II CURSO INTERNACIONAL DE ASPECTOS GEOLGICOS DE PROTECCIN AMBIENTAL 265

CONTROL DE LA CONTAMINACIONDE LAS AGUAS *

Luis Enrique SnchezDepartamento de Engenharia de Minas

Escola Politcnica daUniversidad de So Paulo

1. INTRODUCCION

Prcticamente toda actividad de minera tieneel potencial de contaminar las aguas. Las mi-nas y sus instalaciones auxiliares ocupan gran-des reas expuestas a las lluvias, propiciandoel contacto de las aguas con el mineral, con losestriles y con el suelo expuesto,potencializando una serie de procesos del me-dio fsico, como la erosin, o procesos qumi-cos como la oxidacin de los sulfuros, causan-tes de drenaje cido. Adems, una buena parte

de los procesos de beneficiamiento de minera-les son de va hmeda, de modo que los dese-chos contienen una fraccin acuosa potencial-mente contaminante -basta pensar en losefluentes de la flotacin de minerales o de lacianetacin de mineral de oro. Adems de eso,algunos mtodos de explotacin utilizan aguaen el propio desmonte del mineral, el desmontehidrulico muy comn en minas aluvionalescomo las de arena o de casiterita. Finalmente,algunos mtodos de explotacin, como eldragado, son subacuticos, removiendo los se-dimentos del fondo de los cuerpos de agua ycolocndolos en suspensin.

* Trabajo publicado en Aspectos Geolgicos deProteccin Ambiental, Volumen I, UNESCO,1995.

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DCAPITULO 17

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2. CONCEPTOS BASICOSSOBRE CONTAMINACIONDE LAS AGUAS

Contaminantes de las aguas son cualesquieraformas de materia o energa cuya presencia,evacuacin o liberacin pueda causar daos ala biota. De este modo, la evacuacin deefluentes con temperatura elevada o con altogrado de salinidad pueden ser tanto o ms per-judiciales a las comunidades acuticas comola evacuacin de substancias txicas. Residuosslidos dispuestos en forma inadecuada sobreel suelo son tambin una fuente de contamina-cin de las aguas superficiales o subterrneas,mientras que contaminantes del aire como eldixido de azufre pueden tambin constituirseen contaminantes del agua, en este caso a tra-vs de su precipitacin en forma de lluvia cida.

La aplicacin de agrotxicos y de fertilizanteses otra importante fuente de contaminacin delas aguas, conocida como una fuente difusa.Como otras fuentes contaminantes, las fuentesde contaminacin de las aguas pueden ser pun-tuales o difusas (trmino que es aqu empleadoen el sentido de cualquier fuente no puntual,englobando por ende fuentes lineales y areas),continuas o intermitentes. Este ltimo caso esparticularmente importante tratndose de con-taminacin de las aguas, visto que durante laslluvias los cursos de agua reciben una cargaadicional de contaminantes provenientes dellavado del suelo y de la atmsfera. En laszonas urbanas, por ejemplo, las aguas de lluviatransportan gran cantidad de residuos slidos,aceites y grasas y sedimentos que se encuen-tran en las calles, y deben ser consideradascomo aguas contaminadas.

2.1. Biodegradabilidad

Un concepto importante en contaminacin delas aguas es el de biodegradabilidad. Produc-tos biodegradables como los detergentes son aveces vistos como no contaminantes, lo que noes correcto. El hecho de una molcula ser con-siderada biodegradable significa que estar su-jeta a un proceso de quiebre pormicroorganismos que, en este proceso, consu-mirn oxgeno del agua, lo que se representaesquemticamente en la figura 1a para un lan-zamiento puntual. Aguas arriba del punto delanzamiento dos indicadores de calidad de lasaguas, el oxgeno disuelto (OD) y la demandabioqumica de oxgeno (DBO) sealarn buenacalidad, o sea, elevado OD (en el ejemplo, 8

mg/l) y baja DBO (en el caso, 2 mg/l). El lanza-miento de una carga contaminadora orgnicaimplicar un aumento repentino de la DBO yuna disminucin repentina del OD. Esto signifi-ca que habr una proliferacin demicroorganismos que promovern la degrada-cin del contaminante, al precio de un elevadoconsumo de oxgeno. Habr as una gran de-manda de oxgeno, necesaria para que lasaguas, aguas abajo, muestren una mejora decalidad, como se indica en la figura, con suce-sivas zonas de degradacin, de descomposi-cin de la materia orgnica y de recuperacin,hasta que el ro recobre las caractersticas pre-vias a la lanzamiento del contaminante. En elcaso de ros, esta zonificacin observada deaguas arriba hacia aguas abajo en el caso decontaminantes orgnicos, se debe tambin a lagradual dilucin de las substancias contaminan-tes en volmenes cada vez mayores de agua,puesto que el caudal va creciendo con el aportede aguas de los afluentes.

El consumo de oxgeno, si es necesario para lalimpieza del ro, significa tambin que el mismotendr una menor disponibilidad para otros or-ganismos, como los peces. De esta manera,los contaminantes orgnicos provocan estrsen las comunidades acuticas, que podrn ver-se afectadas en grados diversos, dependiendode la concentracin de contaminante. Este fe-nmeno est representado en la figura 1b. Enella, para el mismo punto de lanzamiento de lafigura anterior, se muestra la diversidad de es-pecies de dos grupos de organismos denomi-nados tolerantes a la contaminacin y es-pecies de aguas limpias. Aguas arriba, haygran variedad de especies de aguas limpias ypequea de especies tolerantes a la contami-nacin, situacin que se invierte radicalmentems abajo de la fuente de contaminacin. Enese trecho, las especies de aguas limpias pue-den desaparecer, dando lugar a variedad y can-tidad de especies resistentes. Si no hubierenuevas fuentes de contaminantes aguas abajo,la situacin se ir invirtiendo lentamente hastavolverse semejante a la inicial.

La presencia o ausencia de estas especiesque no toleran la contaminacin es un excelen-te indicador de la calidad de un curso de agua.Diversas algas, insectos y peces se encuadranen esta categora, mientras que pocas espe-cies de peces resisten a grandes concentracio-nes de contaminantes.

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Figura 1a - Efectos de la contaminacin sobre el oxgeno disuelto

Figura 1b - Efectos de la contaminacin sobre organismos acuticos

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2.2. Toxicidad

El hecho de que una substancia seabiodegradable no significa que ella no sea dai-na para el medio ambiente, por otro lado mu-chos contaminantes presentan efectos de al-guna manera proporcionales a su concentracinen el medio, como es el caso de los metales.

2.3. Contaminantes fsicos y qumicos

Prcticamente todas las aguas de superficiecontienen partculas slidas, que pueden estarpresentes en dos formas diferentes: en suspen-sin o disueltas. Ros y lagos presentan dife-rentes concentraciones naturales de partculasslidas. Es normal que luego de las lluvias esacantidad aumente (conjuntamente con otrassubstancias), lo que, en las condiciones brasi-leas, da origen a aguas barrosas, de colora-cin marrn. La propia toponimia expresa mu-chas veces las condiciones naturales de loscursos de agua: ros Turvo, Pardo, Verde y Pretoson muy comunes en territorio brasileo.

Las condiciones hidroqumicas naturales sontambin muy variables. Un buen ejemplo sonlos ros de la cuenca amaznica, clasificadosen tres tipos: (i) ros de aguas claras, (ii) ros deaguas negras, y (iii) ros de aguas blancas, cadauno con caractersticas naturales bastante dis-tintas. Mientras los llamados ros de aguas blan-cas tienen aspecto barroso, pues transportangran cantidad de partculas slidas provenien-tes de la erosin de sus cuencas de drenaje,los ros de aguas claras tienen aspecto trans-parente y sus aguas presentan gran visibilidad;por otra parte, los ros de aguas negras son to-dava ms pobres en partculas en suspensiny ricos en substancias orgnicas disueltas,como cidos hmicos, presentando elevadaacidez.

De esta manera, un cuerpo de agua estarcontaminado si presenta concentraciones desubstancias qumicas o partculas slidas sufi-cientemente diferentes de las naturales paraprovocar una modificacin de las condicionesdel hbitat, hacindolo daino para los seresvivos o perjudiciales para la salud del hombre.

Adems de la contaminacin, otra forma dedegradacin de las aguas de superficie es lasedimentacin, o sea, la deposicin de sedi-mentos a lo largo del canal del ro o en el fondode un lago. La sedimentacin es tambin unproceso natural, pero la modificacin del volu-men o del tipo de sedimentos transportadospuede causar su deposicin en locales donde

haba poca o ninguna sedimentacin natural,efecto que tambin se produce por la modifica-cin del perfil transversal o longitudinal del ro,por ejemplo por dragado, por relleno o por re-mocin del suelo o roca de las mrgenes, otambin, evidentemente, por represamiento.

La sedimentacin origina una serie de modifi-caciones del hbitat con consecuencias dai-nas para la biota acutica, soterrando las co-munidades bentnicas, o sea, los organismosque viven en el fondo de los cuerpos de agua. Amedida que las partculas slidas se sedimen-tan, arrastran consigo el fito y el zooplanctonpara el fondo del cuerpo de agua.

La presencia de partculas en suspensin afec-ta tambin la calidad del agua disminuyendo lacantidad de luz que atraviesa el cuerpo de aguay en consecuencia interfiriendo en el procesode fotosntesis. Adems del tenor de slidos ensuspensin, otros indicadores de la presenciade slidos son utilizados para una evaluacinde la calidad de las aguas, como la turbidez,una medida obtenida a travs del pasaje de unhaz de luz por una muestra de agua que indicacuan turbia es, el tenor de slidossedimentables, obtenido a travs de un ensayopatrn, y el tenor de slidos totales, tambinllamado residuo total, que expresa la cantidadtotal de partculas presentes, sean disueltascomo en suspensin.

Aceites y grasas son dainos para la biota porformar una pelcula alrededor de los organismose interfieren, por ejemplo, con la respiracin delos peces. Estos contaminantes tambin tie-nen un efecto esttico indeseable, una vez quesu presencia en la superficie de los cuerpos deagua es fcilmente visible a simple vista.

Los compuestos de fsforo y nitrgeno sonnutrientes y, de esta forma, estn presentes entodos los cuerpos de agua. La presencia exce-siva de fsforo, sin embargo, es la principal res-ponsable por el fenmeno de eutrofizacin, osea, una gran proliferacin de algas y plantasacuticas, producto del exceso de nutrientes.Estas plantas, como el aguap, son un indica-tivo visual de la presencia de grandes cantida-des de nutrientes, generalmente provenientesde actividades humanas; su presencia excesi-va provoca dificultades para una serie de usosde los cuerpos de agua, tales como la navega-cin y el uso recreativo.

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80 a 100 calidad ptima

52 a 79 calidad buena

37 a 51 calidad aceptable

20 a 36 calidad mala

0 a 19 calidad psima

La utilizacin del IQA debe hacerse con caute-la. Si estuviramos en un ro de aguas negrasde la Amazonia, por ejemplo, no tiene sentidoadoptar un valor mximo de qi para pH 7, pues-to que las aguas naturalmente presentan un pHmucho menor. Adems, el IQA no tiene en cuen-ta la presencia de substancias txicas.

3.2. Parmetros agregados

Algunos parmetros usados habitualmente paradescribir la calidad de los cuerpos de agua yason indicadores agregados. Tal es el caso:

i) de la demanda bioqumica de oxgeno,que es la cantidad de oxgeno necesariapara promover la oxidacin de la materiaorgnica a travs de la accin demicroorganismos. La oxidacin degradala materia orgnica en substancias comoel NH3 y el CO2. El ensayo de DBO de-termina que la medicin sea hecha enlaboratorio durante un perodo de cincodas a 20C, -de ah la terminologa DBO5 das o DBO5, normalmente expresadaen mg/l;

ii) de la demanda qumica de oxgeno, querefleja el consumo de oxgeno en la oxi-dacin qumica de la materia orgnica.Se determina a travs de un ensayo delaboratorio en el que la muestra es ata-cada con un oxidante qumico, en gene-ral el dicromato de potasio, dando resul-tados expresados en mg/l generalmentems elevados que los de DBO;

iii) de la conductividad elctrica, que indicala presencia de sales en el agua, lo quehace aumentar su capacidad de trans-mitir una corriente elctrica, propiedadque se utiliza en mediciones de campo ode laboratorio, expresadas en microSiemens/l (S/l).

3. INDICADORES DECONTAMINACION DE LASAGUAS

3.1. Indice de calidad de las aguas

Dada la diversidad de los contaminantes de lasaguas, muchas veces es til disponer de un n-dice agregado que refleje las condiciones gene-rales de calidad de un cuerpo de agua, o sea,un indicador de calidad. Entre los indicadoresms aceptados se destaca un ndice desarro-llado en los Estados Unidos de Amrica y apli-cado por la CETESB, la agencia de control decontaminacin en el Estado de So Paulo, de-nominado Indice de Calidad de las Aguas- (IQA,Indice de Qualidade das Aguas). Se trata de unindicador compuesto por nueve parmetros decalidad de las aguas: coliformes fecales, pH,DBO 5 das, nitrgeno total, fosfato total, tem-peratura, turbidez, residuo total y OD. Cadaparmetro tiene un peso de 0 a 1, cuya sumatoriaes igual a 1, y un ndice individual variando de 0a 100. El IQA se calcula por el producto de losndices individuales qi ponderados por los pe-sos wi, de acuerdo con la siguiente frmula:

IQA =

Los ndices individuales qi as como los pesoswi, se obtuvieron por consulta a un panel de es-pecialistas a travs del mtodo de Delphi. Lafigura 2 muestra las curvas donde los ndicesindividuales qi pueden ser obtenidos a partir delos valores de cada parmetro. Ntese que losmayores valores de qi son observados para con-diciones que representan la situacin naturalprxima de un cuerpo de agua tipo, por ejemplopH 7, desvo de temperatura 0 y DBO 0. Sedebe prestar atencin al aplicar el ndice de OD,pues l no se da en mg/l, la unidad ms usualde este parmetro, sino en porcentaje de satu-racin. Esto se debe al hecho que el OD varamucho en funcin de la temperatura y de la alti-tud. Para una temperatura de 20C, por ejem-plo, el tenor de saturacin es de 9,2 mg/l parael nivel del mar; 8,6 mg/l para 500 m de altitud y7,4 mg/l para 1000 m de altitud (Dersio, 1992).

El IQA asume un valor de 0 a 100, que estasociado a las siguientes categoras de cali-dad:

n

p qiwi

i = 1

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3.3. Indicadores biolgicos

Un grupo importante de indicadores de calidaddel agua es el de los indicadores biolgicos, endonde la presencia o ausencia de determina-dos grupos de organismos sirve como indica-dor de contaminacin. Determinadas especiesslo sobreviven en aguas muy limpias, mien-tras que otras, son extremadamente resisten-tes a la contaminacin. El estudio de lasbiocenosis acuticas -y en particular de lascomunidades que tienen poca movilidad- haceposible la deteccin de alteraciones ocasiona-das por diversas fuentes. Los organismos queviven en contacto directo con el substrato(bentos) o adheridos a objetos fijos, inclusiveplantas (perifton), muestran bien la calidad delagua.

En efecto, los mtodos biolgicos de determi-nacin de la calidad de agua que se basan enestos grupos de organismos equivalen a un se-guimiento continuo de los cuerpos de agua: te-niendo movilidad restringida, la poblacin y ladiversidad disminuyen si se perjudica la calidaddel agua. Por otra parte, anlisis fsicos y qu-micos de muestras discretas reflejan apenaslas condiciones del agua en el momento de larecoleccin y no son capaces de detectar alte-raciones causadas por descargas accidentalesde contaminantes o por descargasdiscontinuas.

En condiciones de ausencia de contaminacin,las comunidades bentnicas se caracterizan poruna alta diversidad -o sea, la presencia de grannmero de especies- y reducido nmero de in-dividuos de cada especie. La mayora de lasformas de contaminacin reduce la complejidaddel ecosistema, eliminando las especies mssensibles.

El estudio del fitoplancton y del zooplanctoncomplementa el estudio del bentos, pues des-cribe con exactitud la condicin inmediata deun cuerpo de agua: la presencia de determina-das especies y la diversidad de la comunidadtambin dan indicaciones de la calidad del agua.

Al contrario de investigarse la presencia de unanica especie o taxonoma, han sido emplea-dos ndices compuestos como indicadores bio-lgicos de calidad de las aguas. De ellos, pue-den ser citados el ndice bitico y el ndice dediversidad. El primero fue propuesto por dos in-vestigadores franceses (Tuffery y Verneaux) ytrabaja con comunidades bentnicas. Los or-ganismos se recogen a travs de un mtodotipo y de inmediato se identifican: la presencia

de organismos de los grupos ms sensibles ala contaminacin indica aguas de buena cali-dad, mientras que la presencia dominante deorganismos de grupos ms resistentes indicamala calidad.

Un ndice de diversidad propuesto por Shannony Weaver, aplicado a varias comunidades biol-gicas, se emplea tambin como indicador decalidad de las aguas. Se aplica principalmentea fito y zooplancton, recogidos con redes demalla fina por mtodos tipo. Los organismos sonposteriormente identificados en el laboratorio yse utiliza una frmula matemtica simple paracalcular la diversidad de la muestra.

Se emplean tambin indicadores biolgicos paraestimar la toxicidad de efluentes, que son pues-tos en contacto con colonias de organismossensibles como Daphnia sp., unmicrocrustceo, o determinados peces. La ven-taja de las pruebas de toxicidad es que evalanel efecto de los efluentes como un todo, mien-tras que los anlisis fsicos y qumicos del aguadeterminan apenas la concentracin de algu-nas substancias en forma aislada, generalmen-te aquellas para las cuales la reglamentacinestableci patrones. (Bassoi, 1990)

4. CONTAMINANTES MASCOMUNES DE LAS AGUASEN MINERIA

La singularidad de cada empresa de minera ascomo el contexto ambiental de cada una deter-minar los principales problemas de contami-nacin de las aguas, que pueden ser de los ti-pos ms variados. Mientras que se pueden en-contrar algunos contaminantes en prcticamen-te todas las minas, y otros tambin, son comu-nes a un conjunto de empresas con caracters-ticas similares, otros son muy particulares adeterminado tipo de yacimiento o de procesode beneficiamiento.

Esta seccin describe los contaminantes msfrecuentemente encontrados en minera y susprincipales impactos ambientales, mientras quelas principales medidas de control que puedenemplearse para reducir estos impactos sernpresentadas en la prxima seccin.

1) Partculas slidas. Estn presentes entodas las minas, as como en obras civi-les, actividades agrosilvopastoriles y di-versas otras intervenciones del hombreen la naturaleza. En minera las partcu-

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Figura 2 - Curvas de calidad del agua

Fuente: CETESB

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las slidas poseen tres fuentes principa-les: drenaje del rea de operacin de laempresa, focos de erosin y efluentes delbeneficiamiento de minerales. Las dosprimeras son abordadas en el captuloreferente al drenaje de minas a cielo abier-to. Ya, los efluentes de las operacionesde beneficiamiento conteniendo partcu-las slidas se presentan generalmenteen forma de pulpa con alto porcentaje deslidos, constituyendo los desechos,cuyo manejo ambiental es discutido enel captulo referente a los residuos sli-dos.

2) Aceites y grasas. Contaminantes pre-sentes en todos los tipos de minas, tie-nen como principales fuentes (i) talleresmecnicos y reas de abastecimiento decombustibles y lubricacin de los equi-pos de minera y de los vehculos de apo-yo; (ii) reas de lavado de equipos y veh-culos; (iii) derrame de tanques de alma-cenaje de combustibles y lubricantes.

3) Acidos. Provenientes del mismo yaci-miento -mineral o estril- cuando se pro-ducen minerales de sulfuros; las reasde generacin de drenaje cido en mi-nas incluyen la cava, las pilas de estrily las reas de disposicin de desechos.La eventual contaminacin de las aguaspor cidos puede tambin tener origenen el transporte y manipulacin de ci-dos empleados como reactivos en losprocesos de beneficiamiento del mineral,por ejemplo la lixiviacin cida del mine-ral de uranio o el beneficiamiento de cao-ln.

4) Contaminantes orgnicos. Tambin pre-sentes en todas las minas, tienen mlti-ples orgenes: (i) instalaciones sanitarias;(ii) comedores; (iii) villas residenciales;(iv) detergentes de los talleres de lavado;(v) represas y barreras de desechos inun-dadas sin previa remocin de la vegeta-cin.

5) Reactivos orgnicos. Provenientes dealgunos procesos de beneficiamiento, es-pecialmente la flotacin. Los reactivosms comnmente utilizados sondetergentes, almidn, cidos grasos ydiversos compuestos sintticos.

6) Metales. En general provenientes delmismo mineral y por lo tanto pueden te-

ner origen en la mina, en las pilas deestril, en los patios de almacenamientode mineral o concentrado, en las reasde disposicin de desechos o en cual-quier otro componente de la mina. Lacontaminacin por metales se agrava enel caso de acidez de las aguas, pues lamayora de ellos presenta mayorsolubilidad con bajo pH. La presencia demetales est siempre asociada a la pro-duccin de drenaje cido, pero evidente-mente tambin puede acontecer indepen-dientemente de ella. Cualquier metal pre-sente en la corteza terrestre puede trans-formarse en un contaminante si fueraextraido, pero usualmente las regionesmineralizadas que presentan niveles defondo (background) elevados y, en con-secuencia las aguas superficiales y sub-terrneas, as como los sedimentos decorriente, contienen ya tenoressubstanciales de metal. Adems, el es-tudio de las distribuciones anmalas demetales en aguas y sedimentos es unmtodo geoqumico frecuentemente em-pleado en la prospeccin geolgica.

7) Cianetos. Empleados en la lixiviacinde mineral de oro. La eventual contami-nacin por cianetos puede producirse de-bido a vaciamientos de solucinlixiviadora, a infiltraciones en el suelo apartir de pilas de lixiviacin o de las cuen-cas de neutralizacin o tambin duranteel transporte del insumo, que es el casoque el evento contaminante puede pro-ducirse lejos de la mina.

8) Alcalis. Pueden provenir del propiosubstrato geolgico, sea del mineral o delas rocas encajantes, caso en que habi-tualmente la red de drenaje presentaruna alcalinidad elevada como sucede enlas regiones de ocurrencia de rocas decarbonatos. Una fuente que puede serms problemtica, sin embargo, son losreactivos empleados eventualmente en elbeneficiamiento, como es el caso de lasoda custica utilizada para elevar el pHen la flotacin de ciertos minerales: eneste caso, un eventual accidente conta-minante puede tambin producirse lejosde la mina.

9) Sales. Diversos tipos de sales puedenencontrarse en los efluentes lquidos deminas, con origen en el propio substratogeolgico o en reactivos. En cuencas de

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desechos es relativamente comn la acu-mulacin de sales, principalmente en re-giones de clima rido o semi-rido. Lossolubles pueden contaminar las aguassubterrneas.

10) Compuesto de nitrgeno y fsforo.Provenientes del mineral o de productosutilizados en el beneficiamiento, comoreactivos de flotacin.

11) Radionclidos. Presentes evidentemen-te en minerales radioactivos de uranio,torio, tierras raras y otros, pueden tam-bin encontrarse en yacimientos deotros minerales, como aquellos asocia-dos a chimeneas alcalinas, que general-mente presentan alta radioactividad na-tural. El radio-226 es considerado el prin-cipal radionclido contaminante de lasaguas en minera, debido a su altasolubilidad y efectos radiolgicos.

5. METODOS DE TRATAMIENTODE EFLUENTES

El manejo de efluentes lquidos en una minaabarca varias facetas, desde la ms tradicionalde tratamiento de los efluentes en el fin del pro-ceso de extraccin y beneficiamiento del mine-ral (end of pipe) hasta procedimientos deminimizacin de la cantidad de agua en con-tacto con fuentes de contaminacin, como esel caso de los sistemas de drenaje en minascon potencial de generacin de drenaje cido.Muchas veces el manejo de aguas se hace enconjunto con el manejo de los residuos slidos,cuando estos pueden ser una de las fuentes decontaminacin -tal es el caso del confinamien-to de los desechos.

Hay mtodos fsicos de tratamiento de efluentes,como las cuencas de decantacin (discutidasen el captulo correspondiente al drenaje deminas a cielo abierto). Existen tambin losmtodos qumicos y los biolgicos, estos ade-ms de poca utilizacin en la industria minera.Los principales mtodos actualmente utilizadosen la industria minera se presentan a continua-cin.

1) Separacin de aceites y grasas. El m-todo convencional de separacin de acei-tes del agua, basado en la diferencia dedensidad, es el empleado ms comn-mente en minera. Para ello se constru-ye un dispositivo compuesto de dos o

ms cmaras: el lquido efluente pasa porun proceso de decantacin en la primeracmara (frecuentemente la mezcla con-tiene slidos como arenas), mientras queen la segunda cmara la fraccin aceiteflota, al paso que el agua es removidapor una abertura inferior. El aceite as re-cogido es entonces retirado de la cma-ra y debe ser encaminado a una empre-sa especializada en su reciclado. Unamina puede tener una o ms cajasseparadoras de aceites, que deben im-plantarse en lugares convenientes parapermitir el tratamiento de todos losefluentes que contienen aceites. Los ta-lleres mecnicos y las reas de lavadode equipos son lugares propicios para lainstalacin de esos dispositivos.

2) Tratamiento de efluentes domsticos.La eleccin del sistema de tratamientodepender del porte de la empresa. Enminas donde hay una villa residencial pue-de ser necesaria la construccin de unaestacin de tratamiento de alcantarilla-dos semejante a la de una ciudad depequeo porte. En otros casos la insta-lacin de cmaras spticas ensambla-das a un filtro anaerbico puede ser sufi-ciente. Tpicamente las cmaras debenimplantarse en el rea administrativa, enel comedor y en cualquier lugar en don-de haya instalaciones sanitarias, siem-pre que las condiciones del suelo lo per-mitan. Hay normas tcnicas que especi-fican el procedimiento de construccin yfuncionamiento de cmaras spticas.

3) Neutralizacin. Este mtodo consisteen la correccin del pH de las aguasefluentes. Como la mayora de las vecesstas son cidas, la neutralizacin seefecta por adicin de una substanciaalcalina, como cal hidratada. La neutrali-zacin de aguas cidas tambin produ-ce la precipitacin de metales, una vezque estos son usualmente solubles enbajo pH. En este caso, los metales seprecipitan en forma de hidrxidos, queforman un material coloidal que tiende apermanecer en suspensin; es precisoentonces promover la separacin de loshidrxidos de la fase lquida, lo que pue-de conseguirse con la agregacin defloculantes. El empleo de reactivos concalcio, por otra parte, produce la precipi-tacin de carbonato de sodio -CaSO42H2O, formando un lodo (sludge) en elfondo del tanque de neutralizacin.

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Adems de la cal hidratada, otrosreactivos alcalinos pueden ser utilizadosen la neutralizacin, como la cal viva(CaO), la soda custica (NaOH) o el car-bonato de calcio (CaCO3), pero estos dosltimos tienen costo bastante ms im-portantes, mientras que la cal viva requierems cuidados en la manipulacin. Unmtodo que puede reducir los costos dela neutralizacin es conducir los efluentesa travs de un canal revestido de piedracalcrea.

La figura 3 representa un sistema de neu-tralizacin, compuesto de un silo de cal,un dosificador, un tanque de preparacindel reactivo y dos reactores en donde sepromueve la correccin del pH. En estecaso, son reactores con aeracin, con elobjetivo de promover la oxidacin del hie-rro, transformando al in Fe2+ en Fe3+,menos soluble. De inmediato el efluentepasa por un clarificador, en donde se agre-ga un coagulante con la finalidad de pro-mover la precipitacin de los hidrxidosmetlicos; este precipitado se presentaen forma de pulpa con cerca de 4% deslidos, que se dispone en un lecho dedrenaje con la finalidad de desage. Par-te del precipitado se reaprovecha. Estesistema, utilizado en una minadesactivada en Quebec, tiene gran efi-ciencia en la remocin de metales, al-canzando ms de 99% para hierro, co-bre o zinc.

Un sistema semejante se emplea en unamina de fluorita en Francia, alcanzandoeficiencias del orden de un 90 a 98% enla remocin de hierro, manganeso, co-bre y flor; en este caso luego del primerreactor, el efluente es conducido haciaun decantador, de donde la fraccin se-dimentada es llevada a un filtro-prensa,que remueve el agua generando una tor-ta de baja humedad que puede ser mani-pulada con una pala cargadora o trans-portada en camin. El sistema de neu-tralizacin puede, no obstante, ser mssimple, sin el empleo de equipos caroscomo el clarificador o el filtro-prensa,siendo suficientes el equipo de dosifica-cin de reactivo y uno o dos tanques deneutralizacin; el efluente con pH corre-gido puede entonces ser enviado haciala cuenca de desechos, donde los sli-dos precipitarn. Este ltimo sistema seemplea en la mina de uranio de Poosde Caldas.

4) Oxidacin de cianetos. La remocin delos cianuros contenidos en los efluentesde los procesos de lixiviacin se hace atravs de varios mtodos. La lixiviacinde mineral de oro se hace con el empleode NaCN, que reacciona con el Au; lasolucin residual es constantementerecirculada hasta que se extinga su po-tencial de lixiviacin, pero una porcindebe ser constantemente descargadapara que no haya concentracin de com-puestos indeseables. La solucin extin-guida contiene cianeto libre y complejosde cianetos con metales, adems decianatos (Environment Canada, 1987).Los tratamientos ms utilizados son de-gradacin natural, oxidacin (cloracin,ozonizacin, oxidacin con perxido dehidrgeno y otros) e intercambio inico.

La degradacin natural consiste en laexposicin del efluente al aire atmosfri-co con la consecuente produccin deHCN voltil. La degradacin se produceen un perodo de semanas y por enderequiere reas suficientemente grandespara que el efluente pueda ser almace-nado durante el tiempo necesario. Laaeracin de la cuenca y la exposicin arayos ultravioletas aceleran el proceso.

La cloracin promueve la oxidacin delcianeto a cianato y la precipitacin demetales en forma de hidrxidos, siendoun mtodo efectivo para la remocin tan-to del cianeto libre como de complejosmetlicos, excepto cianetos de hierro(Environment Canada, 1987). El cloro esadicionado en forma de gas o dehipoclorito.

La oxidacin con perxido de hidrgenofue desarrollada por la empresa alemanaDegussa y utilizada en la mina Ok Tedi,en Papua, Nueva Guinea. Por otro lado,dos empresas canadienses, Inco yNoranda, desarrollaron procesos de oxi-dacin de cianetos que utilizan SO2 yCuSO4. Mtodos utilizando resinas deintercambio inico y biodegradacin sontambin empleados en algunas minas.

5) Precipitacin. Se trata del mtodo msampliamente empleado para remover ra-dio de efluentes lquidos. A partir de laadicin de BaCl2 se produce una reac-cin qumica que precipita el radio. Este

II CURSO

INTERNACIONAL DE

ASPECTOS

GEOLGICOS

DE P

ROTECCIN A

MBIENTAL

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Figura 3 - Sistema de neutralizacin de agua cida (Environment Canada, 1987)

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mtodo se emplea para tratar losefluentes de la cuenca de desechos dela mina de uranio de Poos de Caldas,donde la sal de radio precipita en unacuenca de decantancin localizada aguasabajo de la represa de desechos.

La mayora de estos mtodos de tratamientoproduce lodo precipitado, que, luego de separa-do de la fase lquida, constituye un residuo s-lido de la operacin, que usualmente se dispo-ne en la cuenca de desechos o en la pila deestriles. Debido a procesos hidrogeoqumicos,estos depsitos de residuos pueden transfor-marse en nuevas fuentes de contaminacin,siendo importante su criteriosa planificacin. Elcuadro 1 presenta una sntesis de los principa-les contaminantes del agua en minera, sus or-genes, los impactos ambientales asociados, lospatrones legales federales brasileos y las prin-cipales medidas de control.

6. SEGUIMIENTO

El seguimiento de la calidad de las aguas pue-de asumir diversas formas, dependiendo de susobjetivos. Para la gestin de una actividad in-dustrial como la minera, los objetivos de un pro-grama de seguimiento son normalmente los dedetectar algn cambio significativo en la cali-dad de las aguas que pueda atribuirse a la em-presa. Para ello, es usual hacer el seguimientode:

(i) efluentes;

(ii) cuerpos de aguas receptores;

(iii) aguas subterrneas.

El primer paso de un programa de seguimientoes establecer una red de puntos de muestreo,que idealmente debe ser la misma empleadapara la ejecucin del diagnstico ambiental du-rante la elaboracin de un estudio de impactoambiental. Definidos los puntos de control, sedebe decidir cules son los parmetros a se-guir. Esta eleccin depende evidentemente deltipo de contaminante que puede ser producidopor la empresa e inclusive puede ser distinto enlos diferentes puntos de muestreo. Se puedeseguir parmetros e indicadores fsicos, qumi-cos, bacteriolgicos y biolgicos. De inmedia-to, se debe establecer las frecuencias de reco-leccin, que tambin pueden variar de acuerdocon los puntos de la red. Eventualmente se pue-de utilizar aparatos de muestreo continuo.

Un programa de seguimiento, no obstante, notermina all. Es preciso disponer de tcnicoshabilitados en la recoleccin, transporte, con-servacin y tal vez anlisis de las muestras (tam-bin es usual utilizar servicios de laboratoriosespecializados para los anlisis). En efecto, losresultados pueden ser totalmente falseados sino fueren tomados los debidos cuidados en to-das estas etapas. Existen procedimientos es-pecficos normalizados para estas actividades.La recoleccin, el transporte y la conservacinestn especificados en la NBR 9898, mientrasque los mtodos analticos ms seguidos sonaquellos establecidos por la publicacin norte-americana Standard Methods for theExamination of Water and Wastewater. En laplanificacin de una red de muestreo se puedeseguir las recomendaciones del procedimientode la ABNT (Asociacin Brasilea de NormasTcnicas) expresados en la NBR 9897, bastan-te semejantes a los adoptados por CETESB(Consejo Nacional de Medio Ambiente) (Agu-do, 1988).

Finalmente, de nada sirve un programa extensi-vo de seguimiento si los datos no fueren conve-nientemente analizados e interpretados y susresultados incorporados a la gestin de la em-presa. Es importante mantener un registro delos resultados del programa de monitoreo quepueda ser fcilmente consultado y recuperadoen cualquier momento. Tal registro tambindebe contener datos sobre la produccin y laoperacin de la empresa, de forma de podercorrelacionarlos con los datos ambientales.

7. LEGISLACION Y POLITICASDE CONTROL DE LA CONTAMINACION DE LASAGUAS

Los patrones de calidad de las aguas dulces enBrasil fueron inicialmente reglamentados por elDecreto del Ministerio del Interior GM/0013 del15 de enero de 1976, que clasific las aguasdulces en cuatro categoras y estableci patro-nes para lanzamiento de efluentes. La Resolu-cin CONAMA 20 del 18 de junio de 1986 agre-g una clase especial de aguas dulces, dos cla-ses de aguas salinas y dos clases correspon-dientes a aguas salobres, adems de aumen-tar significativamente el nmero de parmetrosconsiderados para el encuadre, incluyendo prin-cipalmente compuestos orgnicos utilizados enla formulacin de agrotxicos.

II CURSO INTERNACIONAL DE ASPECTOS GEOLGICOS DE PROTECCIN AMBIENTAL 277

Todos los cuerpos de agua del territorio nacio-nal deben encuadrarse en una de las clases, loque refleja el objetivo de utilizacin del agua.De este modo, para las aguas dulces, la claseespecial se destina al abastecimiento doms-tico sin previa o con simple desinfeccin y a lapreservacin del equilibrio natural de las comu-nidades acuticas; la clase 1, se destina alabastecimiento domstico luego de un trata-miento simplificado, a la proteccin de las co-munidades acuticas, a la recreacin de con-tacto primaria, a la irrigacin de hortalizas queson consumidas crudas (...) y a la cra naturaly/o intensiva (acuicultura de especies destina-das a la alimentacin humana). La clase 4 esla menos exigente, destinndose a la navega-cin, a la armona paisajstica y a los usos me-nos exigentes. El encuadre se hace por actoadministrativo y todos aquellos cuerpos de aguaque no recibieron encuadre especfico son con-siderados como de clase 2.

Los efluentes solamente pueden ser vertidos enun cuerpo de agua siempre que obedezcan lascondiciones impuestas, o sea, los patrones deemisin, establecidos tambin por la Resolu-cin 20/86 y siempre que no otorguen al cuerporeceptor caractersticas en desacuerdo con suencuadre. O sea, en funcin de la razn entre

el caudal del efluente y el caudal del cuerporeceptor, la concentracin de una determinadasubstancia en el efluente puede tener que sertodava menor que el patrn del efluente paraaquella substancia. De modo ilustrativo, el cua-dro 2 muestra patrones ambientales para algu-nos parmetros para diferentes clases de aguasdulces.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

Agudo, E. M. (org.) 1988. Gua tcnico de co-leta e preservacao de amostras de gua.CETESB, Sao Paulo, 150 p.

BASSOI, L. J. 1990. Implementacao de tes-tes de toxicidade no controle de elfuentes lqui-dos. CETESB, Sao Paulo, 7p.

CETESB, 1990. Relatrio de qualidade dasguas interiores do Estado de Sao Paulo. SaoPaulo.

DERISIO, J. C. 1992. Introducao ao controleda poluicao ambiental. CETESB, Sao Paulo,201 p.

ENVIRONMENT CANADA. 1987. Mine and millwastewater treatment. Ottawa, 86 p.

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SPECTOS G

EOLGICOS DE

PROTECCI

N A

MBIENTAL

Cuadro 1 - Contaminacin de las aguas - contaminantes ms comunes en minera

Contaminantes Origen Efectos/impactos Indicadores Lmites admisibles Medidas de controlEfluentes (1) Clase 2(1)

Partculas slidas # drenaje - aumento de la carga de * slidos en suspensin 10-20 mg/l (2) - implantacin de sistema# focos de sedimentos de los * slidos disueltos de drenaje con miras aerosin cursos de agua * slidos sedimentables 1 ml/l minimizar la cantidad de# efluentes del - disminucin de la * slidos totales agua que circula en elbeneficiamiento luminosidad rea de operacin

- sedimentacin de los * turbidez 100 UNT - - cuenca decomunidades * color - 75 Pt/l decantacinbentnicas - adicin de sustancia

- disminucin de la coagulantesproductividad primaria - clarificacin(debido a la reduccinde la fotosntesis)

Aceites y # Derrame de - puede interferir en * tenor de 20 mg/l Virtualmente - cajas separadoras degrasas combustibles y la oxigenacin de aceites y ausentes aceites y venta para

lubricantes en aguas paradas grasas empresas especializadaslas reas - puede cubrir las minerales en recuperacinoperativas; agallas de los peces# talleres y afectar otrosmecnicos; organismos# reas de - estticamentelavado de inconvenienteequipos

Acidos # minerales - acidificacin de * pH 6-9 5-9 - neutralizacinsulfurados las aguas - wetlands

- solubilizacinde metales

(1) Resolucin CONAMA 20 / 86(2) Valores adoptados en otros pases, no hay reglamentacin federal en Brasil

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INTERNACIONAL DE

ASPECTOS

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ROTECCIN A

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Alcalis # rocas - da dureza a las [CaCo3] - - - correccin de pHcarbonticas aguas limitando

usos industrialesy domsticos

Reactivos Flotacin de - toxicidad para Concentracin - - - control de la usinaorgnicos minerales varias especies de estos de tratamiento

- sustancias compuestos - degradacin antesbiodegradables del vertidoconsumen oxgeno

Contaminantes # instalaciones - son nutrientes de * OD (mg/l) - 5 mg/l - fosas spticassanitarias microorganismos que,# comedores en este proceso, * DBO 5 das - 5 mg/l - estacin de# villas consumen oxgeno tratamiento deresidenciales - disminucin de la alcantarillados# detergentes de capacidad de * Coliformeslos talleres autodepuracin de fecales 4.000/100ml 1.000/100mlmecnicos y los cuerpos de agua totales 20.000/100ml 5.000/100mlreas de lavado, - posibilidad de * nitratos - 10 mg/letc. eutroficacin * nitritos - 1,0 mg/l# represas y * fosfato total - 0,025 mg/lreservoriosinundados sinprevia remocinde la vegetacin

Sales # mineral - nitratos y fosfatos * cloretos - 250 mg/l - correccin de pH(slidos # estril son nutrientes y,disueltos) # desechos en altas concentraciones

# reactivos pueden provocar - precipitacin selectivaeutrofizacin (yconsecuentemente

Cuadro 1 - Contaminacin de las aguas - contaminantes ms comunes en minera

Contaminantes Origen Efectos/impactos Indicadores Lmites admisibles Medidas de controlEfluentes (1) Clase 2(1)

(1) Resolucin CONAMA 20 / 86

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desoxigenacin)- otras sales en * sulfatos - 250 mg/l

alta concentracinpueden afectar la biota

Cianetos # lixiviacin - alta toxicidad (CN-) 0,2 mg/l 0,01 mg/l - oxidacinde mineral - degradacin naturalde oro

Metales # mineral - toxicidad para Concentracin de - precipitacin + filtrado# estril varias especies Hg 0,01 mg/l 0,0002 mg/l - precipitacin + flotacin

Cd 0,2 mg/l 0,001 mg/l - secuestro en lechosNi 2,0 mg/l 0,025 mg/lZn 5,0 mg/l 0,18 mg/lPb 0,5 mg/l 0,03 mg/lCu 1,0 mg/l 0,02 mg/lFe 15,0 mg/l 0,3 mg/lMn 1,0 mg/l 0,1 mg/l

Cuadro 1 - Contaminacin de las aguas - contaminantes ms comunes en minera

Contaminantes Origen Efectos/impactos Indicadores Lmites admisibles Medidas de controlEfluentes (1) Clase 2(1)

(1) Resolucin CONAMA 20 / 86

II CURSO INTERNACIONAL DE ASPECTOS GEOLGICOS DE PROTECCIN AMBIENTAL 281

Cuadro 2 - Patrones de calidad de aguas dulces

Parmetro Clase 1 Clase 2 Clase 3 Clase 4

DBO 5 das 3 mg/1 5 mg/1 10 mg/1 -OD 6 mg/1 5 mg/1 4 mg/1 2 mg/1turbidez 40 UNT 100 UNT 100 UNT -Fe soluble 0,3 mg/1 0,3 mg/1 5,0 mg/1 5,0 mg/1Zn 0,18 mg/1 0,18 mg/1 ,0 mg/1 5,0 mg/1CN 0,01 mg/1 0,01 mg/1 0,2 mg/1 0,2 mg/1Hg 0,0002 mg/1 0,0002 mg/1 0,002 mg/1 0,002 mg/1DDT 0,002 mg/1 0,002 mg/1 1,0 mg/1 1,0 mg/1pentaclorofenol 0,01 mg/1 0,01 mg/1 0,01 mg/1 0,01 mg/1

Fuente: Resolucin CONAMA 20/86

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DCAPITULO 19