remediacion

Remediación de relaves sólidos en minas I.

INTRODUCCION Los residuos mineros masivos contienen minerales, químicos peligrosos, metales pesados y desperdicios acumulados de la minería en toda su vida útil. La descarga e infiltración de drenaje o de material podría contaminar los recursos hídricos superficiales y subterráneos, afectando la salud de las personas, destruyendo el medio ambiente y los recursos que provee. Los residuos mineros masivos pueden perder la cohesión que los sostiene y colapsar sobre los pueblos y ciudades, destruyendo el medio ambiente y los recursos que provee. La erosión por viento de los residuos mineros masivos lleva sus contenidos como polvo en suspensión afectando la salud de las personas y medio ambiente.

II.

OBJETIVOS Conocer los distintos métodos existentes para la remediación de relaves sólidos en minas.

III.

FUNDAMENTO TEORICO 1. Concepto: La Remediación consiste en sanear un ecosistema que ha sido contaminado o intervenido. En este contexto, se busca minimizar los impactos de la actividad minera sobre el medio ambiente. El éxito de la remediación dependerá de la magnitud de la intervención y de la exigencia legal para asegurar que se proteja la vida y salud humana, el medio ambiente y otros bienes. La mayoría de las veces los esfuerzos en remediar un ecosistema contaminado están limitados a un presupuesto y no es posible conseguir un resultado exitoso. En el momento que una faena minera comienza su proceso de cierre, se establece cuáles son los PAM (Pasivos Ambientales Mineros). La mayoría de los PAM deben ser retirados del lugar donde se desarrollaba la faena, sin embargo, existen pasivos ambientales que no serán retirados del lugar y son conocidos como Residuos Mineros Masivos, los cuales son: Acopios de relaves en torta u otro sistema, Botaderos de ripios de lixiviación, Botaderos de desmontes, estériles, minerales de baja ley (lastre), Botaderos de escoria.

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Los residuos peligrosos que pueden encontrarse en los Residuos Mineros Masivos son:  Metales y metaloides como arsénico y cianuro.  Suelo contaminado con metales como mercurio, plomo, cadmio y cobre entre otros  Suelo contaminado con reactivos químicos como cianuro y arsénico entre otros.  Suelos contaminados con hidrocarburos  Recipientes de reactivos químicos  Residuos explosivos  Bifenilos policlorados u otros compuestos volátiles halógenos  Asbestos  Materiales diversos presentes en vertederos industriales 2. Elección del tipo de remediación Aunque la remediación ambiental en industrias es relativamente nueva, existen diferentes métodos de remediación, sin embargo, no todos los métodos son efectivos para todas las industrias y, por lo tanto, se deben realizar estudios de la remediación adecuada para cada caso. En el caso de la minería, principalmente en la remediación de Residuos Mineros Masivos, cada caso será aislado y estudiado por sí sólo. La decisión en cada caso estará determinada por las siguientes condiciones:  Condiciones particulares del lugar  Condiciones particulares del relave (compactación, humedad, etc.)  Condiciones particulares del clima local  Disponibilidad de suelos  Uso posterior para el sitio  Eficiencia del método (corto o largo plazo)  El costo (obra y mantención)  Estado del riesgo o peligro inminente  Nivel freático, sismos, rebalse de cubeta.  Otros impactos o beneficios asociados. Sea cual sea el método elegido para la remediación de los Residuos Mineros Masivos, ésta debe ser acompañada de controles de acceso, estabilización previa por colapso y controles hidrológicos. 3. Métodos de Remediación 3.1. Controles físicos: Los controles físicos son medidas diseñadas para aumentar las condiciones de seguridad en las proximidades del rajo, particularmente con respecto a la estabilidad y al riesgo de caída de las personas. 3.1.1. Reperfilamiento de las paredes del rajo Las paredes del rajo son normalmente caras escarpadas de la roca que fueron perfiladas durante la visa de la mina, mediante tronaduras y

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excavaciones del rajo. Para una explotación económica, los taludes se hacen tan empinados como sea posible con una seguridad muy ajustada al corto plazo. Para la reducción de riesgos por seguridad al largo plazo, puede ser necesario mejorar la estabilidad mediante el reperfilamiento de las paredes. Esto se lleva a cabo removiendo las secciones débiles o aquellas que potencialmente puedan colapso. Las paredes de la roca pueden presentar zonas de falla o regiones de meteorización que pueden ser identificadas como susceptibles a colapsar. La reducción del talud de las paredes del rajo se hace frecuentemente cuando se realiza el cierre. Este reperfilamiento es efectuado comúnmente mediante tronaduras, aunque en depósitos más meteorizados este trabajo puede ser realizado con equipo de movimiento de tierra. La principal desventaja del refilamiento de las paredes del rajo para mejorar la estabilidad del mismo es que tales trabajos darán como resultado el aumento del tamaño del rajo. Sin embargo, una vez las paredes del rajo han sido reperfiladas teniendo en cuenta los factores de seguridad apropiados, estas pueden permanecer estables por mucho tiempo. 3.1.2. Apernado del muro rocoso Los pernos son comúnmente clavados en las paredes de las rocas, con el fin de mejorar la estabilidad general. Existen una gran variedad de diseños de pernos, incluyendo barras de acero y sistemas basados en cables. En áreas pequeñas donde existen problemas importantes de estabilidad de paredes de rajo, el apernado de la roca puede mejorar la estabilidad, la principal preocupación con el uso del apernado de roca es que son propensos a la erosión, a la meteorización y a que se aflojen con el tiempo, haciendo que sean convenientes solo para el corto o mediano plazo a menos que se monitoreen y se reemplacen regularmente. 3.1.3. Perforaciones de drenaje En algunas faenas la presión del agua en la pared rocosa puede ser un factor que contribuye a la inestabilidad. Para aliviar esta presión, se puede perforar la pared rocosa a intervalos regulares con el fin de facilitar el drenaje. El numero y espacio de estas perforaciones depende de las

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condiciones particulares y requiere conocimiento de las condiciones hidrogeológicas locales. Las perforaciones de drenaje proveen, a largo plazo y aun costo relativamente bajo, mejoras significativas en la estabilidad, haciendo esta técnica bastante atractiva para aquellas faenas donde puede ser aplicada. 3.1.4. Relleno de rajos El relleno total o parcial del rajo puede proveer un control parcial o total de los peligros relacionados con la estabilidad de las paredes del rajo y con las caídas de las personas. La ventaja mas clara del relleno es que elimina el rajo, eliminando problemas relacionados con la presencia de la excavación. Las desventajas están asociadas al costo de colocación del relleno, el cual puede ser muy considerable en faenas grandes. Alternativas de posibles materiales de relleno incluyen relaves y esteriles que se generaron durante el proceso dde extracción. El relleno del rajo generalmente no se aplica cuando existen riesgos relacionados a drenajes acido que pueda estar afectando el agaua subterránea, a menos que el relleno pueda ser beneficioso (tal como un relleno calcáreo con capacidad de neutralización). En esta técnica el rajo es completamente llenado y la suferficie final vuelve a tener la infiltración limite de la antigua área del rajo. Con este tipo de técnica cabe la posibilidad de que el área pueda ser completamente remediada y que vuelva a ser usada normalmente después de ser cerrada. Sin embargo, es necesario evaluar la geoquímica local y las condiciones hidrológicas antes de que se ejecute cualquier plan. Se espera que ele modelamiento de la calidad del agua subterránea se realice a largo plazo como parte del plan de remediación. 3.1.5. Desviar y controlar las aguas superficiales: Este método complementario de tratamiento es más bien preventivo, siendo un complemento necesario para tratamientos de remediación de relaves. Consiste en desviar las aguas que infiltran o pudieran infiltrar en el relave, así evitar que el agua libre percole y “limpie” el relave, lo que provoca el arrastre de contaminantes en su efluente, ampliando la contaminación en la zona y poniendo en riesgo a

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la población y el medio ambiente. Los relaves contienen un porcentaje fijo de agua desde su creación y cualquier aumento de ésta dentro del relave puede producir una liberación violenta del material, de la misma manera que sucede con un sismo, en donde el relave pierde cohesión y se comporta como liquido, arrasando todo en su camino. 3.2. Estabilización de taludes Las técnicas de estabilización involucran la reducción de carga en la pendiente o el refuerzo de esta. Las técnicas mas importantes para la estabilización de taludes son el tendido o re perfilamiento, la construcción de muros, la revegetación y uso de geo sintéticos. 3.2.1. Descarga de taludes Hay tres métodos principales para aliviar los taludes, que son el descabezamiento, el tendido reperfilamiento y el banqueo. a) Descabezamiento del talud: involucra la mejora de la estabilidad del mismo mediante la remoción de una porción superior, reduciendo de esta manera la cantidad de carga en la pendiente reduciendo el riesgo de falla. Este método no es muy usado para mejorar la pendiente de los muros de embalses de relaves, sino mas bien de los taludes de botaderos y bancos de rajos. Sin embargo, esta técnica puede ser viable para depósitos de relave en los que no será necesaria la ocupación de la capacidad total de la cubeta. En esta técnica de descabezamiento del talud es muy importante asegurarse que los terraplenes que se generen no tengan un impracto negativo para el funcionamiento del embalse. Si se diseña e implanta correctamente el descabezamiento del talud, se provee de una solución relativamente permamente para la estabilidad de la pendiente. Esta técnica no permite el uso alternativo de las obras objeto de remediación. b) Tendido o reperfilamiento del talud: para mejorar la estabilidad de la pendiente de tranques o embalses de relaves, el tendido o reperfilamiento del talud es una técnica mas común que el descabezamiento del muro. Este método involucra la adicion de mateial y la modificación de la pendiente para mejorar la estabilidad del talud. A diferencia del descabezamiento del muro, no se remueve

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material de la parte superior de la pendiente; por lo que la capacidad del embalse no se ve afectada. Por lo contrario, en caso necesario puede emplearse para incrementar la capacidad de embalse, a la vez que se mejora su estabilidad. La principal desventaja de este método es que puede involucrar gran movimiento de tierra. En efecto, dependeindo de la estabilidad del embalse existente, puede ser necesria la incorporación de material al muro del embalse en una cantidad que puede alcanzar o incluso superar el 30% de volumen que el muro presenta en la actualidad. Esta técnica también involucra el incremento de la huella total del embalse, lo que puede ser importante en el caso de disponibilidad limitada de espacio. Provee una solución a largo plazo para mejorar la estabilidad de taludes, con un bajo requerimiento de mantenimiento y monitoreo periódico. Esta medida no permite una remediación al punto de hacer viable un uso alternativo de la obra. c) Banqueo de los tuneles: puede ser una técnica viable para mejorar la estabilidad en algunos embalses o tranques. Tal y como se describe en el anexo A, esta técnica involucra el reperfilamiento de la pendiente en una serie de bancos, lo que permite mejorar la estabilidad. Esta técnica es comúnmente empleada en las etapas de construcción de obras mineras, pero también puede acudirse a ella para remediar taludes existentes. La ventaja principal de esta medida de remediación, es que provee una gran mejora en la estabilidad, contando con un menor requerimiento de movimiento de tierra que en el caso anterior. Sin embargo, para embalses existentes, puede ser difícil o simplemente impracticable desarrollar un nuevo perfil cn nuevos bancos aplicados a los taludes sin que se afecte la integridad estructural de la obra. el banqueo de las taludes es una técnica ara mediano plazo que requiere una constante supervisión. aun cuando mejore la estabilidad, esta técnica no provee una remediación de los relaves que permita el uso alternativo del espacio ocupado por la obra. 3.2.2. Los muros

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Los muros pueden ser usados para lograr grandes mejoras en la estabilidad, resistiendo el movimiento rotatorio al pie de los taludes potencialmente inestables. Los muros son especialmente atractivos cuando hay poco espacio cerca de la base del talud, haciendo los tendidos difíciles de instalar. El diseño de estos muros es típicamente recto. La conveniencia de instalar un muro debe ser evaluada atendiendo a las circunstancias que presenta cada faena en particular. La instalación no siempre es simple pues puede depender de las condiciones de estabilidad del talud y de la presencia de agua subterránea. Las estructuras de concreto requieren algún tipo de monitoreo a largo plazo con el fin de asegurar que no se deterioren y que la integridad de la estructura se mantiene en el tiempo. Los muros proveen estabilidad pero no permiten un uso alternativo del tranque o embalse. El costo relativo de esta técnica es medio. Aunque el volumen de tierra removido será normalmente menor que el necesario para un re perfilamiento del talud. 3.2.3. Geo sintéticos y revegetación de taludes Los geosinteticos usados para la estabilización de taludes incluyen mallas tridimensionales, redes y mantas organicas y mantas volumétricas o georedes. Los geosinteticos son usados para promover la revegetación en los taludes y suele formar parte de un conjunto de medidas que se aplican en conjunto para mejorar la estabilidad. La vegetación en taludes previene la erosion, reduce la infiltración y sus raíces proveen soporte estructural. En embalses de relaves, los geosinteticos aportan beneficios estéticos y su instalación no involucran modificaciones a la estructura o a la forma de talud existente, lo cual supone ciertas ventajas respecto a otros métodos. Sin embargo, entre las desventajas pueden citarse la dificuktad de cuantificar este beneficio, la becesitad de aplicar un monitoreo periódico y de relaizar labores de mantenimiento de la superficie vegetal. La frecuencia e intensidad de estas operaciones serán función de la calidad del suelo del talud y del clima local. En climas muy aridos, la revegetación puede ser totalmente impracticable. A menos que la vegetación llegue a ser

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totalmente auto sostenible en el talud, esta técnica será conveniente solo como solución de mediano plazo. La revegetación y el empleo de geosinteticos mejoran la estatica y la estabilidad de los muros en tranques y embalses de relaves, pero no proporcionan medidas de remediación de los relaves, lo que impide un uso alternativo del área ocupada por la obra. Los costos de la revegetación dependen, en parte, en la calidad del suelo del talud. 3.3. Control de arrastres y cubrimiento de relaves El cubrimiento superficial y la revegetación son técnicas mas comunes que pueden ser usadas para el control de arrastres y el cubrimiento de los relaves, evitando que entren en contacto con los receptores. Con un minimo cubrimiento se previene que las personas o animales se vean afectados por la ingestión accidental o el contacto con la piel. Además , estas técnicas previenen el arrastre de relave por acción del viento, situaciones que podría afectar a personas o animales por la inhalación del mismo. Dependiendo de la calidad del cubrimiento, se puede prevenir también la descarga e infiltración de aguas que entraron en contacto con los relaves. Estas técnicas son aplicadas sobre relaves que han sido desecados, de tal modo que ya no queda agua en la superficie. Donde aun axista acumulación de agua, también es posible aplicar estas medidas, pero previamente es necesario el desecamiento de los relaves de forma natural o por otros medios. 3.3.1. Cubrimiento con suelo natural El cubrimiento con suelo natural consiste en la instalación de una capa de suelo sobre los relaves. El material puede ser colocado en una sola capa o un multiples capas. En este ultimo caso la capa superior estará destinada al crecimiento de vegetación y/o almacenamiento de agua, mientras que la capa inferior servirá para controlar el ingreos de agua hacia los relaves situados mas abajo. Si se opta por la colocación de una capa simple de suelo sobre los relaves, sin que esta sea asociada a vegetación el resultado será mas propenso a la erosion y necesitara de inspección regular para asegurar que existe suficiente suelo con el fin de cumplir con los requerimientos de diseño. La colocación de una capa de suelo natural sobre los relaves aporta tan solo una pequeña ayuda en la prevención de la infiltración de agua hacia estos,

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ya que parte de la humedad se retendrá en el suelo y se evaporara nuevamente hacia la atmosfera. Por ello, si las condiciones son las adecuadas, siempre es recomendable la instalación de una cubierta vegetal sobre la capa del suelo. En resumen debido a la erosion natural del suelo la instalación de una cubierta sin vegetación solo representaría una solución a mediano plazo. Usada en conjunto con una cubierta vegetal, es posible proveer una solución a largo plazo que permite eventualmente un uso alternativo de la obra, una vez que esta sea remediada. 3.3.2. Cubrimiento y sello o encapsulamiento Esta técnica consiste en aislar el material contaminado presente en el PAM, mediante capas impermeables. El principal propósito del encapsulamiento es prevenir el acceso del aire y/o agua, a fin de evitar la generación de lixiviados toxicos. Esta técnica normalmente involucra colocar sobre los materiales toxicos una capa de baja permeabilidad, denominada barrera, para evitar el ingreso de agua. Sobre ella se situa una segunda capa de suelo vegetal con el fin de proteger la capa de barrera y promover la evaporación. La principal ventaja del cubrimiento y sello o encapsulamiento es que suministra un buen aislamiento a largo plazo de los relaves, previniendo la inhalación o contacto con la piel y reduciendo la infiltración de agua a los mismos, lo que evita la posterior descarga o infiltración. Cuando el cubrimiento y sello son correctamente diseñados y construidos proveen una gran efectividad. Las principales desventajas de estas medidas son su alto costo en términos relativos y la necesidad de mantenimiento posterior para asegurar que se conserva la integridad de las capas. Se requiere un monitoreo anual minimo y la inicio de la vida de la cubierta es comúnmente necesario el monitoreo por estaciones. Los costos dependen considerablemente de la extensión d ela cubierta, el diseño del espesor de cada capa y el uso de las geomembranas. 3.3.3. Revegetación La revegetación fue una de las medidas tratadas para la remediación de los muros de tranques y embalses de relaves.

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La vegetación puede ser instalada directamente sobre los mismos relaves (cuando las condiciones lo permiten) asi como en la capa de suelo que se hubiera instalado sobre ellos. La viabilidad de una u otra medida depende de las características químicas (salinidad, contenido de metales, etc) y de las características físicas (textura del suelo, arcilla, arena, sedimento, etc), del material que actuara como sustrato. En general, se recomienda la utilización de especies nativas plantadas sbre un suelo vegetal. Estas deben ser seleccionadas en base a su capacidad de adaptación a las condiciones propias de la obra en remediación. En climas templados o secos es posible el empleo de especies arbustivas poco exigentes, mientras que en otras ocasiones mas favorables se ha probado la instalación de especies arbóreas exóticas. El incremento de la evaporación debido a la vegetación también permite un control adicional del agua en la faena. La vegetación, además, podría permitir un uso alternativo de la obra una vez esta sea remediada. En todo caso, pueden ser necesarios controles ya que los relaves aun estarán expuestos a agentes climáticos. Usados en conjunto con una capa de suelo natural, la revegetación provee mejor control del agua y un mejor aislamiento entre los relaves y el entorno. Además, se tendrán todos los beneficios de una capa de suelo natural junto con los beneficios de una cubierta vegetal. Es mas probable que la vegetación crezca adecuadamente y prospere sobre una superficie de suelo natural. En cualquier caso, para el éxito de estas medidas se necesitaran tareas de mantenimiento y monitores periódico, especialmente en los primero años de crecimiento, con el fin de asegurar que se establece una comunidad vegetal viable. Esto puede incluir fertilización, la remoción de especies de plantas no deseables y la modificación del sistema de drenaje para promover el crecimiento. En caso de que la capa de suelo se disponga directamente sobre relaves que posean características toxicas para la vegetación, será necesario prestar atención a la posibilidad de muerte de las plantas, una vez que las raíces penetren el suelo natural y lleguen hasta los relaves.

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Los costos de revegetación dependen en parte de la calidad de los relaves y de la decisión que se tome respecto a la capa de suelo. 3.4. Fitoestabilización es una tecnología que utiliza especies vegetales nativas capaces de sobrevivir en suelos con altos niveles de metales, con el fin de estabilizar física y químicamente los relaves. Estas técnicas están aún en investigación ya que se necesitan muchos años de observación para medir resultados. 3.5. Meromixis: Aislación en dos fases de agua, donde una más densa, contiene los contaminantes, excesos de minerales, ácidos, residuos y la menos densa sólo agua dulce. El proceso se ha descubierto en lagos de agua dulce de manera natural y hace un tiempo se ha buscado homologar en la remediación de los rajos abiertos por medio de inyección de agua de mar en el fondo del rajo, junto a residuos de la faena, los cuales después son sepultados por agua dulce. La característica del rajo es que debe ser muy profundo y el agua dulce debe tener nutrientes que mantenga tasas altas de plancton, que pueda ir descomponiendo de manera anóxica los contaminantes remediando silenciosamente la intervención humana. 3.6. Reprocesamiento del relave hasta agotar su mineral y reactividad: Técnica utilizada sólo en relaves que todavía tienen un alto porcentaje de minerales demandados y que su reprocesamiento es viable económicamente. Generalmente este proceso se realiza con la faena activa, sin embargo, el avance tecnológico, la gran demanda de minerales y la disminución de yacimientos provocan que materiales que fueron de baja ley en el pasado, hoy tengan un provecho económico. El reprocesamiento de un relave es un método de remediación muy eficiente y efectivo, el cual puede llevar a la descontaminación, rehabilitando los sitios para múltiples usos. Antiguamente se procesaban minerales con leyes sobre 3,5%, sin embargo hoy hay faenas procesando minerales de ley 0,6 %. muy inferior al contenido de algunos relaves antiguos. El proyecto de Lomas Bayas constituye un claro ejemplo de ello, ya que es una de las operaciones mineras de menor ley en el mundo, con niveles promedio de 0,27% de cobre soluble. 3.7. Remediación por tratamiento químico del agua: Consiste en la aplicación de productos químicos dentro de piscinas o tranques de tratamiento. El objetivo principal es controlar el pH, principalmente la acidez producida por los químicos usados en la faena y reacciones químicas secundarias. El tratamiento químico

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también busca precipitar sustancias reactivas o metales pesados, los cuales forman un lodo en fondo de la piscina de tratamiento. El lodo formado es un residuo peligroso y se debe tratar y acopiar según la ley. 3.8. Remediación por tratamiento físico-químico: Consiste en operaciones de separación sólido/líquido o líquido/líquido de los efluentes líquidos. El método convencional de remoción de iones (fundamentalmente metales pesados) es la precipitación-sedimentación seguido de espesamiento y/o filtración del lodo formado. La adición de una base es esencial en la formación del hidróxido precipitado. Los reactivos más comunes son la cal y la soda cáustica. Además, son utilizados

agentes

floculantes

poliméricos

para

acelerar

la

separación

sólido/líquido. 3.8.1. Remediación por tratamiento biológico del agua (biorremediación): Consiste en la inoculación de material biológico, principalmente descomponedor (hongos, bacterias, algas, etc.), dentro de piscinas o tranque de tratamiento. El objetivo principal es generar un crecimiento exponencial biológico para remediar el contaminante por medio del metabolismo del organismo vivo. Los metabolismos secundarios del organismo servirán como alimento para otros organismos y darán comienzo a un sucesión de organismos vivos que se alimentan y viven en el contaminante hasta descomponerlo y/o bioencapsularlo. De esta manera el contaminante deja de ser reactivo y nocivo para la salud y pasa a ser parte de un material biodegradable en un ambiente. 3.8.2. Remediación por tratamiento físico (captura con filtros): Consiste en la captura de metales pesados y/o contaminantes por medio de filtros de diferentes materiales (pelos humanos, fibras, etc.) los cuales tienen carga y gran capacidad de adsorción, con lo cual se va descontaminando los lixiviados. La efectividad del tratamiento dependerá de la concentración del contaminante y de la cantidad de filtros o pasadas por el filtro que se le proporcionan. Los filtros deberán ser tratados como residuos peligrosos según la ley. 3.8.3. Wetlands aeróbicos: Consisten en tranques abiertos de baja profundidad (50 cm.) y de gran superficie que se comunican entre ellos por flujos

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horizontales. Estos tranques reciben el agua con los contaminantes provenientes de los relaves. Dentro de los tranques los metales pueden precipitar y proporcionar tiempo a la vegetación existente para bioremediar el medio. La baja profundidad y el movimiento horizontal oxigena el agua permitiendo la vida de microorganismos, vegetales y de reacciones químicas donde metales como el fierro precipitan al fondo. Es una alternativa muy efectiva a largo plazo y para realizarse sólo en relaves de pequeño tamaño, debido a la gran superficie que abarcan. Se recomienda para relaves no ácidos o se deberá encalar con piedra caliza, así también, si el relave tiene altos contenidos de fierro este precipitará en grandes proporciones y obstruirá las corrientes de agua. Como todos los sistema pasivos necesita de mantención y esta se refiere a cuidar que el sistema funcione, así como alejar animales, excesos de vegetación o excesos de precipitados que obstruyan o estanquen el agua bloqueando su fluidez y los procesos aeróbicos. 3.8.4.

Compost wetlands anaeróbicos: Puede realizarse de igual manera que un wetlands aeróbico, pero más profundo, donde el flujo cambia de horizontal a vertical, en este caso se agrega compost o materia orgánica mezclada con piedra caliza en la parte más baja. La piedra caliza y la ausencia de oxigeno reducirá la oxidación del fierro y permitirá alcalinizar aún más el agua acida. La remediación se realizará por medio de bacterias que

removerán el oxígeno y el sulfato del agua. 3.9. Canales abiertos de piedra caliza: Son pozos o canales de piedra caliza por donde fluye el agua proveniente del relave. Estos canales disminuyen la acidez del agua,

proporcionando

la

entrada

de

microorganismo

reductores

y

descomponedores. Este sistema se debe mantener cambiando la piedra caliza la cual reacciona y precipita los metales sobre ella perdiendo efectividad. 3.10.

Drenaje anóxico de piedra caliza Son canales o pozos de piedra caliza enterrados por donde fluye el agua

proveniente del relave. Al encontrarse en ausencia de oxígeno los metales no

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precipitan y se pueden mantener por mucho tiempo las piedras calizas disminuyendo la acidez del agua. 3.11. Reactores de flujo vertical: Es un tanque en donde fluye el agua primero por piedra caliza despues por compost como barreras separadas. En el compost se realizan las reacciones químicas y en la piedra caliza se precipitan metales y se reduce la acidez. 3.12. Humedales Naturales Los humedales son medios semi terrestres con un elevado grado de humedad y una profusa vegetación, que reúnen ciertas características biológicas, físicas y químicas, que les confieren un elevado potencial autodepurador. Los humedales naturales pueden alcanzar gran complejidad, con un mosaico de lámina de agua, vegetación sumergida, vegetación flotante, vegetación emergente y zonas con nivel freático más o menos cercano a la superficie. Los humedales ocupan el espacio que hay entre los medios húmedos y los medios, generalmente, secos y de que poseen características de ambos, por lo que no pueden ser clasificados categóricamente como acuáticos ni terrestres (Hammer y Bastian, 1989). Lo característico de un humedal es la presencia de agua durante períodos lo bastante prolongados como para alterar los suelos, sus microorganismos y las comunidades de flora y fauna hasta el punto de que el suelo no actúa como en los hábitat acuáticos o terrestres. Las profundidades típicas de estas extensiones de tierras son menores a 0,60 m donde crecen plantas emergentes como juncos, typha «totora»,

Typha domingensis

«Totora» que contribuye a la reducción de

contaminantes a través de procesos aerobios de degradación. 3.12.1. Humedales anaerobios o balsas orgánicas: En los humedales anaerobios, para favorecer las condiciones anóxicas que se requieren para su correcto funcionamiento, la altura de la lámina de agua ha de superar los 20 cm. Esta lámina cubre un substrato permeable de un espesor de 30 a 60 cm formado mayoritariamente por material orgánico, compost, que está entremezclado o bien dispuesto sobre una capa de grava y arena. La finalidad del substrato orgánico es eliminar el oxígeno disuelto, reducir el Fe+3 a Fe+2, y generar alcalinidad mediante procesos químicos o con intervención de microorganismos. Sobre el conjunto de este substrato se

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desarrolla la vegetación emergente característica de los humedales, la cual ayuda a estabilizar el substrato además de aportar materia orgánica adicional. Estos sistemas operan en permanente inundación, fluyendo parte del agua horizontalmente a través del substrato orgánico. En éste, se desarrollan bacterias anaerobias sulfo-reductoras (Desulfovibrio y Desulfomaculum) capaces de utilizar su reacción con la materia orgánica del substrato (CH2O) y el sulfato disuelto en el agua intersticial como fuente de energía para su metabolismo. Esta reducción bacteriana del sulfato genera ácido sulfhídrico, o azufre elemental, y alcalinidad mediante las siguientes reacciones (donde CH2O es la representación genérica de la materia orgánica). SO4-2- + 2 CH2O + bacteria = H2S + 2 HCO3SO4-2 + 2 CH2O + 1/2 O2 + bacteria = S0 + H2O + 2 HCO3 En el proceso de reducción bacteriana del sulfato en ambiente anóxico también se reduce la acidez mineral potencial debida al hierro y el cobre al precipitar como sulfuros. SO4-2 + 2 CH2O + Fe+2 = FeS + 2 CO2 + H2O La actividad de las bacterias sulfato-reductoras está en relación con el pH del medio, es máxima a pH entre 6 y 9, inhibiéndose a un pH inferior a 5, y pueden llegar a desaparecer si entra en el sistema un caudal muy ácido. No obstante se tiene constancia de su acción sulfo-reductora en ambientes más ácidos, debido a su capacidad de controlar el microambiente que les rodea. En ensayos en laboratorio con columnas ha observado una disminución de la alcalinidad debida a la reducción del sulfato cuando el pH en el substrato orgánico es menor de 4, atribuyéndolo tanto a una menor actividad de las bacterias sulforeductoras como de las bacterias que degradan la materia orgánica, como paso previo del proceso. En la parte más superficial de la lámina de agua el ambiente es oxidante siendo mayoritarias las formas oxidadas del Fe y Cu, facilitando su precipitación como hidróxidos mientras haya suficiente alcalinidad (OHdisponible). Esta disponibilidad de grupos hidróxilos, o lo que es lo mismo la necesidad de un pH lo suficientemente alto para la precipitación de éstos

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y otros hidróxidos metálicos, la proporcionan los procesos que tienen lugar en el substrato orgánico. El ambiente reductor que impera en el substrato mantiene al hierro en su estado reducido (Fe+2), impidiendo de este modo la formación de hidróxido férrico, muy insoluble al pH neutro alcanzado, evitando la pérdida del rendimiento de la caliza, como fuente generadora de alcalinidad, al no verse recubierta por este precipitado. El Fe+2 y otros cationes metálicos pueden ser inmovilizados como sulfuros en el ambiente reductor del substrato orgánico. Los humedales anaerobios al generar alcalinidad admiten drenajes de mina con un pH