construye en la cara aguas abajo para los crecimientos sucesivos, así el volumen de relleno se reduce.
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La estabilidad del dique se basa en el ancho del relleno a cualquier elevación y es independiente de la resistencia de las colas.
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Se espera que el dique sea estable bajo condiciones sísmicas aún en el caso que las colas se licuen
Un ejemplo de dique construido empleando el método de línea central modificado se muestra en la Figura 15a. Ya se ha mencionado que el diseño de una PDC es un proceso iterativo. Cualquier cambio en el ambiente de la mina debe ser reflejado en el diseño para obtener la solución óptima en términos de riesgo y costo. La construcción de un dique mixto puede comenzar con la construcción de una estructura relativamente alta para retener agua, luego continuar con la construcción aguas abajo y finalmente cambiar a construcción aguas arriba dependiendo de las condiciones y requerimientos de la operación. La estabilidad del dique y cualquier efecto adverso al ambiente debe ser evaluada para la configuración seleccionada. La Figura 15b ¡lustra una PDC con una construcción mixta.
10.3 Métodos de Descarga La selección del método de descarga de colas es parte de todo el proceso iterativo de diseño y manejo de una PDC. El método de descarga de las colas y el procedimiento operacional resultan en acumulaciones con ingeniería y propiedades geoquímicas sustancialmente diferentes. Se requiere un buen entendimiento del efecto que tienen en las propiedades de las colas depositadas, los diferentes métodos de descarga disponibles, para lograr los objetivos de estabilidad y protección ambiental.
10.3.1 Descarga Sub-aérea El método de descarga sub-aérea consta de la rotación sistemática de la descarga de las colas en capas delgadas. Se deja que cada capa se sedimente, se drene, y se seque parcialmente al aire antes de colocar una nueva capa. La pulpa es transportada desde la planta por una tubería y descargada en la PDC periféricamente desde el dique. Dependiendo del resultado deseado, la pulpa se puede depositar mediante grifos (spigots), descarga desde el extremo de la tubería, barras esparcidoras, o mediante ciclones. Las colas depositadas generalmente forman una playa de pendiente suave. La segregación de las partículas de las colas a lo largo de la playa y la pendiente de la playa pueden variar considerablemente dependiendo de las propiedades de las colas, el porcentaje de sólidos de la pulpa, y de la energía del flujo de descarga. Una vez que las partículas de las colas se han sedimentado, a lo largo de la playa, el agua es liberada y corre por la playa para formar una poza. Como resultado de la segregación por la playa, las partículas más gruesas se asientan cerca del dique y crean una zona de mayor resistencia al corte. Las partículas más finas son arrastradas hacia la poza. El control del tamaño de la poza y del proceso de descarga son importantes para que la implementación del método sea un éxito. En general, la técnica sub-aérea resulta en un depósito drenado, consolidado de colas en capas que es relativamente simple de cerrar cubriéndolo con un sistema de cobertura diseñado adecuadamente y construyendo un sistema de control de escorrentía.
La generación de polvo durante la operación y la infiltración durante la operación y después de la operación, pueden ser un problema. Estos aspectos deben ser considerados como parte del manejo general de la PDC. La descarga sub-aérea es un prerrequisito para el uso de los métodos de construcción de diques aguas arriba y línea central.
10.3.2 Descarga Subacuática Como el nombre lo indica, la descarga subacuática es un método de descarga de las colas debajo del agua. Como la descarga se hace debajo del agua, la consolidación de las capas de las colas se debe tan solo a la carga de las capas de encima, dando como resultado un depósito de baja densidad y por lo general no consolidado en las capas superiores. Estos depósitos son por lo general altamente compresibles y tienen baja permeabilidad. Si en cualquier etapa de la vida de la PDC existiese una caída en el nivel del agua y un consiguiente secado, las colas estarían sujetas a consolidación y asentamientos. Debido a los requerimientos para almacenar agua y a los problemas de estabilidad, cuando se use el método de disposición subacuática, se debe adoptar la construcción de la presa por el método aguas abajo. Si hay agua disponible continuamente, la alternativa preferida de disposición es la subacuática, cuando existe el riesgo de producir acidez o materiales tóxicos debido a la oxidación, o si la naturaleza tóxica de las colas requiere prevenir la migración del polvo. La colocación de las colas reactivas bajo agua provee un ambiente geoquímico estable y es una de las alternativas de prevenir la formación de drenaje ácido de roca. Sin embargo, implementar el método en áreas donde el agua es deficitaria y particularmente en áreas con problemas de almacenamiento de agua podría ser difícil de justificar.
10.3.3 Otros Métodos de Descarga y Disposición Aparte de los métodos comunes de disposición, un número de alternativas han sido implementadas satisfactoriamente durante las últimas décadas. La creciente necesidad de limitar el consumo de agua, asuntos de carácter ambiental y las mejoras en la tecnología hacen que algunos de los nuevos métodos sean seleccionados.
10.3.3.1
Descarga Central Espesada (DCE)
La DCE consiste en espesar la pulpa de colas a un mayor porcentaje de sólidos que en cualquier otro caso sería necesario y luego aprovechar la ventaja de las pendientes naturales más empinadas de la playa que forma la descarga sub-aérea de las colas para crear una pila con forma cónica. Es de primordial importancia el espesar la pulpa para lograr colas que no se segregan para obtener el más eficiente perfil cónico de la playa (comparada con la playa cóncava convencional que forma la descarga sub-aérea). Como la pulpa ha sido espesada, solo una pequeña cantidad de agua corre hacia la poza de agua de colas. El potencial de infiltración también se reduce. Se reduce o elimina la necesidad de estructuras de contención lo que se traduce en un ahorro considerable. Los costos operativos también se reducen significativamente, ya que no hay necesidad de los crecimientos periódicos y la reubicación de la línea de conducción de las colas. El perfil final se protege asimismo de las precipitaciones y es muy probable que se funda con la topografía de los alrededores. Los taludes suaves son estables y resistentes a la erosión. Las desventajas de una DCE son la necesidad de un área extensa si no se consideran diques, mayores costos de rehabilitación; los
costos de la instalación y operación de un espesador; la necesidad de derivaciones y drenes alrededor de la instalación para evitar la erosión del pie, y la posible contaminación de la escorrentía. Una ilustración del método DCE se muestra en la Figura 16.
10.3.3.2 Disposición en Pasta La disposición en pasta de las colas se refiere a la descarga de las colas como una mezcla desaguada (semi-seca), que no se segregan, y que son posibles de ser bombeadas. Se han aplicado principalmente como relleno estructural en minas subterráneas y para relleno de labores abandonadas. El concepto de disposición en pasta, en superficie, fue estudiado durante los años 70. Hasta el momento, tan solo se han aplicado en algunas operaciones de pequeña escala debido a las dificultades técnicas, los costos de lograr el suficiente desaguado de la pulpa y en el tema del transporte de la pasta. El método de disposición en pasta es considerado como una potencial respuesta a una serie de problemas ambientales que afronta la industria minera. Sus ventajas ambientales incluyen el bajo potencial de infiltración, menor consumo de agua debido al reciclaje, y la posibilidad de modificar fácilmente la geoquímica de la pasta para reducir o neutralizar la generación de ácido o movilización de los metales liberados y cianuro.
10.3.3.3 Co-disposición La co-disposición es el proceso de disposición combinada de gruesos residuos sólidos y colas, el cual ha sido utilizado por un gran número de minas de carbón en todo el mundo. Este proceso de lavado del carbón para reunir las especificaciones del mercado da como resultado la producción de residuos gruesos (generalmente de +50 mm) y de colas del tamaño de limos. La co-disposición puede lograrse utilizando métodos de mezclado mecánico o bombeos combinados de partículas gruesas y finas. Con este método, los residuos sólidos gruesos tienden a asentarse en contacto suelto, y las colas llenan los vacíos existentes entre estas partículas. La ventaja de este método de disposición es que el volumen de almacenamiento requerido para la disposición de ambos tamaños de partícula se reduce en gran medida. Los residuos sólidos depositados se sedimentan, drenan y ganan resistencia y dureza rápidamente, de esta manera, los depósitos pueden rehabilitarse progresivamente y sin demora. El potencial de agua de retorno es alto (75 a 90 por ciento), dependiendo del contenido inicial de sólidos. Por otro lado, las desventajas de este método son la necesidad de la adquisición de bombas caras, bloqueos frecuentes del sistema de tuberías, distancias pequeñas de bombeo y un elevado número de partes para la bomba y el sistema de tuberías. La disposición tiene que estar al porcentaje de sólidos más bajo, situación que se deriva en la necesidad de bombear y retornar grandes cantidades de agua. En este método, también se requiere un gran sistema de subdrenaje y una presa de almacenamiento de agua.
10.4 Manejo de Aguas La importancia de tener un manejo de aguas como parte del proceso general de manejo de la PDC ha sido subrayada por el hecho de que la mayoría de las fallas de las PDC ocurren debido a un pobre control de agua. En algunos casos, la falta de un subdrenaje adecuado o una operación pobre de la PDC ha traído como consecuencia la elevación excesiva del nivel del agua dentro de la instalación, causando un efecto negativo en su estabilidad. En otros casos, el pobre control del agua superficial ha hecho que el
espejo de agua o poza de la PDC se eleve y rebalse la estructura, produciendo brechas en el dique o fallas por flujo. Además de los aspectos de seguridad relacionados con las prácticas de manejo de aguas, otros problemas de gran importancia son el ahorro de agua y los problemas ambientales que pudieren acarrearse. En las siguientes secciones, se discuten varios aspectos del manejo de aguas de PDC.
10.4.1 Control del Agua en la Disposición de Colas Luego de la descarga de lodos en la PDC, las partículas de colas se asientan y liberan agua. La cantidad del agua liberada depende de las características de las colas, el porcentaje de sólidos en los lodos y el método de disposición. Si se utiliza el método de disposición subaérea, el agua se deriva hacia el espejo de agua del depósito, desde donde se decanta hacia una presa de almacenamiento de agua o se retorna directamente a la planta para su reutilización. El objetivo de la mayoría de las operaciones de este tipo es mantener la menor cantidad de agua posible en la superficie de la PDC. Tener un pequeño espejo de agua o poza tiene las siguientes ventajas: •
Las colas están expuestas al aire, permitiendo que se sequen y que ganen resistencia.
•
La pérdida de agua causada por la evaporación se reduce debido al área más pequeña de superficie de agua libre.
•
El nivel de agua dentro de la instalación es menor, lo cual se traduce en una mejor estabilidad.
•
La reducida cabeza de agua hace que haya menos filtración.
•
El riesgo de un rebose de la estructura debido a una inundación es reducido debido a su mayor capacidad de almacenamiento.
El diseño de un sistema de decantación adecuado también debe tomarse en cuenta como parte del proceso de diseño de una PDC. El uso de una torre de decantación ubicada centralmente es muy común en PDC de dique de anillo (Figura 1 7a). Esta torre está conectada a un sistema de tuberías de decantación (alcantarillas), que por lo general se coloca en una zanja y pasa debajo de la instalación hasta llegar al reservorio de agua de proceso. El nivel de agua de la poza se controla permitiendo o previniendo que el agua fluya a través de cierto número de aberturas existentes en la torre de decantación. Es necesario que se tomen medidas especiales para prevenir la descarga de las colas a través del sistema. Las cimentaciones de la torre deben estar diseñadas de modo tal que minimicen el asentamiento que podría producirse por el peso de la torre, calculando cualquier efecto de arrastre descendente que podría causar la fricción superficial ante la acción de las colas que se van sedimentando. El diseño del sistema de alcantarillas debe tener en cuenta la presión de aplastamiento impuesta por las colas y el dique, y el efecto del asentamiento esperado en las uniones. El beneficio del uso de un sistema de torres de decantación es que el agua fluye por gravedad hacia una presa de almacenamiento de agua apropiadamente ubicada. No obstante, es imperativo tomar las provisiones necesarias para acceder a la torre de decantación para operar las aberturas, por más que se utilice un sistema de control remoto. Este arreglo de torres de decantación no es generalmente preferido, por ejemplo, para las instalaciones de colas de valle cruzado, ya que, a medida que las colas van llenando el
valle, la poza se mueve aguas arriba del dique, hecho que significaría la necesidad de un mayor número de torres en el sistema para facilitar la decantación. El uso de balsas de bombeo es la vía más segura y flexible para decantar agua. Esta balsa puede cambiar de ubicación fácilmente durante la operación de la PDC, a fin de acomodar el patrón de disposición actual de ese momento y la posición de la poza. No obstante, existe la limitación de que, para utilizar esta vía de decantación, es necesario contar con un terreno plano en la PDC y que las colas tengan una granulometría muy fina. En la Figura 1 7b, se presenta el esquema de un arreglo de balsas típico. Otros arreglos de decantación pueden ser una canaleta o un sifón de decantación. Por lo general, una canaleta de decantación se utiliza cuando los flancos de la instalación son relativamente empinados y las condiciones de cimentación de la estructura son buenas. No obstante, deben tomarse especiales precauciones para evitar que las colas ingresen a la canaleta. Por otro lado, el sistema de sifoneado se puede utilizar en el caso del tipo de diques parecidos a los diques de agua, cuando el espejo de agua está ubicado contra el dique. Aquí, las tuberías del sifón se instalan sobre la cresta del dique, a fin de succionar el agua desde la poza y descargarla en una poza de sostenimiento ubicada aguas abajo de la presa. Salvo en contados casos, no es posible recuperar y reciclar la solución de proceso para un proceso dado o donde exista agua en exceso. En estos casos, el control de agua puede incluir medidas que promuevan la evaporación del agua de la superficie de la PDC o medidas para decantar el agua a una poza de evaporación, con el piso cubierto, especialmente diseñada. Si fuera necesario, se puede construir otras estructuras para tratar el agua a una calidad aceptable, según los límites establecidos en los reglamentos correspondientes. La liberación de agua de proceso en el ambiente está estrictamente regida por los reglamentos, donde se definen los límites para diferentes constituyentes, que son aceptables para su liberación.
10.4.2 Control del Agua de Tormenta Las medidas de control del agua de tormenta deben incorporarse en el diseño de una PDC. El resguardo del dique contra eventos de inundación y rebose debe asegurarse por la provisión de un almacenamiento adecuado para el agua de inundación de diseño, o tomando medidas seguras y que cumplen con requerimientos ambientales para descargar el agua por medio de la decantación, o con el uso de una estructura por donde pueda verterse. Los datos de diseño de inundación de una PDC por lo general incluyen la información referente a períodos de retorno de inundaciones e inundaciones extremas, tomando como base las condiciones meteorológicas y climáticas, sin considerar la probabilidad de ocurrencia. El período de retorno de inundación puede derivarse estadísticamente tanto de la medición de corrientes o de registros de precipitación, conjuntamente con patrones hidrológicos de recogimiento de la cuenca de drenaje. Las inundaciones extremas se pueden establecer con una base determinística. La Inundación Máxima Probable (IMP) se define como la inundación que se espera ocurra debido a la combinación más severa de
condiciones meteorológicas e hidrológicas razonablemente posibles en una región particular. Por lo general, la IMP se utiliza para diseñar el evento más grande que podría afectar la PDC, cuya falla podría traer como consecuencia la pérdida de vidas humanas y grandes daños a la propiedad. Las posibles consecuencias de una falla del dique relacionada con un evento de inundación o la descarga de contaminantes son los factores que deciden cuan conservativa debe ser la inundación de diseño seleccionada. Otros factores que deben considerarse en la evaluación de la inundación de diseño son el tamaño de la presa, los desarrollos que haya aguas abajo, los usos de tierra aguas abajo, y la sensibilidad ambiental. El análisis de riesgo es un factor de mucha importancia que debe considerarse al momento de la selección de la inundación de diseño. Para una instalación pequeña, un análisis de riesgo cualitativo es suficiente. No obstante, para una instalación grande que se encuentre en un área ambientalmente sensible o con habitantes aguas abajo de la instalación, será necesario realizar un análisis de riesgo cuantitativo. En este caso, se debe determinar la probabilidad de falla debido a una inundación, considerando las diferentes probabilidades anuales de ocurrencia, y las diferentes vidas operacionales y po st-operacionales st-operacionales de la PDC. Luego de este análisis, la inundación de diseño seleccionada se incorporará en el estudio de balance de aguas de la instalación, diseñándose después las medidas de control de inundación adecuadas. El método principal para el control de inundación es el almacenamiento. Para este fin, es necesario mantener un bordo libre adecuado en todo momento, de tal modo que siempre haya espacio disponible suficiente para almacenar los influjos de diseño. El "bordo libre" es la distancia vertical que existe entre la cresta del depósito y el nivel de agua de la poza. Para estimar el bordo libre que se necesita tener sobre el nivel de operaciones normales y la protección requerida para el talud, es necesario analizar el efecto del viento y las posibles olas que podrían formarse dentro de la instalación. Si la altura del dique y el volumen de la instalación son limitados y el flujo de entrada está combinado con una alta precipitación, puede ser posible que se necesite tratar el efluente de la planta antes de descargarlo en la PDC o tratar el agua antes de su descarga en el ambiente. Para una PDC de grandes dimensiones, es recomendable diseñar un vertedero de emergencia, de modo que, en caso de una situación de emergencia, el agua pueda descargarse de una manera controlada en lugar de rebosar el dique. El rebose del dique puede provocar fallas catastróficas, donde se pueden liberar grandes volúmenes de colas y agua. El diseño de las medidas de control de inundación también debe incluir una consideración del potencial de erosión de la cara del dique y particularmente el potencial de erosión en el pie del dique. La colocación de rip-rap sobre las partes afectadas de la instalación es una alternativa comúnmente utilizada para la protección contra la erosión. 10.4.3 Control de Filtración Durante el diseño de una PDC, se tiene que evaluar el riesgo de contaminación del agua subterránea debido a la filtración de la
PDC. Este nivel de riesgo depende de las características químicas de los lodos, la permeabilidad de las colas depositadas, las características de la fundación y la hidrogeología del área. En la mayoría de los casos, un análisis de filtración podría requerir evaluar la cantidad de filtración y la posible extensión de la migración de contaminantes. En la Sección 7 del presente documento, se describe los métodos de evaluación de filtración y los factores que influyen en el potencial de filtración. Según los resultados del análisis de filtración y el análisis de riesgo, se diseñarán las medidas apropiadas de control de filtración que se deben tomar en cada caso diferente. Se puede identificar tres grupos principales de medidas de control de filtración: barreras de filtración, colectores de filtración y revestimientos.
10.4.3.1 Barreras para Filtración En la Figura 18a, se presentan ejemplos típicos de barreras para la filtración, como zanjas de intercepción, de pared de lodos y cortina de lechada. El propósito de estas barreras para filtración es restringir la migración lateral de filtración. Ellas solo pueden ser efectivas si el material de fundación permeable yace sobre un estrato impermeable continuo de un espesor suficiente que pueda prevenir el flujo vertical. La barrera para filtración debe penetrar completamente en el estrato permeable. En la mayoría de los casos, el espesor del estrato permeable justifica el uso de uno de los tipos de barreras, para lo cual se necesita que exista un núcleo de baja permeabilidad dentro del dique, que debe estar unido a la barrera para filtración. Por esta razón, las barreras para filtración usualmente son compatibles con las PDC aguas abajo o de línea central. !
Zanja de Intercepción. Las zanjas de intercepción más comúnmente construidas tienen una profundidad de 1 a 5 metros. En estas zanjas, se utilizan arcillas naturales del lugar o importadas de otro sitio como relleno de zanja compactado. Una limitación de la zanja de intercepción es que su excavación en condiciones saturadas es impracticable, a no ser que se utilice un método de desagüe apropiado.
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Pared de lodos. Esta técnica comprende la excavación de una zanja angosta, que es soportada por paredes de lodos de bentonita. Esta zanja se rellena con suelo y lodos de bentonita o con bentonita, con contenido de aditivos de cemento. La construcción
de
una pared de lodos se considera práctica sólo en excavaciones de 10 a 20 metros de profundidad. Una ventaja de la pared de lodos es que se puede construir en condiciones saturadas. Las paredes de lodos son más adecuadas para lugares planos con material permeable saturado de grano fino, a una profundidad razonable. !
Cortina de lechada. Las cortinas de lechada sólo pueden instalarse a profundidades mayores a los 30 metros. Existen varios tipos de lechada disponible y su elección depende del tamaño de los vacíos o intersticios que se van a llenar. Sin embargo, las consideraciones económicas rara vez permiten la selección del uso de otros elementos que no sean lechada de cemento. Se ha encontrado que, en general, la inyección de lechada no reduce la permeabilidad del material al que se inyectó a menos de 10-5 cm/seg, valor insuficiente para restringir la filtración de la PDC. Es por esta razón, y debido al alto costo, que casi
nunca se implementa el método de cortina de lechada como una medida de control de filtración para una instalación de colas; sin embargo, este método sí se utiliza como medida de remediación de las instalaciones existentes.
10.4.3.2 Colectores de Filtración Tal como su nombre lo indica, el propósito de los colectores de filtración es colectar la filtración, eliminándola o minimizándola a un nivel aceptable de grado de migración de contaminantes. Los sistemas de colección de filtración más comunes son las zanjas de colección de filtración y los pozos de colección de filtración. !
Zanjas de colección de filtración . En este método, usualmente se excava una zanja a lo largo del pie aguas abajo del dique de PDC, desde donde la filtración se descarga hacia uno o varios receptáculos; luego, desde los receptáculos, el agua se bombea de regreso al embalse o a la planta para su reutilización. Al igual que la zanja de intercepción, este método sólo es efectivo si hay un estrato permeable poco profundo que yace sobre un estrato continuo de baja permeabilidad.
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Pozos de colección de filtración. El propósito de los pozos de colección de filtración es interceptar la filtración contaminada, colectarla y descargarla de una manera segura. El diseño y operación del sistema de pozos de colección tienen que ser ejecutados por profesionales calificados que aseguren un nivel apropiado de intercepción de filtración contaminada que minimice el efecto negativo en los niveles de agua subterránea de la región. Debido a los altos costos de diseño, instalación y operación de los pozos de filtración y que existen ciertas limitaciones en su efectividad como medida de control de filtración, los pozos de colección de filtración se consideran como una medida de último recurso.
10.4.3.3 Revestimientos Las principales ventajas que tiene un revestimiento sobre las otras medidas de control de filtración son que su efectividad no depende de las condiciones del subsuelo y que su instalación es una operación superficial que puede controlarse e inspeccionarse fácilmente. Se puede distinguir tres categorías principales de revestimientos: revestimientos de colas, revestimientos de suelos y revestimientos artificiales. Las ventajas y desventajas de cada tipo de revestimiento tienen que discutirse según las condiciones particulares de cada proyecto; asimismo, deberán ser evaluados los riesgos que implican cada uno de ellos antes de que sea hecha la selección. !
Revestimiento de colas. La reducción de la filtración utilizando un revestimiento de colas se logra con la baja permeabilidad de las colas depositadas. Para que este método sea efectivo, el revestimiento debe estar compuesto de colas de grano fino (lama), normal mente con más del 40 por ciento pasando las 200 #. La disposición debe hacerse en todo el perímetro de la instalación, donde el espejo de agua del depósito debe controlarse cuidadosamente para mantenerlo a un tamaño mínimo. En la Figura 18b, se muestra que la práctica de disposición normal en una PDC de valle cruzado, con disposición sólo en el dique, produce un área de contacto directo entre la poza y los suelos naturales, lo cual da por resultado un alto potencial de filtración en el contacto de agua-fundación. Sin embargo, si se depositan las lamas de alrededor del perímetro de la PDC, la filtración se minimizará debido al efecto de fundación-sellamiento de las lamas depositadas.
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Revestimiento de suelo. Los revestimientos de suelo son revestimientos compuestos por material arcilloso, como arcilla inorgánica de alta plasticidad (CH), arcillas inorgánicas de plasticidad media a baja (CL), limos inorgánicos y arenas muy finas (ML) y mezclas de arcilla-arena(SC) (del Sistema Unificado de Clasificación de Suelos, Holtz y Kovacs, 1981), o suelos compactados con aditivos incorporados. Las propiedades de los revestimientos y su efectividad como medida de control de filtración dependen en gran medida del método de compactación utilizado y el contenido de humedad del lugar. Usualmente, la arcilla se compacta en capas con un contenido de humedad adecuado, para alcanzar una densidad óptima. El hecho de que un material sea adecuado o no como material para revestimiento se establece mediante ensayos de laboratorio, como las pruebas Próctor y Próctor Modificado y ensayos de permeabilidad. En la mayoría de los casos, se considera una permeabilidad adecuada para un revestimiento aquélla menor que 10-6cm/seg. Generalmente, los requerimientos de compactación se especifican como el 90 ó 95 por ciento de la densidad máxima. El revestimiento de suelo no resulta ser una opción factible para el control de filtración si es que no hay suelos adecuados, disponibles en el lugar del proyecto. En algunos casos, los principales criterios de selección del lugar podrían ser la existencia de suelos de baja permeabilidad en el lugar seleccionado para la PDC. De ser así, sólo sería necesario el condicionamiento de humedad y la compactación del suelo para obtener el revestimiento de control de filtración que se necesita. El espesor del revestimiento usualmente varía de 0.3 a 2.0 metros. No obstante, estos valores pueden reducirse en gran medida si el revestimiento se encontrara debajo de un sistema de drenaje, pues éste reduce la presión de cabeza del agua que actúa sobre el revestimiento.
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Revestimiento sintético . Actualmente, existe un gran número de diferentes revestimientos sintéticos, los cuales varían desde revestimientos rígidos (concreto lanzado, asfalto) y revestimientos de membrana de caucho, hasta revestimientos de membrana termo-plástica (PVC, HDPE). La elección del revestimiento adecuado depende de los requerimientos particulares de cada proyecto, pues el revestimiento tendrá que soportar el intemperismo, la exposición a los rayos solares y el ataque químico del efluente. En algunos casos, se puede utilizar un tipo de revestimiento para los lados de la instalación y otro para la cuenca del mismo.
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La instalación de este tipo de revestimientos se limita a taludes suaves con pendientes no mayores a 3 horizontal a 1 vertical (3H:1 V). La preparación para la instalación de revestimientos sintéticos incluye el desbroce de la vegetación y pasadas suaves de rodillos para obtener una superficie de terreno suave. Generalmente, el revestimiento llega al lugar del proyecto en forma de rollos que después se desenvuelven a manera de tiras y luego se sueldan. Es necesario que las hojas de material sintético tengan encima algún tipo de peso, a fin de evitar que el viento las levante o que quede aire atrapado dentro de ellas.
La principal desventaja de los revestimientos sintéticos es su alto costo. Aparte de esto, un posible mal funcionamiento del revestimiento como medio de prevención de filtración es la leve filtración que puede haber en los agujeros de pasador de los
revestimientos o en los sellos de los mismos. La antigüedad de los revestimientos también puede resultar ser un problema, pero, en general, se cree que la vida de servicio del revestimiento puede durar toda la vida activa de la mayoría de las PDC.
10.4.4 Control del Nivel Freático La ubicación del nivel freático dentro de una PDC, y principalmente dentro de un dique, tiene una gran influencia en la estabilidad total de la instalación. La estabilidad de la PDC bajo condiciones de carga estática y sísmica está directamente relacionada con la posición del nivel freático. Por eso, el objetivo principal del diseño y operación de una PDC es el mantener la superficie freática lo más baja posible. Para tal fin, existe una variedad de métodos de control del nivel de la superficie freática dentro del dique, siendo los más comunes los que se detallan a continuación. !
Núcleos de impermeabilización. Los núcleos de baja permeabilidad usualmente se utilizan para la construcción de diques de los tipos aguas abajo y línea central, y por lo general son obligatorios cuando se espera que el agua forme una laguna contra el dique. Se logra el control del nivel freático dentro del dique, dado que el material aguas abajo del núcleo es mucho más permeable que el núcleo; de esta manera, se puede drenar las pocas cantidades de agua que pasen por la zona del núcleo de impermeabilización. En la Figura 19a,se presenta una ilustración del uso de los núcleos de impermeabilización para
el
control
de la superficie freática. !
Drenes. El uso de drenes en el diseño de PDC está adquiriendo cada vez mayor importancia. Los drenes se instalan dentro de los diques para controlar el nivel freático, dentro de la cuenca de la PDC para proporcionar una vía de drenaje y velocidad de consolidación, y ganar resistencia en las colas, o debajo del espejo de agua para reducir las pérdidas de filtración y aumentar el reuso del agua. En la mayoría de los casos, una instalación bien drenada es una instalación estable. Se ha utilizado exitosamente una gran variedad de tipos de drenes y configuraciones para controlar el nivel freático en las PDC. La selección del dren depende del tipo de dique, las zonas y las propiedades del material, las prácticas de disposición de colas, las propiedades físicas y químicas de las colas y la posición del espejo de agua. En la Figura 19b, se presentan los tipos de drenes típicos para el control del nivel freático. El diseño del drenaje debe realizarse conjuntamente con un análisis de filtración y en relación con los requerimientos de filtrado, a fin de evitar una erosión interna del material y prevenir la migración del suelo o las partículas de colas desde las zonas de material más fino a las zonas de material más grueso. En algunos casos, se puede utilizar geotextiles para prevenir la tubificación. El efluente recuperado por los drenes se vuelve a bombear al depósito de colas para su consecuente evaporación, se deriva a un almacenamiento de agua de proceso, o se regresa a la planta para su reutilización.
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Zonificación de colas. Cuando no hay material de baja permeabilidad disponible en el lugar del proyecto que se puedan utilizar como material de núcleo, o no hay material adecuado como filtro, se puede utilizar las colas para controlar el nivel freático de la estructura. Para este fin, debe haber una diferencia de permeabilidad entre la zona de las colas de alrededor de
dos órdenes de magnitud, lo cual se logra ciclonando las colas. De esta manera, el flujo "underflow", grueso, más permeable, puede utilizarse para construir paulatinamente el dique, y el "overflow" fino, (lamas), se descarga en la cuenca. El efecto de este método en el nivel freático puede apreciarse en la Figura 20. Es necesario hacer hincapié en que se debe tener especial cuidado en mantener la dimensión del espejo de agua tan pequeño como sea posible y lejos del dique en todo momento. Si se tiene la poza o espejo de agua cerca del dique, fácilmente podría producirse una falla.
10.4.5 Balance de Agua El manejo de una PDC, y particularmente de su manejo de agua, requiere un estudio de balance de agua detallado. El balance de agua debe proyectarse sobre la vida de la PDC, a fin de identificar e incorporar cualquier posible fluctuación en los volúmenes de agua del circuito de proceso. El balance de agua también debe considerar tanto las condiciones climáticas extremas como las normales y predecir el posible exceso o demanda de agua que se requiere para mantener las operaciones mineras. Los resultados del estudio de balance de agua también deben mostrar la variación esperada en el tamaño del espejo de agua, así como la necesidad o no de levantar el dique para satisfacer los requerimientos de bordo libre. Asimismo, este estudio de balance de aguas también debe establecer parámetros como la sensibilidad de pérdida de agua debido a la evaporación o filtración por la reducción del espejo de agua, el efecto de años consecutivos de lluvias o de estiaje, y las consecuencias de un evento de inundación extremo. Debido a la gran cantidad de datos que necesitan ser procesados para este estudio, los cálculos de balance de agua por lo general se realizan empleando programas de computación especialmente desarrollados. Los datos que se requieren para efectuar un estudio de balance de agua incluyen generalmente lo siguiente: !
Razón de disposición de pulpa y densidad de pulpa.
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Razón de liberación de agua, características de consolidación, razón de secado al aire de las colas depositadas y potencial de infiltración.
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Datos climáticos: registros de precipitación y evaporación. En casos especiales, es posible que se requieran datos de temperatura, humedad, velocidad y dirección del viento y radiación solar.
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Información topográfica: curvas de almacenamiento-capacidad. Características de captación: tamaño y coeficiente de escorrentía.
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Gradiente de playa esperada de las colas depositadas.
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Variación vertical y aérea de las propiedades de las colas in-situ.
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Agua proveniente de otras fuentes que se descargará en la PDC.
El balance de agua tiene dos variables principales: los flujos entrantes de agua y los flujos salientes de agua. Cualquier diferencia que se presente entre las cantidades de flujo entrante y flujo saliente casi siempre se toma en cuenta para cambiar el volumen de la poza de la PDC. Los componentes principales tanto del flujo entrante como del flujo saliente de una PDC se ilustran en la Figura 21 y se presentan en la siguiente tabla:
Flujo entrante
Flujo saliente
Agua Liberada
Agua decantada
Agua de lluvia
Pérdidas por evaporación
Cualquier descarga de agua adicional
Agua que ha entrado a los vacíos de las colas Agua colectada por los drenes Pérdidas por filtración Descarga en el ambiente (si se cumple con los reglamentos)
El balance de agua es una herramienta valiosa en el proceso de optimización de la PDC. Por ejemplo, el riesgo de rebose del dique en algún momento de la vida de la PDC puede reducirse con la implementación de un bordo libre apropiado o con el mantenimiento de una poza de agua operacional más pequeña, tal como se predice en el balance de agua. Si el ahorro de agua es un factor de significativa importancia, la solución óptima a este problema podría ser la variación de los componentes del balance de agua y la evaluación del efecto de cada uno de ellos en la recuperación de agua, conjuntamente con los costos que el proceso involucrara. No obstante, a pesar de las grandes ventajas del análisis del balance de agua, este estudio puede tener una serie de limitaciones que deben considerarse al momento de la estimación de riesgos. Todos los supuestos que se adopten en un estudio de balance de agua particular tienen que estar claramente establecidos, a la vez que debe considerarse cuidadosamente las limitaciones de los datos y los métodos utilizados. Algunos de los factores que pueden conducir a la desconfianza de los resultados del balance de agua son: !
Selección inadecuada de los datos de precipitación y evaporación.
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El no calcular los cambios en las características de captación y la configuración de la presa en la medida que se levanta la PDC.
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La no consideración de la variación de la razón de filtración sobre la vida de la instalación.
Siempre debe considerarse un estudio de balance de agua para las condiciones de cierre y post-cierre de una PDC. Si se ha
contemplado una instalación de un sistema de cubrimiento, el más adecuado tipo de capas de cubrimiento y espesor puede ser establecido por un modelamiento de balance de aguas. En el caso de la disposición subacuática de colas, el estudio de balance de agua podría mostrar la factibilidad de mantener las colas bajo agua en un largo plazo.
11.0 Análisis de Diseño Los tipos de análisis que se necesitan realizar para una PDC nueva o existente dependen de los riesgos que estas estructuras impongan a la gente que vive en los alrededores y al ambiente. Los resultados de los análisis de diseño se toman en cuenta para el diseño de un dique estable, para la selección de las medidas de control de filtración más adecuadas o para la toma de acciones necesarias para prevenir cualquier efecto adverso que pudiere causar la PD C en las personas y el medio ambiente. Los tipos y la complejidad de los análisis que necesitan realizarse dependen de las condiciones específicas del proyecto y deben reflejar los requerimientos que se especifican en los reglamentos. En las siguientes secciones, se describe brevemente algunos de los tipos de análisis más comunes que se realizan para diseñar una nueva PDC o para la remediación de una ya existente.
11.1 Análisis de Efectos de Tipos de Falla El Análisis de Efectos de Tipos de Falla (AETF) es una metodología estructurada de evaluación cualitativa del riesgo que fue desarrollada en respuesta a los desastres de Bhopal y Challenger. El método de AETF se ha utilizado en una gran variedad de aplicaciones y se ha descrito en numerosas publicaciones. Frecuentemente, este análisis se realiza como parte del análisis de riesgo que se ejecuta para el diseño de PDC. El AETF se realiza formulando la pregunta "¿qué puede ir mal?". En este análisis, se evalúa cada tipo de falla relacionándolo con la probabilidad de falla y sus consecuencias. Una falla puede ser cualquier fractura que se presente en la operación de disposición de colas o cualquier mal funcionamiento de una parte de la PDC. Cualquier comportamiento inesperado de la PDC que represente una amenaza para la estabilidad física o la seguridad ambiental de la instalación, se considera como una falla, por lo que debe evaluarse en el AETF. Los tipos de falla potenciales pueden variar según las condiciones específicas del proyecto. Los tipos de falla más comunes que se presentan en las PDC son: !
Erosión de la superficie
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Falla del talud
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Rebose por aguas de inundación
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Falla de las fundaciones
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Tubificación en el dique o en la fundación
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Colapso del conducto de decantación
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Licuefacción de colas
Cada tipo de falla potencial debe ser cuidadosamente evaluado como parte del AETF. Es necesario hacer los análisis respectivos y tomar las acciones debidas que aseguren que los riesgos que impone una PDC, estén dentro de los límites especificados por las autoridades reguladoras.
11.2 Análisis del Dique de la Presa El dique es un elemento importante en la mayoría de las instalaciones de almacenamiento de colas. El objetivo del diseño del dique es lograr una estructura confiable al menor costo posible. Cabe resaltar que la elección de los materiales de construcción, el ángulo del talud, el control del drenaje y la razón de elevación son factores que afectan tanto el costo como la estabilidad de esta estructura. La estabilidad del dique de la PDC entra en consideración desde la etapa de planeamiento de la PDC, y durante todo el tiempo de la vida de esta estructura. Para optimizar la configuración del dique durante la etapa de diseño del mismo, por lo general se realizan varios tipos de análisis; entre ellos, se encuentran los análisis de estabilidad, los cuales deben realizarse regularmente, especialmente cuando se produce algún cambio en la configuración del dique o en las condiciones existentes.
11.2.1 Análisis Estático de Estabilidad de Taludes La evaluación de la estabilidad del dique de una PDC por lo general se basa en la teoría clásica de mecánica de suelos. Para realizar un análisis de este tipo, es necesario tener un buen conocimiento de la distribución de presión de poro dentro del dique y los suelos de fundación, las propiedades del dique y de los materiales de fundación, y su variación con respecto a los posibles cambios que podrían producirse en las condiciones de carga. Un análisis de este tipo debe ser hecho tomando como referencia las peores condiciones que podrían existir o desarrollarse. El análisis de estabilidad de taludes debe ser realizado por un ingeniero experto que conozca muy bien el comportamiento del dique y los principios geotécnicos. Por lo general, las propiedades de los suelos en el dique y la fundación se determinan a partir de pruebas de laboratorio que se realizan en muestras de suelos representativas. En una PDC nueva, la posición del nivel freático y la distribución de la presión de poro tiene que ser predicha por medio del dibujo de una red de flujos; mientras que en una PDC ya existente, estas propiedades se determinan por medio de piezómetros adecuadamente instalados. Es necesario tomar en cuenta el grado de incertidumbre de los datos de entrada por medio de la ejecución de análisis probabilísticos, la evaluación de la sensibilidad del factor de seguridad en la variación de los datos, o la adopción de una aproximación conservadora para el diseño o remediación del dique. En la bibliografía actual, existe un gran número de métodos de evaluación de estabilidad de taludes. Entre ellos, los métodos más populares son los denominados métodos de equilibrio límite y métodos de análisis por elementos finitos. Los métodos de equilibrio límite son los más utilizados actualmente, debido a la facilidad con que acomodan las geometrías complejas y las condiciones variables del suelo y de la presión del agua intersticial. El producto final de un análisis de equilibrio límite es el Factor de Seguridad (FDS). Este FDS puede definirse como la relación que existe entre las fuerzas resistentes potenciales a las fuerzas que tienden a causar movimiento. El análisis de estabilidad de taludes es un proceso de pruebas sucesivas. Para efectuar este análisis, es necesario seleccionar diferentes superficies de falla, repitiéndose el
análisis hasta que se obtenga la superficie que tenga el FDS más bajo posible. En el diseño de un dique de PDC, la estabilidad del talud aguas abajo usualmente es el problema más importante. Sin embargo, también se puede evaluar la estabilidad del talud aguas arriba, tomando en cuenta las condiciones específicas del dique. Cuando haya un estrato de fundación suave debajo del dique, debe haber una revisión de la estabilidad de la estructura contra un posible deslizamiento. En el RAAM, no se especifican los FDS mínimos aceptables. Por eso, cada dique debe considerarse según sus condiciones, tomando como base los riesgos potenciales que impone a las personas que habitan por el lugar y al ambiente circundante. Por lo general, en los lugares donde se anticipe que no habrá un daño severo como consecuencia de una falla del dique, un FDS = 1.3 se considera aceptable. Para las PDC grandes, se recomienda un FDS mínimo de 1.5, siempre y cuando la falla del dique se asocie con consecuencias de importancia.
11.2.2 Análisis Sísmico Los análisis de estabilidad sísmica, se realizan para evaluar la estabilidad total de una PDC y de sus fundaciones durante condiciones de carga sísmica. Un análisis sísmico completo y detallado es una mayor garantía de seguridad de la estructura, pues comprende la acumulación de una buena cantidad de datos y de destreza especializada. Ya que el campo del análisis sísmico de PDC continúa evolucionando, es necesario ir actualizándose en todos los aspectos de análisis dinámico y diseño, a fin de asegurar la aplicación de los últimos desarrollos alcanzados.
11.2.2.1 Requerimientos de Datos y Consideraciones Sísmicas de Diseño La información que se necesita para la ejecución de un análisis sísmico es: !
Una selección de un lugar específico de sismo de diseño y parámetros sísmicos adecuados.
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Una colección de datos de las propiedades dinámicas del suelo para las colas, el dique y los materiales de fundación.
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Una configuración del dique de la PDC, ubicación de la poza y la posición del nivel freático.
La severidad de un sismo se refleja por la intensidad y duración del temblor, ya que ambos aumentan con el incremento de la magnitud del evento. La distancia existente entre el lugar donde se encuentra el proyecto y el epicentro del terremoto, y la frecuencia del movimiento telúrico juegan un papel muy importante que afecta el comportamiento de la PDC. Por lo general, para los análisis de diseño, se consideran dos niveles de sismos de diseño: el sismo base operativo (SBO) para condiciones normales, y el sismo máximo de diseño (SMD) para condiciones extremas (ICOLD, 1995). Usualmente, el SBO se selecciona empleando el procedimiento de evaluación probabilística de riesgo sísmico. El nivel de riesgo seleccionado para el SBO varía de proyecto en proyecto; pero a menudo es elegido como un sismo que tiene una probabilidad de excedencia de un 10 por ciento en un período de 50 años. Con este procedimiento, se espera que la PDC pueda funcionar normalmente una vez que haya
pasado por un evento sísmico calificado como SBO. Los daños producidos en una PDC causados por un SMD se consideran aceptables en la medida que la integridad y la estabilidad de la estructura se mantengan y que no se espere que haya una liberación de las colas almacenados en la instalación. Para una PDC grande, el Terremoto Máximo Creíble (TMC) se selecciona como el SMD. La selección del SMD resulta siempre una tarea compleja y por lo general su desarrollo se basa en el análisis de riesgo sísmico. En la Sección 8.4 del presente documento, se presenta mayor información referente a la selección de un sismo de diseño y una reseña de la actividad sísmica en Bolivia. Un aspecto que también debe considerarse en el análisis de diseño de una PDC es el comportamiento de los suelos de fundación y los materiales que se seleccionaron para construir el dique de la PDC bajo cargas dinámicas. Según la rigidez y el espesor de los suelos de fundación, las ondas sísmicas que se propagan pueden alterarse, causando una amplificación o de-amplificación y cambios en la frecuencia. El efecto en el lugar de la PDC puede evaluarse por medio de un análisis de respuesta dinámica del terreno. Los suelos sueltos saturados o los materiales cohesivos sensibles que se encuentran en la fundación del dique pueden estar sujetos a una pérdida de resistencia, por lo que requieren especial atención. Debe evitarse el uso de relleno de tierra no cohesiva o de arenas de colas en estado suelto o saturado para la construcción del dique, ya que la licuefacción de este tipo de materiales durante un evento sísmico puede producir severas pérdidas de resistencia, causando con frecuencia escurrimientos de flujo. Otros factores que influyen en la estabilidad sísmica de una PDC son el tamaño del espejo de agua, la posición de la superficie freática y el método de construcción del dique. La presencia de una pequeña poza en la PDC reduce el riesgo de falla y los efectos subsecuentes aguas abajo en caso que ocurriera una falla. Una superficie freática baja y un grado de consolidación alto limitan la posibilidad de que los suelos se licuen. Los métodos de construcción de diques aguas abajo o línea central son los métodos preferidos para obtener una PDC resistente a los sismos. No debe utilizarse el método de construcción aguas arriba en áreas donde haya una alta actividad sísmica.
11.2.2.2 Tipos de Análisis Sísmicos Para las PDC de grandes dimensiones, es necesario realizar análisis dinámicos detallados, donde una falla pudiere poner en serio riesgo la vida, la propiedad y el medio ambiente. Para las PDC más pequeñas, que se ubiquen en un lugar muy alejado de áreas residenciales y regiones protegidas, sólo será necesario realizar análisis simplificados y asumir propiedades de ingeniería para evaluar la estabilidad sísmica. El comportamiento sísmico de una PDC puede incluir el asentamiento del dique, movimiento horizontal, fracturamiento, desplome o falla del talud, erosión interna, aumento de la presión de poro, ondas de agua, licuefacción de las colas o los fundamentos y la formación de una brecha en la instalación, en casos extremos. Se ha desarrollado una variedad de métodos de análisis sísmico, algunos de los cuales se describen brevemente a continuación:
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Análisis pseudoestático. El análisis pseudoestático permite calcular un FDS de un dique bajo la influencia de una carga sísmica. Por lo general, la carga dinámica se aplica al modelo como una función del peso de la masa de deslizamiento y los coeficientes sísmicos kh y kv. Esta carga se aplica por un período de tiempo indefinido, lo cual hace del método un método conservador dado el breve período de tiempo que la carga real estará actuando.
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El análisis pseudoestático convencional no es muy recomendable para un posible aumento de presión de poro durante la excitación dinámica. Por lo general, el análisis pseudoestático sólo es aceptable para suelos que no pierden más de 15% de su resistencia inicial debido a un movimiento sísmico (Seed, 1979).
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Análisis de deformación. El análisis de deformación se aplica a diques de PDC que se construyen con materiales arcillosos compactados o suelos densos no cohesivos que experimenten una mínima reducción en la resistencia debida a una carga cíclica. Este método asume que el dique no sufrirá una falla completa durante el terremoto, pero que experimentará cierto grado de deformaciones permanentes. La asumción se verifica con la observación del comportamiento de la presa durante el terremoto. Newmark (1965), Makdisi y Seed (1977, 1978) y Bureau et al. (1985, 1996), presentan detalles respecto a los procedimientos de análisis de deformación.
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Método de elementos finitos / Método de diferencias finitas. Un análisis sísmico que utilice un método de elementos finitos o de diferencias finitas representa lo más reciente en lo referente a análisis sísmico. La mayoría de métodos de elementos finitos (Finn, et al., 1990) consideran
los efectos de los cambios en la presión de poro en el módulo y
resistencia del suelo, así como también el cómputo progresivo de las deformaciones causadas por la gravedad que actúa en los suelos que se suavizan durante un movimiento. La mayor parte de los métodos de elementos finitos facilitan el cálculo de las deformaciones posteriores a la licuefacción. Algunos programas de diferencias finitas (Itasca, 1998) simulan el comportamiento complejo de una PDC ante un sismo. Los resultados de un análisis dinámico pueden incluir la generación de presión de poro que dependen del tiempo, el desarrollo de deformaciones, estado elásto-plástico durante y después de un evento, la posibilidad de una falla de talud y su extensión, y el potencial de licuefacción. Para utilizar estos métodos, se requiere contar con una amplia destreza de ingeniería y mucha experiencia, asi como con la disponibilidad de una gran cantidad de datos.
11.2.3 Análisis de Escurrimiento de Flujos En varias partes del mundo, ciertas PDC han fallado de tal forma que las colas sufrieron un proceso de licuefacción que derivó en la apertura de brecha en el dique. En muchos casos, como resultado, los flujos se liberaron y fluyeron alcanzado grandes distancias, causando pérdida de vidas, daños a la propiedad y contaminación ambiental. Por eso, un factor importante que debe considerarse en la evaluación de la seguridad y el efecto ambiental de una PDC es la estimación de una posible vía y distancia de escurrimiento de
flujo que puede alcanzar, en el caso que las colas se licuen y produzcan la formación de una brecha en el dique. Un análisis de escurrimiento de flujo proporciona una estimación de la ruta y la geometría de los posibles flujos de colas que pudieren emanar de una PDC, después de haberse formado una brecha en él. Los datos que se necesitan para la ejecución del análisis incluyen: información topográfica de aguas abajo de la PDC y detalles de las áreas de alto riesgo, como asentamientos humanos, estructuras de contención de agua, cuadros de minas, e infraestructuras importantes. También es necesario conocer otros datos, como los detalles de la configuración del dique y los materiales que lo conforman, ubicación y tamaño del espejo de agua o poza, y propiedades de las colas. Por lo general, los resultados de los análisis se utilizan para estimar el riesgo de cualquier estructura, de las personas o del medio ambiente que podrían verse afectados por el posible flujo de colas. Estos resultados también se utilizan para indicar las medidas apropiadas que deben tomarse para reducir el riesgo a un nivel aceptable. Blight, et al. (1981), Jayapalan, et al. (1983), Vick (1991), y Williams, et al. (1990) presentan detalles referentes a los procedimientos de análisis de escurrimiento de flujos.
11.3 Análisis de Filtración El régimen de filtración de una PDC puede influenciar de manera importante en la seguridad ambiental y la estabilidad física de una PDC. Un daño ambiental puede presentarse cuando las aguas de filtración que provienen de la PDC y que contienen contaminantes ingresan al agua subterránea que desemboca en los puntos de abastecimiento de agua o en áreas de descarga natural. La extensión de la contaminación depende de la toxicidad de las aguas de filtración, la permeabilidad de las colas y de los materiales de fundación de la PDC, la capacidad de atenuación de los suelos naturales, la concentración y la cantidad de filtración. La estabilidad física de una PDC puede verse comprometida con la presencia de una superficie freática alta dentro del dique, ya que, de ser así, el régimen de filtración puede crear condiciones propicias para la erosión interna debido a la tubificación, o aumento del potencial de licuefacción debido a la saturación existente en los suelos sueltos. Las condiciones de filtración dentro del dique ejercen cierto control e influencia sobre su estabilidad. Uno de los objetivos más importantes de la evaluación de la filtración es la evaluación de las presiones de poro para los datos de entrada de los análisis de estabilidad, donde el análisis de flujo neto es el procedimiento más común para encontrar la ubicación de la superficie freática y la distribución de la presión de poro. Este análisis de flujo neto es relativamente simple debido a que se asumen condiciones de constante filtración y flujo de gravedad. La estimación de la pérdida por filtración desde la PDC es una tarea compleja que requiere un buen entendimiento del régimen de flujo de la PDC y de los estratos subyacentes. Esta estimación de la pérdida de flujo es esencial para la evaluación del cumplimiento ambiental de la PDC, debido principalmente a la posibilidad de contaminación de aguas naturales superficiales o subterráneas por filtración que emana de la PDC.
Para evaluar la pérdida por filtración de una presa, se debe considerar los siguientes aspectos: !
La razón de filtración depende de la permeabilidad de las colas y de los suelos y rocas subyacentes, las condiciones climáticas del lugar del proyecto, la operación del espejo de agua y las prácticas de disposición de colas.
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No todos los contaminantes que se encuentran en el agua de filtración necesariamente se juntarán con el agua subterránea. Algunos de los contaminantes pueden ser neutralizados en las colas o en todo caso pueden ser adsorbidos por el suelo y roca de fundación.
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Los procesos de adsorción, dilución y dispersión pueden producir una calidad de agua aceptable en las corrientes o pozos, aún cuando los niveles de contaminación originales en el depósito puedan ser inaceptables.
Es importante darse cuenta que, en muchos casos, existen condiciones de flujo parcialmente saturadas en la fundación, al menos al inicio de la operación. En la Figura 22 se muestran las etapas típicas del desarrollo de una filtración. Como podrá apreciarse, es posible que tome muchos años que una filtración levante el nivel del acuífero de tal forma que pueda hacer contacto con las colas (etapa 3), cabiendo también la posibilidad de que tal fenómeno nunca llegara a ocurrir. Para la evaluación de la filtración, es necesario tener un buen entendimiento de la hidrogeología local y de las permeabilidades de la fundación. Es necesario señalar que no siempre los flujos de agua subterránea reflejan la topografía del lugar, ya que éste puede verse afectado por la geología local. Los factores geológicos que pueden influir en el movimiento de filtración son los estratos de arcilla en zonas parcialmente saturadas, fracturas, o estratos inclinados permeables. 12.0
Construcción y Manejo de la Operación
Manejo Ambiental El manejo ambiental progresivo en una operación es importante para el comportamiento eficiente y seguro de una PDC durante 12.1
todas sus fases de construcción y operación. Las buenas y correctas prácticas de manejo incluyen programas de monitoreo para proteger los recursos ambientales, como el agua, aire, biota y recursos humanos. Las medidas que deben tomarse para proteger las aguas superficiales y subterráneas que se encuentran en los alrededores de la instalación incluyen un programa de monitoreo bien planeado. Este programa debe contener medidas apropiadas que identifiquen los recursos de agua en riesgo y los mecanismos de respuesta a emergencias. Las medidas específicas incluyen medidas de control y prevención de derrames en caso de ocurrir. La protección de la calidad del aire puede también ser completada con un programa de monitoreo. El mantenimiento continuo de carreteras de acceso hacia la PDC así como el humedecimiento de las carreteras durante la estación seca, son acciones que ayudarán a eliminar la mayor parte de los problemas de calidad de aire que podrían producirse durante las etapas de construcción y operación de la PDC.
Otros problemas ambientales que deben tomarse en cuenta son la contaminación por ruido e iluminación. Para aliviar estos problemas que podrían afectar a las comunidades vecinas, se pueden tomar ciertas medidas, como predeterminar las horas de operación durante las fases de construcción y operación de la PDC. El manejo de recursos biológicos incluye un sistema adecuado que evite que las aves y los animales ingresen a la PDC. Tal sistema puede incluir el cercado de la instalación y/o un programa de ahuyentamiento. Debido a la sensibilidad de muchos de los ecosistemas de Bolivia, queda a consideración del operador determinar si existen tipos y/o hábitat de vegetación que pueden estar en peligro o pueden ser ecológicamente sensibles y, de ser así, evitar que se perturben siempre que sea posible. Es importante que durante las fases de construcción y operación de la PDC, exista un programa piloto para la revegetación de la zona, a fin de identificar los tipos de vegetación que puedan servir para propósitos de rehabilitación. Para proteger los recursos biológicos, culturales y arqueológicos de la zona que podrían verse afectados por la construcción y operación de la PDC, se debe fomentar un programa antes de la fase de construcción, a fin de identificar aquellos recursos que pueden ser alterados. La educación y toma de conciencia ambiental durante las fases de construcción y operación facilitará la protección continua de todos los recursos que podrían ser afectados por el desarrollo de la PDC.
12.2 Construcción y Mantenimiento de Instalaciones Nuevas y Existentes Para asegurar la aplicación efectiva de los lineamientos técnicos y ambientales vigentes se debe predefinir una estrategia de construcción y mantenimiento de operación de la PDC. El plan de operación y mantenimiento debe incluir el mantenimiento de un registro adecuado de las actividades del lugar. Típicamente, la construcción y el mantenimiento de la operación consisten en la implementación de un programa de aseguramiento de calidad y monitoreo ambiental durante la construcción y operación. Un programa de aseguramiento de calidad proporciona un panorama general de las actividades durante la construcción de la instalación y garantiza que se cumpla con los criterios de diseño en campo. Para mantener la seguridad y la integridad ambiental, es necesario contar con un programa de inspección que verifique e) cumplimiento legal continuo y la estabilidad de la estructura.
12.2.1 Inspección de la Instalación El diseño de la PDC debe incluir un sistema de monitoreo que evalúe regularmente la estabilidad de la instalación. Este sistema de monitoreo debe contar con la frecuencia de monitoreo, los parámetros de diseño críticos, y la importancia de estos parámetros en todos los aspectos de estabilidad e influencia ambiental de la instalación. Según el Artículo 41 del Decreto Supremo No. 24782, el concesionario u operador minero para sus acumulaciones de gran volumen debe contar con un manual de mantenimiento rutinario y de medidas de reparación de los principales componentes y servicios de la instalación durante las fases de construcción, operación, cierre y post-cierre. Los componentes y servicios que están sujetos a inspección, mantenimiento y reparación, si fuera necesario, son: !
Fundaciones del dique
!
Bermas y taludes del dique
!
Sistemas de disposición
!
Sistemas de drenaje
!
Sistemas de colección de filtración y escorrentía
!
Sistemas de decantación y transporte de efluentes
!
Reservorios, plantas y sistemas de tratamiento de agua
!
Sistemas de recirculación de agua
!
Caminos o rutas de acceso
12.2.2
Listas de Inspección
Según la Sección IV, Artículo 43 del Decreto Supremo No. 24782, cada concesionario u operador minero debe mantener un libro de control donde deberá registrar lo siguiente: !
Volumen y tonelaje, indicando la altura alcanzada de la presa
!
Variaciones de las características de los residuos
!
Volúmenes de agua almacenados, reciclados y descargados
!
Datos de control y monitoreo ambiental, como:
o
Análisis de las aguas descargadas
o
Calidad de agua de cuerpos superficiales y subterráneos aledaños
o
Mantenimiento y estado de los sistemas, dispositivos y conductos de drenaje
o
Operación, mantenimiento y resultados del tratamiento de agua
o
Efectos de precipitaciones atmosféricas y actividad sísmica en la instalación
El Artículo 44 de la misma sección establece que, además de la lista anterior, las instalaciones de almacenamiento de colas deberán tener la siguiente información en su libro de control: !
Densidad de la pulpa descargada en la PDC
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Granulometría del material depositado en el dique de la PDC
!
Control del balance de agua
!
Registro del nivel freático y de la presión de poro en el dique
!
Capacidad de desagüe de la PDC
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Distribución granulométrica y límites de Atterberg para las colas o materiales de préstamo utilizados para la elevación del dique
!
Longitud de la playa y altura del bordo libre
!
Velocidad de elevación del dique de la presa
!
Registro de la presencia de fisuras paralelas o transversales a la corona de los taludes
!
Depresiones visibles de la corona del talud o expansión al pie del talud
!
Desplazamientos visibles horizontales o verticales al pie del talud
!
Grietas en el talud y/o en el suelo al pie del talud
!
Filtración a lo largo del talud de la presa
!
Filtración visible al pie del talud
!
Control de la presencia de lodos en el efluente de circulación y los drenes
12.2.3 Capacitación Un aspecto importante del manejo de PDC es la capacitación del personal de operaciones para deberes de trabajo individuales y para la operación general y mantenimiento de la instalación. El personal de todos los niveles de construcción y operación debe seguir programas de capacitación en seguridad y toma de conciencia ambiental, los cuales harán énfasis en la responsabilidad personal para una operación segura. El programa de capacitación deberá incluir los siguientes puntos: •
Antecedentes del diseño y operaciones de una PDC
•
Seguridad en el trabajo
•
Identificación de las posibles condiciones de peligro
•
Procedimientos de comunicación
•
Procedimientos ante emergencias
12.3 Manual de Mantenimiento Según el Artículo 41 del Decreto Supremo No. 24782, el concesionario u operador minero, que maneje acumulaciones de gran volumen, debe contar con un manual de mantenimiento. Esto no excluye a los operadores pequeños los cuales deben tener también un manual de mantenimiento, necesario para proceder sistemáticamente con las reparaciones y el mantenimiento de la PDC. El manual de mantenimiento, además de lo que se indica en 12.2.1. Inspección de la Instalación, debe incluir procedimientos de seguridad y mantenimiento, requerimientos de capacitación y procedimientos de respuesta a emergencias, de fácil referencia.
12.3.1 Procedimientos de Mantenimiento Los procedimientos de mantenimiento necesarios para mantener una PDC ambiental y estructuralmente segura deben estar claramente definidos en el manual de mantenimiento. Este manual debe incluir los procedimientos para identificar los posibles problemas relacionados con los aspectos de la ingeniería de la instalación, operación e identificación de los cambios del ambiente físico. Además de la lista indicada en la sección 12.2.1, el personal de operaciones debe seguir una lista de mantenimiento predeterminada. Una lista fija ayudará a detectar con rapidez los posibles problemas relacionados con la estabilidad estructural de la instalación y la
protección ambiental en general.
12.3.2 Consideraciones de Seguridad Además de los problemas de seguridad ambiental anteriormente mencionados, el lugar donde se encuentre la PDC debe estar claramente marcado con señales adecuadas que identifiquen la ubicación de rutas de acceso y tierras privadas, así como otras áreas donde el acceso es limitado. Para tal efecto, se pueden utilizar cercos adecuados u otras facilidades, principalmente en los lugares donde la accesibilidad pueda poner en peligro la integridad de personas o de animales.
12.3.3
Plan de Emergencias
El manejo de emergencias está relacionado con los procedimientos que necesitan establecerse para prevenir, prepararse, responder y recuperarse del impacto de desastres o emergencias. El objetivo de un plan de manejo de emergencias es prevenir accidentes por medio de la capacitación de trabajadores, toma de conciencia, monitoreo y comunicación. Todos los operadores de una PDC y el personal de mina deben entender los riesgos potenciales asociados con una PDC. Se debe establecer un buen sistema de comunicación para pasar información a la persona responsable correspondiente. Con frecuencia, los desastres pueden evitarse si es que se detectan a tiempo los problemas pendientes y se implementan las soluciones predeterminadas para minimizar los impactos. En caso de una emergencia, debe existir un sistema en el lugar que pueda tratar de manera efectiva el peligro inmediato que corren tanto la instalación como el medio ambiente. El manejo de la emergencia inicialmente comienza con la comunicación inmediata al personal apropiado. En el manual de mantenimiento de la instalación, debe estar claramente definida la cadena de comandos para notificación de emergencias En el caso de suceder alguna emergencia, todo el personal de operaciones debe tener la capacidad de responder para minimizar los daños de manera eficiente. Este proceso incluye la incorporación de una cadena de comunicación y de medidas de respuesta que puedan tomarse. A su vez, las medidas de respuesta incluyen el hacer contacto con los equipos de rescate e implementar los procedimientos de evacuación cuando sea necesario. La mejor defensa que se puede tener ante un caso de emergencia es un equipo de operadores bien preparado.
12.4 Libro de Control Toda actividad de mantenimiento y control que se realice durante las fases de construcción, operación, cierre y post-cierre de la instalación debe ser debidamente registrada en el libro de control. En el caso de haberse detectado alguna anomalía que pudiera causar inestabilidad en la instalación o sea detectado un peligro ambiental, el libro de control deberá registrar las medidas que se tomaron para rectificar estos problemas. El libro de control proporciona un registro y descripción de las actividades de mantenimiento y monitoreo que se llevan a cabo y sirve como documento referencial para las autoridades ambientales competentes que inspeccionen la instalación. En la Sección 12.2.2, se mencionan los puntos que deben registrarse en el libro de control.
13.0 Monitoreo El monitoreo de la PDC es una parte integrante de todo el proceso de manejo de la PDC. Conjuntamente con las inspecciones, auditorias regulares, muestreo y otras actividades, el monitoreo sirve para establecer el cumplimiento de la PDC con los requerimientos reglamentarios actuales y los objetivos de diseño. El monitoreo del comportamiento de la PDC debe realizarse durante todo el tiempo de vida de la estructura. Estas actividades de monitoreo deben realizarse aún antes del diseño y construcción de la instalación a fin de establecer las condiciones existentes y proporcionar la información necesaria para el diseño de la PDC, así como una base para la comparación en el futuro entre las condiciones de inicio y posteriores. El comportamiento de la PDC tiene que monitorearse muy de cerca durante la etapa de construcción y después del cierre de la PDC, así como también después de que se hayan ejecutado las actividades de rehabilitación que forman parte de los requerimientos de diseño. Los resultados de las actividades de monitoreo se utilizan como datos de entrada de los análisis que se necesitan realizar al tratar los requerimientos reglamentarios, los problemas públicos y la política y estándares de la compañía. La información del monitoreo ayuda a comprender los problemas y provee una realimentación de datos para la etapa de planificación del ciclo de manejo de la PDC.
13.1 Monitoreo de Ingeniería El monitoreo de ingeniería incluye las observaciones que son esenciales para la evaluación de la estabilidad estructural y la integridad de la instalación. El sistema y el programa de monitoreo deben ser lo suficientemente flexibles como para permitir posibles cambios en las condiciones anteriores, y deben ser diseñados de tal manera que sean compatibles con el grado de educación y las habilidades de las personas que realizarán el monitoreo, finalmente. En el diseño del sistema de monitoreo debe incluirse instrucciones detalladas para la instalación y lectura de los instrumentos de monitoreo, así como la reducción de datos y evaluación. Los resultados del programa de monitoreo deben informarse en reuniones que se realizarán regularmente, tomándose las medidas apropiadas para garantizar la seguridad de la PDC. Para cada dispositivo de monitoreo, se debe mantener registros completos relacionados con el diseño, instalación, pruebas, reparación y comportamiento de la PDC. Todos los resultados de monitoreo deben archivarse de una manera consistente para una rápida y fácil referencia. Asimismo, los resultados de un programa de monitoreo amplio de preferencia deben ingresarse en una base de datos especialmente diseñada que haga fácil la manipulación y la interpretación de datos. El monitoreo de ingeniería debe incluir la medición de niveles piezométricos, flujos de filtración, movimiento del dique y deformaciones de las instalaciones de decantación. Asimismo, los registros de disposición diarios deben incluir la ubicación de la disposición, el tonelaje y las características de la pulpa. También se debe mantener un registro de las condiciones climáticas del lugar.
13.1.1 Piezómetros El propósito de los piezómetros es medir la presión de agua dentro de los estratos de fundación, dentro del dique o dentro de la PDC. Los tipos de piezómetros y ubicaciones deben seleccionarse cuidadosamente, según las condiciones particulares del proyecto y los requerimientos de monitoreo. Los piezómetros deben leerse regularmente durante todo el año. Estas lecturas permiten la observación y el registro de variaciones estaciónales, así como de las tendencias de presiones piezométricas. Los resultados de un monitoreo piezométrico pueden utilizarse para evaluar la estabilidad del dique, para estudiar el potencial de licuefacción de las colas y de la fundación; o como una indicación del grado de consolidación de las colas.
13.1.2 Flujo de Filtración El flujo de filtración puede registrarse por medio de la medición del flujo colectado por los subdrenes, zanjas de colección de filtración o drenes interceptores. Cuando se encuentre que la filtración emerge aguas abajo de un dique debe colectarse y derivarse hacia un vertedero para su medición. Dependiendo de la cantidad de filtración colectada y las condiciones particulares del proyecto, el flujo de filtración puede medirse de varias maneras. Por ejemplo, el flujo puede medirse utilizando un vertedero especialmente diseñado, un flujómetro automático, o registrando el tiempo que toma llenar un contenedor de volumen conocido. Los registros del flujo de filtración indicarán cuándo habrá cambios importantes y permitirán una evaluación de problemas potenciales. El flujo de filtración puede monitorearse regularmente de acuerdo a un programa de monitoreo que permita establecer patrones estacionales. También pueden tomarse medidas después que se haya producido un cambio en la operación o luego de un evento de tormenta de gran magnitud, a fin de evaluar la sensibilidad de los flujos de filtración ante varios factores. Los datos de flujo de filtración también se utilizan para el estudio de balance de agua.
13.13 Movimientos del Dique Los movimientos verticales y horizontales del dique pueden monitorearse de diferentes maneras. La selección del método adecuado depende de los requerimientos de diseño particulares, el nivel deseado de exactitud y los riesgos asociados con una posible falla de la PDC. Un método simple de medición de los movimientos horizontales de la PDC es la instalación de marcadores de superficie. En este método, los marcadores se alinean en una línea recta (line-of-site) que permite la detección rápida del movimiento horizontal durante los reconocimientos periódicos. Una indicación de la razón de amplitud de fractura puede proveerse por medidas sucesivas entre un conjunto de estacas instaladas a ambos lados de la fractura. Los movimientos horizontales de puntos dentro del dique también pueden detectarse por medio de inclinómetros. La instalación del inclinómetro consiste en la colocación vertical de un tubo de aluminio con su base fijada en terreno estable. Luego, el dispositivo de
medición se desciende por el tubo para registrar su inclinación en intervalos seleccionados a todo lo largo del tubo. Los resultados se integran para preparar una gráfica de los movimientos horizontales en el lugar donde se encuentra el inclinómetro. La deflexión del tubo puede proveer una indicación de los movimientos del talud de profundo asentamiento de la estructura y su posible inestabilidad. El reconocimiento exacto por medio de señales (faros) de monitoreo de taludes es un método preciso para registrar los movimientos verticales y horizontales del dique. Este método indica la irrupción de una aceleración o retardación de la subsidencia y los patrones de desplazamiento horizontal. Otros métodos que se utilizan para monitorear los movimientos del dique son la colimación óptica, el estudio sucesivo de juegos de fotografías aéreas estereoscópicas, o el uso del Sistema de Posicionamiento Global (GPS).
13.2 Monitoreo Ambiental Los datos de monitoreo proporcionan la documentación que se necesita para corroborar el cumplimiento con las normas ambientales, a la vez que resaltan las tendencias que podrían considerarse para tomar acciones preventivas, y ayudan a evaluar la eficiencia de las medidas de remediación. Es por eso que el monitoreo es un aspecto extremadamente importante en lo referente al manejo de la PDC.
13.2.1 Estudio de Línea Base, Antecedentes referidos al Agua Idealmente, un estudio de línea base debe iniciarse antes de la construcción de una nueva PDC o de una gran expansión de una PDC existente. El estudio de línea base incluye el muestreo, tanto aguas arriba como aguas abajo, de la instalación proyectada, a fin de caracterizar las condiciones pre-existentes del lugar. El alcance del programa de muestreo depende del tamaño de la instalación proyectada. Cuando sea necesario, debe incluir un programa de muestreo de agua, tanto del agua superficial como del agua subterránea, que puedan ser impactadas con la construcción y/u operación de la instalación. Un programa de monitoreo efectivo aísla los efectos ambientales de la PDC dentro del lugar donde éste se desarrolla, sin afectar el medio ambiente circundante. Esta meta puede resultar algo difícil, especialmente en un área donde ya han existido operaciones anteriores que han afectado la calidad del agua del ambiente. Aún si la PDC sigue en operación, es necesario realizar un estudio de línea base que evalúe las condiciones actuales del lugar, a fin de medir los cambios en la calidad del agua basándose en esta caracterización inicial.
13.2.1.1
Monitoreo de la Calidad del Agua
No obstante el tamaño de la PDC, siempre es necesario preparar un plan de monitoreo de agua. Los efectos potencialmente desfavorables de una PDC son la contaminación del agua superficial o el agua subterránea cercana a la operación, causada por la carga de metales y/o el DAR. Según las características hidrogeológicas del área del proyecto, los impactos ambientales de las PDC pueden ser bastante extensos.
Los Decretos Supremos No. 241 76 y No. 24782 aprueban los reglamentos correspondientes a la calidad del agua y la actividad minera. En el Decreto Supremo 24176, se establecen los estándares de calidad de agua y se incluyen disposiciones para usos de los cuerpos de agua. El Decreto Supremo 24782 establece regulaciones para disposición de colas en las operaciones mineras pequeñas, medianas y grandes así como los requerimientos obligatorios para la protección del medio ambiente donde se desarrollan las operaciones. Un programa completo de monitoreo de la calidad del agua consiste en los siguientes componentes:
13.2.1.1.1 Plan de Muestreo Para desarrollar un plan de muestreo comprensivo, el primer paso que debe darse es identificar los cuerpos de agua propensos o en riesgo de contaminación. Un plan de monitoreo, que identificará cualquier potencial de filtración de la PDC, es la meta principal del manejo de agua de colas. El agua superficial y el agua subterránea que se encuentran aguas abajo de la PDC son objetivos lógicos en una evaluación. La geología y la topografía del lugar pueden influenciar el movimiento lateral del agua. Por esta razón, es necesario que también haya lugares de muestreo en los flancos de la PDC. Los lugares de monitoreo deben estar identificados en un mapa antes de dar inicio a las actividades de monitoreo. En las áreas para las que no haya mapas disponibles, debe ejecutarse un estudio de reconocimiento de campo para identificar los posibles lugares de muestreo. Los estándares de calidad de agua dependen de la clasificación del cuerpo de agua receptor según su uso, tal como se establece en los Reglamentos en Materia de Contaminación Hídrica del Decreto Supremo No. 241 76. En estos Reglamentos y en el RAAM Decreto Supremo No. 24782, se establecen las disposiciones que regulan las descargas de efluentes a cuerpos de agua superficiales y subterráneos. En estos cuerpos de agua no se debe alterar su calidad pre-existente, al desarrollo minero. Esto quiere decir que no debe haber una degradación del agua existente. El Anexo A del Decreto en mención, tiene una lista de ochenta parámetros que deben ser considerados para este propósito, los cuales se aplican según el tipo de procesamiento y la naturaleza de la PDC. Para monitorear la calidad del agua superficial y el agua subterránea se deben considerar ciertos requisitos mínimos, como el registro de parámetros de campo en cada punto de monitoreo; las notas de campo también son un componente importante para la interpretación de datos. Las observaciones de campo de las condiciones climáticas, los cambios en el flujo de corriente, los cambios de cualquier tipo en las condiciones del lugar, la temperatura, el pH, y la conductividad que se presenten en cada punto de muestreo deben registrarse en un cuaderno de notas para referencia futura. Los registros de calibración de instrumentos también deben registrarse para el caso en que los datos se consideren defendibles. Para este fin, es muy recomendable que se diseñen formularios estándar que estén dentro de cuadernos de notas. Asimismo, se recomienda asignar cierta cantidad de tiempo para transcribir las notas de campo a una base de datos digital.
Adicionalmente, antes del inicio del programa de monitoreo es necesario señalar en un plan detallado los parámetros químicos específicos del lugar que se tomarán en cuenta. Para cumplir con los criterios de no degradación, los parámetros químicos monitoreados deben incluir todos los elementos que puedan liberarse y que puedan exceder la calidad de agua pre-existente en el lugar del proyecto.
13.2.1.1.2 Posibilidad de Defensa Defensa de los Datos Datos !
Lista de monitoreo. Un factor importante para la posibilidad de defensa de los datos es el grado de representatividad de estos datos. Para que los datos sean representativos las muestras deben colectarse regularmente, tomando en cuenta que los cambios en la calidad de agua debido a la variación estacional son comunes. Para caracterizar los impactos de los cambios estacionales en la calidad de agua, las muestras deben colectarse por lo menos cuatro veces al año; un muestreo puede hacerse durante el período lluvioso más alto y un segundo muestreo puede realizarse durante la estación seca. Los otros dos muéstreos pueden hacerse en otras estaciones, y a intervalos de tiempo razonables. Si durante un muestreo se observan cambios en la calidad de agua pre-existente, será necesario aumentar el período de monitoreo, a fin de evaluar si la variación es anómala o se debe a algún impacto causado por la actividad minera. El aumento del monitoreo es una medida simple y efectiva de predecir los impactos ambientales. No hay que olvidar que las infracciones pequeñas son más fáciles de contener y mitigar que las liberaciones de contaminantes a gran escala. Según se establece en el Decreto Supremo No. 24782, Artículo 69, el monitoreo de postcierre debe continuar durante tres años después que se ha concluido con las medidas de rehabilitación; a fin de verificar que las descargas que hubieren, desde la instalación ya cerrada, cumplen o no exceden los límites permisibles para descargas líquidas.
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Técnicas de muestreo. Contar con técnicas de muestreo adecuadas es muy importante para la posibilidad de defensa de los datos. Es necesario que los métodos de manipulación de muestras estén especificados en un manual de referencia. El técnico de campo debe estar adecuadamente capacitado por un muestreador experto, quien le instruirá acerca de la importancia de seguir un protocolo para la colección de muestras. Es recomendable que se consulte al laboratorio de análisis elegido para la ejecución de ensayos, sobre el establecimiento de una apropiada manipulación de muestras. Otras referencias, reconocidas respecto a protocolos de manipulación de muestras son: United States Environmental Protection Agency, United States Geological Survey, y Standard Methods for Analysis of Water and Wastewater (Greenberg, et al., 1992).
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Medidas de CC/AC. Un aspecto importante de cualquier programa de monitoreo es el Control de Calidad y el Aseguramiento de Calidad (CC/AC). Un buen programa de CC/AC incluye la recolección de muestras en blanco y duplicados de campo, así como la incorporación de estándares certificados y/o muestras picadas.
Los duplicados de campo son una manera simple y no muy costosa de colectar información respecto a la variabilidad de un
lugar determinado. La variación es un factor especialmente importante si la concentración de un analito específico está en o cerca de los límites de detección analítica. Por eso, los blancos de campo son necesarios, pues con ellos se cerciora si la contaminación es la responsable de los analitos detectados que exceden las concentraciones esperadas o las históricas. El análisis de estándares certificados asegura que el laboratorio esté determinando y reportando los resultados de manera exacta. La variación analítica aceptable para los análisis de estándares está sujeta a la calidad del estándar certificado utilizado y al analito en cuestión. Un excelente "estándar" consiste en un par de muestras (es decir, duplicados) colectados en un lugar real de campo, picándose una de ellas con la adición estándar certificada y la otra dejándosele tal cual. Un programa de CC/AC riguroso mejora la integridad, contabilidad y capacidad de defensa de los datos, lo cual es importante, dado los continuos cambios que se dan en los permisos y en la legislación ambiental.
13.2.1.1.3 Informes Tal como se señala en el Título V, Sección IV del Decreto Supremo No. 24782, el objetivo, alcance del monitoreo y los resultados de las actividades de monitoreo y mantenimiento de la instalación deben registrarse en un libro de control que deberá estar disponible para cuando la Autoridad Ambiental Competente lo solicite al momento de la inspección. Este libro de control debe mantenerse durante todas las fases de construcción, operación, cierre y post-cierre de las actividades mineras.
13.2.2 Estudio de Línea Línea Base, Base, Antecedentes referidos al Aire. Aire. Siempre que sea posible, debe realizarse un análisis de antecedentes de la calidad del aire, dentro de un Estudio de Línea Base. Este análisis debe considerar los antecedentes de calidad del ambiente existente debido a la variación natural de las condiciones climáticas. Los estándares para la calidad de aire están especificados en el Reglamento en Materia de Contaminación Atmosférica; Decreto Supremo No. 24176. En el Decreto Supremo No. 24782 (la reglamentación de minería relacionada con el medio ambiente), no existen disposiciones específicas que hagan referencia a la calidad del aire.
13.2.2.1
Monitoreo de la Calidad del Aire
El propósito de un programa de monitoreo de calidad de aire es asegurar que la operación de la mina y de la PDC no degrade de manera inaceptable la calidad del aire pre-existente. La construcción, operación y cierre de la PDC pueden producir efectos nocivos en la calidad de aire del lugar. Según los climas de cada lugar, los impactos en la calidad del aire pueden variar desde efectos sin consecuencias hasta efectos peligrosos. Para determinar los impactos en la calidad del aire, es necesario diseñar un programa de monitoreo que provea suficientes datos de línea base y de operación. Si se espera que se produzca algún impacto importante en la calidad del aire, se tendrá que desarrollar programas complejos de modelamiento para predecir la calidad del aire durante la operación de la instalación. Estos modelos incorporan una variedad de parámetros meteorológicos, como temperatura, velocidad y dirección del viento, y alturas máximas; los cuales determinan los impactos en la calidad del aire.
Un comprensivo plan de monitoreo de la calidad del aire está formado por los siguientes componentes:
13.2.2.1.1 Plan de Muestreo En un plan de muestreo, se deben establecer estaciones de monitoreo de calidad de aire, viento abajo de una instalación nueva o existente, a fin de determinar las condiciones ambientales de línea base en el área y el impacto que producen las instalaciones mineras en la calidad del aire. Si se espera que la PDC tenga efectos atmosféricos adversos en las áreas que no están bajo el control directo del concesionario u operador minero, es necesario considerar la elaboración de un programa de monitoreo más complejo. Los parámetros de muestro en un programa de monitoreo de la calidad del aire son específicos para cada lugar. Los Anexos del RMCA presentan listas de los límites permisibles para una calidad de aire aceptable. Las PDC son las más propensas a exceder los estándares ambientales de calidad de aire, los cuales establecen un máximo de materia de partícula de 10 micrones (PM10). Otros parámetros que pueden exceder los estándares incluyen las partículas totales suspendidas, monóxido de carbono y ciertos metales conocidos. Si existiera algún indicio de que la calidad del aire del ambiente ambiente puede verse afectado, afectado, será necesario implementar un riguroso programa de monitoreo. Cabe resaltar que la queja referente a la calidad del aire es uno de los reclamos más frecuentes por parte de las personas que residen cerca de una PDC.
13.2.2.1.2 Lista de Monitoreo Una vez que se hayan establecido estaciones de monitoreo de calidad de aire, será necesario desarrollar e implementar una lista de monitoreo.
13.2.2.13 Informes Aunque actualmente no existen regulaciones específicas referentes al monitoreo de la calidad del aire en las regulaciones ambientales para las actividades mineras, es necesario contar con un libro de registros, ya que el polvo y las emisiones en la operación de la PDC pueden impactar la calidad de aire ambiental existente. Este libro de registro guardará los datos relativos a las condiciones atmosféricas ambientales. Si alguno de los parámetros de los estándares de aire llegara a excederse, se deberán tomar medidas adecuadas para cumplir con los estándares especificados. Este libro de registro puede ser el mismo libro de control que especifica el RAAM en el Artículo 43, con la apertura de la sección correspondiente a aire.
13.2.3 Monitoreo de la Vegetación Todo monitoreo de la vegetación que se necesite para la PDC deberá realizarse según lo especifique el programa de monitoreo aprobado por la Autoridad Ambiental Competente. El monitoreo de la vegetación consiste en el mantenimiento de un registro de todas las actividades de revegetación y de los hallazgos de las inspecciones referentes a la vegetación.
14.0 Cierre de la PDC 14.1 Requisitos Reglamentarios Cuando una PDC alcanza su capacidad máxima o no se espera descargar más colas en la instalación, esta debe cerrarse y
rehabilitarse el área; entonces, la instalación debe monitorearse durante un período de tiempo después del cierre y rehabilitación, denominado periodo de post-cierre. Según el Artículo 68 del RAAM, el titular de la licencia ambiental deberá llevar un registro de las acciones de cierre, rehabilitación y post-cierre del área de operación minera, en el libro de control mencionado en los Artículos 43 y 44 de dicho Reglamento. Es necesario anotar que, aunque se hayan tomado ya las medidas de cierre y rehabilitación del área, las obligaciones del concesionario u operador minero relacionadas con daños ambientales subsisten aún después de la reversión de la concesión minera al dominio originario del Estado (RAAM, Art. 72). Al término del periodo de post-cierre de tres años, que incluye el monitoreo, el concesionario u operador minero debe presentar un informe auditado a la Autoridad Ambiental Competente, siempre y cuando las emisiones y las descargas se hayan mantenido dentro de los límites permisibles y no haya evidencia de inestabilidad en la PDC. Este informe (RAAM, Art. 69) debe detallar las acciones de cierre, rehabilitación y post-cierre realizadas, así como la evaluación de dichas acciones y del estado actual del área de operaciones mineras. El informe deberá recibir un dictamen favorable por parte de un auditor independiente del concesionario u operador minero, quien deberá estar registrado en el Directorio de Consultores del Viceministerio de Medio Ambiente, Recursos Naturales y Desarrollo Forestal. Las actividades mineras se dan por concluidas cuando el informe auditado se presenta a la Autoridad Ambiental Competente. La selección del programa adecuado de cierre de operaciones y rehabilitación del área, y de las acciones de post-cierre y liberación (CRPL) depende específicamente del lugar y debe hacerse durante la ingeniería inicial de la PDC. Las actividades de cierre y rehabilitación de la PDC deben hacerse según el plan aprobado en la Licencia Ambiental (RAAM, Título Vil, Art. 67). La información de línea base y monitoreo del ambiente de la PDC y la información de ingeniería del diseño y operación debe revisarse y tomarse en cuenta en la implementación del programa CRPL. Este programa debe basarse en un plan lógico y plausible que se presenta y aprueba en la Licencia Ambiental antes de la operación. Es normal que este programa CRPL se modifique al tiempo de la implementación, pues en esta modificación se incorporan los conocimientos actuales sobre el lugar y se aprovecha las mejores prácticas actuales del momento para la rehabilitación del área de la PDC.
14.2 Objetivos y Planeamiento del Cierre Todas las fases del ciclo de vida de una PDC están interrelacionadas. Las actividades de desmantelamiento, cierre y post-cierre son más efectivas y económicas si la instalación se planea y opera considerando un plan de cierre. Para las PDC nuevas, el planeamiento de cierre debe empezar durante las etapas de pre-factibilidad y factibilidad del proyecto y continuar durante todas las diferentes etapas de diseño del proyecto. La evaluación de las opciones de cierre deben darse como parte del proceso iterativo de selección del lugar y del tipo de instalación a construirse; las opciones de cierre deben considerarse en el completo análisis de riesgo de las opciones de PDC. El plan de cierre debe ser desarrollado y aprobado en la Licencia Ambiental (Art. 67, RAAM).
Cualquier cambio que se realizara en el diseño original de una PDC debe evaluarse con respecto a su efecto en los planes de cierre, los cuales deben considerarse durante toda la vida de la mina dentro del ciclo de manejo de riesgos de la PDC. Los objetivos principales del planeamiento e implementación de las actividades de cierre son: !
Cumplir con los requisitos legales,
regulaciones ambientales, consideraciones de la comunidad y compromisos de la
compañía. !
Ceder las tierras para uso que no sea el minero y que sea más bien consistente con los objetivos de uso de tierras regionales u otros usos aprobados.
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Asegurar la estabilidad de la PDC y de sus instalaciones asociadas a largo plazo.
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Proteger la salud y seguridad pública.
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Minimizar el impacto ambiental.
14.3 Actividades Post-Operativas Las regulaciones ambientales especifican que las operaciones mineras deben preparar un plan de cierre y rehabilitación del área de la PDC, el cual debe presentarse como parte de los requisitos que se exigen para obtener la Licencia Ambiental para la operación de una instalación minera. En consecuencia este plan debe prepararse antes de la construcción de la instalación. El RAAM, en sus Artículos 67 y 69, presenta los requisitos de un plan de cierre, rehabilitación, post-cierre y liberación responsable para operaciones grandes y pequeñas. Luego que termina la operación de una PDC, este plan aprobado se utiliza como base sobre el cual se ejecutan las actividades de cierre y rehabilitación final. Por lo general, el programa de cierre final se refina a medida que la operación de la instalación va llegando a su término. Este programa se basa en la configuración final de la instalación, la experiencia ganada durante las operaciones con el material disponible en el lugar y la tecnología existente en el momento del cierre de la instalación. Por ejemplo, la ubicación y el método de disposición de colas puede cambiar, más para mejorar la configuración post-operacional de la estructura, que para la configuración operacional. Las actividades post-operacionales de una PDC incluyen el cierre, la rehabilitación del área y el post-cierre. Estas fases no siempre son distintas y pueden diferir de PDC en PDC. Los procedimientos de cierre y rehabilitación pueden ser paralelos y algunas veces idénticos. Generalmente, las actividades de cierre incluyen el control de efluentes provenientes de la instalación y el aseguramiento de que la estructura sea física y ambientalmente estable. Con frecuencia, las actividades de control de efluentes se terminan antes de implementar las medidas de rehabilitación. Las actividades de rehabilitación consisten en el retorno de la instalación a un uso de tierra estable post-operacional, como tierra para pastoreo o habitat de vida silvestre. Las actividades de post-cierre por lo general están compuestas por actividades de monitoreo y mantenimiento.
14.3.1 Cierre Los planes de cierre de una PDC deben incluir procedimientos que mitiguen los problemas ambientales asociados con la contaminación del agua, aire y suelo. Además, es necesario tomar las medidas adecuadas para asegurar que a la finalización de las operaciones, la instalación mantendrá su integridad física. Si la estabilidad de la PDC se ha mantenido constante durante las etapas de construcción y operación, es muy probable que los riesgos asociados con posibles fallas de la estructura disminuyan incluso después del cierre (excepto si se trata de una opción de cierre subacuático). La razón de esta disminución del riesgo es la expectable reducción del nivel de la superficie freática, debido a la falta de recarga y al aumento de resistencia de las colas con el tiempo. La edad de los suelos de las colas tiene un efecto favorable en las propiedades mecánicas y dinámicas de las estructuras del suelo, por lo que es un factor que debe considerarse al momento de la evaluación de riesgo de falla de una PDC cerrada (Troncoso, 1990). La fuente más probable de degradación ambiental por parte de la PDC es debida a la contaminación de agua; esto ocurre debido al contacto no regulado entre el lixiviado de colas y el agua superficial o subterránea. Los procedimientos para eliminar o minimizar tal contacto son específicos de cada lugar y deben basarse en las características específicas de cada instalación.
14.3.2 Consideraciones Especiales para el Cierre Generalmente, los planes de cierre reflejan las condiciones climáticas, topográficas y geológicas locales, así como la configuración y el estado actual de una PDC específica. El nivel de sismicidad local también debe considerarse al momento de evaluar la estabilidad dinámica de la instalación en el largo plazo.
14.3.2.1
Drenaje Ácido de Roca (DAR)
Si se determina que las colas son potenciales generadores de DAR, será necesario tomar las medidas de prevención necesarias para evitar, controlar o mitigar su generación; las cuales formarán parte del plan de cierre. Un proyecto de PDC bien planificado investiga el potencial de generación de DAR durante las etapas iniciales de desarrollo. Si se tiene conocimiento de que las colas podrían generar DAR, será necesario desarrollar procedimientos de mitigación conjuntamente con los planes de construcción y operación de la estructura. La disposición subacuática es un buen método para prevenir la generación de ácido en las PDC, si es que hay suficiente cantidad de agua disponible. Mientras que por un lado la disposición subacuática de colas es un método preferido en muchos casos, en otros su uso queda excluido por la insuficiente disponibilidad de agua en áreas de climas áridos, situación frecuente en muchas áreas de Bolivia. La prevención de la generación de ácido es otra vía para prevenir el DAR; sin embargo, la disposición subacuática no previene la generación de ácido de los materiales dispuestos en el dique de la PDC. Si el dique o sus materiales son propensos a generar ácido, debe eliminarse el drenaje del dique revistiendo la cara del dique y las estructuras de derivación de agua. Cualquier filtración residual o drenaje superficial deberá colectarse para su posterior tratamiento. Una buena alternativa en estos casos sería construir el
dique usando materiales que no sean generadores de ácido; no obstante, esta alternativa puede ser prohibitivamente cara y puede constituir un "defecto fatal" en el desarrollo de la PDC. Un método de cierre común que mitiga el DAR es el cubrimiento de la instalación con cobertura de multicapas que minimizan la infiltración de agua y el ingreso de oxígeno en las colas. Con este método, la filtración proveniente de la instalación se minimiza con el tiempo, debido a la falta de recarga de agua, y a que la generación de ácido es impedida debido a la falta de oxígeno.
14.3.2.2
Control Hidrológico
Frecuentemente, la nivelación de la superficie de la PDC y la construcción de canaletas de desagüe para dirigir los flujos superficiales lejos de la instalación, tan pronto como sea posible, son actividades que se implementan como una medida de cierre. El aislamiento hidrológico de la instalación por medio de la construcción de canales de derivación también limita el contacto entre el agua del ambiente y las colas, previendo, de esta manera, la contaminación del agua. Debe tenerse especial cuidado en prevenir la acumulación de agua de tormenta detrás del dique; acumulaciones de agua en la PDC podrían aumentar el nivel freático, afectando la estabilidad de la estructura. Asimismo, la saturación de las colas podría conducir a incrementar el riesgo de licuefacción de la PDC. La acumulación de grandes volúmenes de agua podría provocar el rebalse de agua por el dique, causando su erosión subsecuente y en el peor de los casos, una falla por flujo.
14.3.2.3 Control de filtración Será necesario operar una instalación de control de filtración hasta que la calidad de la filtración sea aceptable para su descarga, sin tratamiento, o hasta que se elimine la filtración completamente. Otras opciones disponibles para el control de filtración, son los sistemas de tratamiento pasivo y de tratamiento activo, siendo la calidad y la cantidad de filtración los factores que determinan el tamaño y el tipo de sistema de tratamiento que se utilizará. Los costos menores asociados con el tratamiento pasivo hacen de este sistema el método preferido, además de poder desarrollarse para cumplir con las necesidades particulares de la PDC. Frecuentemente, un sistema de tratamiento pasivo se puede diseñar para que trabaje de manera conjunta con un sistema de tratamiento activo, hasta que la calidad de la filtración sea aceptable para descargarla sin tratamiento o hasta que la filtración pueda controlarse únicamente con el sistema de tratamiento pasivo.
14.3.2.4 Control de Polvo El control de polvo también resulta ser un problema importante durante el período de cierre de la instalación. Por lo general, las colas son muy finas y por lo tanto susceptibles a la erosión por viento. Un método efectivo para controlar el polvo es la revegetación, que también sirve para alcanzar los objetivos de rehabilitación. Cuando no se puede o no se desea revegetar la instalación, la opción de control de polvo de más bajo costo puede ser la colocación de una capa de material neutro proveniente de la mina o de otra fuente cercana a la PDC.
14.3.2.5 Colocación de Capas Según las condiciones específicas del proyecto, el sistema de cobertura puede consistir en una o más capas o estratos. El tipo de
capas necesario depende de las características químicas y físicas de las PDC. En muchas ocasiones la capa de superficie de todo el cubrimiento es un medio de cultivo que facilita la revegetación de la superficie y mejora el impacto visual, confundiendo la estructura con el ambiente circundante. Las opciones de colocación de capas o estratos incluyen: !
Sello con arcilla, cobertura con suelo vegetal y vegetación local
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Geomembrana
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Multicapas (una de las cuales es de baja permeabilidad)
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Disposición subacuática
Si una PDC contiene materiales peligrosos, la instalación debe cubrirse con una capa de arcilla que limite la infiltración de agua. Posteriormente, esta capa de arcilla podría cubrirse con suelo vegetal y luego revegetarse (Sección 14.3.3). La cobertura de la instalación con una geomembrana en lugar de arcilla puede ser una alternativa aceptable para una PDC que contiene materiales peligrosos, cuando no hay materiales de préstamo (como arcilla y grava) disponibles en el lugar. Es muy posible que esta opción no sea económicamente viable, salvo para instalaciones pequeñas. El uso de multicapas puede ser un método muy útil cuando se trata de minimizar la filtración, como en las instalaciones que tienen el potencial de generar ácido. Las multicapas están compuestas por material de préstamo proveniente de la mina, que no son generadores de ácido. Cuando se utilicen las multicapas como parte del programa de rehabilitación de una PDC, la alternativa de revegetar la cobertura debe considerarse con cautela, ya que las raíces de la vegetación podrían abrir senderos en la cubierta de la PDC, propiciando un aumento en la infiltración, lo cual es un efecto no deseado. Este problema puede tratarse en el mismo diseño de la cobertura, el cual puede incluir un estrato de baja permeabilidad cubierto por una capa de grava que, a su vez, puede estar cubierta por un material diseñado para soportar el crecimiento de vegetación. También se puede utilizar el método de disposición subacuática para prevenir la oxidación de minerales sulfurosos y así ayudar a prevenir la generación de DAR. Tal como ya se mencionó anteriormente, este método no se puede aplicar en climas áridos, justamente como son los climas de muchas zonas de Bolivia, donde los recursos hídricos son escasos.
14.3.3 Rehabilitación La rehabilitación de una PDC hace referencia a la posibilidad de utilizar la tierra, en el largo plazo estable, posterior al cierre. El uso de tierra posterior al cierre, generalmente se identifica durante la etapa de planeamiento de la PDC; esto ayuda a seleccionar los procedimientos operacionales que optimizan el uso de tierras posterior al cierre. Un uso post-cierre común de la PDC, es como habitat para la vida silvestre. Si este fuera el caso, es necesario que se desarrolle un plan para la protección de la vida silvestre como parte del proceso de rehabilitación.
14.3.3.1 Revegetación Los procedimientos de revegetación son ampliamente usados en la rehabilitación de las PDC. La revegetación incluye la colocación de un material adecuado para el crecimiento de plantas y de "mejoradores" o abonos, según se necesite, a fin de propiciar el crecimiento de la vegetación. Cuando las colas tienen el potencial de ocasionar reacciones ácidas, el crecimiento de la vegetación deberá encararse con la colocación de un suelo grueso y una capa orgánica. El proceso de revegetación puede significar todo un reto en algunas zonas de Bolivia, como el Altiplano, debido a la falta de semillas nativas y al suelo inadecuado. Las variaciones de temperatura, las estaciones cortas de crecimiento, la poca precipitación y los altos índices de evaporación son factores que contribuyen a la dificultad de establecer un buen programa de revegetación. Las comunidades locales pueden brindar valiosos aportes al diseño e implementación de un plan de revegetación. Los residentes y las organizaciones locales pueden suministrar las semillas que colecten en sus localidades, producir transplantes y brindar mano de obra para implementar un programa de revegetación adecuado. Estas actividades pueden ser una buena fuente de ingresos para colegios y otras organizaciones. Por lo general, los campesinos tienen amplios conocimientos respecto a la vegetación local y pueden dar buenos consejos a los especialistas en revegetación. Los especialistas de la Universidad, en vegetación y suelos, también son excelentes recursos en lo referente a revegetación. Una buena manera de identificar los procedimientos de revegetación exitosos es realizar una revegetación concurrente durante las operaciones. Esta idea es secundada por el RAAM, Artículo 66, alentando la rehabilitación contemporánea, cuando sea posible. La revegetación concurrente o un programa de investigación de prácticas de revegetación permitirán la identificación de especies que prueben tener éxito en el ambiente de la PDC. Un programa concurrente también dará como resultado la estabilización de áreas disturbadas pero que ya no son activas, durante las operaciones. La opción de dejar la PDC sin vegetación debe contemplarse sólo ante circunstancias bien definidas y con un plan cuidadosamente desarrollado.
14.3.4 Post-cíerre El post-cierre es la fase final antes de la liberación de la responsabilidad de la PDC y consiste de acciones comprendidas en el Plan de Cierre y Rehabilitación de Área, Artículo 67, Inciso 3); monitoreo de agua y estabilidad física. Durante esta fase, es recomendable monitorear también el avance del programa de revegetación, por muchas razones, siendo las más importantes las siguientes: !
Provee documentación confiable que demuestra que el programa se está implementando según lo planeado.
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Demuestra el éxito del programa de cierre y rehabilitación.
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Identifica problemas que necesitan remediación.
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Identifica los factores de estabilidad antes que pueda desarrollarse algún problema.
El período de post-cierre puede durar algunos años, hasta que se pruebe que los procedimientos de cierre y rehabilitación son efectivos y que la instalación puede ser liberada de su obligación legal. El artículo 69 del RAAM establece que deberá transcurrir un periodo de tres (3) años de post-cierre en el que las emisiones y descargas se mantendrán dentro de los límites permisibles y no se presentarán señales de inestabilidad en las acumulaciones de residuos, verificado por el control de las estructuras y el monitoreo de los flujos; para dar por concluidas las actividades mineras, según procedimiento.
14.3.4.1 Monitoreo de Post-Gerre Una parte importante de la fase de post-cierre es el monitoreo de la calidad del agua tanto dentro, como aguas abajo de la instalación; por lo que se monitoreará las aguas superficiales y las aguas subterráneas. Los puntos de monitoreo deben estar estratégicamente ubicados para obtener muestras que documenten la influencia de la instalación en el agua recuperada; uno de estos puntos es normalmente un punto de cumplimiento durante las operaciones. El monitoreo del agua incluye la ejecución de pruebas de muestras de agua para determinar su calidad, cuyos resultados después se comparan con las condiciones de línea base anteriores a la explotación minera o con los estándares aprobados para la descarga. Si se encuentra que las muestras están degradadas en comparación con la calidad de agua de línea base o simplemente no cumplen con los estándares de descarga, se deberá desarrollar un programa de mitigación e implementarse a buen tiempo, a fin de asegurar una adecuada protección ambiental. En la etapa de post-cierre, debe monitorearse el dique de contención para determinar su estabilidad. En el caso de diques de grandes dimensiones, también debe monitorearse el movimiento y la posible deformación de la estructura. Estos objetivos se logran definiendo puntos estratégicos en el dique que se levantarán en intervalos regulares para monitorear cualquier movimiento que pudiere ocurrir. También, se pueden instalar piezómetros y monitorear la PDC, según lo establecido en un plan regular. Este monitoreo debe ser evaluado en relación a los parámetros de diseño, a fin de confirmar la estabilidad de la estructura después del cierre. Cuando la revegetación forma parte del programa de rehabilitación, es necesario que se implemente un plan de monitoreo que determine los avances del programa de revegetación. En este proceso, deben resaltarse los procedimientos exitosos e identificarse los que no lo fueron, a fin de mejorar la eficiencia del programa de revegetación.
15.0 Referencias Australian Environmental Protection Agency, 1995, "Tailings Containment. Best Practice Environmental Management in Mining." Ayres, W.S., K. Anderson, and D. Hanrahan, 1998, "Setting Priorities for Environmental Management," World Bank Technical Paper No. 398. Blight, G.E. 1997. "Interactions between the atmosphere and the Earth, Géotechnique, Vol. 47, 715-767 pp. Blight, G.E., M.J. Robinson, j.A.C. Diering J.A.C., 1981, "The flow of slurry from a breached tailings dam," Journal of the South
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Figura 1 Clasificación de Actividades Mineras con Referencia a la Obtención de Licencias Ambientales como se especifica en el RAAM
Figura 2 Clasificación de las Presas de Colas con Referencia a su Volumen y a la Fecha de Aprobación del RAAM
Figura 3. Ciclo de Manejo de Presa de Colas
Figura 4. Proceso de Planeamiento de Presa de Colas
a) DIQUE EN ANILLO PARA PRESA DE COLAS (PDC)
b) PDC EN LADERA
