Este documento propone predecir la dispersión del mercurio contaminante en el río Ramis en Puno, Perú mediante un modelo matemático y simulación. Se justifica por estudios previos que muestran la presencia de mercurio procedente de la minería aurífera en la zona. El objetivo es aproximar la acumulación de mercurio en el tiempo desde las fuentes, considerando datos de concentraciones en sedimentos y agua. Se evaluarán modelos matemáticos y variables relevantes para desarrollar un modelo que pueda validarse

1. PREDICCIÓN DE LA DISPERSIÓN DE MERCURIO CONTAMINANTE EN UN RÍO
MEDIANTE MODELAMIENTO Y SIMULACIÓN
Ingeniero Químico de la Universidad Nacional San Antonio de Abad del Cusco, con
maestría en Gerencia de Proyectos en Ingeniería de la UNFV, Docente de la Universidad
Nacional del Callao. Se desempeñó como funcionario de Banco Minero del Perú, en
Plantas en Operación y área de Investigaciones Metalúrgicas, Jefe de Proyectos de Pre
InversiónenelOrganismoRegionaldeSurOriente.
RESUMEN
ABSTRAC
El mercurio contaminante se encuentra en las cadenas tróficas, a partir de sus fuentes de contaminación,
tanto naturales como antropogénica; la propuesta del presente estudio considerala contaminación en el rio
Ramis en la Región Puno, tiene como origen las actividades mineras auríferas que operan en la zona, quienes
descarganelmercurio líquidayvapor,lasqueseencuentranenlossedimentosyelaguadelascuencasdelrio
RamiscuyodestinofinalesellagoTiticaca.
En base a estudios realizados por organismos nacionales e internacionales, sobre los niveles y efectos de
contaminación de lago Titicaca y sus afluentes, se pretende aproximar la acumulación de mercurio en el
tiempo, desde la fuente de contaminación; considerando que las concentraciones de mercurio se han
determinado en sedimentos y en agua de los afluentes, ya que el mercurio se solubiliza en agua bajo
diferentesformasycondicionesapartirdealtasconcentracionesdemercuriometálicoygaseoso.
Para concretizar esta propuesta de investigación, se pueden usar algunos modelos matemáticos dinámicos
aplicados en hidráulica y mecánica de partículas o generar un modelo a partir de datos históricos disponibles,
conusodeunsimuladoradecuado,paraarribaraconclusionessatisfactoriasycoherentes.
The contaminant is mercury in food chains, from pollution sources, both natural and anthropogenic, the
proposal for this study considers the pollution in the river Ramis in Puno region, has its origin in gold mining
activities operating in the area who downloaded the liquid and vapor mercury, which are found in the
sedimentsandwateroftheriverbasinRamiswhosefinaldestinationisLakeTiticaca.
Based on studies conducted by national and international organizations, about the levels and effects of
contamination of Lake Titicaca and its tributaries, is to approximate the accumulation of mercury in time,
from the source of contamination, considering that concentrations of mercury have been determined in
sediments and water of the tributaries, since mercury is dissolved in water under different forms and
conditionsfromhighconcentrationsofmetallicandgasmercury.
For concretizing this research proposal, you can use dynamic mathematical models applied in hydraulic and
particles mechanical or generate a model from available historical data, with use of a suitable simulator, to
arriveatsatisfactoryconclusionsandconsistent.
Policarpo Suero Iquiapasa
polisuero@yahoo.com
CONCLUSIONESYRECOMENDACIONES
1. Las unidades lito-estratigráficas comprometi-
das con la ubicación del tapón son las rocas
pertenecientes al volcánico Julcani, del tipo
pórfidodacítico.
2. De acuerdo al mapeo geomecánico se puede
decirqueeltapónseemplazaríaenunarocadel
tipo pórfido dacítico ubicado entre la
progresiva 3+320-3+332 y una cobertura de
roca de 740 m, con un RMR ajustado de 76, que
equivale a una roca buena de clase II. El índice Q
deBartónesde13.28.
3. En el Túnel Gandolini Nivel 1000 (msnm),
elevación 3,600 (msnm), la calidad del
mencionadoefluenteyloscaudalesrespectivos
están condicionados a los flujos y Calidad de
Efluentes de la Mina, durante las Estaciones
Seca se tiene un flujo de 13.3 (l/s) y un pH de 1.5
y en estación Húmeda se tiene un flujo de agua
de8.9(l/s)yunpHde1.5.
4. La finalidad del proceso de cierre de la mina es
reducir el ingreso de oxígeno con lo que se
consigue impedir la generación de drenaje
ácido de roca (DAR), especialmente en los
sectores con presencia de sulfuros. Se debe
lograr y mantener la estabilidad ambiental a
largoplazo.
5. Los Tapones son estructuras de concreto
monolítico que estarán sometidas a presiones
mayores a 100 Kpa (14.7 lb/pulg2 – Una
Atmosfera) y diseñadas como sellos
permanentes.
6. Se ha diseñado el tapón tomando en cuenta el
método canadiense para tapones tipo tronco-
cónico, método que toma en cuenta las
condiciones estáticas y dinámicas al que estará
sometidoeltapón.
7. El tapón proyectado para el túnel Gandolini
(Nivel 1000) es tipo tronco-cónico (Método
Canadiense), del tipo GaleríaInundada –
Descarga nula, este tipo de tapones trata de
recuperar el nivel freático existente previo a la
apertura de la mina, por los que se inundan las
labores mineras controlando las reacciones de
oxidación al no permitir la presencia de
oxigeno, así mismo controla la migración de los
efluentesdemina.
8. Debido a la escasa experiencia en el país en el
diseño y construcción de tapones, el presente
trabajo pretende ser un aporte técnico para la
mineríadelPerú.
1. (1976) Recent experiences with the
Q-system of tunnel support desingn,
Proceedings of symposium coExploration for
rock Engenie-ring (Balkema, Rotterdam), vol 1,
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2. (1974)
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3. (1976) Rock Mass
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Engineering (Balkema, Rotterdam), vol. 1 pp.
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4. ( 1 9 8 4 ) R o c k
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Balkema,Rotterdam.
5. , (2001) Taponeo de Mina Subterránea
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EstudioGeológicoyGeomecánico.
REFERENCIAS
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Bartón, N., Lien, R., and Lunde, J.
Bienieawsky, Z. T.
B i e n i e a w s k y, Z . T.
Nurivsa
Recibido: Agosto, 2013
Autor:
Luis Gonzales Híjar
luisgonzales@uni.edu.pe
lhijar8@hotmail.com
9594

2. ANTECEDENTES
Carlos Guerrero B. &Bilberto Zavala C., han
realizado estudios sobre la influencia de la
actividad minera en la cuenca del rio Ramis a partir
del año 2005, El estudio reúne información de 5
principales afluentes, 32 muestras de sedimentos y
40 muestras en líquidos, habiendo aproximado los
niveles de concentración de algunos metales
pesadosentreelloseldemercurio.
PELT, Proyecto Especial de Lago Titicaca, ha
realizado el diagnóstico de nivel de contaminación
de los recursos hídricos de Lago Titicaca,
estableciendo los niveles de contaminación de
mercurio en sedimentos desde 6.77 mg/Kg a 259
mg/Kg, asimismo este organismo ha realizado
estudios de la serie histórica de niveles medios
mensuales de agua en el lago durante los años
1914-1991, así como de la serie de precipitación
anual promedio (1960-1990) sobre los sectores
peruanosybolivianosdelaltiplano.
La universidad Nacional del Altiplano de Puno,
conformado por un equipo multidisciplinario,
durante los últimos años ha realizado estudios
sobre los niveles de contaminación de mercurio en
las cuencas del rio Ramis, la influencia en los pastos
naturales y de los diferentes especies de peces de
consumo humano con la contaminación de metil
mercurio(Me-Hg)
Salas Henry, Director y Coordinador del Centro
PanamericanodeIngenieríaSanitariayCienciasdel
Ambiente (CEPIS), afirma que los factores
influyentes sobre grado de complejidad del
modelo dependerán de la calidad y las caracterís-
ticas del agua, disponibilidad de datos históricos
actuales observados disponibles para un adecuado
planteamiento de una estrategia de modelamiento
matemático y simulación. El mismo que ha
realizado modelamiento en estado estacionario de
descargadecontaminantesaunrio.
La Dirección General de Minería del MINEM, tiene
datos aproximados sobre la actividad minera
informal de Madre de Dios y Puno en este último la
mayor concentración se encuentra en la
Rinconada,AmaneaySanAntonio.
JUSTIFICACIÓN
OBJETIVOS
La propuesta de la realización de este trabajo de
investigación, se justifica por que se basa en
investigaciones científicas sobre la presencia de
mercurioenelrioRamis,como:
Word, Kennedy y Rosen (1968) investigaron el
mecanismo de metilación de mercurio, mostrando
que el (CH3)2Hg es el producto primario de la
metilación, a partir del cual se forma el
metilmercurio a un pH 5 a 6.5 a altas concentra-
ciones de mercurio la velocidad de formación de
metilmercurio es más alta en condiciones
anaeróbicas que las aeróbicas, en estas condicio-
nes el mercurio metilado es soluble en agua a bajas
concentraciones y son distribuidos por movimien-
tos convectivos en el agua (Word y Wolf, 1968). Las
tasas más elevadas de metilación en el medio
acuático se observan en la parte superior de los
sedimentosorgánicosdelagua.
El pH del medio acuático y el agua de lluvia
determinan la distribución de las formas metiladas
de mercurio, experiencias de campo indican que al
disminuir el pH aumenta la incorporación de
mercurio en peces e invertebrados, proceso que
también es favorecido por la presencia de materia
orgánica (Watras y cols., 1995; Westcott y Kalff
1996).
En condiciones extremadamente reductoras
aumenta la solubilidad de mercurio en agua a un
pH 9 bajo condiciones reductoras con la formación
deionesHgS22+(Hem1970).
Por lo que, considero un aporte en la solución del
problema existente en las cuencas de este rio,
ademásde servircomoaporteacadémico.
Predecir la dispersión de mercurio contaminante
en un rio mediante un modelo matemático y
simulación.
1. Identificar y caracterizar el mercurio contami-
nante presentes en las fuentes de origen por
actividadminera.
2. Evaluar y seleccionar los modelos matemáticos
compatibles con el desarrollo del presente
trabajodeinvestigación
Objetivo General
Objetivos Específicos
3. Proponer los posibles escenarios que deben ser
consideradosparaelmodelomatemático.
4. Identificar y evaluar los variables más
relevantes que involucren en el desarrollo del
modelo seleccionado, para el uso de una
herramientaadecuado.
5. Validar los resultados obtenidos en la
simulación del modelo planteado con datos
obtenidosinsitu.
Río Ramis, este río nace con el nombre de río
Carabaya en la laguna de la Rinconada, recorre
paralelo a la cordillera de Carabaya con rumbo
noroeste hasta el distrito de Potoni en donde
cambiasucursoconrumboalsur.Recibeelnombre
de río Azángaro desde su confluencia con el río
Ñuñoa y con el río Ayaviri pasa tomar el nombre de
río Ramis, en el distrito de Achaya, desde donde
toma rumbo este y describe una curva hasta su
desembocadura en el lago Titicaca en el distrito
peruano de Taraco. El río Ramis cuenta con una
longitud aproximada de 32 km, una cuenca
hidrográfica de 14 684 km², y un caudal medio
anual de 76 m³/s.Sus aguas se ven incrementadas
por los deshielos de los nevados de Quenamari y
Quelcayo.
ÁREADEESTUDIO
Figura 1. Cuencas Hidrográficas del Lago Titicaca. PELT.
2010
METODOLOGÍA
El universo para la recopilación de datos
estadísticos está señalada en área geográfica de la
investigación, en la selección de modelos
matemáticos debe tener en cuenta su validez
universal, que se contrastable y se adecue a la
naturaleza de este estudio y a los escenarios
propuestas.
Las muestras de concentración de sustancias
contaminantes, disponibles bajo dos periodos
anuales de precipitación pluvial y estiaje
considerando en cada caso el caudal del rio, la
temperatura,endosfasessedimentosylíquidos.
Para el uso de datos de concentración de mercurio,
se debe tener en cuenta la forma físico química en
que se encuentra ésta, tanto en líquidos y
sedimentos del rio, o sea debe estar caracterizado
parausarlosmodelosconvenientes.
La definición de las variables se basara en los
causantes del problema y los efectos que
producen, o sea el derrame de mercurio y la
contaminaciónenelámbitogeográficoseñalado.
Un modelo usado en casos similares (Herrera L y
Tarela P, 2005), en tratamiento de la dispersión de
residuos sólidos y líquidos en minas, usado
posteriormente para la dispersión de cianuro en
residuos sólidos (Valencia K, 2006), debe tenerse
en cuenta como referencia para el caso de este
trabajo.
Figura 2. Esquema del derrame de contaminante al río
Qrio (l)
mrio (l)
Crio (l)
(1)
Qrel
mrel
Crel
R
(2)
Q
m
C Volumen de control
L
Q
m
CLMP
(3)
o
Qrio(1) Flujo volumétrico del río antes del
derrame
mrio(1) Flujomásicodelríoantedelderrame
Crio Concentración de mercurio contaminan-
teenelríoantesdelderrame
Qrel Flujo volumétrico de residuos sólidos
derramadosalrío
mrel Flujo másico de residuos sólidos
derramadoalrío
Crel Concentración del contaminante en
residuos sólidos proveniente de los
lugaresdederrama
Q Flujo volumétrico del río a la entrada y
salidadelsistema
m Flujo másico del río a la entrada y salida
delrío
9796

3. Co Concentración inicial del contaminante
enelríoduranteelderrame
CLMP Concentración del límite máximo
permisible(LMP)alasalidadelsistema
L Longitud recorrida por los contaminan-
tes de los residuos sólidos en el río hasta
quealcanzaunaconcentraciónCLMP
Balancedemateria
(1)
(2)
Qrio (l)
mrio (l)
Crio (l)
(1)
Qrel
mrel
Crel
R
Q
m
C
(2)
o
t=0 t=td
Figura 3. Esquema de derrame puntual de residuos
Contaminantes alrio
Donde:
(1) Elresiduocomienzaacaer alriocuandot=0,
(2) Elrelavedejadecaeralriocuandot=td
td, tiempo de derrame de residuos sólidos con
contaminante
tp, tiempo de dispersión posterior al derrame
derelave
Debido al derrame de residuos al rio, las sustancias
contaminantes se dispersaran aguas abajo desde
un tiempo t=0 hasta t=td+tp, teniendo de dato el
tiempo de derrame td se analiza el perfil que
representará la dispersión de las sustancias
contaminante a lo largo del rio desde el tiempo en
que cesó el derrame, hasta el tiempo total td+tp,
tp comienza con concentración C0 hasta el CLMP,
queserepresentaenlasiguientefigura:
(2)
Q
m
Co
t=td t=t + td p
(3)
Q
m
CLMP
Volumen de Control
Río
L
Figura 3. Esquema de dispersión de las sustancias
contaminantes del relave en el rio
(2) En el tiempo t= td el residuo deja de caer al
rio
(3) En el tiempo t=td+tp las sustancias
contaminanteslleganaconcentraciónLMP
Luego el flujo másico estará dado por la siguiente
relación:
(3)
DoNDE
mET Flujo másico de contaminante en el río
antesdelderrame
mST Flujo másico del contaminante al final de
la dilución de mezclado con el agua del
río, en una longitud z posterior al
derrame.
mDT Flujo másico de contaminante
sedimentado
mPT Flujo másico de contaminante absorbido
porpeces
mVT Flujo másico del contaminante que se
volatiliza
(4)
Bajo ciertas condiciones la ecuación (3) se puede
simplificar en la ecuación (4), además esta última
ecuación se puede reducir a términos
dependientes en función de la concentración
mediaenelvolumendecontroldelsistema.
m = C . V (5)
V = Q . t (6)
C Concentración media de una sustancia
contaminante en cualquier punto del
volumen de control del sistema, expresado
en unidades de masa por unidad de
volumen.
V Volumen de control del sistema del tramo
que recorre el flujo de agua durante la
dispersióndelasustanciacontaminante.
t Tiempo de dispersión de cada sustancia
contaminante previo a la concentración
LMP
(7)
(8)
Simplificando el caudal que se asume constante a
lolargodelvolumendecontrolsetiene:
(9)
(10)
Paraloslímites
(11)
Lasolucióndelaecuación(7)es:
(12)
Generalizando:
(13)
(14)
La solución de esta ecuación comprende el tiempo
de dispersión posterior al derrame de residuos,
comprendido desde el momento que el relave deja
de caer al río hasta que este por sí solo alcance el
límite máximo permisible de concentración CLMP.
El modelo matemático representado en la
ecuación (13) es mixto, discreto, funcional, de
parámetros concentrado (EDO) y predictivo.
(ValenciaKrausS,2006).
La viabilidad de este trabajo de investigación,
dependerá de la correcta aplicación de modelos
adecuados para este tipo de sustancias,
contrastablecondatoshistóricosobtenidos.
Para validar los resultados, debe usarse datos
experimentales confiables, debe contrastarse bajo
losmismosescenariosparasucorrectaaplicación.
Los resultados cuantitativos de la composición de
mercurio en agua líquida y los sedimentos debe
guardar una relación coherente, considerando el
ciclo de transformación que sufre el mercurio en el
fuentequeloorigina(antropogénica).
1. Los modelos seleccionados deben permitir con
facilidad incorporar los datos requeridos, con
algunas limitaciones de tipo estructural, ya que
sebasaenconsideracionesideales.
Además de mercurio, en los residuos sólidos
generados, deben considerarse otras sustan-
ciascomolosmetales.
2. Se debe concluir que la aplicación del modelo
seleccionado es coherente desde el punto de
vista teórico y técnico descrito, ya que los
resultados está dentro de los rangos de
concentración de mercurio en agua líquida y los
sedimentos de los afluentes, contrastables con
losestándaresestablecidosporlaleydeaguasy
otros organismos internacionales como USEPA
yOMS.
RESULTADOSESPERADOS
CONCLUSIONES
9998

4. REFERENCIAS
1.
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Contaminantes en el suelo (II)” Edición de
Mayo.España1998.
2. . “Modelización de Vertidos de
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Ambiental.UniversidaddeAlicante.
España2004.
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Transporte de Sedimentos”. Primer Congreso
Conjunto RSM-SCM-SEIO-SEMA. Valencia
España.2005
4. . “Tratamiento de Residuos
Mineros Líquidos y Sólidos”. Laboratorio de
Ingeniería de Procesos de Descontaminación.
UniversidaddeChile.2005
5. .“Interaccióndemercurio
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Colombia. Departamento de Ingeniería
Química.
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Numérica”. Tesis de Doctorado de la
Universidad de Buenos Aires en Ingeniería
Argentina. 2000.
7. . “Prediccion de la Distancia de
dispersión de las sustancias contaminantes en
un ante un derrame de relave cianurado
mediantemodelamientoysimulación” Tesisde
pregrado.2006.UNAC.LimaPerú.
8. . “Modelación Numérica en
Ingeniería Hidráulica y Ambiental”. UNMSM.
2005
Alonso J, García O. y Zubizarreta J.
Boluda, Nuria
Castro M, Fernández E y otros
Herrera Leandro
JiménezA.y EliecerJ
Tarela Pablo
Valencia Kraus S
Yzocupe Víctor
APLICACIÓN DE ETIQUETAS PARA LA EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL MUNDO
Y SITUACIÓN ACTUAL EN EL PERÚ
Ingeniero Mecánico Electricista y Civil; estudios de maestría en Gerencia Proyectos de
Ingeniería y candidato a doctorado en Ingeniería Ambiental, especialista en
instalaciones electromecánicas en edificaciones hospitalarias, docente universitario e
ingenieroconsultordelaempresaR&SIngenierosS.A.C.
RESUMEN
ABSTRACT
El crecimiento de la demanda energética las políticas energéticas en numerosos países del mundo han
integrado desde hace ya más de dos décadas el concepto del uso eficiente de la energía el cual agrega,
fundamentalmente, el trabajo sobre el lado de la demanda. Este enfoque, posee la enorme ventaja de que en
todos los sectores, en general, mejorar la eficiencia energética antes que aumentar la oferta de energía es la
estrategia más razonable en términos económicos y ambientales (Price, L., L. Michaelis, E. Worrell, and M.
Kchrushch 1998).La eficiencia energética es la obtención de los mismos bienes y servicios energéticos, pero
con mucha menos energía, con la misma o mayor calidad de vida, con menos contaminación, a un precio
inferioralactual,alargandolavidadelosrecursosyconmenosconflicto(AEDENATetal.1998).
Dentro de las numerosas herramientas utilizadas para obtener este resultado las Etiquetas de Eficiencia
Energética que tienen carácter informativo y van adheridas a los productos que proporcionan datos a los
consumidoresparaquepuedanadquirirestosproductosconlainformaciónadecuadadesdeelpuntodevista
energético(LeyNº27345-2000);seencuentranentreloselementosfundamentalesdeestaspolíticas(Wiel,S.
and J.McMahon, 2001). En particular, en este trabajo, se hace una síntesis de las características de los
sistemas empleados en el mundo puntualizando en particular la del sistema que se está implementando en
nuestropaís;asícomo,tambiénserealizaunadescripcióndelasituaciónactualenlaqueseencuentraelPerú
enestetema(LUYO,J.E.2009).
Theenergydemandgrowthenergypoliciesinmanycountriesoftheworldhavebuiltforovertwodecadesthe
concept of using energy efficient which adds mainly work on the demand side. This approach has the great
advantage that, in all sectors, in general, improve energy efficiency rather than increasing energy supply is
more reasonable strategy in economic and environmental terms (Price, L., L. Michaelis, E. Worrell, and M.
Kchrushch 1998). energy efficiency is to obtain the same energy goods and services, but with much less
energy, with the same or better quality of life, with less pollution, a price below the current lengthening life
withfewerresourcesandconflict(AEDENATetal.1998).
Among the many tools used to obtain this result the Energy-Efficiency Labels that are informative and are
attached to products that provide data to consumers so they can buy these products with the right
information from the point of view of energy (Law No. 27345-2000), are among the fundamental elements of
these policies (Wiel, S. and J.McMahon, 2001). In particular, in this paper, a synthesis of the characteristics of
the systems used in the world particularly pointing system being implemented in our country and also a
descriptionofthecurrentsituationinwhichPeruislocatedinthisarea(LUYO,JE2009).
Jorge Luis Suca MezaRecibido: Agosto, 2013
Autor:
Policarpo Suero Iquiapasa
polisuero@yahoo.com
101100