Guia Me to Do Logic Aqui Mica

8/19/2019 Guia Me to Do Logic Aqui Mica

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Abreviaturas 7Glosario 8Prólogo 101 Introducción 11

1.1 Objetivos 131.2 Alcances 131.3 Conceptos claves 14

1.3.1 Estabilidad química (EQ) 141.3.2 Drenaje minero (DM) 141.3.3 Fuentes potencialmente generadoras de drenaje minero 14

1.3.4 Factores ambientales 142 Aspectos generales del drenaje minero 15

2.1 El proceso generador de drenaje minero 162.1.1 Reacciones de generación de acidez 172.1.2 Reacciones de neutralización 192.1.3 Formación de minerales secundarios 202.1.4 Movilidad de elementos asociados al drenaje minero 20

2.2 Factores que controlan la generación y migración del drenaje minero 212.3 Procesos de generación de drenaje minero asociados a la minería del carbón 24

3 Gestión de la estabilidad química 253.1 Programa de estabilidad química: gestión integral del drenaje minero 26

3.1.1 Objetivos y etapas del programa de estabilidad química 263.2 Relación del programa de estabil idad química con el ciclo de vida de una faena minera 29

4 Herramientas y criterios para evaluar la estabilidad química y su potencial impacto 324.1 Introducción 334.2 Etapa de descripción/caracterización 35

4.2.1 Revisión de antecedentes 354.2.2 Descripción del medio físico 364.2.3 Identicación y caracterización de las fuentes potencialmente generadoras de drenaje minero 384.2.4 Denición de modelos conceptuales 44

4.3 Etapa de predicción 444.3.1 Reconocimiento en terreno 454.3.2 Técnicas instrumentales 464.3.3 Técnicas de predicción de laboratorio y de campo 474.3.4 Modelación 48

4.4 Etapa de evaluación de riesgo ambiental 604.4.1 Riesgos versus impactos 634.4.2 Consideraciones nales 65

4.5 Evaluación de la estabilidad química en el ciclo de vida de una faena minera 65

Índice


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5 Herramientas y criterios para asegurar la estabilidad química 695.1 Introducción 70

5.2 Etapas de prevención y control del drenaje minero 735.2.1 Clasicación de las estrategias y medidas de prevención y/o control 755.2.2 Árboles de decisión de las metodologías de prevención y control 105

5.3 Etapa de tratamiento del drenaje minero 1095.3.1 Clasicación de tecnologías de tratamiento 1095.3.2 Tratamientos pasivos 1105.3.3 Tratamientos activos 127

5.4 Asegurar la estabilidad química en el ciclo de vida de una faena minera 1546 Monitoreo y muestreo en la gestión de la estabilidad química 157

6.1 Introducción 1586.2 El monitoreo en la gestión de la estabilidad química 158

6.2.1 Denición de los objetivos del monitoreo 1616.2.2 Denición de los componentes de un programa de monitoreo 1616.2.3 Diseño del programa de monitoreo 1626.2.4 Implementación del programa de monitoreo 1636.2.5 Monitoreo durante la etapa de evaluación de la estabilidad química 1646.2.6 Monitoreo durante la etapa que asegura la estabilidad química 1646.2.7 Monitoreo durante la fase de post-cierre 1646.2.8 Base de datos y toma de decisiones 1656.2.9 Revisión y auditoría 165

6.3 El muestreo en la gestión de la estabilidad química 1656.3.1 Muestreo en las fuentes potencialmente generadoras de drenaje minero 166

6.3.2 Muestreo en los medios de exposición de drenaje minero 1776.3.3 Indicaciones y recomendaciones a considerar en el muestreo de receptores biológicos 178

7 Referencias bibliográcas 1798 Anexos 190Anexo 1 Fichas de técnicas y análisis para la predicción del drenaje minero 291Anexo 2 Referencias para más información de prevención, control y tratamiento 233Anexo 3 Generalidades del muestreo: programa de muestreo y chas de muestreo en terreno 2419 Equipo de trabajo 246


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Figura 1 Fuentes potencialmente generadoras de DM durante la operación y al cierre de una faena minera. 14Figura 2 Etapas en la generación de DMA según la oxidación de la pirita (FeS2). 17Figura 3 Ejemplo de DMA en una faena minera. 18Figura 4 Factores que afectan la oxidación de sulfuros y que modican el DM durante la migración. 22Figura 5 Efecto de la temperatura en la oxidación biótica o abiótica de la pirita. 23Figura 6 Efecto del pH en la oxidación biótica o abiótica de la pirita. 23Figura 7 Programa de Estabilidad Química (PEQ). 27Figura 8 Relación entre las etapas de un Programa de Estabilidad Química (PEQ) y el ciclo de vida de una

faena minera. 31

Figura 9 Etapas que evalúan la EQ en el Programa de Estabilidad Química (PEQ). 34Figura 10 Ejemplo de botaderos de estéril. 40

Figura 11 Ejemplo de depósitos de relaves. 40Figura 12 Ejemplo de depósitos de lixiviación. 41Figura 13 Ejemplo de mina rajo abierto 41Figura 14 Ejemplo de mina subterránea 42Figura 15 Estrategia de descripción y predicción de DM. 45Figura 16 Procedimiento general de modelación. 49Figura 17 Procedimiento general de evaluación de riesgos. 60Figura 18 Modelo conceptual simplicado. 61Figura 19 Clasicación de las etapas para asegurar la EQ. 71Figura 20 Etapas para asegurar la EQ en el Programa de Estabilidad Química (PEQ). 72Figura 21 Consideraciones para la selección y evaluación de alternativas en la prevención y/o control del DM. 74Figura 22 Potenciales concentraciones de metales en función del pH para var ios tipos de depósitos. 78Figura 23 Encapsulación del material reactivo, tras una denición de unidades discretas. 79Figura 24 Imagen de SEM - Scanning Electron Microscope- mostrando la microencapsulación en la pirita (FeS2). 82Figura 25 Apilamiento relaves deshidratados. 85Figura 26 Diagrama de ujo de las desulfuración de un depósito de relaves, con separación de metales, ácido y residuo. 86Figura 27 Sistema de drenaje del relave en el sur de Tucson, Arizona. 87Figura 28 Desviación de un río en el entorno de una faena minera (Australia). 89Figura 29 Liners (geotextil) en un depósito de relaves. 91Figura 30 Ascenso capilar del agua subterránea en función de la textura del suelo. 93Figura 31 Esquema de una cubierta de evaporación/evapotranspiración. 93Figura 32 Esquema de una cubierta repelente de agua. 94Figura 33 Esquema de una cubierta de agua. 95Figura 34 Cubierta electroquímica en un depósito de relaves. 96Figura 35 Hardpan o cementación en un botadero de escorias (Alemania). 99Figura 36 Árbol de decisión de las medidas de prevención/control en la gestión de botaderos. 105Figura 37 Árbol de decisión de las medidas de prevención/control en la gestión de relaves. 106Figura 38 Árbol de decisión del tipo de cubiertas como medidas de prevención/control del DM. 108Figura 39 Clasicación de tipos de tratamientos de DM. 109Figura 40 Humedal aerobio construido. 113

Índice Figuras


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Figura 41 Humedal anaerobio construido. 114Figura 42 Laguna de sedimentación. 115

Figura 43 Birreactor pasivo de extracción pasiva de sulfatos. 116Figura 44 Esquema de un sistema de tratamiento ALD. 117Figura 45 Esquema de un sistema de tratamiento pasivo RAPS. 119Figura 46 Esquema de una barrera reactivaspermeable. 120Figura 47 Esquema de un pozo de desviación. 121Figura 48 Esquema de un lecho de escoria lixiviante. 122Figura 49 Cobertor productor de alcalinidad. 123Figura 50 Reactor SCCOFI. 124Figura 51 Sistema de aireación con alimentación energética solar. 131Figura 52 Diagrama de proceso de neutralización. 132Figura 53 Diagrama del proceso de precipitación de sulfuros. 133

Figura 54 Diagrama de precipitación fraccionada y extracción por solvente. 134Figura 55 Diagrama de fases del agua. 135Figura 56 Diagrama de precipitación de sales en agua en condiciones supercríticas. 135Figura 57 Diagrama de precipitación química de sulfatos. 136Figura 58 Membrana de osmosis inversa. 137Figura 59 Tratamientos de membrana (osmosis inversa, ultraltración, nanoltración y microltración). 139Figura 60 Proceso de electrooculación. 140Figura 61 Proceso de electrocoagulación. 141Figura 62 Principio básico del proceso de electrootación. 142Figura 63 Diagrama de un proceso de electrodiálisis reversible. 143Figura 64 Principio del intercambio iónico con resinas selectivas. 144

Figura 65 Diagrama de ujo de remoción biológica. 145Figura 66 Columna de adsorción y pellets de carbón modicado. 146Figura 67 Mecanismo de adsorción. 147Figura 68 Esquema de la estructura de una zeolita. 147Figura 69 Diagrama de ujo del proceso de cristalización. 148Figura 70 Diagrama de mezclador-decantador continuo de extracción por solvente. 149Figura 71 Fases de la etapa de monitoreo del Programa de Estabilidad Química (PEQ). 159Figura 72 Diagrama de ujo para la implementación de un programa de monitoreo por niveles. 163Figura 73 Generalidades del programa de muestreo en fuentes existentes y nuevas. 166Figura 74 Fases de muestreo en las fuentes potencialmente generadoras de DM. 167Figura 75 Parámetros a denir y métodos de análisis en un muestreo inicial. 168

Figura 76 Parámetros a denir y métodos de análisis en los que se debe enfocar una fase de muestreo más avanzada. 169Figura 77 Número mínimo de muestras a base de la masa de cada unidad geológica. 170Figura 78 Árbol de decisiones para el muestreo en botaderos en operación en función de la información disponible. 174Figura 79 Árbol de decisiones para el muestreo en depósitos de relaves. 175Figura 80 Árbol de decisiones para el muestreo en instalaciones con material lixiviado. 176


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Tabla 1 Producción de cobre, oro, plata y molibdeno en toneladas métr icas (TM), para el año 2014. 12Tabla 2 Agentes oxidantes a lo largo de las etapas de oxidación de la pirita (FeS2). 19Tabla 3 Principales minerales secundarios formados en procesos de generación de DMA. 20Tabla 4 Metales típicos presentes en el DMA, DMN y DMAL. 21Tabla 5 Etapas en la evaluación de la EQ, y los principales aspectos relacionados con cada una de ellas. 35Tabla 6 Principales aspectos a considerar en la etapa de descripción del medio físico en la evaluación de la EQ. 38Tabla 7 Principales aspectos a considerar en la descripción de las fuentes potencialmente generadoras de DM

en la etapa de descripción en la evaluación de la EQ. 43

Tabla 8 Equipos para la descripción de las muestras de campo. 46Tabla 9 Listado de equipos de determinación de fase minerales y técnicas de análisis para la predicción de DM. 47

Tabla 10 Listado de test estáticos y cinéticos de laboratorio para la predicción de DM. 48Tabla 11 Listado de test de cinéticos de campo para la predicción de DM. 48Tabla 12 Códigos hidrológicos e hidrogeológicos utilizados para la predicción del DM. 52Tabla 13 Códigos geoquímicos utilizados para la predicción del DM. 54Tabla 14 Modelos aplicables a instalaciones mineras especícas. 58Tabla 15 Riesgos e impactos asociados a la EQ en cada fuente potencialmente generadora de DM. 64Tabla 16 Fases de la evaluación de la EQ para proyectos que implementen un Programa de Estabilidad Química

(PEQ) en todo el ciclo de vida de una faena minera. 66

Tabla 17 Estrategias y/o medidas de prevención y/o control del DM. 76Tabla 18 Ventajas y limitaciones del tipo de depósito de las enmiendas alcalinas. 81Tabla 19 Revestimientos orgánicos utilizados para la pasivación de sulfatos. 83Tabla 20 Relaves espesados, ltrados y en pasta. 85Tabla 21 Ventajas y desventajas de las medidas de prevención y control de DM. 102Tabla 22 Ventajas y desventajas de los tratamientos de DM pasivos y activos. 110Tabla 23 Tratamientos pasivos de DM. 111Tabla 24 Ventajas y desventajas de los tratamientos pasivos de DM. 125Tabla 25 Tratamientos activos del DM. 127Tabla 26 Ventajas y desventajas de los tratamientos activos de DM. 150Tabla 27 Etapas para asegurar la EQ y su relación con el ciclo de vida de una faena minera. 155Tabla 28 Componentes típicos a monitorear en referencia al proceso de generación de DM. 161Tabla 29 Número mínimo de muestras en base a la masa de cada unidad geológica. 170Tabla 30 Tabla resumen de los principales aspectos a considerar en el muestreo de botaderos y

depósitos de relaves. 172

Tabla 31 Tabla resumen de los principales aspectos a considerar en el muestreo de depósitos de lixiviacióny minas a rajo abierto y subterránea. 173

Tabla 32 Tabla resumen del tipo de muestreo desde el punto de vista estadístico y del tipo de muestra teniendoen cuenta las principales características de las fuentes potencialmente generadoras de DM. 177

Tabla 33 Legislación nacional vigente respecto del muestreo en medio de exposición y/o receptoresconsiderados en la presente guía. 178

Índice Tablas


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Ag Plataaq Estado acuosoAl AluminioAu OroAs ArsénicoBa BarioCa CalcioCd Cadmino

Ce CerioCo Cobalto

COCHILCOComisión Chilena del CobreCORFO Corporación de Fomento de la

ProducciónCr CromoCu CobreDM Drenaje Minero

DMA Drenaje Minero ÁcidoDMAL Drenaje Minero AlcalinoDMN Drenaje Minero Neutro

DMS Drenaje Minero SalinoEh Potencial de Óxido ReducciónEQ Estabilidad Química

ERA Evaluación de Riesgo AmbientalFe Hierro(g) Estado gaseosoGa GalioH HidrógenoK Potasio

(l) Estado líquidoLAM Litología, Alteración y

MineralogíaLCFM Ley de Cierre de Faenas eInstalaciones Mineras

Mg MagnesioMn ManganesoMo Molibdeno

N NitrógenoNa Sodio

NAF Non Acid FormingNb NiobioNi NíquelO OxígenoP Fósforo

PAF Potential Acid FormingPb Plomo

p. ej. Por ejemploPEQ Programa de Estabilidad

QuímicapH Potencial Hidrógeno: Logaritmo

negativo de la actividad dehidrógeno(-log H+)

Rb RubidioRh Rodio

RQD Rock Quality Designation

S AzufreSb AntimonioSc EscandioSe Selenio

SERNAGEOMINServicio Nacional de Geologíay MineríaSi Silicio

SONAMI Sociedad Nacional de MineríaSr Estroncio(s) Estado sólido

T/a Toneladas/añoTDS Total de sólidos disueltos.

En inglés, Total Dissolved SolidsTi Titanio

TM Toneladas MétricasTl TalioU UranioV VanadioY Itrio

Zn ZincZr Circonio

Abreviaturas


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• Botadero: lugares destinados a la depositación dedesmontes o desechos sólidos (Decreto 132, TítuloXIV, Artículo 593, letra c).

• Cuenca hidrográca: se reere a las áreas geo-grácas limitadas por la línea divisoria de aguas,que por su conguración topográca contribuyen conlos aportes de su escurrimiento a la formación delcaudal de un río, el cual llega nalmente al mar. Lascuencas hidrográcas u hoyas, la forman todos los

auentes, subauentes, quebradas, esteros, lagos ylagunas que auyen a ella, ya sea en forma continua odiscontinua, supercial o subterráneamente. (Decre-to con Fuerza de Ley 1122, Título I, Artículo 3°).

• Drenaje:es la manera en que las aguas de un áreaexisten y se mueven, incluyendo corrientes super-ciales y subterráneas. Un término global para todoslos ujos de agua, ya sean concentrados y/o difusos.

• Eh: potencial eléctrico que corresponde a una medi-da del potencial redox o potencial de óxido/reducciónde una solución. Se reporta en unidades de volts (V)o milivolts (mV), en relación al electrodo estándar de

hidrógeno.• Embalse de relaves: aquel depósito de relaves don-de el muro de contención está construido con mate-rial de empréstito y se encuentra impermeabilizadoen el coronamiento y en su talud interno. La imper-meabilización puede estar realizada con un materialnatural de baja permeabilidad o de material sintéticocomo geomembrana de alta densidad. También sellama Embalses de relaves aquellos depósitos ubi-cados en alguna depresión del terreno en que no serequiere la construcción de un muro de contención.(Decreto Supremo 248, Título I, Capítulo II, Artículo6°, letra d).

• Evaluación de riesgo: Procedimiento mediante elcual se establecen y analizan los riesgos de una Fae-na Minera o instalación minera, de forma de deter-minar si dichos riesgos revisten o no el carácter designicativo. (Decreto 41, Título I, Capítulo II, Artículo7°, letra l).

• Hardpan: capa endurecida de suelo o de material,normalmente localizada en o cerca de la super-cie, pero que también puede darse en profundidad,

generada por cementación de las partículas del sue-lo con materia orgánica o por materiales relativa-mente insoluble como sílice (Si), carbonatos de cal-cio (CaCO3) y óxidos de hierro. La dureza no cambiaapreciablemente con variaciones en el contenido dehumedad y en general se considera dura, difícil deexcavar o perforar e impermeable.

• Instalación remanente: se reere a las instalacio-nes de una faena minera que no son desmanteladas

al momento del cierre o que quedan tras el cese dela actividad (p. ej.botaderos de estéril, depósitos derelave, entre otros).

• Lixiviación: es la extracción de constituyentes solu-bles por percolación a través de un solvente. Puedeser un proceso natural o inducido.

• Lixiviado:solución obtenida desde el proceso delixiviación. También corresponde a un líquido que hapercolado o drenado a través de un residuo y que con-tiene componentes solubles de éste.

• Metales:es un grupo de elementos químicos que se

caracterizan por presentar las siguientes propieda-des físicas: ductilidad, maleabilidad, brillo, alta den-sidad, ser sólidos a temperatura ambiente (exceptoel mercurio (Hg)), tener estructura cristalina en suestado sólido y ser buenos conductores del calor yla electricidad. Químicamente son aquellos elemen-tos en el que existe solapamiento entre la banda devalencia y la de conducción en su estructura electró-nica (enlace metálico), lo cual le brinda las propieda-des físicas ya indicadas. En este grupo se encuentranlos elementos alcalinos, alcalinotérreos, metalespesados y preciosos.

• Metaloides: también conocidos como semi-me-tales, son un grupo de elementos químicos que secaracterizan por presentar un comportamiento inter-medio entre metales y no metales. Son parte de estegrupo el boro (B), silicio (Si), germanio (Ge), arsénico(As), telurio (Te), polonio (Po) y el ástato (At).

• Meteorización: es el proceso por el cual partículas,rocas y minerales son alterados por exposición dela supercie a temperatura, presión y a los agentesatmosféricos tales como el agua, el aire y la actividadbiológica.

Glosario


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Prólogo

La industria minera en Chile (y en el mundo) enfrentagrandes desafíos para las décadas que vienen. Entreéstos se encuentran la caída de las leyes del mineral,lo que conlleva aumentos en la demanda de energíapara mantener similares niveles de producción, laescasez del recurso hídrico (junto con su potencialafectación de calidad y cantidad), los impactos delcambio climático, mayores exigencias legales, deman-das de las comunidades locales por recibir mayoresbenecios, oposición social a nuevos desarrollos y, en

general, una exigencia de mejorar los indicadores dedesempeño ambiental de esta industria.

En una situación a nivel global en donde urge tomaracciones concretas para movilizarnos hacia un desa-rrollo más sustentable, se espera que sectores comola industria minera estén dispuestos a tomar un rolactivo, buscando incorporar las mejores prácticas,tecnologías más adecuadas, mejorar el uso y ujo demateriales, crear mayor valor localmente, medir suhuella y gestionarla, comunicar mejor para generarcredibilidad, entre otros. En esta tarea, la innovaciónse puede trasformar en un gran aliado de la industria,transformando conocimiento cientíco especializado

en soluciones prácticas, a la altura de las demandasde la sociedad moderna. La innovación puede asígenerar modelos, tecnologías, métodos, estándares yherramientas que respondan a desafíos especícos,como lo es la presente Guía Metodológica que justa-mente busca apoyar a las empresas y el sector públi-co a enfrentar uno de sus desafíos ambientales máscomplejos: el drenaje minero.

Esta Guía ha sido elaborada por Fundación Chile enconjunto con el Servicio Nacional de Geología y Mine-ría (SERNAGEOMIN), y con el apoyo del Ministeriode Minería y la SONAMI. Ha sido desarrollada en elmarco del Proyecto “Desarrollo de herramientas ycriterios de estabilidad química de las instalacionesmineras, para el cierre de faenas mineras”, comoparte del Programa de Bienes Públicos para la Com-petitividad de Innova Corfo.

En ella, se reúnen los criterios y herramientas nece-sarias para evaluar la estabilidad química en las dife-rentes instalaciones mineras remanentes, mediante

la descripción y caracterización de las fuentes poten-cialmente generadoras de drenaje minero y su entor-no, la predicción de su capacidad para generar o neu-tralizar drenajes mineros, y mediante la evaluación delriesgo asociado a éstos. Los resultados de la etapa deevaluación ayudarán a denir y diseñar las medidas degestión que permitan asegurar la estabilidad quími-ca de las instalaciones en el momento de cierre. Eneste sentido la Guía propone y establece la necesidady relevancia de implementar medidas de prevención y,

en el caso que esto no sea posible, implementar medi-das de control y tratamiento de los drenajes mineros,de acuerdo al riesgo que ellos supongan sobre la saludde las personas y el medio ambiente.

La propuesta apunta a que todas estas herramientasde gestión se implementen a través de un Programade Estabilidad Química, el cual debiese ser imple-mentado durante la operación de la faena minera,idealmente desde etapas tempranas del ciclo de vidade la instalación, con el objetivo de lograr la condiciónde estabilidad química en la fase de cierre y posterioral mismo.

Como complemento a esta Guía, se desarrollaronademás otros dos documentos, que corresponden aun Catastro de Medidas y Tecnologías para la Pre-vención, Control y Tratamiento del Drenaje Minero y auna recopilación de Buenas Prácticas de la IndustriaMinera en la Gestión de la Estabilidad Química.

Finalmente, esperamos que la presente Guía sirva deapoyo a la implementación de la Ley 20.551 que Regulael Cierre de Faenas e Instalaciones Mineras en mate-ria de estabilidad química, y que constituya una herra-mienta útil tanto para el Servicio Nacional de Geologíay Minería, como para otros organismos públicos concompetencia en la materia, empresas consultoras,empresas mineras, universidades y la comunidad engeneral, que permita abordar de manera integral estedesafío y que constituya un hito relevante en el caminopara lograr una minería más sustentable.

Juan Ramón CandiaGerente de Sustentabilidad

Fundación Chile


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INTRODUCCIÓN1


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La industria extractiva minera es una de las activida-des económicas más importantes de Chile, con unaparticipación en torno al 11% del Producto Interno

Bruto, además de constituir el 51,4% de las expor-taciones totales (Cochilco, 2014). A nivel internacio-nal, Chile es el primer productor de cobre del mun-do y el tercero en molibdeno, entre otros, tal comolo muestra la Tabla 1. Esta industria se caracterizageneralmente por desarrollar proyectos de inversiónde larga maduración e intensivos en capital, ademásde tener una vida útil determinada, dado que explotanun recurso natural no renovable.

La explotación y procesamiento de los recursos mine-rales no sólo generan una gran cantidad de mineralesprocesados (en el caso del cobre, la producción delaño 2014 fue de 5,7 millones de TM, ver Tabla 1) sino

que también conlleva la generación de un gran volu-men de residuos mineros. Estos centran la atencióndesde el punto de vista ambiental ya que, dependien-do de la constitución de los mismos, constituyen unafuente potencial de generación de drenaje minero.

En este sentido, las externalidades de esta industriano sólo se pueden presentar durante la etapa de ope-ración de las faenas mineras, sino que pueden exten-derse e incluso manifestar mucho tiempo después decesadas las operaciones.

Desde el punto de vista normativo, la industria minerase encuentra regulada, entre otras, por la Ley Sobre

Bases Generales del Medio Ambiente (Ley 19.300); elReglamento de Seguridad Minera (Decreto SupremoN° 132); el Decreto que aprueba el Reglamento parala Aprobación de proyectos de diseño, construcción,operación y cierre de depósitos de relaves (DecretoSupremo Nº 248); y la Ley que Regula el Cierre deFaenas e Instalaciones Mineras (Ley 20.551). Ésta

última entró en vigencia en noviembre de 2012 y esta-blece entre sus principales exigencias el alcanzar laestabilidad física y química de los sitios en los que se

desarrolla la actividad minera de manera de “otorgarel debido resguardo a la vida, salud, seguridad de las personas y medio ambiente” 1. Por ende, siendo la esta-bilidad química una exigencia especíca de la norma-tiva, se plantea el desafío de denir qué se entiendepor estabilidad química y cómo se debe gestionar alo largo de todo el ciclo de vida de una faena minera.

Con el objetivo de abordar estas materias, desde elaño 2002 se han desarrollado una serie de iniciativaspúblico-privadas orientadas a establecer criteriosy lineamientos generales relacionados con la esta-bilidad química de las instalaciones mineras. Entreestas iniciativas se destacan:

1. El Acuerdo Marco de Producción Limpia (AMPL)de la Gran Minería (2002), instancia en la que partici-paron tanto ministerios de gobierno como represen-tantes de la industria minera2.

Este acuerdo tuvo como producto la “Guía Metodológi-ca sobre Drenaje Ácido en la Industria Minera” desa-rrollada como una herramienta para profesionales yespecialistas que busca facilitar el diseño y manejo deoperaciones mineras mediante la predicción, control ytratamiento del drenaje ácido, y así reducir los efectosy posibles impactos al medio ambiente.

2. El Programa Nacional para la Gestión Integraldel Drenaje Ácido en Zonas Áridas (DAZA) (2009),ejecutado por Fundación Chile y nanciado por elprograma de Bienes Públicos de CORFO, que tuvoentre sus participantes organismos del Estado concompetencia ambiental y también a representantesde empresas mineras que operan en el país.

Tabla 1. Producción de cobre, oro, plata y molibdeno en toneladas métricas (TM), para el año 2014.

Producción enChile TM

Participación en laproducción mundial

Ranking en laproducción mundial

Participación enreservas mundiales

Cobre 5.740.000 31% 1 30%

Oro 44,16 2% 14 7%Plata 1.426 6% 7 15%Molibdeno 48.770 21% 3 16%

1. Art 2 de la Ley 20.551 que Regula el Cierre de Faenas e Instalaciones Mineras.2. Por parte del Estado participaron los Ministerios de Economía, Minería, Salud y la Comisión Nacional del Medio Ambiente y comorepresentantes de la industria minera la Sociedad Nacional de Minería y el Consejo Minero.

Fuente: Consejo Minero, 2014.


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Entre los principales resultados del programa DAZAse encuentran la creación de capacidades geoquími-cas en el sector público y privado a través de semina-

rios y mesas de trabajo, la identicación de brechasexistentes a nivel nacional en relación a la predicción,prevención y control del drenaje ácido, y el diseño eimplementación de la primera prueba geoquímicainsitu a mediana escala del país.

A nivel internacional, el estudio de los drenajes aso-ciados a la industria minera tiene al menos 50 años.Los procesos que generan los distintos tipos de dre-naje, sus impactos, predicción y medidas de gestiónhan sido descritos en numerosos documentos y guías,dentro de los cuales destacan los documentos gene-rados por el Programa MEND3 en Canadá, laGuíaGARD desarrollada en el marco del INAP4, y otros

tales como U.S.EPA (1994), Gobierno de Perú (1995),AMIRA (2002), Piramid Consortium (2003), Younger yWolkersdofer (2004), Gobierno de Australia (2007) yLottermorser (2007), entre otros. Cabe destacar quelos temas relacionados a estos drenajes son objeto decontinuo desarrollo e investigación, y los documentosy guías asociados están en constante actualización.

En virtud de lo anterior, la presente Guía se desa-rrolla en el contexto de la necesidad de la industriay de los organismos reguladores de contar con undocumento que reúna los criterios y lineamientos, deacuerdo a la realidad de la industria minera nacional,para evaluar la estabilidad química de las instalacio-

nes mineras y gestionarla a lo largo de toda su vidaútil, de manera de asegurar esta condición luego delcierre de la faena.

1.1 ObjetivosLos objetivos de la presente Guía son los siguientes:

Objetivos generales

• Proponer criterios y lineamientos para el desarro-llo de una estrategia de gestión de la estabilidad quí-mica de las instalaciones remanentes5 de una faena

minera, acorde con la ley de cierre de faenas y con-tribuyendo al desarrollo de una minería sustentable.

• Recoger la experiencia nacional e internacional encuanto a la gestión de la estabilidad química, adecuan-do y actualizando tales prácticas a la realidad de laindustria extractiva minera nacional.

Objetivos especícos

• Recoger la experiencia internacional factible de seraplicada a la industria extractiva minera nacional.

• Dar continuidad a las experiencias relacionadascon la gestión de la estabilidad química desarrolla-das en Chile, en relación a los criterios, evaluación ybuenas prácticas para el control del drenaje minero.

• Presentar criterios y lineamientos para la evalua-ción de la estabilidad química de las instalacionesmineras a lo largo de todo el ciclo de vida de éstas.

• Proponer una metodología de gestión de la estabi-lidad química durante todo el ciclo de vida de una deuna instalación minera, de manera de asegurar estacondición en las etapas de cierre y post-cierre.

• Presentar prácticas utilizadas en la gestión de laestabilidad química a lo largo de todo el ciclo de vidade la faena minera, en especial durante la operación,cierre y post cierre de ésta

• Proponer criterios para el monitoreo en relación ala estabilidad química.

1.2 AlcancesLa presente Guía se orienta preferentemente a laindustria extractiva minera metálica y del carbónpor cuanto representa la mayor parte de la actividadminera en Chile.

Conforme a lo anterior, si bien son una parte impor-tante de la actividad, las operaciones o procesos

3. Mine Environmental Neutral Drainage (MEND) Program es una iniciativa de investigación creada por la industria minera, empresasno-gubernamentales y el gobierno de Canadá, que desde 1997 ha creado más de 200 documentos técnicos para reducir el impacto am-biental y económico asociado a la generación de drenaje ácido en la industria minera.4. International Network for Acid Prevention (INAP) es una organización de empresas mineras internacionales que desde 1998 estáorientada a la reducción de pasivos asociados a la activ idad extractiva de minerales sulfurosos y que ha desarrollado la Global Acid RockDrainage (GARD) Guide, documento técnico dirigido principalmente a la predicción, prevención y gestión del drenaje produc to de la oxida-ción de estos minerales.5. Se reere a las instalaciones de una faena minera que no son desmanteladas al momento del cierre o que quedan tras el cese de laactividad (p. ej.botaderos de estéril, depósitos de relave, entre otros).(Véase Glosario.)


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relacionados a la extracción de oro por medio de cia-nuración o por el uso de mercurio, no son considera-dos en esta Guía.6

1.3 Conceptos ClavesA continuación se denen algunos conceptos claves,cuya comprensión se hace necesaria como punto departida. Estos conceptos denen qué se entiende porestabilidad química, qué es el drenaje minero, cuá-les son las instalaciones consideradas como fuentespotencialmente generadoras de drenaje, y por último,cuáles son los principales factores ambientales invo-lucrados en el proceso generador de drenaje minero.

1.3.1 Estabilidad química (EQ)Para efectos de esta Guía metodológica se entenderáque una instalación minera se encuentra estable quí-micamente cuando, en su interacción con los factoresambientales, no genera impactos que impliquen unriesgo signicativo para la salud de las personas y/opara el medio ambiente.

La gestión de la EQ se debe desarrollar a lo largo detoda la vida útil de las instalaciones que componenuna faena minera, con el n de llegar a la condiciónde estabilidad en el momento del cierre.

Residuos Mineros MasivosMina

Botaderos Depósitos de Relaves (DS 248/06) Depósitos de Lixiviación

EstérilesBaja leyMarinas y desmontesEscorias

Embalses de relavesTranques de relavesRelaves ltradosRelaves en pastaRelaves espesados

Ripios de lixiviaciónPilas permanentesPilas dinámicasPilas ROM

Rajo AbiertoSubterránea

Figura 1. Fuentes potencialmente generadoras de DM durante la operación y al cierre de una faena minera.

1.3.2 Drenaje minero (DM)Se dene como drenaje minero (DM) al euente gene-

rado producto de la interacción entre las fuentes poten-cialmente generadoras y los factores ambientales.

1.3.3 Fuentes potencialmentegeneradoras de drenaje mineroSe dene por fuente potencialmente generadora deDM a todas aquellas instalaciones mineras consti-tuidas por materiales que, tras un proceso físico y/oquímico de carácter antrópico, quedan expuestos alos factores ambientales como supercies con capa-cidad de reacción. Si, tras un proceso de caracteri-zación y evaluación, se comprueba la capacidad degeneración de drenaje minero, estas instalaciones

pasan a ser fuentes generadoras.En la gura a continuación (Figura 1) se presentantodas aquellas instalaciones mineras que constitu-yen fuentes potencialmente generadoras de DM.

1.3.4 Factores ambientalesSe dene por factores ambientales a aquellos queson necesarios para el proceso de generación de DM.Estos factores son principalmente el agua y el oxígeno.

Fuente: Elaboración Propia.

6. Se recomienda referirse al Código Internacional de Manejo del Cianuro.


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ASPECTOS GENERALES

DEL DRENAJE MINERO

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Los procesos de oxidación de minerales ocurren demanera natural en el medio ambiente. En el caso delos yacimientos metálicos (Cu, Pb, Zn, Au, Fe, entre

otros) y de carbón, que contienen grandes cantidadesde minerales sulfurados, estos procesos son acele-rados y/o favorecidos por el desarrollo de la actividadminera, debido a que la explotación, procesamientoy disposición de materiales resultan en un aumentode la supercie total de los minerales con capacidadde reacción, favoreciendo su contacto con el aire, elagua y los microorganismos (INAP, 2012). Esta inte-racción puede generar euentes de diversa calidadquímica, los que en esta Guía se han agrupado bajo elconcepto de Drenaje Minero (DM)(Véase Apartado 1.3.Conceptos Claves).

En este capítulo se presentan los distintos tipos de

drenaje que agrupa esta denición, los que son cla-sicados principalmente de acuerdo a sus carac-terísticas físico-químicas. Cabe destacar que estadenición engloba los conceptos conocidos comodrenaje ácido de mina (DAM o AMD por sus siglas eninglés) y drenaje ácido de roca (DAR o ARD por sussiglas en inglés), los que han sido descritos y deni-dos en numerosos documentos y publicaciones, comopor ejemplo, Broughton y Robertson (1992), Skousen(1998), Acuerdo Marco Producción Limpia (2002), Lot-termorser (2007), INAP (2012), entre otros. En la lite-ratura no existe un único criterio7para la clasicaciónde los drenajes, pero es frecuente que tal clasicaciónse realice en base a (1) la acidez o alcalinidad a través

del pH y (2) la carga de elementos (cationes, aniones)presentes, siendo en muchos casos la principal preo-cupación asociado a este tipo de euentes, y por tantoun problema en la gestión de las fuentes potencial-mente generadoras de DM.

Para efectos de esta Guía, el DM se puede clasicaren Drenaje Minero Ácido (DMA), Drenaje Minero Neu-tro (DMN), Drenaje Minero Alcalino (DMAL) y DrenajeMinero Salino (DMS). Todos estos tipos de drenaje pue-den ser producidos por la oxidación de minerales sul-furados. Sin embargo, estos no corresponden a etapasconsecutivas en la evolución del DM, sino que reejanel resultado de una serie de procesos químicos, físicosy biológicos, que determinarán nalmente la calidadquímica del drenaje. A modo de clasicación general,el tipo de DM dependerá del balance entre las reaccio-nes de consumo y generación de acidez.

En general, se habla deDrenaje Minero Ácido (DMA)en el caso de drenajes con rangos de pH menores a

6 con elevados contenidos de sulfato, frecuentemen-te con un contenido signicativo de metales disueltos(Acuerdo Marco Producción Limpia, 2002). ElDrena-

je Minero Neutro (DMN)y elDrenaje Minero Alcalino(DMAL)corresponden a drenajes con rangos de pHmayores a 6, donde el primero se caracteriza por suelevada concentración de metales en solución en pHcercanos al neutro (INAP, 2012). ElDrenaje MineroSalino (DMS), por su parte, se reere al drenaje quecontiene elevados niveles de sulfato en rangos depH cercanos al neutro sin una carga signicativa demetales en solución, siendo sus principales constitu-yentes el sulfato, magnesio y calcio (INAP, 2012).

A diferencia del DMA, las fuentes generadoras deDMN y DMAL se caracterizan por tener una alta con-centración de carbonatos (CO32-), bicarbonatos (HCO3)

e hidróxidos (OH-

), los cuales, dependiendo de sucapacidad de disolución determinarán su carga totalen el euente y el pH del mismo.

Típicamente, tanto el DMN como el DMAL se asociana drenajes “antiguos” que uyen por un período detiempo largo, con un contenido bajo – medio de azu-fre, menor al 2% (MEND, 2001), donde la acidez resul-tante de la oxidación de los sulfuros es neutralizadapor la alcalinidad presente en el medio. En términosgenerales, cuando se produce el balance entre la aci-dez y la alcalinidad se habla de DMN, y si la alcali-nidad es creciente se genera DMAL. Estos tipos dedrenajes, en ocasiones, también puede ser genera-

dos como resultado de medidas de prevención o tra-tamiento de neutralización aplicado a un DMA.

Cabe destacar que una vez que el proceso de for-mación de DM se ha iniciado es difícil de detener,dado que es un proceso que, si no se controla, podrácontinuar e incluso verse acelerado hasta que uno omás de sus reactantes (minerales sulfurados, oxíge-no, agua) son agotados o no están disponibles parareaccionar. El proceso puede continuar por décadase incluso siglos después que la actividad minera hayacesado (INAP, 2012).

2.1 El Proceso Generador de DrenajeMinero

La generación de DM se debe, principalmente, a lainteracción entre el material con capacidad de reac-ción que forma parte de una fuente potencialmente

7. Se pueden encontrar otras clasicaciones basadas por ejemplo en la concentración de sulfatos presentes en el euente(Lottermoser, 2007).


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generadora de DM (botaderos, depósitos de relave,residuos derivados del proceso de lixiviación, rajosy minas subterráneas), con el agua natural, oxígeno

atmosférico y/o microorganismos. Esta interacciónpuede desencadenar procesos de oxidación químicay/o biológica del material, y/o la lixiviación de elemen-tos asociados (metales, metaloides y/o aniones).

Los residuos mineros, derivados de la explotación yposterior procesamiento del mineral, y el materialexpuesto en rajos y minas subterráneas, contienencantidades variables de sulfuros. De todos ellos,el más relevante en la formación de DM es la piri-ta (FeS2), que es el sulfuro más abundante y el queproduce la mayor cantidad de acidez (Dold, 2003). Sinembargo, existen otros sulfuros que pueden parti-cipar en el proceso de generación de DM, cuya pre-

sencia en las fuentes potencialmente generadorasdependerá de la mineralogía del yacimiento. Algunosde estos sulfuros son la calcopirita (CuFeS2), arse-nopirita (FeAsS), esfalerita o blenda (ZnS) y galena(PbS), entre otros.

Las reacciones de generación de acidez, como pro-ducto de la oxidación de sulfuros, y las reaccionesde consumo (o de neutralización) son los principalesprocesos involucrados en la generación de DM. Lacombinación de la generación de acidez y las reaccio-

nes de neutralización van a determinar, en general,el desarrollo de los distintos tipos de DM (DMA, DMN,DMAL y DMS).

2.1.1 Reacciones de generación de acidezPara entender el proceso de oxidación de sulfuros,con la consecuente generación de acidez, es comúnque en la literatura se presente la evolución de la oxi-dación de la pirita (FeS2), dada la relevancia de estemineral en la formación del DM.

En este contexto, la oxidación de la pirita (FeS2), sedivide en tres etapas en función del pH, de acuerdoal modelo presentado por Broughton y Robertson(1992), como se observa en la Figura 2. El tiempo deduración de cada una de estas etapas puede variar de

días hasta cientos de años, en función de los factoresinvolucrados.

La Etapa 1 corresponde a la oxidación química de lapirita (FeS2), biótica o abióticamente, con el oxíge-no (O2) como oxidante principal, con la consecuen-te liberación de protones (H+) y sulfatos al medio(Reacción 1). El O2 disuelto en el agua también pue-de actuar como agente oxidante, sin embargo, dadoque la solubilidad del O2 en el agua es l imitada, el O2atmosférico se considera el principal responsable de

Figura 2. Etapas en la generación, de DMA, según la oxidación de la pirita (FeS2).Fuente: Modicada de Broughton L. and Robertson A., 1992; Acuerdo Marco Producción Limpia, 2002.

Reacciones en Etapa 1 y 2FeS2 + 7/2 O2 + H2O → Fe2+ + 2 SO42–+ 2 H+Fe2+ + 1/4 O2 + H+→ Fe3+ + 1/2 H2OFe3+ + 3 H2O ←→ Fe (OH)3↓ + 3H+Fe3+ + 2 H2O ←→ Fe OOH↓ + 3H+

Reacciones en Etapa 3Fe2+ + 1/4 O2 + H+→ Fe3+ + 1/2 H2OFeS2 + 14 Fe3+ + 8 H2O → 15 Fe2+ + 2 SO42- + 16 H+


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la oxidación en esta etapa. Finalmente, el drenaje secaracteriza por alcanzar niveles elevados de sulfatosy rangos de pH > 4,5.

La velocidad de oxidación de la reacción está contro-lada por el suministro de O2 y por el intervalo de retar-do. Durante este intervalo, la acidez generada es, enprimera instancia, neutralizada por distintos minera-les con capacidad de neutralización, p. ej. carbonatos(CO32-) (Véase Apartado 2.1.2. Reacciones de neutraliza-ción). A medida que continúa la generación de ácido yse agotan o se vuelven inaccesibles estos minerales,el pH disminuye. Como consecuencia, la velocidad deacidicación es variable en el tiempo. Así, al principiode esta etapa se mantiene un pH casi neutro, el quedisminuye progresiva y gradualmente como se obser-va en la Figura 2. En este sentido, se debe tener en

cuenta que una etapa temprana del proceso no nece-sariamente representa la calidad del drenaje en el lar-go plazo, precisamente por el efecto que el intervalo deretardo puede tener en su calidad (INAP, 2012).

La Etapa 2corresponde a la oxidación biótica o abió-tica de hierro ferroso (Fe2+) a férrico (Fe3+) (Reacción2), y posterior precipitación en forma de hidróxidos(p. ej. ferrihidrita (Fe3+)4-5(OH,O)12) (Reacción 3) y enforma de oxihidróxidos (Reacción 4), generando unprecipitado relativamente insoluble de color anaran- jado-rojo, que se observa a menudo en la mayoría delas faenas donde hay generación de DMA (Figura 3).

Durante esta etapa continúa la liberación de protones(H+) y los rangos de pH varían entre 3,5 y 4,5.

La Etapa 3corresponde a la oxidación catalizada bio-lógicamente, donde el hierro ferroso (Fe2+) se oxida aférrico (Fe3+), bajo la presencia de bacterias aeróbi-cas (Reacción 2).

A medida que se consume la alcalinidad disponible, elFe3+ se convierte en oxidante (Reacción 5) en rangosde pH < 3,5 y con una velocidad de oxidación consi-derablemente más alta que en la Etapa 1, ya que seestima que la acción catalizadora de las bacteriasaumenta entre 10 y 1 millón de veces esta velocidad.Si bien el oxígeno, en esta etapa, deja de ser el princi-pal agente oxidante, seguirá siendo imprescindible enla formación de hierro férrico (Fe3+) y en la prolifera-

ción de las bacterias aeróbicas catalizadoras.Resultado de la ocurrencia de ésta reacción (Reac-ción 5) la acidez del medio aumenta, ya que la can-tidad de protones (H+) liberados es mayor (16H+) encomparación con las etapas anteriores. Igualmente,el medio se va a caracacterizar por niveles elevadosde sulfatos y metales disueltos.

Por otro lado, ésta es una oxidación fuertemente exo-térmica, que junto con los niveles de pH, proporcio-nan las condiciones ideales (25 < Tª (°C) < 45; 1,5 < pH< 5) para el desarrollo de las bacterias que van a par-

Figura 3. Ejemplo de DMA en una faena minera.

FeS2(s) + 7/2 O2(g)+ H2O (l) Fe2+(aq) + 2 SO42–(aq) + 2 H+(aq) + energía (1)

Fe2+(aq) + 1/4 O2(g) + H+(aq) Fe3+(aq) + 1/2 H2O(l) + energía (2)

Fe3+(aq) + 3 H2O (l) Fe (OH)3 (s) + 3H+(aq) (3)

Fe3+(aq) + 2 H2O (l) FeOOH (s) + 3H+(aq) (4)

FeS2(s) + 14 Fe3+(aq) + 8 H2O (l) 15 Fe2+(aq) + 2 SO42-(aq) + 16 H+(aq) + energía (5)


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ticipar en este proceso. En este contexto, la presenciade microorganismos asociados a euentes mineros,desempeña un papel muy importante en la oxida-

ción de los sulfuros. Bajo diferentes investigacionesse ha constatado que las bacterias del género Acidi-thiobacillus (Acidithiobacillus ferroxidans, Acidithiobaci-llus caldus ) son catalizadoras de las reacciones quesuceden en la Etapa 3, pero también existen otrasbacterias involucradas en este proceso(Acidimicro-bium ferrooxidans, Sulfobacillus acidophilus, Leptospi-rillum ferriphilum, Leptospirillum ferroxidans, Sulfolo-bus metallicus, Sulfolobus Acidocaldarius y Thiobacillusthiooxidans)(Diabyet al., 2007; Wakemanet al., 2008,en Weibel, 2009). La velocidad de oxidación bacteria-na depende de factores tales como la temperatura,pH, disponibilidad de O2 y de CO2 para la reproducciónde las células, cantidad de nutrientes (N, P) y área

supercial del mineral sulfuroso.Como se ha mencionado anteriormente, si bien lapirita (FeS2) es el sulfuro más abundante y el principalresponsable de la generación de acidez, existen otrossulfuros cuya oxidación puede inuir en la químicadel DM. La oxidación de estos sulfuros es análoga ala de la pirita (FeS2), pero las tasas de reacción y laresistencia a la meteorización pueden ser muy dife-rentes, y varían en función del pH, del agente oxidantey de la razón molar metal/azufre. Así, en las condicio-nes de la Etapa 1 del proceso, los sulfuros involucra-dos en la oxidación son aquellos que tienen una razónmenor a 1, mientras que en la Etapa 3 se produce la

reactividad de los sulfuros con una razón igual a uno(Lottermoser, 2007), como se observa en la Tabla 2.

Diversos autores han planteado que la presencia dehierro (Fe) en los minerales sulfurados o en el aguaque entra en contacto con estos minerales juega unrol importante en la oxidación de los mismos y en lacantidad de acidez generada durante la meteoriza-ción. Así, los materiales con altos porcentajes de sul-furos de hierro (p. ej.pirita (FeS2), marcasita (FeS2),pirrotita (Fe1-xS), o sulfuros que contienen hierro ensu composición (p. ej. calcopirita (CuFeS2), esfaleri-

ta (ZnS) rica en Fe) generan signicativamente másacidez que aquellos materiales con bajos porcentajeso con un contenido menor de hierro (Fe) dentro de su

estructura (p. ej. galena (PbS)) (Lottermorser, 2007).Por otra parte, existen otros minerales no-sulfura-dos cuya meteorización o precipitación puede inuiren el proceso generador de DM, ya que liberan proto-nes (H+) al medio (Lottermorser, 2007).

2.1.2 Reacciones de neutralizaciónLos agentes neutralizantes, por su naturaleza quími-ca juegan un papel importante en el proceso de gene-ración de DM, ya que regulan la acidez mediante elconsumo de protones (H+) (Véase Apartado 4.1.1. Reac-ciones de generación de acidez). La Reacción 6 es laexpresión genérica de consumo de ácido de los car-

bonatos, donde Me representa a un catión divalentecomo Ca2+ o Mg2+.

MeCO3(s) + H+(aq) Me2+(aq) + HCO3 -(aq) (6)

Los principales minerales neutralizadores son loscarbonatos (Calcita (CaCO3)), dolomita (CaMg(CO3)2),ankerita (Ca(Fe,Mg)(CO3)2)), pero también silicatos(Feldespatos, micas, etc.) y arcillas (p. ej. Caolinita(Al2Si2O5(OH)4)) (Lottermorser, 2007, INAP, 2012). Laecacia con la que estos son capaces de amortiguarla generación de ácido varía ampliamente. Por reglageneral, los carbonatos se disuelven rápidamente.Así, el mineral más común que consume ácido es la

calcita (CaCO3), a través de la formación de bicar-bonato (HCO3-) y ácido carbónico (H2CO3), según lassiguientes reacciones de consumo (Reacciones 7 y 8),a un pH entre 6 y 8.

CaCO3(s) + H+(aq) Ca2+(aq) + HCO3-(aq) (7)CaCO3(s) + 2H+(aq) Ca2+(aq) + H2CO3(aq) (8)

El ácido carbónico (H2CO3) es inestable y se descom-pone generando los siguientes compuestos en fun-ción del pH del medio, y de las respectivas concentra-ciones de acidez (Reacciones 9 y 10).

Principal agenteoxidante Etapa pH

Velocidad dereacción Sulfuros involucrados en la oxidación

Oxígeno (O2) 1 > 4,5 LentaRazón molar metal/azufre < 1(P. ej.pirita (FeS2), pirrotita (Fe1-xS) y sulfosales(P. ej.enargita (Cu3AsS4).

Hierro férrico (Fe3+) 3 < 4,5 Alta Razón molar metal/azufre = 1(P. ej.esfalerita (ZnS), galena (PbS), calcopirita (CuFeS2))


Tabla 2. Agentes oxidantes a lo largo de las etapas de oxidación de la piri ta (FeS2).


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pH> 6: H2CO3(aq) H+(aq) + HCO3- (aq) (9)pH< 6: H2CO3(aq) H2O (l) + CO2(aq) (10)

Otros minerales más comunes como los aluminosi-licatos tienden a ser menos reactivos, por lo que sucapacidad de neutralización es menor. En algunoscasos, cuando las tasas de oxidación de sulfuros sonbajas, algunos minerales silicatados, como por ejem-plo algunos silicatos de Ca-Mg, pueden neutralizarDM en condiciones de pH neutro (INAP, 2012).

2.1.3 Formación de minerales secundariosLa meteorización de sulfuros y otros minerales, pre-sentes en los materiales que componen una fuentepotencialmente generadora, pueden contribuir condiversas especies iónicas a la solución, aportando

cationes y aniones que pueden resultar, por ejemplo,en la generación de DMS. Estos iones en su interac-ción con el agua o la solución pueden alcanzar nive-les de saturación, facilitando su precipitación comominerales secundarios. A modo de ejemplo, en laoxidación de la pirita (FeS2) se generan productossecundarios meta-estables como la schwertmani-ta, ferrihidrita y jarosita, y/o estables como goethi-ta y hematita, entre otros (Tabla 3). La precipitaciónde estos minerales depende de las condiciones deEh-pH del medio y de la disponibilidad de elementosclaves como potasio y azufre (Weibel, 2009).

Los agentes neutralizantes también regulan los nive-

les de sólidos disueltos totales (TDS8

), que puedenllegar a ser muy elevados en la solución, facilitandosu precipitación. Así, como resultado de la liberaciónde bicarbonatos HCO3- y ácido carbónico H2CO3 sepueden formar minerales carbonatados secunda-rios. En algunos casos, esta precipitación de mine-rales secundarios también puede generar acidez,siendo en ese caso el efecto de neutralización menoral esperado (INAP, 2012). En la Reacción 11, la siderita(FeCO3) precipitada como mineral secundario reac-ciona produciendo acidez (H+).

Otro grupo relevante dentro de los minerales secun-darios son las sales eorescentes de sulfato, las quese forman en condiciones oxidantes y altas tasas deevaporación. Estas sales son altamente solubles y,en presencia de agua lluvia o escorrentía, puedenliberar una cantidad signicativa de metales y ácido,

constituyendo una fuente de contaminación secun-daria y determinando una variación o uctuaciónestacional en los niveles de contaminación de aguas

superciales y subterráneas, especialmente en cli-mas áridos y semiáridos (Dold, 2010).

FeCO3 (s) + 1/4 O2 (g)+ 2,5 H2O (l) Fe(OH)3 (s) + H+(aq) + HCO3-(aq) (11)

Fuente: Lottermoser, 2007.

Tabla 3. Principales minerales secundarios formados enprocesos de generación de DMA.

Mineral FórmulaSchwertmanita Fe8O8(OH)6SO4 – Fe16O16(OH)10(SO4)3Ferrihidrita 5Fe2O3 · 9H2OJarosita KFe3(SO4)2(OH)6Alunita KAl3(SO4)2(OH)6Goethita FeO(OH)

Hematita Fe2O3Siderita FeCO3Melanterita FeSO4 ·7H2OEpsomita MgSO4 · 7H2ORoemerita Fe2+Fe3+2(SO4)2 ·14H2OCoquimbita Fe23+2(SO4) ·9H2OBonatita CuSO4 ·3H2OChalcantita CuSO4 · 5H2OHexahydrita MgSO4 ·6H2OYeso CaSO4 ·2H2OAzurita Cu3(CO3)2(OH)2

Malaquita Cu2(CO3)(OH)2Crisocola CuSiO3 · 2H2O

8. Conocido por sus siglas en inglés TDS – Total Dissolved Solids.

2.1.4 Movilidad de elementos asociados aldrenaje mineroSi bien la diminución del pH y la generación de acidezson las consecuencias más conocidas de la gene-ración de DM a partir de la interacción de las fuen-tes potencialmente generadoras con los factoresambientales, un factor relevante de preocupación esla liberación de metales y metaloides en los distin-tos tipos de drenaje, producto de la oxidación de losminerales sulfurados.


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Me3+(aq) + 3H2O (l) Me(OH)3(s) + 3H+(aq) (16)Me3+(aq) + 2H2O (l) Me OOH(s) + 3H+(aq) (17)

En cuanto a la carga de aniones, en el DMA los máscomunes se encuentran en forma de sulfatos (SO42-)con concentraciones mayores a 1000 mg/L, y en DMN/DMAL los principales aniones son los sulfatos (SO42-) ybicarbonatos (HCO3-).

La contribución a la disolución de iones metálicosproducto de la oxidación de los sulfuros ocurre deacuerdo a las siguientes reacciones:

MeS(s) + 2O2(aq) Me2+(aq)+ SO42-(aq) (12)Me2S3(s) + 6O2(aq) 2Me3+(aq) + 3SO42-(aq) (13)

La movilidad de estos elementos en la solucióndepende, entre otros factores, de cómo estén con-tenidos en los minerales, de la solubilidad de cadaelemento, así como del Eh y del pH del medio.

Tomando como referencia el pH, normalmente, lasolubilidad de muchos elementos metálicos aumentaa medida que el pH disminuye hacia niveles por deba- jo de pH 7, y de manera inversa a medida que el pHaumenta estos pueden precipitar en forma de óxidos

e hidróxidos, o bien ser adsorbidos. Aun así, existenelementos que no requieren condiciones ácidas paramovilizarse y, en condiciones de neutralidad y alca-linidad pueden alcanzar concentraciones signica-tivas. Tal es el caso por ejemplo de antimonio (Sb),arsénico (As), cadmio (Cd), molibdeno (Mo), selenio(Se) y zinc (Zn).

Los metales pueden ser transportados en el DM endistintas especies químicas. En el caso del DMA, lamayoría de los metales ocurre como iones simples ocomo complejos sulfatados, en el DMN y el DMAL lasconcentraciones elevadas de metales y metaloidesson favorecidas por la formación de oxianiones (p. ej.

AsO43-

), complejos acuosos y por la ausencia de losprocesos de adsorción y coprecipitación con hidróxi-dos de hierro secundario (Lottermorser, 2007).

En el caso del DMA, el Fe y Al son usualmente losmetales disueltos que alcanzan las mayores concen-traciones en solución, con rangos entre 1000 a 10.000mg/L. Algunos elementos traza, como el Cu, Pb, Zn,Cd, Mn. Co y Ni pueden alcanzar concentracionesentre 100 a 1000 mg/L. La tabla a continuación (Tabla4) presenta los metales típicos que es posible encon-trar en los DMA, DMN y DMAL.

Cabe destacar que la hidrólisis de los iones metáli-cos presentes en la solución puede aportar protones(H+) al euente, por lo que metales como hierro (Fe),aluminio (Al), manganeso (Mn), zinc (Zn), cadmio (Cd),plomo (Pb), cobre (Cu) o níquel (Ni), se considerangeneradores de ácido, de acuerdo a las siguientesreacciones (Reacciones 14, 15, 16 y 17), donde losmetales se representan por Me.

Me2+(aq) + 2H2O (l) Me (OH)2 (s) + 2H+(aq) (14)Me2+(aq) + 1/4 O2 + 3/2 H2O (l) MeOOH(s) +2H+(aq) (15)

Metales típicospresentes en DMA

Fe2+, Fe3+, Al3+, Zn2+, Mn2+, Cu2+,Cd2+, Pb2+, Ni2+, As, etc.

Metales típicospresentes enDMN/DMAL

Fe2+, Mn2+, Zn2+, (Sb, As, Cd, Cu2+,Mo, Se, etc.)


Tabla 4. Metales típicos presentes en el DMA, DMN y DMAL.

2.2 Factores que Controlan la Generacióny Migración del Drenaje MineroExiste una amplia variedad de factores que controlanla generación o formación del DM, así como tambiénsu migración o transporte y los efectos de éste enel medio ambiente receptor. Es así como en el aná-lisis de estos factores se deben considerar aquellascaracterísticas propias del material, que inuyen demanera directa en la tasa de oxidación de los sulfurospresentes, y aquellos factores que modican la com-

posición nal del euente (Figura 4). Estos últimospueden afectar la composición del DM tanto en lafuente potencialmente generadora (como por ejem-plo la evaporación y la difusión de oxígeno en las ins-talaciones) como en su transporte o migración hastael receptor nal (como por ejemplo la inltración ydilución, entre otros).

Es importante destacar que la comprensión del pro-ceso generador de DM y su composición nal pasapor el análisis en conjunto de todos los factores invo-lucrados, debido tanto a la complejidad de las reac-ciones como a las características sitio-especícas decada faena y de cada instalación minera. Es así comoel intervalo de tiempo que puede transcurrir entre laoxidación o alteración inicial del material o de la rocay el peak de generación de acidez, puede variar dealgunos días a años (Robertson & Kirsten, 1989).

Entre los principalesfactores que inuyen en la tasade oxidación de los sulfuros se cuentan los siguientes:

a. Aspectos mineralógicos: la composición minera-lógica del material, el tamaño de grano de los mine-


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Figura 4. Factores que afectan la oxidación de sulfuros y que modican el DM durante la migración.Fuente: Modicado de GARD Guide, (INAP, 2012).

rales y la cristalinidad de las fases presentes con-dicionan la capacidad de reacción del material. Demanera general, la velocidad de crecimiento y las

condiciones de saturación imperantes en el momen-to de formación de los cristales controlan el tama-ño de grano de los mismos. Así por ejemplo, si nosreferimos al DMA, la pirita framboidal o los cristalesamorfos, resultado de un crecimiento rápido y con-diciones supersaturadas, suponen tamaños de gra-no menores y por tanto mayor supercie expuesta ala reacción química (INAP, 2012), y potencialidad degeneración de drenaje. Por otro lado, la presencia deimpurezas o defectos, que supongan una heteroge-neidad en la cristalinidad del material aumentan deigual manera su capacidad de reacción, disminuyen-do la resistencia del mineral a la oxidación (INAP,2012). La descripción de estos factores se puede apli-

car también para minerales no sulfurados.b. Condiciones sicoquímicas en el microambientede reacción: el pH, la temperatura y las condicionesredox (Eh) de la solución que entra en contacto conlos minerales sulfurados ejercen un control directoen la oxidación. En el caso del pH y la temperatura,controlando la velocidad de reacción del material. Engeneral, la tasa de reacción aumenta con el aumen-

to de la temperatura (INAP, 2012). Uno de los efectosmás importante del pH es que las condiciones áci-das promueven la actividad bacteriana, catalizando

varias reacciones asociadas a la oxidación de sulfu-ros, en particular, de la pirita (FeS2). Retomando elejemplo del DMA, las Figuras 5 y 6 esquematizan losestudios realizados por Robertson and Broughton(1992), sobre los efectos que la temperatura y el pHtienen en la oxidación biótica y abiótica de la pirita(FeS2). Nótese la importancia, en el proceso de reac-ción, de la inuencia de la actividad biótica (desarrol-lo bacteriano).

c. Agente oxidante: el tipo y la disponibilidad delagente oxidante puede cambiar en función de lascondiciones ambientales durante el proceso de for-mación del drenaje. Tal como se ha visto en la Tabla 2,

a lo largo de las etapas de oxidación de los sulfuros,el agente oxidante cambia de oxígeno a hierro en suestado férrico (Fe3+) en función del pH, pudiendo acel-erar hasta en 2 o 3 órdenes de magnitud la velocidadde reacción. Entre los principalesfactores que modican la com-posición del DMdurante su migración o transportese cuentan los siguientes:


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a. Condiciones sicoquímicas: durante el transpor-te o migración del DM, el pH, el potencial de oxida-ción-reducción o redox (Eh) y la temperatura del

euente controlan su composición química. El con-trol más importante en la movilidad de los metales esel pH, mientras que las condiciones redox determi-nan la especiación de las fases minerales presentes.

Cabe destacar que las condiciones sicoquímicasdel DM pueden variar durante el transporte debido amezcla con otros euentes o con agua natural, o porlas reacciones químicas debidas a la interacción conotros materiales geológicos.

b. Mecanismos de atenuación: corresponden a pro-cesos que reducen la movilidad y la concentraciónde los constituyentes disueltos en el euente (INAP,

2012). Algunos de estos mecanismos son la forma-ción de minerales secundarios tales como sulfatos,óxidos, hidróxidos, arseniatos, carbonatos, silicatosy elementos nativos; las reacciones de sorción y lainteracción con agentes neutralizantes que inuyenen las características químicas del euente.

c. Factores físicos: existen una serie de factoresfísicos, tanto en las fuentes potencialmente genera-doras como en el medio ambiente receptor que pue-den modicar las condiciones del drenaje durante sutransporte. Entre estos factores se encuentran lascondiciones climáticas, hidrológicas e hidrogeológi-cas del entorno, que determinarán, entre otras cosas,

la disponibilidad de agua en la cuenca, el transportede los productos de las reacciones de oxidación, y lainteracción del euente con aguas naturales o conotros euentes, produciendo la concentración o dilu-ción de sus constituyentes. Por otra parte, la tempe-ratura puede tener diversos efectos, como promover

la evaporación a altas temperaturas o inhibir el trans-porte del euente en condiciones de congelación.

La naturaleza y propiedades del suelo (textura, estruc-tura, propiedades físicas y propiedades físico-quími-cas) y la presencia o ausencia de vegetación, determi-nan la dinámica de transporte del DM y su interaccióncon aguas superciales y subterráneas así como consuelos aledaños, que pueden afectar a la calidad naldel euente(Véase Apartado 4.2.2. Descripción del MedioFísico; y Apartado 4.2.3. Identi cación y Descripción de laFuentes Potencialmente Generadoras de DM).

d. Mecanismos de transporte de oxígeno: la movili-dad del oxígeno en las fuentes potencialmente gene-radoras de DM está controlada por mecanismos detransporte complejos dentro de la propia estructura

de las fuentes. De manera simplicada, en las zonaspróximas a la supercie, y disminuyendo en profundi-dad conforme la demanda de oxígeno en las distintasreacciones, predominan los mecanismos de difusiónen función del grado de saturación de oxígeno de losporos. Asimismo, dentro de estas fuentes se produ-cen procesos de convección térmica y diferencia dedensidades que incluyen el transporte de oxígeno, uotros como gradientes de advección generados por elviento o el bombeo barométrico producto del aumen-to en la presión atmosférica (INAP, 2012).

e. Factores biológicos: un control importante en lageneración de DMA es la oxidación bacteriana de Fe2+a

Fe3+

, el que a su vez puede oxidar a la pirita (FeS2) median-te la Reacción 5. la tasa de crecimiento y la densidad depoblación de las bacterias dependen de la disponibili-dad de CO2 y oxígeno, de la cantidad de nutrientes (N,P), del elemento químico donante de electrones (Fe2+ oS) y de la temperatura. Además, hay que considerar que

Figura 5.Efecto de la temperatura en la oxidaciónbiótica o abiótica de la pirita.

Fuente: Modicado de Robertson and Broughton, 1992.

Figura 6.Efecto del pH en la oxidación biótica oabiótica de la pirita.

Fuente: Modicado de Robertson, 1987.


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(ZnS) (Lottermoser, 2007), pero su contribución a lageneración de drenaje se considera despreciable.

La alcalinidad en este tipo de depósitos viene dada porminerales carbonatados como la ankerita (Ca(Mg, Fe)(CO3)2), común en la ganga de los estratos de carbón.Este mineral no sólo va a neutralizar la acidez de laoxidación de la pirita (FeS2) sino que en realidad inhi-be su oxidación al tamponar el pH, favoreciendo laprecipitación de hidróxido férrico.

Los cationes más importantes en el DMA asociado ala minería del carbón son el hierro (Fe), el mangane-so (Mn) y el aluminio (Al). El hierro (Fe) como resul-tado de la oxidación de la pirita (FeS2), mientras queel manganeso (Mn) y aluminio (Al) se disuelven por lainteracción del propio DMA con los estratos sedimen-

tarios. De los tres, el aluminio (Al) es el más tóxicopero precipita fácilmente a valores de pH próximosa la neutralidad, por tanto el hierro (Fe) es el metalque suele presentar las concentraciones más altas ysuponen el principal problema en este tipo de drenajes. En menor cantidad se encuentran el SO4- , Ca2+,Mg2+, K+, Na+ e incluso metales trazas, como el sele-nio (Se) (INAP, 2012).

Además, hay que tener en cuenta que la naturaleza delDM asociado a este tipo de minería puede variar demanera signicativa no sólo de un depósito a otro, sinoque incluso dentro del mismo depósito, debido princi-palmente al paleoambiente en que se formó el yaci-

miento, lo que complica la denición de los drenajesasociados a este sector minero.

existe la posibilidad del desarrollo de microambientesbacterianos con características metabólicas especícasdentro de una misma fuente (INAP, 2012).

f. Condiciones de descarga del euente: se debeconsiderar si la descarga se produce de forma pun-tual o difusa, si hay interacción de euentes genera-dos por distintas fuentes, si la descarga es continua ointermitente, y nalmente si el euente está altamen-te concentrado o por el contrario ha sufrido procesosde dilución.

2.3 Procesos de Generación de DrenajeMinero Asociados a la Minería delCarbónEl proceso de generación de DM asociado a los resi-duos generados por este tipo de minería está relacio-nado a la exposición de carbón, minerales sulfuradosy carbonatos ricos en Fe2+, a los factores ambientales(Lottermorser, 2007). Así, de manera general y a dife-rencia de los depósitos metálicos, el único sulfuro quese encuentra de manera signicativa en los estratossedimentarios de los yacimientos de carbón capaz degenerar DMA, es la pirita (FeS2) (INAP, 2012). Su can-tidad está limitada por la cantidad de materia orgá-nica, sulfatos disueltos y minerales de hierro reac-tivos presentes. En este tipo de minería es frecuenteque se produzcan combustiones espontáneas en los

desechos acumulados, contribuyendo de esa formaa la oxidación de la pirita (FeS2). En los sedimentosasociados, se pueden encontrar restos de marcasita(FeS2), galena (PbS), calcopirita (CuFeS2) y esfalerita


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GESTIÓN DE LA

ESTABILIDAD QUÍMICA3


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La gestión de la estabilidad química (EQ) durante elciclo de vida de una faena minera requiere de unaestrategia de trabajo denida y consecuente, que

considere no sólo el cumplimiento de las exigenciasnormativas, sino que también las crecientes exigen-cias de la comunidad. En este escenario, la gestiónde la EQ debe ser abordada mediante una estrategiaintegral, cuya visión y objetivo sea la gestión de cadauna de las instalaciones consideradas como fuentespotencialmente generadoras de DM, a lo largo detoda su vida útil, de manera de asegurar la EQ de lasinstalaciones remanentes9, y en general de toda lafaena, en el momento del cierre.

Debido a la gran cantidad de factores que inuyenen la generación y transporte de DM y dado que estefenómeno puede manifestarse incluso mucho tiem-

po después de cesadas las operaciones mineras,es importante considerar que esta gestión debe sercontinua en el tiempo, de manera de prevenir, con-trolar y/o mitigar los efectos del DM en el largo plazo.Asimismo, la gestión de la EQ debe ser consideradacomo un apoyo estratégico al operador minero, nosólo para cumplir con las exigencias de la autoridady la comunidad en este respecto, sino que tambiéngenerando información durante todo el ciclo de vidade la faena minera, que servirá de apoyo en la tomade decisiones respecto de las medidas de gestión quese implementen durante la operación y el cierre paraasegurar la EQ luego del cese de las operaciones, yrespecto del control de los riesgos y los costos aso-

ciados a esta gestión.En este contexto, la estrategia que se presenta en estaGuía tiene por objeto resaltar la importancia de la ges-tión de la EQ en cada una de las fuentes potencialmen-te generadoras de DM desde el momento de su plani-cación, pudiendo coincidir con cualquier etapa del ciclode vida de una faena minera. Conforme a lo anterior, serequiere de una gestión continua, trazable e integral,mediante el diseño e implementación de unProgramade Estabilidad Química (PEQ) para cada una de lasinstalaciones mineras involucradas.

En este Capítulo se presentan los principales aspec-tos relacionados al diseño y desarrollo de un PEQ,su relación con el ciclo de vida de la faena minera yconsideraciones para faenas e instalaciones mineras(potencialmente generadoras de DM) en planicacióny existentes. En capítulos posteriores se detallancada una de las etapas que conforman un PEQ.

3.1 Programa de Estabilidad Química:Gestión Integral del Drenaje Minero

Se entenderá por Programa de Estabilidad Química(PEQ) a la hoja de ruta diseñada con el objeto de ges-tionar, de manera integral, el DM en cada una de lasfuentes potencialmente generadoras, constituyéndo-se este programa como una herramienta de trabajo,que variará en función de las características de cadainstalación, su relación con el entorno y la etapa delciclo de vida en que se encuentre. Idealmente, el dise-ño del PEQ debe realizarse al inicio de la vida útil de lainstalación, dado que la gestión de la EQ, en general,es más sencilla y más eciente en estos casos.

3.1.1 Objetivos y etapas del programa deestabilidad química (PEQ)El PEQ (Figura 7) engloba diferentes etapas orienta-das a lograr la condición de EQ en el momento de cie-rre de una instalación o de una faena minera. Estasetapas responden a dos objetivos generales:evaluary asegurar la EQ de una instalación minera.

Las etapas que están orientadas aEVALUAR la EQ tie-nen como objetivo recopilar y generar información quepermita caracterizar tanto las fuentes potencialmentegeneradoras de DM como su entorno, de manera dedeterminar si la fuente tiene capacidad de generar DMy de qué tipo, determinar su comportamiento en el lar-

go plazo y evaluar los potenciales riesgos relacionadosa la generación y transporte de DM hacia los poten-ciales receptores ambientales. Éstas corresponden alas etapas de Descripción/Caracterización, Predicción yEvaluación de Riesgo Ambiental.

Por otra parte, las actividades orientadas a ASEGURARla EQ de una fuente generadora de DM tienen comoobjetivo evitar, controlar, minimizar, eliminar o tratarel DM generado. Las etapas del PEQ que permitenabordar estos objetivos son las etapas dePrevención,Control, Tratamiento y la Evaluación de Riesgos Residual.

De manera transversal a las etapas anteriores sedebe considerar la etapa deMonitoreo, de especialrelevancia dentro del desarrollo de un PEQ, ya quetiene como objetivo controlar la información y losresultados obtenidos a lo largo del desarrollo delPEQ y realizar el seguimiento de las condiciones (tan-to de las fuentes potencialmente generadoras comode los potenciales receptores) a lo largo del tiempo.

9. Se reere a las instalaciones de una faena minera que no son desmanteladas al momento del cierre o que quedan tras el cese de laactividad (p. ej.botaderos de estéril, depósitos de relave, entre otros).


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Figura 7. Programa de Estabilidad Química (PEQ).Fuente: Elaboración Propia.


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A continuación se resumen las etapas que formanparte de un Programa de Estabilidad Química (PEQ),las que son descritas en detalle en los siguientes

capítulos de la Guía.• Etapa de Descripción/Caracterización: en estaetapa se identifican las instalaciones mineras queconstituyen fuentes potencialmente generadoras deDM, además del modelo conceptual asociado a cadauna de ellas, de manera de comprender el fenómenode generación y transporte del DM desde su origenhasta los potenciales receptores ambientales. Estaprimera etapa es una de las más relevantes dentrodel PEQ, puesto que permite recopilar informaciónque será la base para el desarrollo del resto de lasetapas. Esta información comprende la descripcióny caracterización geoquímica y mineralógica de las

fuentes potencialmente generadoras, la descripcióny caracterización del entorno o medio físico donde seubica cada instalación, en términos de la climatolo-gía, geología, hidrología e hidrogeología, así como larelación fuente-ruta-receptor. Las variables y herra-mientas que pueden ser utilizadas en esta etapa sedescriben en detalle en el Capítulo 4“Herramientas yCriterios para Evaluar la Estabilidad Química y su Poten-cial Impacto”.

• Etapa de Predicción:esta etapa tiene por objetivola determinación de la capacidad de los materiales deproducir DM, su calidad y características, a través dediversos métodos de laboratorio y terreno, y modelos

predictivos que permitan conocer el comportamientoen el largo plazo. La predicción es una tarea complejaque varía tanto de una faena a otra como dentro de losdiferentes materiales de una misma faena o instala-ción minera, por lo que la selección del método o delconjunto de métodos a utilizar es sitio-específico. Elcorrecto desarrollo de esta etapa es fundamental, yaque la información levantada servirá de base para lasetapas posteriores de gestión de la EQ. En el Capítulo4 “Herramientas y Criterios para Evaluar la EstabilidadQuímica y su Potencial Impacto”se describen las técni-cas y métodos de predicción más utilizados en Chiley el mundo.

• Etapa de Evaluación de Riesgo Ambiental: duran-te el desarrollo de esta etapa se evalúan los compo-nentes ambientales que son potenciales receptoresdel DM, los potenciales impactos generados y el ries-go a la salud de las personas y/o al medio ambien-te, para determinar en última instancia si la faena ola instalación minera es o no estable químicamenteen el momento de su cierre. La exigencia de evaluarlos riesgos relacionados con la EQ, de manera deimplementar medidas de control cuando dichos ries-gos son significativos, queda normada en la Ley que

Regula el Cierre de Faenas e Instalaciones Minerasen Chile (Ley 20.551). La importancia de la Evaluaciónde Riesgos radica en que mediante esta herramienta

es posible establecer e implementar medidas de con-trol de los riesgos asociados a la EQ de manera deprevenir y/o minimizar las alteraciones significativassobre el medio ambiente en el momento del cierrede la instalación o la faena minera. También a nivelinternacional la evaluación de riesgo es considera-da como una herramienta robusta que debería for-mar parte integral del manejo de la EQ de una faenaminera y que se recomienda aplicar durante todo suciclo de vida de manera de obtener información obje-tiva y con base científica para la toma de decisionesmás precisa y generando un proceso transparentede evaluación. Su aplicación es recomendada ya quepermite reducir costos e incertidumbres del proceso

de cierre. Esta etapa se desarrolla en más detalle enel Capítulo 4“Herramientas y Criterios para Evaluar laEstabilidad Química y su Potencial Impacto”.

• Etapas de Prevención y Control:reúne las técni-cas que permiten prevenir el DM limitando la inte-racción entre los diferentes factores involucrados, yaquellas técnicas que, una vez generado el DM, per-miten controlar y minimizar sus potenciales impac-tos. Esta etapa se desarrolla en más detalle en elCapítulo 5“Herramientas y Criterios para Asegurar laEstabilidad Química”. Cabe destacar que, si bien en elcapítulo correspondiente, las herramientas de pre-vención y control se tratan en conjunto, en el PEQ

aparecen por separado (Figura 7). Esto último se jus-tifica dado que se busca hacer énfasis en la imple-mentación de métodos de prevención por sobre los decontrol y tratamiento en todos aquellos casos en queesto sea factible. Por este motivo en el PEQ se plan-tea la pregunta: ¿es posible prevenir?. Para efectosde esta Guía se entenderá que los métodos de pre-vención son todos aquellos que pueden ser aplicadosdesde el diseño y planificación de la faena o instala-ción minera, así como posterior a la construcción delas mismas, a diferencia de los métodos de controlque son implementados posterior a la construcciónde las instalaciones.

• Etapa de Tratamiento: reúne las técnicas de tra-tamientos pasivos y activos para mejorar la calidaddel drenaje hasta niveles aceptables según las dife-rentes normativas existentes o de acuerdo a los cri-terios definidos en este aspecto y, en la medida de loposible, revertir el potencial impacto en los recepto-res ambientales y disminuir los riesgos significativosasociados. Esta etapa se desarrolla en más detalleen el Capítulo 5“Herramientas y Criterios para Asegu-rar la Estabilidad Química”.


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• Etapa de Monitoreo: reúne las acciones que permi-ten evaluar y controlar en el tiempo la información ylos resultados obtenidos en todas las etapas del PEQ,

con la finalidad de poder determinar que las decisio-nes y medidas implementadas son eficaces y puedenser mantenidas en el tiempo o si deben ser reevalua-das. El monitoreo incluye además las acciones quepermiten evaluar, validar y realizar seguimiento delas medidas implementadas en las etapas de cierrey post-cierre. Esta etapa, por lo tanto, se consideratransversal al desarrollo de un PEQ y corresponde auna de las etapas de mayor relevancia en la gestiónintegral de la EQ a lo largo del ciclo de vida de unainstalación minera, como a lo largo del ciclo de vidade la faena minera. Esta etapa se desarrolla en másdetalle en el Capítulo 6“Monitoreo y Muestreo en laGestión de la Estabilidad Química”.

Como se puede observar en la Figura 7, luego de lasetapas de control y tratamiento, se debe realizar unaEvaluación de Riesgos Residual, es decir, la evaluaciónde aquellos riesgos que permanecerán posterior-mente a la implementación de las medidas de pre-vención, control y tratamiento y que deben ser conti-nuamente evaluados y monitoreados. Esta evaluaciónse trata en más detalle en el Capítulo 4 “Herramien-tas y Criterios para Evaluar la Estabilidad Química y suPotencial Impacto”.

Otro aspecto relevante en la gestión de la EQ de unafaena o instalación minera y que corresponde a una

actividad transversal al Programa de EstabilidadQuímica (PEQ), es elmuestreo. Esta actividad esconsiderada como crítica, ya que su correcta imple-mentación determinará la representatividad y calidadde la información que se genere a partir de los distin-tos análisis realizados a las muestras. El muestreose puede llevar a cabo tanto en las fuentes identica-das como potencialmente generadoras de DM (paraefectos de su descripción, caracterización o para lle-var a cabo diferentes técnicas de predicción e inclu-so para la evaluación de los riesgos asociados), asícomo también sobre los componentes ambientales(para efectos de establecer una línea base, evaluarlos riesgos o en programas de monitoreo), y sobre elDM generado (para efectos de evaluar medidas y tec-nologías de tratamiento o en su monitoreo), por lo queel desarrollo de esta actividad dependerá del objetivoplanteado, siendo especíco para cada instalación,para cada etapa del PEQ y para cada componenteambiental. Esta actividad se presenta en detalle enesta Guía en el Capítulo 6 “Monitoreo y Muestreo en laGestión de la Estabilidad Química”.

Cabe destacar que el esquema del PEQ no representanecesariamente una sucesión de etapas consecuti-

vas. En algunos casos pueden implementarse etapasal mismo tiempo siendo, por ende, simultáneas y noexcluyentes. A modo de ejemplo, aun cuando en ins-

talaciones antiguas puede no conocerse su potencia-lidad de ser generadora de DM, se puede y es reco-mendable aplicar técnicas de prevención o control demanera de evitar o controlar la interacción entre losdiferentes factores involucrados en la generación dedrenaje.

3.2 Relación del Programa deEstabilidad Química con el Ciclo deVida de una Faena MineraComo se ha visto, se debe diseñar e implementar un

PEQ de manera independiente para cada una de lasinstalaciones consideradas como potencialmentegeneradoras de DM, con el objetivo de asegurar su EQen el momento de cierre de la faena minera. Asimis-mo, el PEQ idealmente debe desarrollarse a lo largode toda la vida útil de la instalación, desde la plani-cación hasta el cierre, incluyendo medidas de moni-toreo en el post-cierre. La etapa de desarrollo en quese encuentre una instalación minera, en relación a suvida útil (planicación, construcción, operación, cie-rre y post-cierre), puede o no coincidir con las etapasdel ciclo de vida de una faena minera (exploración;planicación, estudio de factibilidad y diseño; cons-trucción y operación; desmantelamiento y cierre;

post-cierre). Tal es el caso de nuevas instalacionesen faenas mineras existentes (un nuevo depósito derelaves o un nuevo botadero, etc.). Asimismo, algunasinstalaciones mineras pueden cerrar durante la eta-pa de operación de la faena minera (Cierre Parcial).

Por ende, la gestión de la EQ debe relacionarse con elciclo de vida de una faena minera, bajo el concepto deuna gestión integral de la misma. Así, en la siguientegura (Figura 8) se relacionan las etapas del ciclo devida de un proyecto minero, con las etapas de un PEQy las actividades que pueden ser implementadas enfaenas o instalaciones mineras nuevas; o en faenas oinstalaciones mineras existentes.

Las opciones técnicas para manejar el DM son con-siderablemente mayores en los proyectos minerosnuevos donde las estrategias de prevención y con-trol pueden ser implementadas como parte del plande desarrollo minero, evitando estrategias tardíasde tratamiento y remediación de alto costo (Acuer-do Marco Producción Limpia, 2002). En general, lasopciones disponibles para la gestión del DM disminu-yen en la medida que se avanza en el ciclo de vida deuna faena minera, mientras que los costos aumentan


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y es probable que sea necesario establecer más deuna medida o una combinación de ellas (INAP, 2012).La estrategia de gestión más costo-efectiva es la

integración de medidas de prevención y control desdela planicación hasta el cierre de la mina, y traba- jar en forma coordinada para minimizar el riesgo dedesarrollo de DM en el tiempo (Acuerdo Marco Pro-ducción Limpia, 2002).

La gestión de la EQ, con miras al cierre, debe serentendida como parte del negocio minero, de manerade establecer medidas para lograr la EQ de las ins-talaciones mineras desde los inicios de un proyectominero. En este sentido, la integración de la plani-cación del cierre en el ciclo de vida minero es hoyrecomendada a nivel internacional. El Consejo Inter-nacional de Minería y Metales (ICMM) recomienda

que las consideraciones de cierre se deben tener encuenta desde la etapa de inversión y en la operación,las que deben incluir tanto consideraciones ambien-tales como sociales.

Para el caso de faenas mineras nuevas, se recomien-da implementar la etapa de descripción y caracteri-zación del PEQ desde la etapa de exploración, incor-porando el levantamiento de información analíticapara la identicación y caracterización preliminarde sus materiales tanto desde el punto de vista de lageneración de DM, como desde el punto de vista dela capacidad de los mismos de neutralizar drenajes.En este sentido, la información levantada en la línea

base cobra gran relevancia para la evaluación, enetapas posteriores, del potencial impacto en suelo,

sedimento y agua, relacionados a la actividad mine-ra, en particular debido al DM (INAP, 2012). Para elcaso de faenas mineras existentes, donde no exista

línea base o donde la información sea incompleta,existen métodos indirectos que permiten establecerlas condiciones previas a la actividad minera, como lacaracterización de sitios análogos (en términos de suscaracterísticas físicas, químicas, geológicas y biológi-cas) o la modelación geoquímica (Nordstrom, 2015).

En general, se recomienda incrementar el nivel deinformación levantada en relación a la EQ en el tiem-po, de manera tanto de validar la información genera-da en las primeras fases del ciclo de vida de la faenaminera, como de complementar esta información demanera de disminuir la incertidumbre de las medidasde prevención, control y tratamiento que se tomarán

en etapas posteriores. Asimismo, es recomendableevaluar la factibilidad, eciencia y desempeño de lasmedidas implementadas para asegurar la EQ de lasinstalaciones mineras (prevención, control y/o trata-miento), mediante el monitoreo continuo, el levanta-miento de información, pruebas de laboratorio, ensa-yos en terreno, etc.

Finalmente, en relación a la etapa de evaluaci

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