Alternativas para descontaminar la bahía de Chañaral

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA METROPOLITANA
FACULTAD DE INGENIERIA
Alternativas de solución
para la descontaminación
de la bahía de Chañaral
Técnicas y Procesos de Conservación
Autores: Ramiro Coa Gutierrez
Eduardo Silva Escalante
Profesor: María Carolina Parodi Dávila

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INDICE DE TEMAS
1. RESUMEN EJECUTIVO...............................................................................4
2. INTRODUCCIÓN ...........................................................................................5
3. OBJETIVOS ...................................................................................................6
3.1. OBJETIVO GENERAL.................................................................................................6
3.2. OBJETIVO ESPECÍFICOS...........................................................................................6
4. ANTECEDENTES..........................................................................................7
4.1. REGIÓN DE ATACAMA ..............................................................................................7
4.1.1. Caracterización de la zona ...........................................................................8
4.1.1.1. Clima ............................................................................................................8
4.1.1.2. Vegetación...................................................................................................9
4.2. CHAÑARAL..............................................................................................................10
4.2.1. Economía Chañaral .....................................................................................10
5. LEY Y MARCO REGULATORIO..............................................................11
5.1. HISTORIA DEL MARCO REGULATORIO A LA MINERÍA...............................................11
5.2. MARCO REGULATORIO VIGENTE ............................................................................12
6. ANTECEDENTES DE LA PROBLEMÁTICA .........................................12
6.1. EL ORIGEN DE LA CONTAMINACIÓN EN CHAÑARAL................................................12
6.2. RIO EL SALADO......................................................................................................13
7. CONTAMINACIÓN AMBIENTAL Y LA POBLACIÓN ..........................14
8. SALUD DE LA POBLACIÓN DE CHAÑARAL......................................14
9. MINERÍA EN CHAÑARAL .........................................................................15
9.1. DESCRIPCIÓN DE LOS RELAVES MINEROS EN CHAÑARAL.....................................17
9.2. EFECTO DE LOS PRINCIPALES METALES PESADOS EN LA BAHÍA DE CHAÑARAL....18
9.2.1. Efectos ambientales del Cobre ..................................................................18
9.2.2. Efectos ambientales del Zinc .....................................................................19
9.2.3. Efectos ambientales del molibdeno ..........................................................20
9.2.4. Efectos ambientales del Arsénico .............................................................20
10. CARACTERIZACIÓN DE LOS PASIVOS AMBIENTALES.................22
10.1. RIESGO ASOCIADO A CONTAMINACIÓN AMBIENTAL ...............................................23
10.1.1. Contaminación por Metales Pesados .......................................................23
10.2. PAM: SITUACIÓN DE CHILE...................................................................................26
10.2.1. Catastro de depósitos de relaves en Chile en la actualidad.................26

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11. ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN PARA LA DESCONTAMINACIÓN
DE LA PLAYA DE CHAÑARAL Y SUS IMPACTOS EN EL MEDIOAMBIENTE..28
11.1. TECNOLOGÍAS PARA EL TRATAMIENTO DE SUELOS CONTAMINADOS CON METALES
28
11.1.1. Antecedentes................................................................................................28
12. DESCRIPCIÓN DE LAS TECNOLOGÍAS DE REMEDIACIÓN DE
SUELOS 29
12.1. PROPUESTAS DE ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN PARA LA DESCONTAMINACIÓN DE
LA PLAYA DE CHAÑARAL....................................................................................................33
12.1.1. Contención/Aislamiento y Confinamiento ................................................33
12.1.1.1. Contención/Aislamiento.........................................................................33
12.1.2. Confinamiento...............................................................................................34
12.1.3. Tecnologías de remediación ambiental....................................................34
12.1.3.1. Tratamientos biológicos ........................................................................34
12.1.4. Biorremediación microbiana.......................................................................34
12.1.5. Fitorremediación...........................................................................................35
12.2. TRATAMIENTOS FISICOQUÍMICOS...........................................................................36
12.2.1. Lavado del suelo ..........................................................................................37
12.2.1.1. ¿Qué es el lavado del suelo? ...............................................................37
12.2.1.2. ¿En qué casos convendría usar la técnica de lavado del suelo? ..38
12.2.1.3. ¿Dará resultado el lavado del suelo en cualquier lugar?.................39
12.2.2. Solidificación/estabilización (S/E)..............................................................40
12.2.2.1. ¿Cómo funciona? ...................................................................................41
12.2.2.2. ¿Por qué usar la solidificación/estabilización? ..................................42
12.2.3. Electrorremediación.....................................................................................42
12.2.3.1. Descripción del proceso ........................................................................42
12.2.3.2. Ventajas y limitaciones..........................................................................44
13. TECNOLOGÍA DE REMEDIACIÓN PROPUESTA: LAVADO DE
SUELOS 45
13.1. DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO......................................................................45
13.2. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO.................................................................................45
13.3. EFICIENCIA DEL PROCESO......................................................................................46
13.4. TIEMPO Y COSTOS DE LA REMEDIACIÓN ................................................................48
13.5. PROCESO FÍSICO EN EL LAVADO DE SUELOS.........................................................49
13.6. CARACTERIZACIÓN DE LOS FLUIDOS, FUNDAMENTOS TERMODINÁMICOS Y
FISICOQUÍMICOS APLICADOS EN EL PROCESO PROPUESTO .............................................50
13.6.1. Surfactantes..................................................................................................50
13.6.2. Clasificación de surfactantes .....................................................................51
13.6.2.1. Surfactantes aniónicos ..........................................................................51

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13.6.2.2. Surfactantes catiónicos .........................................................................51
13.6.2.3. Surfactantes anfóteros ..........................................................................52
14. DETALLE Y ESPECIFICACIONES DE OPERACIONES, EQUIPOS,
INSTRUMENTOS, ACCESORIOS, ENTRE OTROS, UTILIZADAS EN EL
PROCESO 52
14.1. PROCESO DE EXCAVACIÓN DE SUELO ...................................................................52
14.2. PROCESO DE MEZCLADO PARA EL MÉTODO DE LAVADO DE SUELOS ....................54
14.2.1. Tanque de agitación ....................................................................................54
14.2.2. Transferencia de calor en tanques agitados ...........................................55
14.2.3. Recipientes enchaquetados con agitación mecánica ............................55
14.2.4. Serpentines de tubos...................................................................................56
14.2.5. Deflectores ....................................................................................................57
14.2.6. Impulsores.....................................................................................................60
14.2.7. Impulsores de tipo Axial..............................................................................64
14.2.8. Impulsores de Tipo Radial..........................................................................65
14.3. PROCESO DE TRATAMIENTO DE AGUA...................................................................66
14.3.1. Agua de proceso ..........................................................................................67
14.3.2. Agua de depresión del nivel freático.........................................................67
14.4. SISTEMA MÓVIL ......................................................................................................67
15. ANÁLISIS AMBIENTALES DEL PROCESO PROPUESTO Y
MANEJO DE RESIDUOS.................................................................................................68
16. CONCLUSIÓN .............................................................................................71
17. BIBLIOGRAFÍA ...........................................................................................73

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1. RESUMEN EJECUTIVO
Desde la Colonia, la minería se constituyó en una actividad productiva de
importancia en Chile. Durante el siglo XIX, cobró gran dinamismo y se transformó
en la principal actividad económica a nivel nacional, así la producción minera y
expansión industrial se integraron en un solo referente. Sin embargo, con la
importancia económica que adquirió este sector, la minería se fue transformando
en una de las actividades productivas más invasivas ambientalmente, causando
un fuerte impacto ambiental en las zonas donde se desarrollaba.
Hoy vemos el resultado de la poca conciencia ambiental que hubo en tiempos
pasados, los que aún se manifiestan en casos tales como la brutal contaminación
que se observa en la bahía de Chañaral, zona que fue una de las zonas costaras
más diversas en Chile. La contaminación de la gran minería sumada a los últimos
acontecimientos de aludes en la zona, hace que Chañaral, especialmente su
bahía sea calificada como un gran desastre ambiental, con más de 7.000.000 m3
de suelo contaminado.
En este sentido, se exponen diferentes tipos de remediación, siendo una de las
más factibles y viables la de remediación vía lavado de suelos, la cual a pesar de
su costo (cerca de $1.500.000.000 dólares), disminuye al mínimo la cantidad de
desechos, reduciendo considerablemente la cantidad de tierra contaminada, lo
cual aportaría no solo ambientalmente, sino que también socialmente, mejorando
la calidad de vida de la población.
El lavado del suelo se puede usar por sí solo, pero a menudo se usa combinado
con otras técnicas de tratamiento. El uso principal del lavado del suelo tal vez sea
como técnica para reducir el volumen, concentrando los contaminantes en una
masa relativamente pequeña de material. Cuanto mayor sea el porcentaje de
arena gruesa y grava en el material que deba tratarse (como el caso de la bahía
de Chañaral), más eficaz será el lavado del suelo en función del costo.

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2. INTRODUCCIÓN
Un caso emblemático de la irresponsabilidad de la minería en el impacto sobre el
medio ambiente es el caso de la bahía de Chañaral, la cual acumulo por décadas
una cantidad peligrosa de contaminación producida por la función de la gran
minería, la cual impunemente vertió sus desechos tóxicos al rio salado,
desembocando finalmente en la bahía de Chañaral, produciendo el desastre
ambiental, el cual abordaremos proponiendo alternativas de solución para la
descontaminación de la bahía de Chañaral.
Para afrontar la problemática ambiental observada en Chañaral abordaremos
diferentes métodos de remediación tales como tratamientos biológicos,
tratamientos físico-químicos o tratamientos términos, viendo su viabilidad técnica,
como también ambiental, de modo de ver sus procesos y equipos de modo de
intentar dar solución a la contaminación presente en el lugar y de esta forma
aportar a la descontaminación de la zona.

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3. OBJETIVOS
3.1. Objetivo General
1. Proponer Alternativas de solución para la descontaminación de la
playa de Chañaral y sus impactos en el medioambiente.
3.2. Objetivo específicos
1. Analizar la viabilidad técnica y ambiental de la solución propuesta
para la descontaminación de la playa de Chañaral.
2. Analizar los impactos ambientales de la solución propuesta.
3. Analizar los procesos y equipos de transferencia de calor
involucrados en el proceso.

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4. ANTECEDENTES
4.1. Región de Atacama
La región de Atacama (III) se conformada por tres provincias y nueve comunas,
encabezadas por la ciudad de Copiapó (capital regional) Chañaral y Huasco.
Posee una superficie de 75.452 kilómetros cuadrados; limita al norte con la región
de Antofagasta y al sur con la región de Coquimbo. Sus características naturales
permiten definirla dentro del territorio nacional como una región transicional,
puesto que las unidades de relieve básicas presentadas en las regiones del norte
aquí comienzan a variar. Su clima y las condiciones hidrográficas permiten que la
vegetación sea más abundante que las dos primeras regiones. Para el año 1992,
según el censo, la población alcanzó a 230.873 habitantes, para el año 2002 el
censo arrojo una población de 254.336 habitantes.
Dentro de las múltiples actividades que presenta la región, destacan con gran
importancia dos rubros en particular: la minería y la agricultura. La primera se
transforma en la base de la economía regional, asociada principalmente al mineral
de hierro, el cual permite la existencia de abundantes explotaciones de pequeño
tamaño, cuya producción es posteriormente vendida a ENAMI1. Además de lo
señalado, existen otros tipos de metales preciosos que tienen una participación
menor, principalmente oro y plata. Respecto de la agricultura, a partir de fines de
la década de los ochenta aumentó la producción agrícola, principalmente enfocada
hacia el rubro de la agro exportación.
1 Enami: Empresa nacional deminería.

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4.1.1. Caracterización de la zona
4.1.1.1. Clima
La región de Atacama se caracteriza por un clima semiárido y por la presencia de
desiertos. Debido al aumento paulatino hacia el sur de las precipitaciones
invernales de Copiapó, hacia el límite norte regional el clima es muy árido, similar
al de la Segunda Región. Al sur de la ciudad de Copiapó el clima se transforma en
desierto marginal para paulatinamente dar paso al clima de estepa cálido. Se
destacan en la región cuatro subclimas.
 Clima desértico litoral: se localiza a lo largo de toda la franja costera de la
región, penetrando al interior de los valles de Copiapó y Huasco. Las
principales características de este clima son la abundante nubosidad matinal,
las precipitaciones aumentan hacia el sur alcanzando 18 mm anual y las
temperaturas anuales son de 16,1°C con la humedad relativa de 74%.
 Clima desértico de interior: se localiza en la franja intermedia especialmente
en los relieves de las pampas, el límite sur de este clima es el río Copiapó y
sus principales características son las elevadas temperaturas durante el día,
ausencia de nubosidad y precipitaciones.
 Clima desértico marginal: se extiende desde el sur del valle de Copiapó
hasta el límite meridional de la región. Este clima se caracteriza por presentar
una mayor cantidad de precipitaciones anuales, aumentando hacia el sur. La
temperatura media anual corresponde a 15° C y la humedad tiende a
desaparecer en la medida que penetra hacia el interior de los valles y cordones
de cerros transversales. Las condiciones desérticas son más atenuadas,
debido al aumento de las precipitaciones caracterizando a esta zona como un
semi desierto.
 Clima desértico marginal de altura: se localiza en la zona andina por sobre
los 2.000 metros de altitud. Las precipitaciones son más abundantes, sobre los
250 mm anuales, y en las cumbres más altas predominan las precipitaciones
sólidas. La presencia de nieve en esta región permite el desarrollo de ríos de

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régimen de alimentación pluvionival, con cursos permanentes durante todo el
año y de carácter exorreicos. Las temperaturas son bajas y la amplitud térmica
entre el día y la noche es acentuada.
4.1.1.2. Vegetación
Esta región se caracteriza por tener una mayor vegetación que otras zonas semi
áridas, debido a que presenta una mayor cantidad de lluvias en los meses de
invierno.
Imagen 1: Desierto florido, expresión biogeográfica más característica de la
región.
En la costa norte se caracteriza por la existencia de especies adaptadas a
condiciones semideserticas, como algunas cactáceas, arbustos y abundantes
hierbas. Hacia el sur las características vegetacionales corresponden al paisaje de
matorral costero de arbustos.
El principal atractivo de vegetación de la Región de Atacama lo constituye el
desierto florido, mostrado en la imagen 1, al sur de Copiapó el cual se transforma
en un campo florido durante la primavera.

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4.2. Chañaral
La comuna de Chañaral fue fundada el día 26 de Octubre de 1833. Ubicada a 196
Kms. de Copiapó, Chañaral es la Capital de la provincia del mismo nombre, se
ubica en torno a la Ruta 5 Norte, a 969 kilómetros al norte de Santiago en un
paraje costero de gran belleza.
Esta comuna se fundó como resultado de la instalación de faenas mineras en la
zona, realizadas por Don Diego de Almeyda de Aracena y godoy, por lo cual este
puerto fue el primero en el país en realizar exportaciones de minerales al
extranjero.
Su población, según el Censo del año 2012 es de 12.570 Habitantes, esta
población se subdivide en 6.566 hombres y 6.004 mujeres los que se concentran
en un alto porcentaje en la zona urbana.
4.2.1. Economía Chañaral
La Economía comunal se sustenta en tres pilares:
 Sector minero: La actividad minera cuprífera ha sido la base de la fundación de
la ciudad y también es parte importante de la actividad económica actual.
Principalmente se concentra en la extracción de cobre, existiendo diversos
yacimientos de diversas calidades.
 La actividad minera se presenta en la comuna y alrededores en sus tres
estratos, por un lado está la Pequeña Minería, representada por una cantidad
importante de pequeños mineros o pirquineros, que hacen sus faenas de forma
particular. La mediana Minería, está representada por las faenas de la
Empresa Minera manto Verde y finalmente, la Gran Minería
 Pesca: El sector pesquero es una actividad que no ha alcanzado su máximo
desarrollo. La actividad se centra en la recolección de costa, realizada por

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buzos ya sindicalizados y de pesca que luego se comercializa directamente en
la Caleta, especialmente habilitada para esta función. Es posible disfrutar así
mismo, en la Caleta de pescados y mariscos como dorados, jureles, merluzas,
almejas, locos, choritos y otros productos de recolección costera como
cochayuyo y luche.
 Servicios: Chañaral se presenta como una ciudad estratégica en relación a su
paso obligado en el tránsito de sur a norte y visceversa. Por ello las actividades
relacionadas a servicios en la ruta norte está especialmente desarrollada.
5. LEY Y MARCO REGULATORIO
5.1. Historia del marco regulatorio a la minería
En general, la legislación relacionada con la disposición de los residuos mineros
comienza en 1916 con la Ley N°3.133, del Ministerio de OO.PP., sobre
neutralización de los residuos provenientes de establecimientos industriales, la
cual ha sido recientemente derogada por la Ley N°19.821.
En 1931 se dictó el Código Sanitario y en 1948 la Ley de Protección a la
Agricultura, donde el control de residuos mineros se centra en la prohibición de su
vertimiento en cauces naturales.
Posteriormente, en 1970 se promulga el Decreto Supremo N°86 del Ministerio de
Minería, que norma la disposición de residuos de la minería a través de depósitos
o tranques de relave. Su objetivo es velar porque cada depósito de relave
construido en Chile tenga una calidad estructural adecuada para garantizar la
seguridad de la población que se emplaza en zonas aledañas. Sin embargo, no
contiene aspectos específicos relativos al manejo ambiental de estos residuos y
no considera el concepto de seguridad ambiental.

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El Decreto Nº86 establece las condiciones para la disposición y almacenamiento
de los relaves sólidos en una estructura estable y disponer los relaves líquidos “en
condiciones seguras respecto a eventuales rebalses u otras perturbaciones”. La
dictación en 1970 del Decreto Supremo N°86/70 del Ministerio de Minería, sobre
construcción y operación de los depósitos de relaves, vino por la muerte de 200
personas en Valparaiso tras la falla del Tranque el Cobre en 1965.
5.2. Marco regulatorio vigente
El marco regulatorio actualmente vigente, establecido por la Ley 19.300 de Bases
Generales del Medio Ambiente desde 1994, no definió instrumentos de gestión
específicos para la actividad minera, sino que estableció a través del Sistema de
Evaluación de Impacto Ambiental un procedimiento para exigir las regulaciones
sectoriales de relevancia ambiental para las diversas actividades productivas. Sin
embargo, en ese entonces, la minería ya contaba con cuerpos legales que
regulaban algunos aspectos de su desempeño en lo referente al diseño y
operación de los depósitos de relaves, los cuales involucran a un sinnúmero de
servicios públicos a través de sus respectivos ministerios o instituciones.
En el caso de las aguas claras de los depósitos de relaves como desechos
líquidos, su descarga al ambiente debe cumplir con la normativa vigente,
establecida en el D.S. N° 90, sobre Emisión para la Regulación de Contaminantes
asociados a la Descarga de Residuos Líquidos a Aguas Marinas y Continentales.
6. ANTECEDENTES DE LA PROBLEMÁTICA
6.1. El origen de la contaminación en Chañaral
El origen del desastre ambiental en la Bahía de Chañaral se remonta a 1938,
cuando colmados los embalses de relaves terrestres que almacenaban los relaves
de Potrerillos (entonces de la empresa estadounidense Andes Copper Mining

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Company), se procedió a vaciar ese material al mar, utilizando para ello el cauce
del río Salado, que pasa por las localidades de Llanta, Diego de Almagro y El
Salado antes de desembocar en la Bahía de Chañaral.
Imagen 2: Bahía de Chañaral pre desastre ambiental (1919)
Agotado el yacimiento de cobre de Potrerillos en 1959, se comenzó a explotar El
Salvador y la descarga de relaves continuó vertiéndose al mar. Con la
nacionalización del cobre impulsada por el gobierno de Salvador Allende, el
yacimiento pasó a ser propiedad de Codelco Chile, empresa estatal que continuó
utilizando el mismo sistema de evacuación de relaves en la Bahía de Chañaral.
6.2. Rio El Salado
Es el rio por el cual desembocaron por aproximadamente cincuenta y tres años
(1938 a 1991) los desechos mineros de El Salvador y Potrerillos. El río El Salado
tiene una gran carga de sal. El valle que recorre su cauce muestra una completa
ausencia de vegetación, ya que el sector está fuertemente alterado por las
actividades mineras de las últimas décadas. El río en 1990 no era precisamente
un rio con características normales, sino que era un afluente industrial con alta
carga de barros contaminados. Las líneas de ruinas a la orilla del río fueron
provocadas por las pequeñas plantas mineras que trataron de recuperar los restos
de metales de los desagües de la mina El Salvador y al tratar de recuperar estos

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minerales del río contaminaron de mayor grado por alrededor del rio aguas abajo
hasta llegar al mar.
7. CONTAMINACIÓN AMBIENTAL Y LA POBLACIÓN
Los habitantes de Chañaral presentan una alta incidencia de tumores
cancerígenos, y variadas enfermedades respiratorias, a la piel y los ojos. Esto,
debido a que los relaves, presentan concentraciones muy superiores a los
estándares internacionales permisibles para cobre, hierro, arsénico, zinc, cianuro,
plomo, aluminio, mercurio, molibdeno, entre otros metales pesados.
8. SALUD DE LA POBLACIÓN DE CHAÑARAL
En Chañaral existe gran incidencia en enfermedades broncopulmonares,
dermatológicas, a la vista, alergias y otras. Las muertes por cáncer bordean 1/3
del total: En 1999, representaban el 28,5 % de las muertes; en el 2000, 32,4 %; en
2001, 36,8 %; en 2002, 39,5 %; en 2003, 29,5 %; en 2004, 35,8 %; en 2005, 33,3
%; en 2006, 32,6 %; en 2007, 34,1%; en 2008, 34,0 % y en 2010, 36,9 %, Para el
año 2011 (según el Depto. de Estadísticas e Información de la Salud). Sin
embargo, el porcentaje de muertes por esta causa podría ser mayor, si se
considera que muchos de los enfermos de cáncer en Chañaral van a hospitales de
otras ciudades para acceder a un mejor servicio, y en caso de muerte, quedan
registrados fuera de la ciudad, como asimismo, aquellas enfermedades fatales
originadas por los elementos contaminantes que no necesariamente son
cancerígenas, como las cardiovasculares, respiratorias y otras originadas por el
arsénico o las cirrosis hepáticas ocasionadas por el cobre.

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9. MINERÍA EN CHAÑARAL
En la comuna de Chañaral, para el año 2013 se conocen 200 faenas mineras,
según el Atlas de Faenas Mineras elaborado por el Sernageomin (año 2013),
destacan las mineras de categoría A (gran minería) AngloAmerican Norte S.A,
Empresa Nacional de Mineria (ENAMI) y la división de El Salvador de CODELCO,
esta última no está en la comuna de Chañaral, pero se encuentra en una comuna
aledaña a está (Diego de Almagro). Un porcentaje alto de estas faenas pertenecen
a faenas mineras irregulares que de igual forma se contabilizan en el estudio.
La principal actividad minera es el Cobre y el Óxido de cobre, como se observa en
la imagen 3.

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Imagen 3: Atlas de faenas mineras en la comuna de Chañaral.

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9.1. Descripción de los relaves mineros en Chañaral
Los relaves de Chañaral son residuos de menas2 del tipo pórfido cuprífero3, es
decir que contienen minerales sulfurados. Estos sulfuros de metales en la
superficie del depósito de relaves, están expuestos a la oxidación acompañando
con la liberación de metales y otros elementos como arsénico al agua y la
producción de ácido sulfúrico.
Esta producción de acidez puede bajar el pH en la parte superficial de los relaves
(zona de oxidación), resultando un aumento de la movilidad de los metales
bivalentes (por ej. Cu2+, Zn2+, Ni2+) liberados. En contraste con otros ambientes
climáticos donde el transporte de elementos movilizados es controlado por la
gravedad, en el desierto de Atacama, debido a la fuerte evaporación, es muy
frecuente que exista transporte ascensional por capilaridad de los elementos
liberados hacia la superficie de los tranques de relaves, resultando en
consecuencia un enriquecimiento de metales móviles en forma de sulfatos o
cloruros en la superficie de los relaves.
Imagen 4: Bahía de Chañaral.
2 Es un mineral del que se puede extraer un elemento, un metal generalmente, por contenerlo en cantidad
suficiente para ser aprovechado. Así, se dice que un mineral es mena de un metal cuando mediante minería
es posible extraer ese mineral de un yacimiento y luego mediante metalurgia obtener el metal de ese
mineral.
3 Los pórfidos cupríferos son esencialmente depósitos minerales de baja ley y gran tonelaje. Se denominan
pórfidos porque frecuentemente, pero no exclusivamente, se asocian con rocas ígneas.

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Estos abarcan una amplia gama de minerales de diferentes colores, dependiendo
de los metales presentes (Dold and Fontboté, 2001), y este fenómeno se puede
apreciar en la superficie del depósito de relaves de Chañaral con su color verdoso
(Véase imagen 4, bahía de Chañaral), resultando de la precipitación de un cloruro
de Cu.
El sistema hidrológico en los relaves de Chañaral es principalmente controlado por
el mar, lugar en que la diferencia entre marea alta y baja es de aproximadamente
un metro en la Bahía y durante la marea alta hay una fuerte infiltración de agua
marina hacia los relaves, como asimismo, en la marea baja estas aguas retornan
al mar.
En la zona saturada de los relaves la movilidad de Cobre y Zinc debería ser cero,
debido al pH neutro del agua marina que controla el sistema geoquímico, sin
embargo, se observa una cierta movilidad de estos elementos (hasta 19 mg/L Cu y
12 mg/L Zn, respectivamente). Los elementos que están presentes en forma de
Arsénico y Molibdeno muestran un comportamiento contrario al Cobre y Zinc.
Los metales pesados más relevantes encontrados en los relaves, corresponden a:
Cobre, Cinc, Níquel, Molibdeno, Arsénico.
9.2. Efecto de los principales metales pesados en la bahía de Chañaral
9.2.1. Efectos ambientales del Cobre
Cuando el Cobre termina en el suelo este es fuertemente atado a la materia
orgánica y minerales. Como resultado este no viaja muy lejos antes de ser
liberado y es difícil que entre en el agua subterránea. En el agua superficial el
cobre puede viajar largas distancias, tanto suspendido sobre las partículas de
lodos como iones libres.

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El Cobre no se rompe en el ambiente y por eso se puede acumular en plantas y
animales cuando este es encontrado en suelos. En suelos ricos en Cobre sólo un
número pequeño de plantas pueden vivir. Por esta razón no hay diversidad de
plantas cerca de las fábricas de Cobres, es una seria amenaza para la producción
en las granjas. El Cobre puede influir en el proceso de ciertas tierras agrícolas,
dependiendo de la acidez del suelo y la presencia de materia orgánica.
En las personas, la exposición al polvo o al vapor de cobre en concentraciones
altas puede irritar los ojos, la nariz y la garganta causando tos, respiración con
silbido, hemorragia nasal, úlceras y deterioro del tabique nasal. Puede producir
alergia (picazón y sarpullido). La exposición repetida puede causar color verdoso
de la piel, dientes y pelo. La exposición alta y repetida al cobre puede afectar el
hígado.
9.2.2. Efectos ambientales del Zinc
El Zinc se encuentra de forma natural en el aire, agua y suelo, pero las
concentraciones. El Zinc es adicionado durante actividades industriales, como es
la minería, la combustión de carbón y residuos y el procesado del acero. La
producción mundial de Zinc está todavía creciendo.
Grandes cantidades de Zinc pueden ser encontradas en los suelos. Cuando los
suelos son granjas y están contaminados con Zinc, los animales absorben
concentraciones que son dañinas para su salud. El Zinc soluble en agua que está
localizado en el suelo puede contaminar el agua subterránea.
El Zinc no sólo puede ser una amenaza para el ganado, sino también para las
plantas. Las plantas a menudo tienen una toma de Zinc que sus sistemas no
puede manejar, debido a la acumulación en el suelo. En suelos ricos en Zinc sólo
un número limitado de plantas tiene la capacidad de sobrevivir.

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Finalmente, el Zinc puede interrumpir la actividad en los suelos, con influencias
negativas en la actividad de microorganismos y lombrices. La descomposición de
la materia orgánica posiblemente sea más lenta debido a esto.
9.2.3. Efectos ambientales del molibdeno
El molibdeno y sus compuestos son altamente tóxicos. Se han encontrado signos
de gota en trabajadores de fábricas y entre los habitantes de zonas de Armenia
ricas en molibdeno. Las características principales fueron dolores de la articulación
de las rodillas, manos, pies, deformidades en las articulaciones, eritemas, y edema
de las zonas de articulación.
Al tener contacto con los ojos puede causar lacrimación (lagrimeo), visión borrosa,
y fotofobia. Además puede causar conjuntivitis química y daño en la córnea.
Causa irritación de la piel y posibles quemaduras. Puede producir anemia,
leucopenia, y trombocitopenia. Dolor de cabeza, fiebre, nausea, dolor abdominal,
dolor de músculos y orina con sangre.
9.2.4. Efectos ambientales del Arsénico
El Arsénico puede ser encontrado de forma natural en la tierra en pequeñas
concentraciones. Esto ocurre en el suelo y minerales y puede entrar en el aire,
agua y tierra a través de las tormentas de polvo y las aguas de escorrentía.
El Arsénico es un componente que es extremadamente duro de convertir en
productos solubles en agua o volátil. En realidad el Arsénico es naturalmente un
compuesto móvil, básicamente significa que grandes concentraciones no
aparecen probablemente en un sitio específico. El punto negativo es que la
contaminación por Arsénico llega a ser un tema amplio debido al fácil
esparcimiento de este. Debido a las actividades humanas, mayormente a través

21 | P á g i n a
de la minería y las fundiciones, el Arsénico se ha movilizado también y puede
ahora ser encontrado en muchos lugares donde ellos no existían de forma natural.
El ciclo del Arsénico ha sido ampliado como consecuencia de la interferencia
humana y debido a esto, grandes cantidades de Arsénico terminan en el Ambiente
y en organismos vivos. El Arsénico es mayoritariamente emitido por las industrias
productoras de cobre, pero también durante la producción de plomo y zinc y en la
agricultura.
Este no puede ser destruido una vez que este ha entrado en el Ambiente, así que
las cantidades que hemos añadido pueden esparcirse y causar efectos sobre la
salud de los humanos y los animales en muchas localizaciones sobre la tierra.
Las plantas absorben Arsénico bastante fácil, así que alto rango de
concentraciones pueden estar presentes en la comida. Las concentraciones del
peligroso Arsénico inorgánico que está actualmente presente en las aguas
superficiales aumentan las posibilidades de alterar el material genético de los
peces. Esto es mayormente causado por la acumulación de Arsénico en los
organismos de las aguas dulces consumidores de plantas.
En las personas, la exposición a grandes cantidades de arsénico aumenta el
riesgo de cáncer de la piel, vejiga, pulmones, riñón, hígado y próstata y los efectos
no cancerosos por ingerir arsénicos pueden incluir problemas cardiovasculares,
pulmonares e inmunológicos, neurológicos y problemas endocrinales tales como la
diabetes.
La inhalación de niveles altos de arsénico inorgánico puede producir dolor de
garganta e irritación de los pulmones. La ingestión de niveles muy altos de
arsénico puede ser fatal. La exposición a niveles más bajos puede producir
náusea y vómitos, disminución del número de glóbulos rojos y blancos, ritmo

22 | P á g i n a
cardíaco anormal, fragilidad capilar y una sensación de hormigueo en las manos y
los pies.
10. CARACTERIZACIÓN DE LOS PASIVOS AMBIENTALES
Los Pasivos Ambientales Mineros (PAM) se definen como aquella faena minera
abandonada o paralizada, incluyendo sus residuos, que constituye un riesgo
significativo para la vida o salud de las personas o para el medio ambiente. Por
tanto, la calificación de PAM se entrega a una faena minera que presenta un
riesgo significativo para la vida y salud de las personas y el medio ambiente. En
caso que este riesgo no sea significativo quedaría fuera de la calificación de PAM.
Los PAM y particularmente los depósitos de relaves mineros presentan peligros
asociados a la estabilidad del muro del tranque de relave, y que a su vez está
estrechamente relacionado a la posibilidad de ocurrencia de un evento sísmico
que haga colapsar el depósito y posibilite el escape de masas de relaves capaces
de avanzar grandes distancias a elevada velocidad arrasando con todo a su paso.
También dentro de los peligros que representan los depósitos de relave está la
contaminación por metales pesados (aluminio, Arsénico, asbesto, Cadmio, cromo,
cobre, hierro, Plomo, Mercurio, Zinc, otros) hacia aguas superficiales y
subterráneas; drenaje ácido; sedimentos contaminados; y emisión de material
particulado fino.
El primer Catastro de Faenas Mineras Abandonadas y/o paralizadas de Chile fue
presentado el año 2007, apuntando que de un total de 213 Faenas evaluadas
ambientalmente 42 constituían un peligro ambiental. Para el 2010
SERNAGEOMIN publicó la actualización del catastro de depósitos de relaves
señalando que se tienen estudiados 449, de los cuales 125 están activos y 324
son no activos , la última actualización (2014) identifico un total de 603 depósitos,
de los cuales 216 están activos, 244 son no activos y de 143 no se posee
información4.
4 Pasivos Ambientales Mineros en Chile, Informe Biblioteca del Congreso Nacional (2012)

23 | P á g i n a
10.1. Riesgo asociado a contaminación ambiental
El impacto ambiental de los relaves mineros al ingresar al medio ambiente es
descrito a continuación.
10.1.1. Contaminación por Metales Pesados
Los metales pesados (MP)5 Tienen la propiedad de ingresar a la cadena
trófica y por esta vía ser incorporados por los seres vivos mediante los un
aumento en la concentración de un producto químico en un organismo
biológico en un cierto plazo, comparada a la concentración del producto
químico en el ambiente (Bioacumulación).
Los MP pueden clasificarse en dos grupos:
 MP esenciales: este tipo de elementos metálicos desempeñan funciones
fisiológicas en los organismos. El primer grupo son los llamados
esenciales y que en pequeños grupos permiten la actividad del
organismo, ellos son Cobre (Cu), Zinc (Zn) y cromo (Cr3+), sin embargo
estos metales pasan a ser tóxicos si superan cierto umbral de
concentración.
 MP no esenciales: este grupo está constituido por aquellos metales que
no cumplen funciones fisiológicas como Arsénico (As), Cadmio (Cd),
Mercurio (Hg) y Plomo (Pb).
Considerando el nivel de toxicidad de los MP -esenciales o no esenciales- en los
seres humanos, además de su origen en las actividades mineras, se ha construido
la tabla 1.
5 Metal pesado se refiere a cualquier elemento químico metálico que tenga una relativa alta densidad y sea
tóxico o venenoso en concentraciones bajas.

24 | P á g i n a
Elemento Procedencia Efecto toxicológico
Arsénico
Minería del cobre y plata.
Presente en fuentes
naturales entre las
regiones de Tarapacá y
Coquimbo ubicadas en la
Cordillera de los Andes
Metaloide conocido como veneno y
elemento cancerígeno (cáncer a la
piel, gástrico, etc.). Serio riesgo para
la salud humana, en particular cuando
la población está expuesta a dos o
más fuentes contaminadas (p. ej.,
emisiones aéreas, agua potable,
presencia en las hortalizas).
Cadmio
Minería del cobre en el
norte y centro de Chile.
Afecta el sistema renal
Cromo
Yacimientos de nitratos en
el norte de Chile
En su forma hexavalente (Cr6+) es un
elemento cancerígeno
Mercurio
Yacimiento de mercurio en
la Región de Coquimbo:
Punitaqui y Andacollo. Uso
en pequeña minería del
oro
Es tóxico para el sistema nervioso,
gastrointestinal y renal. Sus síntomas
son: Temblores, pérdida del equilibrio,
ceguera parcial y otros efectos en
caso de intoxicación aguda.
Plomo
Puede estar presente en
depósitos cupríferos.
Afecta al sistema renal y nervioso.
Los niños son afectados en forma
especial.
Tabla 1.Efectos toxicológicos de los metales pesados en seres humanos.
Los MP descritos en la tabla 1 son parte de la caracterización de los relaves
mineros de Chile, sin embargo, existe un amplio grupo de contaminantes que
forman parte de los desechos de la industria minera como parte de los procesos
de extracción y fundiciones.
a) Contaminación de las aguas
La contaminación de aguas superficiales y subterráneas es señalada como
una de los principales impactos ambientales de los PAM, especialmente los
relaves mineros.
Dentro de las principales fuentes contaminantes presentes en el agua se
encuentra los elementos y/o substancias de ocurrencia natural en la mena,
luego vendrían las substancias químicas y reactivas que se usan en el
procesamiento de los minerales, tales como el cianuro, ácido sulfúrico y
nitratos entre otros. La geología y mineralogía específica del lugar, la mena
y también los residuos mineros pueden mostrar concentraciones

25 | P á g i n a
características de aluminio, Arsénico, asbesto, Cadmio, cromo, cobre,
hierro, Plomo, Mercurio, Zinc, entre otros.
Las aguas superficiales se ven afectadas por la erosión y la descarga de
sedimentos y materiales provenientes de los tajos abiertos, los tranques de
relaves, desmontes, de las áreas de exploración, etc. a los ecosistemas
acuáticos.
Por otro lado las aguas subterráneas pueden verse contaminadas al
penetrar los líquidos ácidos provenientes de un relave mal sellado, o bien
que su estructura sea contaminado. En el caso de la minería de sulfuros
metálicos es el principal problema medio ambiental de esta actividad
minera.
b) Contaminación del suelo y aire
En general los efectos adversos sobre el suelo, aparte de la contaminación,
pueden darse por la erosión y degradación. Los suelos degradados se
deben por la exposición de materiales removidos y procesados, la
destrucción de la capa vegetal protectora si existente y también por la
disposición de residuos mineros en la superficie.
El polvo o material particulado grueso y fino no aglomerado es efecto
directo asociado a los sedimentos superficiales de los depósitos de relaves
que no han tenido un cierre de faena adecuado. El polvo fugitivo contiene
elementos tóxicos tales como metales pesados (véase tabla 1) que por este
medio de transporte pueden cubrir grandes extensiones del territorio donde
se encuentra el depósito de relave. Por ejemplo, el polvo silíceo propio de
una faena minera puede producir silicosis y enfermedades asociadas tanto
para los mineros como las personas que habiten en cercanías de mina.

26 | P á g i n a
10.2. PAM: Situación de Chile
Parte de las funciones que desarrolla SERNAGEOMIN es “la evaluación y control
del impacto medioambiental de la minería histórica”. Dentro de este marco se han
desarrollado iniciativas tendientes a registrar, investigar y gestionar faenas
mineras abandonadas y/o paralizadas, evaluando sus riesgos potenciales a la
salud y seguridad de las personas y el medioambiente.
10.2.1. Catastro de depósitos de relaves en Chile en la actualidad
La industria extractiva del cobre es el sector minero que produce la mayor
cantidad de relaves. En la actualidad, la producción de cobre fino alcanza 5,8
millones de toneladas de cobre fino, que para su obtención debe procesar entre
700 y 800 millones de toneladas de mineral. La mayor parte de este corresponde a
mineral de sulfuros primarios, que son sometidos al proceso de flotación,
produciendo concentrado de cobre. Éste representa una pequeña fracción del total
de mineral procesado y el resto pasa a formar parte del relave, que se acumula en
distintos tipo de depósitos.
En la actualidad, los depósitos de relaves asociados al segmento de la gran
minería cubren extensas áreas y acumulan centenas de millones de toneladas de
este tipo de desecho. Con el incremento de la producción, y la mayor parte de las
reservas conocidas conformadas por sulfuros de cobre, la acumulación de relaves
seguirá incrementándose a lo largo del tiempo, lo que obliga a mejorar sus
técnicas de manejo y disposición y la normativa que lo regula. En consideración a
la importancia económica que este metal tiene para la economía del país, y
entendiendo que su producción necesariamente genera relaves, el manejo seguro
de este tipo de residuo constituye un desafío mayor para el país.
El catastro que se muestra en la tabla 2 es una versión actualizada al año 2014,
en la cual se muestra la distribución de los depósitos de relaves presentes en el
país.

27 | P á g i n a
REGIÓN
ESTADO DEPOSITOS
ACTIVOS NO ACTIVOS SIN INFO.
II 21 13 2
III 55 18 91
IV 86 179 28
RM 10 6 7
V 28 22 14
VI 9 4 1
VII 1 1 0
XI 4 1 0
XV 2 0 0
N° POR ESTADO 216 244 143
TOTAL REGISTROS 603
Tabla 2: Catastro de depósitos de relaves en Chile (2015)
La actualización del catastro, identificó un total de 603 registros, los cuales se
distribuyen, mayoritariamente, entre las regiones II y Metropolitana, destacando la
abundancia en las regiones de Atacama y Coquimbo. Se destaca que la mayor
parte (81,5%) corresponden a tranques de relaves y que gran número de
depósitos no se posee información concluyente de su estado.

28 | P á g i n a
11. ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN PARA LA DESCONTAMINACIÓN
DE LA PLAYA DE CHAÑARAL Y SUS IMPACTOS EN EL
MEDIOAMBIENTE.
11.1. Tecnologías para el tratamiento de suelos contaminados con
metales
11.1.1. Antecedentes
La remediación de sitios contaminados con metales, puede realizarse a través de
métodos fisicoquímicos, térmicos y/o biológicos. Sin embargo, la efectividad de un
método de remediación para un sitio contaminado con compuestos inorgánicos,
depende del conocimiento de los factores hidrológicos y geológicos del sitio, de la
solubilidad y especiación de los metales, de los procesos de atenuación e
inmovilización y de la medida en que éstos puedan migrar en el suelo. Por otra
parte, el costo y el tiempo de la remediación de un sitio son también factores a
considerar para elegir un método de tratamiento para un contaminante y un sitio
en particular.
De acuerdo con la ubicación del suelo durante su tratamiento, existen dos tipos de
técnicas, las que se aplican sobre el suelo contaminado en su posición de
origen, in situ, y las que se emplean con posterioridad a la excavación del
terreno, ex situ. Los tratamientos ex situ presentan, entre otros inconvenientes, la
emisión incontrolada de partículas o vapores provocada por la excavación y la
dificultad de llevarla a cabo si la contaminación se extiende cerca de tuberías,
líneas eléctricas o cimentaciones de edificios. Otro inconveniente es el
encarecimiento derivado de ésta y del transporte, si el tratamiento se efectúa fuera
del emplazamiento, así como de los costes del vertido del suelo y del material de
relleno, si éste se deposita en un vertedero. A pesar de todos estos
inconvenientes los tratamientos ex situ todavía se utilizan con cierta frecuencia
porque la excavación es fácil de llevar a cabo, puede ser efectuada rápidamente y

29 | P á g i n a
es capaz de eliminar la contaminación de forma clara y demostrable, garantizando
la ausencia de responsabilidad legal en el futuro.
En cualquier caso, existe una clara evolución hacia un empleo creciente de las
técnicas de descontaminación, mediante retirada o destrucción de los
contaminantes, frente a la inmovilización o contención, así como de la aplicación
de las técnicas in situ frente a su aplicación ex situ.
No existe una técnica claramente superior en prestaciones a las demás, sino que
su competitividad depende básicamente del binomio suelo-contaminante. Es decir,
solamente tras el conocimiento de las características del vertido, del contaminante
y del medio físico implicados resulta posible seleccionar el procedimiento idóneo
para la rehabilitación de un suelo contaminado.
12.DESCRIPCIÓN DE LAS TECNOLOGÍAS DE REMEDIACIÓN DE
SUELOS
Existe una gran variedad de tecnologías de remediación, las cuales se pueden
clasificar bajo distintos criterios: objetivo de la remediación, lugar en que se aplica
el proceso de remediación y tipo de tratamiento utilizado. Además de los criterios
anteriores, también pueden clasificarse en base al grado de desarrollo técnico en
el que se encuentran. A continuación se muestra un resumen en la tabla 3 para la
clasificación de las tecnologías de remediación.

30 | P á g i n a
Tabla 3: Clasificación de las tecnologías de remediación.
Según el objetivo de remediación, las técnicas de descontaminación se enfocan
en la disminución o eliminación de la concentración de los contaminantes del
medio, las técnicas de contención son las que aíslan los contaminantes del medio
sin tener que actuar en él, y las técnicas de confinamiento alteran las condiciones
fisicoquímicas del medio consiguiendo las reducción de la movilidad de los
contaminantes.
Si se considera el lugar de aplicación, las técnicas In Situ son las que se aplican
directamente en el sitio contaminado y las técnicas Ex Situ son aquellas en que se
requiere de la extracción del medio contaminado para poder ser tratado.
Si las tecnologías de remediación se clasifican según el tipo de tratamiento, los
tratamientos biológicos usan la actividad metabólica natural de ciertos
microorganismos para degradar, transformar o remover los contaminantes, los

31 | P á g i n a
tratamientos fisicoquímicos logran la separación, contención o destrucción de
contaminantes en el medio aprovechando las propiedades físicas y químicas de
ellos y los tratamientos térmicos utilizan altas temperaturas para descomponer,
volatilizar o fundir los contaminantes.
Finalmente si se clasifica según el grado de desarrollo, las tecnologías
tradicionales se refieren a las que son comúnmente usadas a gran escala y cuyos
costos y accesos son relativamente fáciles. Las tecnologías innovadoras
involucran a las que se encuentran recientemente propuestas o en etapas de
investigación.
Por ejemplo, al basarse en el criterio del tipo de tratamiento utilizado, las diversas
tecnologías de remediación se pueden agrupar como se muestra en la figura 1:
Figura 1: Principales Tecnologías de Remediación aplicada en suelos,
clasificadas según el tipo de tratamiento.

32 | P á g i n a
Adicionalmente, la tabla 4 resume las tecnologías empleadas en el tratamiento y
recuperación de suelos contaminados, con las principales características y
aplicaciones de cada una de ellas.
Tabla 4: Características de las tecnologías de tratamiento de suelos.

33 | P á g i n a
12.1. Propuestas de alternativas de solución para la descontaminación
de la playa de Chañaral
A través de la investigación realizada de la contaminación de la playa de Chañaral,
se puede afirmar con certeza que la situación ambiental es dramática. Se han
visto que existen numerosas alternativas para solucionar este problema que, para
este contexto, ayudan unas más que otras. La aplicación de tipos de remediación
se ve como la más acertada. No obstante, antes se darán a conocer otras técnicas
igualmente factibles de aplicar aunque no tan viables para este caso.
Para sitios que no representan un peligro potencial para la salud del hombre o
para la modificación negativa de los ecosistemas pueden ser aislados o
confinados. Es recomendable aplicar estos métodos cuando hay falta de dinero
(principalmente), por inaccesibilidad al lugar o por simple medida de seguridad
antes de la aplicación de la remediación.
12.1.1. Contención/Aislamiento y Confinamiento
12.1.1.1. Contención/Aislamiento
Es una técnica In Situ. Consiste en limitar el desplazamiento horizontal del agente
contaminante mediante barreras físicas a nivel superficial y subterráneo. Como
barreras pueden emplearse muy diversos materiales: paredes de cemento, lodos
bentoníticos, pantallas de hormigón, etc. La medida es de carácter temporal y
viene condicionada por las propiedades del suelo (pendiente, profundidad, etc.) y
la facilidad de movilidad de los contaminantes.

34 | P á g i n a
12.1.2. Confinamiento
Es un tratamiento Ex Situ .En este caso el suelo contaminado es considerado
como si de un residuo tóxico se tratara. La técnica se fundamenta en el
confinamiento del suelo contaminado en un vertedero seguro: enterrado,
impermeabilizado y con sistemas de recogida de lixiviados y escorrentías
superficiales. El tratamiento tendrá como condicionantes: el tipo de contaminante,
la ubicación del vertedero de seguridad, aspectos legales, etc.
12.1.3. Tecnologías de remediación ambiental
12.1.3.1. Tratamientos biológicos
El término biorremediación se utiliza para describir una variedad de sistemas que
utilizan organismos vivos (plantas, hongos, bacterias, etc.) para degradar,
transformar o remover compuestos orgánicos tóxicos a productos metabólicos
inocuos o menos tóxicos. Esta estrategia depende de las actividades catabólicas
de los organismos, y por consiguiente de su capacidad para utilizar los
contaminantes como fuente de alimento y energía. Este tipo de tratamientos son:
(i) efectivos en cuanto a costos; (ii) tecnologías más benéficas para el ambiente;
(iii) los contaminantes generalmente son destruidos; (iv) se requiere un mínimo o
ningún tratamiento posterior. Sin embargo, entre sus desventajas destacan: (i)
mayores tiempos de tratamiento; (ii) es necesario verificar la toxicidad de
intermediarios y/o productos; (iii) no pueden emplearse si el tipo de suelo no
favorece el crecimiento microbiano.
12.1.4. Biorremediación microbiana
Dentro de la amplia diversidad microbiana, existen microorganismos resistentes y
tolerantes a los metales. Los primeros, se caracterizan por poseer mecanismos de
detoxificación codificados genéticamente, e inducidos por la presencia de un
metal; los microorganismos tolerantes, son indiferentes a la presencia o ausencia

35 | P á g i n a
de metal. Ambos tipos de microorganismos son de particular interés como
captores de metales en sitios contaminados, debido a que ambos pueden extraer
los contaminantes de una matriz contaminada. Con base en estos mecanismos,
las estrategias biológicas para la remoción o inmovilización de contaminantes
inorgánicos presentes en una matriz como el suelo, pueden dividirse en:
biosorción, biomineralización, biolixiviación, biotransformación y quimiosorción.
12.1.5. Fitorremediación
La fitorremediación es una estrategia de biorremediación, que se define como el
uso de vegetación y la microbiota asociada para el tratamiento in situ de suelos,
sedimentos y aguas contaminadas. Puede utilizarse para remover, transferir,
estabilizar, concentrar y/o destruir contaminantes orgánicos (herbicidas,
pesticidas, hidrocarburos) e inorgánicos (metales) en suelos, lodos y sedimentos,
y puede aplicarse tanto in situ como ex situ. Los mecanismos de fitorremediación
incluyen la rizo-degradación, la fito-extracción, la fito-degradación y la fito-
estabilización.
La rizo-degradación se lleva a cabo en el suelo que rodea a las raíces; las
sustancias excretadas naturalmente por éstas, suministran nutrientes para los
microorganismos, mejorando así su actividad biológica. La fito-degradación
consiste en el metabolismo de contaminantes dentro de los tejidos de la planta, a
través de enzimas que catalizan su degradación. Dos tecnologías básicas para la
remediación de metales, incluyen la fito-extracción y la fito-estabilización. La
primera implica la captación de contaminantes del suelo y su translocación hacia
los tejidos de la planta, que finalmente se cosechan y tratan. El Ni y el Zn son los
metales absorbidos más fácilmente, aunque pruebas con Cu y Cd también han
sido alentadoras. Con el uso de la fitoestabilización pueden disminuirse riesgos, a
través de la estabilización de contaminantes, por medio de la secreción de
compuestos que alteran el pH del suelo y forman complejos metálicos de
solubilidad reducida.

36 | P á g i n a
Para la aplicación de esta tecnología, es de gran importancia la selección de la
especie vegetal a utilizar, para lo cual es necesario considerar: (i) adaptación a las
condiciones del sitio y suelo; (ii) facilidad para su establecimiento y mantenimiento;
(iii) rápido crecimiento y desarrollo del sistema radicular; (iv) buena cobertura del
suelo, para prevenir erosión por viento y agua; (v) bajo mantenimiento; (vi)
estabilidad a largo plazo. Es importante también considerar la utilización de
especies nativas del sitio, ya que el establecimiento de cultivos será más sencillo.
12.2. Tratamientos fisicoquímicos
Este tipo de tratamientos, aprovecha las propiedades físicas y/o químicas de los
contaminantes o del medio contaminado para destruir, separar o contener la
contaminación. Estas tecnologías generalmente son efectivas en cuanto a costos
y pueden concluirse en periodos cortos, en comparación con las tecnologías
biológicas. Sin embargo, los costos pueden incrementarse cuando se utilizan
técnicas de separación, en las que los contaminantes requieran tratamiento o
disposición. Las tecnologías fisicoquímicas incluyen tres estrategias básicas de
acción sobre el contaminante: destrucción, extracción e inmovilización.
Entre las principales ventajas de los tratamientos fisicoquímicos, se encuentran: (i)
efectivos en cuanto a costos; (ii) pueden realizarse en periodos cortos; (iii) el
equipo es accesible y no se necesita de mucha energía ni ingeniería. Algunas
desventajas de estos tratamientos son: (i) los residuos generados por técnicas de
separación deben tratarse o disponerse, lo que incrementa costos y necesidad de
permisos; (ii) los fluidos de extracción pueden aumentar la movilidad de los
contaminantes, lo que implica la necesidad de sistemas de recuperación.

37 | P á g i n a
12.2.1. Lavado del suelo
12.2.1.1. ¿Qué es el lavado del suelo?
El lavado del suelo es una técnica que consiste en el uso de líquidos
(generalmente agua, combinada a veces con aditivos químicos) y un
procedimiento mecánico para depurar el suelo. Con este procedimiento se retiran
contaminantes peligrosos y se los concentra, reduciendo su volumen. Los
contaminantes peligrosos tienden a unirse en forma química o física al limo y la
arcilla, materiales que, a su vez, se unen a la arena y a partículas de grava. En el
procedimiento de lavado del suelo se separa la tierra fina contaminada (limo y
arcilla) de la tierra gruesa (arena y grava). Una vez concluido el procedimiento, la
tierra de volumen más reducido, que contiene la mayoría de las partículas finas de
limo y arcilla, puede ser sometida a un tratamiento ulterior con otros métodos
(como incineración o medidas biocorrectivas) o se puede eliminar de conformidad
con las normas federales y estatales. La tierra más limpia, de mayor volumen, no
es tóxica y se puede usar como relleno.
Durante el procedimiento, las partículas de grava y de arena más pesadas se
asientan y son sometidas a pruebas para detectar contaminantes. Si están limpias,
este material se puede usar en el sitio o llevarse a otro lugar para usarlo como
relleno. Si todavía quedan vestigios de contaminantes, se puede someter el
material a otro ciclo de lavado, recogerlo para aplicarle un tratamiento diferente o
eliminarlo en otro lugar.
El limo y la arcilla contaminados que están en el agua del lavado se asientan y se
separan del agua del lavado. Como el agua del lavado ahora contiene
contaminantes, es sometida a un tratamiento a fin de que se pueda reciclar para
otros usos. Como ya se dijo, el agua de lavado podría contener aditivos, algunos
de los cuales podrían interferir en el tratamiento. En ese caso, hay que retirar los
aditivos o neutralizarlos con un tratamiento preliminar.

38 | P á g i n a
Después de separar el limo y la arcilla del agua del lavado, se los somete a una
prueba para determinar si contienen contaminantes. Si todos los contaminantes
pasaron al agua del lavado y el limo y la arcilla están limpios, el limo y la arcilla se
pueden usar en el sitio o se pueden llevar a otro lugar para usarlos como relleno.
Si el material todavía está contaminado, se puede someter a otro ciclo de lavado,
recogerlo para aplicarle un tratamiento diferente o eliminarlo en un vertedero
autorizado.
Figura 2: El proceso de Lavado de suelo
12.2.1.2. ¿En qué casos convendría usar la técnica de lavado del suelo?
El lavado del suelo se puede usar por sí solo, pero a menudo se usa combinado
con otras técnicas de tratamiento. El uso principal del lavado del suelo tal vez sea
como técnica para reducir el volumen, concentrando los contaminantes en una
masa relativamente pequeña de material. Cuanto mayor sea el porcentaje de
arena gruesa y grava en el material que deba tratarse (que se puede limpiar y
quizá llevar de vuelta al sitio), más eficaz será el lavado del suelo en función del
costo.

39 | P á g i n a
Idealmente, el proceso de lavado del suelo reduciría el volumen en un 90% (lo
cual significa que sólo el 10% del volumen original necesitaría tratamiento ulterior).
Si los desechos tienen un alto porcentaje de limo fino y arcilla, una parte mayor del
material deberá ser sometida a otro tratamiento subsiguiente más costoso. Estos
suelos tal vez no sean buenos candidatos para un lavado.
El lavado del suelo se usa para tratar una amplia gama de contaminantes, como
metales, gasolina, fuel-oil y plaguicidas. El uso de esta técnica presenta varias
ventajas:
 Crea un sistema cerrado que no es afectado por condiciones externas. Este
sistema permite controlar las condiciones (como el pH y la temperatura) en
las cuales se tratan las partículas del suelo.
 Permite excavar los desechos peligrosos y tratarlos in situ.
 Ofrece la posibilidad de retirar una gran variedad de contaminantes del
suelo.
 Es eficaz en función del costo porque puede usarse como tratamiento
preliminar, reduciendo considerablemente la cantidad de material que
necesitaría tratamiento ulterior con otro método. Además, produce un
material más uniforme al cual se aplicarán otras técnicas de tratamiento.
12.2.1.3. ¿Dará resultado el lavado del suelo en cualquier lugar?
Con el lavado del suelo se obtiene un resultado óptimo cuando el suelo no
contiene mucho limo o arcilla. En algunos casos, lo mejor es combinar el lavado
del suelo con otras técnicas de tratamiento, en vez de usarlo por sí solo.
A menudo se pueden retirar mejor los contaminantes durante el proceso de lavado
del suelo añadiendo aditivos químicos al agua del lavado. Sin embargo, la
presencia de estos aditivos podría dificultar el tratamiento del agua del lavado

40 | P á g i n a
usada y la eliminación de residuos del lavado. Hay que tener en cuenta el costo de
la manipulación y el uso de aditivos en función de la mejora que se logrará en la
eficacia del proceso de lavado del suelo.
12.2.2. Solidificación/estabilización (S/E)
La solidificación/estabilización es un proceso en el que el suelo contaminado se
mezcla con aditivos para inmovilizar los contaminantes, disminuyendo o
eliminando su lixiviación. La solidificación incluye técnicas que encapsulan
(atrapan físicamente) al contaminante formando un material sólido, y no
necesariamente involucra una interacción química entre el contaminante y los
aditivos solidificantes. La estabilización limita la solubilidad o movilidad del
contaminante, generalmente por la adición de materiales, como cemento Pórtland,
cal o polímeros, que aseguren que los constituyentes peligrosos se mantengan en
su forma menos móvil o tóxica. A menudo se usan estos dos métodos en forma
conjunta a fin de prevenir el contacto de químicos nocivos con personas o el
medio ambiente.
Existen varias innovaciones de la tecnología, normalmente dirigidas hacia la
encapsulación o inmovilización de los constituyentes peligrosos, entre los se
incluyen: bituminización, cemento modificado con azufre, asfalto emulsificado,
extrusión con polietileno, cemento Pórtland/puzolana, estabilización de lodos,
fosfatos solubles y vitrificación/vidrio fundido.
En general, estos métodos no van a destruir las sustancias contaminantes, sino
que van a impedir su liberación o desprendimiento hacia el medio ambiente por
procesos de lixiviación, reacciones químicas, etc.

41 | P á g i n a
12.2.2.1. ¿Cómo funciona?
La solidificación consiste en mezclar suelo contaminado con una sustancia, como
el cemento, que provoca el endurecimiento del suelo. La mezcla forma un sólido
que puede dejarse en el lugar o transportarse a otro sitio. El proceso de
solidificación impide que el químico se disperse en el medio ambiente circundante.
El agua de lluvia u otras fuentes no puede disolver los químicos al atravesar el
suelo o lodo tratado. La solidificación no elimina los químicos nocivos, sino que los
atrapa en el lugar.
La estabilización convierte a los químicos nocivos en sustancias menos dañinas o
menos móviles. Por ejemplo, el suelo contaminado con metales puede mezclarse
con cal o cemento. Estos materiales de limpieza reaccionan con los metales para
formar compuestos metálicos menos solubles. Estos compuestos metálicos no se
mueven a través del suelo ni salen de él con tanta facilidad.
El proceso puede esquematizarse de la forma que muestra la figura 3:
Figura 3: Proceso de solidificación/estabilización.
En algunas circunstancias los métodos de estabilización/solidificación pueden
requerir que el suelo sea excavado. El suelo o lodo contaminado se extrae y
coloca en grandes mezcladoras en la superficie. La mezcladora combina el suelo
o lodo con los materiales de tratamiento, como cemento y cal. Entonces, el suelo o

42 | P á g i n a
lodo tratado pueden ser colocados nuevamente en el sitio o depositados en un
vertedero controlado.
En otros sitios, en lugar de excavar el suelo o lodo, los materiales de limpieza se
pueden mezclar directamente bajo tierra. La mezcla se prepara con el uso de
grandes barrenas (augers) o paletas rotatorias. Luego, el suelo o lodo tratado que
queda en el sitio se cubre con suelo limpio o un pavimento.
12.2.2.2. ¿Por qué usar la solidificación/estabilización?
La solidificación/estabilización es una manera relativamente rápida y de bajo costo
de proteger la salud humana y el medio ambiente de la amenaza que acarrean los
químicos nocivos, en especial los metales. Esta tecnología es precisamente
adecuada cuando el suelo está contaminado por metales pesados y hay que tener
en cuenta el contenido en materia orgánica del suelo, ya que ésta va a interferir
negativamente al limitar la acción de los aditivos. Además, los efectos a largo
plazo que pueden provocar los aditivos añadidos al suelo son aún desconocidos.
12.2.3. Electrorremediación
La remediación electrocinética o electrorremediación es una tecnología innovadora
que puede utilizarse para la remediación in situ de suelos contaminados con
metales o compuestos orgánicos polares; es una técnica aplicable principalmente
a suelos de baja permeabilidad.
12.2.3.1. Descripción del proceso
El principio de la electrorremediación se basa en la aplicación de una corriente
directa de baja intensidad a través del suelo contaminado, con el uso de
electrodos divididos en extremos anódicos y catódicos. El campo eléctrico moviliza
las especies cargadas hacia los electrodos, de manera que los iones metálicos, el
amonio y los compuestos orgánicos cargados positivamente se moverán hacia el

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cátodo, mientras que los aniones (cloro, cianuro, fiuoruro, nitratos y compuestos
orgánicos cargados negativamente) se moverán hacia el ánodo. La corriente
eléctrica genera la formación de un frente ácido en el ánodo y uno básico en el
cátodo a partir de la disociación de algunas moléculas de agua; esta generación
de condiciones ácidas puede ayudar a la desorción, disolución y transporte de
algunos contaminantes metálicos hacia sistemas de recolección ubicados en el
cátodo.
Figura 4: Electrorremediación in situ de un suelo contaminado. Durante el
proceso, los iones con carga positiva (cationes) migran hacia el cátodo y los de
carga negativa (aniones), hacia el ánodo.
Los dos principales mecanismos de transporte de contaminantes a través del
suelo hacia los electrodos son la electro-migración y la electro-ósmosis. La
aplicación de un gradiente de potencial, da como resultado el transporte de iones
(electro-migración), el transporte del agua de solvatación de dichos cationes
(electro-ósmosis) y el arrastre mecánico de coloides y microorganismos como
bacterias (electroforesis). La electro-migración es el mecanismo principal durante
la electrorremediación. La dirección y velocidad de movimiento de una especie
iónica depende de su carga (magnitud y polaridad) y de la magnitud de la electro-
ósmosis inducida por la velocidad del flujo. Las especies orgánicas o inorgánicas
no cargadas también pueden movilizarse debido al fenómeno electro-osmótico
causado por el flujo del electrolito. El proceso puede llevarse a cabo básicamente
de dos maneras:

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Remediación mejorada: Se lleva a cabo por el transporte electrocinético de los
contaminantes hacia uno de los electrodos para su extracción y tratamiento o
disposición ex situ. Puede realizarse por diversos métodos como la precipitación,
la co-precipitación en el electrodo, el bombeo del agua cercana al electrodo y el
acomplejamiento en columnas de intercambio iónico. Este tratamiento es
recomendable para suelos contaminados con metales.
Tratamiento sin remoción: Se logra por el transporte electro-osmótico de los
contaminantes a través de zonas de tratamiento colocadas entre los electrodos; la
polaridad de los mismos es revertida periódicamente, por lo que el flujo electro-
osmótico cambia de dirección, pasando frecuentemente por las zonas de
tratamiento. Este método es recomendado para suelos contaminados con
especies orgánicas.
12.2.3.2. Ventajas y limitaciones
La aplicación de procesos electrocinéticos es más efectiva en suelos arcillosos
debido a su carga superficial negativa, la cual puede alterarse por cambios en el
pH del fluido, modificando también las características de adsorción de
contaminantes; la utilización de electrolitos con pH específico puede mejorar el
desempeño de la técnica.
La eficiencia del proceso disminuye en suelos con humedad menor al 10%; la
máxima eficiencia se logra con valores de humedad de 14 a 18 %. La presencia
de objetos metálicos o aislantes puede inducir variabilidad en el campo eléctrico y
en la conductividad del suelo, afectando el proceso. Asimismo, es recomendable
la utilización de electrodos inertes (carbón, grafito o platino) para evitar la
introducción de residuos reactivos en el suelo tratado; los electrodos metálicos
pueden disolverse por efecto de la electrólisis.

45 | P á g i n a
13.TECNOLOGÍA DE REMEDIACIÓN PROPUESTA: LAVADO DE
SUELOS
13.1. Diagrama de flujo del proceso
Figura 5: Proceso de lavado de suelos
13.2. Descripción del proceso
El proceso consiste de tres etapas: mezclado, lavado y enjuagado. Antes de
iniciar, el material contaminado se tamiza para retirar los objetos de mayor
tamaño. Posteriormente, el suelo se adiciona a la unidad de lavado, en donde se
mezcla y se lava con el uso de agua con o sin aditivos, en un proceso en lote o
continuo. Al finalizar el lavado del suelo, la fase líquida se envía a una planta de
tratamiento de aguas, mientras que la fase sólida se enjuaga nuevamente con
agua limpia.
Finalmente, se somete a la fracción gruesa (arenas y gravas) y a la fina (limos y
arcillas) a análisis para determinar si contienen contaminantes. Si todos los
contaminantes pasaron al agua del lavado y las tierras están limpias, se pueden

46 | P á g i n a
usar en el sitio o se pueden llevar a otro lugar para usarlos como relleno. Si el
material todavía está contaminado (suele ocurrir en el caso de los limos y arcillas),
se puede someter a otro ciclo de lavado, o recogerlo para aplicarle un tratamiento
diferente o eliminarlo en un vertedero autorizado.
El uso de agua como solución de extracción es efectivo para la remoción de
compuestos orgánicos solubles de bajo peso molecular (alcoholes y fenoles),
sales inorgánicas (sulfatos y cloruros) y metales solubles (Cr(VI)). Para aumentar
la eficiencia de lavado en un suelo con metales, pueden emplearse soluciones con
las siguientes características:
 Agentes quelantes: Forman complejos solubles con iones metálicos. Uno
de los más usados es el ácido etilendiamino tetracético (EDTA). Otros
ácidos usados como agentes quelantes son los ácidos cítrico, málico y
acético.
 Ácidos y bases: Movilizan, neutralizan o transforman el contaminante. Las
soluciones ácidas se aplican principalmente para incrementar la solubilidad
de muchos metales, mientras que las alcalinas se usan para remover
fenoles y metales ligados a la fracción orgánica del suelo.
13.3. Eficiencia del proceso
Esta técnica es muy eficiente para el tratamiento de suelos arenosos (altamente
permeables), ya que estos permiten el paso de la solución, a diferencia de suelos
limosos o arcillosos. Cuanto mayor sea el porcentaje de arena gruesa y grava en
el material que deba tratarse (que se puede limpiar y quizá llevar de vuelta al sitio),
más eficaz será el lavado del suelo en relación con el coste.
El lavado de suelo puede aplicarse fundamentalmente para remediar suelos
contaminados con compuestos orgánicos semivolátiles, hidrocarburos derivados
del petróleo y substancias inorgánicas como cianuros y metales pesados, y es
menos eficaz para tratar compuestos orgánicos volátiles y pesticidas.

47 | P á g i n a
La eficiencia de esta técnica depende del grado de adsorción del contaminante,
controlado por una serie de propiedades del suelo como el pH, la textura, la
capacidad de intercambio catiónico, la mineralogía o el contenido en materia
orgánica y otros factores como el tiempo que hace que el suelo está contaminado
o la presencia de otros elementos tóxicos.
Diversos grupos de investigación han realizado estudios con el fin de definir los
mejores aditivos para el lavado. Dentro del primer estudio, se determinó que los
agentes quelantes más eficientes para la remoción (95%) de Cu, Pb y Zn fueron
EDTA, ácido nítrico y ácido nitrilo-triacético (NTA). En un segundo estudio, se
obtuvo una alta eficiencia de remoción (99.9% en 6 h) de As (2,850 mg/kg) de un
suelo, usando una solución de lavado con ácido fosfórico. Finalmente, en un tercer
estudio se demostró una alta eficiencia de remoción de una mezcla de
contaminantes orgánicos/ inorgánicos en un suelo franco-arenoso, con el uso de
una solución de ácido sulfúrico con alcohol isoporpílico (relación 4:9).
Esta técnica es ampliamente utilizada en el norte de Europa y América para el
tratamiento de suelos contaminados. En los Estados Unidos se han llevado a cabo
varias aplicaciones de esta tecnología. Algunos casos se resumen en el cuadro 1.
Cuadro 1: Ejemplos de la aplicación a gran escala del lavado de suelos
contaminados con metales en los Estados Unidos
En general, el lavado de suelos es una alternativa relativamente económica para
la remoción de contaminantes, ya que minimiza el volumen del material

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contaminado y, por consiguiente, disminuye la cantidad a confinar o a tratar.
Actualmente, existen sistemas móviles para el lavado de suelos que se pueden
transportar al sitio contaminado, disminuyendo costos y el riesgo de dispersar los
contaminantes durante el transporte. Las principales ventajas y limitaciones de
este proceso se resumen en el cuadro 2.
Cuadro 2: Principales ventajas y limitaciones del lavado de suelo
13.4. Tiempo y costos de la remediación
Es una tecnología de corto a mediano plazo, que puede llevar entre dos y seis
meses. Sin embargo, en el caso de Chañaral la extensión de la contaminación es
demasiado grande, por lo que se requeriría mayor tiempo en el proceso de
recuperación del suelo, debido a que se trata de una técnica ex situ en que se
involucra el traslado del suelo contaminado. Los costos de su aplicación,
incluyendo la excavación, pueden variar entre 84 y 343 USD/m3; se calcula un
costo promedio cercano a 238 USD/m3.
La tabla 5 representa el costo estimado (por unidad común de medida) para
aplicar la tecnología de lavado de suelos en la bahía de Chañaral. El volumen de
suelo contaminado existente en el lugar es de aproximadamente 7.125.000 m3.

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Tabla 5: Estimación de costo del proceso de lavado de suelo para la bahía de
Chañaral.
13.5. Proceso físico en el lavado de suelos
Los procesos físicos tienen su utilidad en la separación granulométrica de las
fracciones más finas (limos y arcillas), siempre más contaminadas por su mayor
capacidad de adsorción, de las más gruesas (arena, grava), siempre más limpias y
más fácilmente depurables. Al concentrar los contaminantes en un volumen menor
mediante estos métodos, pueden ser eliminados de una manera más eficaz en un
tratamiento posterior o recirculando las arcillas a la disolución de lavado. Las
fracciones gruesas y las finas que hayan conseguido ser limpiadas se devuelven
al lugar de donde fueron extraídos.
Una mezcla compleja de contaminantes en el suelo, como por ejemplo una mezcla
de metales, COP y COV, y composiciones de contaminante heterogéneas en
Escenario
Bahía de Chañaral
Acción correctiva:
Medio contaminado Suelo
Contaminante Metal pesado
Enfoque Ex situ
Definición del sistema:
Volumen (m3) 7125000
Distancia de movilización (km) 161
Aditivos:
Surfactante (kg/ton) 5
Tipo de suelo Arena
Costos:
Costo promedio por metro cúbico (USD) 238
Costo lavado de suelo (USD) $ 1.695.750.000,00
Temperatura del agua en el proceso (°C) 20
Parámetros
Temperatura del agua de alimentación
(°C)
20

50 | P á g i n a
todas partes de la mezcla de suelo hacen que sea difícil formular una sola
disolución de lavado que elimine de manera eficaz todos los tipos de
contaminantes. En estos casos se requiere un lavado secuencial, usando
diferentes soluciones de lavado y/o distintas partes del suelo en disoluciones
diferentes.
13.6. Caracterización de los fluidos, fundamentos termodinámicos y
fisicoquímicos aplicados en el proceso propuesto
El tipo de solución a emplear para el lavado, depende de los contaminantes a
tratar y de las características del sitio, y puede ser agua o agua con aditivos como
ácidos, bases o agentes tensoactivos. Para extraer metales y contaminantes
orgánicos, pueden emplearse soluciones ácidas. Las soluciones básicas se usan
para tratar fenoles y algunos metales. Las soluciones tensoactivas son eficaces
para retirar contaminantes oleosos. En general, el lavado de suelos ex situ con
ácidos fuertes para la extracción de metales puede variar entre 10 y 40 minutos.
Una vez que se realiza el tratamiento, los contaminantes quedan en la fase
acuosa, por lo cual debe procederse a tratar esta solución por los métodos
convencionales de tratamiento de agua.
13.6.1. Surfactantes
Los Surfactantes o tensoactivos son compuestos químicos de estructura
combinada; polar - no polar, que modifican la tensión superficial de la superficie de
contacto entre dos fases; por ejemplo, dos líquidos con características distintas e
insolubles uno en otro. Debido a su estructura atómica, cuentan con propiedades
muy importantes: se componen de una parte hidrófoba y un resto hidrófilo. Cuando
estas sustancias entran en contacto con agua, sus moléculas se ven orientadas de
tal forma que la parte hidrófoba sobresale del nivel del líquido, de cierta manera
encarándose al aire, juntándose con otras partes hidrófobas de otras moléculas,
propiciando la formación de burbujas, en donde las partes hidrófobas quedan
alineadas en el centro y las partes hidrófilas se quedan en las periferias disueltas
en el líquido. A la formación de estructuras antes mencionadas se les llama

51 | P á g i n a
micelas y como agente activador de micelas se utiliza el agua salada,
comúnmente agua de mar.
13.6.2. Clasificación de surfactantes
Los agentes tensoactivos se clasifican, de acuerdo a su habilidad de disociación
en presencia de un electrolito y sobre todo de sus propiedades fisicoquímicas, en
iónicos y no iónicos. Los surfactantes iónicos a su vez, dependiendo de la carga
que posea la parte que presente la actividad de superficie, se dividen en
aniónicos, catiónicos y anfóteros. Los surfactantes de tipo iónico, poseen una
fuerte conexión con el agua, y es debido a su capacidad de ionizar el agua, es
decir, aprovecha de manera exitosa la atracción electrostática ejercida por los
dipolos del agua, arrastrando en el proceso todas aquellas soluciones de
hidrocarburos.
Dentro de la clasificación de surfactantes que se ionizan en agua se tiene:
13.6.2.1. Surfactantes aniónicos
Estos surfactantes son ionizados en solución, y debido a al comportamiento que
estos tienen en dichas soluciones el grupo hidrófobo es cargado negativamente.
Se componen de una cadena alquilo, ya sea lineal o ramificada, de 10 a 14
átomos de carbono, además de un anión en el extremo polar de la molécula. Los
compuestos catalogados en este grupo son aquellos sulfatos o sulfonatos, como
es el caso del sodio dodecil sulfato o el dodecil benceno sulfonato de sodio.
13.6.2.2. Surfactantes catiónicos
Estos, al igual que los aniónicos, al ser expuestos en soluciones forman iones, sin
embargo el grupo hidrófobo resulta cargado positivamente. Son principalmente
compuestos de tipo cuaternario de amonio, o aminas grasas en medios ácidos,

52 | P á g i n a
dentro de estos surfactantes catiónicos podemos encontrar al bromuro de cetil
amonio.
13.6.2.3. Surfactantes anfóteros
Los surfactantes anfóteros son aquellos que dependiendo del medio en que se
encuentren o sean expuestos pueden actuar como bases o ácidos; es decir, si son
expuestos a medios básicos actúan como surfactantes aniónicos, si es el caso de
ser expuestos a medios ácidos serán surfactantes catiónicos.
13.6.2.4. Surfactantes No-iónicos
Los surfactantes no-iónicos cuentan con propiedades de tipo hidrófilas, las cuales
dependen de grupos polifuncionales encargadas de formar enlaces de hidrógeno.
Resultan del proceso de agregar individualmente moléculas de óxido de etileno a
un alcohol graso o un fenol. En este caso el grupo hidrófobo está constituido por
una cadena de larga extensión de grupos con poca tendencia solubilizante.
14.DETALLE Y ESPECIFICACIONES DE OPERACIONES, EQUIPOS,
INSTRUMENTOS, ACCESORIOS, ENTRE OTROS, UTILIZADAS EN
EL PROCESO
14.1. Proceso de excavación de suelo
El suelo que debe tratarse se excava del sitio contaminado, donde previamente se
procede a retirar la capa de suelo superficial de alrededor de un metro de espesor.

53 | P á g i n a
Figura 6: Remoción de la capa superficial de suelo
Los equipos utilizados, para la excavación, el movimiento y la carga de los
materiales, son convencionales y muy variados, pudiendo mencionarse las
siguientes:
 Retro-excavadoras
 Grúas y sus aparejos (dragas y cucharas)
 Tractores con pala de arrastre
 Auto-cargadoras de arrastre
 Moto-niveladoras
La selección de un tipo u otro de equipo depende del tipo de materiales y su grado
de consolidación, así como de la morfología del lugar y de la operación a realizar
(excavación, movimiento o carga de materiales).
Antes de proceder a la ejecución del lavado de suelos, se tamiza el suelo extraído
de la correspondiente área contaminada con el propósito de excluir elementos con
diámetros mayores como piedras, rocas o escombros.

54 | P á g i n a
14.2. Proceso de mezclado para el método de lavado de suelos
La implementación de esta tecnología lleva a la realización de mezclas, mediante
las cuales interactúan materiales de diferentes composiciones químicas y
propiedades físicas. Una mezcla es aquella en la que se integran porciones de
diversos materiales en partes iguales o siguiendo una proporción determinada,
con la intención de lograr un grado de uniformidad específica de tipo físico o
químico en el resultado final.
Así mismo, para lograr que nuestros componentes lleguen a ese punto de
uniformidad deseado, es necesario llevar a cabo un proceso mecánico que genere
una agitación ideal. Para esto, es necesario contar con elementos de ayuda como
impulsores, deflectores y tanque de agitación.
A continuación, serán detallados cada uno de los aspectos de orden mecánico que
intervienen en el proceso de mezclado para llevar a cabo el lavado de suelos.
14.2.1. Tanque de agitación
Son recipientes de forma cilíndrica, cumplen con el propósito de contener el o los
materiales a mezclar con la ayuda de impulsores, por lo regular estos materiales
son vaciados en dichos recipientes a una altura o profundidad igual a la del
diámetro del vaso mismo. La medida de los diámetros de los tanques de agitación
oscila de entre los 10cm hasta los 10m., es decir, para uso en investigaciones de
laboratorio hasta para fines industriales. En cuanto al diseño del fondo de los
tanques de agitación, ésta dependerá de criterios como la facilidad para el vaciado
de material o la limpieza del tanque de agitación, así también para el mejoramiento
de sólidos suspendidos en el proceso de mezclado, variando en formas ya sea
totalmente planas, en forma de plato o en extremo una forma cónica.

55 | P á g i n a
En un tanque de agitación vertical de forma cilíndrica la relación óptima entre la
altura del líquido y el diámetro del tanque de agitación (Z/T) es comúnmente
aceptado como 1, es decir si contamos con una altura de líquido igual a Z y el
diámetro del tanque de agitación utilizado es igual a T, entonces podemos obtener
la relación Z/T e interpretarla como el efecto causado por la geometría del tanque
de agitación sobre el líquido en cuestión. Esta relación antes mencionada es
generalmente igual a 1. Sin embargo, para fines de mezclado y de suspensión de
sólidos la relación entre la altura del líquido y el tanque de agitación (Z/T) oscila
entre 0.6 y 0.7 para un consumo mínimo de potencia. Si se tiene un solo impulsor
se debe tomar en cuenta que un solo impulsor puede trabajar con eficiencia
alturas de líquido desde la mitad del diámetro del impulsor hasta el doble de este,
es decir desde 0.5D hasta 2D, siendo D el diámetro del impulsor utilizado.
14.2.2. Transferencia de calor en tanques agitados
Entre las aplicaciones habituales de procesos químicos y biológicos, se requiere el
uso de recipientes agitados en operaciones discontinuas en las cuales se presenta
un calentamiento o enfriamiento del reactor agitado, manteniendo una temperatura
constante durante el periodo de reacción, por lo que en la actualidad se utilizan
dos tipos de sistemas de intercambio de calor, siendo estos:
a) Recipientes enchaquetados con agitación mecánica
b) Serpentines de tubería
14.2.3. Recipientes enchaquetados con agitación mecánica
Se utilizan cuando se precisa de una limpieza frecuente del tanque en cuestión,
así como recipientes en los cuales sea difícil colocar serpentines internos. Este
proporciona un mejor coeficiente global de transmisión de calor que los
serpentines externos. Contrariamente se dispone de área limitada para llevar a

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cabo la transmisión de calor, así como el fluido líquido no mantiene uniformes sus
características en el interior de la camisa.
En la siguiente figura, se muestra un recipiente enchaquetado estándar. Consiste
de un recipiente y su chaqueta y los medios apropiados para circular el líquido
dentro de la misma y un agitador de aspas planas.
Las dimensiones básicas para el cálculo de chaquetas son: altura de la porción
húmeda del recipiente Z, diámetro del recipiente D, longitud de la paleta del
agitador L y la altura desde el fondo de la paleta hasta el fondo del recipiente B.
Figura 7: Recipiente enchaquetado con agitación mecánica
14.2.4. Serpentines de tubos
El serpentín de tubos proporciona uno de los medios más baratos de obtener
superficie para transferencia de calor. Para el diseño de serpentines para
transferencia de calor, se debe determinar el área de transmisión de calor
necesaria para mantener el líquido contenido dentro del tanque a una temperatura
constante o para aumentarla o disminuirla, en un tiempo determinado.

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Los serpentines de calentamiento se colocan en la zona baja del tanque, mientras
que los de enfriamiento se sitúan en la parte alta del tanque. Pueden también
estar colocados en pendiente para facilitar su drenaje.
Generalmente, los serpentines se fabrican en gran variedad de configuraciones y
materiales partiendo de las aplicaciones y geometría del recipiente. Se construyen
doblando longitudes variables de tubería de cobre, acero o aleaciones, para darle
forma de hélices, o serpentines helicoidales dobles en los que la entrada y salida
están convenientemente localizadas lado a lado. Ejemplos de tipos de serpentines
se muestran en la figura 8.
Figura 8: Diferentes tipos de serpentines
14.2.5. Deflectores
Los baffles o deflectores son aditamentos físicos que ayudan a prevenir un
comportamiento de mezcla no deseado; es decir, tenemos un comportamiento no
deseado cuando en un tanque de agitación sin deflectores se inicia el proceso de
mezclado con la ayuda de un impulsor ya sea axial o radial con líquidos de baja

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viscosidad. Éstos tienden a arremolinarse y producir vórtices, siendo inadecuado
para el proceso de mezclado y homogenización en el tanque de agitación. La
mejor manera de evitar lo anterior es instalando deflectores. Estos deflectores son
montados en las paredes del tanque de agitación, propiciando un patrón de flujo
favorable para una buena mezcla.
Generalmente son cuatro el número de deflectores usados en un tanque de
agitación a distancias radiales de 90° cada uno. En cuanto a la dimensión del
grosor de los deflectores, es sugerido que el grosor de cada uno ellos oscile entre
una décima (1/10) y una doceava (1/12) el diámetro total del tanque de agitación,
propiciando así una mezcla de arriba a abajo completa y evita la presencia de
vórtices.
En el caso de contar con fluidos de altos niveles de viscosidad, la generación de
vórtices deberá ser descartada, por lo tanto los baffles o deflectores son
innecesarios bajo estas circunstancias.
A continuación la figura 9 y 10, muestra el remolino creado en tanques de
agitación sin deflectores o baffles por impulsores de tipo axial, así como de tipo
radial.
Figura 9: Remolino formado por un impulsor de flujo axial.

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Figura 10: Remolino formado por un impulsor de flujo Radial
Es notorio el incremento en el nivel del líquido debido a la presencia de remolino o
vórtice generado por los impulsores, dado que no existe ningún medio físico que lo
impida.
En las figuras 11 y 12, se utilizan deflectores para eliminar el efecto de vórtice en
la mezcla.
Figura 11: Patrón de flujo creado por una turbina de flujo axial en un tanque de
agitación con deflectores.

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Figura 12: Patrón de flujo creado por un impulsor de flujo radial en un tanque de
agitación con deflectores.
En este caso contrario, es posible notar una mejora en el patrón de flujo generado
por los mismos impulsores pero ahora con deflectores en las paredes del tanque
de agitación, la turbulencia generada gracias a estos deflectores ayudan a mejorar
la mezcla completamente desde la parte superior del tanque hasta el fondo del
mismo, creando además flujos desde las paredes hacia el centro del tanque de
agitación.
14.2.6. Impulsores
Existen dos tipos básicos de impulsores, de flujo axial y de flujo radial. Los
impulsores de flujo axial generan flujos verticales localizados en las partes
superior e inferior de las aspas o cuchillas del impulsor, además de ser paralelas
al eje mismo. Mientras que los impulsores de flujo radial producen una descarga
de fluido en dirección horizontal a las aspas o cuchillas del impulsor, haciendo que
la descarga de fluidos sea impactada hacia las paredes del tanque de agitación.
El consumo de potencia generado por impulsores, ya sea de tipo axial o radial,
propicia la generación de flujo y carga dentro del tanque de agitación, es decir,

61 | P á g i n a
toda la energía suministrada a los fluidos por medio de los impulsores produce un
corte, flujo o carga sobre los mismos. Es por eso que, con la utilización de
impulsores radiales o axiales, se genera un balance sobre la carga y el flujo en la
mezcla. De esta manera, para cada uno de los impulsores está pensado un
propósito sobre flujo y carga, ya que el flujo y carga generados por un impulsor de
diseño tipo Rushton (de flujo radial) será muy distinto al flujo y la carga generados
por un impulsor de diseño tipo propela marina (de flujo axial).
A continuación, en la figura 13 se muestra una la relación de algunos de los
diseños de impulsores en el balance sobre flujo y corte generados a una potencia
de tipo constante.

62 | P á g i n a
Figura 13: Diseño de turbinas
En lo más alto de la gama de impulsores mostrada en la figura anterior, se
encuentran aquellos impulsores con altos patrones de fluido pero con el mínimo
índice de corte. Estos impulsores son de hojas tipo paleta, de grandes diámetros,
de diferentes formas entre las cuales se encuentran, de rastrillos, espirales y de
forma de ancla, todos funcionando muy cerca de las paredes del mismo tanque
con la intención de generar un mezclado de alta viscosidad. Es también utilizado
para lograr una buena suspensión de sólidos en lodos de tipo no-Newtoniano.

63 | P á g i n a
Después de estos, encontramos los impulsores de tipo axial, incluyendo a la
propela marina, las turbinas tipo hidroplano y aquellas turbinas planas modificadas
para flujo axial. Todas estas turbinas son empleadas en mezclas de viscosidades
bajas a moderadas, para suspensión de sólidos, y transferencia de calor;
empleados principalmente en procesos que demandan una alta eficiencia de
bombeo. Para procesos cuyos resultados exigen progresivamente una mayor
potencia por unidad de volumen y más fuerza cortante, los impulsores de flujo
radial son ideales.
Los impulsores radiales de paletas planas, con cuchillas a 90° de la línea central
del impulsor, son generalmente las más empleadas en procesos de dispersión de
gases y masa, esto debido al equilibrio presentado en cuanto a flujo y corte. Así
mismo, si utilizamos turbinas de barra de hojas angostas, se obtendrían tasas
extremadamente altas de flujo de corte, estos impulsores de alta capacidad de
corte son empleados para una alta eficiencia de corte para suspensión de sólidos
en líquidos o también de líquidos en líquidos. También, son empleados para
propiciar tanto una reducción de tamaños de partículas sólidas como una buena
dispersión del sólido en la mezcla.
En las siguientes figuras, se muestran a detalle las características de aquellos
impulsores ya mencionados.

64 | P á g i n a
14.2.7. Impulsores de tipo Axial
Figura 14: Propela Marina.
Figura 15: Impulsor de flujo axial de paletas inclinadas.
Figura 16 Impulsor de Flujo Axial de 3 cuchillas con disminución en el ancho y
ángulo de cuchillas desde el centro hacia la punta.

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14.2.8. Impulsores de Tipo Radial
Figura 17: Impulsor de Flujo Radial de Paletas Planas.
Figura 18: Turbina de Barras.
Existen impulsores diseñados especial y específicamente para usarlos en tanques
de agitación verticales; es decir cuyo mecanismo de acción se posiciona en la
parte superior del tanque en forma vertical hacia el fondo del mismo, y otros más
cuyos impulsores deberán ser instalados en alguna de las partes laterales del
tanque de agitación.
Para el último de los casos antes mencionado, se necesita contar con las
especificaciones y características del impulsor a utilizar, ya que para su instalación

66 | P á g i n a
se deben seguir desde la posición exacta en la pared del tanque de agitación,
hasta el grado de inclinación exacto que deberá de tener para generar un patrón
de flujo deseado.
En la siguiente figura, se ilustra el lugar donde los impulsores de entrada lateral
son instalados, así como el patrón de flujo que se obtiene debido a esta nueva
configuración y montaje.
Figura 19: Montaje típico y patrón de flujo para impulsores de entrada lateral
14.3. Proceso de tratamiento de agua
El tratamiento del agua implica el procesamiento de dos corrientes diferentes: el
agua de proceso, que se genera en los lavados ya descritos, y el agua de
depresión del nivel freático.

67 | P á g i n a
14.3.1. Agua de proceso
Luego de terminado el proceso de lavado en el tanque de agitación, el agua con
los contaminantes es enviada a los floculadores y separadores con el fin de
recuperar su fase y separar los sólidos sedimentables y en suspensión. La
fracción de sedimentos se envía a una pileta de secado, donde se consolida el
material fino. Este residuo contiene metales absorbidos en las moléculas a las
partículas de arcillas. La fracción oleosa es enviada a una pileta y luego a
producción para que se reincorpore en el sistema. La fracción líquida limpia es
reutilizada en el proceso de lavado, previo acondicionamiento con productos
químicos.
14.3.2. Agua de depresión del nivel freático
El proceso de depresión del nivel freático es necesario implementar para llevar a
cabo la excavación y el retiro de material contaminado. El agua es extraída por un
sistema de bombeo y enviada a un grupo de piletas especialmente
acondicionadas con un lecho de arena, tierra de diatomea y grava que actúan
como filtros lentos. Los filtros descargan su caudal en una cámara de aforo.
14.4. Sistema móvil
Actualmente, existen sistemas móviles para el lavado de suelos que se pueden
transportar al sitio contaminado, disminuyendo costos y el riesgo de dispersar los
contaminantes durante el transporte
Figura 20 En la técnica se emplea un equipo portátil que se puede llevar hasta el
lugar de las operaciones.

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