230265_GESTIONDELAGUAparte1

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INTERCADECONSULTANCY & TRAINING

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GESTION DE CALIDAD Y CANTIDAD DE AGUA

EN OPERACIONES MINERAS

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Dra. Elzbieta Skupien BalonConsultora Intercade

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Dra. Elzbieta Skupien - [email protected] - Consultora de Intercade

INDICE� Calidad de agua: introducción� Control de erosión y sedimentos� Tratamiento de aguas� Técnicas de muestreo� Equipos de medición directa en campo� Selección de parámetros de calidad en efluentes� Delimitación de cuencas, cuerpos receptores y

efluentes� Evaluación de la calidad de ecosistemas acuáticos� Monitoreo interno para control operativo� Monitoreo participativo� Herramientas de monitoreo

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MINERIA Y AGUA� El agua es esencial para la vida en nuestro planeta y el desarrollo

sostenible. Deberíamos asegurar que aguas subterráneas, ríos, lagos yocéanos se encuentren libres de contaminación.

� Hoy, existe mayor conciencia acerca del problema ambiental de lasactividades humanas, en especial mineras; el cual antaño ha sidosubestimado en cuanto a sus implicaciones ambientales. El precioambiental que se ha pagado por el uso diario de minerales ha sido enocasiones demasiado alto.

� Los cambios en la legislación de protección de agua a nivel global, en latecnología y en las actitudes han comenzado a reconocer algunas de lasamenazas más inmediatas, impuestas por las diferentes actividadeshumanas, entre ellas industria minera. Sin embargo, el impacto sobre lasaguas depende de una variedad de factores, tales como la sensibilidaddel terreno local, la composición de los minerales que están siendominados, el tipo de tecnología empleada, las habilidades con que secuenta, el conocimiento y el compromiso ambiental de la compañía y,finalmente, nuestra habilidad para monitorear, analizar y estudiar elcomportamiento de los factores ambientales.

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� Por todo ello es necesario lo siguiente:• Resguardar la calidad y la cantidad del agua no solamente

durante la explotación minera, también antes y después dedicha explotación.

• Asegurar que se empleen mejores estrategias de prevención encontra de la contaminación en los casos donde los riesgospueden ser controlados.

• Reconocer que aún existen muchas áreas en el mundo dondelas prácticas mineras y las regulaciones necesitan sermejoradas/revisadas.

� La protección de la calidad y la cantidad de agua debe permanecercomo la meta primordial de cada compañía minera. Para adoptaresta ética de sentido común, es primordial el conocimientodetallado, estudio, análisis y nuestra formación constante.

MINERIA Y AGUA

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• Las actividades de minería en el Perú hanpromovido en los últimos años mayordinamismo en la economía nacional, ya quecerca del 60% de las exportacionesprovinieron de este sector primario.

• Por otro lado, las actividades mineras hansido, y siguen siendo, fuentes de conflictossociales por el impacto ambiental queocasionan sus operaciones sobre aguas, yaque el sector minero es considerado elsector industrial más contaminante deaguas superficiales y subterráneas,especialmente con cargas contaminantesde metales pesados (cobre, zinc, plomo,cadmio, plata, arsénico, manganeso, etc.).

MINERIA Y AGUA

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El rol del Estado es vital para generar procesos de desarrollosostenible en las regiones donde está presente la actividadminera.Cabe citar los Decretos Supremos del Perú más recientessobre la materia, entre otros.

� Decreto Supremo 002-2008-MINAM que aprueba losestándares nacionales de calidad ambiental para agua.

� Decreto Supremo 010-2010-MINAM que aprueba límitesmáximos permisibles para la descarga de efluentes líquidosde actividades minero-metalúrgicas.

MINERIA Y AGUA

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Decreto Supremo 002-2008-MINAM que aprueba los estándaresnacionales de calidad ambiental para agua.

MINERIA Y AGUA

Anexo IEstándares Nacionales de CalidadAmbiental para el Agua

Categoría 1: Población y recreacionalCategoría 2: Actividades marino-costerasCategoría 3: Riego de vegetales y bebidas

de animales

CATEGORIA 4: CONSERVACION DEL AMBIENTE ACUATICO

DecretaArtículo 1º. Aprobación de los estándaresnacionales de calidad ambiental paraaguaAprobar los Estándares Nacionales deCalidad Ambiental para el Agua, contenidosen el Anexo I del presente DecretoSupremo, con el objetivo de establecer elnivel de concentración o el grado deelementos, sustancias o parámetros físicos,químicos y biológicos presentes en el agua,en su condición de cuerpo receptor ycomponente básico de los ecosistemasacuáticos, que no representa riesgosignificativo para la salud de las personas nipara el ambiente. Los estándares aprobadosson aplicables a los cuerpos de agua delterritorio nacional en su estado natural y sonobligatorios en el diseño de las normaslegales y las políticas públicas, siendo unreferente obligatorio en el diseño yaplicación de todos los instrumentos degestión ambiental.

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CATEGORIA 4: CONSERVACION DEL AMBIENTE ACUATICO

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Decreto Supremo 010-2010-MINAM que aprueba límites máximospermisibles para la descarga de efluentes líquidos de actividadesminero-metalúrgicas.

AMBIENTE

Aprueban límites máximospermisibles para la descarga deefluentes líquidos de actividadminero-metalúrgica.

Decreto Supremo 010-2010-MINAM

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CONTROL DE EROSION Y SEDIMENTOSEn la mayoría de proyectos mineros, el potencial de erosionar los suelos y lossedimentos y degradar la calidad del agua superficial es un gran problema.

Las mayores fuentes de erosión/carga de sedimentos en sitios mineros puedenincluir las siguientes zonas:

� Tajos abiertos� Pilas de lixiviación y aquellas provenientes de los depósitos de desechos� Escombros o rocas de desecho� Depósitos de material estéril� Depósitos y presas de relaves� Caminos de acceso y transporte de material, depósitos de minerales� Áreas de mantenimiento de equipos y vehículos� Áreas de exploración y áreas en rehabilitación

También los materiales expuestos provenientes de las operaciones mineras(trabajos mineros, desechos, suelos contaminados, etc.) pueden contribuir a quelos sedimentos se carguen de contaminantes químicos, principalmente, metalespesados.

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La gran variedad de condiciones naturalesde cada lugar (ejemplo: geología,vegetación, topografía, clima, proximidad ycaracterísticas de las aguas superficiales),en combinación con diferenciassignificativas en las cantidades ycaracterísticas de los materiales expuestosen las minas, impide formulargeneralizaciones sobre las cantidades ycaracterísticas de las cargas desedimentos.

Los tipos de impactos asociados con laerosión y sedimentación son numerosos;por lo general, producen impactos a corto ya largo plazo.

Los sedimentos depositados en capas enterrenos inundables o en ecosistemasterrestres pueden producir muchosimpactos asociados con aguassuperficiales, aguas subterráneas yecosistemas terrestres.

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Los minerales asociadoscon depósitos desedimentos pueden bajarel pH o pueden producir lacarga de metales en lasaguas superficiales y/oproducir contaminaciónpersistente de las aguassubterráneas.Los sedimentoscontaminados tambiénpueden bajar el pH desuelos y causar la pérdidadel hábitat y la vegetación.

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Además de los impactos potenciales de los contaminantes en la vida humana yacuática, hay impactos potenciales asociados con el aumento de lasvelocidades de escorrentía y de los volúmenes provenientes de nuevasperturbaciones de terrenos. El aumento de las velocidades y volúmenes puedecausar inundaciones aguas abajo, cambios en el cauce de canales deriachuelos y daño estructural a las bases de puentes y entradas de canaletas.

Medidas permanentes de control de erosión

Conjunto de mejores prácticasdiseñadas para manejar lasescorrentías y controlar la erosióndel terreno y retener los sedimentosdentro del lugar del proyecto o áreadonde se lleve a cabodeterminadas actividades mineras.

Medidas provisionales de control de erosión

Conjunto de mejores prácticas paramanejar temporalmente lasescorrentías y controlar la erosióndel terreno para retener lossedimentos dentro del lugar delproyecto o área donde se lleve acabo cualquier movimiento deterreno u otra actividad, hasta quese completen las mismas.

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Los estudios sobre la erosión hídrica y modelos para evaluar las pérdidas desuelo, según los distintos tipos de erosión, han comenzado prácticamente en elsiglo XX con las investigaciones y experiencias del Forest Service de USA(1915). Durante los últimos cincuenta años, el Servicio de Conservación deSuelos de USA ha continuado las investigaciones y experiencias sobre elproblema tan trascendental, lo que permite hoy disponer de modelos deevaluación de las pérdidas de suelo.

� Modelos paramétricosErosión laminar y en regueros: USLEErosión en cárcavasErosión en zonas inundadas

� Modelos de solución analíticaMayer y Wischmeier (ecuación de conservación de masa de sedimento)Foster y Mauer (1975)Rose (1983)Wepp (1992)

� Modelos de solución numéricaWoolhiser y Smith (1990)

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La Ecuación Universal de Pérdidas de Suelo(USLE) por erosión laminar y en regueros es hoyel resultado de más de cincuenta años deinvestigaciones y experiencias sobre losparámetros que en ella intervienen, y que hancontribuido a una mayor definición del modelo.

EL MODELO USLE

Este modelo tiene la siguiente forma:

A= R.K.L.S.C.P

Donde:

A: es la pérdida de suelo por unidad de superficie.Sus dimensiones son Mg.ha4.

R: es el factor erosividad de la lluvia. Es elproducto acumulado para el período de interés concierta probabilidad de ocurrencia (normalmente50% o promedio), de la energía cinética por lamáxima intensidad en 30 minutos de las lluvias.Sus dimensiones son MJ.mm.ha-1.hr1año-1,aunque por simplicidad conviene pensar enenergía por unidad de superficie (J.ha-1, Troeher.al, 1980).

K: es el factor erodabilidad del suelo. Es lacantidad promedio de suelo perdido por unidad defactor R(MgJ1), cuando el suelo en cuestión esmantenido permanentemente desnudo, con

laboreo secundario a favor de la pendiente(condiciones de máxima erosión posible). Losdemás factores son relaciones a estándares y notienen dimensiones:

L: es el factor longitud de la pendiente, es larelación entre la erosión con una longitud dependiente dada y la que ocurre en el estándar de22,1 , de longitud, a igualdad de los demásfactores.

S: es el factor inclinación de la pendiente. Es larelación entre la erosión con una inclinación dependiente dada y la que ocurre en el estándar de9% de inclinación, a igualdad de los demásfactores.

C: es el factor uso y manejo. Es la relación entre laerosión de un suelo con determinado sistema deuso y manejo y la que ocurre en el mismo sueñopuesto en las condiciones estándar en que definióel factor K, a igualdad de los demás factores.

P: es el factor práctica mecánica de apoyo. Es larelación entre la erosión que ocurre con unadeterminada práctica mecánica de apoyo y la queocurre con una determinada práctica mecánica deapoyo y la que ocurre con la condición estándar delaboreo a favor de la pendiente, a igualdad de losdemás factores.

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A continuación se presentan algunas de las prácticas quepodrían ser usadas para controlar la erosión en las áreasaledañas a obras e instalaciones.

�Revegetación. Se aplica en las áreas que finalicen suutilización (revegetación permanente) o que vayan aatravesar periodos sin uso (revegetación temporal) en laoperación del proyecto. La revegetación permanente seaplica una vez lograda su configuración definitiva.

�Canales de derivación. Se aplica para evitar que el aguade escorrentía ingrese a las áreas de trabajo del proyecto.Si es necesario, se construirán barreras de piedra dentro delcanal para reducir la velocidad del agua y el revestimiento,ya sea con piedra, cemento o geomembrana para reducir laerosión y generación de sedimentos.

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�Barreras en general. Tienen la finalidad de reducir lavelocidad del agua que circula sobre la superficie disturbada yretener parte del sedimento transportado en el flujo de agua.Los tipos de barreras más comunes son los siguientes:•Barreras de piedra o pircas: Son usadas para reducir lavelocidad del agua y retienen gran cantidad de sedimentos.

•Barreras de pacas de paja: Tienen la facilidad de reducir lavelocidad del agua generada en taludes relativamente suaves(2.5H:1V). Se recomienda su uso en zonas que seránrevegetadas (ejemplo: el depósito de agregados), porqueretienen las semillas que puedan desplazarse por el talud.

•Barreras silt fence (barrera para sedimentos finos):Normalmente usadas en áreas perturbadas y sin coberturaalguna. Trabaja perfectamente en zonas que estaránexpuestas a la erosión por cortos periodos de tiempo.

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Revegetación, repoblaciónforestal

Control de la erosión hídrica(laminar y en regueros). Elfactor C del modelo USLEpara la cuantificación deestos dos tipos de erosióndisminuye considerablementeen los terrenos repoblados.Esta disminución se traduceen una reducción de laspérdidas potenciales desuelo.

A = R.K.L.S.C.P Minas de Bytom (Polonia). Terrenos de minas de zinc y plomo (finalizada la producción en 1990).

Minas a cielo abierto de Braña de Río (Langreo, Asturias)

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• Revegetación:

Fuente: Estudio de Impacto Ambiental Suplementario Yanacocha Oeste MWH PERU S.A.

Los trabajos de revegetación que realizarán son de dos tipos:

Revegetación Temporal es la siembra de áreas que estarán revegetadas por un período determinado yluego serán disturbadas, de acuerdo a los planes de mina. La siembra incluirá una mezcla de especiesintroducidas:

-Rye Grass (Ecotipo Cajamarquino) 5kg/ha

-Trifolium pratence (trébol rojo) 5kg/ha

-Dactylis glomerata (Potomac) 9kg/ha

-Dastylis glomerata (Amba) 9kg/ha

Revegetación Final es la siembra de áreas que no se volverán a disturbar y que permanecerán así luegodel cierre final. Estas áreas serán revegetados con trsplante de ichu (Calamagrostis sp.) y/o una siembracombinada de transplante de ichu y pastos. Los pastos que se usan en las áreas de revegetación final sonuna mezcla de especies nativas e introducidas.

-Rye Grass (Ecotipo Cajamarquino) 6kg/ha

-Rye grass Boxes 3kg/ha

-Rye grass Magnum 3kg/ha

-Trifolium pratence (trébol rojo) 4kg/ha

-Dactylis glomerata (Potomac) 8kg/ha

-Festuca fanm 4kg/ha

-Avena strigosa (Avena negra) 25kg/ha

-Rye grass Boxer 4.5kg/ha

-Rye grass Magnum 4.5kg/ha

-Dactylis glomerata (Amba) 8kg/ha

-Festuca fann 3kg/ha

-Avena strigosa (Avena negra) 21kg/ha

-Especies nativas* 7kg/ha

Quinuales 1800

plantones/ha

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Canales de derivaciónSe aplica para evitar que el agua de escorrentía ingrese a las áreas detrabajo del proyecto. Si es necesario, se construyen las barreras de piedradentro del canal para reducir la velocidad del agua y el revestimiento, yasea con piedra, cemento o geomembrana para reducir la erosión ygeneración de sedimentos.

Chira-Piura, canal de derivación

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El objetivo fundamentalde las obras deprotección que serealizan en zonasconcretas de los cauceses impedir la erosiónde sus márgenes ,originada por la excesivavelocidad del agua. Porlo tanto, son obraslocalizadas de protecciónde curvas, obras decruce o zonas demateriales débiles, cuyocolapso acarrearía lainundación de losterrenos adyacentes.(máscaras superficiales,espigones) . Fuente: Restauración hidrológico forestal de cuenca s y control de la erosión; Tragsatec.

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Barreras en generalReducen la velocidad del aguaque circula sobre la superficiedisturbada y retienen parte delsedimento transportado en elflujo de agua.Las más comunes son lassiguientes:�Barreras de piedra o pircas(muros de piedra construidosen forma transversal a lamáxima pendiente del terreno)

�Barreras de pacas de paja�Barreras silt fence (barrerapara sedimentos finos)

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Resumiendo, las medidas a considerar con el fin de mitigar lapotencial erosión de suelos son las siguientes:

� En aquellas áreas donde existe un riesgo extremo de erosiónhídrica se instalarán estructuras disipadoras de energía(barreras o bermas). La localización exacta de estas estructurasserán determinadas antes del inicio de la construcción o sedeterminarán caso a caso durante la construcción y operacióndel proyecto, si fuera necesario.

� Se instalarán barreras superficiales de evacuación de agua aintervalos y ángulos apropiados en las laderas que lo requieran.

� La localización y el espaciamiento de las barreras dependen dela pendiente del terreno, de la susceptibilidad a la erosión delsuelo y del material disponible para su construcción. En términosgenerales, las barreras se localizan donde se produceescurrimiento superficial de agua; por ello, su ubicación estásujeta a inspección visual.

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� Los drenajes artificiales pueden llegar a ser necesarios cuando haycortes en el terreno. En estas circunstancias, es probable que nose produzca un drenaje natural que permita desviar el agua haciasectores estables. En caso de ser significativo el problema, seinstalarán canales de drenaje para impedir que se produzca unproceso erosivo en el área.

� Por otra parte, la construcción del proyecto se realizará en laépoca seca (por lo menos en su mayor parte), cuando hay muypoco potencial de erosión y de arrastre de sedimentos hacia loscursos de agua. Por estas razones, no se espera que los impactosasociados con la perturbación originada por la construcción seansignificativos.

� En laderas con potencial de erosión, se implementarán medidasestabilizadoras hasta que se realice la rehabilitación definitiva de lazona y, de ser necesario, se construirán canales de coronaciónque eviten el ingreso de agua a estas zonas. El área serámonitoreada mediante inspecciones durante la construcción.

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Revegetaciónen minas a cielo abierto (Alemania)

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La mina Yanacocha en su proceso de produccióngenera más sedimentos de lo normal y lo que sehace es controlar esa cantidad adicional desedimentos que genera su actividad.

Cuenta con 13 serpentines diseñados para captarel agua de las lluvias que discurren por lasquebradas ubicadas dentro de sus operaciones.Los serpentines son como surcos o pozasparalelas con muy poca pendiente en los queingresa el agua cargada con sedimentos. Estoprovoca que el agua empiece a perder velocidad;al ocurrir esto, las partículas de tierra se vanasentando. Al pasar de poza en poza, lossedimentos son retenidos y el agua se vaaclarando. Sin embargo, esto no es del todosuficiente. Los serpentines, como primera fase,controlan el 50% de los sedimentos, pero el otro50%, que es mucho más fino, debe controlarsede otra manera, para eso existen los diques.

PROGRAMA DE CONTROL DE LA EROSION Y LOS SEDIMENTOS EN YANACOCHA

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PROGRAMA DE CONTROL DE LA EROSION Y LOS

SEDIMENTOSEl control final de sedimentos se realiza através de los diques que se encuentranen las quebradas aguas abajo de la zonade operación minera, al borde de lapropiedad de Yanacocha. Esta es laúltima etapa antes de la descarga de lasaguas al medio ambiente, las cualescumplen con los niveles establecidos porlos estándares nacionales einternacionales. Los diques de control desedimentos de los ríos Grande y Rejotrabajan eficientemente descargandoagua con valores de sedimentos pordebajo de 50 miligramos por litro, queprotege la vida acuática aguas abajo delas operaciones y hace que el recursohídrico sea apto para cualquier otro usoque lo requiera.

Fuente: Gestión del agua en Yanacocha, L. Campos Aboado.

Dique Rejo (arriba) y dique Grande (abajo)

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En algunas temporadas de lluvias, el agua que descargaba el dique Grande teníavalores por debajo de 50 miligramos de sedimentos por litro; sin embargo, el aguallegaba a Cajamarca con más de 1000 miligramos por litro.

Este aumento se debe a otros factores (naturales o las diversas actividades quellevan a cabo los pobladores) que generan también una gran cantidad desedimentos.

Es una prueba que no solo la minería produce sedimentos a gran escala yevidencia la necesidad de puntos de control de calidad y cantidad de agua a lasalida de los terrenos mineros para poder demostrar tales circunstancias.

PROGRAMA DE CONTROL DE LA EROSIONY LOS SEDIMENTOS

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Para escoger el tratamiento de aguas adecuado, resultaesencial el estudio de las características particulares del aguaa tratar, especialmente cuando se refiere a las característicasde la mina y los rasgos hidrogeológicos de la zona donde seha generado, que determinarán las características químicasdel efluente y permitirán decidir sobre el tratamiento idóneo encada caso.

En todos los proyectos mineros, es imprescindible contemplarlos medios necesarios para el control de los vertidos y laprevención de contaminación de las aguas durante laexplotación y tras el cierre de mina. En esta línea, en lamayoría de los países se está exigiendo que los efluentes dela industria minera alcancen unos determinados valoresumbrales durante diversos procesos de tratamiento de aguasantes de poder ser vertidos a un cauce.

TRATAMIENTO DE AGUAS

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1. Tratamiento activoLos sistemas de tratamientoactivo son aquellos procesosque requieren una operacióncontinua por el hombre, talescomo las plantas de tratamientode aguas residuales. Algunosprocesos en los sistemas detratamiento activo incluyen sonlos siguientes:a) Neutralización y precipitaciónb) Aireaciónc) Filtración y ósmosis inversad) Intercambio iónico e) Ablandamiento químico

2. Tratamiento pasivoLos sistemas pasivos son losque intentan tratar las aguas sinla intervención humana.

Estos pueden incluir, porejemplo, la descarga de lasaguas de la mina a través desistemas biológicos comotierras pantanosas, musgo yturba para el control de ácido ymetales, la reducción de sólidossuspendidos, nutrientes ymetales.

A continuación se presenta un breve resumen de estos procesos. Lasdescripciones completas de estos procesos pueden ser consultadasen la bibliografía.

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1.Tratamiento activoa) Neutralización y precipitación

Este proceso comprende la neutralización delefluente ácido proveniente de las operacionesde minería y beneficio a través de la adiciónde álcalis tales como cal, piedra caliza, sodacáustica y carbonato de sodio. En un sistemaneutral, los iones de los metales pesados sehidrolizan y precipitan como hidróxidos. Losaniones formarán compuestos insolubles conmuchos metales pesados a pH neutro ytambién pueden ser removidossimultáneamente.

Una consideración importante en el procesode neutralización-precipitación es el manejo ydisposición de lodos precipitados,particularmente, en lo que respecta altratamiento del DAM (drenaje ácido minero).El manejo y disposición de lodos se presentacomo uno de los problemas más significativosen la práctica de las operaciones detratamiento del DAM.

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1.Tratamiento activoa) Neutralización y precipitación

Los métodos de desaguado ydisposición de lodos incluyen losiguiente:� Formación de lagunas� Disposición en mina profunda� Filtración al vacío y a presión� Secado de cama porosa� Centrifugación

Todos estos procesos se describen endetalle en los manuales mineros endonde se discuten profundamente losaspectos del desaguado y disposiciónde lodos.Al final del proceso se obtienen aguasclarificadas, exentas de metalespesados y con un pH dentro del rangopermisible de descarga.

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1.Tratamiento activob) Aireación

Los procesos de aireación son utilizados para mejorar el procesode oxidación durante el tratamiento. Un ejemplo claro podría ser eluso de la aireación para incrementar la oxidación del hierro ferrosoen forma férrica de manera que pueda ser efectivamenteeliminado del DAM (drenaje ácido minero) en un sistema de pHmás bajo. La mínima solubilidad férrica ocurre a un pH de 8,0;mientras que la mínima solubilidad ferrosa sucede a un pH deentre 10,5 y 11,0. Los procesos de aireación utilizadoscomúnmente incluyen los siguientes:• La aireación mecánica superficial: se introduce oxígeno en lapoza de aireación por medio de cuchillas rotadoras localizadasdebajo de la superficie del agua.

• La aireación en cascada: se introduce oxígeno mediante laturbulencia creada al conducir el agua por gravedad a través deun canal revestido de bloques esparcidores, debajo de unacascada formada por una serie de gradas o a través de una seriede caídas.

• La aireación de turbina sumergida: se introduce el oxígeno enuna poza de aireación mediante el uso de un tubo rociadorubicado casi en el fondo de la poza de aireación.

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1.Tratamiento activoc) Filtración y ósmosis inversa

Ambos procesos son altamente efectivos para eliminar los sólidossuspendidos y disueltos como también para remover casi en sutotalidad los sólidos disueltos en el DAM. La eficacia de la filtración delefluente del proceso para eliminar los sólidos suspendidos y disueltoses en una escala de 0,001 a 0,1 micrones; mientras que en la ósmosisinversa se eliminan los sólidos disueltos menores a 0,001 micrones.Ambos métodos tienen un costo elevado, pero son excelentes paramejorar la calidad del agua del efluente de descarga de lasoperaciones de beneficio y minería.

Filtración

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1.Tratamiento activoc) Filtración y ósmosis inversa

La ósmosis inversa (OI) se logra forzando el efluente filtrado a travésde una membrana semipermeable a presión alta lo que permite que lacalidad alta pase a través de la membrana y sea recolectada, mientrasque el agua altamente concentrada (el soluto o salmuera) sea retenida.Lo filtrado es de excelente calidad y puede ser reutilizado para lamayoría de procesos. Una consideración importante en el uso deósmosis inversa es el tratamiento y disposición de la salmuera, ya queel proceso crea una corriente de desechos altamente concentrada. Losposibles métodos de tratamiento y disposición son la neutralización conreactivos y la evaporación.

Ósmosis inversa

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1.Tratamiento activod) Intercambio iónico

El intercambio iónico en el tratamientodel agua es el intercambio reversible deiones entre un medio sólido y unasolución acuosa. El uso más común deintercambio iónico ha sido su aplicaciónen el ablandamiento de agua cargadade mineral para propósitos comercialeso domésticos.De la misma manera que en la ósmosisinversa, el intercambio iónico puede serutilizado para eliminar los ionesdisueltos no deseados para produciragua de alta calidad para numerososusos incluyendo el agua de gradopotable, si es seguido de la filtración ydesinfección requerida. Igualmente, unaconsideración importante en el uso delintercambio iónico es el tratamiento ydisposición de efluentes de desechos.

e) Ablandamiento químicoEl ablandamiento químico puede serempleado para eliminar los ionesdisueltos del efluente debeneficio/minería, cuando seconsidera que el efluente se hareutilizado o convertido en aguapotable.La ventaja de utilizar elablandamiento químico en la ósmosisinversa y el intercambio iónico es quesolo se producen corrientes de lodo yninguna otra corriente de desechos, yúnicamente se requiere el equipo detratamiento convencional.

Dos procesos de ablandecimientoquímico que pueden ser empleadosson el ablandecimiento por soda-cal ypor alúmina-soda-cal.

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2. Tratamiento pasivo

En general, los métodos activos de aguas ácidas tienen un costoelevado, por lo que no pueden ser mantenidos por un periodoprolongado una vez finalizada la vida de la mina.

En la última década, se han investigado diversos métodos detratamiento pasivo y se han comprobado que dan buenos resultados enla neutralización del pH y en la eliminación de metales pesados.Además, requieren poco mantenimiento y su bajo costo permiteaplicarlos durante largos periodos de tiempo >20 años, una vezclausurada la instalación minera.

Los métodos de tratamiento pasivo se basan en los mismos procesosfísicos, químicos y biológicos que tienen lugar en los humedalesnaturales (Wetlands), donde se modifican favorablemente ciertascaracterísticas de las aguas contaminadas consiguiendo la eliminaciónde metales y la neutralización del pH.

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2. Tratamiento pasivo

Los diferentes métodos pasivos que se presentan a continuación seemplean solos o combinados, dependiendo del tipo de drenaje ácidoy de los requerimientos de tratamiento.� Los humedales aerobios� Los humedales anaerobios o balsas orgánicas� Los drenajes anóxicos calizos (ALD: anoxic limestone drains)� Los sistemas sucesivos de producción de alcalinidad (SAPS:

successive alkalinity producing system)� Barreras reactivas permeables (PRB: permeable reactive

barriers) para aguas subterráneas

La comunidad científica, en general, reconoce que los sistemaspasivos son tecnologías limpias y eficaces en el control de lacontaminación de efluentes líquidos procedentes de instalacionesmineras. También reconoce la necesidad de seguir investigando enla optimización de los procesos de funcionamiento de estossistemas, con el fin de mejorar sus eficiencias operativas y definir lasvariables de diseño más críticas.

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2. Tratamiento pasivo: humedales aerobios artificiales

Estos humedales ocupan una gransuperficie y tienen una somera lámina deagua que inunda el substrato sobre el quese desarrolla la vegetación. El lento fluir delagua en el humedal permite alcanzar eltiempo de retención necesario para quetengan lugar los lentos procesosdepuradores del agua. Los sistemasaerobios favorecen el contacto entre el aguacontaminada y el aire atmosférico medianteel empleo de plantas acuáticas que liberanoxígeno por sus raíces y rizomas. Para quela vegetación emergente actúe de estemodo, el espesor de la lámina de agua nodebe superar los 30 cm.

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2. Tratamiento pasivo: humedales anaerobios o balsas orgánicas

En los humedales anaerobios, para favorecer lascondiciones anóxicas que se requieren para sucorrecto funcionamiento, la altura de la láminade agua debe superar los 30 cm. Esta láminacubre un substrato permeable de un espesor de30 a 60 cm formado mayoritariamente pormaterial orgánico (70-90% de estiércol, compost,turba, heno, serrín, etc.), que estáentremezclado o bien dispuesto sobre una capade caliza. La finalidad del substrato orgánico eseliminar el oxígeno disuelto, reducir el Fe3+ aFe2+ y generar alcalinidad mediante procesosquímicos o con intervención demicroorganismos. Sobre el conjunto de estesubstrato se desarrolla la vegetación emergentecaracterística de los humedales, la cual ayuda aestabilizar el substrato además de aportarmateria orgánica adicional.

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2.Tratamiento pasivo: losdrenajes anóxicos calizos(ALD: anoxic limestone drains )

Este sistema consiste en una zanjarellena con gravas de caliza u otromaterial calcáreo sellada a techopor una capa de tierra arcillosa yuna geomembrana impermeable. Lazanja se instala a cierta profundidad(1 o 2 m) para mantener unascondiciones anóxicas.El drenaje ácido de mina se hacecircular por el interior de la zanjaprovocando la disolución de lacaliza, lo que genera alcalinidad(HCO3- + OH-) y eleva el pH delagua.

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2.Tratamiento pasivo: los sistemas sucesivos de producción dealcalinidad (SAPS: successive alkalinity producing system )

Este sistema de tratamiento de aguas ácidas de mina fue desarrollado porKepler y McCleary (1994) para solucionar el problema de la gran superficie querequieren los humedales anaerobios y la precipitación de los hidróxidos de Fe yAl en los sistemas ALD. Un SAPS (o humedal anaerobio de flujo vertical) sepuede considerar como un sistema de tratamiento en el que se integra unabalsa orgánica y un ALD. En un SAPS, se buscan los objetivos de una balsaorgánica (reducción del sulfato y retención metálica) y un ALD (incrementar laalcalinidad).Un SAPS consiste en un estanque en cuyo interior se depositan dos substratos:uno de material alcalino y otro de compuestos orgánicos, que están sumergidosen el influente a una profundidad entre 1 y 3 m que es drenado por la parteinferior mediante un conjunto de tubos.

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2. Tratamiento pasivo: barreras reactivas permeables (PRB:permeable reactive barriers ) para aguas subterráneas

En el caso de que las aguas ácidas de mina afecten o se manifiestencomo un flujo subterráneo, el dispositivo de tratamiento pasivo seconfigura como una pantalla permeable y reactiva dispuestaperpendicularmente a la dirección del flujo.

Como cualquier otro tratamiento pasivo, su objetivo es reducir lacantidad de sólidos disueltos (sulfatos y metales, principalmente) eincrementar el pH. Su construcción consiste en hacer una zanjatransversal al flujo, la cual se rellena con diversos tipos de materialesreactivos (caliza, materia orgánica, limaduras de Fe, etc.).

En el caso de las barreras reactivas permeables (PRB) para eltratamiento y depuración de aguas subterráneas contaminadas pordrenajes ácidos de mina, quedan todavía numerosas incógnitas porresolver, pues las experiencias efectuadas hasta hoy son escasas.

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INDICE

� Calidad de agua: introducción� Control de erosión y sedimentos� Tratamiento de aguas� Técnicas de muestreo� Equipos de medición directa en campo� Selección de parámetros de calidad en efluentes� Delimitación de cuencas, cuerpos receptores y


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Existen numerosos protocolos de técnicas de muestreo de aguassubterráneas y superficiales relacionados con la calidad de agua yen especial con la calidad de agua en las actividades mineras.

DECRETO SUPREMO Nº 010-2010-MINAM QUE APRUEBALÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES PARA LA DESCARGA DEEFLUENTES LÍQUIDOS DE ACTIVIDADES MINERO-METALÚRGICAS.

DISPOSICIONES COMPLEMENTARIAS FINALESPrimera: El ministerio de Energía y Minas, en coordinación con elMinisterio del Ambiente aprobará el Protocolo de Mintoreo deAguas y Efluentes Líquidos en un plazo no mayor de doscientoscincuenta (250) días calendario contados a partir de su entrada envigencia del presente Decreto Supremo.

DISPOSICIONES COMPLEMENTARIAS TRANSITORIAÚnica: Hasta la aprobación del Protocolo de Monitoreo de Aguas yEfluentes Líquidos se aplicará supletoriamente el Protocolo deMonitoreo de Calidad de Agua, aprobado por Resolución DirectoralNº 004-94-EM/DGAA

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La Unión Europea estableceun marco comunitario para laprotección y la gestión delagua. Los Estados miembrosidentifican y analizan lasaguas europeas por masasde agua, cuencas ydemarcaciones hidrográficas.A continuación adoptanplanes de gestión yprogramas de medidasadaptados a cada masa deagua.

DIRECTIVA 2006/11/CE DEL PARLAMENTO EUROPEO Y DEL CONSEJO

Del 12 de diciembre del 2006

Relativa a la protección de las aguas subterráneas contra la contaminación y el deterioro

DIRECTIVA 2006/11/CE DEL PARLAMENTO EUROPEO Y DEL CONSEJO

Del 15 de diciembre del 2006

Relativa a la contaminación causada por determinadas sustancias peligrosas vertidas en el medio acuático de la

Comunidad

Directiva 2000/60/CE del ParlamentoEuropeo y del Consejo, de 23 deoctubre de 2000, por la que seestablece un marco comunitario deactuación en el ámbito de la politicade aguas

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� Real Decreto 60/2011, del 21 de enero de 2011, sobre las normas de calidad ambiental en el ámbito de lapolítica de aguas. El presente Real Decreto tiene como finalidad trasponer todos los aspectos contenidosen la Directiva 2008/105/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, del 16 diciembre de 2008. Tambiénincorpora los requisitos técnicos sobre análisis químicos establecidos en la Directiva 2009/90/CE de laComisión, del 31 de julio de 2009; es decir, los criterios mínimos que se deberán aplicar a los métodos deanálisis para el seguimiento del estado de las aguas, sedimentos y seres vivos, así como las normasdirigidas a demostrar la calidad de los resultados analíticos.

� Directiva 2000/60/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, del 23 de octubre de 2000, por la que seestablece un marco comunitario de actuación en el ámbito de la política de aguas ha supuesto, entre otrosaspectos, el inicio de un nuevo camino para diseñar una estrategia que permita luchar contra lacontaminación del agua de una forma más completa y efectiva. De conformidad con los artículos 4 y 16 dela Directiva 2000/60/CE, se establece la obligación de aplicar las medidas orientadas a reducirprogresivamente los vertidos, las emisiones y las pérdidas de las sustancias prioritarias e interrumpir osuprimir gradualmente las emisiones, los vertidos y las pérdidas de sustancias peligrosas prioritarias.

� Directiva 2008/105/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, del 16 diciembre de 2008, relativa a lasnormas de calidad ambiental (NCA) en el ámbito de la política de aguas es un paso más de la estrategia deprotección de las aguas y su objeto es establecer normas de calidad ambiental para las sustanciasprioritarias y para otros contaminantes, con el objetivo de conseguir un buen estado químico de las aguassuperficiales.

� Directiva 2009/90/CE de la Comisión, del 31 de julio de 2009, por la que se establecen, de conformidadcon la Directiva 2000/60/CE, las especificaciones técnicas del análisis químico y del seguimiento delestado de las aguas, como complemento a la regulación establecida hasta la fecha en relación con elseguimiento del estado químico de las aguas.

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Estos protocolos tienen muchos aspectos en común ytambién algunas variantes, pero, en general, los puntosfundamentales están orientados a los siguientes tópicos:

�Precisar los objetivos de la campaña de análisis, quecondicionarán de qué manera, dónde y cómo semuestrea. (La gran variedad de clases de aguas, desistemas hídricos y de circunstancias que puedenpresentar en la práctica hace que no exista un métodototalmente normalizado listo para ser aplicado en todoslos casos, tanto a la hora de seleccionar la clase demuestra a tomar, como el tipo y los puntos de muestreo ycomo, finalmente, la frecuencia de muestreo idónea).

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�Precisar los objetivos de la campaña

Para ello se recomienda estudiar a fondo el punto demuestro, recopilar posibles análisis anteriores y asegurar lacorrecta ubicación del punto de muestro.

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� Seleccionar los puntos de muestreo , asegurando larepresentatividad de las muestras y accesibilidad. (Antes deproceder al estudio de un sistema hídrico es muy importantehacer una revisión sobre los datos anteriores existentes yprocedentes de otras investigaciones anteriores: estos informaránacerca de la calidad del agua, aportarán datos hidrológicos yclimatológicos, darán la descripción de las condiciones localesque puedan influir en el estudio, así como ilustrarán respecto aotros factores condicionantes de la calidad y circunstancias delagua o sistema hídrico a evaluar).

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Puntos de muestreo

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Puntos de muestreo

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Puntos de muestreo: ejemplos

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� Definir el número y el tipo de muestras. (El número de toma demuestras y los parámetros a investigar estarán en función delgrado de profundidad que se quiere alcanzar en el estudio, de lasdisponibilidades e infraestructura operativa con que cuente ellaboratorio y las posibilidades de almacenamiento que se estimenaceptables. Los parámetros normales utilizados para determinarla calidad del agua pueden ser de carácter físico, químico,orgánico, radiológico, biológico y microbiológico.

Tipos de muestras• Muestras simples: aquellas muestras tomadas en un tiempo y

lugar determinado para su análisis individual.• Muestras compuestas: las obtenidas por mezcla y

homogeneización de muestras simples recogidas en el mismopunto y en diferentes tiempos.

• Muestras integradas: las obtenidas por mezcla de muestrassimples recogidas en puntos diferentes y simultáneamente.

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• Como norma general, las muestras simples suelen ser pocorepresentativas y solo proporcionan información puntual de lasituación en un momento y lugar dados, pudiendo ser utilizadas enestudios previos o muestras muy homogéneas.

• La utilización de muestras compuestas es interesante en los casosdonde las concentraciones de los analitos varían con el tiempo (lajornada de trabajo en un estudio de vertidos, depuradoras en las quelas concentraciones de entrada y salida varían, etc.); si se utilizaeste tipo de muestras compuestas, es importante combinarlasproporcionalmente al caudal con el que se recogen.

• Las muestras integradas deben utilizarse en aquellos casos en quepueda existir variabilidad de la composición de la muestra a lo largodel área de muestreo (ríos o embalses, donde hay que considerardiversos factores como la profundidad, la distancia a la orilla, etc.).

� Definir el número y el tipo de muestras

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� Las muestras integradas deben utilizarse en aquelloscasos en que pueda existir variabilidad de la composiciónde la muestra a lo largo del área de muestreo (ríos oembalses, donde hay que considerar diversos factorescomo la profundidad, distancia a la orilla, etc.).

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� Seleccionar los laboratorios. Según el grado de precisión o métodosanalíticos que se requieran. Confirmación por parte de laboratorio de losparámetros o variables y los requerimientos de muestreo.Se debe comentar detalles: recipientes, aditivos requeridos por el laboratorio,volumen de muestra suficiente acorde con los requerimientos del laboratorio(incluso un volumen mayor para disponer de muestra de reserva ocomparación).También es aconsejable ajustar el tipo de determinacionesrequeridas, métodos, etc.

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� Seleccionar los laboratoriosDeterminaciones en laboratorioOxígeno disuelto• Conductividad eléctrica• pH• Contenido en sílice (SiO2)• Carbono orgánico total• Grado de alcalinidad (TA y TAC)• Dureza• Elementos mayores�Cationes: Ca2+, Mg2+, K+, Na+, NH4

+, Fe yMn�Aniones: CO3

=, HCO3-, SO4=, Cl -, NO2

=,NO3

- y PO43-

�Elementos menores: Cu, Al, Li, F, Br y Zn

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