Geoquimica de Sedimentos y Relaves

UNIVERSIDAD DE LA SERENA FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE MINAS

GEOQUÍMICA DE SEDIMENTOS Y RELAVES EN LA CUENCA DEL RIO ELQUI, REGIÓN DE COQUIMBO, CHILE

DANIELA PAOLA CASTILLO RODRÍGUEZ

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Ambiental

Comisión revisora:

Dr. Jorge Oyarzún M. Profesor Patrocinante Dr. Ricardo Oyarzún L. Profesor Patrocinante Dr. Hugo Maturana C.

LA SERENA, 2009

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1 Geoquímica de Sedimentos y Relaves en la Cuenca del Río Elqui, Región de Coquimbo, Chile.

Daniela Castillo Rodríguez/2009

DEDICATORIA

Dedico esta tesis con todo mi amor y agradecimiento a Dios, quien me ha dado

fuerzas y sabiduría para enfrentar cada etapa de mi vida.

A mi padre, por sus consejos y por ser un ejemplo de esfuerzo.

A mi marido, por su paciencia, comprensión, amor… y una interminable lista…

A mis profesores, quienes han sido un ejemplo de “mejoramiento

continuo”, de trabajar con dedicación y entusiasmo.

Daniela Paola Castillo Rodríguez

“Todo lo puedo en Cristo que me fortalece.”

Filipenses 4:13

Departamento de Ingeniería de Minas-Facultad de Ingeniería-Universidad de La Serena

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AGRADECIMIENTOS

Agradezco la orientación en el análisis de datos a los profesionales Jorge Núñez,

CAZALAC y Nabor Castillo, Departamento de Matemáticas Universidad de La

Serena; a David López, CEAZA, en la elaboración de mapas; por el aporte de

información a CONAMA y CIMM, y a CAZALAC-CAMINAR por la oportunidad de

realizar esta memoria.

Menciono en este a reconocimiento también a mis profesores guías, Jorge

Oyarzún, y Ricardo Oyarzún, así como al coordinador de mi carrera, Dr. Hugo

Maturana.

A mis padres, hermanos y abuelos, en especial mi padre Miguel Ángel Castillo y

mi marido Derick Reinhardt.

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ÍNDICE

ABSTRACT ............................................................................................................ 6

RESUMEN .............................................................................................................. 7

1 INTRODUCCIÓN ............................................................................................... 8

2 OBJETIVOS ..................................................................................................... 12

3 MATERIALES Y MÉTODOS ........................................................................... 13

3.1 Área de estudio .......................................................................................... 13 3.1.1 Clima ................................................................................................... 14 3.1.2 Geomorfología ..................................................................................... 15 3.1.3 Hidrología ............................................................................................ 16 3.1.4 Geología .............................................................................................. 18 3.1.5 Actividades Económicas ...................................................................... 19

3.2 Campañas de Obtención de Datos ............................................................ 21 3.2.1 Antecedentes Generales ..................................................................... 21 3.2.2 Recolección de Muestras .................................................................... 21

3.2.2.1 Muestreo de Sedimentos Activos .................................................. 21 3.2.2.2 Muestreo de Sedimentos no Activos ............................................. 24 3.2.2.3 Muestreo de Relaves .................................................................... 27

3.2.3 Preparación de Muestras y Análisis Químico ...................................... 32

3.3 Análisis e Interpretación de la Información ................................................ 32 3.3.1 Método de Análisis Descriptivo y Estadístico General ......................... 33 3.3.2 Análisis de la Distribución de Datos..................................................... 34

3.3.2.1 Histogramas ................................................................................... 34 3.3.2.2 Test de Normalidad ........................................................................ 34 3.3.2.3 Análisis de Datos Atípicos (outliers) .............................................. 36 3.3.2.4 Gráficos Log-probabilísticos .......................................................... 37

3.3.3 Métodos de Análisis Gráfico ................................................................ 37 3.3.3.1 Gráficos de Variación Espacio-Temporal ...................................... 37 3.3.3.2 Gráficos Ternarios ......................................................................... 38 3.3.3.3 Comparación de Concentraciones de Metales entre Sedimento, Relaves y Agua Superficial ........................................................................ 38

3.3.4 Cálculo de Índices ............................................................................... 39 3.3.4.1 Índice de Enriquecimiento (IE) ...................................................... 39 3.3.4.2 Gráficos Normalizados para Sedimentos Activos .......................... 41

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3.3.4.3 Índice de Geoacumulación (Igeo) .................................................... 41 3.3.5 Métodos de Análisis Multivariado ........................................................ 42

3.3.5.1 Coeficiente de Correlación de Pearson (r) .................................... 43 3.3.5.2 Análisis de Cluster ......................................................................... 44

4 RESULTADOS Y DISCUSIONES ................................................................... 46

4.1 Parámetros Considerados en los Análisis ................................................. 46

4.2 Análisis Descriptivo y Estadístico General ................................................. 47

4.3 Análisis de la Distribución de los Datos ..................................................... 53 4.3.1 Histogramas ........................................................................................ 53 4.3.2 Test de Normalidad ............................................................................. 55 4.3.3 Análisis de Datos Atípicos (outliers) .................................................... 61 4.3.4 Gráficos Log-probabilísticos ................................................................ 64

4.4 Análisis Gráfico .......................................................................................... 70 4.4.1 Gráficos de Variación Espacio-Temporal ............................................. 70

4.4.1.1 Variación Espacio-Temporal para Sedimentos Activos ................. 70 4.4.1.2 Variación Espacial para Sedimentos no Activos ........................... 76 4.4.1.3 Variación Espacial para Relaves ................................................... 78

4.4.2 Gráficos Ternarios ............................................................................... 81 4.4.3 Comparación de concentraciones de metales entre Sedimentos, Relaves y Agua superficial ............................................................................. 83

4.4.3.1 Variación Espacio-Temporal entre Sedimentos Activos y Agua superficial .................................................................................................... 83 4.4.3.2 Gráficos Bivariados (scatterplot) de Concentración Sedimentos Activos vs Agua Superficial ......................................................................... 91 4.4.3.3 Análisis Simultáneo de Sedimentos no Activos y Relaves ............ 95

4.5 Cálculo de Índices ...................................................................................... 98 4.5.1 Índice de Enriquecimiento (IE) para Sedimentos Activos .................... 98 4.5.2 Gráficos Normalizados para Sedimentos Activos ............................... 101

4.5.2.1 Gráficos Normalizados para Sedimentos Activos 2007 .............. 101 4.5.2.2 Gráficos Normalizados para Sedimentos Activos 2008 ............... 104

4.5.3 Índice de Geoacumulación (Igeo) ........................................................ 106 4.5.3.1 Índice de Geoacumulación (Igeo) para Sedimentos Activos ......... 106 4.5.3.2 Índice de Geoacumulación (Igeo) para Sedimentos no Activos y Relaves ..................................................................................................... 110

4.6 Análisis Multivariado ............................................................................. 113 4.6.1 Correlación de Pearson ..................................................................... 113

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4.6.2 Análisis de Conglomerados o Cluster ................................................ 115

5 CONCLUSIONES .......................................................................................... 129

6 REFERENCIAS ............................................................................................. 136

ANEXO I ............................................................................................................. 143

ANEXO II ............................................................................................................ 151

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ABSTRACT

In the watershed of the Elqui river, of the Region of Coquimbo, we can perceive the waste

of the exploitation of the Mining operation. These footprints constitute anomalies in the

scenery, and imply possible risks due to their physical, chemical and mineral

characteristics.

The long history of mining in the watershed of the Elqui river, added to the careless handle

of its tributaries, have given way to a high level of metal concentration, specially of Copper,

in the fine fraction of the stream sediments. In part, this pollution is explained by the exposal

of tailings to the air and water erosion, which permits an easy incorporation to fluvial

sediments, lands and water ways. Add to this, the geological, climate and physical

conditions of the watershed that present high levels of heavy metals in its waters and

sediments in regards to global references.

This is why, in the manner of the project put out by CAMINAR (Catchment Management

and Mining Impacts in Arid and Semi-Arid South America), this study was considered which

contemplates the analysis of active and inactive fluvial sediments and tailing deposits in the

watershed of the Elqui river.

The results obtained indicate that the concentrations in active sediments of Cu, Zn, and As

are high, and specially in the Andean tributaries and upstream the Puclaro Dam located in

the Elqui river. This is due to the effect of the hydrothermal alteration zone associated to the

district of El Indio and the mining activities in the starting points of the Watershed. In the

lower part of the river, past the Puclaro Dam, the concentrations present a decreasing

tendency, but they are still high. Pb particularly stands out (39 ppm in 2007 and 101 ppm in

2008) because of its increase under the influence of the mining activity and its Tailings in

the Quebrada Marquesa, where it presents in its non-active sediments, high concentrations

of Pb (516 ppm). The Quebrada El Arrayán has in its headwater, high levels of Cu and Zn

in its sediments, for being an area affected by tailings from Quebrada de Los Negritos.

Nevertheless, while approaching the confluence point with the Elqui river, the

concentrations diminish presenting values that can become half of the amount of the figures

found in the sediments of the Quebrada Marquesa.

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RESUMEN

En la Cuenca hidrográfica del río Elqui, perteneciente a la Región de Coquimbo, se

perciben claramente los rastros abandonados de explotaciones mineras. Estas huellas

constituyen anomalías en el paisaje, e implican posibles riesgos debido a sus

características físicas, químicas y mineralógicas.

La larga historia minera de la Cuenca del río Elqui, unida al manejo descuidado de sus

afluentes, ha dado lugar a una alta concentración metálica, en especial de cobre, en la

fracción fina de los sedimentos fluviales. En parte, esta contaminación, se explica por la

exposición de los relaves a la erosión eólica e hídrica, la que facilita su incorporación

parcial a los sedimentos fluviales, suelos y cursos de agua. Además, la cuenca hidrográfica

por sus condiciones geológicas y su clima y fisiografía, presenta altos niveles de metales

pesados en sus aguas y sedimentos con respecto a las referencias mundiales.

Es por esto que dentro del marco del proyecto CAMINAR (Catchment Management and

Mining Impacts in Arid and Semi-Arid South America; Manejo de Cuencas e Impactos

Mineros en regiones áridas y semiáridas de SudAmérica), se consideró este estudio que

contempló el análisis de sedimentos fluviales activos, no activos y depósitos de relaves a lo

largo y ancho de la cuenca del río Elqui.

Los resultados obtenidos indican que las concentraciones en sedimentos activos de Cu, Zn

y As son altos, en especial en los tributarios andinos y en el río Elqui, aguas arriba del

embalse Puclaro, debido mayoritariamente al efecto de la zona de alteración hidrotermal

asociada al Distrito de El Indio y las actividades mineras en cabecera de la cuenca. En la

parte baja del río Elqui, aguas abajo del embalse Puclaro, las concentraciones presentan

una tendencia decreciente, pero aún son altas. En especial destaca el aumento de las

concentraciones de Pb (39 ppm en 2007 y 101 ppm en 2008) bajo la influencia de la

actividad minera y sus depósitos de relaves en la Quebrada Marquesa, que presenta en

sus sedimentos no activos concentraciones altas principalmente en Pb (516 ppm). La

Quebrada El Arrayán tiene en su cabecera altos contenidos de Cu y Zn en sedimentos, por

ser una zona afectada por relaves de Quebrada Los Negritos. Sin embargo, a medida que

se acerca a la confluencia con el río Elqui las concentraciones disminuyen presentando

valores que llegan a ser casi la mitad de los sedimentos en la Quebrada Marquesa.

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1 INTRODUCCIÓN

La Región de Coquimbo presenta un perfil económico basado fundamentalmente

en el aprovechamiento de materias primas agrícolas y mineras. Esta último sector

económico, que contribuye regionalmente con más de un 90% del retorno

derivado de las exportaciones, aumentó a nivel nacional de de un 2,6% en el 1996

a un 4,5% a mediados del 2008 (INE, 2008). Así, para asegurar la competitividad

internacional y ampliar la base de productos de exportación es necesario que el

énfasis en obtener productos de calidad sea basados en métodos de producción

limpia, la ejecución y cumplimiento de las normas ambientales, exigencias que

son cada vez más requeridas por los mercados de destino, como lo son

principalmente APEC (Foro de Cooperación Económica Asia-Pacífico) y Unión

Europea (OECD-CEPAL, 2005). Ello también es importante respecto al desarrollo

de la actividad turística, basada en la calidad Paisajística y ambiental de la Región.

Sin embargo, las diversas actividades económicas no sólo comparten los recursos

de agua y suelo, sino que generan considerables efectos adversos al medio

ambiente. Tal es el caso de la minería que con la extracción y procesamiento de

minerales generan grandes volúmenes de relaves, alcanzando en 1990,

aproximadamente 22.000.000 m3 y hasta el 2005 unos 375 depósitos en la

Región de Coquimbo, que equivalen al 57% del total existente en el país. Estos

depósitos involucran no sólo riesgos de erosión eólica sino también hídrica, dado

que el 91% de los tranques se ubican en los valles y quebradas coexistiendo con

las asentamientos humanos y actividades agropecuarias (OECD-CEPAL 2005;

CIMM 2005). Sin embargo, este contexto se superpone a una situación de altas

concentraciones naturales de metales pesados en las aguas y suelos en esta

zona, debido a sus condiciones geológicas climáticas y fisiográficas. Así, los

niveles de contaminación y dispersión de metales y metaloides no sólo es

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antrópica sino que también ha sido influenciada por factores naturales (Oyarzun et

al., 2007).

A nivel nacional, la minería ha generado impactos importantes por el mal manejo

de los residuos mineros, como es caso de los relaves de la mina El Salvador de

CODELCO (III Región) donde se vertieron por más de 30 años en la bahía de

Chañaral, causando la depositación de sedimentos con altos contenidos de cobre

(un 0,3%) (OECD-CEPAL, 2005). En la región de Valparaíso, por fallas

estructurales causadas por el sismo de 1965, murieron más de 400 personas por

el derrame del relave El Soldado (Aliste et al., 1966). En el caso de la Cuenca del

río Elqui, en los últimos doce años han ocurrido tres emergencias ambientales

relacionadas al vertido de relaves que afectaron el suministro de agua a la ciudad

de La Serena y la irrigación de terrenos agrícolas cercanos. Una de ellas ocurrió

en Junio de 1997, en relaves pertenecientes a las compañías mineras COBREX y

San Gerónimo, donde fueron arrastrados 2 millones de toneladas de relave hacia

el río por erosión hídrica. Los siguientes derrames ocurrieron el 22 de Septiembre

y 8 de Noviembre de 2002, pertenecientes a la compañía Minera COBREX en

ambos casos. En septiembre, el rompimiento del tranque de relaves Mantos de

Talcuna 1, derramó más de 8.000 m3 siendo arrastrados hacia el río Elqui por la

Quebrada Marquesa, mientras que el derrame ocurrido en Noviembre arrastró

4.000 m3 provenientes del Traque N°2 Talcuna. En ambos casos, serios

problemas estructurales y operacionales, asociados a particulares condiciones

climáticas facilitaron la ocurrencia de los accidentes (Galleguillos, 2004).

Para estudiar el potencial de ocurrencia de estas irregularidades y sus

consecuencias en términos de riesgos a la salud y medio ambiente, el Ministerio

de Minería a través del Servicio Nacional de Geología y Minería (SERNAGEOMIN)

realizó dos proyectos de cooperación internacional provenientes del Gobierno

Japonés y Alemán: Proyecto JICA (Fortalecimiento de la Capacidad Institucional

en Gestión Ambiental Minera-FOCIGAM) el 2002, y el proyecto BGR (Bases para

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la Remediación de Pasivos Ambientales Mineros) el 2003. En términos concretos,

el proyecto JICA busca identificar y registrar aquellas labores e instalaciones

remanentes de la actividad minera y evaluar los riesgos que puedan significar para

las personas y el medioambiente. Mientras que el proyecto BGR, está dirigido a

proponer un marco regulatorio que permita la remediación de los pasivos

ambientales mineros (SERNAGEOMIN, 2007a; SERNAGEOMIN, 2007b).

A nivel regional, el Plan Regional de Gobierno (SERPLAC, 2006) plantea diversos

programas que incluyen en sus estrategias de acción el uso y gestión sustentable

del territorio, orientado al desarrollo de un nivel mayor de conciencia ecológica en

la que se incorpore el respeto por el medio ambiente y por la administración

racional de sus recursos. Igualmente, destacan los estudios realizados por

CONAMA (Comisión Nacional del Medio Ambiente), CIMM (Centro de

Investigación Minero y Metalúrgica) e INIA (Instituto de Investigaciones

Agropecuarias). En el primero, se realiza el diagnóstico y propuesta de manejo de

tranques de relaves y depósitos de ripios (CONAMA, 1999). En el segundo,

plantea el uso de recursos fitogenéticos para la fitoestabilización de relaves

(CIMM, 2005).

En este contexto, y de manera de contribuir a la base para futuros programas de

protección y recuperación ambiental, se desarrolla el proyecto CAMINAR

(Catchment Management and Mining Impacts in Arid and Semi-Arid South

America; Manejo de Cuencas e Impactos Mineros en regiones áridas y semiáridas

de SudAmérica), en el que se inserta esta memoria. El Proyecto CAMINAR tiene

por objetivo general “contribuir al establecimiento de políticas, estrategias de

manejo, y tecnologías para la gestión sustentable de los ecosistemas de dichas

cuencas hidrográficas de las zonas áridas y semiáridas de SudAmérica, que son

vulnerables al impacto de las actividades mineras”. Es co-financiado por la

Comisión Europea como parte del VI Programa Marco de Cooperación

Internacional (contrato No. INCO-CT2006-032539) y contempla actividades de

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investigación cuencas piloto en Perú, Bolivia y Chile. En Chile, sus estudios se

centran en la cuenca del Río Elqui- Región de Coquimbo, donde cuenta con la

participación de Centro del Agua para Zonas Áridas de Latinoamérica y del Caribe

(CAZALAC), de la empresa Water Management Consultants (WMC, actualmente

Schlunberger Water Services), del Departamento de Ingeniería de Minas de la

Universidad de La Serena y del Centro de Estudios Avanzados de Zonas Áridas

(CEAZA) (CAMINAR DoW, 2007).

La cuenca del río Elqui fue seleccionada, porque presenta una serie de

características que hacen interesante su estudio, entre ellas: (a) presenta actividad

de pequeña y mediana minería y faenas de la gran minería en la etapa de cierre;

(b) actividad agrícola en aumento; (c) presencia natural de altos contenidos de

metales pesados en aguas y sedimentos (Oyarzún et al., 2003); (d) no sólo

alberga grandes cantidades de desechos mineros abandonados, sino que también

existe drenaje ácido generado por anteriores faenas mineras, como es el caso del

distrito minero El Indio.

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2 OBJETIVOS

Dentro de los lineamientos de la presente memoria, se consideró el tratamiento

matemático y la interpretación de los análisis químicos de relaves y sedimentos

muestreados y analizados en el marco de CAMINAR. Así, el objetivo general de

este estudio fue determinar la concentración de metales pesados presentes en

sedimentos y relaves en la cuenca del Río Elqui.

En cuanto a los objetivos específicos, se señalan los siguientes:

-Determinar posibles relaciones de transferencia de metales entre los relaves y los

sedimentos activos y de cauces secos.

-Determinar la relación entre los contenidos de metales pesados del agua y de los

sedimentos activos en contacto con ella.

-Determinar factores naturales y antrópicos responsables de las concentraciones

detectadas.

-Establecer relaciones causales entre factores naturales y antrópicos en los

sectores más afectados por elevados contenidos metálicos.

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3 MATERIALES Y MÉTODOS

3.1 Área de estudio

El área a estudiar corresponde a la cuenca hidrográfica del Río Elqui, la cual forma

parte de la Región de Coquimbo. Se ubica aproximadamente entre los paralelos

29°35’ y 30°20’ de latitud sur (Figura 1). El régimen de la cuenca es pluvio-nival y

drena una superficie de 9.826 km2, que representa el 24% de la superficie total de

la IV Región, aproximadamente. La cuenca abarca las comunas de La Serena,

Andacollo, Paihuano y Vicuña de la provincia de Elqui, con una población

aproximada de 200.000 habitantes (INE, 2009; DGA, 2004).

Figura 1. Cuenca del río Elqui.


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http://www.ine.cl/




En la cuenca existen dos obras hidráulicas importantes. Una de ellas es el

Embalse La Laguna, el cual se ubica en la cabecera del río La Laguna, a 3.150

m.s.n.m. y a 5 km aguas debajo de la junta con el río Colorado, con una capacidad

de 40 millones de m3 que ha estado operativo desde 1941. En la comuna de

Vicuña se sitúa el embase Puclaro, a 45 km al oriente de la ciudad de La Serena,

con una capacidad de 200 millones de m3 y operativo desde el año 1999. Con

respecto a este último, estudios anteriores revelan que el embalse Puclaro

contribuye a la sedimentación de metales pesados, representando un sistema

depurador de las aguas, donde el balance de masa permite estimar una retención

anual de 435 t de Cu y 18 t de As (Galleguillos, 2004).

3.1.1 Clima

Bajo el punto de vista climático, el área de estudio forma parte de una transición

entre el clima mediterráneo desértico y semi-desértico. Dicha transición se ve

influenciada, a su vez, por factores tales como el relieve, diversas condiciones

atmosféricas y oceánicas, como el anticiclón del Pacífico y la corriente de

Humboldt. Bajo estas condiciones se pueden distinguir diferentes tipos de climas

en la región. Entre ellos, Templado Frío de Altura, Estepa Cálido y Estepárico

Costero o Nuboso.

El clima Templado Frío de Altura o Tundra de Altura se localiza en la Cordillera de

Los Andes sobre los 3.000 m.s.n.m., presenta temperaturas medias anuales entre

8 y 9°C, con abundantes heladas y nieves permanentes, humedad relativa anual

que no supera el 50% y precipitaciones que alcanzan los 180 mm año-1). En

cuanto al clima de Estepa Cálido, se sitúa en el valle del río Elqui, con

temperaturas en invierno bajo 0°C y en verano sobre los 30°C, las precipitaciones

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en torno a los 90 mm año-1. El clima Estepárico Costero o Nuboso, se presenta en

la franja costera, con una temperatura promedio anual de 14,7°C, humedad

relativa promedio alrededor del 85%, y precipitaciones de 133,3 mm año-1, con un

período seco de 8 a 9 meses. Sin embargo, durante los años de ocurrencia de

Fenómeno del Niño (Ciclo ENSO), la Región puede recibir precipitaciones 2 o 3

veces superiores a lo normal (Novoa y López, 2001; INE, 2005; Meteochile, 2009).

3.1.2 Geomorfología

Dentro de la geomorfología de la cuenca, existe una serie de elementos que

pueden ser claramente identificados. Estos son la Cordillera de Los Andes, Valles

Transversales, Cordillera de la costa y planicies litorales.

La Cordillera de Los Andes o Alta montaña se extiende desde los inicios de los

tributarios principales de la cuenca, cumbres que sobrepasan los 6.000 m.s.n.m.,

hasta los 3.000 m.s.n.m. aproximadamente. Como es propio del segmento de los

Valles Transversales en el que se sitúa la cuenca del río Elqui, la Cordillera de la

Costa asciende progresivamente hacia el Este (desde 600 a 3000 m), hasta que la

Falla de Vicuña la separa del bloque tectónico Andino. La Cordillera de la Costa

presenta en la costa un sector de amplias terrazas marino-fluviales, que han

permitido un importante desarrollo agrícola. Las Planicies litorales, corresponden a

terrenos planos que se extienden latitudinalmente por el borde costero,

alcanzando en algunos sectores un ancho de 30 km (sector de la Serena). Está

constituida por la acumulación de sedimentos y la formación de barreras dunarias

(generadas por el oleaje y el viento) (Novoa y López, 2001; DGA, 2004).

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3.1.3 Hidrología

El río Elqui está formado por dos tributarios principales que son el río Turbio y el

río Claro lo que permite distinguir tres subcuencas: del río Turbio, río Claro y río

Elqui. El río Turbio, formado por los ríos Incaguaz y del Toro (este último está

formado esencialmente por el río Vacas Heladas) llega a la confluencia desde el

Norte, (Tabla 1). El río Claro formado por la confluencia de los ríos Cochiguaz y

Derecho, confluye desde el Sur. El río Elqui nace de la unión de los ríos Claro y

Turbio, en la localidad de Rivadavia, y desemboca en el Océano Pacífico, (Figura

1).

El río Turbio se desenvuelve en un valle muy estrecho, con paredes gran

pendiente y permeabilidad muy baja, debido a la presencia de rocas metamórficas

y sedimentarias, volcánicas y plutónicas del período Paleozoico. Los tributarios del

río Turbio, son significativos en su aporte metálico, ya que, drenan zonas de

alteración hidrotermal e importantes depósitos minerales, es decir, drenan una

fuente natural de metales pesados (Oyarzun et al., 2004).

El valle del río Claro, similar al del río Turbio, se desarrolla en un valle estrecho,

encajonado y de alta pendiente. Escurre en dirección al Norte por un lecho de

rocas plutónicas.

En los alrededores del Embalse Puclaro, el valle se presenta estrecho y con

afloramientos rocosos que determinan espesores de relleno menores respecto a

otros sectores del río Elqui. Desde aguas abajo del Puclaro hasta La Serena, el

valle presenta un gradual ensanchamiento hasta un poco más al oeste de la

confluencia con la quebrada Santa Gracia. Esta es la zona de desarrollo agrícola

más intenso (DGA, 2003). En el transcurso del río Elqui confluyen numerosas

quebradas, las principales de Este a Oeste son quebrada San Carlos, por el sur;

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Marquesa, por el norte; El Arrayán y de Talca por el sur, y finalmente, la quebrada

Santa Gracia, por el norte (Figura 1).

A continuación se describen las principales características de las subcuencas en

la siguiente tabla.

Tabla 1 Principales características de las subcuencas

Subcuenca Lugar de inicio

Lugar de término

Área aportantekm2

Área de riego há

Régimen Caudal medio m3/s

Turbio Cordillera

de los Andes. En la confluencia de los ríos La Laguna y Toro.

Confluencia con el río Claro, nacimiento del río Elqui.

4.196

385

Mayoritariamente nival.

4,01

Claro Cordillera de los Andes.

Confluencia con el río Turbio, nacimiento del río Elqui.

1.512 1.893 Mayoritariamente nival.

2,11

Elqui Confluencia del río Turbio y río Claro.

Desembocadura en el Océano Pacífico.

3.897 20.700 Esencialmente pluvial en invierno, en verano y primavera, principalmente es nival.

7,42

Fuente: elaboración a partir de DGA, 2004.

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Daniela Castillo Rodríguez/2009 3.1.4 Geología

A grandes rasgos, la cuenca del Elqui está conformada por rocas calcoalcalinas

volcánicas intermedias y sedimentarias entre las edades desde el Paleozoico al

Cuaternario (Figura 2). La parte alta de la cuenca, en la alta Cordillera chilena,

alberga importantes yacimientos sulfurados, asociados a zonas de alteración

hidrotermal y depósitos epitermales, que en algunos sectores supera una altura de

4.000 m.s.n.m. Esta zona, donde se explotó el distrito El Indio-Tambo (Au-Cu-As)

es drenada por tributarios del río Elqui en la alta cordillera. Desde el punto de vista

de las condiciones naturales, esta zona entrega a las aguas y sedimentos altos

contenidos en metales, debido a procesos de meteorización y erosión, a lo que

contribuye la generación natural de drenaje ácido (Jannas et al., 1999; Oyarzún et

al., 2003; Guevara et al., 2006 b;). A continuación se presenta un mapa geológico

de la cuenca del Elqui.

Figura 2. Mapa geológico de la cuenca del río Elqui (Fuente: Oyarzún et al., 2003).


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3.1.5 Actividades Económicas

En la cuenca las principales actividades económicas que se desarrollan

corresponden a la minería y la agricultura.

Con respecto a la primera, la explotación de los recursos minerales se inicia en el

siglo XIX con distritos como el de Talcuna, en Quebrada Marquesa. Entre los

distritos mineros importantes se encuentra El Indio-Tambo (Au-Cu-As),

descubierto a principios de la década de 1970. A pesar de que sus operaciones de

cierre ya están completadas (2002), aún continúan los efectos que potencian la

condición de drenaje ácido natural responsable de los altos contenidos de As en

aguas y sedimentos. Luego del cese de estas operaciones, la mediana minería se

desarrolla en base a los distritos de Andacollo y Talcuna. En el distrito de

Andacollo se ubican dos compañías, Carmen de Andacollo (Cu) y Dayton (Au).

Pese a que el drenaje principal de los distritos se descarga hacia el Oeste,

también se conecta con la Cuenca del Elqui a través de la Quebrada El Arrayán.

La Compañía Minera Carmen de Andacollo presenta una capacidad para procesar

diariamente alrededor de 10.000 toneladas de mineral que son sometidas a

lixiviación en pilas y anualmente produce 20.000 toneladas de cobre fino. Dayton

alcanza una capacidad diaria de tratamiento de 14.000 toneladas que son

sometidas a lixiviación alcalina cianurada en pilas para producir 70.000 Oz

anuales de oro. Dentro del distrito minero de Talcuna, ubicado en la comuna de

Vicuña, operan tres empresas, Compañía Minera San Gerónimo, Compañía

Minera Talcuna y Compañía Minera Linderos, las cuales producen concentrados

de sulfuro de cobre con contenidos menores de plomo. El distrito alcanza las 2800

toneladas por día de mineral procesado (SERNAGEOMIN, 2007b).

En cuanto a la mediana minería que se desarrolla en la Quebrada Marquesa,

donde existe alrededor de 1,5 Mt de depósitos de relaves (Oyarzún et al., 2003),

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un estudio previo, realizado por CONAMA, reveló la inestable condición de los

relaves inactivos en particular. Estos se encontraban parcialmente destruidos y

abiertos al tránsito de personas y animales. Los principales impactos

corresponden a la contaminación de las aguas del río Elqui y terrenos adyacentes,

debido a la socavación de los depósitos y la erosión causada por el viento, y a la

fecha de este estudio ya había ocurrido una emergencia ambiental asociada al

derrame de relaves. Sin embargo, la Institución consideró a la zona de relaves en

la Quebrada de impacto menor, con medidas de mejoramiento para prevenir fallas

estructurales y mitigar los impactos de emisiones (CONAMA, 1999). Aún así, las

medidas de mejoramiento comentadas no fueron suficientes, ya que, en el año

2002 acontecieron dos sucesos de rompimiento de tranques de relaves causando

el derrame de estos hacia el río Elqui.

En cuanto a la agricultura, en la cuenca existen alrededor de 25.000 hás,

destinadas principalmente a cultivos de hortalizas, tubérculos, principalmente

papas, y frutas. Dentro de los frutales, se destaca la uva de mesa de exportación y

aquella utilizada en la industria pisquera, favorecidas por las condiciones de altas

temperaturas y radiación solar. A medida que se desciende por la cuenca, se

puede observar la gran diversidad de los cultivos, gracias a un importante

desarrollo en procesos productivos y mejoramiento de la eficiencia en el uso de los

recursos hídricos, como lo es el riego tecnificado. En Paihuano (ver Figura 1), los

cultivos consisten mayormente en uvas de exportación y otros frutales como paltos

y mandarinas. En la zona media de la cuenca, en Vicuña, a las variedades de

uvas ya mencionadas se agregan otras variedades destinadas a la elaboración de

vinos, además de otros frutales como naranjos y hortalizas como tomate, repollo y

alcachofas. Ya en la zona baja, la producción se dispone hacia una gran variedad

de cultivos de hortalizas al aire libre y de invernadero, así como el cultivo de la

papa (MIDEPLAN, 2005; DGA, 2004).

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3.2 Campañas de Obtención de Datos

3.2.1 Antecedentes Generales

Se realizaron muestreos y análisis de sedimentos activos (SAC), sedimentos de

quebradas secas o sedimentos no activos (SNA) y relaves (REL). Las estaciones

de muestreo fueron distribuidas a lo largo y ancho de la cuenca del río Elqui, con

el objetivo de lograr una adecuada representatividad espacial de ésta. Si bien el

Proyecto CAMINAR contempló tres campañas de monitoreo, este trabajo se

enfoca en las dos primeras campañas, llevadas a cabo en Octubre 2007 y Mayo

2008.

Cada punto muestreado fue fotografiado y su ubicación espacial referenciada

mediante un GPS marca Garmin, modelo e-Trex. Las muestras fueron colectadas

(alrededor de 1 kg) con la utilización de una pala de mano y dispuestas en bolsas

plásticas, posteriormente selladas y rotuladas.

3.2.2 Recolección de Muestras

3.2.2.1 Muestreo de Sedimentos Activos

La toma de muestra de cada sedimento fue realizada de forma simultánea a un

muestreo de aguas superficiales, en la medida que fuera posible la accesibilidad a

la rivera de los ríos y la presencia de sedimento activo, siguiendo el procedimiento

de Oyarzún et al. (2003). Si bien los datos de aguas superficiales y su análisis

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detallado forman parte de otra Memoria que se desarrolló en forma simultánea a

ésta (Carvajal, 2009), dichos datos han sido considerados en términos generales

en este trabajo para ayudar a una mejor interpretación de los resultados, en

particular aquellos sedimentos activos.

Los muestreos que corresponden a zonas antes y después de las confluencias de

los tributarios del río Turbio (Toro y La Laguna; Turbio e Incaguaz), Claro (ríos

Claro y Cochiguaz) y Elqui (ríos Turbio y Claro) fueron tomados con el cuidado de

considerar las zonas de mezcla completa, con el fin de estimar correctamente el

aporte de efectos adicionales de los tributarios.

Las zonas de muestreo están dividas según las tres subcuencas que componen la

cuenca del río Elqui: las de los ríos Turbio, Claro y Elqui. Las estaciones en la

subcuenca del río Turbio, permiten examinar los efectos de las zonas de alteración

hidrotermal, y los efectos asociados al distrito de El Indio. En la subcuenca del río

Claro, sólo fue posible tomar una muestra, por razones de ausencia de material

fino sedimentado a orillas del río, situación debida a la turbulencia de la

escorrentía. En cuanto a las estaciones en la subcuenca del río Elqui, que

comienzan aguas abajo de la confluencia del río Turbio y el río Claro, se pueden

estudiar al menos dos situaciones. Una de ellas es analizar si el efecto dilución en

las aguas del río Claro se ve reflejado de alguna forma en las concentraciones de

los metales en los sedimentos. La segunda, es la presencia del embalse Puclaro

que se encuentra ubicado entre las estaciones Río Elqui en El Tambo (*El-12a) y

Río Elqui en El Molle (*El-12b), observando el efecto depurador que ejerce el

embalse con respecto a los sedimentos transportados por el río Elqui y los metales

pesados adsorbidos por ellos.

En forma adicional, fueron muestreados sedimentos activos asociados a las

Quebradas El Arrayán, y en el inicio de ésta en la Quebrada Los Negritos (en

zona de relaves en Andacollo), así como a la Quebrada de Talca, las cuales

drenan hacia el río Elqui.

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A continuación, se presenta la clasificación de los puntos para ambos muestreos

(Tabla 2, Figura 3). El ordenamiento creciente de los datos es en dirección Este a

Oeste.

Tabla 2 Clasificación de Sedimentos Activos del 2007 y 2008 según su ubicación.

Ubicación de muestras Coordenadas

(km) E N

Identificador campaña (terreno) 2007 2008

IdentificadorGeneral

Río Toro. 396806 6686942 P1 P1 TU-1

Río La Laguna. 394885 6681222 P2 P2 TU-2

Río Turbio después de junta. 393057 6684277 P3 P3 TU-3

Río Incaguaz. 379681 6682067 P4 P5 TU-4

R. Turbio antes confluencia R. Incaguaz. 379667 6682157 P5 P4 TU-5

Río Turbio en Guanta. 365922 6697668 P7 P7 TU-6

Río Turbio en Chapilca. 353139 6691743 P19 P9 TU-7

Río Turbio en Rivadavia. 349996 6682999 P49 P27 TU-9

Río Claro en Puente La Viga. 356503 6662897 P14 P16 CL-8

Río Elqui en Andacollito. 345085 6678850 P20 P24 EL-10

Río Elqui en puente El Viento. 332788 6676263 P22 P28 EL-11

Río Elqui en El Tambo. 328488 6677214 ND P23 *EL-12a

Río Elqui en El Molle. 311595 6681916 P51 ND *EL-12b

Río Elqui en Marquesa. 310088 6683592 P47 P21 EL-13

Río Elqui en puente Pelícana. 307093 6681268 P44 P39 EL-14

Sed. en quebrada L.N., zona de relaves. 303531 6655033 P31 ND *LN-15a

Sed. en quebrada L.N., zona de relaves. 303192 6654781 P29 ND *LN-15b

Sed. en quebrada El Arrayán, 50.8 km. 307904 6675980 P85 ND *EA-15c

Río Elqui en de Talca. 303596 6679481 ND P30 *EL-15d

Río Elqui en Las Rojas. 301279 6681858 P41 P44 EL-16

Río Elqui en Altovalsol. 294712 6685727 P53 P43 EL-17

*El-12b, *EA-15a, *LN-15b, *LN-15c, corresponden a muestras realizadas el 2007 que no fueron repetidas el 2008. De igual manera, *El-12a y *El-15d corresponden a muestras recogidas el 2008 pero que no fueron tomadas el 2007. Esto se debió a la ausencia de sedimentos finos en dichos puntos en las campañas de muestreo. “L.N.” corresponde a la Quebrada Los Negritos, “Identificador general” se refiere a la nomenclatura de identificación utilizada en este estudio. ND: no determinado.

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Figura 3 Mapa de la cuenca del río Elqui, presenta puntos muestreados de Sedimentos Activos 2007 y 2008.

3.2.2.2 Muestreo de Sedimentos no Activos

Se realizó un muestreo para este tipo de sedimentos en octubre de 2007. Estas

zonas de muestreo corresponden a tres quebradas secas: Marquesa, El Arrayán,

Los Negritos y Santa Gracia. Estos corresponden a sedimentos no activos, es

decir aquellos que no tienen contacto permanente con una escorrentía continua.

Las muestras fueron tomadas a lo largo de las quebradas, buscando una

distribución en lo posible homogénea y regular. El ordenamiento creciente de los


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datos fue dado en dirección hacia el río Elqui. A continuación, en la Tabla 3 y la

Figura 4 se presentan los datos de los puntos muestreados.

Tabla 3 Clasificación de Sedimentos no Activos del 2007 según su ubicación.

Ubicación de muestras Coordenadas (km) E N

Identificador (terreno) Campaña

2007

IdentificadorGeneral

Sed. Frente a relave Ma-2, en 158 km, en Marquesa. 317545 6692046 P65 MA-1

Sedimento en Marquesa (km 161). 315493 6692043 P67 MA-2

Sedimento en Marquesa. 313717 6690525 P68 MA-3



Sed. a 200 m de la confluencia con el Río Elqui. 309958 6683624 P71 MA-6

Sed. en fondo de quebrada y fin del camino L.N. 304940 6654888 P30 LN-7

Sed. al inicio de Quebrada El Arrayán (km 25,5). 310680 6661490 P74 EA-8

Sed. en quebrada El Arrayán (km 26,8/ 29,7). 309750 6662045 P75 EA-9

Sed. en quebrada El Arrayán Quebrada (km 29,8 km). 308881 6664473 P76 EA-10

Sed. en quebrada El Arrayán Quebrada (km 32,6). 308285 6666540 P77 EA-11

Sed. al salir de bifurcación con quebrada menor (km 40,3). 305743 6667802 P80 EA-12

Sed. en quebrada menor (km 38,6). 305743 6667802 P79 EA-13

Sed. en cruce con quebrada menor (km 37). 306434 6669018 P78 EA-14

Sed. en quebrada El Arrayán (km 44,3). 307831 6671806 P82 EA-15

Sedimento en quebrada El Arrayán (km 45,5). 307374 6671903 P83 EA-16

Sedimento en quebrada El Arrayán (km 47,8). 307868 6673443 P84 EA-17

Sedimento en cruce con quebrada El Arrayán. 307783 6679334 P86 EA-18

Sedimento en quebrada Santa Gracia. 296827 6698539 P34 SG-19

Sedimento en el centro de la quebrada Sta. Gracia. 294906 6695406 P38 SG-20

Sedimento en salida de la quebrada Sta. Gracia 292891 6692423 P39 SG-21

L.N.: Quebrada Los Negritos. “Identificador general” se refiere a la nomenclatura de

identificación utilizada en este estudio. Proyec

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Figura 4 Mapa de la cuenca del río Elqui, presenta puntos muestreados de Sedimentos no Activos 2007.

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3.2.2.3 Muestreo de Relaves

Se realizó un muestreo de relaves en Octubre de 2007. El muestreo de relaves se

realizó en forma conjunta al muestreo de sedimentos de quebradas secas. La

toma de muestra de relaves fue realizada en la medida que fue posible, por

accesibilidad a la zona y los permisos otorgados (como es el caso de los relaves

de la Compañía Minera Linderos, por ejemplo.)

A continuación, se presenta en la Tabla 4 y Figura 5 la clasificación y ubicación de

los puntos.

Tabla 4 Clasificación de Relaves 2007 y 2008 según su ubicación.

Ubicación de Relaves Coordenadas (km) E N

Identificador (terreno)

campaña 2007

Identificador

General

Relave en Marquesa. 317545 6692046 P62 MA-1

Relave 100 al W del MA-1 317545 6692046 P64 MA-2

Relave en Marquesa (km 159). 316938 6692284 P66 MA-3

Relave inactivo de Linderos en Marquesa. 307703 6682664 P73 MA-4

Relave activo Linderos A y B en Marquesa. 307492 6682803 P72A, 72B *MA-5

Relave, extremo y parte alta, en Los Negritos 302273 6654879 P 32,33 *LN-6

Relave extremo norte, pendiente y perfil, en L.N. 302215 6654225 P26,27,28 *LN-7

Relave, A y B, en Los Negritos. 301473 6653961 PA 25A, 25B *LN-8

Relave en quebrada de Talca. 303493 6678034 P30, 31, 32 *TA-9

Relave en entrada a Altovalsol. 294423 6685556 P54 AL-10

Relave frente al pueblo Lambert, en Sta.Gracia. 295572 6697051 P35 SG-11

Relave al SE de Lambert, en Sta. Gracia. 295167 6696624 P 36 SG-12

Relave en Santa Gracia. 294906 6695406 P37 SG-13

*: *MA-5, *LN-6, *LN-7, *LN-8 y *TA-9 Corresponden a valores promediados de muestras que pertenecen a un mismo relave. El número de muestras promediadas por relave se identifican en la última columna de la tabla. L.N.: Quebrada Los Negritos. “Identificador general” se refiere a la nomenclatura de identificación utilizada en este estudio.

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Figura 5 Puntos muestreados de Relaves.

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A continuación se presentan tablas resúmenes con la identificación y ubicación de

los puntos para las muestras, así como imágenes seleccionadas del proceso de

muestreo y pre-tratamiento de muestras (Figura 6).

Tabla 5 Resumen de zonas de muestro de Sedimentos Activos.

Nombre de Subcuenca Principales ríos Ríos

muestreados Identificador

general N° de datos 2007

N° de datos 2008

Turbio Vacas Heladas, Del Toro, Malo, De la Laguna, Turbio

Del Toro, De La Laguna, Turbio

TU 8 8

Claro Cochiguaz, Estero Derecho, Claro Claro CL 1 1

Elqui Elqui Elqui EL 10 8

Quebrada El Arrayán

- - EA 1 -

Quebrada Los Negritos - - LN 2 -

Tabla 6 Resumen de zonas de muestro de Sedimentos no Activos y Relaves. Nombre de zona

muestreada Identificador

general N° de datos

2007 Sedimentos

N° de datos 2007

Relaves

N° de datos 2008

Relaves Quebrada Marquesa MA 6 5 -

Quebrada Los Negritos LN 1 3 -

Quebrada El Arrayán EA 11 - -

Quebrada Santa Gracia SG 3 3 -

Altovalsol AL - 1 -

Quebrada de Talca TA - - 1

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(B) (A)

D (D) (C)

(E) (F)

(Continúa en la página siguiente)

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E F



G H


(H) (G)

(I) (J)

Figura 6 Fotografías de las campañas de muestreo. Sedimentos en el río Toro, Campaña

2008 (Imagen A); Sedimentos en río Elqui (Imagen B); Utilización de pala en toma de

sedimentos (Imagen C); Preparación de muestras (Imagen D); Quebrada El Arrayán,

puntos EA-9 y EA-10, campaña 2007 (Imagen E); Quebrada Santa Gracia, punto SG-19,

campaña 2007 (Imagen F); Río Elqui en Marquesa, punto EL-13,campaña 2008 (Imagen

G); Quebrada Marquesa, punto MA-5, campaña 2007 (Imagen H); Relave en Altovalsol,

punto AL-10, campaña 2007 (Imagen I); Relave en Quebrada Los Negritos, punto LN-6,

campaña 2007 (Imagen J).

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3.2.3 Preparación de Muestras y Análisis Químico

Previo al envío de las muestras al laboratorio químico, se realizó la preparación de

las muestras. Éstas fueron secadas a temperatura ambiente y posteriormente

tamizadas, seleccionándose la fracción inferior a 64µm, que corresponde a limos

y arcillas. Las partículas de esta fracción presentan, por su superficie y estructura

cristalina mayor interacción con el agua así como mayor capacidad para

incorporar metales pesados a través de procesos de sorción (Ruiz et al., 1994).

Tanto la recolección como la preparación de las muestras siguen el procedimiento

realizado en estudios anteriores (Oyarzún et al., 2003; Oyarzun et al., 2004;

Oyarzun et al., 2007).

Posteriormente, las muestras fueron analizadas en el Laboratorio Químico

Geoanalítica Ltda. ubicado en el Barrio Industrial de Coquimbo. Las técnicas,

metodologías y límites de detección manejadas por el Laboratorio, se referencian

en el Modelo de Gestión de Calidad Guía ISO/IEC 17025: 2005 (ISO, 2005). Las

muestras fueron sometidas a digestión con agua regia (HCl+HNO3) en caliente y

posteriormente analizadas por espectrofotometría de absorción atómica (E.A.A)

3.3 Análisis e Interpretación de la Información

Para poder realizar un análisis estadístico efectivo de la información química

obtenida de sedimentos (activos y no activos) y relaves, así como comparaciones

espaciales y temporales, se decidió considerar sólo aquellos elementos que

presentaron un porcentaje de datos inferiores al respectivo límite de detección

menos de 30%. En tal caso, se procedió a asignar un valor criterio de

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concentración (V.C.) mediante el promedio entre 0 y el límite de detección (L.D.)

(Güler et al., 2002).

V.C.=L.D/2 [ppm]

Bajo el punto de vista estadístico, la población a estudiar corresponde a la cuenca

del río Elqui, en donde las subpoblaciones son SAC (Sedimentos Activos), SNA

(Sedimentos no Activos) y REL (Relaves). El detalle del porcentaje de datos

eliminados se expone en los Resultados y Discusiones, mientras que el total de la

base de datos se entrega en el Anexo 1.

Las metodologías de análisis utilizadas son las siguientes: a) Análisis descriptivo y

estadístico general, b) Análisis de la distribución de datos, c) Análisis gráfico,

d) Cálculo de Índices y, e) Análisis estadístico multivariado, los cuales se explican

con mayor detalle a continuación. El tratamiento matemático aplicado a los datos

se llevó a cabo mediante el uso de paquetes estadísticos, tales como, Minitab 15.1

(Minitab Inc.) y AqQA 1.1 (Rockware Inc.).

3.3.1 Método de Análisis Descriptivo y Estadístico General

El análisis de estadística descriptiva permite recolectar, clasificar y describir los

datos, obteniendo así su distribución, rango y comportamiento. Los estadísticos

descriptivos utilizados fueron la media, mediana, máximos, mínimos, varianza y

desviación estándar.

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3.3.2 Análisis de la Distribución de Datos

Para el cálculo de la mayoría de los parámetros estadísticos así como para el uso

de los métodos multivariados, es requisito que los datos presenten distribución

normal. Puesto que generalmente los elementos en traza presentan distribución

Lognormal (vale decir, los logaritmos de sus concentraciones se distribuyen

normalmente) o aproximadas a ella (Ahrens, 1966) es necesario trasformar los

datos a sus logaritmos.

Para esto, se desarrollaron diversos análisis gráficos y test estadísticos, los que se

explican a continuación.

3.3.2.1 Histogramas

Mediante los histogramas se pueden visualizar una aproximación a la distribución

a la que se ajustan los datos al comparar la curva en cuestión con la distribución

que presentan estos. En el eje-x los datos son divididos en intervalos donde el

número de barras indica la cantidad de intervalos, en el eje-y se presenta la

frecuencia de los datos observados en cada barra.

3.3.2.2 Test de Normalidad

Para verificar los ajustes de los datos observados se realizaron los tests de

Anderson-Darling (A-D), Ryan-Joiner (R-J), el cual es similar a Shapiro-Wilk y

Kolmogorov-Smirnov (K-S), para comparar resultados entre ellos debido a que la

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cantidad baja de datos podría resultar limitante en cuanto a los resultados (Minitab

StatGuide, 2007). Estos test se caracterizan por:

- Anderson-Darling, posee una buena capacidad para detectar un efecto, es

especialmente efectivo en detectar los valores altos y bajos que alejan los datos

de la distribución normal.

- Ryan-Joiner, que también posee una buena capacidad discriminante, se basa en

la correlación entre los datos muestreados y los datos simulados que deberían

seguir una distribución normal.

- Kolmogorov-Smirnov, tiende a ser menos efectivos que los dos test anteriores.

En general, en ellos se considera que:

H0= Los datos analizados siguen una distribución Normal.

H1= Los datos analizados no siguen una distribución Normal.

Se utilizó una probabilidad de error Tipo I de α=0.05, lo cual significa que cuando

la Hipótesis nula (H0) es verdadera y ha sido rechazada, se está cometiendo un

error Tipo I, es decir, la oportunidad de haber cometido un error es de un 5%

(también se denomina como Nivel de Significancia). Este nivel de 0.05 es el que

convencionalmente se utiliza debido a que se considera como un error aceptable

(Lévy y Varela, 2003; Minitab StatGuide, 2007).

El criterio para rechazar o no rechazar las hipótesis se basa en la comparación

entre el p-value (p-valor) y el α-level (α-nivel). El p-value corresponde a la

probabilidad que se podría obtener a partir de los datos si H0 es verdadera. El

criterio es el siguiente:

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p-value ≤ α-level (0,05) se rechaza la Hipótesis nula,

p-value > α-level (0,05) no se rechaza la Hipótesis nula.

En forma complementaria, se realizó un análisis comparativo entre la curva

Normal y Lognormal bajo el Test Anderson-Darling acompañado de gráficos Log-

probabilísticos, que permiten determinar, en forma complementaria, que tan bien

se ajustan los datos a una distribución. Se utiliza este test porque se recomienda

para pequeños conjuntos de datos. Se representa la distribución acumulada de los

datos observados, donde el eje-x representa el valor de estos, mientras que el eje-

y representa la escala percentil obtenida a partir de los datos observados.

Simultáneamente, se muestra la distribución acumulada estimada de ajuste

(Normal o Lognormal), la cual corresponde a la línea recta central, e intervalos de

confianza estimados a partir de los datos observados (líneas de los extremos). A

medida que los datos se ajustan a esta línea central, mayor es el grado de ajuste a

la distribución entre los intervalos de confianza.

El criterio del test se basa en analizar el valor de A-D y p-value (cuando está

disponible). A medida que el valor de A-D sea menor mejor es el ajuste y con

respecto al p-value, si es menor que el α (0,05) se concluye que los datos no

siguen la curva en cuestión (Minitab StatGuide, 2007).

3.3.2.3 Análisis de Datos Atípicos (outliers)

Se realizó el análisis mediante el uso de gráficos de caja (Boxplot). La existencia

de los datos atípicos, puede deberse a errores en el procedimiento, es decir, a una

falta al introducir o catalogar los datos, o simplemente pueden ser un indicador de

un evento especial (Lévy y Varela, 2003).

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La caja representa el 50% de los datos centrales del total, la línea que atraviesa la

caja corresponde a la mediana. Los límites, superior e inferior, de la caja

corresponden al 25% de los datos (2° cuartil y 3° cuartil) sin considerar el dato

atípico. Aquellos datos que se encuentran fuera de la caja correspondiente a cada

parámetro son considerados atípicos.

3.3.2.4 Gráficos Log-probabilísticos

Los gráficos Log-probabilísticos permiten caracterizar la presencia de una o más

distribuciones o poblaciones en el conjunto de datos mediante la identificación de

quiebres en las líneas graficadas: si presenta más de una distribución, la población

es compuesta, si no, es considerada como simple. En cuanto a la dispersión de

ésta, se puede visualizar que a medida que la pendiente aumenta en valor

absoluto, mayor es la dispersión de la distribución de los datos pertenecientes a

dicha distribución (Lepeltier, 1969; Guevara et al., 2006 a; Rojas, 2004).

Gráficamente, se representa en la abscisa, el límite superior de cada intervalo (por

lo tanto, se requiere omitir los valores mínimos), y en el eje de las ordenadas la

frecuencia acumulada de dichos intervalos.

3.3.3 Métodos de Análisis Gráfico

3.3.3.1 Gráficos de Variación Espacio-Temporal

Se realizaron representaciones gráficas simples de variación temporal y espacial

de las concentraciones de los parámetros y variaciones comparativas entre las

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distintas subpoblaciones estudiadas (sedimentos activos, sedimentos no activos y

relaves) y años, según corresponda.

3.3.3.2 Gráficos Ternarios

Estos gráficos permiten mostrar la relación cuantitativa entre elementos que

conforman un mismo depósito. Cada esquina del gráfico ternario corresponde a un

elemento, en este estudio se consideró Cu-Zn-As, por lo tanto, un punto ubicado

en una esquina representa que la muestra está constituida sólo por un metal, es

decir 100% de Cu o Zn o As. A modo de ejemplo, si la muestra se ubica en un

sitio opuesto a la esquina que representa el Zn, entre el Cu y As, significa que ésta

contiene una proporción en el eje Cu-As que puede variar entre 0 y 100%.

3.3.3.3 Comparación de Concentraciones de Metales entre Sedimento, Relaves

y Agua Superficial

A través de gráficos simples tipo Scatterplot y punto de muestreo vs.

concentración se presenta un análisis preliminar de las relaciones e interacciones

existentes entre los valores de Cu, Zn, Pb y As determinados para diferentes

componentes (sedimentos activos- agua superficial y sedimentos no activos-

relaves).

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3.3.4 Cálculo de Índices

Como una forma complementaria de interpretar la información obtenida para

sedimentos y relaves, mediante referencias de calidad ambiental y

concentraciones promedio mundiales de sedimentos se determinó el Índice de

Enriquecimiento (IE) y el índice de Geoacumulación (Igeo), los cuales se explican a

continuación.

3.3.4.1 Índice de Enriquecimiento (IE)

Permite evaluar el grado de contaminación por enriquecimiento de metales traza

calculando la proporción entre el valor de la muestra de sedimento activo y el valor

de referencia o criterios de riesgos. Este índice se obtiene como (Ávila et al.,

2008):

IE=Concentración metal muestra / concentración de referencia

Así, un IE>1 indica que la concentración está por sobre el nivel permisible. En la

siguiente tabla se presentan las referencias consideradas para este análisis.

Tabla 7 Referencias de calidad ambiental de sedimentos y suelos (mg kg-1=ppm).

Metal traza CSQG TEL

OSQG LEL SEL

Cobre 35,7 16,0 110,0Zinc 123,0 120,0 820,0Arsénico 5,9 6,0 33,0Plomo 35,0 31,0 250,0IE asociado IE1 IE2 IE3

CSQG: Canadian Freshwater Sediment Quality Guidelines TEL: Threshold Effect Level (CCME, 2002); OSQG: Ontario Sediment Quality Guidelines, LEL: Lowest Effect Level, SEL: Severe Effect Level (OME, 2008); IE: índice de enriquecimiento.

Proyec

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AR




Las Directrices de Calidad de Sedimentos utilizadas (CSQG: Canadian Freshwater

Sediment Quality Guidelines y OSQG: Ontario Sediment Quality Guidelines) han

sido desarrolladas mediante bioensayos en organismos bentónicos. La revisión y

actualización de estas se encuentran bajo la supervisión del Consejo Canadiense

de Ministerios del Medioambiente. Estas referencias de calidad, se han utilizado

en diversos estudios a nivel internacional y en numerosas aplicaciones, tales

como, diseño de programas de monitoreo, interpretación de datos históricos,

evaluaciones de calidad y riesgo ambiental, programas de remediación, etc.

MacDonald et al. (2000). En Chile, no existen normativas de calidad aplicables a

sedimentos fluviales, sin embargo, algunas de estas referencias de calidad han

sido utilizadas para sedimentos marinos con el fin de evaluar la calidad ambiental

de los cuerpos marinos y continentales (DIRECTEMAR, 2007; CAPP, 2006). En

todo caso se debe hacer la salvedad de que las cifras propuestas para TEL y LEL

son muy bajas en comparación con los contenidos medios mundiales en

sedimentos (y con mayor razón en las cifras propias de los sedimentos fluviales

chilenos).

El Nivel de Efecto Perceptible (TEL: Threshold Effect Level), representa la

concentración en la cual se espera que ocurran efectos adversos. Al sobrepasar

este nivel indica una contaminación media. El Nivel de Efecto más Bajo (LEL:

Lowest Effect Level), indica un nivel de contaminación ligera de los sedimentos

que puede ser tolerado por la mayoría de las especies bentónicas. El Nivel de

Efecto Severo (SEL: Severe Effect Level), indica una contaminación severa, la

cual puede ser perjudicial para la mayoría de los animales bentónicos causando

efectos toxicológicos. Sedimentos que presenten concentraciones superiores a

esta última referencia se consideran altamente contaminados (OME, 2008).

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3.3.4.2 Gráficos Normalizados para Sedimentos Activos

De manera complementaria al cálculo del Índice de Enriquecimiento, estos se

representaron en forma gráfica, bajo el nombre de Gráficos Normalizados con

respecto a los contenidos promedio de los sedimentos. Así, estos gráficos

muestran en forma simultánea, para distintos elementos y subcuencas, las

razones entre los valores promedio medidos y el nivel “normal” (background)

considerándose para este último las concentraciones promedio mundiales en

sedimentos según Bowen (1979). Para interpretar los valores presentados en

dichos gráficos se presenta la siguiente tabla.

Tabla 8 Clasificación para Gráficos Normalizados. Valor

representado Grado de concentración

< 1 Baja 1≤ - <10 Normal

10≤ - <100 Alta ≥100 Muy alta

3.3.4.3 Índice de Geoacumulación (Igeo)

El índice de Geoacumulación permite estudiar la influencia de la contaminación

antropogénica en los sedimentos en el área de estudio, al comparar los resultados

con la referencia promedio de mundial dado por Bowen (1979), en Sparks, 1995.

Adicionalmente, también se realizó este análisis, en forma experimental, para las

concentraciones obtenidas del muestreo de relaves.

El índice se calculó por el método Muller (1979) planteado en Singh et al. (2005).

La relación matemática es la siguiente:

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Igeo =log2 Cn

1,5 Bn

Donde, Cn es la concentración media del elemento muestreado, Bn es el

contenido promedio en sedimentos y relaves. Para Bn se utilizó la media de

referencia Bowen (1979) que corresponden para Cu, 33 ppm; Zn, 95 ppm; Pb, 19

ppm; y As, 7,7 ppm. El valor 1,5 corresponde al factor de corrección en estudios

anteriores (Taylor (1964), en Singh et al., 2005). En la siguiente tabla se especifica

la clasificación del índice. Así la mayor clase (6) refleja un enriquecimiento de 100

veces de un elemento dado, y 0 refleja la concentración natural (background).

Tabla 9 Clasificación del Igeo . Clase de

Igeo Valor de Igeo Grado de contaminación

0 Igeo <0 No contaminado 1 0≤ Igeo <1 No contaminado a moderadamente contaminado 2 1≤ Igeo <2 Moderadamente contaminado 3 2≤ Igeo <3 De moderado a severamente contaminado 4 3≤ Igeo <4 Severamente contaminado 5 4≤ Igeo <5 Severa a extremadamente contaminado 6 5≤ Igeo Extremadamente contaminado

3.3.5 Métodos de Análisis Multivariado

El análisis multivariado corresponde a un conjunto de técnicas estadísticas que

permiten medir y explicar el grado de asociación existente entre parámetros.

Como se mencionó con anterioridad, con el objetivo de realizar un análisis efectivo

de la información, se consideró sólo aquellos elementos que presentaron un

porcentaje de datos censurados inferior a 30%. Estos elementos (Cu, Zn, Pb y As)

serán examinados en detalle en los Resultados de este estudio.


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3.3.5.1 Coeficiente de Correlación de Pearson (r)

El coeficiente de correlación de Pearson (r) es indicador del grado y naturaleza de

la relación entre dos variables, posee valores que fluctúan entre -1 y 1, valores

que indican correlaciones perfectas, negativas y positivas, respectivamente. En

cuanto más se acerca el indicador al valor 0, más débil es la relación entre las

variable. El valor del grado de asociación se clasifica en la tabla que sigue a

continuación.

Tabla 10 Clasificación del coeficiente de correlación de Pearson. Correlación Clasificación

r=±1 Perfecta -1<r≤-0,75 ó 0,75 ≤r<1 buena

-0,75<r≤-0,5 ó 0,5 ≤r<0,75 regular -0,5<r≤-0,25 ó 0,25 ≤r<0,5 mala

-0,25<r<0,25 No hay correlación

Sin embargo, aunque el valor r=0 indica la ausencia de la asociación lineal, no

puede desmentir una relación causal entre las variables. Por otra parte, una

correlación alta no prueba una relación causal entre ambas variables (las que

podrían estar influenciadas conjuntamente por una tercera). Ello sólo es posible a

través de una adecuada interpretación y comprensión de la relación natural que

existe entre las variables (Canavos, 1988). De igual forma, al incluir datos atípicos,

estos deben ser debidamente interpretados para incluir dichas perturbaciones o

eliminarlas del análisis, ya que pueden ser representativos de un segmento

relevante en la población.

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3.3.5.2 Análisis de Cluster

El análisis de agrupación o Cluster, permite reunir las observaciones similares o

las menos diferentes en grupos afines. Los requerimientos para que el programa

estadístico realice los cálculos se pueden ver en la Figura 7. Se utilizó el método

de enlace (Linkage Method) Ward, debido a que a pesar que es una de las menos

sensibles a los valores atípicos o outliers que ofrece el Programa, registra un

mejor rendimiento en los resultados. La distancia de medida (Distance Measure)

seleccionada es la Euclídea, ya que para datos cuantitativos es la más utilizada

(Lévy y Varela 2003).


Figura 7 Análisis de cluster con Minitab.

La estandarización de datos es necesaria debido a que permite dar el mismo peso

a todas las variables, para evitar la arbitrariedad en la formación de los clusters.

Esto ocurre cuando el conjunto de dato posea distintas unidades de medida o,

como es el caso de este estudio, rangos de magnitudes distintas (Lévy y Varela,

2003).

En el eje-x se posicionan las observaciones y el eje-y representa la distancia,

entre los distintos clusters. Así, las observaciones con distancias reducidas entre

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ellas son más parecidas entre sí que aquellos con distancias mayores. Por lo

tanto, se agrupan en un mismo cluster.

No existe un criterio definitivo para definir un número óptimo de clusters y, según

algunos autores, básicamente existen dos enfoques: el estadístico y el arbitrario.

En el presente estudio se decidió seguir ambos. El primero consiste en el criterio

de Sneath: 2/3 Dmáx, siendo Dmáx la distancia máxima de separación, donde se

selecciona el número de clusters según lo indique la intersección a esta distancia.

Por su parte, el criterio arbitrario, requiere principalmente de la comprensión del

agrupamiento de las variables y el sentido de ésta en el estudio, donde se

definirán sub-clusters si es pertinente (Thyne et al., 2004; Shrestha et al., 2007;

Astel et al., 2007).

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4 RESULTADOS Y DISCUSIONES

4.1 Parámetros Considerados en los Análisis

La siguiente tabla muestra el porcentaje de los datos no censurados para los

distintos parámetros analizados, es decir aquellos sobre el límite de detección.

Tabla 11 Porcentaje de concentraciones sobre el límite de detección por elemento para sedimentos y relaves.

Elemento % Sobre el Límite de Detección

SAC 2007 SAC 2008 SNA REL Cu 100 100 100 100 Zn 100 100 100 100 As 100 100 100 95 Pb 100 100 100 95 Cd 84 76 14 45 Mo 21 41 43 50 Hg 11 0 48 30 Sb 0 6 0 5

SAC: Sedimentos Activos, SNA: Sedimentos no Activos, REL: Relaves.

Dada a las condiciones metalogénicas de la zona en que se emplaza la cuenca

del río Elqui, se obtienen resultados de Mo, Hg y Sb relativamente bajos, sin

mayores variaciones a lo largo de la cuenca y con un bajo porcentaje sobre el

límite de detección. Por otra parte, como se puede ver en la Tabla 11, el Cd no

presenta porcentajes suficientes en todos componentes ambientales estudiados

(sedimentos activos, no activos y relaves) para realizar un análisis comparativo

entre éstos (el detalle de los valores para cada parámetro se presenta en el Anexo

1). Por lo tanto, de acuerdo a los criterios previamente explicados, este trabajo se

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concentró en los elementos Cu, Zn, As y Pb, considerándose los siguientes

valores para la corrección de los datos censurados.

Tabla 12 Límites de detección para muestreo 2007 y 2008.

Muestreo 2007 Muestreo 2008 L.D. (ppm) V.C. (ppm) L.D. (ppm) V.C. (ppm)

Cu 3 2 10 5 Zn 2 1 10 5 Pb 3 2 10 5 As 5 3 5 3

L.D.: límite de detección; V.C.: valor criterio.

4.2 Análisis Descriptivo y Estadístico General

La Tabla 13 entrega los valores obtenidos para los parámetros considerados y

ambas campañas en el caso de sedimentos activos. La Tabla 14 entrega la

información para Sedimentos No Activos, mientras que los valores para relaves se

presentan en la Tabla 15.

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Tabla 13 Concentración de metales pesados en sedimentos activos muestreados los años 2007 y 2008.

Identificador Metales pesados en SAC 2007 [ppm] Metales pesados en SAC 2008 [ppm]

pH Cu Zn Pb As pH Cu Zn Pb As

TU-1 4,1 567 175 38 331 3,3 189 192 74 347TU-2 7,3 30 157 23 84 7,8 32 333 15 94TU-3 7,3 1293 336 29 212 7,0 3516 649 40 319TU-4 7,3 2646 2278 34 58 7,3 1842 1626 63 39TU-5 7,3 1746 481 26 204 7,2 4910 800 29 297TU-6 7,5 2157 552 26 195 7,4 4226 754 28 246TU-7 8,0 2277 521 24 166 7,4 4107 771 25 210TU-9 7,8 1868 506 26 174 7,5 4031 726 23 195CL-8 ND 45 118 32 12 ND 44 143 35 6EL-10 8,0 2032 427 23 140 7,7 3603 718 27 169EL-11 8,0 3034 662 23 186 7,8 2598 543 23 144

*EL-12a ND ND ND ND ND 7,5 1057 224 19 114*EL-12b 8,6 2010 510 18 69 ND ND ND ND NDEL-13 8,1 1094 317 39 35 7,3 1046 299 101 33EL-14 8,2 592 193 30 26 7,7 163 108 25 22

*LN-15a ND 2842 140 14 7 ND ND ND ND ND*LN-15b ND 1583 150 18 9 ND ND ND ND ND*EA-15c ND 429 123 20 12 ND ND ND ND ND*EL-15d ND ND ND ND ND 7,5 235 139 19 22EL-16 7,0 429 160 24 24 8,2 483 211 57 33EL-17 8,2 245 116 27 24 8,1 269 125 29 23

SAC: sedimentos activos. *EL-12b, *EA-15a, *LN-15b, *EA-15c, corresponden a muestras realizadas el 2007 que no fueron repetidas el 2008. De igual manera, *EL-12a y *EL-15d corresponden a muestras realizadas el 2008 que no fueron tomadas el 2007. Esto se debió a la ausencia de sedimentos finos en dichos puntos en las campañas de muestreo. El pH corresponde a las muestras de agua superficial. ND: no determinado.

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Tabla 14 Concentración de metales pesados en Sedimentos no Activos. Identificador Metales pesados en SNA [ppm]

Cu Zn Pb AsMA-1 4712 2463 516 84MA-2 1215 643 179 63MA-3 1046 559 150 54MA-4 369 169 59 30MA-5 345 290 44 20MA-6 294 131 51 20LN-7 2937 188 32 17EA-8 1200 188 23 17EA-9 2218 227 31 16EA-10 1216 187 32 18EA-11 1763 202 35 16EA-12 700 67 38 5EA-13 391 64 22 6EA-14 169 96 15 5EA-15 1098 165 26 12EA-16 1345 157 32 13EA-17 1335 179 19 16EA-18 544 144 26 11SG-19 127 109 35 16SG-20 271 111 29 16SG-21 456 94 21 16

SNA: sedimentos no activos.

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Tabla 15 Concentración de metales pesados en Relaves.

Identificador Metales pesados en Relaves [ppm]

Cu Zn Pb As MA-1 1334 1258 129 75 MA-2 1381 870 158 43 MA-3 1453 375 50 28 MA-4 1139 338 426 51 MA-5a 3216 186 79 35 MA-5b 1306 349 334 65 *MA-5 2261 268 207 50 LN-6a 191 87 13 52 LN-6b 1269 55 7 8 *LN-6 730 71 10 30 LN-7a 153 133 41 17 LN-7b 2334 185 14 42 LN-7c 231 4424 68 142 *LN-7 906 1581 41 67 LN-8a 66 45 11 5 LN-8b 1674 102 41 28 *LN-8 870 73 26 17 TA-9a 3322 110 120 678 TA-9b 2412 122 2 12 TA-9c 2379 81 17 19 *TA-9 2704 104 46 236 AL-10 2189 264 167 246 SG-11 156 103 32 22 SG-12 4326 33 8 3 SG-13 2302 190 14 44

REL: relaves. *MA-5, *LN-6, *LN-7, *LN-8 y *TA-9 Corresponde a valores promediados de muestras que pertenecen a un mismo relave. El valor correspondiente a Pb del punto TA-9b y As del punto SG-12 están corregidos según el valor criterio correspondiente (ver Tabla 12).

Las concentraciones correspondientes al relave muestreado en Quebrada de

Talca (TA-9a, TA-9b, TA-9c), fueron obtenidas en la tercera campaña de muestreo

del proyecto CAMINAR, en diciembre de 2008. Estos valores fueron considerados

en este estudio debido a que en las campañas anteriores dicho relave no fue

muestreado.

A continuación (Tabla 16) se presenta en forma resumida la información obtenida

para Sedimentos Activos, Sedimentos no Activos y Relaves en el marco de este

estudio.

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Tabla 16 Resumen de estadígrafos para Sedimentos y Relaves. Metales pesados [ppm]

Cu Zn Pb As

SAC-07 (n=19)

Media 1417 417 26 104 Mediana 1583 317 26 69 Mínimo 30 116 14 7 Máximo 3034 2278 39 331 D.S. 977 486 7 95

SAC-08 (n= 17) Media 1903 492 37 136 Mediana 1057 333 28 114 Mínimo 32 108 15 6 Máximo 4910 1626 101 347 D.S. 1797 395 23 116

SNA (n= 21) Media 1131 306 67 22 Mediana 1046 169 32 16 Mínimo 127 64 15 5 Máximo 4712 2463 516 84 D.S. 1093 515 111 20

REL (n= 13) Media 1673 425 101 70 Mediana 1381 264 46 44 Mínimo 156 33 8 3 Máximo 4326 1581 426 246 D.S. 1083 496 119 79

SAC-07: Sedimentos Activos 2007, SAC-08: Sedimentos Activos 2008; SNA: Sedimentos no Activos, REL: Relaves; n: número de datos; D.S.: desviación estándar.

Como se advierte en las tablas anteriores, no existe una importante variación entre

ambas campañas de muestreo para el caso de los Sedimentos Activos. En

general, las concentraciones presentan una tendencia decreciente a medida que

se avanza aguas abajo en la cuenca y se puede distinguir una disminución aun

mayor aguas abajo del embalse Puclaro (a partir del punto EL-12b). Se puede

distinguir que río Toro (TU-1) presenta concentraciones bajas, debido a que el pH

ácido de las agua mantiene el metal disuelto, mientras que en el río La Laguna

(TU-2), Incaguaz (TU-4) y Claro (CL-8) las aguas poseen un pH más bien alcalino

pero sus concentraciones son menores debido a la naturaleza geológica. En

cuanto a los sedimentos no activos y relaves, se puede apreciar que la quebrada

que presenta las mayores concentraciones corresponde a la Quebrada Marquesa,

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probablemente producto de los derrames de relaves ocurridos algunos años atrás.

De todas formas, en secciones posteriores se presenta el análisis espacio-

temporal detallado de los niveles de Cu, Zn, Pb y As en los distintos componentes

ambientales (sedimentos activos, sedimentos no activos y relaves) considerados.

Finalmente, en la siguiente tabla se comparan los valores promedio obtenidos en

este trabajo con los estudios previos, tanto en la cuenca de Elqui como en otras

cuencas cercanas.

Tabla 17 Valores promedios en diversos estudios Sedimentos.

Metales pesados [ppm]

Referencias Cu Zn Pb As

SAC-07 1417 417 26 104 Este estudio (2007) (n=19)

SAC-08 1903 491 37 136 Este estudio (2008) (n=17)

Río Elqui 1077 326 26 106 Oyarzún et al. (2003) (n=40)

Río Elqui 2352 470 - 202 Oyarzun et al. (2004) (n=14)

SAC-07: Sedimentos Activos 2007, SAC-08: Sedimentos Activos 2008; n: número de datos.

Como se puede observar en la tabla anterior, los valores no presentan mayor

variación entre los años estudiados. Cabe destacar que el estudio publicado el año

2003 (donde el muestreo fue realizado el año 2000) presenta valores promediados

de campañas de muestreo durante las cuatro estaciones del año, donde se

concluyó que las mayores concentraciones se registran en invierno y las menores

en verano. Por lo tanto la diferencia en las concentraciones se ve influenciada por

la variación estacional. Otro factor a señalar respecto a dicho estudio es que los

análisis químicos de los sedimentos fueron realizados en Polonia.

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4.3 Análisis de la Distribución de los Datos

4.3.1 Histogramas

Se realizaron histogramas para los distintos elementos (Cu, Zn, Pb y As) con y sin

transformar los datos a sus logaritmos. A modo de comparar las distribuciones

Normal y Lognormal con el set de datos, estas fueron superpuestas para visualizar

con mayor facilidad si existe una aproximación a estas distribuciones.

Al superponer la curva Normal no se lograron resultados gráficos suficientemente

claros para observar dicha comparación, en cambio, con la curva Lognormal se

logró observar resultados más precisos. Por lo tanto, a continuación sólo se

presentan los histogramas con la curva Lognormal superpuesta para visualizar la

comparación.

Proyec

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54 Geoquímica de Sedimentos y Relaves en la Cuenca del Río Elqui, Región de Coquimbo, Chile. Daniela Castillo Rodríguez/2009

7000

6000

5000

4000

3000

2000

10000

8

6

4

2

0

2500

2000

1500

100050

00

10

8

5

3

0

423630241812

5

4

3

2

1

0

500

400

300

200

1000

10

8

5

3

0

Cu

Intervalos ppm

Frec

uenc

ia

Zn

Pb As

Media 1417D.S. 977N 19

Cu

Media 417D.S. 486N 19

Zn

Media 26D.S. 7N 19

Pb

Media 104D.S. 95N 19

As

(A)

7000

6000

5000

4000

3000

2000

10000

10

8

5

3

0

2500

2000

1600

120080

0

4000

8

6

4

2

0

100806040200

65

32

0

1200

100080

0

600

400

2000

8

6

4

2

0

Cu

Intervalos ppm

Frec

uenc

ia

Zn

Pb As

Media 1903D.S. 1797N 17

Cu

Media 492D.S. 395N 17

Zn

Media 37D.S. 23N 17

Pb

Media 136D.S. 116N 17

As

(B)

6000

5000

4000

3000

2000

10000

8

6

4

2

024

00

2000

1600

1200800

4000

30

20

10

0

480

360

240

1200

20

15

10

5

0

806040200

12108

53

0

Cu

Intervalos ppm

Frec

uenc

ia

Zn

Pb As

Media 1131D.S. 1093N 21

Cu

Media 306D.S. 515N 21

Zn

Media 67D.S. 111N 21

Pb

Media 22D.S. 20N 21

As

(C)

8400

7200

6000

4800

3600

2400

12000

54

3

21

0

3600

3000

2400

1800

120060

00

8

6

4

2

0

900

720

540

360

1800

10

8

5

3

0

600

500

400

300

200

1000

10

8

5

3

0

Cu

Intervalos ppm

Frec

uenc

ia

Zn

Pb As

Media 1673D.S. 1083N 13

Cu

Media 425D.S. 496N 13

Zn

Media 101D.S. 119N 13

Pb

Media 70D.S. 79N 13

As

(D)

Figura 8 Histogramas con curva Lognormal. Sedimentos Activos 2007(Panel A); Sedimentos Activos 2008 (Panel B); Sedimentos no Activos2007 (Panel C); Relaves (Panel D). N: número de datos; D.S.: desviación estándar.


Proyec

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En la Figura 8 se advierte que, en general, los datos poseen una distribución

positivamente sesgada, es decir, presenta una distribución asimétrica con valores

distantes y que se concentran a la izquierda de la media, lo que implica que los

datos no se justan a la distribución normal, sino más bien a una distribución

Lognormal.

4.3.2 Test de Normalidad

En la Tabla 18 se presenta una tabla resumen de los test realizados y sus

correspondientes resultados.

Tabla 18 Resultado de cada test de normalidad. p-valor y resultado por test con α= 0,05 A-D R-J K-S p-valor Resultado p-valor Resultado p-valor Resultado

SAC-07 Cu 0,271 No rechaza H0 >0,100 No rechaza H0 >0,150 No rechaza H0 Zn <0,005 Rechaza H0 >0,100 No rechaza H0 <0,010 Rechaza H0 Pb 0,595 No rechaza H0 >0,100 No rechaza H0 >0,150 No rechaza H0 As 0,014 Rechaza H0 0,030 Rechaza H0 0,080 No rechaza H0

SAC-08 Cu 0, 007 Rechaza H0 0,031 Rechaza H0 0,046 Rechaza H0 Zn 0,014 Rechaza H0 < 0,010 Rechaza H0 0,119 No rechaza H0 Pb < 0,05 Rechaza H0 < 0,010 Rechaza H0 < 0,010 Rechaza H0 As 0,061 No rechaza H0 >0,100 No rechaza H0 0, 046 Rechaza H0

SNA Cu <0,005 Rechaza H0 <0,010 Rechaza H0 <0,010 Rechaza H0 Zn <0,005 Rechaza H0 <0,010 Rechaza H0 <0,010 Rechaza H0 Pb <0,005 Rechaza H0 <0,010 Rechaza H0 <0,010 Rechaza H0 As <0,005 Rechaza H0 <0,010 Rechaza H0 <0,010 Rechaza H0

REL Cu 0,234 No rechaza H0 >0,100 No rechaza H0 >0,150 No rechaza H0 Zn <0,005 Rechaza H0 <0,010 Rechaza H0 <0,010 Rechaza H0 Pb <0,005 Rechaza H0 <0,010 Rechaza H0 <0,010 Rechaza H0 As <0,005 Rechaza H0 <0,010 Rechaza H0 <0,010 Rechaza H0

SAC-07: Sedimentos Activos 2007, SAC-08: Sedimentos Activos 2008; SNA: Sedimentos no Activos, REL: Relaves; A-D: test Anderson-Darling; R-J: test Ryan-Joiner; K-S: test Kolmogorov-Smirnov.


Proyec

to CAMIN

AR




Como se puede ver en la tabla, los sedimentos activos 2007 presentan para el Cu

y Pb la H0 aceptada, por lo tanto, se podría decir que pueden ajustarse a una

distribución normal. Para los sedimentos activos 2008 sólo el As acepta la H0 pero

en los dos primeros test (Anderson-Darling y Ryan-Joiner) solamente. En cuanto a

sedimentos no activos, ningún test aceptó la hipótesis de que los datos siguen una

distribución normal. En los relaves sólo el Cu sigue una distribución normal, según

los tres test. La variabilidad de los resultados entre los test se debe básicamente a

dos condiciones: a la existencia de valores altos y bajos que disminuyen una

aproximación a distribución normal y al pequeño tamaño de la muestra. Es por

esto, que de manera complementaria se presenta un análisis comparativo entre la

curva Normal y Lognormal bajo el Test Anderson-Darling acompañado de gráficos

Probality Plot para corroborar probable el ajuste a la distribución Lognormal.

En las figuras a continuación se presentan los gráficos Log-probabilidades para

sedimentos y relaves ajustados a la curva normal y Lognormal.

Proyec

to CAMIN

AR


500025000

99

907550

2510

1200010000

99

907550

2510

1

403020100

99

9075502510

14002000

99

9075502510

1

Cu

Per

cent

il

Zn

Pb As

(A)

ppm

50000

99

907550

2510

1150010005000

99

907550

2510

1

100500

99

9075502510

16004002000

99

9075502510

1

Cu

Per

cent

il

Zn

Pb As

(B)

ppm

400020000

99

9075502510

13000200010000

99

9075502510

1

6004002000

99

9075502510

1100500

99

9075502510

1

Cu

Perc

entil

Zn

Pb As

(C)

ppm

6000400020000

99

907550

2510

1200010000

99

907550

2510

1

6004002000

99

9075502510

14002000

99

9075502510

1

Cu

Per

cent

il

Zn

Pb As

(D)

ppm

Figura 9 Gráficos Log-probabilidades con ajuste a la distribución Normal. Sedimentos Activos 2007(Panel A); Sedimentos Activos 2008 (Panel B); Sedimentos no Activos 2007 (Panel C); Relaves (Panel D).


Proyec

to CAMIN

AR


10000010000100010010

99

907550

2510

110000100010010

99

907550

2510

1

502010

99

9075502510

1100001000100101

99

9075502510

1

Cu

Per

cent

il

Zn

Pb As

(A)

ppm

100000100001000100101

99

90

50

10

110000100010010

99

90

50

10

1

10010

99

90

50

10

1100001000100101

99

90

50

10

1

Cu

Per

cent

il

Zn

Pb As

(B)

ppm

100001000100

99

907550

2510

1100010010

99

907550

2510

1

1000100101

99

9075502510

1100101

99

9075502510

1

Cu

Per

cent

il

Zn

Pb As

(C)

ppm

100001000100

99

90

50

10

1100001000100101

99

90

50

10

1

1000100101

99

90

50

10

11000100101

99

90

50

10

1

Cu

Per

cent

il

Zn

Pb As

(D)

ppm

Figura 10 Gráficos Log-probabilidades con ajuste a la distribución Lognormal. Sedimentos Activos 2007(Panel A); Sedimentos Activos 2008 (Panel B); Sedimentos no activos2007 (Panel C); Relaves (Panel D).


Proyec

to CAMIN

AR




De las figuras anteriores se advierte nuevamente que tanto para sedimentos y

como para relaves, se puede distinguir gráficamente que los datos observados

presentan un mayor acercamiento a la distribución Lognormal (Figura 10), ya que

éstos se ajustan más a la línea recta representada por la esta distribución que a la

línea de la distribución Normal (Figura 9). Para corroborar el análisis gráfico se

presentan los resultados numéricos del test donde se analizan los valores A-D y p-

value, con un nivel de significancia de 5%. Éstos son presentados en la siguiente

tabla.

Tabla 19 Resultados Test Anderson-Darling. Normal Lognormal Mejor

Ajuste A-D p-value A-D p-value

SAC-07 Cu 0,434 0,271 1,300 <0,005 Normal Zn 2,555 <0,005 0,715 0,052 Lognormal Pb 0,283 0,595 0,236 0,756 Lognormal As 0,940 0,014 0,647 0,077 Lognormal

SAC-08 Cu 1,047 0,007 0,714 0,051 Lognormal Zn 0,928 0,014 0,576 0,116 Lognormal Pb 1,469 <0,005 0,629 0,084 Lognormal As 0,681 0,061 0,618 0,090 Lognormal

SNA Cu 1,377 <0,005 0,300 0,551 Lognormal Zn 4,558 <0,005 1,060 0,007 Lognormal Pb 4,484 <0,005 1,634 <0,005 Lognormal As 2,792 <0,005 1,057 0,007 Lognormal

REL Cu 0,448 0,234 0,505 0,166 Normal Zn 1,378 <0,005 0,238 0,764 Lognormal Pb 1,110 <0,005 0,253 0,676 Lognormal As 1,788 <0,005 0,491 0,181 Lognormal

SAC-07: Sedimentos Activos 2007, SAC-08: Sedimentos Activos 2008; SNA: Sedimentos no Activos, REL: Relaves; A-D: test Anderson-Darling.

Proyec

to CAMIN

AR




Se puede identificar que los valores de A-D, para la mayoría de los parámetros

(Cu, Zn, Pb y As) son menores para aquellos que pertenecen al ajuste de la

distribución Lognormal, lo cual significa que los datos presentan un mejor ajuste

según la curva Lognormal. Esto se confirma con los p-value que al ser superiores

al α de 0,05, indica que los datos se distribuyen según la curva en cuestión como

ocurre con la mayoría de los valores correspondientes a la curva lognormal. Sin

embargo, se puede advertir que para la curva Normal, existen p-value superiores

al α, como ocurre para el Pb y As, en sedimentos activos 2007 y 2007,

respectivamente. Aún así, el valor de A-D (criterio predominante con respecto al p-

valor) indica que estos elementos muestran un mejor ajuste a la distribución

Lognormal. Sólo los valores de Cu correspondientes a las subpoblaciones de

sedimentos activos 2007 y relaves presentan un mejor ajuste a la curva Normal.

A modo de resumen, se puede señalar que el uso de diferentes test y análisis

gráficos entregan resultados algo distintos con respecto a la distribución a la que

mejor se ajustan los datos de los diferentes parámetros (Cu, Zn, Pb y As) en los

componentes ambientales considerados.

Esto se explica por la presencia de de valores atípicos en los set de datos (que

será discutido a continuación) y al reducido número de datos disponibles para

cada componente (19 y 17 para sedimentos activos, 21 para sedimentos no

activos y 13 para relaves). A pesar de esto, e integrando los diferentes resultados

obtenidos, se puede decir que existe evidencia gráfica y estadística, con un nivel

de significancia de un 5%, que indica que los datos se asemejan más a una

distribución Lognormal, a excepción del Cu en Sedimentos Activos del 2007 y

Relaves que se distribuyen según la curva normal.

Proyec

to CAMIN

AR




4.3.3 Análisis de Datos Atípicos (outliers)

En relación a los datos outliers o datos atípicos, fueron identificados aquellos

valores que presentan las concentraciones más altas, es decir sobre la mediana

de los datos, y en algunos parámetros corresponde a aquellas concentraciones

máximas, sobretodo en Sedimentos no Activos.

A continuación, en la Figura 11 se presentan los gráficos Boxplot, donde aquellos

datos que se encuentran fuera de la caja correspondiente a cada parámetro son

considerados atípicos (simbolizado por un asterisco).

Proyec

to CAMIN

AR


AsPbZnCu

3000

2500

2000

1500

1000

500

0

Con

cent

raci

ón

TU-4

(A)

AsPbZnCu

5000

4000

3000

2000

1000

0

Con

cent

raci

ón

TU-4

EL-13

(B)

AsPbZnCu

5000

4000

3000

2000

1000

0

Con

cent

raci

ón LN-7

MA-1

MA-3MA-2

MA-1

MA-3MA-2MA-1

MA-3MA-2

MA-1

(C)

AsPbZnCu

4000

3000

2000

1000

0

Con

cent

raci

ón

*LN-7

MA-4 AL-10 *TA-9

(D)

Figura 11 Gráficos Boxplot. Sedimentos Activos 2007 (Panel A); Sedimentos Activos 2008 (Panel B); Sedimentos no Activos (Panel C); Relaves (Panel D).


Proyec

to CAMIN

AR




Como se puede ver en la figura el dato atípico para sedimentos activos

corresponde a TU-4 Río Incaguaz, el cual no será eliminado pues es el único dato

que representa este río. Los valores del Zn para ambos años corresponde a

máximos para este elemento (2278 y 1626 ppm, respectivamente), es decir, se

repite el evento. Cabe destacar que a pesar de estos máximos, se alcanza un

promedio cercano a los obtenidos en estudios anteriores (Oyarzún et al. 2003;

Oyarzún et al., 2004). Para los sedimentos activos del 2008 también se identifica

EL-13 (Río Elqui en Marquesa) para el Pb, sin embargo este valor es

representativo de la influencia de la actividad minera en la quebrada, por lo tanto

no puede ser eliminado.

En cuanto a los sedimentos no activos, los datos que se presentan como atípicos

corresponden aquellos ubicados en zonas influenciadas por relaves, por lo tanto

se espera que presente valores anómalos, éstos están dentro de los valores

máximos que registran los parámetros.

Los relaves también presentan datos atípicos, sin embargo debido a que

corresponden a depósitos con distintas composiciones químicas y expuestos a

diversas condiciones es esperable que en al menos uno de sus parámetros

presente valores anómalos.

Proyec

to CAMIN

AR



4.3.4 Gráficos Log-probabilísticos A continuación se presentan las tablas y figuras de los gráficos Log-probabilísticos

para sedimentos y relaves, explicados en la página 37. En las tablas se presentan

los valores que debieron ser omitidos dado a que se representó el límite superior

de los datos vs la frecuencia acumulada de los datos. A modo de resumen, se

presentan las concentraciones aproximadas correspondientes a tres porcentajes

acumulados. Los porcentajes (90, 50, 5%) indican que los datos presentan valores

superiores a la concentración aproximada que corresponde al porcentaje

determinado.

Tabla 20 Valores mínimo omitidos en gráficos Log-probabilísticos.

Mínimos omitidos ppm Cu Zn Pb As

SAC-07 30 116 14 7 SAC-08 32 108 15 6 SNA 127 64 15 5 REL 156 33 8 3

SAC-07: sedimentos activos 2007; SAC-08: sedimentos activos 2008; SNA: sedimentos no activo; REL: relaves. Tabla 21 Porcentajes aproximados en gráficos Log-probabilísticos

Cu ppm Zn ppm Pb ppm As ppm

90% 50% 5% 90% 50% 5% 90% 50% 5% 90% 50% 5%

SAC-2007 350 1500 ND 150 300 ND 18 20 ND 20 70 NDSAC-08 150 1200 ND 220 350 ND 20 35 ND 40 120 NDSNA 520 1200 ND 180 200 2400 35 40 500 15 22 NDREL 900 1800 ND 100 270 ND 20 50 ND 10 45 ND

SAC-07: Sedimentos activos 2007; SAC-08: Sedimentos activos 2008; SNA: Sedimentos no activos; REL: Relaves. ND: no determinado.


Proyec

to CAMIN

AR


(B) (A)

(Continúa en página siguiente)


Proyec

to CAMIN

AR


Figura 12 Gráficos Log-probabilísticos por componente ambiental. Sedimentos Activos 2007 (Panel A); Sedimentos Activos 2008 (Panel B); Sedimentos no Activos (Panel C); Relaves (Panel D). Cu; Zn; Pb; As.

(C) (D)


Proyec

to CAMIN

AR


(B) (A)

(Continúa en página siguiente)


Proyec

to CAMIN

AR

Figura 13 Gráficos Log-probabilísticos por elemento. Cu (Panel A); Zn (Panel B); Pb (Panel C); As (Panel D). : Representa el valor de referencia de concentración promedio mundial en sedimentos (Bowen 1979, en Sparks, 1995): Cu: 33 ppm; Zn: 95 ppm; Pb: 19 ppm; As: 7,7 ppm. Sedimentos Activos 2007-07; Sedimentos Activos 2008; Sedimentos no ActivosC-08; Relaves.



(C) (D)

Proyec

to CAMIN

AR

69

Geoquímica de Sedimentos y Relaves en la Cuenca del Río Elqui, Región de Coquimbo, Chile. Daniela Castillo Rodríguez/2009


De la figura por componente ambiental, se puede apreciar que todas las

distribuciones son compuestas, tanto para Sedimentos Activos, no Activos y

Relaves, debido a que presentan quiebres en las líneas graficas.

En cuanto a los elementos en sedimentos activos, éstos se comportan de manera

similar en ambos años. Estos presentan una menor dispersión en sus valores

inferiores y paralelismos mayoritariamente entre Cu-As y Zn-Pb.

Los sedimentos no activos, presentan un paralelismo en los cuatro elementos, Cu,

Zn, Pb y As dentro del 80% de los datos y con una baja dispersión.

Aproximadamente en el 15% de los valores superiores se observa un quiebre

principal, tanto para Zn, Pb y As, con un aumento en la dispersión de los datos.

Los relaves presentan un claro paralelismo Cu-As y Zn-Pb. Las distribuciones Cu-

As, presentan un quiebre principal que aumenta la dispersión en sus valores

aproximadamente en el 90% y Zn-Pb entre el 70 y 80%.

Para la figura diferenciada por elemento, se puede observar que cada elemento

por separado, presenta distribuciones similares entre los tres componentes

ambientales (sedimentos activos, no activos y relaves) con paralelismos más

notorios entre sedimentos activos 2007-2008 y sedimentos no activos-relaves,

dado a que comparten el mismo origen.

Finalmente, en la figura se puede observar que los componentes ambientales

presentan 100% de los datos sobre los valores de referencia de concentración

promedio mundial en sedimentos para cada elemento.

Proyec

to CAMIN

AR

70



4.4 Análisis Gráfico

4.4.1 Gráficos de Variación Espacio-Temporal

4.4.1.1 Variación Espacio-Temporal para Sedimentos Activos

a) Sedimentos Activos 2007 y 2008

La Figura 14 muestra la variación espacial (puntos muestreados) y temporal

(campaña de muestreo) con respecto a los niveles de Cu, Zn, Pb y As en los

sedimentos activos.

Proyec

to CAMIN

AR

71



1

10

100

1000

10000

Con

cent

raci

ón [p

pm]

(A)

P

1

10

100

1000

10000P

(B)

Dirección del flujo


1

10

100

1000

TU-1

TU-2

TU-3

TU-4

TU-5

TU-6

TU-7

TU-9

CL-

8E

L-10

EL-

11*E

L-12

a*E

L-12

bE

L-13

EL-

14*L

N-1

5a*L

N-1

5b*E

A-1

5c*E

L-15

dE

L-16

EL-

17

Con

cent

raci

ón [p

pm]

(C)P

1

10

100

1000

TU-1

TU-2

TU-3

TU-4

TU-5

TU-6

TU-7

TU-9

CL-

8E

L-10

EL-

11*E

L-12

a*E

L-12

bE

L-13

EL-

14*L

N-…

*LN

-…*E

A-1

5c*E

L-15

dE

L-16

EL-

17

P(D)



Figura 14 Variación espacio-temporal para sedimentos activos. Cu (Panel A), Zn (Panel B), Pb (Panel C) y As (Panel D) en Sedimentos Activos. El símbolo sin relleno representa el muestreo del 2007 mientras que el símbolo sólido los datos del 2008. Las líneas segmentadas corresponden a los datos de las Quebradas Los Negritos y El Arrayán (sólo 2007). La letra P representa la ubicación del Embalse Puclaro.

Proyec

to CAMIN

AR

72



Como se puede ver en la figura anterior, las variaciones temporales en los

sedimentos activos entre Octubre de 2007 y Mayo de 2008 no manifiestan

mayores diferencias entre sí. Generalmente, se puede observar que las

concentraciones que corresponden al año 2007 (primavera) son levemente

inferiores a las del año 2008 (otoño).

Además, se advierte en la figura que, especialmente para Cu y As y algo menos

para Zn, las concentraciones bajan notoriamente aguas abajo del embalse

Puclaro. Esto se explica por el efecto decantador del embalse (Galleguillos, 2004).

Dicho efecto ocurre probablemente por interacción entre partículas finas tipo

arcillas y precipitados más finas aún de los metales, bajo formas moleculares

como Cu(OH)2.

La Figura 15 muestra la variación especial de todos los elementos en forma

simultánea por campaña de muestreo.

Proyec

to CAMIN

AR

73


1

10

100

1000

10000

Con

cent

raci

ón [p

pm]

P(A)


1

10

100

1000

10000

TU-1

TU-2

TU-3

TU-4

TU-5

TU-6

TU-7

TU-9

CL-

8E

L-10

EL-

11*E

L-12

a*E

L-12

bE

L-13

EL-

14*L

N-1

5a*L

N-1

5b*E

A-1

5c*E

L-15

dE

L-16

EL-

17

Con

cent

raci

ón [p

pm] P

(B)


Figura 15 Variación espacial de sedimentos activos para el 2007 (Panel A) y 2008 (Panel B). El símbolo sin relleno representa el muestreo del 2007 mientras que el símbolo sólido los datos del 2008. Las líneas segmentadas corresponden a los datos de las Quebradas Los Negritos y El Arrayán (sólo 2007). La letra P indica la ubicación del Embalse Puclaro. : Cu; :Zn; : Pb; : As.

El comportamiento entre los metales es casi paralelo para ambos años entre los

parámetros, a excepción de los puntos TU-2 (Río La Laguna), TU-4 (Río Incaguaz)

y CL-8 (Río Claro) en donde en este último las concentraciones de los elementos

considerados bajan significativamente a excepción del Zn.

Se puede distinguir una tendencia decreciente en las concentraciones, a partir del

punto *EL-12a (Panel A) y en EL-11 en (Panel B), donde aguas abajo de éstos se

ubica el Embalse Puclaro. Aguas abajo éste, dentro del comportamiento

decreciente, se distingue un incremento en EL-13 (Quebrada Marquesa) y en El-

16, donde el Pb registra un importante incremento sobre su promedio.


Proyec

to CAMIN

AR

74



En los puntos que corresponden a la quebrada Los Negritos el Cu presenta la

mayor concentración (2848 ppm) en LN-15a debido a que se encuentra cercano a

una zona de relaves.

b) Razones entre Elementos

La Figura 16 muestra el comportamiento espacio-temporal de las razones entre

parámetros seleccionados.

Proyec

to CAMIN

AR

75



0,01

0,1

1

10

Concen

tración [ppm

]

(A)

P

1

10

100

1000P

(B)



0,1

1

10

100

1000

TU‐1

TU‐2

TU‐3

TU‐4

TU‐5

TU‐6

TU‐7

TU‐9

CL‐8

EL‐10

EL‐11

*EL‐12a

*EL‐12b

EL‐13

EL‐14

*LN‐15a

*LN‐15b

*EA‐15c

*EL‐15d

EL‐16

EL‐17

Concen

tración [ppm

] P

(C)

0,1

1

10

100

TU‐1

TU‐2

TU‐3

TU‐4

TU‐5

TU‐6

TU‐7

TU‐9

CL‐8

EL‐10

EL‐11

*EL‐12a

*EL‐12b

EL‐13

EL‐14

*LN‐15a

*LN‐15b

*EA‐15c

*EL‐15d

EL‐16

EL‐17

P(D)

Dirección del flujo Dirección del flujo

Figura 16 Variación espacial (puntos de muestreo) y temporal (campaña de muestreo) en las razones Cu/Zn (Panel A), Cu/Pb (Panel B), Cu/As (Panel C) y Zn/As (Panel D). El símbolo sin relleno representa el muestreo del 2007 mientras que el símbolo sólido los datos del 2008. Las líneas segmentadas corresponden a los datos de las Quebradas Los Negritos y El Arrayán (sólo 2007). La letra P indica la ubicación del Embalse Puclaro.

Proyec

to CAMIN

AR

76


En la figura anterior se observa que la variación temporal entre 2007 y 2008 no

presenta mayores diferencias para las razones Cu/Zn, Cu/As y Zn/As, mientras

que para Cu/Pb presenta la mayor variabilidad temporal y espacial. Se presentan

las típicas fluctuación que se alejan de la tendencia general, aquellas

correspondientes al río La Laguna y Claro con valores normales a bajos.

4.4.1.2 Variación Espacial para Sedimentos no Activos

La Figura 17 muestra la variación espacial de las concentraciones de Cu, Zn, Pb y

As en las distintas quebradas en que se tomaron muestras de sedimentos no

activos.

1

10

100

1000

10000

MA

-1M

A-2

MA

-3M

A-4

MA

-5M

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-8E

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EA

-10

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EA

-12

EA

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EA

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EA

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EA

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EA

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EA

-18

SG

-19

SG

-20

SG

-21

Con

cent

raci

ón (p

pm)

Cu Zn Pb As

Figura 17 Variación espacial de Cu, Zn, Pb y As en sedimentos no activos. Las líneas segmentadas corresponden a los datos de la quebrada menor perteneciente a la

Quebrada El Arrayán.

Como se observa en la figura, los valores pertenecientes a la Quebrada Marquesa

presentan una tendencia decreciente paralela entre los metales traza desde MA-1


Proyec

to CAMIN

AR

77


(en zona de relaves, donde se registraron los valores máximos de la totalidad de

los puntos muestreados) a MA-6 a 200 m de la confluencia con el río Elqui.

En la quebrada El Arrayán (que se inicia en la Quebrada Los Negritos) se pueden

observar dos comportamientos. Uno de ellos corresponde a la tendencia general

de la quebrada, con una decreciente variación hacia la confluencia con el río Elqui.

El segundo, corresponde a quebrada menor (EA-12-13-14) de la Quebrada El

Arrayán, la cual muestra concentraciones decrecientes pero inferiores a la

tendencia general. En la Quebrada Santa Gracia, se determinaron valores bajos,

aunque en el punto SG-21 los valores de Cu aumentan en la presencia de una

zona de relaves.

a) Razones entre Elementos

La siguiente figura muestra la variación espacial de las razones Cu/Zn, Cu/As,

Cu/Pb y Zn/As para los sedimentos no activos.

1

10

100

1000

MA

-1M

A-2

MA

-3M

A-4

MA

-5M

A-6

LN-7

EA

-8E

A9

EA

-10

EA

-11

EA

-12

EA

-13

EA

-14

EA

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EA

-16

EA

-17

EA

-18

SG

-19

SG

-20

SG

-21

Cu/Zn Cu/As Cu/Pb Zn/As

Figura 18 Variación espacial de Razones de Sedimentos no activos 2007. Las líneas segmentadas corresponden a los datos de la quebrada menor perteneciente a la Quebrada El Arrayán.


Proyec

to CAMIN

AR

78


Las razones en los sedimentos no activos, como se puede ver en la figura,

presentan comportamientos generalmente paralelos. En la Quebrada Marquesa

ellas fluctúan en un rango entre valores normales y altos. Para los valores

correspondientes a las Quebradas Los Negritos y El Arrayán, las razones varían

en un rango superior entre valores altos a muy altos, debido a que la diferencia

entre los parámetros es mayor que en las otras quebradas. Finalmente, en la

Quebrada Santa Gracia los valores varían en un rango normal a alto.

4.4.1.3 Variación Espacial para Relaves La Figura 19 muestra la variación espacial de los contenidos de Cu, Zn Pb y As

en los relaves muestreados.


Figura 19 Variación espacial de Relaves.

1

10

100

1000

10000

MA

-1

MA

-2

MA

-3

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-4

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10

SG

-11

SG

-12

SG

-13

Con

cent

raci

ón [p

pm]

Cu Zn Pb As

En la figura se puede observar que, en general, los metales se comportan de

forma paralela en los relaves de cada zona. Los relaves de Quebrada Marquesa

(MA-1 a MA-5) muestran la distribución de las concentraciones más altas,

mientras los de Los Negritos (LN-6 a LN-8) una de carácter intermedio. La

Quebrada Santa Gracia (SG-11 a SG-13), presenta concentraciones bajas, las

Proyec

to CAMIN

AR

79

G

cua

As,

Co

dife

mu

FigsepLN-

Co

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ma

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1

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Geoquímica de Sedimentoss y Relaves e

Departame

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rteneciente

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1

10

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1000

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1

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100

1000

10000

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Figura 20.

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ependiendo

diferente e

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(A

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íguez/2009 , Región de CCoquimbo, Chhile.

Castillo Rodr

niería de Mina

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orma

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cción,

al del

laves

ngos

as en

As

(C)

Proyec

to CAMIN

AR

80


ambos estudios (CIMM, 2008; CIMM, 2005). En la comuna de La Serena, los

relaves presentan un rango entre 1010-10168 mg/kg (cubeta) y 1004-6939 mg/kg

(muro) para el Cu; 23-2063 mg/kg (cubeta) y 17-773 (muro) para el Zn. En la

comuna de Vicuña, los rangos son: 447-2064 mg/kg (cubeta) y 215-657 mg/kg

(muro) para Cu; 96-7759 mg/kg (cubeta) y 122-1484 mg/kg (muro) para Zn.

Finalmente, en la comuna de Andacollo, los rangos son: 438-3973 mg/kg (cubeta)

y 312-2132 mg/kg (muro) para Cu; 16-277 mg/kg (cubeta) y 8-416 mg/kg (muro)

para Zn. Como se puede observar, existen una clara variabilidad intra-relave para

estos datos al igual que en los presentados anteriormente.

a) Razones entre Elementos La Figura 21 muestra las relaciones Cu/Zn, Cu/As, Cu/Pb y Zn/As en los relaves

muestreados.

0,1

1

10

100

1000

10000

MA

-1

MA

-2

MA

-3

MA

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*LN

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*LN

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AL-

10

SG

-11

SG

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SG

-13

Cu/Zn Cu/As Cu/Pb Zn/As

Figura 21 Variación espacial de razones de Relaves. Cu/Zn - Cu/As - Cu/Pb - Zn/As.

Los relaves presentan razones entre elementos con un comportamiento

mayormente paralelo. En las Quebradas Marquesa, Los Negritos, de Talca y

Altovalsol los rangos oscilan en valores normales, mientras que en la Quebrada

Santa Gracia, las razones fluctúan en valores altos a muy altos. Esto se debe a Departamento de Ingeniería de Minas-Facultad de Ingeniería-Universidad de La Serena

Proyec

to CAMIN

AR

81


que las concentraciones de Zn, Pb y As en estos relaves resultaron ser las

menores, mientras que en Cu fueron superiores, con respecto a las otras zonas

muestreadas.

4.4.2 Gráficos Ternarios A continuación se presenta la importancia relativa de los contenidos de Cu, Zn y

As a través de gráficos ternarios para los diferentes componentes considerados

(Figura 22 y 23). Las concentraciones de As fueron multiplicados por un factor de

10 (As x 10) con el fin de situar a este elemento en niveles visualmente

comparables con los de Cu y Zn.


Figura 22 Distribución porcentual de Cu, Zn y As en Sedimentos Activos 2007 (Panel A) y Sedimentos Activos 2008 (Panel B). : Turbio, : Claro, : Elqui aguas arriba del Embalse, : Elqui aguas abajo del Embalse, : Quebrada Los Negritos/El Arrayán.

20%

20%

20%

40%

40%

40%

60%

60%

60%

80%

80%

80%

Copp

er Zinc

Arsenic

II

I I

IIII

J

K

K

K

L

L

L

L

L

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20%

20%

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40%

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60%80%

80%

80%

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I

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LL

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D

D

D

L

L

(A) (B)

ZincZnCu

As x10

Cu Zn

ArsenicAs x10

Proyec

to CAMIN

AR

82


De la figura se puede advertir una similitud en la distribución para ambos

muestreos. Los resultados de la primera y segunda campaña se distribuyen

mayormente entre los ejes Cu-Zn (Elqui). Mientras que en el Turbio y Claro se

sitúan en una posición central del triángulo. Existen Resultados aislados

pertenencientes al río Turbio y La Laguna en en el eje As-Cu para ambas

campañas y el Claro se acerca al eje Zn-As en la segunda campaña.


Figura 23 Distribución porcentual de Cu, Zn y As en Sedimentos no Activos 2007 (Panel A) y Relaves (Panel B). : Q. Marquesa, : Q. Santa Gracia, : Q. El Arrayán, : Q. Los Negritos, : Altovalsol, : Q. de Talca.

En la figura, se observa que los sedimentos no activos de la Quebrada Marquesa

se distribuyen principalmente en la zona central del triángulo, mientras los relaves

en el eje Cu-Zn. Las muestras de las quebradas El Arrayán y Los Negritos, lo

hacen en el eje Cu-Zn para ambos componentes ambientales. Finalmente, la

Quebrada Santa Gracia en los sedimentos se observa una distribución más

cercana a la posición central en el triángulo, mientras que en los relaves, se

acercan al eje Cu-Zn, y los relaves de Altovalsol y Quebrada de Talca son

cercanos al eje As-Cu.

20%

20%

20%40%

40%

40%

60%

60%

60%

80%

80%

80%

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20%

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I

I

I

D

D

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A

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J

J

(B)

Zinc

Arsenic

Zn Zn Cu Cu

As x10 As x10

Proyec

to CAMIN

AR

83



4.4.3 Comparación de concentraciones de metales entre Sedimentos, Relaves y

Agua superficial

4.4.3.1 Variación Espacio-Temporal entre Sedimentos Activos y Agua superficial

Para los gráficos siguientes se utilizaron las concentraciones de los elementos

presentes en sedimentos activos y en agua superficial, donde ambos

corresponden al mismo punto muestreado.

Las concentraciones de Pb en agua se mantuvieron bajo el límite de detección,

por lo tanto no fueron consideradas en este análisis. El As también presenta

valores bajo el límite de detección, pero no en su totalidad, por lo tanto, éstos

fueron corregidos mediante el mismo criterio utilizado en los sedimentos. Los

datos utilizados se encuentran en el Anexo 1.

a) Concentración de Metales Pesados en Sedimentos Activos y Aguas

Superficiales en 2007.

La Figura 24 muestra la concentración de los diferentes elementos en Sedimento

Activos y Aguas superficiales en la campaña de 2007 en Octubre. Para el dato

correspondiente al Río Claro (CL-8) se consideró la muestra de agua en el río

Claro en Horcón-Alcohuaz, ubicado aguas arriba del punto CL-8, debido a que no

fue posible obtener la muestra de agua en el mismo punto donde fue tomado el

sedimento. Los puntos muestreados en las quebradas Los Negritos (*LN-15a, *LN-

15b) y El Arrayán (EA-15c) no fueron consideradas en este análisis, debido a que

sólo se muestrearon sedimentos activos y no aguas superficiales en el mismo

punto. Proy

ecto

CAMINAR

84


0,001

0,01

0,1

1

10

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1000

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P

Figura 24 Concentración de metales pesados en Sedimentos Activos y Aguas Superficiales 2007. Cu (Panel A); Zn (Panel B); As (Panel C). Cu-Zn-As(S): metal en sedimento; Cu-Zn-As(A): metal en agua. El símbolo sin relleno representa la concentración en agua, mientras que el símbolo sólido representa el sedimento. La letra P indica la ubicación del Embalse Puclaro.

- : Cu; - : Zn; - : As.


Proyec

to CAMIN

AR

85



En la figura se advierte que, en general, los valores de Cu y Zn en sedimento son

muy superiores a las concentraciones en agua, con la sola excepción de la

muestra del río Toro (TU-1). En la zona alta de la cuenca (desde el río Toro hacia

el río Turbio) el Cu y Zn se genera un comportamiento contrario entre agua y

sedimento, debido a que esta zona se encuentra altamente influenciada por

condiciones de drenaje ácido que provoca elevados contenidos del metal en el

agua tanto en forma disuelta como particulada. A partir del río Turbio, se puede

observar una tendencia creciente en los sedimentos, dado a la transferencia del

metal de la fase líquida hacia los sedimentos a medida que el pH se vuelve más

alcalino.

Luego se desarrolla una distribución paralela decreciente hasta el embalse con un

leve aumento de Cu en EL-14 (río Elqui en puente Pelícana). Aguas abajo de éste,

en ambos sistemas el Cu y Zn se comportan de manera decreciente, donde este

último se mantiene en la mayoría de los puntos bajo el límite de detección. En

cuanto al As, se comporta de manera contraria en sedimento y agua. En esta

última presenta un leve aumento mientras que en sedimentos la tendencia es

decreciente, entre los puntos EL-13 a EL-17 (río Elqui en Quebrada Marquesa a

Altovalsol).

b) Razones entre Elementos en Sedimentos Activos y Aguas Superficiales en 2007 La Figura 25 presenta la razón de concentración entre sedimentos y agua. Proy

ecto

CAMINAR

86


1

10

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17

P

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ónS

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a

Figura 25 Razones entre Sedimentos Activos y Aguas Superficiales 2007. La letra P indica la ubicación del Embalse Puclaro. : Cu; : Zn; : As.

En la figura se pueden observar rangos cercanos o superiores a mil, debido a la

amplia diferencia de magnitud entre los metales en sedimento y agua. Sin

embargo, para el río Toro los valores son relativamente inferiores, bajo 100,

debido a que el agua alcanza concentraciones significativas (9,6 mg/l, en caso del

Cu, por ejemplo). Se advierte un paralelismo aguas arriba del embalse entre los

parámetros, mientras que a partir de este punto solamente las razones de Cu y Zn

se mantienen en un aumento paralelo. As, en cambio, presenta un

comportamiento contrario, debido a que su contenido en agua presenta un valor

creciente, aunque en Altovalsol (EL-17) se ve reducida.

c) Concentración de Metales Pesados en Sedimentos Activos y Aguas

Superficiales en 2008

La figura que se muestra a continuación, presenta las concentraciones de los

diferentes elementos en Sedimento Activos y Aguas superficiales en la campaña

de 2008.


Proyec

to CAMIN

AR

87


0,001

0,01

0,1

1

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1

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L-12

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As

(A) C

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[mg/

L](C)

P

Figura 26 Concentración de metales pesados en Sedimentos Activos y Aguas Superficiales 2008. Cu (Panel A); Zn (Panel B); As (Panel C). El símbolo sin relleno representa la concentración en agua, mientras que el símbolo sólido corresponde a sedimento. La letra P indica la ubicación del Embalse Puclaro. - : Cu; - :Zn;

- : As.


Proyec

to CAMIN

AR

88


En la figura se observa el comportamiento similar del Cu y Zn para ambos años,

contrario en la parte alta de la cuenca y paralelo desde el río Turbio hacia el final

de la cuenca. Aguas arriba del embalse, tanto en agua como en sedimentos, Cu y

As se comportan de manera similar en los puntos que suelen estar fuera de la

tendencia general que siguen las muestras, como lo son los ríos La Laguna (TU-

2), Incaguaz (TU-4) y Claro (CL-8) para ambos años. Dentro de la tendencia

decreciente aguas abajo del embalse, las concentraciones de Cu y Zn en

sedimentos y agua tienden a aumentar entre EL-15d a EL-16 (rio Elqui en

Quebrada de Talca hacia Las Rojas). En cuanto al As, de igual manera que el año

anterior, presenta un comportamiento paralelo aguas arriba del embalse y,

tendencias contrarias aguas debajo de éste.

d) Razones entre Elementos en Sedimentos Activos y Aguas Superficiales en 2008 A continuación en la Figura 27, se presenta la razón de concentración entre sedimentos y agua.

1

10

100

1000

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17

P

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ento

/ Agu

a

Figura 27 Razones entre Sedimentos Activos y Aguas Superficiales 2008. Razón Cu (Panel A); Razón Zn (Panel B); Razón Pb (Panel C); Razón As (Panel D). La letra P indica la ubicación del Embalse Puclaro. : Cu; : Zn; : As.


Proyec

to CAMIN

AR

89



En la figura se advierte, generalmente, un paralelismo a lo largo de toda la cuenca

para todos los elementos, con fluctuaciones marcadas por la diferencia espacial.

En el río Toro los rangos son inferiores a la tendencia general, debido a que el

agua alcanza concentraciones máximas para Cu (22,0 mg/l) y Zn (3,0 mg/l),

mientras que en los sedimentos las concentraciones son relativamente bajas.

e) Variación temporal de Razones entre Sedimentos Activos y Agua Superficial

entre los años 2007 y 2008.

A continuación en la Figura 28 se presentan las razones de concentraciones entre

sedimentos y agua para ambas campañas.

Proyec

to CAMIN

AR

G

FigSupla rdel

Geoquímica d

Departame

gura 28 Vperficiales. Crazón en 20Embalse Pu

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P

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A)

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17

C)

90

hile.

(

Aguas senta

cación

Proyec

to CAMIN

AR

91



Como se puede ver en la figura anterior, el comportamiento de las razones de Cu

y Zn entre un año y otro no presentan, en general, grandes variaciones en la

subcuenca del Turbio y Elqui aguas arriba del embalse. En cambio, aguas abajo

del embalse se generan mayores diferencias entre un año y otro, las cuales son

más notorias en las razones correspondientes al Zn. En cuanto al As, se comporta

de manera contraria, tanto aguas arriba como abajo del embalse. Ello puede

explicarse a diversos factores como la turbulencia causada por cambios en el

caudal, dilución dada por las quebradas laterales o balance hídrico (agua

superficial y subterránea).

4.4.3.2 Gráficos Bivariados (scatterplot) de Concentración Sedimentos Activos vs Agua Superficial

a) Sedimentos Activos vs Agua Superficial, 2007

La Figura 29 muestra la relación entre los niveles de distintos metales en agua y

sedimentos activos para la campaña del 2007.

Proyec

to CAMIN

AR

92


100001000100101

10,00

1,00

0,10

0,01

Cu sedimento [ppm]

Cu

agua

[mg/

L]

L.D.: 3 ppm

L.D.: 0,01 mg/L

M: 0,19 mg/L

M:1.746 ppm

EL-17EL-16

EL-14

EL-13

*EL-12b

EL-11

EL-10

CL-8

TU-9 TU-7

TU-6TU-5

TU-4

TU-3

TU-2

TU-1

(A)

1000100101

1,000

0,100

0,010

0,001

Zn sedimento [ppm]

Zn a

gua

[mg/

L] M.: 0,183 mg/L

L.D.: 2 ppm

L.D.: 0,001 mg/L

M: 427 ppm

EL-17

EL-16EL-14

EL-13

*EL-12b

EL-11EL-10

CL-8

TU-9 TU-7

TU-6TU-5

TU-4

TU-3

TU-2

TU-1

(B)

35010070503010

0,100

0,010

0,001

As sedimento [ppm]

As

agua

[mg/

L]

L.D.: 5 ppm

L.D.: 0,005 mg/L

M.: 0,003 mg/L

M: 140 ppm

EL-17

EL-16

EL-14 EL-13

*EL-12b

EL-11EL-10CL-8

TU-9TU-7

TU-6 TU-5

TU-4 TU-3TU-2

TU-1

(C)

Figura 29 Relación concentración sedimento activo vs concentración en agua para la campaña de Octubre 2007 y Cu (Panel A), Zn (Panel B) y As (Panel C). Se indican además los respectivos límites de detección (L.D) y medianas (M).


Proyec

to CAMIN

AR

93



En términos generales, se puede señalar que no es posible observar una relación

directa, ya sea lineal o de otro tipo, entre las concentraciones en agua y

sedimentos para los distintos parámetros considerados. Esto se podría explicar

por el efecto de factores adicionales, como el pH, la variación estacional y dilución,

que a pesar de que afecta a ambos sistemas no ocurre en iguales proporciones.

Para el Cu, el 38% de los datos se encuentra sobre la intersección entre ambas

medianas. Cabe destacar que la mediana del agua está muy cercana al límite de

la norma de calidad para agua de riego (0,2 mg/L) (INN, 1987). El Cu en

sedimento se encuentra sobre el límite de detección (L.D.) en el total de los datos,

en cuanto al agua el 38% se encuentra en o bajo el L.D., estos valores

corresponden al río La Laguna (TU-2), Incaguaz (TU-4), Claro (CL-8) y Elqui

aguas abajo del embalse (EL-13, 16, 17).

Para el Zn, el 38% de los datos se encuentra sobre la intersección entre ambas

medianas. El Zn en sedimento se encuentra sobre el límite de detección (L.D.) en

el total de los datos, mientras que el agua el 19% se encuentra en el L.D.: estos

valores corresponden al TU-2 (río La Laguna), TU-4 (río Incaguaz), Claro (CL-8) y

Elqui aguas abajo del embalse (EL-13, 14, 16).

Para el As detectado el 50% de los datos se encuentra sobre la intersección entre

ambas medianas. El As en sedimento se encuentra sobre el L.D. en el total de los

datos, en cuanto al agua el 63% se encuentra bajo el L.D.

b) Sedimentos Activos vs Agua Superficial, 2008

La Figura 30 muestra la relación entre los niveles de distintos metales en agua y

sedimentos activos para la campaña del 2008.

Proyec

to CAMIN

AR

94


10000100010010

10,00

1,00

0,10

0,01

Cu sedimento [ppm]

Cu

agua

[mg/

L]

L.D.: 10 ppm

L.D.: 0,01 mg/L

M.: 1,25 mg/L

M: 1.450 ppm

EL-17

EL-16*EL-15d

EL-14

EL-13

*EL-12a

EL-11 EL-10

CL-8

TU-9TU-7 TU-6

TU-5

TU-4

TU-3

TU-2

TU-1

(A)

100010010

10,000

1,000

0,100

0,010

0,001

Zn sedimento [ppm]

Zn a

gua

[mg/

L]

M.: 0,198 mg/L

L.D.: 10 ppm

L.D.: 0,001 mg/L

M: 438 ppm

EL-17 EL-16

*EL-15d

EL-14EL-13

*EL-12a

EL-11 EL-10

CL-8

TU-9TU-7

TU-6

TU-5

TU-4

TU-3

TU-2

TU-1

(B)

50030010010

0,10

0,01

As sedimento [ppm]

As

agua

[mg/

L]

M.: 0,012 mg/L

L.D.: 5 ppm

L.D.: 0,005 mg/L

M: 129 ppm

EL-17

EL-16

*EL-15d

EL-14

EL-13

*EL-12a

EL-11

EL-10

CL-8

TU-9

TU-7

TU-6

TU-5

TU-4

TU-3

TU-2TU-1

(C)

Figura 30 Relación concentración sedimento activo vs concentración en agua para la campaña

de Octubre 2008 y Cu (Panel A), Zn (Panel B), As (Panel C). Se indican además los respectivos

límites de detección (L.D.) y medianas (M).


Proyec

to CAMIN

AR

95



Nuevamente, de los del gráfico se puede observar que los datos no poseen una

relación lineal, por lo tanto, no se podría decir que a mayor concentración en agua,

mayor es la concentración en sedimento. En los sedimentos, las concentraciones

de Cu, Zn y As se encuentran sobre el límite de detección (L.D.) en el total de los

datos.

Para el Cu, el 41% de los datos se encuentra sobre la intersección entre ambas

medianas. Cabe destacar que la mediana del agua está sobre el límite de la

norma de calidad para agua de riego (0,20 mg/L) (INN, 1987). De los contenidos

de Cu en agua el 18% se encuentra en el L.D. y 24% bajo este.

Para el Zn, el 35% de los datos se encuentra sobre la intersección entre ambas

medianas. El Zn en agua se encuentra sobre el límite de detección (L.D.) en el

total de los datos.

Para el As, el 35% de los datos se encuentra sobre la intersección entre ambas

medianas. El As en agua se encuentra un 12% en el L.D. y un 24% bajo el L.D.

4.4.3.3 Análisis Simultáneo de Sedimentos no Activos y Relaves

Para el siguiente análisis se utilizó las concentraciones de los elementos

presentes en Sedimentos no Activos y en Relaves. El análisis se realizó por

subsectores (quebradas), donde el orden de los puntos es en sentido descendente

en la quebrada correspondiente. Los datos considerados para cada quebrada se

presentan en detalle en el Anexo 1.

La Figura 31 muestra los contenidos de metales en sedimentos no activos y

relaves, mientras que la Figura 32 muestra, de manera complementaria, la

Proyec

to CAMIN

AR

96


comparación de las concentraciones de Cu-Zn y Cu-As, para cada quebrada

estudiada.

1

10

100

1000

10000

MA

-1

MA

-2

MA

-3

MA

-4

MA

-5

MA

-6

MA

-7

MA

-8

MA

-9

MA

-10

*MA

-11C

once

ntra

ción

[ppm

](A)

1

10

100

1000

10000

LN-1

*LN

-2

*LN

-3

*LN

-4

EA

-5

EA

-6

EA

-7

EA

-8

EA

-11

EA

-10

EA

-9

EA

-12

EA

-13

EA

-14

EA

-15

Con

cent

raci

ón [p

pm]

(B)

1

10

100

1000

10000

SG

-1

SG

-2

SG

-3

SG

-4

SG

-5

SG

-6

AL-

7

Con

cent

raci

ón [p

pm]

(C)

Figura 31 Concentración de metales en Sedimentos no Activos y Relaves. Quebrada Marquesa (Panel A); Quebrada Los Negritos y El Arrayán (Panel B); Quebrada Santa Gracia (Panel C). El símbolo sin relleno representa la concentración en Relave, mientras que el símbolo sólido en Sedimento no Activo. - : Cu; - : Zn; - : Pb; - : As.


Proyec

to CAMIN

AR

97


I I

10

100

1000

10000

Con

cent

raci

ón [p

pm]

(A)

10

100

1000

10000

(C)

10

100

1000

10000

(E)

I I

1

10

100

1000

10000

MA

-1

MA

-2

MA

-3

MA

-4

MA

-5

MA

-6

MA

-7

MA

-8

MA

-9

MA

-10

*MA

-11Con

cent

raci

ón [p

pm]

(B)

1

10

100

1000

10000

LN-1

*LN

-2*L

N-3

*LN

-4E

A-5

EA

-6E

A-7

EA

-8E

A-1

1E

A-1

0E

A-9

EA

-12

EA

-13

EA

-14

EA

-15

(D)

1

10

100

1000

10000

SG

-1

SG

-2

SG

-3

SG

-4

SG

-5

SG

-6

AL-

7

(F)

Figura 32 Concentración de metales en Sedimentos no Activos y Relaves. Cu-Zn en Quebrada Marquesa (Panel A); Cu-As en Quebrada Marquesa (Panel B). Cu-Zn en Quebrada Los Negritos-El Arrayán (Panel C); Cu-As en Quebrada Los Negritos-El Arrayán (Panel D); Cu-Zn en Santa Gracia (Panel E); Cu-As en Quebrada Santa Gracia (Panel F). El símbolo sin relleno representa la concentración en Relave, mientras que el símbolo sólido en Sedimento no Activo. - : Cu; - : Zn; - : As.


Proyec

to CAMIN

AR

98 Geoquímica de Sedimentos y Relaves en la Cuenca del Río Elqui, Región de Coquimbo, Chile



En las figuras anteriores se puede observar que las concentraciones de Cu, Zn,

Pb y As se distribuyen paralelamente a lo largo de las quebradas, presentando

fluctuaciones que no permiten identificar una tendencia en conjunto decreciente o

creciente en dirección hacia la confluencia con el río Elqui.

En la Quebrada Marquesa, con respecto a las comparaciones Cu-Zn y Cu-As,

estas no presentan mayores diferencias, lo que implica que en cuanto a Cu y Zn,

los relaves tienen una importante influencia en estos sedimentos, que durante los

años de precipitaciones abundantes aportan sus contenidos metálicos al río Elqui.

Se advierte además que, las mayores concentraciones de Cu corresponden a los

sedimentos, sin embargo por la variabilidad intra-relave es posible que existan

concentraciones similares o aún más altas en los relaves. En todo caso, es

indudable que existe una transferencia física y química de metales de los relaves a

los sedimentos.

4.5 Cálculo de Índices

4.5.1 Índice de Enriquecimiento (IE) para Sedimentos Activos

Para los Sedimentos Activos del 2007 no se consideraron los datos

correspondientes a las quebradas Los Negritos y El Arrayán, debido a que las

referencias de calidad aplican a sedimentos fluviales en contacto directo con el río.

A continuación se muestran una tabla resumen de cada metal traza para

sedimentos activos. El análisis se realizó por subcuenca, los resultados se

presentan en la Tabla 22. Para el detalle de cada punto muestreado ver Anexo 2.

Proyec

to CAMIN

AR

99 Geoquímica de Sedimentos y Relaves en la Cuenca del Río Elqui, Región de Coquimbo, Chile Daniela Castillo Rodríguez/2009


Tabla 22 Resultados de IE para Sedimentos Activos 2007 y 2008.

Campaña

Referencias de calidad




n Cu Cu Cu Cu Zn Zn Zn Zn Pb Pb Pb Pb As As As As

ppm IE 1 IE 2 IE 3 ppm IE 1 IE 2 IE 3 ppm IE 1 IE 2 IE 3 ppm IE 1 IE 2 IE 3

SAC-07

M RT 8 1573 44,1 98,3 14,3 626 5,1 5,2 0,8 28 0,8 0,9 0,1 178 30,2 29,7 5,4

M RC 1 45 1,3 2,8 0,4 118 1,0 1,0 0,1 32 0,9 1,0 0,1 12 2,0 2,0 0,4

M RE1 2 2533 71,0 158,3 23,1 545 4,5 4,6 0,7 23 0,7 0,7 0,1 163 27,6 27,2 4,9

M RE2 5 874 24,5 54,6 7,9 259 2,1 2,2 0,3 28 0,8 0,9 0,1 36 6,0 5,9 1,1

M TD 16 1379 38,6 86,2 12,5 469 3,8 3,9 0,6 28 0,8 0,9 0,1 121 20,6 20,2 3,7

D.S. 970 27,2 60,6 8,8 514 4,2 4,3 0,6 6 0,2 0,2 0,0 93 15,7 15,5 2,8

SAC-08

M RT 8 2857 80,0 178,5 26,0 731 6,0 6,1 0,9 37 1,1 1,2 0,2 218 37,0 36,4 6,6

M RC 1 44 1,2 2,8 0,4 143 1,2 1,2 0,2 35 1,0 1,1 0,1 6 1,0 1,0 0,2

M RE1 3 2419 67,8 151,2 22,0 495 4,0 4,1 0,6 23 0,7 0,7 0,1 142 24,1 23,7 4,3

M RE2 5 439 12,3 27,5 4,0 176 1,4 1,5 0,2 46 1,3 1,5 0,2 27 4,5 4,4 0,8

M TD 17 1903 53,3 118,9 17,3 492 4,0 4,1 0,6 37 1,1 1,2 0,1 136 23,1 22,7 4,1

D.S. 1797 50,3 112,3 16,3 395 3,2 3,3 0,5 23 0,7 0,8 0,1 116 19,6 19,3 3,5

IE 1: índice de Enriquecimiento CSQG-TEL; IE 2: índice de Enriquecimiento OSQG-LEL; IE 3: índice de Enriquecimiento OSQG-SEL; n: número de muestras; SAC-07: sedimentos activos 2007; SAC-08: sedimentos activos 2008; M RT: media para subcuenca del río Turbio; M CL: media para subcuenca del río Claro; M RE1: media para subcuenca del río Elqui aguas arriba del embalse Puclaro; M RE2: media para subcuenca del río Elqui aguas abajo del embalse Puclaro; M TD: media total de datos para Sedimentos activos por año; D.S.: desviación estándar. CSQG: Canadian Freshwater Sediment Quality Guidelines, TEL: Threshold Effect Level (CCME, 2002); OSQG: Ontario Sediment Quality Guidelines, LEL: Lowest Effect Level, SEL: Severe Effect Level (OME, 2008); IE: índice de enriquecimiento. Proy

ecto

CAMINAR

100

Geoquímica de Sedimentos y Relaves en la Cuenca del Río Elqui, Región de Coquimbo, Chile


Departamento de Ingeniería de Minas – Facultad de Ingeniería – Universidad de La Serena

Como se puede observar en la tabla anterior, el Cu en las subcuencas presenta

altos índices, de las cuales sólo el río Claro no presenta valores sobre el Nivel de

efecto severo o grave (SEL, IE 3), el cual corresponde al índice más estricto, en

los sedimentos activos para ambos años. Sin embargo el Claro, presenta un nivel

de contaminación ligera, debido a que sobrepasa levemente el Nivel de efecto

más bajo (LEL). Del resto de las subcuencas, todas califican como altamente

contaminadas.

El Zn en los sedimentos, supera la el valor sobre el cual se esperan efectos (TEL),

por lo tanto, presenta una contaminación media, ya que no supera el nivel de

efecto severo en ningunas de sus subcuencas.

Al observar el Pb, se puede advertir que en los sedimentos del 2007 no existe

contaminación en los valores medios de cada subcuenca, según las referencias

utilizadas. Sin embargo, los sedimentos del 2008 registran una contaminación leve

según el nivel de efecto más bajo (LEL), a excepción de las subcuencas del Claro

y Elqui aguas arriba del Embalse que se mantienen sin contaminación.

Las referencias de calidad para el As presentan una diferencia de 0,1ppm entre el

nivel más bajo (LEL) y el nivel de efectos adversos (TEL), es decir, entre la

calificación ligeramente y medianamente contaminada, lo cual es uno de los

indicadores de la alta toxicidad de este metal. El As, muestra en sus contenidos el

efecto local al igual que en las concentraciones de Cu, pero el As presenta una

mayor variabilidad entre subcuencas. Nuevamente el río Claro presenta bajos

índices, para el año 2007, se observa una contaminación media, la cual el 2008 es

ligera, ya que es superior al nivel en que se esperan efectos adversos (TEL). La

subcuenca del Elqui aguas abajo del embalse el año 2007 presenta valores

superiores al nivel de efecto severo, por lo tanto, mantiene una contaminación

severa, que al año siguiente disminuye a media.

Proyec

to CAMIN

AR

101




A modo de resumen, se pude decir que los sedimentos del 2007 presentan menor

contaminación que los del año 2008 (SEL, IE 3). En general, las subcuencas

presentan una contaminación media a severa en su mayoría con respecto a todo

los metales analizados, donde la más contaminada corresponde a la subcuenca

del Turbio, Elqui aguas arriba del embalse, Elqui aguas abajo del embalse y Claro,

en orden decreciente. Sin embargo, cabe recordar que las concentraciones

propuestas para TEL y LEL son muy bajas en comparación con los contenidos

medios mundiales en sedimentos y sobre todo con respecto a las cifras propias de

los sedimentos fluviales chilenos.

En un estudio similar al presente, realizado en Portugal bajo condiciones afines,

en cuanto a la actividad minera y sus desechos en la zona (Ávila et. al, 2008), se

obtuvieron resultados de elevada contaminación en los sedimentos. El 100% de

los datos muestreados excedieron el nivel de efecto severo para el Cu y As,

mientras que el 50% de las concentraciones de Zn, lo cual presenta una

significativa analogía con los resultados observados.

4.5.2 Gráficos Normalizados para Sedimentos Activos

4.5.2.1 Gráficos Normalizados para Sedimentos Activos 2007

Estos gráficos se confeccionaron dividiendo los valores determinados por el

promedio mundial del elemento en los sedimentos fluviales. La Figura 33 muestra

los resultados para las distintas subcuencas. Para los Sedimentos Activos del

Proyec

to CAMIN

AR

102




2007 no se consideraron los datos correspondientes a las quebradas Los Negritos

y El Arrayán, ya que se incluyeron sólo aquellos datos muestreados a orillas del

río Elqui y sus tributarios.

0,1

1

10

100

Cu Zn Pb As

(A)

To La Tu InTa TG Ch Ri

0,1

1

10

Cu Zn Pb As

(B)

CV

0,1

1

10

100

Cu Zn Pb As

(C)

An EV

0,1

1

10

100

Cu Zn Pb AsMo Ma EP

Ro Al

(D)

Figura 33 Gráficos Normalizados para sedimentos activos 2007. Subcuenca del río Turbio (Panel A), Subcuenca del río Claro (Panel B), Subcuenca del río Elqui arriba del embalse (Panel C), Subcuenca del río Elqui abajo del embalse (Panel D). (To: río Toro; La: Río La Laguna; Tu: río Turbio; In: río Incaguaz; Ta: Río Turbio antes de la confluencia con el río Incaguaz; TG: río Turbio en puente Guanta; Ch: río Turbio en Chapilca; Ri: río Turbio en Rivadavia; CV: río Claro en puente La Viga; An: río Elqui en Andacollito; EV: río Elqui en puente El Viento; Mo: río Elqui en El Molle; Ma: río Elqui en Quebrada Marquesa; EP: río Elqui en puente Pelícana; Ro: río Elqui en Las Rojas; Al: río Elqui en Altovalsol; SC-TU: subcuenca del río Turbio; SC-CL: subcuenca del río Claro; SC1-EL: subcuenca del río Elqui aguas arriba del Embalse Puclaro; SC2-EL: subcuenca del río Elqui aguas abajo del Embalse Puclaro).

Proyec

to CAMIN

AR

103




En la figura, se observa en forma gráfica lo discutido en el caso de los índices de

enriquecimiento (IE) para sedimentos activos. Se puede advertir que los

contenidos de Cu presentan concentraciones altas a muy altas en todas las

subcuencas, a excepción de los ríos La Laguna (subcuenca del Turbio) y Claro

(subcuenca del Claro), donde sus concentraciones con bajas. El Zn presenta un

rango más amplio en las subcuenca del Turbio que varía entre concentraciones

normales a muy altas, mientras que en las demás subcuencas varía entre

concentraciones bajas a normales. El contenido de Pb se encuentra en rangos

normales a lo largo de toda de la cuenca. Con respecto al As, presenta un rango

de altas a muy altas concentraciones en las subcuencas ubicadas aguas arriba del

embalse Puclaro, a excepción de la subcuenca del Claro que presenta valores

normales. En la subcuenca del río Elqui aguas abajo del embalse las

concentraciones varían en un rango normal-alto.

Proyec

to CAMIN

AR

104




4.5.2.2 Gráficos Normalizados para Sedimentos Activos 2008

En la siguiente figura se muestran los resultados para las distintas subcuencas.

0,1

1

10

100

1000

Cu Zn Pb As

(A)

To La Tu InTa TG Ch Ri

0,1

1

10

Cu Zn Pb As

(B)

CV

I

0,1

1

10

100

1000

Cu Zn Pb As

(C)

AN EV ET

0,1

1

10

100

Cu Zn Pb As

(D)

MA EP QTRO AL

Figura 34 Gráficos Normalizados para sedimentos 2008. Subcuenca del río Turbio (Panel A), Subcuenca del río Claro (Panel B), Subcuenca del río Elqui arriba del embalse (Panel C), Subcuenca del río Elqui abajo del embalse (Panel D). (To: río Toro; La: Río La Laguna; Tu: río Turbio; In: río Incaguaz; Ta: Río Turbio antes de la confluencia con el río Incaguaz; TG: río Turbio en puente Guanta; Ch: río Turbio en Chapilca; Ri: río Turbio en Rivadavia; CV: río Claro en puente La Viga; An: río Elqui en Andacollito; EV: río Elqui en puente El Viento; ET: río Elqui en El Tambo; MA: río Elqui en Quebrada Marquesa; EP: río Elqui en puente Pelícana; QT: río Elqui en Quebrada de Talca; RO: río Elqui en Las Rojas; AL: río Elqui en Altovalsol; SC-TU: subcuenca del río Turbio; SC-CL: subcuenca del río Claro; SC1-EL: subcuenca del río Elqui aguas arriba del Embalse Puclaro; SC2-EL: subcuenca del río Elqui aguas abajo del Embalse Puclaro).

Proyec

to CAMIN

AR

105




En la figura, se puede observar un comportamiento similar al de la campaña del

2007. Los contenidos de Cu varían entre concentraciones altas a muy altas con

las excepciones en los ríos La Laguna y Claro, que presentan bajas

concentraciones. El Zn presenta un grado menor de variación, con respecto al año

anterior, variando entre concentraciones normales a altas en la subcuenca del

Turbio, mientras que en las demás subcuencas fluctúa entre concentraciones

bajas a normales. El contenido de Pb permanece en rangos normales en las

subcuencas aguas arriba del embalse. Sin embargo, aguas abajo de éste las

concentraciones presentan un comportamiento normal a alto. En cuanto al As,

presenta un rango decreciente en las subcuencas del Turbio, Claro, Río Elqui

aguas arriba del embalse y Elqui aguas abajo del embalse: normal-alto, bajo,

normal, normal a bajo, respectivamente. Finalmente, la Figura 35 resume el

comportamiento observado por subcuenca, para ambos años, considerando los

valores promedio.

0,1

1

10

100

0,1

1

10

100

Cu Zn Pb As

(B)

Figura 35 Gráficos Normalizados, promedios por subcuenca. Sedimentos activos 2007(Panel A); Sedimentos Activos 2008 (Panel B). SC-TU: subcuenca del río Turbio; SC-CL: subcuenca del río Claro; SC1-EL: subcuenca del río Elqui aguas arriba del Embalse Puclaro; SC2-EL: subcuenca del río Elqui aguas abajo del Embalse Puclaro.

: SC-TU; : SC-CL; : SC1-EL; : SC2-EL.

Proyec

to CAMIN

AR

106




De la figura anterior, además de observar una similitud en el comportamiento de

ambos años, se puede desprender el efecto local de las condiciones litológicas,

mineralógicas y procesos de alteración propios de cada zona. Esto, dado que se

puede observar notables diferencias que presentan las subcuencas vecinas como

lo son la de los ríos Turbio y Claro. Existe una la similitud en el comportamiento

entre las subcuencas del Turbio y del Elqui aguas arriba del Embalse, lo cual

muestra que la subcuenca del Turbio ejerce una importante influencia sobre el río

Elqui lo que conduce a concentraciones significativas de metales en los

sedimentos.

Además se puede reiterar con los análisis anteriores, el efecto del embalse

Puclaro, el cual contribuye con una importante disminución en los contenidos de

Cu, Zn y As en los sedimentos aguas abajo de éste.

4.5.3 Índice de Geoacumulación (Igeo)

En la página 42 se explicó el significado de este índice, destinado a medir el

enriquecimiento o empobrecimiento de un elemento químico en una muestra. A

continuación se presentan los índices para sedimentos activos, no activos y

relaves.

4.5.3.1 Índice de Geoacumulación (Igeo) para Sedimentos Activos

Se presentan los resultados del índice en la Tabla 23 y en la Figura 36, para los

diferentes elementos y subcuencas para sedimentos activos.

Proyec

to CAMIN

AR

107




Tabla 23 Resultados y clasificación de Igeo para Sedimentos Activos.

Concentración metal traza ppm Igeo y clasificación

Cu Zn Pb As Cu Zn Pb As

SAC-07

M RT 1573 626 28 178 4,3 C5 1,6 C2 0,0 C1 3,8 C4

M CL 45 118 32 12 -0,1 C0 -0,3 C0 0,2 C1 0,1 C1

M RE1 2533 545 23 163 5,6 C6 1,9 C2 -0,3 C0 3,8 C4

M RE2 874 259 28 36 3,8 C4 0,7 C1 -0,1 C0 1,5 C2

SAC-08

M RT 2857 731 37 218 4,8 C5 2,1 C3 0,2 C1 4,0 C5

M CL 44 143 35 6 -0,2 C0 0,0 C1 0,3 C1 -0,9 C0

M RE1 2419 495 23 142 5,4 C6 1,6 C2 -0,3 C0 3,6 C4

M RE2 439 176 46 27 2,8 C3 0,2 C1 0,4 C1 1,2 C2

V.R. 33,0 95,0 19,0 7,7

Igeo: Índice de Geoacumulación. SAC-07: sedimentos activos 2007; SAC-08: sedimentos activos 2008; M RT: media para subcuenca del río Turbio; M CL: media para subcuenca del río Claro; M RE1: media para subcuenca del río Elqui aguas arriba del embalse Puclaro; M RE2: media para subcuenca del río Elqui aguas abajo del embalse Puclaro; V.R.: valor de referencia según Bowen 1979, en Sparks 1995. C(0-6): clasificación del grado de contaminación (ver Tabla 9).

Se puede observar que para la subcuenca del Turbio (M RT) el Igeo medio, a

excepción de las del Pb, el índice alcanza grados que van de moderado a

fuertemente contaminado, en especial para el Cu y As. Para la subcuenca del

Claro (M CL), el índice bordea el grado no contaminado. En la subcuenca del río

Elqui antes del embalse (M RE1) alcanza el grado máximo de extremadamente

contaminado en Cu para ambos años. El resto de los elementos (Zn, Pb, As)

registran la misma tendencia que en la subcuenca del Turbio para el año 2007,

mientras que en el 2008 se registra un grado menor para cada parámetro (Zn, Pb,

As) que en la subcuenca del Turbio.

Proyec

to CAMIN

AR

108




Para el río Elqui aguas abajo del embalse (M R2), los grados de contaminación

son inferiores que los de aguas arriba del embalse, sobre todo para el As que

disminuye en 2 grados ambos años. El Cu, disminuye en 2 y 3 grados, 2007 y

2008, respectivamente, manteniéndose entre moderado a fuertemente

contaminado.

En resumen, el índice se presenta en forma decreciente para los parámetros

como: Igeo Cu >Igeo As >Igeo Zn >Igeo Pb.

A continuación, se presenta la figura con el detalle de Igeo para cada punto

muestreado para ambas campañas de sedimentos activos.

-2,0-1,00,01,02,03,04,05,06,07,0

I geo

(A)

P

-2,0-1,00,01,02,03,04,05,06,07,08,0

TU-1

TU-2

TU-3

TU-4

TU-5

TU-6

TU-7

TU-9

CL-

8E

L-10

EL-

11*E

L-12

a*E

L-12

bE

L-13

EL-

14*E

L-15

dE

L-16

EL-

17

I geo

(B)P

Figura 36 Igeo para cada punto muestreado. Igeo para Sedimentos Activos 2007 (Panel A); Igeo para Sedimentos Activos 2008 (Panel B); : Cu; : Zn; : Pb; : As. La letra P indica la ubicación del Embalse Puclaro.

Proyec

to CAMIN

AR

109




En la figura se puede observar claramente una disminución del Igeo aguas abajo

del embalse (Panel A), mientras que en los sedimentos del 2008 esta tendencia se

ve interrumpida por alzas en el Igeo Cu de Marquesa (EL-13) y Las Rojas (EL-16).

A continuación, en la Figura 37, se presenta una comparación de índices de

geoacumulación de metales entre los resultados promedio del río Elqui (para

ambas campañas) y en río Gomti, el cual ha sido identificado como uno de los

más contaminados de la India (Singh et al., 2005).

-2-10123456

Río Gomti Río Elqui

I geo

Figura 37 Igeo promedio para el río Gomti (India) y río Elqui. : Cu; : Zn; : Pb.

Como se puede ver en la figura anterior, la contaminación por Cu en el río Elqui es

muy alta en comparación con el río Gomti. En cuanto al Zn también presenta una

alta contaminación, mientras que el Pb es que presenta un comportamiento

similar.

Proyec

to CAMIN

AR

110




4.5.3.2 Índice de Geoacumulación (Igeo) para Sedimentos no Activos y Relaves

La Tabla 24 muestra los valores del Igeo para los diferentes elementos y

subcuencas para sedimentos no activos y relaves.

Tabla 24 Resultados y clasificación de Igeo para Sedimentos no Activos y Relaves.

Concentración metal traza ppm Igeo y clasificación Cu Zn Pb As Cu Zn Pb As

SNA M QMA 1330 709 167 45 4,0 C5 1,6 C2 2,0 C3 1,7 C2

M QLN 2937 188 32 17 5,9 C6 0,4 C1 0,2 C1 0,6 C1

M QEA 1089 152 27 12 4,2 C5 0,0 C1 -0,1 C0 -0,1 C0

M QSG 285 105 28 16 2,3 C3 -0,4 C0 0,0 C1 0,5 C1

REL M QMA 1514 622 194 49 4,9 C5 1,9 C2 2,4 C3 2,0 C3

M QLN 835 575 26 38 4,1 C5 0,5 C1 -0,4 C0 1,5 C2

M QTA 2704 104 46 236 5,8 C6 -0,5 C0 0,7 C1 4,4 C5

M AL 2189 264 167 246 5,5 C6 0,9 C1 2,6 C3 4,4 C5

M QSG 2261 109 18 23 4,5 C5 -0,7 C0 -0,9 C0 0,2 C1

V.R. 33 95 19 7,7

Igeo: Índice de Geoacumulación. SNA: sedimentos no activos; REL: relaves; M QMA: media para Quebrada Marquesa; M QLN: media para Quebrada Los Negritos; M QEA: media para Quebrada El Arrayán; M QSG: media para Quebrada Santa Gracia; M QTA: media para Quebrada de Talca; M AL: media para Altovalsol; V.R.: valor de referencia. C(0-6): clasificación del grado de contaminación (ver Tabla 9).

Se puede observar que en los sedimentos no activos y relaves, el Cu es el que

presenta el mayor grado de contaminación, de moderada a extrema en todas las

quebradas estudiadas. En los sedimentos no activos el Zn, Pb y As presentan

grados de contaminación similares que fluctúan entre el no contaminado al

moderadamente contaminado. En cuanto a los relaves, el Zn y Pb presentan un

comportamiento similar al de los sedimentos, sin embargo, el As muestra una

Proyec

to CAMIN

AR

111




fluctuación mayor en sus grados de contaminación que van del moderado

(Quebrada Santa Gracia) a extremadamente contaminado (Quebrada de Talca y

Altovalsol).

Existe una relación directa entre los contenidos de metales pesados en relaves y

en los sedimentos en las quebradas estudiadas, la cual se ve reflejada en el

comportamiento similar entre sus grados de contaminación.

A continuación, en la Figura 38, de manera complementaria, se presenta la figura

con el detalle de Igeo para cada punto muestreado para ambas campañas de

sedimentos no activos y relaves.

-2,0-1,00,01,02,03,04,05,06,07,0

MA

-1M

A-2

MA

-3M

A-4

MA

-5M

A-6

LN-7

EA

-8E

A-9

EA

-10

EA

-11

EA

-12

EA

-13

EA

-14

EA

-15

EA

-16

EA

-17

EA

-18

SG

-19

SG

-20

SG

-21

I geo

(A)

-3,0-2,0-1,00,01,02,03,04,05,06,07,0

MA

-1

MA

-2

MA

-3

MA

-4

*MA

-5

*LN

-6

*LN

-7

*LN

-8

*TA

-9

AL-

10

SG

-11

SG

-12

SG

-13

I geo

(B)

Figura 38 Igeo para cada punto muestreado. Igeo para Sedimentos no Activos (Panel A); Igeo para Relaves(Panel B); : Cu; :Zn; : Pb; : As.

Proyec

to CAMIN

AR

112




En la figura anterior se puede advertir el grado de contaminación superior que

alcanza el Cu sobre los demás metales. Se puede observar además que la

Quebrada Marquesa es la que presenta los mayores índices para Zn, Pb y As

tanto en relaves como en sedimentos.

Proyec

to CAMIN

AR

113




4.6 Análisis Multivariado

4.6.1 Correlación de Pearson

Para los sedimentos aguas arriba del embalse (SAC1), se calculó dos veces el

coeficiente, uno sin considerar los puntos correspondientes a los ríos La Laguna,

Incaguaz y Claro (valores sin asterisco) y otro, considerándolos (valores con

asterisco. Ello, debido a que entre estos puntos existen valores máximos (Zn en

Incaguaz) y mínimos (Cu en La Laguna y Claro) lejanos de la mediana de los

datos, lo cual puede afectar en los resultados del coeficiente de correlación.

En la siguiente tabla se muestran los valores correspondientes al coeficiente de

Pearson para Sedimentos Activos.

Tabla 25 Matriz de correlación para Sedimentos Activos. Correlación Cu Zn Pb As SAC-1 Cu 1,00 Zn 0,97 / *0,48 1,00 Pb -0,40 / *-0,20 -0,41 / *0,19 1,00 As -0,03 / *-0,39 -0,10 / *0,18 0,77 / *0,22 1,00

SAC-2 Cu 1,00 Zn 0,99 1,00 Pb 0,16 0,18 1,00 As 0,94 0,95 -0,50 1,00

SAC-1: sedimentos activos aguas arriba del embalse en 2007 y 2008; SAC-2: sedimentos activos aguas abajo del embalse en 2007 y 2008.

Las correlaciones presentan un grado de asociación más alto al eliminar los

valores correspondientes a los ríos mencionados, ya que estos datos

corresponden a máximos o mínimos.

Proyec

to CAMIN

AR

114




En los sedimentos activos las relaciones Cu-Zn y Pb-As muestran una buena

asociación lineal positiva, es decir que a medida que un parámetro aumenta el otro

también lo hace. Aguas abajo del embalse (SAC-2), las correlaciones Cu-Zn, Cu-

As y Zn-As presentan una correlación buena y positiva.

En la siguiente tabla se muestran los valores correspondientes al coeficiente de

Pearson para Sedimentos no Activos y Relaves.

Tabla 26 Matriz de correlación para Sedimentos no Activos y Relaves. Correlación Cu Zn Pb As SNA-1 Cu 1,00 Zn 0,99 1,00 Pb 0,99 0,99 1,00 As 0,87 0,86 0,91 1,00

SNA-2 Cu 1,00 Zn 0,7 1,00 Pb 0,48 0,22 1,00 As 0,75 0,94 0,24 1,00 SNA-3 Cu 1,00 Zn -0,85 1,00 Pb -1,00 0,85 1,00 As ND ND ND 1,00 REL Cu 1,00 Zn -0,28 1,00 Pb -0,10 0,12 1,00 As 0,23 -0,01 0,13 1,00

SNA-1: sedimentos no activos en quebrada Marquesa; SNA-2: sedimentos no activos en quebrada El Arrayán; SNA-3: sedimentos no activos en quebradas Santa Gracia; REL: relaves. ND: no determinado.

Proyec

to CAMIN

AR

115




El grado de asociación entre los parámetros de los Sedimentos no Activos

pertenecientes a la Quebrada Marquesa resultaron ser los más altos. Ello muestra

especial importancia diagnóstica relativa al origen de los contenidos metálicos. Al

respecto, Cu y Pb se distribuyen de maneras opuestas en las rocas ígneas,

estando el Cu asociado a las rocas máficas y el Pb a las félsicas. En cambio, en

los yacimientos del Distrito Talcuna en Quebrada Marquesa, las mineralizaciones

incluyen contenidos importantes de Pb que acompañan al Cu y otro tanto ocurre

en los relaves. Por lo tanto, las correlaciones Cu-Pb se relaciona con toda

probabilidad con la actividad minera del Distrito. Lo señalado se ve reforzado por

la distinta movilidad que presentan ambos elementos y que dificulta una

correlación “natural” de sus contenidos. En cuanto a la Quebrada El Arrayán, se

observan correlaciones calificadas entre regulares y buenas sólo para las

relaciones Cu-Zn, Cu-As y Zn-As. Los valores de As en la Quebrada Santa Gracia

presentan concentraciones constantes de 16 ppm, por lo tanto no fue posible

determinar la correlación con las demás variables. Los relaves, las correlaciones

resultaron casi inexistentes, sólo en la relación Cu-Zn alcanzó una clasificación

mala. Esto puede deberse a la alta variabilidad entre un relave y otro. Todas las

correlaciones significativas son positivas, lo que significa que los parámetros

tienden a aumentar conjuntamente.

4.6.2 Análisis de Conglomerados o Cluster

De acuerdo a los resultados (tests estadísticos y análisis gráficos) entregados

previamente, se decidió considerar los valores de Cu de sedimentos activos 2007

y relaves propios de una distribución normal, sometiendo el resto de los elementos

en sedimentos y relaves a una transformación logarítmicas en base 10. Lo

Proyec

to CAMIN

AR

116




anterior, para cumplir de mejor forma el requisito de distribución normal de los

métodos multivariados, en particular el análisis de cluster.

Se realizó el análisis de cluster tanto para sedimentos activos, no activos y

relaves, cada uno por separado. También se analizó, en forma conjunta, el análisis

de sedimentos activos para ambas campañas y el de sedimentos no activos con

relaves, para luego observar si existe una similitud en las concentraciones según

las subcuencas y quebradas estudiadas.

A continuación, se presentan los dendogramas para Sedimentos Activos en la

Figura 39. Mientras que de manera complementaria, en la Figura 40 se distribuyen

los grupos obtenidos en el mapa de la cuenca y en la Tabla 27 se muestran las

concentraciones promedio para cada agrupación obtenida.

Proyec

to CAMIN

AR

117




TU-4

*EL-

12b

EL-

11

EL-TUTUTUTUTU

*LN

-1

*LN

-1

EL-

EL-

EL-CL

*EA

-1TUEL-TU

10-7-6-9-5-35b5a171614-85c-213-1

14,18

9,45

4,73

0,00

Observaciones

(A)D

ista

ncia

EL-

11

EL-

10

TU-9

TU-7

TU-6

TU-5

TU-3

*EL-

15d

EL-

17

EL-

14

CL-

8

*EL-

12a

TU-2

TU-4

EL-

16

EL-

13

TU-1

13,91

9,27

4,64

0,00

Observaciones

Dis

tanc

ia

(B)

G 2

G 1.1 G 1.2 G 1.3 G 2.1 G 2.2

G 1 G 2

G 1.1 G 1.2 G 1.3 G 2.1 G 1.4

G 1

Figura 39 Dendogramas para Sedimentos. Sedimentos Activos 2007 (Panel A); Sedimentos Activos 2008 (Panel B).

Proyec

to CAMIN

AR

118




(A)

(B)

Figura 40 Mapa Sedimentos Activos 2007 (Panel A); Sedimentos Activos 2008 (Panel B).

Proyec

to CAMIN

AR

119




Tabla 27 Concentraciones medias de metales en Sedimentos Activos según grupos.

Grupo sub-grupo n

Media de metales pesados [ppm] Cu Zn Pb As

SAC-07 I 1.1 2 831 246 39 183 1.2 6 295 145 26 30 1.3 2 2213 145 16 8

II 2.1 8 2052 499 24 168 2.2 1 2646 2278 34 58

SAC-08 I 1.1 3 573 234 77 138 1.2 1 1842 1626 63 39 1.3 2 545 279 17 104 1.4 4 178 129 27 18

II 2.1 7 3856 709 28 226

SAC-07: sedimentos activos, campaña 2007; SAC-08: sedimentos activos, campaña 2008; n: número de datos por subgrupo.

En la figura, según el criterio de Sneath (2/3 Dmáx) se puede distinguir para

ambas campañas dos grupos, mientras que según el criterio arbitrario, los grupos

integraron cinco clusters en total para cada campaña de muestreo.

G1: Agrupa a aquellos datos que presentan concentraciones más bajas en la

cuenca. Estos pertenecen a las subcuencas del río Claro y Elqui aguas abajo del

embalse, además de algunos puntos de la subcuenca del río Turbio (río La

Laguna e Incaguaz), además del río Toro a pesar su alta concentración de As, ya

que, presenta contenidos relativamente bajos en el resto de los elementos

G2: Agrupa a aquellos datos que presentan las mayores concentraciones, en

general, para todos los metales estudiados. Estos corresponden a la subcuenca

del Elqui aguas arriba del embalse y al resto de los puntos pertenecientes a la

subcuenca del río Turbio.

Proyec

to CAMIN

AR

120




Como ya se ha visto en análisis anteriores, las concentraciones de sedimentos

activos pertenecientes al año 2008 presentan valores superiores a las del año

2007. Ello podría haber provocado que en el análisis conjunto de ambas

campañas, no se agruparan en su totalidad los puntos pertenecientes a la misma

zona muestreada en el mismo subgrupo. Para mayor detalle se puede observar el

diagrama de cluster en el Anexo 2.

A continuación, se presentan los dendogramas para Sedimentos no Activos y

Relaves por separado en la Figura 41. De forma complementaria, en la Figura 42 y

43 se distribuyen los grupos obtenidos en el mapa de la cuenca y en la Tabla 28

se muestran las concentraciones promedio para cada agrupación obtenida.

Proyec

to CAMIN

AR

121




EA

-16

EA

-15

EA

-10

EA

-17

EA

-8

EA

-11

EA

-9

LN-7

EA

-14

EA

-13

EA

-12

SG

-19

SG

-21

SG

-20

EA

-18

MA

-5

MA

-6

MA

-4

MA

-3

MA

-2

MA

-114,84

9,89

4,95

0,00

Observaciones

Dis

tanc

ia(A)

G 2 G 1

G 1.1 G 2.1 G 2.2 G 2.3

SG

-12

SG

-11

*LN

-8

*LN

-6

SG

-13

MA

-3

AL-

10

*TA

-9

*MA

-5

MA

-4

*LN

-7

MA

-2

MA

-1

8,08

5,39

2,69

0,00

Observaciones

Dis

tanc

ia

(B)

G 2 G 3 G 1

G 1.1 G 1.2

Figura 41 Dendogramas para Sedimentos no Activos y Relaves. Sedimentos no Activo (Panel A); Relaves (Panel B).

Proyec

to CAMIN

AR

122




Figura 42 Mapa para Sedimentos no Activos.

Proyec

to CAMIN

AR

123




Figura 43 Mapa para Relaves.

Proyec

to CAMIN

AR

124




Tabla 28 Concentraciones medias de metales en Sedimentos no Activos y Relaves por separado, según grupos.

Grupo sub-

grupo n Metales pesados [ppm]

Cu Zn Pb As

SNA I 1.1 3 2324,3 1221,7 281,7 67,0

II 2.1 7 343,7 149,7 37,9 18,4 2.2 3 420,0 75,7 25,0 5,3 2.3 8 1639,0 186,6 28,8 15,6

REL I 1.1 5 1404,2 862,8 192,1 57,2

1.2 2 2446,7 184,2 106,7 241,2

II 5 1102,2 162,5 26,4 28,1

II 1 4326,0 33,0 8,0 2,5

SNA: sedimentos no activos; REL: relaves; n: número de datos por subgrupo.

En la figura, según el criterio de Sneath, se puede distinguir para los sedimentos

dos grupos, mientras que según el criterio arbitrario, los grupos integraron cuatro

clusters. Se puede advertir en la figura que los datos no se agrupan por quebrada

en su totalidad.

G1: agrupa datos de la Quebrada Marquesa que contienen las mayores

concentraciones de los metales.

G2: se subdivide en tres clusters. G 2.1, comparten datos pertenecientes a las

Quebradas Marquesa y Santa Gracia mayormente con las concentraciones

relativamente más bajas; G 2.2 y G 2.3 sólo datos de pertenecientes a la

Quebrada El Arrayán con concentraciones intermedias.

En cuanto a los relaves, se advierte en la figura, según el criterio de Sneath, tres

grupos para los relaves, mientras que según el criterio arbitrario, los grupos

integraron cuatro clusters.

Proyec

to CAMIN

AR

125




G1: Se subdivide en dos clusters. G 1.1, agrupa datos de la Quebrada Marquesa y

Los Negritos que contienen las concentraciones intermedias de Cu, Pb y As,

mientras que para el Zn corresponden a concentraciones altas. G 1.2,

corresponde a los relaves de Quebrada de Talca y Altovalsol, con valores

intermedios en sus concentraciones. En general, se seleccionó datos con

concentraciones relativamente intermedias para Cu y Zn y altas para Pb y As.

G2: agrupó concentraciones relativamente bajas en un cluster solamente, con

datos pertenecientes a las tres quebradas.

G3: seleccionó un dato perteneciente a la Quebrada Santa Gracia, de una alta

concentración de Cu, pero relativamente baja de Zn, Pb y As.

A continuación, se presenta el dendogramas para Sedimentos no Activos y

Relaves en conjunto en la Figura 44, mientras que en la Figura 45 se presenta los

grupos obtenidos en el análisis. En la Tabla 29 se muestran las concentraciones

promedio para cada agrupación obtenida.

Proyec

to CAMIN

AR

126




R-S

G-1

2

R-*

LN-8

R-*

LN-6

R-S

G-

R-M

S-E

A-

S-E

A-

S-E

A-

S-E

A-

S-E

A-

S-E

A-

S-E

A-

S-E

AS

-EA

-

S-E

AS

-EA

-

S-L

S-M

S-S

G-

R-S

G-

S-S

G-

S-S

G-

S-M

S-M

R-A

L-

R-*

TR

-*M

R-M

R-*

LR

-M

R-M

S-M

S-M

S-M

13A-314131216181517-811-910N-7

A-521112019A-6

A-410A-9

A-5

A-4

N-7

A-2

A-1

A-3

A-2

A-1

24 ,83

16,55

8,28

0,00

G 1 G 2

Observaciones

a

G 1.1 G 1.2

G 2.1 G 2.4 G 2.3G 2.2

Dis

tanc

i

Figura 44 Dendograma para Sedimentos no Activos y Relaves.

Proyec

to CAMIN

AR

127




Figura 45 Mapa para Sedimentos no Activos y Relaves. R: relaves, S: sedimentos no activos.

Proyec

to CAMIN

AR

128




Tabla 29 Concentraciones medias de metales en Sedimentos no Activos y Relaves en conjunto, según grupos.

Grupo sub-grupo n Metales pesados [ppm] Cu Zn Pb As

I 1.1 6 1765,7 1229,0 195,5 64,3 1.2 4 2073,3 243,5 211,5 145,8

II 2.1 16 979,6 165,3 32,9 17,3 2.2 3 420,0 75,7 25,0 5,3 2.3 4 1338,8 177,4 25,0 29,6

2.4 1 4326,0 33,0 8,0 2,5 n: número de datos por subgrupo.

En cuanto al análisis conjunto para ambos sistemas (sedimentos y relaves), según

el criterio de Sneath, se obtuvieron dos grupos, mientras que según el criterio

arbitrario seis.

G1: formado mayormente por relaves pertenecientes a la Quebrada Marquesa,

Quebrada de Talca, Altovalsol y uno perteneciente a Los Negritos, con

concentraciones altas en todos los metales. También forman parte de este grupo

los sedimentos de la Quebrada Marquesa con las concentraciones más altas en

metales.

G2: agrupó datos de sedimentos y relaves mayormente pertenecientes a la

Quebrada Santa Gracia y El Arrayán y aquellos sedimentos pertenecientes a la

Quebrada Marquesa de bajas concentraciones.

Proyec

to CAMIN

AR

129




5 CONCLUSIONES

Los resultados obtenidos indican que las concentraciones de Cu, Zn y As en los

Sedimentos Activos son altos en los tributarios andinos y aguas arriba del embalse

Puclaro. El efecto dilución provocado los ríos La Laguna, Incaguaz y Claro en las

aguas superficiales, no es tan evidente en los Sedimentos Activos; en otros

estudios, en la zona central de Chile, la dilución afecta los sedimentos en menor

medida al igual que la variación estacional, la cual fue más baja en los sedimentos

que en agua. A pesar de que los sedimentos del río Claro presentan las

concentraciones mínimas para Cu, Zn, Pb y As, el río Incaguaz presenta

importantes concentraciones de Cu (1842-2646 ppm) y Zn (1626-2278 ppm) y sólo

presenta valores bajos para el Pb y As en esta zona, y el río La Laguna presenta

concentraciones bajas pero considerables de Zn (157-333 ppm) y As (84-94 ppm).

Esto deja en evidencia que no sólo las altas concentraciones se deben al efecto

de la zona de alteración hidrotermal y las actividades mineras en cabecera de la

cuenca, sino que existe una influencia local correspondiente a cada subcuenca.

Mientras tanto, en la parte baja (aguas abajo del embalse Puclaro) a pesar de que

las concentraciones presentan una tendencia decreciente en todos los metales

traza, pero aún altas, destaca un aumento de las concentraciones principalmente

de Pb (39 ppm en 2007 y 101 ppm en 2008) que además presenta la desviación

más baja a lo largo de la cuenca. Este aumento en las concentraciones es

producto de la actividad minera en Quebrada Marquesa y los depósitos de relave.

De igual manera, el Cu presenta un importante aporte en sus concentraciones en

Marquesa, pero no supera las concentraciones aguas arriba del embalse, lo que

quiere decir, que la zona andina es mayormente responsable de sus altas

concentraciones. Claramente la tendencia decreciente se ve provista por el efecto

depurador del embalse Puclaro que, por lo tanto, no sólo afecta las aguas

superficiales.

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130




Generalmente, se puede observar que las concentraciones que corresponden al

año 2007 (primavera) son levemente inferiores a las del año 2008 (otoño). La

brecha podría haber sido más amplia con una variación estacional invierno-

verano, lo que confirman estudios anteriores en la zona, donde al estudiar el

contenido de sedimentos con respecto a la variación estacional (invierno y verano)

se concluyeron variaciones significativamente altas, con mínimos en verano y

máximos en invierno.

Los metales en trazas se comportan con una distribución similar en ambos

componentes (sedimento y agua). En el río Toro, debido al pH (4,1-3,3) los

metales traza tienden a enriquecer las aguas más que a precipitar en los

sedimentos por la acidez de las aguas. Generalmente presentan máximos y

mínimos en los mismos puntos y una tendencia decreciente aguas abajo del

embalse. Sin embargo, mientras que las concentraciones de As disminuyen

abruptamente, de 163 a 35 ppm (valores promedios en Elqui aguas arriba y aguas

abajo del embalse, respectivamente), las concentraciones en agua presentan una

leve tendencia a aumentar. Los sedimentos son los que más se enriquecen en Cu,

Zn y Pb en Marquesa, ya que, el agua esta zona tiende a disminuir o mantenerse

constante en el límite de detección, por lo tanto precipita o es producto de la

herencia de los antiguos derrames de relaves, sin embargo en las Rojas se

vuelven a elevar los contenidos en los sedimentos. En cuanto al As presenta

distribuciones contrarias, en sedimento disminuye y en agua aumenta, por lo tanto

es posible que haya un empobrecimiento de As no sólo por el efecto sedimentador

aguas arriba del embalse.

En cuanto a los sedimentos no activos, los valores pertenecientes a quebrada

Marquesa presentan valores decrecientes a medida que se acercan a su

confluencia con el río Elqui. El Cu varía entre 294-4712 ppm, el Zn entre 131-2463

ppm, el Pb entre 44-516 ppm, y el As entre 20 a 84 ppm. Los sedimentos activos

en la confluencia con esta quebrada presentan los valores más altos bajo el

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131




embalse Puclaro, influenciado claramente por los depósitos mineros y

emergencias ambientales causadas por derrames, donde el último ocurrió el 2002.

Esta quebrada presenta los contenidos máximos para Cu, Zn, Pb y As. En cuanto

a los relaves pertenecientes a esta quebrada, los promedios de las

concentraciones de Cu, Pb y As presentan valores superiores a los de los

sedimentos.

En la quebrada Los Negritos, cabecera de la quebrada El Arrayán, las

concentraciones de Zn, Pb y As en los sedimentos no activos presentan una

distribución fluctuante, levemente decreciente, a lo largo de la quebrada, donde

existe una disminución más pronunciada en los puntos que forman parte de una

quebrada menor del sistema, la cual no está conectada directamente a Andacollo.

Es posible que por esta razón sus concentraciones no se vean influenciadas

directamente por la actividad minera en Andacollo. El Cu varía entre 169-2937

ppm, el Zn entre 64-227 ppm, el Pb entre 15-38 ppm, y el As entre 5-17 ppm.

Mientras que los relaves en la quebrada Los Negritos, presentan concentraciones

promedios superiores en Zn y As con respecto al promedio en sedimentos no

activos.

En la Quebrada Santa Gracia, es la que presenta las concentraciones promedios

más bajas de sedimentos no activos con respecto a las anteriores, a pesar de que

en los relaves registran los valores más altos (SG-12 y SG-13), debido a que estos

juntos presentan la mayor concentración promedio para Cu 3314 ppm, el Zn

presenta una concentración entre 33-190 ppm y el Pb (11 ppm) y As (23 ppm)

muestran las menores concentraciones. En los sedimentos el Zn varía entre 94-

111 ppm, el Pb entre 21-35 ppm, y el As se mantiene en 16 ppm de concentración,

sin embargo, el Cu es el único que aumenta notablemente a medida que nos

acercamos a la confluencia con el río Elqui, de 127 a 456 ppm, debido a que se

encuentra cercano a los relaves que presentan las concentraciones de cobre más

alta, y el resto de los metales varían en rangos similares.

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132




De los gráficos Log-probabilísticos se puede apreciar que todas las distribuciones

son compuestas, tanto para Sedimentos Activos, no Activos y Relaves. También

se puede observar que para el Cu, el 100% de los sedimentos y relaves están

sobre la referencia promedio mundial de sedimentos (Bowen, 1979). Para el Zn

alrededor del 90% de los datos de los relaves están sobre esta referencia, los

demás el 100%. En cuanto al Pb, menos del 10% en relaves y sedimentos no

activos no superan la referencia, con respecto al As, menos del 5% no supera esta

referencia en los sedimentos activos 2007.

De los gráficos ternarios, se puede observar que las concentraciones de los

metales se ordenan decrecientemente Cu>Zn>As para sedimentos activos y no

activos. Los relaves presentan dos grupos más diferenciados, donde uno de ellos

el 80% es Cu y menos del 10% de Zn y As, aproximadamente, el grupo inferior se

ordenan decrecientemente Cu>Zn>As.

Al graficar sedimentos activos y aguas superficiales, se puede observar que no

presentan una relación lineal definida entre ambos sistemas. Se puede describir

los porcentajes del total de los datos que encuentran sobre las respectivas

medianas 40 y 44 % en Cu; 40 y 38% en Zn; 60 y 50% en Pb; y, 53,3 y 38% en

As, para el 2007 y 2008, respectivamente.

En cuanto al Índice de Enriquecimiento, se debe recordar que este análisis se

realizó en función de las Directrices Canadienses de Calidad de Sedimentos

(Canadian Freshwater Sediment Quality Guidelines y Ontario Sediment Quality

Guidelines), las cuales son muy bajas en comparación con los contenidos medios

mundiales en sedimentos y contenidos propios de los sedimentos fluviales

chilenos. Sin embargo, la apreciación de contaminación fue estimada a partir de

las directrices canadienses.

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133




En general, las subcuencas presentan una contaminación media a severa en su

mayoría con respecto a todos los metales, es decir se superan los niveles de

efectos perceptibles y severos. Principalmente, esta situación presenta los

mayores índices en Cu y As, considerando las normativas extranjeras

canadienses. La subcuenca más contaminada corresponde a la subcuenca del

Turbio, Elqui aguas arriba del embalse, Elqui aguas abajo del embalse y Claro, en

orden decreciente.

En los gráficos normalizados se puede apreciar que la subcuenca del Turbio

ejerce una importante influencia sobre el río Elqui aguas arriba del embalse, lo

cual conduce a concentraciones significativas de metales en los sedimentos

activos. Con respecto a las concentraciones según la concentración promedio

mundial en sedimentos (Bowen 1979), en la subcuenca del río Toro, La Laguna es

el único río que no presenta un enriquecimiento en Cu en ambos muestreos,

mientras que los máximos en Cu se presentan en el río Incaguaz (80,2) y en el río

Turbio antes de la confluencia con el río Incaguaz (148,8) el 2007 y 2008,

respectivamente. Para el Zn el máximo enriquecimiento ocurre en el río Incaguaz

ambos años (24,0 y 17,1); los mínimos en el río Claro y Elqui en Altovalsol con 1,2

unidades el 2007, y el 2008 de 1,1 en el río Elqui en Puente Pelícana. El Pb,

presenta el máximo enriquecimiento en Marquesa para ambos años (2,1 y 5,3); y

no hay enriquecimiento en el río Elqui en el Molle (0,9) el 2007, y en el río La

Laguna (0,8) el 2008. El máximo enriquecimiento de As ocurre en el río Toro para

ambos años (43,0 y 45,1), mientras que sólo el 2008 en el río Claro no hay

enriquecimiento (0,8).

En cuanto al Índice de Geoacumulación (Igeo), según la comparación de los

contenidos en la referencia promedio mundial en sedimentos Bowen (1979) el Igeo

para sedimentos activos presenta en forma decreciente los parámetros como:

Igeo Cu >Igeo As >Igeo Zn >Igeo Pb.

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134




Para la subcuenca del Turbio (M RT) el Igeo promedio, a excepción del Pb, alcanza

grados que van de moderado a fuertemente contaminado, en especial para el Cu y

As. Para la subcuenca del Claro (M CL), el índice bordea el grado no

contaminado. En la subcuenca del río Elqui antes del embalse (M RE1) para el Cu

alcanza el grado máximo (6) de extremadamente contaminado para ambos años,

y el resto (Zn, Pb, As) registra los mismos grados que en la subcuenca del Turbio

para el año 2007, mientras que en el 2008 se registra un grado menos para cada

parámetro (Zn, Pb, As) que en la subcuenca del Turbio.

Para la subcuenca aguas abajo del embalse (M R2), los grados de contaminación

son inferiores que los de aguas arriba del embalse y sobre todo para el As que

disminuye en 2 grados ambos años, 2 y 3 el Cu, 2007 y 2008, respectivamente,

manteniéndose entre moderado a fuertemente contaminado.

En cuanto a los relaves en comparación con su entorno, es decir, las quebradas

secas como Marquesa, El Arrayán y Santa Gracia, en general, aún cuando los

índices de los relaves son mayores no presentan grandes diferencias en los

rangos en que varían los índices en los sedimentos. Esto, podría significar que

existe una evidente dispersión de los relaves hacia su entorno. Como se vio

anteriormente, la quebrada Marquesa es la que presenta los valores más altos de

Cu y Pb, ya que, en promedio las concentraciones en sus sedimentos son

superiores a los presentados en los relaves y sus índices disminuyen a hacia la

confluencia con el rio Elqui.

En los sedimentos activos, aguas arriba del embalse, existe un buen grado de

asociación lineal entre las relaciones Cu-Zn y Pb-As, lo que significaría que

provienen de una misma fuente. Al comparar con las correlaciones que incluyen

los ríos La Laguna, Incaguaz y Claro, los grados de asociación disminuyen,

mostrando una asociación regular, con lo cual se reafirma que la fuente principal

de las altas concentraciones pertenece a la zona de alteración hidrotermal y

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135




actividades mineras, y en menor grado a los tributarios del sur. Aguas abajo del

embalse, las asociaciones aumentan en las relaciones, debido a que el embalse

regula una distribución decreciente en los parámetros.

Los sedimentos no activos mostraron altas asociaciones en todas las relaciones

entre parámetros en la quebrada Marquesa, por lo tanto, todas provienen de una

misma fuente, la actividad minera, mientras que en las otras quebradas no se

presentan grados de asociación tan fuertes en todos los parámetros.

En cuanto a los relaves, las correlaciones resultaron casi inexistentes. Esto se

debe a la alta variabilidad entre un relave y otro e incluso para un mismo relave se

registraron valores muy distantes entre sí según la ubicación de la muestra, ya sea

en el perfil o en un extremo contrario, lo que no permite establecer una relación

lineal.

El análisis de cluster para sedimentos activos logra diferenciar dos grandes

grupos, el primero de ellos agrupa los datos principalmente pertenecientes la

subcuenca del Elqui aguas abajo del embalse y a aquellos pertenecientes a los

ríos La Laguna y Claro, es decir, aquellos puntos de menores concentraciones. El

segundo grupo corresponde al resto de aquellos puntos con las mayores

concentraciones, es decir, aguas arriba del Embalse.

En sedimentos no activos y relaves se puede observar que las concentraciones

fluctuantes entre relaves de una misma quebrada no permite una agrupación

completa de los datos diferenciados por las quebradas a las que pertenecen. Sin

embargo, se puede advertir una mayor relación entre los relaves y sedimentos

pertenecientes a las Quebradas El Arrayán y Santa Gracia, ya que las

observaciones tienden a agruparse en un mismo grupo de concentraciones

relativamente bajas a intermedias.

Proyec

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136




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ANEXO I

BASE DE DATOS

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1 Base de datos

1.1 Base de Datos para Sedimentos Activos, no Activos y Relaves

En las siguientes las tablas se presentan los valores de las concentraciones para

sedimentos y relaves con estadígrafos según corresponda.

Tabla 1 Base de datos de Sedimentos Activos 2007.

Identificador Metales pesados en Sedimentos activos 2007 [ppm]

Cu Zn Pb As Mo Sb Cd HgTU-1 567 175 38 331 4 <5 <0,5 <0,5TU-2 30 157 23 84 <3 <5 1,0 <0,5TU-3 1293 336 29 212 <3 <5 1,3 <0,5TU-4 2646 2278 34 58 8 <5 6,8 <0,5TU-5 1746 481 26 204 <3 <5 1,3 <0,5TU-6 2157 552 26 195 <3 <5 1,5 <0,5TU-7 2277 521 24 166 <3 <5 2,1 <0,5TU-9 1868 506 26 174 <3 <5 1,7 <0,5CL-8 45 118 32 12 <3 <5 0,7 <0,5EL-10 2032 427 23 140 <3 <5 1,5 <0,5EL-11 3034 662 23 186 <3 <5 2,0 <0,5

*EL-12b 2010 510 18 69 <3 <5 6,1 <0,5EL-13 1094 317 39 35 <3 <5 3,8 <0,5EL-14 592 193 30 26 <3 <5 1,6 <0,5

*LN-15b 1583 150 18 9 9 <5 0,9 2,3*LN-15a 2842 140 14 7 7 <5 <0,5 1,0*EA-15c 429 123 20 12 <3 <5 <0,5 <0,5EL-16 429 160 24 24 <3 <5 2,0 <0,5EL-17 245 116 27 24 <3 <5 0,9 <0,5

Media 1417 417 26 104Mediana 1583 317 26 69 <3 <5 1,5 <0,5Mínimo 30 116 14 7 <3 <5 <0,5 <0,5Máximo 3034 2278 39 331 9 <5 6,8 2,3

D.S. 977 486 7 95 4 0 1,9 0,7

D.S: Desviación estándar.

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Tabla 2 Base de datos de Sedimentos Activos 2008.

Identificador Metales pesados en Sedimentos activos 2008 [ppm]

Cu Zn Pb As Mo Sb Cd HgTU-1 189 192 74 347 5 <5 <0,5 <0,5TU-2 32 333 15 94 <3 <5 1,4 <0,5TU-3 3516 649 40 319 6 <5 3,0 <0,5TU-4 1842 1626 63 39 6 <5 6,3 <0,5TU-5 4910 800 29 297 4 <5 2,7 <0,5TU-6 4226 754 28 246 4 <5 2,6 <0,5TU-7 4107 771 25 210 <3 <5 2,6 <0,5TU-9 4031 726 23 195 <3 <5 2,7 <0,5CL-8 44 143 35 6 3 10 <0,5 <0,5EL-10 3603 718 27 169 4 <5 2,2 <0,5EL-11 2598 543 23 144 <3 <5 1,8 <0,5

*EL-12a 1057 224 19 114 <3 <5 <0,5 <0,5EL-13 1046 299 101 33 <3 <5 1,6 <0,5EL-14 163 108 25 22 <3 <5 <0,5 <0,5

*EL-15d 235 139 19 22 <3 <5 0,8 <0,5EL-16 483 211 57 33 <3 <5 1,8 <0,5EL-17 269 125 29 23 <3 <5 0,8 <0,5

Media 1903 492 37 136Mediana 1057 333 28 114 <3 <5 1,8 <0,5Mínimo 32 108 15 6 <3 <5 <0,5 <0,5Máximo 4910 1626 101 347 6 10 6,3 <0,5

D.S. 1797 395 23 116 4 4 1,7 0,0


Proyec

to CAMIN

AR

146




Tabla 3 Base de datos de Sedimentos no Activos.

Identificador Metales pesados en Sedimentos no Activos [ppm]

Cu Zn Pb As Mo Sb Cd HgMA-1 4712 2463 516 84 <3 <5 2,3 0,7MA-2 1215 643 179 63 <3 <5 0,9 <0,5MA-3 1046 559 150 54 <3 <5 0,9 <0,5MA-4 369 169 59 30 <3 <5 <0,5 <0,5MA-5 345 290 44 20 <3 <5 <0,5 <0,5MA-6 294 131 51 20 <3 <5 <0,5 <0,5LN-7 2937 188 32 17 16 <5 <0,5 0,6EA-8 1200 188 23 17 10 <5 <0,5 0,9EA-9 2218 227 31 16 11 <5 <0,5 1,2EA-10 1216 187 32 18 13 <5 <0,5 1,0EA-11 1763 202 35 16 13 <5 <0,5 1,5EA-12 700 67 38 5 <3 <5 <0,5 <0,5EA-13 391 64 22 6 <3 <5 <0,5 <0,5EA-14 169 96 15 5 <3 <5 <0,5 <0,5EA-15 1098 165 26 12 11 <5 <0,5 1,0EA-16 1345 157 32 13 10 <5 <0,5 0,6EA-17 1335 179 19 16 12 <5 <0,5 1,3EA-18 544 144 26 11 6 <5 <0,5 0,5SG-19 127 109 35 16 <3 <5 <0,5 <0,5SG-20 271 111 29 16 <3 <5 <0,5 <0,5SG-21 456 94 21 16 <3 <5 <0,5 <0,5

Media 1131 306 67 22Mediana 1046 169 32 16 <3 <5 <0,5 <0,5Mínimo 127 64 15 5 <3 <5 <0,5 <0,5Máximo 4712 2463 516 84 16 <5 2,3 1,5

D.S. 1093 515 111 20 8 0 0,7 0,8


Proyec

to CAMIN

AR

147




Tabla 4 Base de datos de Relaves.

Identificador Metales pesados en Relaves [ppm]

Cu Zn Pb As Mo Sb Cd HgMA-1 1334 1258 129 75 <3 <5 1,0 <0,5MA-2 1381 870 158 43 <3 <5 1,3 <0,5MA-3 1453 375 50 28 <3 <5 <0,5 <0,5MA-4 1139 338 426 51 <3 <5 1,6 <0,5MA-5a 3216 186 79 35 <3 <5 0,7 <0,5MA-5b 1306 349 334 65 <3 <5 1,4 <0,5EA-6a 191 87 13 52 4 <5 <0,5 2,7EA-6b 1269 55 7 8 3 <5 <0,5 1,7EA-7a 153 133 41 17 4 <5 <0,5 2,4EA-7b 2334 185 14 42 <3 <5 0,9 <0,5EA-7c 231 4424 68 142 12 <5 14,3 3,6EA-8a 66 45 11 5 4 <5 <0,5 <0,5EA-8b 1674 102 41 28 17 <5 <0,5 1,1TA-9a 3322 110 120 678 4 89 <0,5 1,0TA-9b 2412 122 <5 12 4 <5 <0,5 <0,5TA-9c 2379 81 17 19 4 <5 <0,5 <0,5AL-10 2189 264 167 246 <3 <5 1,6 <0,5SG-11 156 103 32 22 <3 <5 <0,5 <0,5SG-12 4326 33 8 <5 4 <5 <0,5 <0,5SG-13 2302 190 14 44 <3 <5 0,7 <0,5

Media 1642 466 87 81Mediana 1417 159 41 39 0 <5 <0,5 <0,5Mínimo 66 33 <5 <5 <3 <5 <0,5 <0,5Máximo 4326 4424 426 678 17 89 14,3 3,6

D.S. 1182 979 114 152 6 21 3,3 1,3


1.2 Análisis Gráfico

Las tablas a continuación corresponden al análisis gráfico de Variación Espacio-

Temporal entre Sedimentos Activos y Agua superficial.

Proyec

to CAMIN

AR

148




Tabla 5 Concentración de metales pesados en Sedimentos Activos y Aguas Superficiales 2007.

Identificador Campaña

Metales pesados en Sedimentos activos 2007 [ppm] Metales pesados en

Agua Superficial 2007 [mg/l] Cu Zn Pb As Cu Zn Pb As

TU-1 567 175 38 331 9,560 2,150 0,005 0,100 TU-2 30 157 23 84 0,005 0,030 0,005 0,003 TU-3 1293 336 29 212 1,280 0,330 0,005 0,003 TU-4 2646 2278 34 58 0,005 0,020 0,005 0,003 TU-5 1746 481 26 204 1,150 0,280 0,005 0,003 TU-6 2157 552 26 195 0,890 0,220 0,005 0,003 TU-7 2277 521 24 166 1,290 0,336 0,005 0,006 TU-9 1868 506 26 174 1,160 0,312 0,005 0,006 CL-8 45 118 32 12 0,005 0,014 0,005 0,003 EL-10 2032 427 23 140 0,191 0,191 0,005 0,003 EL-11 3034 662 23 186 0,900 0,183 0,005 0,003

*EL-12b 2010 510 18 69 0,020 0,030 0,005 0,003 EL-13 1094 317 39 35 0,005 0,001 0,005 0,006 EL-14 592 193 30 26 0,020 0,001 0,005 0,007 EL-16 429 160 24 24 0,005 0,001 0,005 0,003 EL-17 245 116 27 24 0,005 0,035 0,005 0,008

Tabla 6 Concentración de metales pesados en Sedimentos Activos y Aguas Superficiales 2008.

Identificador Campaña

Metales pesados en Sedimentos activos 2008

[ppm]

Metales pesados en Agua Superficial 2008 [ppm]

Cu Zn

Pb As

Cu Zn Pb As TU-1 189 192 74 347 22,000 3,000 0,005 0,050TU-2 32 333 15 94 0,005 0,093 0,005 0,030TU-3 3516 649 40 319 5,600 0,811 0,005 0,060TU-4 1842 1626 63 39 0,005 0,090 0,005 0,003TU-5 4910 800 29 297 4,200 0,645 0,005 0,050TU-6 4226 754 28 246 2,000 0,368 0,005 0,010TU-7 4107 771 25 210 2,200 0,436 0,005 0,060TU-9 4031 726 23 195 2,000 0,299 0,005 0,017CL-8 44 143 35 6 0,005 0,037 0,005 0,003EL-10 3603 718 27 169 1,300 0,192 0,005 0,090EL-11 2598 543 23 144 1,300 0,204 0,005 0,008

*EL-12a 1057 224 19 114 1,200 0,212 0,005 0,013EL-13 1046 299 101 33 0,020 0,052 0,005 0,005EL-14 163 108 25 22 0,010 0,029 0,005 0,007

*EL-15d 235 139 19 22 0,010 0,043 0,005 0,005EL-16 483 211 57 33 0,010 0,025 0,005 0,003EL-17 269 125 29 23 0,005 0,024 0,005 0,003

Proyec

to CAMIN

AR

149




Las tablas a continuación corresponden al análisis gráfico de Análisis simultáneo

de Relaves y Sedimentos no Activos. Tabla 7 Clasificación, ubicación y concentración de metales en Sedimentos no Activos y Relaves pertenecientes a quebrada Marquesa.

Ubicación de SNA y REL

Quebrada Marquesa Metales pesados en Relaves y Sedimentos no Activos [ppm]

Identificador

Nuevo

SNA y REL

Identificador

General

SNA y REL Cu Zn Pb As

Relave en Marquesa. 1334 1258 129 75 MA-1 MA-1

Relave 100 al W del MA-1 1381 870 158 43 MA-2 MA-2

Sed. Frente a relave Ma-2, en 158 km, en Marquesa. 4712 2463 516 84 MA-3 MA-1

Relave en Marquesa, 159 km. 1453 375 50 28 MA-4 MA-3

Sedimento en Marquesa, 161 km. 1215 643 179 63 MA-5 MA-2

Sedimento en Marquesa. 1046 559 150 54 MA-6 MA-3



Sed. a 200m de la confluencia con el Río Elqui. 294 131 51 20 MA-9 MA-6

Relave inactivo de Linderos en Marquesa. 1139 338 426 51 MA-10 MA-4

Relave activo Linderos A y B en Marquesa 2261 268 207 50 *MA-11 *MA-5

SNA: Sedimentos no Activos; REL: Relaves.

Proyec

to CAMIN

AR

150




Tabla 8 Clasificación, ubicación y concentración de metales en Sedimentos no Activos y Relaves pertenecientes a las quebradas Los Negritos y El Arrayán.


Quebradas

Los Negritos y El Arrayán

Metales pesados en Relaves y Sedimentos no activos [ppm]

Identificador

Nuevo

SNA y REL

Identificador

General

SNA y REL Cu Zn Pb As

Sed. en fondo de quebrada y fin del camino LN. 2937 188 32 17 LN-1 LN-7

Relave, extremo y parte alta, en Los Negritos 730 71 10 30 *LN-2 *LN-6

Relave extremo norte, pendiente y perfil, en L.N. 906 1581 41 67 *LN-3 *LN-7

Relave, A y B, en Los Negritos. 870 74 26 17 *LN-4 *LN-8

Sed. al inicio de Quebrada El Arrayán , 25,5 km. 1200 188 23 17 EA-5 EA-8

Sed. en quebrada El Arrayán 26,8/ 29,7 km. 2218 227 31 16 EA-6 EA9

Sed. en quebrada El Arrayán Quebrada, 29,8 km. 1216 187 32 18 EA-7 EA-10

Sed. en quebrada El Arrayán Quebrada, 32,6 km. 1763 202 35 16 EA-8 EA-11

Sed. al salir de bifurcación con quebrada, 40,3 km. 700 67 38 5 EA-9 EA-12

Sed. en quebrada, 38,6 km. 391 64 22 6 EA-10 EA-13

Sed. en cruce con quebrada, 37 km. 169 96 15 5 EA-11 EA-14

Sed. en quebrada El Arrayán, 44,3 km. 1098 165 26 12 EA-12 EA-15

Sedimento en quebrada El Arrayán, 45,5 km. 1345 157 32 13 EA-13 EA-16

Sedimento en quebrada El Arrayán, 47,8 km. 1335 179 19 16 EA-14 EA-17

Sedimento en cruce con quebrada El Arrayán. 544 144 26 11 EA-15 EA-18


Tabla 9 Clasificación, ubicación y concentración de metales en Sedimentos no Activos y Relaves pertenecientes a la quebrada Santa Gracia y Altovalsol.


Quebrada

Santa Gracia y Altovalsol

Metales pesados en Relaves y Sedimentos no activos [ppm]

Identificador

Nuevo

SNA y REL

Identificador

General

SNA y REL

Cu Zn Pb As

Quebrada Santa Gracia. 127 109 35 16 SG-1 SG-19

Relave frente al pueblo Lambert. 156 103 32 22 SG-2 SG-11

Relave al SE de Lambert. 4326 33 8 3 SG-3 SG-12

Relave. 2302 190 14 44 SG-4 SG-13

Sedimento en el centro de la quebrada. 271 111 29 16 SG-5 SG-20

Sedimento en salida de la quebrada. 456 94 21 16 SG-6 SG-21

Relave Altovalsol. 2189 264 167 246 AL-7 AL-10


Proyec

to CAMIN

AR

151




ANEXO II

ANÁLISIS DE INTERPRETACIÓN DE DATOS

Proyec

to CAMIN

AR

152




2 Análisis de Interpretación de Datos

2.1 Obtención de Índices: Índice de Enriquecimiento

Se prestan los resultados de los índices de enriquecimiento para sedimentos

activos en detalle

Tabla 10 Índice de Enriquecimiento para sedimentos activos 2007 en detalle. Índice de Enriquecimiento

Cu Zn Pb As IE 1 IE 2 IE 3 IE 1 IE 2 IE 3 IE 1 IE 2 IE 3 IE 1 IE 2 IE 3SAC-07

RT TU-1 15,9 35,4 5,2 1,4 1,5 0,2 1,1 1,2 0,2 56,1 55,2 10,0TU-2 0,8 1,9 0,3 1,3 1,3 0,2 0,7 0,7 0,1 14,2 14,0 2,5TU-3 36,2 80,8 11,8 2,7 2,8 0,4 0,8 0,9 0,1 35,9 35,3 6,4TU-4 74,1 165,4 24,1 18,5 19,0 2,8 1,0 1,1 0,1 9,8 9,7 1,8TU-5 48,9 109,1 15,9 3,9 4,0 0,6 0,7 0,8 0,1 34,6 34,0 6,2TU-6 60,4 134,8 19,6 4,5 4,6 0,7 0,7 0,8 0,1 33,1 32,5 5,9TU-7 63,8 142,3 20,7 4,2 4,3 0,6 0,7 0,8 0,1 28,1 27,7 5,0TU-9 52,3 116,8 17,0 4,1 4,2 0,6 0,7 0,8 0,1 29,5 29,0 5,3

Media 44,1 98,3 14,3 5,1 5,2 0,8 0,8 0,9 0,1 30,2 29,7 5,4

RC CL-8 1,3 2,8 0,4 1,0 1,0 0,1 0,9 1,0 0,1 2,0 2,0 0,4

RE1 EL-10 56,9 127,0 18,5 3,5 3,6 0,5 0,7 0,7 0,1 23,7 23,3 4,2EL-11 85,0 189,6 27,6 5,4 5,5 0,8 0,7 0,7 0,1 31,5 31,0 5,6Media 71,0 158,3 23,1 4,5 4,6 0,7 0,7 0,7 0,1 27,6 27,2 4,9

RE2 *EL-12b 56,3 125,6 18,3 4,1 4,3 0,6 0,5 0,6 0,1 11,7 11,5 2,1

EL-13 30,6 68,4 9,9 2,6 2,6 0,4 1,1 1,3 0,2 5,9 5,8 1,1EL-14 16,6 37,0 5,4 1,6 1,6 0,2 0,9 1,0 0,1 4,4 4,3 0,8EL-16 12,0 26,8 3,9 1,3 1,3 0,2 0,7 0,8 0,1 4,1 4,0 0,7EL-17 6,9 15,3 2,2 0,9 1,0 0,1 0,8 0,9 0,1 4,1 4,0 0,7Media 24,5 54,6 7,9 2,1 2,2 0,3 0,8 0,9 0,1 6,0 5,9 1,1

MTD 38,6 86,2 12,5 3,8 3,9 0,6 0,8 0,9 0,1 20,6 20,2 3,7D.S. 27,2 60,6 8,8 4,2 4,3 0,6 0,2 0,2 0,0 15,7 15,5 2,8

IE 1: índice de Enriquecimiento CSQG-TEL; IE 2: índice de Enriquecimiento OSQG-LEL; IE 3: índice de Enriquecimiento OSQG-SEL; SAC-07: sedimentos activos 2007; RT: subcuenca del río

Proyec

to CAMIN

AR

153




Turbio; CL: subcuenca del río Claro; RE1: subcuenca del río Elqui aguas arriba del embalse Puclaro; RE2: subcuenca del río Elqui aguas abajo del embalse Puclaro; M TD: media total de datos; D.S.: desviación estándar.

Tabla 11 Índice de Enriquecimiento para sedimentos activos 2008 en detalle. Índice de Enriquecimiento

Cu Zn Pb As IE 1 IE 2 IE 3 IE 1 IE 2 IE 3 IE 1 IE 2 IE 3 IE 1 IE 2 IE 3SAC-08

RT TU-1 5,3 11,8 1,7 1,6 1,6 0,2 2,1 2,4 0,3 58,8 57,8 10,5TU-2 0,9 2,0 0,3 2,7 2,8 0,4 0,4 0,5 0,1 15,9 15,7 2,8TU-3 98,5 219,8 32,0 5,3 5,4 0,8 1,1 1,3 0,2 54,1 53,2 9,7TU-4 51,6 115,1 16,7 13,2 13,6 2,0 1,8 2,0 0,3 6,6 6,5 1,2TU-5 137,5 306,9 44,6 6,5 6,7 1,0 0,8 0,9 0,1 50,3 49,5 9,0TU-6 118,4 264,1 38,4 6,1 6,3 0,9 0,8 0,9 0,1 41,7 41,0 7,5TU-7 115,0 256,7 37,3 6,3 6,4 0,9 0,7 0,8 0,1 35,6 35,0 6,4TU-9 112,9 251,9 36,6 5,9 6,1 0,9 0,7 0,7 0,1 33,1 32,5 5,9

Media 80,0 178,5 26,0 6,0 6,1 0,9 1,1 1,2 0,2 37,0 36,4 6,6

RC CL-8 1,2 2,8 0,4 1,2 1,2 0,2 1,0 1,1 0,1 1,0 1,0 0,2

RE1 EL-10 100,9 225,2 32,8 5,8 6,0 0,9 0,8 0,9 0,1 28,6 28,2 5,1EL-11 72,8 162,4 23,6 4,4 4,5 0,7 0,7 0,7 0,1 24,4 24,0 4,4

*EL-12a 29,6 66,1 9,6 1,8 1,9 0,3 0,5 0,6 0,1 19,3 19,0 3,5Media 67,8 151,2 22,0 4,0 4,1 0,6 0,7 0,7 0,1 24,1 23,7 4,3

RE2 EL-13 29,3 65,4 9,5 2,4 2,5 0,4 2,9 3,3 0,4 5,6 5,5 1,0EL-14 4,6 10,2 1,5 0,9 0,9 0,1 0,7 0,8 0,1 3,7 3,7 0,7

*EL-15d 6,6 14,7 2,1 1,1 1,2 0,2 0,5 0,6 0,1 3,7 3,7 0,7EL-16 13,5 30,2 4,4 1,7 1,8 0,3 1,6 1,8 0,2 5,6 5,5 1,0EL-17 7,5 16,8 2,4 1,0 1,0 0,2 0,8 0,9 0,1 3,9 3,8 0,7Media 12,3 27,5 4,0 1,4 1,5 0,2 1,3 1,5 0,2 4,5 4,4 0,8

MTD 53,3 118,9 17,3 4,0 4,1 0,6 1,1 1,2 0,1 23,1 22,7 4,1D.S. 50,3 112,3 16,3 3,2 3,3 0,5 0,7 0,8 0,1 19,6 19,3 3,5

IE 1: índice de Enriquecimiento CSQG-TEL; IE 2: índice de Enriquecimiento OSQG-LEL; IE 3: índice de Enriquecimiento OSQG-SEL; SAC-08: sedimentos activos 2008; RT: subcuenca del río Turbio; CL: subcuenca del río Claro; RE1: subcuenca del río Elqui aguas arriba del embalse Puclaro; RE2: subcuenca del río Elqui aguas abajo del embalse Puclaro; MTD: media total de datos; D.S.: desviación estándar.

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154




2.2 Obtención de Índices: Índice de Geoacumulación

En las siguientes tablas se presentan los resultados detallados para el índice de

Geoacumulación.

Tabla 12 Índice de Geoacumulación para metales traza en Sedimentos Activos 2007 y 2008.

Sedimentos 2007 Sedimentos 2008 Igeo Cu Igeo Zn Igeo Pb Igeo As Igeo Cu Igeo Zn Igeo Pb Igeo As SAC-07 RT TU-1 3,5 0,3 0,4 4,8 1,9 0,4 1,4 4,9

TU-2 -0,7 0,1 -0,3 2,9 -0,6 1,2 -0,9 3,0

TU-3 4,7 1,2 0,0 4,2 6,2 2,2 0,5 4,8

TU-4 5,7 4,0 0,3 2,3 5,2 3,5 1,1 1,8

TU-5 5,1 1,8 -0,1 4,1 6,6 2,5 0,0 4,7

TU-6 5,4 2,0 -0,1 4,1 6,4 2,4 0,0 4,4

TU-7 5,5 1,9 -0,2 3,8 6,4 2,4 -0,2 4,2

TU-9 5,2 1,8 -0,1 3,9 6,3 2,3 -0,3 4,1 Media 4,3 1,6 0,0 3,8 4,8 2,1 0,2 4,0

RC CL-8 -0,1 -0,3 0,2 0,1 -0,2 0,0 0,3 -0,9

RE1 EL-10 5,4 1,6 -0,3 3,6 6,2 2,3 -0,1 3,9

EL-11 5,9 2,2 -0,3 4,0 5,7 1,9 -0,3 3,6

*EL-12a 4,4 0,7 -0,6 3,3 Media 5,6 1,9 -0,3 3,8 5,4 1,6 -0,3 3,6

RE2 *EL-12b 5,3 1,8 -0,7 2,6

EL-13 4,5 1,2 0,5 1,6 4,4 1,1 1,8 1,5

EL-14 3,6 0,4 0,1 1,2 1,7 -0,4 -0,2 0,9

*EL-15d 2,2 0,0 -0,6 0,9

EL-16 3,1 0,2 -0,2 1,1 3,3 0,6 1,0 1,5

EL-17 2,3 -0,3 -0,1 1,1 2,4 -0,2 0,0 1,0 Media 3,8 0,7 -0,1 1,5 2,8 0,2 0,4 1,2

Igeo: Índice de Geoacumulación. SAC-07: sedimentos activos 2007; SAC-08: sedimentos activos 2008; RT: subcuenca del río Turbio; CL: subcuenca del río Claro; RE1: subcuenca del río Elqui aguas arriba del embalse Puclaro; RE2: subcuenca del río Elqui aguas abajo del embalse Puclaro.

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155




Tabla 13 Índice de Geoacumulación para metales traza en Sedimentos no Activos. índice de Geoacumulación Igeo Cu Igeo Zn Igeo Pb Igeo As

Q MA MA-1 6,6 4,1 4,2 2,9

MA-2 4,6 2,2 2,7 2,4

MA-3 4,4 2,0 2,4 2,2 MA-4 2,9 0,2 1,0 1,4

MA-5 2,8 1,0 0,6 0,8

MA-6 2,6 -0,1 0,8 0,8 Media 4,0 1,6 2,0 1,7

Q LN LN-7 5,9 0,4 0,2 0,6

Q EA EA-8 4,6 0,4 -0,3 0,6

EA-9 5,5 0,7 0,1 0,5

EA-10 4,6 0,4 0,2 0,6

EA-11 5,2 0,5 0,3 0,5

EA-12 3,8 -1,1 0,4 -1,2

EA-13 3,0 -1,2 -0,4 -0,9

EA-14 1,8 -0,6 -0,9 -1,2

EA-15 4,5 0,2 -0,1 0,1

EA-16 4,8 0,1 0,2 0,2

EA-17 4,8 0,3 -0,6 0,5

EA-18 3,5 0,0 -0,1 -0,1 Media 4,2 0,0 -0,1 -0,1

Q SG SG-19 1,4 -0,4 0,3 0,5

SG-20 2,5 -0,4 0,0 0,5

SG-21 3,2 -0,6 -0,4 0,5 Media 2,3 -0,4 0,0 0,5

Igeo: Índice de Geoacumulación. SNA: sedimentos no activos; QMA: Quebrada Marquesa; QLN: Quebrada Los Negritos; QEA: Quebrada El Arrayán; QSG: Quebrada Santa Gracia.

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156




Tabla 14 Índice de Geoacumulación para metales traza en Relaves. índice de Geoacumulación Igeo Cu Igeo Zn Igeo Pb Igeo As

Q MA MA-1 4,8 3,1 2,2 2,7 MA-2 4,8 2,6 2,5 1,9 MA-3 4,9 1,4 0,8 1,3 MA-4 4,5 1,2 3,9 2,1

*MA-5 5,5 0,9 2,9 2,1 Media 4,9 1,9 2,4 2,0

Q LN *LN-6 3,9 -1,0 -1,5 1,4 *LN-7 4,2 3,5 0,5 2,5 *LN-8 4,1 -1,0 -0,1 0,5

Media 4,1 0,5 -0,4 1,5

Q TA *TA-9 5,8 -0,5 0,7 4,4

AL AL-10 5,5 0,9 2,6 4,4

Q SG SG-11 1,7 -0,5 0,2 0,9 SG-12 6,4 -2,1 -1,8 -2,2 SG-13 5,5 0,4 -1,0 1,9 Media 4,5 -0,7 -0,9 0,2

Igeo: Índice de Geoacumulación. REL: Relaves; QMA: Quebrada Marquesa; QLN: Quebrada Los Negritos; QTA: Quebrada de Talca; AL: Altovalsol. QSG: Quebrada Santa Gracia.

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157




2.4 Métodos de Análisis Multivariado: Análisis de Cluster

A continuación, en la figura siguiente, se presenta el dendograma del análisis de cluster para Sedimentos Activos de ambas campañas.

*LN

-15b

*LN

-15a

2-*E

L-15

d

*EA-

15c

2-EL

-14

2-EL

-17

EL-1

7

EL-1

6

EL-1

42-

CL-

8

CL-

8

*EL-

12b

EL-1

1

EL-1

0

TU-7

TU-6

TU-9

TU-5

2-EL

-16

2-EL

-13

2-TU

-1

2-TU

-4

TU-4

2-EL

-11

2-EL

-10

2-TU

-9

2-TU

-7

2-TU

-6

2-TU

-5

2-TU

-3

2-TU

-2

2-*E

L-12

a

TU-2

EL-1

3

TU-3

TU-1

-275,99

-150,66

-25,33

100,00

Observaciones

Sim

ilitu

d

Figura 1 Dendograma para sedimentos activos para ambas campañas.

G 1 G 2

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Documents

Geoquimica de Sedimentos y Relaves