IMPACTOS AMBIENTALES EN LAS OPERACIONES MINERAS

SUMARIO

1. Comentarios Generales.

2. El medioambiente y su relación con la minería.

3. ¿Qué es el impacto ambiental?

4. Elaboración de Estudios de Impacto Ambiental.

5. Método de explotación minera.

6. Metodología de investigación minera.

Pre-exploración;

Exploración;

Valuación;

Apertura, desarrollo y preparación;

Explotación;

Cierre de Minas.

7. Cierre de Minas.

7.1. Fundamento normativo;

7.2. Filosofía para el diseño de cierre;

7.3. Ciclo de vida de la mina;

7.4. ¿Qué es un PCM?

7.5. Condiciones de cierre de mina;

7.6. Actualizaciones del PCM;

7.7. Informes y actualización final de un PCM;

7.8. Escenarios de cierre;

7.9. Condición Walk Away;

7.10. Cierre progresivo.

8. Pasivos ambientales.

8.1. ¿Pueden repetirse los pasivos?

8.2. Legislación sobre PAM.

8.3. Declaración de pasivos.

8.4. Responsabilidad por remediación ambiental por pasivos;

8.5. Bonos de responsabilidad social ambiental;

8.5.1. Remediación a cargo del Estado;

8.5.2. Exigibilidad del Plan de Cierre de PAM.

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9. Restauración ambiental.

9.1. Restauración ecológica;

9.2. Rehabilitación;

9.3. Remediación y recuperación (Reclamation).

10. Minería y Aguas.

10.1. Factores de transferencia de metales;

10.2. Aspectos de contaminación del agua;

10.3. Efectos de la minería.

11. Drenaje Ácido de Mina: DAM.

12. Minería y Biota.

12.1. Metales pesados;

12.2. Sustancias tóxicas;

12.3. Límites de toxicidad;

12.4. Consumo para seres humanos;

12.5. Efectos ambientales;

12.6. Problemas fisiológicos y metabólicos en organismos acuáticos.

IMPACTOS AMBIENTALES EN LAS OPERACIONES MINERAS

• Mg. Ing. Hugo Medina Janampa.• Ing. Sandra Hermitaño Salvador.• Ing. Elba Vicky Morán de la Cruz.

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1. COMENTARIOS GENERALESLos recursos minerales, como parte de los recursos naturales, se integran en el propio sistema multidimensional que configura el medio ambiente.

El ser humano mediante la extracción de los recursos naturales y transformación posterior en productos y/ o residuos introduce lo que se denomina el medio ambiente transformado y cuya incidencia puede haberse concretado sobre el medio físico, químico, biótico y social.

2. EL MEDIO AMBIENTE Y SU RELACIÓN CON LA MINERÍASe define al medio ambiente como el conjunto, en un momento dado, de los agentes físicos, químicos, biológicos y de los factores sociales susceptibles de causar un efecto directo o indirecto, inmediato o a plazo, sobre los seres humanos y las actividades humanas.

3. ¿QUÉ ES EL IMPACTO AMBIENTAL? El Impacto Ambiental (IA), esta definido como la alteración, modificación o cambio en el ambiente, o en alguno de sus componentes de cierta magnitud y complejidad originado o producido por los efectos de la acción o actividad humana.

Esta acción puede ser un proyecto de ingeniería, un programa, un plan, o una disposición administrativo-jurídica con implicaciones ambientales.

Debe quedar explícito, sin embargo, que el término impacto no implica negatividad, ya que éste puede ser tanto positivo como negativo.

4. Elaboración de Estudios de Impacto Ambiental: EIAEl EIA es un documento de una serie de compromisos ambientales por parte de la empresa titular, elaborado bajo el marco y condiciones de una GUIA AMBIENTAL, emitida por el Ministerio de Energía y Minas y legislación especializada a este respecto.

Como se ha explicado en el curso legislación ambiental, el EIA es el requisito fundamental para obtener el CERTIFICADO AMBIENTAL; que sin él, no podemos iniciar ningún tipo de actividad en las concesiones mineras ni en ninguna otra industria.

Aún estamos algo distantes a que estas reglas se cumplan en muchas industrias de nuestro país; sin embargo, la minería si ha tomado conciencia ambiental y viene cumpliendo con realizar este documento.

OBJETIVO:El objetivo de los estudios de EIA en minería es identificar, predecir, prevenir y/ o controlar las alteraciones ambientales producidas por las actividades extractivas, desde la investigación, exploración y explotación minera hasta el proceso de beneficio de las sustancias minerales.

5. Método de Explotación Minera:

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La elección del método de explotación a aplicar a diferentes minas, depende de numerosos factores tales como: • Profundidad de las labores mineras;• Forma e inclinación del depósito;• Distribución de leyes de mineral; y • Características geomecánicas de las rocas encajonantes,• Costos de explotación, etc.

La implicancia de las minas en el medio ambiente es muy distinta según se trate de explotaciones subterráneas o a cielo abierto, ya que en este ultimo caso la superficie de los terrenos afectados es bastante mayor que en la primera.

Las principales fases de una explotación minera, tanto subterránea como a cielo abierto son:

Pre- exploración;

Exploración; y

Valuación.

Apertura, preparación y desarrollo;

Explotación; y

Cierre.

PRE-EXPLORACIÓNEs la fase, como su nombre lo indica, ANTES DE LA EXPLORACIÓN; fase en la cual, una empresa minera, no produce ningún tipo de impacto ambiental.

Administrativamente, en la pre-exploración, la empresa ya cuenta con una serie de documentos que acrediten sus concesiones mineras; su condición de minero, su número de inscripción en registros públicos, etc.

Preexploración, tiene por objeto determinar si una zona concreta, normalmente de gran extensión, presenta posibilidades de que exista un tipo determinado de yacimiento mineral.

Esto se establece en función de la información de que disponemos sobre ese tipo de yacimiento y sobre la geología de la región de estudio.

Suele ser un trabajo fundamentalmente de gabinete, en el que contaremos con el apoyo de información bibliográfica, mapas, fotos aéreas, imágenes de satélite, etc., aunque puede incluir alguna salida al campo para reconocer las zonas de mayor interés.

EXPLORACIÓN Y VALUACIONExploración: Una vez establecidas las posibilidades de la región estudiada, se pasa al estudio sobre el terreno.

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En esta fase aplicaremos las diversas técnicas disponibles para llevar a cabo de forma lo más completo posible el trabajo, dentro de las posibilidades presupuestarias del mismo.

Su objeto final debe ser corroborar o descartar la hipótesis inicial de existencia de mineralizaciones del tipo prospectado.

Valuación: Una vez que hemos detectado una mineralización de interés minero, es decir, en la que observamos caracteres que permiten suponer que pueda llegar a ser explotada, pasamos a llevar a cabo su valuación o valoración económica.

A pesar de lo que pueda parecer, los datos de ésta no son aún concluyentes, y debe ir seguida, en caso de que la valoración económica sea positiva, de un estudio de viabilidad, que contemple todos los factores geológicos, mineros, sociales, ambientales, etc., que pueden permitir (o no) que una explotación se lleve a cabo.

APERTURA, PREPARACIÓN Y DESARROLLOApertura:La apertura de una mina, es una de las acciones de mayor cuidado.

Todo depende del tipo de macizo rocoso presente al frente de zona de apertura.

Si el macizo es incompetente, necesariamente utilizaremos sostenimiento; es más, el riesgo y el peligro se incrementan y las posibilidades de accidentes son mayores.

EXPLOTACIÓN Las explotaciones mineras pueden clasificarse genéricamente en dos grandes grupos: subterráneas y a cielo abierto

Desde el punto de vista de la restauración de terrenos, las labores que conllevan una mayor alteración son las relacionadas con la minería en superficie, pues son las que dan lugar a grandes huecos excavados o cicatrices en el terreno y a importantes depósitos de estériles.

• Las actividades subterráneas presentan una problemática algo similar, pues también es preciso disponer de obras de infraestructura, instalaciones mineras y metalúrgicas, depósitos de estériles, etc.

• Los cambios morfológicos no son tan acusados, pero los terrenos bajo los que yacen las labores de explotación si pueden verse afectados como consecuencia de los hundimientos de los huecos o cavidades de interior.

7. CIERRE DE MINAS

7.1. FUNDAMENTO NORMATIVO

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La Ley 28090: Ley de Cierre de Minas, establece que todas las unidades mineras y los proyectos mineros deben elaborar y presentar sus respectivos Planes de Cierre.Por DS-033-2005-EM, Reglamento para el Cierre de Minas se establecen los procedimientos y las condiciones para la presentación, aprobación y actualización de Plan de Cierre.El DS-045-2006-EM, define los procedimientos específicos y complementarios para el cumplimiento adecuado de las obligaciones de rehabilitación ambiental.

Obligación de presentar el Plan de Cierre de Minas (PCM)Art. 6º. Ley Nº 28090El operador minero presentará su PCM al MEM para su aprobación el que establecerá los estudios, acciones y obras correspondientes a realizarse para mitigar y eliminar, en lo posible, los efectos contaminantes y dañinos a la población y al ecosistema en general, a la conclusión de sus operaciones.

Los titulares de la actividad minera, están obligados a : Implementar un PCM planificado desde el inicio de sus actividades; Reportar semestralmente al MEM el avance de las labores de recuperación consignadas en el PCM; Constituir una garantía ambiental que cubra el costo estimado del PCM.

Plazo de Presentación. Art. 6º Ley Nº 28090El operador minero deberá presentar a la autoridad competente, el PCM, en el plazo máximo de un año, a partir de la aprobación del Estudio de Impacto Ambiental y/ o del Programa de Adecuación y Manejo Ambiental, respectivamente.

Garantía Ambiental. Art. 6 Ley Nº 28090El titular minero deberá constituir garantías a favor de la autoridad competente para cubrir los costos de las medidas de rehabilitación para los períodos de operación de Cierre Final y Post Cierre, mediante una o varias de las modalidades siguientes:

Aquellas contempladas en la Ley Nº 26702; En efectivo, mediante depósito de dinero en las instituciones financieras; Los fideicomisos señalados en los art. 241 ó 274 de la Ley 26702; Aquellas previstas en el Código Civil, a satisfacción de la autoridad competente.

A la conclusión de las medidas de rehabilitación la autoridad competente procederá a la liberación de las garantías.

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7.2. FILOSOFÍA PARA EL DISEÑO DE CIERRELa minería genera cambios permanentes en las condiciones

superficiales y crea cambios permanentes en la comunidad local.Los impactos ambientales negativos pueden ser manejados.La minería puede ser manejada de tal forma que los impactos sociales

después del cierre sean minimizados.La mejor y más factible forma para lograr un legado, positivo es

“empezar por el final”.

7.3. Ciclo de Vida de la Mina

7.4. ¿QUÉ ES UN PCM: PLAN DE CIERRE?

• Conjunto de actividades a ser implementadas a lo largo del ciclo de vida de la mina a fin de cumplir con los criterios ambientales específicos y alcanzar los objetivos sociales deseados después de la etapa de minado.

• Es un proceso progresivo que empieza en la primera etapa del proyecto y termina solo cuando se han alcanzado de manera permanente los objetivos específicos de cierre.

7.5. CONDICIONES DE CIERRE DE MINAS• Condición de Ningún Cuidado (No se requieren actividades de cuidado o mantenimiento adicionales

después del termino de las actividades de cierre; a esta condición se le llama “Condición walk away”)

• Condición de Cuidado Pasivo (Ocurre cuando existe una mínima necesidad de programas de

cuidado y mantenimiento continuo en la etapa post-cierre)

• Condición de Cuidado Activo

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(Esta condición requiere de programas de cuidado y mantenimiento post-cierre a largo plazo)

7.6. ACTUALIZACIONES DEL PLAN DE CIERREEl Plan de Cierre de Minas deberá ser actualizado tres años después de su primera aprobación y luego cada cinco años durante la vida de la mina.

Estas actualizaciones considerarán todos los cambios ocurridos en las actividades operativas, rehabilitación progresiva, cambios en la estabilidad física o química, evolución de las relaciones comunitarias, nuevos escenarios de riesgos potenciales y las variaciones en el presupuesto y el monto de la garantía.

7.7. INFORMES Y ACTUALIZACIÓN FINAL DEL PLAN DE CIERRESe presentaran informes semestrales de avance de las labores de rehabilitación propuestas en el ultimo plan de cierre aprobado, así también se propondrán actividades para el siguiente semestre.

La actualización final del Plan de Cierre, define las actividades que serán definitivamente ejecutadas para el desmantelamiento y cierre del sitio.

La ultima actualización es preparada con una anticipación no mayor a (5) cinco años de cierre definitivo de las operaciones mineras.

7.8. ESCENARIOS DE CIERRE DE MINASCierre Temporal:Como resultado de las circunstancias económicas u operacionales, es posible que las actividades mineras y/o de procesamiento sean temporalmente suspendidas (SUSPENSION); por otro lado se podría ordenar la paralización si es que esta representa un riesgo inminente a la salud (PARALIZACION).

Se requiere desarrollar un plan de cuidado y mantenimiento detallado, considerando la posibilidad de futuras operaciones en el sitio, en un periodo no mayor de (3) tres años.

7.9. “ CONDICIÓN WALK AWAY”A consecuencia del agotamiento de los recursos minerales económicos, cesan las operaciones de minado y de procesamiento.

El Cierre Final es la ejecución de las actividades contempladas en la última modificación del Plan de Cierre.

El cierre final de la mina es seguido de un programa de mantenimiento, monitoreo y seguimiento post-cierre, el cual debe durar al menos (5) años bajo responsabilidad del titular minero.

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Si se lograra la condición “WALK AWAY” el titular minero podrá obtener el “Certificado de Cierre” y reclamar la devolución de la garantía financiera.

7.10. Cierre ProgresivoOcurre de manera simultánea a la etapa de operación de una mina, cuando un componente de la actividad minera deja de ser útil.

El cierre progresivo es beneficioso para el ambiente como para el titular minero.Beneficia al ambiente al permitir la recuperación rápida del terreno y al controlar la futura degradación ambiental.

Beneficia al titular reduciendo los costos de las actividades de cierre generando experiencia para la etapa de cierre final y mejorando la imagen pública del titular.

CIERRE DE CANCHA DE RELAVES EN CASAPALCA PERÚ

8. PASIVOS AMBIENTALES

Los pasivos ambientales mineros (PAM) se definen como “aquellas instalaciones, efluentes, emisiones, restos o depósitos de residuos producidos por operaciones mineras, en la actualidad abandonadas o inactivas y que constituyen un riesgo permanente y potencial para la salud de la población, el ecosistema circundante y la propiedad”

Un PASIVO AMBIENTAL, Constituye una amenaza real para la salud y representan un riesgo para el desarrollo sostenible de su entorno, que limitan el futuro desarrollo minero local y nacional.

Se procede a evaluar los pasivos identificados a fin de determinar los tipos de contaminantes, sus cantidades

y sus características físicas, químicas, biológicas o toxicológicas, a fin de clasificarlos de acuerdo al mayor o menor riesgo que pudiera ocasionar.

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La minería, originó pasivos a través de excavaciones abiertas abandonadas, socavones abandonadas, relaveras sujetos a erosión, depósitos de residuos sólidos industriales, deforestación, y eliminación de cobertura vegetal, disposición de sustancias tóxicas. Uno de los grandes problemas que resultan de estos pasivos ambientales es la generación de drenaje ácido.

8.1. ¿Los pasivos ambientales pueden repetirse?Si bien antes no existían los elementos tecnológicos, científicos o normativos- que permiten proteger el ambiente, el Perú, al igual que otros países del mundo, ha incorporado estos elementos de manera progresiva para muchas de las actividades que se realizan en el país.

Así, los pasivos ambientales no podrán repetirse, toda vez que las empresas y personas están obligadas a cumplir adecuadamente las normas ambientales y a utilizar tecnología limpia que permita proteger el ambiente.

8.2. Legislación sobre PAM: Pasivos Ambientales Mineros.El objetivo del presente reglamento es precisar los alcances de la ley 28271, a fin de establecer los mecanismos que aseguren la identificación de los pasivos ambientales de la actividad minera, la responsabilidad y el financiamiento para su remediación, con la finalidad de mitigar sus impactos negativos a la salud de la población, al ecosistema circundante y la propiedad. Facultades respecto de los Pasivos Ambientales Mineros (PAM) El MEM, a través de la DGM, está facultado para realizar todas las acciones que resulten necesarias para la identificación de los PAM, la elaboración del inventario y la determinación de los responsables de las medidas de remediación ambiental correspondientes.

8.3. Declaración de pasivos Los titulares de la actividad minera, las DREM y otras autoridades y la sociedad civil, deben contribuir a la identificación de PAM; por lo tanto los titulares de actividad minera que hubieren generado pasivos o tengan dentro del ámbito se sus respectivas concesiones pasivos no incluidos en dicho inventario, deberán declararlos bajo responsabilidad, ante la DGM, señalando su ubicación, características y responsabilidad frente a su remediación.

Los titulares que hayan generado PAM, o que los tengan dentro del área de concesión y que no los hayan declarado ante la autoridad minera en el plazo señalado, serán objeto de una sanción de 100 UIT, salvo que sean PPM o MA, en cuyo caso serán sancionados con una multa de 20 UIT.

La aplicación de las multas no elimina la obligación de presentar el Plan de Cierre de Pasivos Ambientales.

8.4. Responsabilidad por la remediación ambiental por Pasivos

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Aquel que en su calidad de titular, generó un pasivo ambiental, es responsable de la remediación de las áreas afectadas.

Se presume que los titulares de concesiones mineras vigentes, son responsables de la remediación de pasivos ambientales mineros localizados en su concesión.La transferencia o cesión de derechos genera un régimen de responsabilidad compartida ente las partes intervinientes, la misma que debe ser acreditada.

El Estado promueve la participación del sector privado en la remediación de los pasivos ambientales mineros, sin que ello implique un traslado de las responsabilidades legales que sea imputable a los responsables de remediar los pasivos ambientales mineros.

8.5. Bonos de responsabilidad social ambientalEl Estado, a través del MEM, promueve y presta aval para la emisión de bonos de responsabilidad social ambiental.

Dichos bonos pueden ser emitidos por todos aquellos que hayan presentado y recibido la aprobación del Plan de Cierre de Pasivos Ambientales sobre áreas que no son de su responsabilidad.

El Fondo Nacional del Ambiente FONAM y las entidades financieras pueden participar como patrocinadores.

8.5.1. Remediación a cargo del estadoEl Estado solo asume la tarea de remediación de aquellos pasivos ambientales mineros que figuren en el Inventario Oficial de Pasivos Ambientales No Identificados.

El Estado podrá proceder en el caso que el responsable sea una empresa de propiedad del estado o que esta sea co-responsable no menos de dos tercios del monto correspondiente a la remediación.

8.5.2. Exigibilidad del Plan de Cierre de Pasivos Ambientales Mineros La presentación del Plan de Cierre de Pasivos Ambientales Mineros es una obligación exigible a toda persona natural o jurídica, pública o privada que sea responsable de la remediación.

Concluida la remediación, el titular del Plan de Cierre de PAM, debe continuar desarrollando medidas de tratamiento de efluentes y emisiones, mantenimiento o vigilancia.

9. RESTAURACION AMBIENTALEn el ámbito de la restauración se utilizan comúnmente cuatro términos diferentes: restauraciónecológica, rehabilitación, remediación y recuperación de un ecosistema.

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En términos generales, la restauración se define como “regresar a un estado original o a un estado aún más saludable y vigoroso”.“Las consideraciones políticas y sociales juegan un papel tan importante en la restauración de ecosistemas dañados como los factores ecológicos o económicos”.

9.1. Restauración ecológica (Ecological restoration) “Búsqueda de la recuperación integral de los ecosistemas degradados en términos de su estructura, composición de especies, funcionalidad y autosuficiencia, semejantes a las presentadas originalmente”.

9.2. Rehabilitación (Rehabilitation) “Se refiere a cualquier intento por recuperar elementos de estructura o función de un ecosistema sin necesariamente intentar completar una restauración ecológica a una condición específica previa”.

A diferencia de la restauración, en este concepto “hay poca o ninguna implicación de perfección.

Algo que está rehabilitado no se espera que vuelva a su estado original o a algo más saludable como sucede en el caso de la restauración.

Por esta razón, este concepto puede ser utilizado para indicar cualquier acto de mejoramiento de un estado degradado” . Rehabilitación de zonas suelos afectadas por la actividad minera

9.3. Remediación y Recuperación Ambiental (en Inglés conocido como Reclamation) Se define como el conjunto de acciones para dejar el lugar de las operaciones mineras en condiciones similares a las originalmente encontradas, remediadas o restauradas, en armonía con el Plan de Cierre últimamente informado a la autoridad competente.

Son acciones necesarias para llevar a cabo la remediación; el mismo que puede consistir en la limpieza de cualquier descarga conteniendo contaminantes, incluyendo, más no limitando la realización de una evaluación preliminar, investigación del sitio, determinación del alcance del problema, estudio de factibilidad y acciones correctivas.

Recaen también dentro de esta terminología, los trabajos re-habilitativos llevados a cabo en los sitios más severamente degradados, tales como tierras perturbadas por la minería a cielo abierto o construcción a gran escala.

Del mismo modo, están dentro de este tipo de trabajos, el tratamiento que se les debe dar a las monteras generadas tanto por la minería superficial como por las subterráneas, los pads/ plataformas de lixiviación, los depósitos de relaves y los escoriales de las refinerías.

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10. MINERIA Y AGUAS

INTRODUCCIONLos posibles impactos de los proyectos mineros sobre la calidad de los recursos hídricos, constituyen una preocupación central en los procesos del Sistema Nacional de Evaluación de Impacto Ambiental: SEIA y en la aprobación de los planes de cierre de minas.

Ello, considerando la capacidad del drenaje para transmitir los impactos químicos de las explotaciones desde los centros mineros hasta los campos de cultivo y las poblaciones humanas.

Sin embargo, es importante contar con criterios que nos permitan evaluar y distinguir entre situaciones que presentan un alto potencial de impacto de aquellas cuyo potencial es moderado o bajo.

A continuación se proponen algunos de esos criterios, sobre la base de los conceptos ya expuestos en el presente trabajo.

10.1. Factores de Transferencia de MetalesTres factores tienen especial importancia en la transferencia de metales pesados desde las minas a los residuos mineros:

• Su forma mineralógica; • La superficie de interacción sólido/ agua; • El nivel superficial o subterráneo de la interacción Influyen en las

características físicas – químicas del agua

La mineralogía es importante por la distinta estabilidad de los diferentes minerales frente al ataque químico, así como porque la presencia de pirita puede dar lugar a la generación de drenaje ácido lixiviante.

La superficie de interacción es también un factor principal, porque de su extensión dependerá la efectividad del traspaso.

Ya hemos mencionados al respecto como la minería subterránea incrementa grandemente esa superficie.

También el fracturamiento de las rocas tiene un efecto similar, especialmente cuando las fracturas abiertas facilitan el paso de las soluciones.

En el caso de depósitos de residuos, la granulometría del material tiene un efecto decisivo a ese respecto.

En lo referente al nivel de interacción (superficial o subterránea) el factor decisivo corresponde al grado de oxigenación del agua, que

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posibilita la oxidación de los sulfuros y por consiguiente la solubilización de los metales.

Al respecto, hay que considerar que las aguas de la zona vadosa (entre la superficie del terreno y el nivel freático) son relativamente oxidantes, disminuyendo el oxígeno disuelto bajo el nivel freático.

10.2. Aspectos de Contaminación del AguaLa minería, como cualquier otro proceso industrial, produce problemas en la calidad del agua en varios aspectos:

Contaminación de aguas debidas a la propia naturaleza de los materiales explotados, por ejemplo los metales (Cu, Zn-(Cd), Hg, etc.) y aniones asociados (sulfatos, carbonatos, etc.).

Depósito de Relaves

Contaminación de aguas debidas al uso de técnicas de lixiviación en pila (heap leaching) de metales, donde el agente lixiviante puede ser el ácido sulfúrico (para el cobre) o el cianuro de sodio (para el oro).

Cianuración en pila

• Contaminación de aguas debido a su empleo en procesos post-mineros (p.ej., lavado por flotación).

• Contaminación de las aguas debido a factores indirectos: arrastre de partículas por el viento u otros mecanismos a aguas de áreas más o menos alejadas de la explotación.

Erosión eólica

Los efectos de la minería se traducen en:

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• Movilización de partículas sólidas

• Ya sean procedentes del arrastre por las aguas superficiales de polvo de escombreras o labores, o traídas hasta la superficie por el agua de lluvia, a partir del polvo en suspensión

Detalle de sedimentos arrastrados

• Adición de sales al agua ya sean por procesos ‘naturales’ (disolución de minerales que la minería pone a disposición de las aguas superficiales), o por mecanismos industriales (vertido de aguas de plantas de flotación u otro tipo).

• Adición de metales pesados al agua• Naturalmente, la minería metálica pone a

disposición de los agentes externos unos elementos metálicos que pueden movilizarse hacia las aguas bien por la formación de compuestos solubles, o bien por mecanismos de ‘sorción’ en la fracción sólida arrastrada por el agua.

Sedimentos enriquecidos en goethita y arsénico

• Cambio de pH de las aguas, especialmente significativa suele ser la acidificación, consecuencia de la oxidación e hidrólisis de sulfuros con formación de sulfatos y sulfatos ácidos: el DRENAJE ÁCIDO de mina.

Drenaje Ácido de Mina: DAMSin duda, el mayor problema que representa la minería frente a las aguas es la formación del denominado drenaje ácido de mina (DAM), consistente en la emisión o formación de aguas de gran acidez, por lo general ricas en sulfatos, y con contenidos variables en metales pesados. Drenaje Ácido de Mina: DAMPara ello existen dos fuentes principales: 1) el mineral sulfurado “in situ” (causa no antropogénica), y 2) las escombreras (mineral dumps). Este fenómeno se produce por la oxidación e hidrólisis de los sulfuros, y en especial de la pirita, mediante la serie de reacciones:

• 4 FeS2 + 14 O2 + 4 H2O 4 Fe2+ + 8 SO42- + 8 H+Drenaje Ácido de Mina: DAMA su vez, los iones ferroso (Fe2+) se oxidarán de la siguiente manera: • 4 Fe2+ +O2 + 4 H+ 4 Fe3+ + 2 H2OLos iones férricos se hidrolizan para formar hidróxido férrico:• 4 Fe3+ + 12 H2O 4 Fe(OH)3 + 12 H+

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Este hidróxido es el precursor de una serie de minerales típicos del ambiente oxidativo de menas sulfuradas, y otorgan a las escombreras y arroyos un típico color amarillento-rojizo.

A pesar de que estas reacciones pueden dar a entender que suceden en condiciones puramente inorgánicas, el entorno biológico juega un papel decisivo.

La bacteria Thiobacillus ferrooxidans es la mayor responsable de la contaminación relacionada con el drenaje ácido procedente de explotaciones mineras y mineralizaciones en general.

Esta es una bacteria acidófila (propia de ambiente ácido), con una fisiología basada en la fijación de carbono a partir del CO2 atmosférico, siendo por lo tanto estrictamente autótrofa, y más específicamente quimioautótrofa. T. ferrooxidans obtiene su energía oxidando hierro o azufre:

11.1. Comentarios sobre la Contaminación del AguaAunque por diversas razones los estudios de impacto ambiental, así como las acciones de protección ambiental de las empresas mineras han tendido a enfatizar la conservación de la flora y fauna, existen sólidas razones para afirmar la especial importancia que reviste la protección de la calidad de las aguas subterráneas y superficiales.

Desde luego, ya sea directamente a través de su consumo como agua potable, o indirectamente como agua de riego, su contaminación puede afectar la salud de la población humana.

Cuando se trate de explotaciones mineras en etapa de cierre, la preocupación debe ser máxima, si ellos: • Incluyen contenidos significativos de metales o metaloides con

propiedades tóxicas. • Se sitúan en la cabecera de las cuencas, en áreas de topografía

abrupta. • Están en zonas con intensa alteración hidrotermal.• Sus rocas presentan alto grado de fracturamiento.• Su explotación subterránea ha dejado un elevado volumen de

cavidades, que faciliten la interacción de los minerales residuales con el agua subterránea.

• La pirita (bisulfuro de hierro) es un componente mineralógico abundante.

MINERIA Y BIOTA

MINERALES, METALES, COMPUESTOS QUIMICOS, Y SERES VIVOS: UNA DIFÍCIL PERO INEVITABLE CONVIVENCIA

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BIOTAEn su uso más habitual, el término biota designa al conjunto de especies de plantas, animales y otros organismos que ocupan un área dada. Se dice, por ejemplo, biota peruana para referirse a la lista de las especies que habitan ese territorio.

12.1. METALES PESADOS

• Se denomina metales pesados a aquellos elementos químicos que poseen un peso atómico comprendido entre 63.55 (Cu) y 200.59 (Hg), y que presentan un peso específico superior a 4 (g cm-3). Cabe destacar que en ésta categoría entran prácticamente todos los elementos metálicos de interés económico, por tanto, de interés minero.

• Los metales pesados pueden ser tóxicos, como cualquier otro elemento o compuesto.

12.2. SUSTANCIAS TÓXICASUna sustancia tóxica es aquella que tiene un efecto adverso sobre la salud. Muchos elementos o compuestos químicos pueden ser clasificados como tóxicos, si bien unos lo serán más que otros.

Así, se define como nivel de toxicidad de una sustancia como la cantidad que causa el correspondiente efecto adverso. La relación entre la cantidad y el efecto o respuesta de un elemento es distinta si se trata de elemento esencial o no (tóxico)

La toxicidad de los metales depende en gran medida de la forma química en la cual sean introducidos en el organismo: por lo general los compuestos orgánicos de los metales son más tóxicos que los inorgánicos; por ejemplo, los compuestos orgánicos de mercurio y cadmio son 10-100 veces más tóxicos que los inorgánicos. Sin embargo esto no ocurre así con el arsénico, en el cual las formas orgánicas son menos tóxicas. Incluso el estado de oxidación puede determinar el carácter tóxico de un metal: un ejemplo notable es el caso del cromo; mientras que el Cr3+ es un elemento esencial, el Cr6+ es altamente cancerígeno.

Así, lo que hace tóxicos a los metales pesados no son en general sus características esenciales, sino las concentraciones en las que pueden presentarse, y casi más importante aun, el tipo de especie que forman en un determinado medio. Cabe recordar que de hecho los seres vivos "necesitan" (en pequeñas concentraciones) a muchos de éstos elementos para funcionar adecuadamente (elementos esenciales). Ejemplos de metales requeridos por el organismo incluyen el cobalto, cobre, hierro, hierro, manganeso, molibdeno, vanadio, estroncio, y zinc. El caso del hierro es notable entre éstos, siendo vital para la formación de hemoglobina.

12.3. Límites de toxicidad

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La Agencia de Protección Ambiental (EPA) de los Estados Unidos ha determinado una serie de límites para las concentraciones de metales pesados. Por encima de éstos los metales pueden causar graves trastornos en los seres vivos, y finalmente ocasionar la muerte. A continuación mostraremos dichos límites en distintos medios y las dosis máximas para la ingesta en los humanos.

12.4. Consumo para los seres humanos

• *: criterios para el agua;

• +: máximo nivel de contaminación;

• #: nivel que jamás debe ser superado.

12.5. Efectos ambientales Los organismos pueden verse severamente afectados por pequeñas concentraciones de elementos pesados.

En el caso de los organismos acuáticos, puede que unos determinados valores no induzcan su muerte, sin embargo desarrollarán una serie de problemas fisiológicos y metabólicos (a estas dosis se les denomina sub-letales).

12.6. Problemas Fisiológicos y Metabólicos en Organismos AcuáticosEntre estos problemas podemos mencionar:• Cambios histológicos o morfológicos en los tejidos.

• Cambios en la fisiología como supresión del crecimiento y desarrollo, torpeza para nadar, etc.

• Cambios en la bioquímica del organismo, tales como en la actividad enzimática, y química de las sangre.

• Trastornos del comportamiento.

As 0.05 mg/l (+)

Cd 10 μg/l (*)

Cr 0.05 mg/l (+)

Cu 1.0 μg/l (#)

Hg 144 ng/l (*)

Ni 632.0 μg/l (*)

Pb 50.0 μg/l (*) (adultos)

Zn 5.0 μg/l (*)

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• Cambios en la reproducción.

Algunos organismos pueden regular las concentraciones de metales presentes en su tejidos. Por ejemplo, los peces y crustáceos pueden excretar metales esenciales para su metabolismo (p.ej., Cu, Zn, Fe), siempre y cuando éstos superen las dosis requeridas. Desgraciadamente otros metales (no esenciales) tales como el mercurio o el cadmio son excretados con mayor dificultad.

Las plantas acuáticas (algas) y los bivalvos (p. e., mejillones, ostras) no son capaces de regular con éxito las concentraciones de metales pesados, y de ahí puede derivarse una serie de problemas. Así por ejemplo, el mercurio puede hacer decrecer dramáticamente la capacidad de fotosíntesis de un alga (p.ej., Macrocystes).

Los bivalvos por su parte acumulan los metales pesados, pudiendo pasar éstos directamente al ser humano por ingesta. De ahí que haya que se hayan de tomar precauciones extremas para el consumo en zonas sujetas altos niveles de contaminación (zona de vertidos industriales, metalúrgicos, mineros).

Las vías de incorporación de los metales pesados a los organismos acuáticos son las siguientes:• Cationes metálicos libres que son absorbidos a través de los órganos

respiratorios externos (agallas), los cuales pasan directamente a la sangre.

• Cationes metálicos libres que son adsorbidos por el cuerpo y luego pasivamente difundidos al torrente sanguíneo.

• Metales que son adquiridos durante la ingesta de organismos (otros peces, bivalvos, o algas) contaminados.

• En el caso de las algas, el proceso ocurre por absorción a través de las paredes celulares y difusión posterior.

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