Este documento introduce los conceptos básicos de la minería y los tipos de impactos ambientales asociados, como la contaminación del agua y la destrucción del paisaje. Explica métodos para diagnosticar e identificar rocas que puedan formar ácido, como pruebas geoquímicas estáticas y cinéticas. Finalmente, presenta opciones para la prevención, mitigación y monitoreo de impactos, incluyendo el tratamiento de aguas, redes de monitoreo y la participación comunitaria.
3. o ¿Qué es la minería?
o Conceptos básicos
Tajo
Relaves
Presa/Represa/Dique/Tranque
de relaves
Botadero/Pila de
escombros/Pila de roca
Fases de minería
o Tipos de minería
Técnica de explotación
Magnitud
Objetivo
DEFINICIÓN, CONCEPTOS
BÁSICOS Y TIPOS DE
MINERÍA
Mina de oro Super Pit,Australia
4. o Proceso de extracción,
concentración y separación
de rocas y minerales para uso
posterior en actividades
económicas
DEFINICIÓN
5. CONCEPTOS BÁSICOS
Tajo: Depresión topográfica artificial
producto de la excavación y transporte de
material rocoso.
Relaves: Residuos líquidos y sólidos (variable)
producto de la separación de la mena de
sulfuros mediante flotación.
Presa/Represa/Dique/Tranque de relaves:
Barrera construida para contener dichos
residuos. Suelen estar constituidas por
material rocoso de bajo interés económico.
Botadero/Depósito de “estériles”:
Acumulación de fragmentos de roca de bajo
interés económico, dispuesto generalmente
en pilas, rellenando valles o sobre laderas.
Fases de minería: Etapas de un proyecto
minero: Exploración, Extracción, Beneficio,
Cierre, Poscierre.
6. TIPOS DE MINERÍA
o Técnica de extracción
A cielo abierto
Subterráneo
Aluvial (Placer)
o Magnitud
Pequeña escala (subsistencia)
Mediana escala
Gran escala (megaminería)
o Objetivo
Metales (Au, Ag, Pt, Fe, Cu, Pb, Zn,
Sn, Mn)
Carbón
Mina de lignito enVisonta, Hungría
7. Tranque de relaves LasTórtolas
Fuente:André Bonacin
Mina de cobreChuquicamata, Chile
12. Calidad de agua:
o Drenaje de Mina (Ácido o Básico)
o Lixiviación de metales
o Liberación de amoniaco y
nitratos
Destrucción del paisaje:
o Tajos
o Relaves húmedos y secos
o Botaderos
o Presas de aguas de contacto
IMPACTOS AMBIENTALES
13. Calidad de agua
o Extracción y fragmentación de
rocas
o Intemperismo (agua, aire) y
oxidación
o Cambios en el pH de las aguas
subterráneas y superficiales
o Solubilización de minerales con
elementos potencialmente tóxicos
y liberación de nitrato y amoniaco
14. o Ácido
Interacción con rocas ricas en sulfuros de
hierro
Drenaje de mina
𝐹𝑒𝑆2 𝑠 +
15
4
𝑂2 +
7
2
𝐻2 𝑂 → 4𝐻+
+ 2𝑆𝑂4
−
+ 𝐹𝑒 𝑂𝐻 3(𝑠)
H2O
𝐶𝑎𝐶𝑂3 + 𝐻+
→ 𝐶𝑎2+
+ 𝐻𝐶𝑂3
−
Pirita + Oxígeno + Agua → Ácido + Sulfato + Hidróxido
férrico
Carbonato de calcio + Ácido → Calcio + bicarbonato
Mina Eagle (Zn,Au,Ag) en Colorado, EE.UU.
15. Disolución de metales
o As, Cd, Cu, Pb, Zn, Hg, Mn,V
o En general, concentraciones de
metales son mayores en aguas
ácidas. Algunos en neutrals y
básicas.
o Concentraciones de metales
dependen de:
pH
Estado redox del agua
Drenaje ácido en el RíoTinto, España
16. Drenaje ácido de mina
Bacterias quimiolitótrofas
o Catalizadores biológicos
o Ubicuos
Género Thiobacillus
o T. ferrooxidans yT. thiooxidans:
Oxida Fe y S → Produce Fe(OH)3 y H2SO4
19. Amoniaco y nitratos
o Uso de ANFO en voladuras (Nitrato de amonio – Fuel Oil)
o Contaminación de aguas subterráneas. Soluble en agua
o Eutrofización aguas superficiales (nitrato)
o Reducción capacidad transporte de oxígeno (blue baby syndrome)
o Alta movilidad
o Amoniaco (tóxico para peces) y combustibles → inhalación, ingesta, etc.
20. Destrucción del paisaje
o Remoción de cobertura vegetal
o Remoción de suelos
o Extracción de rocas de mena y
roca estéril usando explosivos para
formar tajos
o Transporte y relocación con
maquinaria (cobertura y relleno de
valles con pilas de desechos y de
lixiviación, embalses. Fuentes de
contaminantes a largo plazo)
Mina de Cobre. Poieni, Rumania
Minas de carbón, Kentucky, EE.UU.
22. CARACTERIZACIÓN
GEOQUÍMICA
Laboratorio USGS, Boulder CO
AIDA (2018)
o Establecer unidades para
pruebas geoquímicas y número
de muestras
o Determinación de metales
totales
o Mineralogía
o Pruebas estáticas (ABA, NAP,
pruebas de lixiviación de
corto periodo)
o Pruebas cinéticas (celdas de
humedad, pruebas a escala
de campo)
23. Pruebas estáticas
o Conteo ácido-base (ABA)
o Objetivo: Caracterizar e
identificar rocas que puedan
formar ácido.
o Producción Neta de Ácido
(NAP)
o Adición de químicos para oxidar
completamente sulfuros y
medir pH
24. Conteo ácido-base (ABA)
Medición y comparación entre:
o AP y NP
para una muestra
AP: Máximo Potencial de Producción de
Ácido
NP: Máximo Potencial de Neutralización
NP:AP Probabilidad generación de
ácido
> 3:1 Baja
3:1 – 1:1 Zona de incertidumbre
<1 Alta
Laboratorio USGS, Boulder CO
AIDA (2018)
25. Objetivo: Determinar si muestras con
incertidumbre en ABA producirán ácido
y tienen potencial de lixiviar
contaminantes a largo plazo.
Aproximarse mejor a condiciones de
explotación. Más variables. Mayor
complejidad.
o Celdas de humedad
o Pruebas a escala de campo
Pruebas cinéticas
Laboratorio USGS, Boulder CO
AIDA (2018)
26. Celdas de humedad
1. Introducción de material rocoso en envase
plástico cilíndrico (perforación
exploratoria)
2. Exposición a aire seco y húmedo (3d + 3d)
3. Lavado de muestra con agua destilada
(día 7)
4. Análisis de agua (tasa de oxidación y
producción de sulfato, liberación de
metales, etc.)
Recomendación de duración: 1 año o más
Pruebas cinéticas
27. Pruebas a escala de campo
1. Grandes volumenes de muestra dispuestos
en el lugar del Proyecto (Pilas de roca sobre
material impermeable o en contenedores)
2. Registro de variables climáticas y exposición
a factores como lluvia, nieve, etc.
3. Análisis de alícuota de solución generada
Larga duración. 1 año o más.
Altos costos de construcción
Pruebas cinéticas
Depósito de relaves. Poopó, Bolivia
29. o Medidas de prevención
o Medidas de mitigación
o Tratamientos
PREVENCIÓN, MITIGACIÓN
Y TRATAMIENTO
Laboratorio USGS, Boulder CO
AIDA (2018)Sitio de exploración minera. Santander,Colombia
30. Separación de sulfuros
o Proceso de flotación
En general no se remueve la
pirita (fuente más importante
de ácido)
Medidas de prevención
o Requiere confirmación de azufre total e
información mineralógica (en lo posible)
DRX
SEM
Petrografía
31. Medidas de prevención
Construcción de drenajes
o Cunetas para conducción de aguas de contacto
o Controles de escorrentía
o Relativamente baratas
o Minimizar riesgo de superación de
embalses de aguas de contacto
(eventos extremos)
o Exposición a elementos y
colmatación por escombros
Depósito de relaves. Poopó, Brasil
32. Revestimientos
Geotextiles
o Materiales (arcilla, sintéticos) para
minimizar transporte de lixiviados a
agua subterránea o superficial
o Tasa de efectividad depende calidad
de material e instalación y
condiciones locales
Medidas de mitigación
Concreto lanzado
o Humedad
o Composición y preparación precisas
para evitar afectaciones (ácidos)
o Interior de túneles y paredes de tajos
33. o Costos de construcción muy altos
o Costos de tratamiento potencialmente altos (grandes
volúmenes)
o Operación indefinida si hay formación de drenaje ácido
o Alto consumo de energía (tratamiento activo)
o Tipo de tratamiento: Depende de identificación de
contaminantes. Adición de cal (pH ↑)
Tratamiento de aguas de mina
34. Bombeo y tratamiento (Pump-and-treat)
o Plumas identificadas
o Limita extension pero usualmente no elimina
Tratamiento de aguas de mina
Sulfato
Metales
Agua
tratada
Pozo de inyecciónPozo de bombeo
Planta de tratamiento
Pluma de contaminación
Zona
permeable
Lecho de roca
36. o Parámetros y sustancias de
interés
o Aguas subterráneas
Redes de pozos de monitoreo
o Aguas superficiales
Estaciones automáticas y
monitoreo manual
o Monitoreo comunitario
SEGUIMIENTO
DE PARÁMETROS
37. PARÁMETROS Y
SUSTANCIAS DE INTERÉS
o Parámetros generals (campo):
• pH, conductividad eléctrica,
alcalinidad, acidez, Sólidos
DisueltosTotales
o Sustancias:
• Metales y metaloides:Al, As,
Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, Pb,
Zn
• No metales: Cianuro, F,
amoniaco (NH3), nitrato (NO3
-),
sulfato (SO4
2-)
38. Aguas subterráneas
o Redes de pozos de monitoreo
Parámetros de calidad de agua
Concentración metales
Sulfato
Nitrato
Nivel
Dirección de flujo
o Muestreos y análisis de laboratorio
39. Aguas superficiales
o Monitoreo manual
Requiere personal en campo
Resolución espacial y temporal
variable
o Estaciones automáticas
Requiere calibración y
mantenimiento periódico
Variabilidad de resultados
asociada a técnicas analíticas
Potencialmente costosas
Monitoreo de parámetros fisicoquímicos.Tolima,Colombia
40. Monitoreo comunitario
o Resultados independientes (contraste de resultados oficiales)
o Facilita toma de decisions por parte de las comunidades
o Requiere capacitación y compra de instrumentos
o Permite medir parámetros diversos (costo variable)
o Medición de parámetros de campo
o Metodologías diversas (bio, hidro)
42. o Todos los tipos de minería tienen impactos
ambientales
o Algunos impactos (como DAM) son:
Irreversibles
Difícilmente mitigables
No remediables 100%
o Existen diversos métodos de caracterización
geoquímica, mitigación y monitoreo
o Información completa y de alta calidad como
base de diagnósticos y pronósticos
responsables con cierta incertidumbre
o Monitoreo comunitario como estrategia de
control y vigilancia de impactos en procesos
extractivos
43. BIBLIOGRAFÍA
• CONEVyT (2008) Escala de concentraciones pH [en línea], disponible en:
http://www.conevyt.org.mx/actividades/acidos/EscalapH.htm, recuperado: 04.04.2018
• Defence R&D Canada - Valcartier (2010) Assessment of ANFO on the environment. Technical
Investigation 09-01 [en línea], disponible en:
http://66.212.167.146/MelancthonMegaQuarry/pdfs/Assessment_ANFO_Environment-Jan-
2010.pdf, recuperado: 19.03.2018
• Hsin-Hsiung, Huang (2015) The Eh-pH diagram and its advances [en línea], disponible en:
http://www.mdpi.com/2075-4701/6/1/23, recuperado: 18.03.2018
• International Atomic Energy Agency (2013) Management of NORM Residues [en línea], disponible
en: https://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/TE-1712_web.pdf, recuperado: 19.03.2018
• National Pollutant Discharge Elimination System (NPDES) (2018) About NPDES [en línea],
disponible en: https://www.epa.gov/npdes/about-npdes
• U.S. Environmental Protection Agency (1994) Technical Document. Acid Mine Drainage Prediction
[en línea], disponible en: https://www.epa.gov/sites/production/files/2015-
09/documents/amd.pdf, recuperado: 15.03.2018
• Tuttle, Michele L.W., Briggs, Paul H., Berry, Cyrus, J. (2003) A Method to Separate Phases of Sulphur
in Mine-Waste piles and Natural Alteration Zones, and to Use Sulphur Isotopic Compositions to
Investigate Release of Metals and Acidity to the Environment [en línea], disponible en:
http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.529.550&rep=rep1&type=pdf,
recuperado: 18.03.2018
Geólogo Universidad Nacional
Máster en Políticas Públicas con énfasis en Geogobernanza UniPotsdam
Asesor científico del programa de Agua Dulce de la Asociación Interamericana para la Defensa del Ambiente
ONG con presencia en varios países de LatAm y EE.UU. que usa el derecho y la ciencia para defender comunidades y ecosistemas.