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estimación de las reservas de yacimientos no metálicos
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCAFACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA
“IMPACTOS AMBIENTALES Y ALTERNATIVAS DE REMEDIACIÓN EN LA RELAVERA ABANDONADA DE LA MINA
PAREDONES”
CURSO:
Geotecnia Ambiental
DOCENTE:
Ing. Reinaldo Rodríguez Cruzado
PRESENTADO POR:
Alumnos:
-Bazán Sotomayor, Juan Carlos
-Huaripata Sagón, Miguel Orlando
- Torres Arroyo, Karen Juliana
Cajamarca – Perú
2014
AGRADECIMIENTO
Agradecemos a nuestra alma mater, la
Universidad Nacional de Cajamarca y en
especial a los docentes de la Escuela
Académico Profesional de Ingeniería
Geológica, por brindarnos sus conocimientos
que nos han ayudado a formarnos como
buenos profesionales.
DEDICATORIA
Este trabajo está dedicado a nuestros
padres, quienes nos dieron la vida y
con sus sabios consejos nos han
formado como personas de bien.
I
RESUMEN
Los impactos generados en el ambiente por la relavera abandonada de la Mina
Paredones son las aguas ácidas que han sido generadas por la oxidación de la pirita por el
agua que ha transcurrido por las labores y el relave de ésta. El drenaje ácido ha sido
considerado una de las amenazas más graves que han perjudicado los recursos hídricos,
afectando al río San Pablo y a la Cuenca del Jequetepeque que según estudios realizados
por el INGEMMET se tiene altos contenidos de Antimonio y Arsénico, asi como de
metales pesados.
Una vez identificados
Palabras claves
Minería Subterránea, Yacimiento epitermal de baja sulfuración, Impactos ambientales,
Aguas ácidas, Mina Paredones
II
ABSTRACT
The following paper discusses the impacts generated by the Paredones Mina, which
is now abandoned and is considered an Environmental Liabilities in Peru.
The most predominant impact that caused the Walls Mina are acidic waters that
have been generated by the oxidation of pyrite by water than by the work and the tailing of
it has passed. Acid drainage has been considered one of the most serious threats have
harmed water resources, affecting the San Pablo Basin Jequetepeque and that according to
studies by the INGEMMET have high contents of Antimony and Arsenic river.
Furthermore not only tried to find ways to remedy or mitigate the impacts caused
by mining but also to offset the damage caused in the past due to informal mining in
previous years were developed.
Key Words
Underground Mining, low sulphidation epithermal Site, Environmental, acidic waters,
Mina Paredones
III
CONTENIDO Pág.
IV
INTRODUCCIÓN
Los pasivos ambientales en el Perú son un problema grave, ya que han ido
contaminando el sitio geográfico donde se encuentran por la liberación de materiales,
residuos extraños o aleatorios, que no fueron remediados oportunamente y siguen causando
efectos negativos al ambiente.
Es por eso la importancia de recurrir no solo a una remediación o mitigación sino
también a resarcir los daños causados en el pasado debido a las minerías informales que se
desarrollaron años anteriores.
5
CAPÍTULO I: DESCRIPCIÓN DE LA REALIDAD PROBLEMÁTICA
1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1.1 Definición del problema
En los últimos años se ha visto la problemática ocasionada por los pasivos
ambientales mineros en el Perú, los cuales están contaminando el sitio geográfico donde
se encuentran por la liberación de materiales, residuos extraños o aleatorios, que no fueron
remediados oportunamente y siguen causando efectos negativos al ambiente.
Es por eso la importancia de recurrir no solo a una remediación o mitigación sino
también a resarcir los daños causados en el pasado debido a las minerías informales que se
desarrollaron años anteriores.
1.1.2 Formulación del problema
¿Cuáles son los impactos ambientales y posibles soluciones en la Mina Paredones-
Chilete-Cajamarca?
1.1.3 Justificación
La importancia de la conservación del medio Ambiente hoy en día es uno de los
temas primordiales para el desarrollo de todo tipo de proyecto, es por eso la preocupación
por tratar de identificar los impactos ambientales ocasionados en la Mina Paredones para
así poder buscar las posibles soluciones no solo buscando mitigar el impacto sino también
resarcir los daños causados.
1.1.4 Alcances o delimitación del problema
1.1.4.1 Delimitación Espacial
Mina Paredones-Chilete
6
1.1.4.2 Delimitación Temporal
La investigación tendrá una duración de 4 meses (agosto 2015 – Noviembre 2015).
1.1.4.3 Delimitación de la Investigación
Se centrará en los impactos negativos y en las posibles soluciones de la Mina
Paredones-Chilete en Cajamarca.
1.1.5 Limitaciones
La lejanía del lugar para poder realizar la investigación, además de restringir el
tiempo con respecto a la fecha límite de presentación final.
1.2 OBJETIVOS
1.2.1 General
Identificar los impactos ambientales y posibles soluciones en la Mina Paredones-
Chilete-Cajamarca
1.2.2 Específicos
Describir las características generales de la Mina Paredones.
Dar a conocer los estudios geoquímicos realizados por el INGEMMET
relacionados con la Mina Paredones.
Describir como la Geotecnia ambiental puede controlar este Pasivo Ambiental.
1.3. FORMULACIÓN DE LA HIPÓTESIS
1.4 IDENTIFICACIÓN DE VARIABLES
Tabla 1: Variables de investigación.VIABLES DEPENDIENTES (Efecto) VARIABLES INDEPENDIENTES (Causa)
Fuente: Elaboración propia
7
CAPÍTULO II. MARCO TEÓRICO
2.1 ANTECEDENTES
2.1.1 Estudios Nacionales e Internacionales
Tovar, J. Realizó un trabajo sobre el agua subterránea en el medio ambiente minero
y su importancia en los planes de cierre.
Tovar, J. Realizó un estudio sobre la vulnerabilidad del agua subterránea frente a la
actividad minera y prevención de la generación de aguas ácidas de mina.
2.1.1 Estudios Locales
Enríquez, J. Rodríguez, O. y Rodríguez, R. Realizaron un estudio sobre la geología
de los yacimientos epitermales del tipo baja sulfuración en el corredor estructural
San Pablo – Porculla Norte del Perú.
Villacorta, S. Llorente, M. Laín, L. Fidel, L. Machare, J. Carlotto, V. Realizaron un
análisis de la susceptibilidad a los movimientos de ladera en la cuenca del río
Llaminchán (Cajamarca, Perú)
Fernández, J. Guerra, K. Gonzales, R. Rivera, R. Vargas, L. Chero, R. (2007).
Realizaron prospección geoquímica regional en la cuenca de río Jequetepeque.
2.2 BASES TEÓRICAS
2.2.1 Yacimientos Epitermales
Los depósitos epitermales son aquellos en los que la mineralización ocurrió dentro
de 1 a 2 Km de profundidad desde la superficie terrestre y se depositó a partir de fluidos
8
hidrotermales calientes. Los fluidos se estiman en el rango desde <100ºC hasta unos 320ºC
y durante la formación del depósito estos fluidos hidrotermales pueden alcanzar la
superficie. Los depósitos epitermales se encuentran de preferencia en áreas de volcanismo
activo alrededor de los márgenes activos de continentes o arcos de islas y los más
importantes son los de metales preciosos (Au, Ag), aunque pueden contener cantidades
variables de Cu, Pb,Zn, Bi, etc.
La mineralización epitermal de metales preciosos puede formarse a partir de dos
tipos de fluidos químicamente distintos. Los de “baja sulfuración” son reducidos y tienen
un pH cercano a neutro (la medida de concentración de iones de hidrógeno) y los fluidos de
“alta sulfuración”, los cuales son más oxidados y ácidos. Los términos de alta y baja
sulfuración fueron introducidos por Hedenquist (1987) y se refieren al estado de oxidación
del azufre. En los de alta sulfuración el azufre se presenta como S4+ en forma de SO2
(oxidado) y en los de baja sulfuración como S-2 en forma de H2S (reducido).
Los fluidos de baja sulfuración (BS) son una mezcla de aguas-lluvias (aguas
meteóricas) que han percolado a subsuperficie y aguas magmáticas (derivadas de una
fuente de roca fundida a mayor profundidad en la tierra) que han ascendido hacia la
superficie. Los metales preciosos han sido transportados en solución como iones complejos
(en general bi-sulfurados a niveles epitermales; clorurados a niveles más profundos) y para
fluidos de baja sulfuración la precipitación de metales ocurre cuando el fluido hierve al
acercarse a la superficie (ebullición).
Los fluidos de alta sulfuración (AS) se derivan principalmente de una fuente
magmática y depositan metales preciosos cerca de la superficie cuando el fluido se enfría o
se diluye mezclándose con aguas meteóricas. Los metales preciosos en solución derivan
directamente del magma o pueden ser lixiviados de las rocas volcánicas huéspedes a
medida que los fluidos circulan a través de ellas.1
1 Camprubí, González, Levresse, Tritlla y Carrillo, “Depósito de Alta y BajaSulfuración”,1-13
9
FIGURA 1: Depósitos Epitermales
2.2.2. Contaminación Ambiental Producto de la minería Subterránea
La minería no es una actividad “delicada”. Generalmente involucra trasladar y
procesar cantidades masivas de roca y en el caso de la minería del cobre, más del 95% de la
roca original trasladada se convierte en residuo. Muchos de los impactos discutidos son más
importantes en áreas geográficas de precipitación significativa, que en regiones desérticas.
No obstante, los recursos naturales de las áreas desérticas también pueden verse
severamente afectados por estos procesos, pero los costos no se pueden considerar hasta
años más tarde. 2
2.2.3. La Conservación Ambiental y el Desarrollo Sustentable
El concepto de desarrollo sustentable es bastante moderno y, además, controvertido.
Sin embargo, está presente en una innumerable cantidad de proyectos que van de lo
ambiental a lo social. Básicamente, lo que se busca es utilizar los recursos del presente sin
perjudicar el acceso a los recursos en el futuro. El fin de esta secuencia es conocer el
2 Rodríguez, Fabregat, Candela, “La contaminación de las Aguas Subterráneos por Residuos Mineros”, 2.
10
concepto de desarrollo sustentable y su relación con la conservación de la diversidad
biológica y los recursos naturales.
Un desarrollo que satisface las necesidades de la generación presente
sin comprometer la capacidad de las futuras para satisfacer sus necesidades con atención
a la equidad social dentro y a través de las generaciones3
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FIGURA 2: Desarrollo sustentable teniendo tres variables: Ecológico, económico y Social
El medio ambiente y el desarrollo son conceptos que no se miran por separado
dentro del contexto actual de la economía. El medio ambiente tiene que ver con el
desarrollo económico, y este último ha afectado y afecta el medio ambiente. En los países
andinos, como en cualquier país, el modelo de desarrollo adoptado determina en cierta
medida cómo el sector productivo se interrelaciona e influye en el medio ambiente y los
3 Luna Henry, “Minería Subterránea y superficial y beneficio de minerales en el Perú”, 8
11
recursos naturales. Así, los modelos proteccionistas y globalización de la economía andina
han afectado y afecta, este último, a nuestros recursos naturales.
Los países andinos poseen un patrimonio natural envidiable; sin embargo, su
aprovechamiento no ha sido el más adecuado y nos encontramos ad portas de una crisis de
disponibilidad de recursos naturales. El futuro está determinado por el manejo que se le está
dando al medio ambiente; es responsabilidad de todos, el bienestar de las futuras
generaciones.
Actualmente, el medio ambiente de la región sufre grandes presiones a causa del
incremento de los grandes cultivos comerciales, de las considerables inversiones
industriales y mineras (legales e ilegales), del crecimiento urbano y de la construcción de
infraestructuras pesadas (particularmente de carreteras). La persistente deforestación, cuyo
ritmo ha bajado un poco, la disminución de la calidad de las aguas, de los suelos y del aire,
así como la pérdida de biodiversidad natural y cultivada, son los indicadores de esta
evolución” negativa que afrontan los países del subcontinente en términos ambientales.
El cambio climático en los países de América del Sur es un proceso innegable que
afecta a las sociedades y a las economías, pero sobre todo a las poblaciones más pobres de
la región, dejando como interrogante ¿sí es correcta la forma en que los Estados están
aplicando los preceptos básicos del Desarrollo Sostenible? , ya que los aspectos sociales
que se deben cumplir en aras de un correcto desarrollo dicen que “los beneficios y costos
deben distribuirse equitativamente entre los distintos grupos”. Uno de los impactos más
preocupantes del cambio climático tiene que ver con el retroceso de los nevados y su
consecuencia más dramática a futuro: la pérdida de agua que afectará no sólo el consumo
humano, sino la hidro energía y la agricultura.
2.3 DEFINICIÓN DE TÉRMINOS BÁSICOS
Agua Ácidas
12
Un agua es ácida cuando su pH<7. Un agua ácida suele, además de ser nociva por su
pH, va acompañada de numerosos metales en disolución que aportan una importante
toxicidad al efluente.4
Impacto Ambiental
El impacto ambiental es el efecto que produce la actividad humana sobre el
medio ambiente. El concepto puede extenderse a los efectos de un fenómeno natural
catastrófico. Técnicamente, es la alteración de la línea de base ambiental.
Medio Ambiente
Se entiende por medio ambiente al entorno que afecta y condiciona especialmente las
circunstancias de vida de las personas o la sociedad en su conjunto. Comprende el
conjunto de valores naturales, sociales y culturales existentes en un lugar y un
momento determinado, que influyen en la vida del hombre y en las generaciones
venideras. 5
Minería Subterránea
Una mina subterránea es aquella explotación de recursos mineros que se desarrolla por
debajo de la superficie del terreno.6
Pasivo Ambiental
Es un concepto que puede materializarse o no en un sitio geográfico contaminado por
la liberación de materiales, residuos extraños o aleatorios, que no fueron remediados
oportunamente y siguen causando efectos negativos al ambiente.7
4 TOVAR, J. “Estudio sobre la vulnerabilidad del agua subterránea frente a la actividad minera y prevención
de la generación de aguas ácidas de mina”99-109
5 Comisión Mundial del Medio Ambiente ”Nuestro Futuro Común”,19876 Luna Henry, “Minería Subterránea y superficial y beneficio de minerales en el Perú”, 237 Russi D, Martínez J,”Los Pasivos Ambientales”, 3
13
CAPÍTULO III. METODOLOGÍA DE LAINVESTIGACIÓN
3.3.2 Tipo y Método de la Investigación
El problema investigado tiene características descriptivas, comparativas,
explicativas y relacionantes. Los métodos de investigación serán: Descriptivo, analítico,
comparativo, deductivo y explicativo.
3.3.3 Población de Estudio
Los impactos ambientales en la mina Paredones.
3.3.4 Muestra
Todas las evidencias de contaminación que se encuentran en la Mina Peredones.
3.4 TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN
3.4.1 Técnicas
Observación y toma de fotografías
Análisis e interpretación de lo observado en campo.
3.4.2 Instrumentos y Materiales
Picota marca estwing mango corto.
Lápiz rayador 88CM General Tools
Lupa de 10x Baush & Lamp.
Lápices y lapiceros.
Cámara digital Cannon PowerShot.
Protactor Escala 1/1000
Brújula Brunton mod. 5006.
GPS Garmin eTrex 20.
Laptop Toshiba.
14
3.5 PROCEDIMIENTO Y TÉCNICA DE RECOLECCIÓN DE DATOS.
3.5.1 Procedimiento se toman imágenes, obtención de datos e interpretación posterior
Se realizaron tres etapas:
3.6 TRATAMIENTO Y ANÁLISIS DE DATOS Y PRESENTACIÓN DE
RESULTADOS
15
CAPÍTULO IV. ASPECTOS GENERALES DE LA MINA PAREDONES
FIGURA 3: Instalaciones del Proyecto de la mina abandonada de paredones
4.1. UBICACIÓN
La mina está comprendido en el distrito y provincia de San Pablo en el
departamento de Cajamarca a 90 Km. De la ciudad de Cajamarca y a 108 km. por carretera
del Puerto de Pacasmayo; sobre la margen izquierda del río de San Pablo, tributario del río
Magdalena, por su margen derecha, en la localidad de Chilete.
El acceso se realiza siguiendo la carretera asfaltada Cajamarca - Pacasmayo hasta la
localidad de Chilete y desde este punto a la mina se llega después de 4 Km. de carretera
afirmada sobre la ruta Chilete- San Pablo.
16
FIGURA 4: Ubicación Política de la Mina de Paredones
FIGURA 5: Imagen satelital de la ubicación de la mina paredones
17
FIGURA 6: Imagen del área de influencia de la Mina Paredones
El área de la mina está emplazada en los contrafuertes occidentales de la cordillera
occidental, los mismos que en nuestra área se caracterizan por relieves abruptos, exentos de
vegetación la mayor parte del año y con altitudes de 1,000 a 2,800 m.s.n.m.
4.2. CLIMATOLOGÍA
El clima es cálido (25~ 320 C) durante todo el año, con una humedad relativa promedio es
de 650/0. En el sector comprendido entre 500 y 1 500 msnm, las precipitaciones varían
entre 140 y 430 mm de promedio multianual. La información proveniente de las estaciones
Chilete (200,5 mm) y Magdalena (339,4 mm) que registran precipitaciones más altas que
las anteriores.
18
4.3. HIDROLOGIA
FIGURA 7: Nivel de caudal del río Chilete fuente SENAMHI Estación Chilete
4.3. GEOMORFOLOGÍA
FIGURA 8: Mapa De Pendientes Fuente INGEMMET
19
La zonas ubicadas aledañas a la mina Paredones, en ambas márgenes del río están
constituido por lavas andesíticas que se encuentran fracturadas y falladas.
FIGURA 9: Mapa De Susceptibilidad por movimientos de ladera Fuente INGEMMET
4.4. GEOLOGIA GENERAL
4.4.1. Corredor Estructural San Pablo – Porculla en el Norte del Perú
Este corredor presenta una orientación promedio de N 30° O, aproximadamente
tiene 20 km de ancho por 120 km de largo y estaría conformado por un sistema de falla de
compleja morfología aún no estudiada totalmente.
A lo largo de este corredor se puede observar fallas que han tenido diferente
comportamiento cinemático, es decir que en algunos sectores puede tener movimientos de
compresión y en otros de distensión , provocando de esta manera zonas de debilitamiento
cortical que facilitan el desarrollo de sistemas volcánicos emergentes relacionados con
fases de mineralización hidrotermal; estas estructuras probablemente profundas han
20
controlado el emplazamiento de pequeños cuerpos subvolcánicos y un intenso flujo
hidrotermal relacionado al magmatismo Calipuy , en cuyo eje se formaron los edificios
volcánicos principales.
Entre los Pircos y Comuche se ha reconocido y cartografiado este sistema
estructural, donde se puede observar un corredor limitado por las fallas Cirato y Los Pircos,
Catache, los cuales controlan la ubicación de los yacimientos Los Pircos y Lucero
(Achiramayo); son sistemas de fallas anastomosadas donde forman bloques romboédricos
en cuyos vértices se han formado estructuras tipo abanicos imbricados o Cola de Caballo
que son favorables trampas estructurales para la ubicación de zonas de bonanza, como es el
caso de la veta Diana en los Pircos.
Otro rasgo estructural también observado en los yacimientos ubicados en este
corredor es la presencia de estructuras menores de orientación NE – SO, con importantes
contenidos metálicos, estos rasgos probablemente están relacionados a las fallas
transformantes que corroboran el carácter segmento de los Andes y permiten proponer la
existencia de bloques estructurales cuyos límites son la fallas transformantes de dirección
anti-andina.
A lo largo del corredor estructural San Pablo Porculla se emplazan una serie de
yacimientos epitermales del tipo baja sulfuración, como Mina Paredones (Zn, Pb, Ag) la
cual es un yacimiento de antecedentes históricos de producción (Castillo 1978); durante los
últimos 15 años se han reconocidos varios yacimientos con características de un epitermal
de tipo baja sulfuración, entre los cuales se puede mencionar a Los Pircos ( Au – Ag ),
Lucero – Achiramayo (Ag, Au ), Corrales ( Au, Ag), Diablo Rojo (Au), Cushuro (Ag, Au),
Huyquisongo (Au, etc. (Valdivia 1992). La mineralización se encuentra principalmente en
vetas con relleno de cuarzo, calcita y baritina, con contenidos de pirita, oro nativo,
electrum, argentita, galena, calcopirita y escalerita, alojadas en rocas volcánicas del
Terciario y sedimentarias del Cretáceo
21
4.5. GEOLOGÍA ESTRUCTURAL
En el área en general no se observan mayores estructuras a no ser sino simples y
moderados plegamientos en el sedimentario prepaleógeno neógeno y pequeñas fallas
locales que no han producido mayores cambios, por lo que solamente se tienen ligeras
inflexiones o cambios moderados en los rumbos y buzamientos de los estratos.
Subterráneamente, en la mina se han mapeado fallas normales post· minerales que
buzan hacia el NW y que han causado suaves desplazamientos de las vetas en sentido de la
falla. Ellas se formaron probablemente después del período de plegamiento de los Andes.
22
4.6. ESTRUCTURAS MINERALIZADAS
Soluciones hidrotermales mineralizantes producidas durante la etapa de las
intrusiones y depositadas en fracturas tensionales pre-existentes, formaron las vetas de
menas las que consisten de un relleno de cuarzo, piritas y rocas encajonantes piritizada, y
cantidades variables y en menor proporción de esfalerita, galena y diseminaciones
calcopirita constituyendo la mena de rendimientos económicos.
Las vetas son de estructura bandeada generalmente, aunque en algunos tramos el
bandeamiento se hace débil y pasan a constituir vetillas irregulares de alto contenido de
mineral hipógena intercaladas con fragmentos rocosos piritizados mostrando evidencias de
brechamiento Esto podría indicar fallamientos a lo largo de la estructura con deposición
nuevos minerales.
El rumbo de las estructuras es variable, pues las hay de rumbos NW - SE y ENE; los
buzamientos son por encima de los 600 Las principales vetas son:
Murciélagos, West Pacasmayo, Esperanza 1 y 2 y Norte.
4.7. MINERALOGÍA DE LAS VETAS DE PAREDONES
En adición al cuarzo y la pirita, como gangas minerales de la mina Paredones, se
encuentran cantidades menores y variables de esfalerita, galena y diseminaciones de cal-
copirita como menas.
La esfalerita (Zn S) es el sulfuro más abundante (después de la pirita) presente en las
vetas; comunes es de grano grueso en estructura bandeada con esporádicas inclusiones de
calcopirita. Se presenta de un color marrón moderado y una esfalerita oscura negra se
presenta en los niveles inferiores.
La pirita se presenta diseminada, en vetillas y cristalizada en cubos, piritoedros y
octaedros. No es raro encontrar la pirita en sus 3 formas cristalinas dentro de una
misma veta; ello se debe a que tuvieron diferentes tiempos de formación o se
formaron bajo diferentes condiciones físico-Químicas.
23
La galena se encuentra distribuida en todas las vetas y desde una moderada a
mínima cantidad y según su ubicación en la columna mineralógica.
La calcopirita raramente es vista megascopicamente, pero si se le encuentra como
finas inclusiones y exoluciones dentro de la esfalerita. Sin embargo, próxima al
área de la mina, existe la llamada veta Perdida esencialmente cubierto con
calcopirita diseminada y en vetillas irregulares.
La arsenopirita, marcasita, baritina, calcita y dolomita se observan muy
escasamente y son los constituyentes menores de las vetas.
El cuarzo constituye la ganga más abundante y se presenta masivo y en bandas
dentro de la estructura bandeada o en pequeñas cavidades en cristales pequeños.
Su depositación se realizó durante todo el período de mineralización de la
estructura.
El yeso es de relativa amplia distribución, y se le encuentra masivo, más de origen
hipógeno que supérgeno, así como también cristalizado en selenita.
4.7.1. Paragénesis Mineral
El cuarzo y la pirita fueron los primeros minerales en depositarse al iniciarse la pri·
mera etapa de mineralización y continuaron depositándose durante toda la secuencia, de-
posicional. El aspecto masivo y finamente granulado (precipitación rápida) hasta la mi-
moralización gruesa y cristalizada (última etapa deposiciona1) corroboran la deposición
continuada.
La arsenopirita es la siguiente en depositarse y se continúa con la deposición de la
esfalerita y la galena.
La chalcopirita, cuando se le encuentra, se le tiene en granos muy finos diseminada
en la esfalerita por lo que se supone que puede haber sido formada por exsolución
de ella. .
Los otros minerales de gangas (marcasita, carbonatos, sulfatos, etc.) son
considerados dentro de las etapas tardías de la secuencia deposicional.
24
Cuarzo
Pirita
Arsenopirita Esfalerita
Galena
Chalcopirita Carbonatos- sulfatos
4.8. CLASIFICACION Y ORIGEN DE LA MINERALIZACION
Las características geo-mineralógicas de las estructuras nos indican que ellas fueron
formadas por relleno hidrotermal de fisuras de sustancias mineralizantes bajo condiciones
de moderada a baja temperatura y presión, de aquí que el depósito de Paredones está den-
tro del tipo mesotermal a epitermal.
El origen de la mineralización tiene que estar relacionada a la presencia de cuerpos
intrusivos de composición intermedia que exista en la zona.
4.9. ALTERACIÓN DE LAS ROCAS EN EL ÁREA DE LA MINA
Aunque aparentemente el volcánico Paredones puede mostrar una débil alteración a
simple vista (con excepción del extremo NE del área), la roca encajonante en fa zona de
estructuras muestra diferentes características y grados de alteración, la cual estaría
relacionada al tipo de roca, tipo de mineralización y distancia a las vetas.
La argilitización de las rocas volcánicas tanto hipógena como supergénica es
frecuente, como lo es la sericitización de los feldespatos y la cloritización. Las rocas más
cerca de las vetas están más fuertemente alteradas y piritizadas, alteración que Va
disminuyendo con la mayor distancia; y allí donde se tiene concentración y cruce
estructuras (hacia el NE de la mina) la alteración se hace más amplia; en superficie se tiene
además zonas fuertemente oxidadas.
25
FIGURA 10: Imagen de lo que antes eran las instalaciones de Mina Paredones
FIGURA 11: Instalaciones en total abandono fuentes potenciales de contaminación
26
CAPÍTULO V.IMPACTOS AMBIENTALES PRODUCTO DE LA EXPLOTACIÓN
MINERA EN PAREDONES
5.1. IMPACTOS EN LOS RECURSOS HÍDRICOS
El impacto generado en Paredones producto de la minería subterránea es
principalmente la generación de aguas ácidas debido a la mineralización que ésta posee.
Los minerales presentes son, el cuarzo y la pirita que encuentran en cantidades
menores, mientras que la esfalerita y galena en mayor proporción y diseminaciones de
calcopirita como menas.
La esfalerita es el sulfuro más abundante, presente en todas las vetas, con
inclusiones de calcopirita, se presenta de un color marrón; también se presenta
como mineral de marmatita, que se presenta en niveles inferiores.
La pirita se presenta diseminada, en vetillas y cristalizada.
La galena es otro mineral que se encuentra en todas la vetas en menores cantidades.
5.1.1. DRENAJE ÁCIDO DE MINA
“El drenaje ácido se considera una de las amenazas más graves a los recursos hídricos. El
drenaje ácido tiene el potencial de causar devastación con impactos a largo plazo en los
ríos, riachuelos y en la vida acuática.8
8 TOVAR, J. “Estudio sobre la vulnerabilidad del agua subterránea frente a la actividad minera y prevención
de la generación de aguas ácidas de mina” 100.
27
5.1.1.1. FORMACION DE LAS AGUAS ÁCIDAS
El agua ha sido el elemento fundamental en la formación de aguas ácidas de mina.
Actúa como reactivo en la oxidación de la pirita, como medio en el cual se desarrollan las
reacciones, y como elemento de transporte de los productos formados.
Antes de desarrollarse la actividad minera fue muy reducida la cantidad de pirita
expuesta a las condiciones bajo las cuales se producen aguas ácidas. Las operaciones de la
minería implican la exposición de la pirita a la acción de aguas superficiales o subterráneas,
y permiten su oxidación.
Los sulfuros se oxidaron a sulfatos de hierro solubles, en la superficie de las rocas
meteorizadas, los cuales formaron costras salinas, ocre-amarillentas, que fueron disueltas e
hidrolizadas por aguas de lluvia, generando aguas ácidas.
El primer paso de la reacción libera ión ferroso, que se oxida a férrico y forma
oxihidróxidos, los cuales dan el color ocreamarillento característico de esta agua de mina.
El resultado es que las aguas adquieren bajo pH y altas concentraciones de sulfatos,
cationes alcalinos, y metales pesados y de transición.
28
FOTO 1: En la mina paredones se puede observar el color ocreamarillento característico del paso de aguas ácidas
Con algo más de detalle, el mecanismo de degradación de la calidad del agua, es el
siguiente:
Oxidación de la pirita, al existir condiciones aerobias, y una vez que las labores
mineras han alcanzado la mineralización.
Oxidación de los otros sulfuros, menos oxidables, por la acción de las aguas ácidas
que ha producido la pirita.
Lixiviación de arcillas, carbonatos y feldespatos, por las aguas ácidas formadas.
Deposición de los iones disueltos, formando costras y masas de sulfato. Se ha
comprobado la presencia de sulfatos de magnesio (epsomita), calcio (yeso), hierro
(melanterita), y otros.
Disolución de los sulfatos, una vez que el drenaje ha dejado de actuar y el agua
subterránea circula de nuevo por la roca. En este momento el agua se contamina.
29
El resultado es que las aguas adquieren bajo pH y altas concentraciones de sulfatos,
cationes alcalinos, y metales pesados y de transición.
El impacto ambiental ocasionado por la descarga de aguas ácidas al ecosistema
hidrográfico es diverso evidenciándose impactos estéticos y recreacionales al sistema
fluvial, la degradación de aguas potables e industriales, o el envenenamiento lento a los ríos
cercanos.
Las aguas ácidas, de la mina abandonada, se han podido formar tanto en el interior
como en la superficie, por oxidación de la pirita. El agua ha podido acceder al sistema
hidráulico subterráneo, contaminando acuíferos, o surgir como efluentes que descargan en
cursos de agua superficial.
En el caso de las escombreras, las aguas ácidas se forman en la franja más
superficial de las mismas que, en pocos años queda lixiviada por completo. Por su acidez y
toxicidad, impiden el desarrollo de una cubierta vegetal.
FOTO 2: Relaves de la Mina Paredones
30
Los cursos de agua superficiales se contaminan por los efluentes procedentes de
minas subterráneas o de escombreras.
Tras las lluvias, se producen los momentos más críticos, ya que se lixivian las sales
solubles, formadas en la escombrera desde la última precipitación, y la calidad de los
efluentes se deteriora mucho. Con frecuencia, la dilución natural de la cuenca no es
suficiente, en estos períodos, para mantener calidades adecuadas aguas abajo. Por otra
parte, durante las crecidas, las aguas transportan gran cantidad de sólidos en suspensión,
procedentes de la erosión de las escombreras e, incluso, se puede producir la avalancha de
sus materiales. Esto puede dar lugar al taponamiento de algunos cauces, y a la alteración
del esquema de drenaje de la cuenca.
FOTO 3: Río San Pablo, cercano a la Mina Paredones
31
Los lechos de Fe(OH)3 son de vivos colores, entre amarillo y rojo, predominando
los tonos ocres, que producen un efecto estético desagradable. La presencia de hidróxido
férrico, en el agua, es detectable a simple vista, incluso cuando su concentración no supera
las 5 ppm. Habitualmente, la presencia de Fe(OH)3 es el primer indicador de que el agua
está contaminada.
Los cationes ferrosos consumen oxígeno, lo cual reduce la cantidad disponible para
el consumo de los organismos acuáticos.
Gran parte de los organismos bentónicos no puede adaptarse a la vida en estas
condiciones. Con su desaparición se altera gravemente la cadena alimenticia, lo cual
afecta a los organismos superiores que actúan como depredadores.
Se ve impedido el desove de numerosas especies de peces, alterando su ciclo
reproductivo. Esto, unido a la disminución del alimento disponible, suele conducir a
la destrucción de poblaciones de peces tan cotizados como las truchas. Los
salmónidos no pueden desovar en aguas de pH inferior a 5.
Unas pocas especies de algas e invertebrados se adaptan a las nuevas condiciones
del cauce y, ante la falta de competencia, pueden llegar a constituir una plaga.
Las aguas transportan cationes metálicos que se acumulan en los tejidos de los
organismos, concentrándose finalmente en los depredadores superiores, con riesgos
para el consumo humano.
5.1.1.2. DAÑOS A LOS PECES Y OTRAS ESPECIES ACUÁTICAS.
Debido al drenaje ácido generado en la Mina paredones, el impacto en los peces,
animales y plantas ha sido severo. El río San Pablo ha sido impactado por el drenaje ácido
de la mina pudiendo tener valores de pH de 4 o menos. Con estas condiciones es poco
probable que las plantas, animales y peces puedan sobrevivir. .
5.1.1.3. METALES TÓXICOS
El drenaje ácido también disuelve metales tóxicos, como el cobre, aluminio,
cadmio, arsénico, plomo y mercurio, que se encuentran en la roca de los alrededores. Estos
metales, particularmente el hierro, pueden formar una capa rojizaanaranjada de lodo que
cubre el lecho de los ríos o riachuelos. Aun en pequeñas cantidades los metales pueden ser
32
tóxicos para los humanos y la vida silvestre. Arrastrados por el agua, los metales pueden
viajar largas distancias, contaminando los riachuelos y agua subterránea lejos del punto de
origen.
Los impactos en la vida acuática pueden ir desde la muerte inmediata de peces hasta
efectos sub-letales, que afectan su crecimiento, comportamiento o la capacidad
reproductiva.
“Los metales son particularmente problemáticos porque no se destruyen por en el ambiente.
Se sedimentan en el fondo y persisten en los lechos de los ríos, riachuelos, por largos
periodos de tiempo, constituyendo una fuente de contaminación a largo plazo que afecta los
insectos acuáticos que viven ahí, y a los peces que se alimentan de estos.”
5.1.1.4. EROSIÓN DE SUELOS Y DESECHOS MINEROS EN AGUAS
SUPERFICIALES
En la mayoría de proyectos mineros, el potencial de erosionar los suelos y
sedimentos y degradar la calidad del agua superficial es un gran problema
La erosión puede causar grandes cantidades de sedimentos (cargados con
contaminantes químicos) en los cuerpos de agua cercanos, especialmente durante tormentas
severas.
En la Mina Paredones se puede observar las mayores fuentes de erosión/carga de
sedimentos en sitios mineros pueden incluir las zonas de los tajos abiertos, como en las
pilas de lixiviación y aquellas provenientes de los depósitos de desechos, escombros o las
rocas de desecho, los depósitos de material estéril, depósitos y presas de relaves.
“Los tipos de impactos asociados con la erosión y sedimentación son numerosos,
por lo general producen impactos a corto y a largo plazo. Las concentraciones elevadas de
material particulado en la columna de agua superficial pueden producir efectos tóxicos
agudos y crónicos en peces.
33
FOTO 4: Instalaciones de la Mina Paredones
Los efectos adversos potenciales causados por el diseño y manejo inadecuado de
aguas en la Mina Paredones incluyen: niveles inaceptables de sólidos suspendidos (residuos
no filtrables) y sólidos disueltos (residuos filtrables) en la escorrentía superficial. Es
evidente que un Plan para el Control de Sedimentos y de la Erosión es un componente
fundamental de todo Plan de Manejo de Aguas de la Mina.”
5.1.3.5. IMPACTOS CAUSADOS POR LOS EMBALSES DE RELAVES,
ESCOMBRERAS/ DESECHOS DE ROCA, Y LIXIVIACIÓN EN PILAS Y
BOTADEROS
Los impactos en la calidad del agua por los relaves, rocas de desecho, pilas de
lixiviación y lixiviación en montones pueden ser graves.
Estos impactos incluyen la contaminación del agua subterránea que está debajo de
estas instalaciones y en las aguas superficiales que reciben sus descargas. Las sustancias
tóxicas pueden lixiviarse de estas instalaciones, filtrarse a través del suelo y contaminar las
aguas subterráneas, especialmente si el fondo de estas instalaciones no ha sido
adecuadamente protegido con una membrana impermeabilizante.
34
Los relaves (un sub-producto del procesamiento del mineral) son un desecho que se
produce en grandes cantidades, puede contener sustancias tóxicas a niveles peligrosos de
arsénico, plomo, cadmio, cromo, níquel y cianuro (si se usa cianuro en el proceso de
lixiviación).
5.1.2. IMPACTOS DE LA MINERÍA EN LA VIDA SILVESTRE
Vida silvestre es un término amplio que se refiere a todos los seres vivientes
especialmente todos los vegetales, animales y otros organismos no han sido domesticados.
La Mina Paredones ha afectado el ambiente y a la biota asociada mediante la
remoción de vegetación y capa superficial del suelo, desplazamiento de la fauna, la
liberación de contaminantes y la generación de ruido.
FOTO 5: Escasa vegetación a los alrededores de las instalaciones de la Mina paredones.
5.1.3. IMPACTOS DE LOS PROYECTOS MINEROS EN LA CALIDAD DEL
SUELO
Las zonas intervenidas por el proyecto minero han contaminado grandes de suelos.
La erosión causada por la exposición de suelos, extracción de minerales, relaves y
35
materiales finos que se encuentran en las pilas de desechos puede resultar en el aumento de
la carga de sedimentos en las aguas superficiales y drenajes. Además, los derrames y
vertidos de materiales tóxicos y la sedimentación de polvo contaminado pueden causar la
contaminación de suelos.
5.2. ESTUDIOS REALIZADOS POR EL INGEMMENT (BOLETIN Nº 017-
PROSPECCION GEOQUIMICA REGIONAL DE LA CUENCA DEL RIO
JEQUETEPEQUE)
En el año 2006 el INGEMMENT hizo estudios de prospección geoquímica de la
cuenca del río Jequetepeque, el mencionado estudio ha consistido en el muestreo de
sedimentos activos de corriente en casi toda la cuenca, exceptuando la parte baja de la
cuenca, donde están distribuidos grandes depósitos aluviales cuaternarios, sobre los que se
emplazan extensos campos de cultivo así como el asentamiento de pueblos y ciudades de la
parte costera.
Se ha recolectado 275 muestras de sedimento en una campaña de campo de 25 días,
durante el mes de agosto del año 2006. Dicho muestreo fue llevado a cabo por tres brigadas
de campo, compuestas por dos geólogos cada una.
Toda la información recogida en campo, ha permitido efectuar un profundo análisis
y procesamiento de la misma, con lo que se ha obtenido los umbrales geoquímicos de cada
uno de los elementos tratados en el presente trabajo.
Teniendo en cuenta que cada elemento químico tiene un nivel de fondo, el cual
puede variar dependiendo del ambiente geológico, se ha procedido a separar la data
geoquímica en cuatro grandes grupos, en función a la litología y edad de las zonas de
aporte; tales unidades generalizadas son: Intrusivos cretácico-paleógenos, Volcánicos
paleógeno-neógenos, Sedimentarios del Cretáceo medio a superior y sedimentarios del
Cretáceo inferior.
Los mapas que forman parte del presente estudio muestran las anomalías
geoquímicas resultantes, distinguiéndose anomalías de diversa intensidad, desde débiles
36
hasta muy fuertes, estableciendo de esta manera una escala de prioridades, tanto por el
interés en un elemento en particular como por el contraste que refleje su dispersión.
De acuerdo a este criterio, se dan a conocer las 40 anomalías más importantes de los
principales elementos tratados en este estudio.
Obviamente, algunas de ellas surgen como respuesta a la presencia de yacimientos
minerales conocidos, como es el caso de la mina La Quinua, el proyecto Cerro Negro, la
mina Sipán (abandonada) y Paredones (que ha dejado pasivos ambientales en la margen
derecha del río Llaminchán).
5.2.1 PROSPECCIÓN GEOQUÍMICA DE SEDIMENTOS
En las tarjetas de muestreo se registró información concerniente al punto de
recolección como ubicación, características del sedimento, de los rodados, así como el
entorno geológico. Se ha registrado asimismo parámetros físico-químicos de las aguas en
cada lugar de muestreo.
La conductividad eléctrica tiene sus valores más altos asociados a los alrededores de
algunas localidades en la parte central de nuestra área de estudio, como es el ejemplo claro
de Chilete. Otro lugar donde se observan valores altos es en los alrededores de la mina de
Paredones y se encontrarían relacionados directamente a sus relaves.
37
FOTO 6: Relaves de la Mina Paredones
El TDS presenta los más altos valores son las minas Paredones y Sipán, el resto de
la cuenca sus valores se encuentran dentro de los límites permisibles.
ANTIMONIO
El antimonio presenta sus más altos valores relacionados directamente a la mina
Paredones, la cual se encuentra en la actualidad paralizada. Se observa una tendencia de
valores altos con un rumbo NE que va desde Paredones hasta las inmediaciones de la Mina
Yanacocha.
ARSÉNICO
El Arsénico muestra una distribución muy similar a la del antimonio, con la clara
diferencia que se hace más fuerte en las proximidades de Yanacocha, quizás relacionada a
los epitermales de alta sulfuración. Paredones sigue mostrando valores altos de As, debido
a sus relaves, que discurren a lo largo del río San Pablo.
38
ALTERNATIVA DE ESTABILIZACIÓN DEL TALUD DE LA PRESA DE
RELAVES DE LA MINA PAREDONES Y SU REVEGETACIÓN PARA EL
CONTROL DE LA EROSIÓN
En el planeamiento de medidas efectivas de estabilización de taludes es importante
entender las causas de la inestabilidad. Las causas más comunes son: talud muy empinado
por corte o relleno, exceso de presión de poros causado por niveles freáticos altos o
interrupción de la trayectoria de drenaje, socavación debido a procesos de reptación e
intemperismo.
Un estudio geológico-geotécnico concienzudo y un programa detallado de exploración del
subsuelo son necesarios para determinar la causa del deslizamiento y planificar las medidas
correctivas. La superficie de falla puede determinarse con sondajes e inclinómetros más allá
de la línea de falla.
Soluciones Geotécnicas de Taludes en Suelos
Estabilización de Taludes mediante banquetas
39
Estabilización de Taludes mediante el empleo de Tierra Reforzada
Estabilización de Taludes mediante “Soil Nailing”
40
Estabilización de Taludes mediante la construcción de Muros de Gaviones
Estabilización de Taludes mediante el recubrimiento con concreto lanzado
41
Estabilización de Taludes en la Carretera a Tarapoto – Juanjuí mediante la aplicación de geotextiles
Estabilización de Taludes en la Carretera a Tarapoto – Juanjuí mediante la aplicación de barreras para evitar la erosión
42
Estabilización de Taludes en la Carretera Cajamarca – Yanacocha aplicando el sisema “Terramesh”
Ahora que ya conocemos los principales métodos de estabilización de taludes, el grupo ha
analizado las condiciones geológicas, geomecánicas, económicas, ambientales, sociales y
visuales del talud de la presa de relaves abandonada que hoy en día constituye un gran foco
de contaminación de los suelos a su alrededor así como a las aguas del rio que discurre por
sus faldas y su posterior infiltración hacia el agua subterránea de la zona y se ha llegado a la
conclusión que para su estabilización y remediación vamos a utilizar el método de recubir
el talud con una manta orgánica de Fibra de Coco para ayudar a su estabilización y evitar
así su continua erosión contaminando al rio “San Pablo” , luego de haber realizado esto se
procederá a cubrir el talud con revegetación para seguir disminuyendo aún más el problema
de la inestabilidad del talud, proteger de la erosión y dar un aspecto visual mucho más
agradable al talud.
43
Características Generales del Talud a Remediar:
Talud de la Presa de Relaves abandonada de la Mina Paredones
44
Altura Aproximada: 60 m
Longitud Aproximada: 300 m
Ángulo de Talud: 23°
Características Geomecánicas del Material del Talud
Tipo de Suelo: SM Arena Limosa
Ángulo de Fricción Interna: 20°
Peso Específico: 24,5 KN/m3
Cohesión: 0,1 KN/m2
45
Análisis de Estabilidad:
Para el análisis de estabilidad del Talud de la presa de Relaves de Paredones se ha utilizado
el análisis por el método de Bishop ya que nos da un factor de seguridad más bajo que el
método de Jambu razón por la cual nos ayudará a tomar una mejor decisión a la hora de
elegir el método de estabilización y remediación ante la continua erosión de este talud.
Estabilidad Sin Sismisidad y en condiciones no Drenadas:
46
Estabilidad Con Sismicidad y en condiciones no Drenadas:
Estabilidad sin Sismisidad y en condiciones Drenadas:
Estabilidad Sin Sismicidad y en condiciones Drenadas:
Como se puede observar en los análisis de estabilidad podemos concluir que el talud
necesita ser estabilizado para poder aumentar su factor de seguridad y así evitar que la
47
erosión siga deslizando material de relave poco a poco hacia el rio año tras año y así poder
mitigar la contaminación por parte de este pasivo ambiental.
48
Procedimiento:
Primero se procederá a desbrozar el talud hasta que se quede con un ángulo de inclinación
de 23° a 12° para lo cual será necesario desbrozar 11363,1 m3 con la ayuda de una
retroexcavadora.
Luego se procederá a compactar el talud hasta que su cohesión sea de 1KN/m2 con la
ayuda de compactadoras manuales.
Seguidamente se procederá a colocar la manta orgánica de fibras de coco y anclarlas
firmemente en toda la superficie del talud que será de 16233 m2., se ha decido utilizar las
mantas de fibras de coco debido a que este tipo de manta permite:
Absorber la energía de la partícula erosiva, sea gota de agua, granizo, nieve o
viento.
Aumentar la capacidad del suelo de retención de agua al evitar la pérdida por
evaporación.
Regular la temperatura del suelo al amortiguar la exposición a los ciclos frío-calor.
En un plazo de tiempo, se incorpora al suelo formando con este un horizonte
orgánico.
Complementa elementos auxiliares en obra como bordillos, cunetas, encachados,
etc.
Reduce costes de conservación al evitar el aterramiento de cunetas y drenajes.
Permite lograr un alto nivel de acabado con una plena integración paisajística de la
obra.
De fácil instalación y de costes reducidos.
49
Esquema de la colocación de las mantas de fibras de Coco sobre el talud de la relavera abandonada - Paredones
Posible Vista del talud de la relavera una vez colocada la manta de fibra de coco para evitar la erosión.
Finalmente se colocarán las plantaciones de vegetales mediante grass natural rellenando
enteramente toda la superficie del talud.
50
Posible Vista del talud de la relavera una vez remediada la inestabilidad y la erosión.
Análisis de Estabilidad de Talud despues de la remediación:
Para el análisis de estabilidad del Talud de la presa de Relaves de Paredones una vez
remediado se ha utilizado el análisis por el método de Bishop ya que nos da un factor de
seguridad más bajo que el método de Jambu y así podremos ver si la alternativa de
remediación fue la correcta.
Análisis con Sismicidad y en condiciones no drenadas:
51
Análisis con Sismicidad y en condiciones no drenadas:
52
Análisis sin Sismicidad y en condiciones drenadas:
Como se puede observar en los análisis de estabilidad podemos concluir que el talud luego
de ser rehabilitado aumentará su factor de seguridad y así se evitará que la erosión siga
deslizando material de relave poco a poco hacia el rio año tras año y así poder mitigar la
contaminación por parte de este pasivo ambiental.
53
ALTERNATIVA DE TRATAMIENTO IN SITU DE LAS AGUAS
SUBTERRANEAS
Las tecnologías convencionales para el tratamiento de aguas subterráneas contaminadas
como el bombeo y posterior tratamiento tienen grandes inconvenientes debido a su elevado
costo, especialmente cuando se trata de tratamientos prolongados, y resulta difícil
disminuir la concentración de los contaminantes hasta los niveles máximos permitidos. En
consecuencia, se están desarrollando nuevas tecnologías in-situ como la biorremediación,
barreras reactivas permeables, dispersión por aire, oxidación química, extracción
multifásica, atenuación natural supervisada, etc. De entre todos estos métodos, uno de los
que más interés ha despertado son las barreras reactivas permeables. También están en
desarrollo métodos como el tratamiento químico in-situ y la electrocinética. El tratamiento
54
químico in-situ consiste en la inyección en el subsuelo de un oxidante (normalmente
permanganato de potasio u oxígeno) que, en el caso del arsénico promueve la oxidación de
As (III) a As (V) que coprecipita con los óxidos de hierro. La electrocinética se
fundamenta en la aplicación de corrientes eléctricas de baja densidad entre electrodos
colocados en el suelo, de modo que el arsénico se moviliza en forma iónica en dirección al
ánodo. También se han ensayado combinaciones múltiples de estas tecnologías.
Uso De Barreras Reactivas Permeables
Las barreras reactivas permeables (BRP) son un tipo de tratamiento in-situ semipasivo que
utiliza un medio que promueve reacciones químicas o bioquímicas o procesos de sorción
para transformar o inmovilizar los contaminantes. La tecnología consiste en interponer un
medio reactivo semipermeable en el camino del flujo de una pluma de contaminantes, tal
como muestra la siguiente figura. Las aguas subterráneas se mueven a través de la barrera
de tratamiento por el flujo natural, o cuando es necesario bombear, los pozos pueden estar
instalados de manera que el agua contaminada pase a través de la barrera reactiva.
Normalmente se usan técnicas de excavación para reemplazar el material del acuífero con
materiales reactivos, y la barrera se construye perpendicularmente al sentido del desagüe
del acuífero. Las BRP se construyen como paredes con alta conductividad hidráulica, de
manera de interceptar el acuífero; en las mismas se inserta, mezclado con un medio inerte,
un reactivo capaz de retener el contaminante. La permeabilidad de la barrera es superior al
del acuífero; generalmente, está constituida por un material inerte y un reactivo sólido
capaz de reaccionar con el contaminante y transformarlo en una forma ambientalmente
inocua. De acuerdo a la experiencia descrita en este campo y a las necesidades del
problema, se define el material a utilizar en una barrera reactiva según una serie de
criterios:
a) ser lo suficientemente reactivo para reducir la concentración del agente contaminante
del acuífero.
b) ser permeable para acoplarse a las velocidades de flujo del agua subterránea (1
m/día).
55
c) mantener la permeabilidad y la reactividad durante un cierto período de tiempo (en la
escala de años).
d) no tener costos económicos demasiado elevados.
Esquema conceptual de la estructura y funcionamiento de una barrera permeable reactiva
El objetivo en el diseño de un sistema de barrera es la completa captura de la pluma de
contaminante migratoria con una cantidad mínima de material reactivo. Para ello existen
dos configuraciones básicas de diseño: la BRP de zanja continua y el sistema de
compuerta y pantalla. La selección de la configuración apropiada depende del tamaño de la
pluma, accesibilidad, y características del flujo subterráneo.
Ambas configuraciones han sido utilizadas en barreras de 300 metros de ancho, pero
requieren excavaciones, por lo cual su aplicación está limitada a profundidades entre los 15
y los 20 m. El sistema de compuerta y pantalla utiliza barreras impermeables clásicas,
dispuestas como un embudo, para dirigir la pluma hacia la “compuerta” constituida por la
barrera reactiva permeable. Este sistema altera más el patrón de escurrimiento del agua
subterránea que el sistema de barrera continua. En cualquiera de los dos sistemas, la
permeabilidad de la zona reactiva debe ser igual o superior a la permeabilidad del acuífero
para evitar desvíos del agua subterránea alrededor de la barrera reactiva.
56
Barrera reactiva permeable de zanja continua
Barrera reactiva permeable de pantalla y compuerta
Las barreras reactivas permeables son particularmente atractivas para la descontaminación
de aguas subterráneas porque conservan la energía y el agua y tienen el potencial de ser
más económicas que los métodos convencionales de limpieza debido a los bajos costos de
operación y mantenimiento. Una ventaja adicional es que el medio reactivo puede ser
utilizado in-situ, eliminando así la necesidad de grandes equipos de operación y
equipamientos de superficie. Los principales procesos que gobiernan la inmovilización y
transformación de contaminantes en barreras reactivas incluyen sorción y precipitación,
reacción química y/o reacciones biogénicas.
Es importante, a la hora de evaluar la idoneidad de cada medio de reacción, tener en cuenta
su capacidad para transformar los contaminantes a velocidad suficientemente elevada,
mantener una permeabilidad y reactividad adecuadas durante largos períodos de tiempo, y
liberar únicamente compuestos benignos como subproductos.
57
La inmovilización de un contaminante en la barrera puede ocurrir mediante sorción sobre
el medio reactivo o precipitación desde la fase acuosa. El mecanismo más habitual para
compuestos orgánicos, no polares, es la sorción debida al carácter hidrofílico del agua. Por
otro lado, los metales tienden a ser adsorbidos mediante atracción electrostática o reacción
de complejación superficial. El éxito de los materiales sorbentes en barreras reactivas
dependerá principalmente de la fuerza del complejo sorbido y en la capacidad del material
de sorber un contaminante particular. Estos materiales tienen la ventaja de no introducir
sustancias químicas al agua subterránea, pero su desventaja es que la eficacia del material
depende de la geoquímica del agua subterránea (por ejemplo, pH y aniones y cationes
mayoritarios).
Además, los metales pueden ser inmovilizados aumentando el pH o añadiendo iones en
exceso para formar una fase mineral muy insoluble. Así, el proceso de precipitación de
metales es una combinación de un proceso de transformación seguido de un proceso de
inmovilización.
Tanto la sorción como la precipitación son procesos generalmente reversibles, por lo que
pueden requerir la eliminación de los materiales reactivos y productos acumulados,
dependiendo de la estabilidad de los compuestos inmovilizados y la geoquímica del agua
subterránea.
En consecuencia, se pueden definir cuatro tipos de barrera atendiendo a los procesos
físicos, químicos y biológicos que se ven involucrados:
Barrera tipo 1. Precipitación y control de la acidez: calcita y mezclas de calcita con
gravas silíceas o materiales similares que proporcionan una porosidad adecuada.
Barrera tipo 2. Reducción química con control de acidez y precipitación de
sulfuros: calcita, hierro metálico.
Barrera tipo 3. Reducción biológica del sulfato con control de acidez y
precipitación de sulfuros: una fuente de materia orgánica (lodos de depuradora,
compostaje, madera), una fuente de bacterias (lodos de zonas anaerobias de riberas
locales y arroyos) y un agente neutralizador de la acidez que puede ser la caliza.
Barrera tipo 4. Reducción química y biológica del sulfato con control de acidez y
precipitación de sulfuros: la composición de esta barrera es igual a la anterior, pero
se añade hierro metálico para aumentar la capacidad de reducción del sulfato.
58
En todo proyecto de remediación con barreras permeables reactivas es necesario realizar
una caracterización de los procesos fisicoquímicos implicados en la regulación de la acidez
de las aguas, así como en la eliminación de especies metálicas y no metálicas , y las
características hidrodinámicas de estos materiales en procesos en columnas simulando su
utilización en barreras permeables reactivas. La descripción del comportamiento de los
materiales barrera a escala de laboratorio es de vital importancia para el diseño de la
barrera, así como para la predicción del comportamiento de ésta con el tiempo. Para esto se
deben usar potentes códigos de cálculo que describan procesos de transporte reactivo.
En el caso particular del agua subterránea, es imprescindible incorporar en la predicción,
reacciones químicas entre los solutos y el medio subterráneo por el que fluyen.
La transformación del contaminante en un compuesto menos dañino mediante reacciones
irreversibles, por el contrario, no necesariamente requiere la eliminación del medio
reactivo, a no ser que la reactividad disminuya o se obstruya. Un ejemplo de este tipo de
transformación en una barrera reactiva es una reacción rédox irreversible en la que el
contaminante es reducido u oxidado; el medio puede proporcionar directamente electrones
para la reducción o estimular microorganismos indirectamente para mediar en la
transferencia de electrones aportando un aceptor de electrones (por ejemplo, oxígeno) o un
donador de electrones (por ejemplo, una fuente de carbono). Para ser efectiva, la
transferencia de electrones desde el medio reactivo hasta el contaminante debe estar
termodinámicamente favorecida y ser cinéticamente fácil.
En el diseño de una barrera reactiva, se deben considerar varios factores tales como la
velocidad de reacción para una determinada concentración de contaminante por masa de
medio reactivo o área superficial, y la geoquímica e hidrogeología del sistema. Estos
factores afectan el tiempo de residencia del agua contaminada en la barrera necesario para
alcanzar los objetivos de concentración de contaminante. La capacidad de manipular
algunos de estos factores de una manera esencialmente pasiva mantendría la relación
costo-efectividad, a la vez que proporciona una mayor flexibilidad en el diseño y mayor
confianza para alcanzar los objetivos de eliminación de contaminantes.
59
Los principales grupos de contaminantes que se han estudiado para su eliminación
mediante barreras reactivas permeables son los compuestos alifáticos halogenados
(tricloroetileno, tetracloroetileno, tetracloruro de carbono), metales pesados y metaloides
(cromo hexavalente, plomo, molibdeno, arsénico, cadmio) y los radionucleídos.
Tratamiento de las aguas subterráneas contaminadas por el drenaje de aguas ácidas
de la Mina Paredones
Uno de los mayores problemas con los que se encuentra el sector de la minería es la
disposición y tratamiento de los residuos sólidos y efluentes líquidos generados en las
etapas de procesamiento. En muchos casos las instalaciones están abandonadas. El ejemplo
más paradigmático es la minería dedicada al procesamiento de sulfuros donde la adecuada
gestión de las aguas ácidas generadas en los efluentes de procesos es fundamental para
reducir el impacto ambiental de la actividad. Generalmente, las mezclas de residuos sólidos
y líquidos se acumulan en embalses hasta su tratamiento o disposición controlada y,
durante estos períodos, los residuos de sulfuros pueden ser oxidados en el agua de acuerdo
a la siguiente reacción:
Sulfuro metálico + agua + oxígeno → metal soluble + sulfato + H
Por lo tanto, las aguas de estas balsas presentan cantidades variables de iones metálicos +
(Fe, Zn, Pb, Cu) y no metálicos (As(V), As(III)), una elevada acidez (pH entre 1 y 2) y un
contenido alto en sulfatos que hacen que sean denominadas aguas ácidas.
Entre los constituyentes de las aguas ácidas de minas, el arsénico ha sido reconocido como
uno de los contaminantes con mayor impacto en los ecosistemas acuáticos debido a su
persistencia, toxicidad y bioacumulación, así como los efectos toxicológicos asociados.
Falta de regulaciones específicas, se ha usado la misma regulación de 10 g L de límite para
As en agua potable para los procesos de remediación con barreras permeables reactivas.
Si bien en el caso de aguas de escorrentía su canalización, aislamiento y tratamiento es
relativamente asequible, en el caso de las aguas subterráneas, las tecnologías de
remediación mediante bombeo y extracción con tratamiento ex-situ y devolución del agua
60
tratada al acuífero se hacen difícilmente aplicables debido a su elevado costo y, también en
muchos casos, por la imposibilidad de alcanzar los estándares de calidad requeridos en el
agua subterránea. Por ello se ha propuesto la utilización de BRP, reemplazando el material
del acuífero por materiales reactivos. Las aguas subterráneas se mueven a través de la
barrera de tratamiento por el flujo natural, o cuando es necesario bombear, los pozos
pueden estar instalados de manera que el agua contaminante pase a través de la barrera
reactiva.
Características Generales del Suelo donde se colocarán las Pantallas
61
Depósito Fluvial donde se colocarán las pantallas reactivas permeables
Características Litológicas del Depósito Fluvial
A partir del análisis petrográfico se pudo determinar que los porcentajes principales
constituyentes del material de la gravera son: Calizas, Areniscas, Pedernal, Óxidos de
Hierro, Limos.
Gráfico de Barras de los constituyentes del depósito Fluvial
62
Constituyentes del depósito Fluvial
Características Geomecánicas del Depósito Fluvial
En este apartado se hace una estimación de las propiedades mecánicas del suelo de
este depósito fluvial.
Las características resistentes de la roca intacta se resumen en el siguiente cuadro.
Propiedades Geomecánicas del Depósito Fluvial donde se colocará las pantallas
Características de las Pantallas Permeables Reactivas
//
/
63
46,82 m
6 m
5,1m
/
Material de Relleno: Calcita y Caliza Molida de 0,5 pulgadas de grosor.
Procedimiento de Colocación de las Pantallas Permeables Reactivas:
Primero se debe hacer una zanja de 5,1 m de ancho x 46,82 m de longitud x 6 m de
profundidad, seguidamente se colocarán las pantallas en un armazón de alambre
galvanizado para así evitar la rápida oxidación de este material y se procederá a rellenar
este armazón con la calcita y caliza molida hasta que se halla llenado por completo.
/
64
Esquema Final con las Pantallas Reactivas Permeables instaladas que servirán para combatir la acides del
drenaje Acido de la mina Paredones
CAPÍTULO VI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
6.1 CONCLUSIONES
La problemática Ambiental que se atraviesa en la Mina Paredones, es el drenaje
ácido el cual no está siendo controlado y está contaminando al río San Pablo que
está ubicado cerca de las instalaciones abandonadas de la Mina.
La mina Paredones se caracteriza por ser un yacimiento epitermal de baja
Sulfuración en el cual se han obtenido Zn, Pb, Ag, encontrada en una formación de
rocas volcánicas andesíticas conocidas como Volcánico Paredones. Los minerales
presentes son, el cuarzo y la pirita que encuentran en cantidades menores, mientras
que la esfalerita y galena en mayor proporción y diseminaciones de calcopirita
como menas.
Los estudios geoquímicos realizados por el INGEMMET relacionados con la Mina
Paredones nos dicen que hay altos contenidos de antimonio relacionados
directamente a la mina Paredones, y contenidos de arsénico en menos cantidades.
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6.2 RECOMENDACIONES
Se recomienda realizar más estudios en la Mina Paredones debido a la escasa
información, para poder determinar el grado de contaminación que se está
produciendo debido al drenaje ácido.
Tomar consciencia en tratar de conservar el medio Ambiente para todo tipo de
proyectos: Mineros, civiles, entre otros.
Tratar de remediar los impactos que están contaminando los alrededores de la Mina
Paredones.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
TOVAR, J. “El agua subterránea en el medio ambiente minero y su importancia en
los planes de cierre”
TOVAR, J. “Estudio sobre la vulnerabilidad del agua subterránea frente a la
actividad minera y prevención de la generación de aguas ácidas de mina”
ENRÍQUEZ, J. RODRÍGUEZ, O. Y RODRÍGUEZ, R. “Geología de los
Yacimientos Epitermales del tipo baja sulfuración en el corredor estructural San
Pablo – Porculla Norte del Perú”
VILLACORTA, S. LLORENTE, M. LAÍN, L. FIDEL, L. MACHARE, J.
CARLOTTO, V. “Análisis de la Susceptibilidad a los movimientos de ladera en la
cuenca del río Llaminchán (Cajamarca, Perú)
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Jequetepeque”
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