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Importancia de la Hidrogeología en Estudios de Cierre de Pasivos Ambientales Lima, Enero 2017 Alfredo M. Huamaní Huaccán Hidrogeólogo Principal [email protected] Global Yaku Consultores S.A.C. www.globalyaku.com
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Importancia de la Hidrogeología en Estudios de Cierre de Pasivos
Ambientales
Lima, Enero 2017
Alfredo M. Huamaní Huaccán Hidrogeólogo Principal [email protected]
Global Yaku Consultores S.A.C.
www.globalyaku.com
Introducción
Desde hace varias décadas se viene dando importancia
al cuidado del medio ambiente y, en particular, al agua;
sin embargo, aún se pueden encontrar limitaciones para
un adecuado enfoque y evaluación de los recursos
hídricos que puedan brindar una información eficiente.
Encontramos, usualmente, mayores enfoques hacia el
agua superficial y no al agua subterránea, lo que implica
la necesidad de un mayor esfuerzo en su evaluación y
comprensión. En este sentido, por ejemplo, en la
actualidad en el Perú se viene realizando estudios de
remediación de pasivos ambientales a través de Activos
Mineros S.A.C., donde se ha evidenciado la importancia
del estudio del agua subterránea con fines de reducción
y/o eliminación de los impactos ambientales existentes,
más aún, considerando que generalmente no se cuenta
con información histórica.
¿Qué son los Pasivos Ambientales Mineros?
Son las instalaciones, efluentes, emisiones, restos
o depósitos de residuos producidos por
operaciones mineras, abandonadas o inactivas que
a la fecha de vigencia de la Ley constituyen un
riesgo permanente y potencial para la salud de la
población, el ecosistema circundante y la
propiedad (D.S. No. 059-2005-EM del 09-Dic-2005,
Reglamento de Ley que regula los Pasivos
Ambientales de la Actividad Minera).
La mayoría de estos pasivos ambientales tienen
décadas de abandono, por lo que el impacto
negativo hacia el medio ambiente es
considerablemente grave.
¿Dónde se encuentran?
De acuerdo a los encargos efectuados
a Activos Mineros S.A.C. hasta la
fecha (R.M.482-2012-MEM/DM y
R.M.094-2013-MEM/DM), éstas se
ubican en los departamentos de
Cajamarca (138), Ancash (74), Pasco
(18), Junín (20), Lima (139),
Huancavelica (01), Ica (05) y Puno
(59), totalizando 454 Pasivos
Ambientales Mineros (PAM).
Fuente: AMSAC, 2016
Fuente: AMSAC, 2016
¿Cuáles son las Etapas de Remediación?
Fuente: AMSAC, 2016
Bajo la responsabilidad de Activos Mineros S.A.C.
Comparación de Acceso a Información
Mina Moderna vs Pasivos Ambientales Mineros
Comparación de Acceso a Información
Estudio de Impacto Ambiental
Línea base ambiental (agua, suelo, aire,
biológico, social, etc.)
Línea base en recursos hídricos
Desarrollo del modelo conceptual hidrológico e
hidrogeológico
Diseño de redes de monitoreo de aguas
subterráneas y superficiales
Modelamiento hidrológico distribuido
Desarrollo del modelo numérico de flujo
subterráneo
Evaluación del suministro de agua para las
operaciones
Evaluación de flujos de ingreso
Diseño de esquemas de pre-drenaje
Predicción del transporte de contaminantes
Evaluación del impacto en los cuerpos de agua
Mina Moderna
Comparación de Acceso a Información
Datos de Operación de Mina
Balances hídricos en zona de interés
de la operación minera
Optimización de la red de monitoreo
Reajustes de las estimación de
ingresos a operaciones
Cálculo preciso del transporte de
contaminantes
Adaptación de sistemas de drenaje
de mina y pre-drenaje
Origen, transporte y remediación de
drenaje ácido de roca
Evaluación geoquímica para el
manejo de relaves y residuos
estériles de mina y planificación y
diseño de métodos de contención.
Modelamiento hidrogeoquímico en
relaves y desmontes.
Mina Moderna
Comparación de Acceso a Información
Cierre de Mina
Balance hídrico en cierre.
Desarrollo del plan de rehabilitación
y cierre conceptual.
Desarrollo del plan de rehabilitación
y cierre detallado.
Revaluación y monitoreo de las
actividades de rehabilitación y cierre.
Modelamiento de inundación de tajo.
Transporte de contaminantes en
cierre.
Cálculo de los procesos de
atenuación natural.
Evaluación de costos de
rehabilitación y cierre.
Programas de mantenimiento y
monitoreo post-cierre.
Mina Moderna
Comparación de Acceso a Información
Fichas PAM del inventario realizado
por la DGM.
Mapas de concesiones vigentes
dentro de la zona.
Datos sobre la posesión o propiedad
de terrenos superficiales(Según sea
el caso).
Relatos verbales de lugareños sobre
la antigua operación minera.
Data secundaria de la zona de
estudio publicada por el INGEMMET
Instrumentos ambientales cercanos
a la zona del proyecto(No siempre
es el caso).
Pasivo Ambiental Minero (PAM)
Fuente: AMSAC, 2016
Enfoque de un Estudio Hidrogeológico
Fuente: AMSAC, 2016
Mapeo Hidrogeológico
Estudios Geofísicos
Perforaciones
Modelo Conceptual
Modelamiento Numérico
Programas de monitoreo
Talleres Participativos
¿Qué se entiende por Hidrogeología?
Es el estudio del agua subterránea para determinar sus
características físicas y químicas.
Con este estudio se logra conocer las propiedades
hidráulicas del medio litológico, el área de recarga y
descarga del agua subterránea, la dirección del flujo y su
calidad química.
Fuente: Minsur, 2006
Inventario de manantiales y
filtraciones
Aforos de flujo base de ríos y
arroyos
Inventario de piezómetros y
pozos existentes, y sus usos
actuales.
Muestreo de agua para
análisis fisicoquímico
Pruebas de infiltración en
suelo (ej. Guelph).
Mapeo Hidrogeológico
En superficie
Inventario y monitoreo de
piezómetros.
Pruebas hidráulicas tipo slug
en piezómetros.
Muestreo de agua para
análisis fisicoquímico.
Mapeo Hidrogeológico
Monitoreo y pruebas hidráulicas
Inventario de filtraciones por
fracturas o fallas.
Inventario y análisis de
ingresos de agua a través de
perforaciones exploratorias.
Instalación de obturadores
mecánicos.
Mapeo Hidrogeológico
En interior de mina
Mapeo detallado en terrenos
calcáreos.
Evaluación de conexiones con
uso de trazadores.
Mapeo Hidrogeológico
Mapeo de rasgos cársticos
Talleres Participativos
En Español y en su idioma natal
Tomografía Geoeléctrica (TGE)
Refracción Sísmica (RS)
Análisis de Ondas Superficiales (MASW)
Sondas Eléctricas Verticales (SEV)
Entre otros.
Estudios Geofísicos
Fuente: El Brocal, 2010
Programas de Perforación
Pruebas de bombeo
Análisis de Datos
DH-101
DH-102
Modelo Hidrogeológico Conceptual
PRE-MINADO
Río Condebamba
Base de tajo: 2676 msnm (300 m profundidad) DURANTE MINADO
Modelos geológicos Sci_3D
El sistema Sci_3D permite al
usuario construir modelos
geológicos o hidrogeológicos en 3D
de una manera rápida y productiva.
Se utilizan los datos de perforación
(logeos) para generar las
superficies de las futuras
infraestructuras (tajo o galerías
subterráneas) y mostrar el contacto
con las unidades geológicas.
Este sistema también proporciona
las herramientas para procesar las
superficies geológicas en modelos
de bloques con la presentación de
informes de volumen exacto.
Modelo Hidrogeológico Numérico
Ejemplo de Cierre de Mina
Woodcutters Sediment Monitoring 2006
Objetivos
Evaluar el destino y distribución espacial
de metales en sedimentos aguas abajo
del botadero Woddcutters.
Identificar posibles fuentes de
contaminación de sedimentos.
Determinar el cumplimiento de
desempeño del Sistema de Monitoreo de
Newmont Australia
Comparar las concentraciones de metales
con las guías pertinentes.
Ejemplo de Cierre de Mina
Woodcutters Sediment Monitoring 2006
Metodología
Se recolectaron muestras de
sedimentos de suelos y arroyos
compuestos de un total de 21
lugares de muestreo y seis
trincheras construidas dentro del
estanque biopolímero.
Se determinaron analíticamente
las concentraciones totales de
metales de todo el sedimento y la
fracción <63 μm.
Muestreo realizado a profundidad
(5-10 y 10-20 cm) en lugares de
muestreo seleccionados.
Ejemplo de Cierre de Mina
Woodcutters Sediment Monitoring 2006
Análisis de Sedimentos
Los principales canales de drenaje de los antiguos tajos, piques y botaderos
contenían altas concentraciones de arsénico, así como cadmio y zinc, que
estaban por encima de las guías de remediación EnTox.
Las concentraciones de zinc en el sedimento del arroyo Coomalie excedieron la
guía interna de calidad de sedimentos ANZECC/ARMZANZ. Las
concentraciones de arsénico y níquel también estaban por encima de los
valores de la guía, pero los datos sugerían la posible contribución de una
fuente desconocida ubicada en su margen derecha.
Ejemplo de Cierre de Mina
Woodcutters Sediment Monitoring 2006
Creek Surface Sediment Zinc Concentrations
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
WC
above lease (
07)
WC
above lease (
08)
WC
on lease (
09)
WC
on lease (
10)
WC
on lease (
11)
WC
on lease (
12)
WC
d/s
tream
(13)
CC
(16)
CC
(19)
CC
(20)
CC
(21)
CC
u/s
tream
(14)
CC
u/s
tream
(15)
CC
RB
u/s
tream
(17)
CC
RB
d/s
tream
(18)
mg/k
g
Creek Surface Sediment Arsenic Concentrations
0
20
40
60
80
100
120
140
160
WC
above lease (
07)
WC
above lease (
08)
WC
on lease (
09)
WC
on lease (
10)
WC
on lease (
11)
WC
on lease (
12)
WC
d/s
tream
(13)
CC
(16)
CC
(19)
CC
(20)
CC
(21)
CC
u/s
tream
(14)
CC
u/s
tream
(15)
CC
RB
u/s
tream
(17)
CC
RB
d/s
tream
(18)
mg/k
g
Creek Surface Sediment Nickel Concentrations
0
50
100
150
200
250
WC
above lease (
07)
WC
above lease (
08)
WC
on lease (
09)
WC
on lease (
10)
WC
on lease (
11)
WC
on lease (
12)
WC
d/s
tream
(13)
CC
(16)
CC
(19)
CC
(20)
CC
(21)
CC
u/s
tream
(14)
CC
u/s
tream
(15)
CC
RB
u/s
tream
(17)
CC
RB
d/s
tream
(18)
mg/k
g
Ejemplo de Cierre de Mina
Woodcutters Sediment Monitoring 2006
Propiedades Físicas en Trincheras (Biopolishing Pond)
Las observaciones de campo indican que el sedimento general era
predominantemente limo-arcilla con algunas partículas de arena y los
materiales del regolito eran predominantemente arenosos con partículas
menores de grava-limo-arcilla.
Propiedades Químicas en Trincheras (Biopolishing Pond)
Se observó que los sedimentos contenían altas concentraciones de metales,
particularmente arsénico, manganeso, plomo y zinc, que se correlacionan
espacialmente con la fracción fina.
Los datos también sugirieron que la distribución de los metales, en particular el
arsénico, plomo y zinc se relacionaban con la mineralogía residual del mineral
extraído.
Ejemplo de Cierre de Mina
Woodcutters Sediment Monitoring 2006
0
20
40
60
80
100
120
140
160
0 50 100 150 200 250 300
Trace elements (mg/kg)
Dep
th (
cm
)
As
Cd
Cu
Co
Ni
Trench # 2
0
20
40
60
80
100
120
140
160
0 200 400 600 800
Trace elements (mg/kg)
Dep
th (
cm
)
Pb
Mn
Zn
Trench # 2
0
20
40
60
80
100
120
140
0 50 100 150
Trace elements (mg/kg)
Dep
th (
cm
)
As
Cd
Cu
Co
Ni
Trench # 5
0
20
40
60
80
100
120
140
0 200 400 600 800
Trace elements (mg/kg)
Dep
th (
cm
)
Pb
Mn
Zn
Trench # 5
Ejemplo de Cierre de Mina
Woodcutters Sediment Monitoring 2006
Conclusiones y Recomendaciones
El impacto en la composición química de los sedimentos, se debió a la
infiltración desde los botaderos, debido a un diseño de cubierta que no
consideró los cambios climatológicos bruscos.
Las aguas subterráneas potencialmente influyen en la calidad de los
sedimentos y el agua en el arroyo Woodcutters. En consecuencia, se
recomendó ubicar puntos de monitorear en las áreas que se sospecha que
influyen en la calidad del agua superficial.
Se recomendó realizar estudios de recubrimientos con pilotos y modelos de
infiltración.
Se deben considerar estructuras adicionales de movimiento de tierras y
sedimentación para evitar el transporte adicional de sedimentos ricos en
metales desde la zona rehabilitada hasta el arroyo y dentro del área de
Woodcutters.
Ejemplo de Cierre de Mina
Woodcutters Sediment Monitoring 2006
Ejemplo de Cierre de Mina
Cleopatra
Requerimiento de información
Se verificará la
profundidad del agua
subterránea
Servirá para el
monitoreo y control
de la calidad del agua
subterránea después
del Cierre.
Verificación de información hidrogeológica
Ejemplo de Cierre de Mina
Cleopatra
Objetivos
Reducción o eliminación de los riesgos de contaminación a la salud y a la
ecología generados por los pasivos ambientales mineros, aplicando las
tecnologías más adcuadas que permitan cumplir con los estándares de
calidad de agua, suelo y aire, con el propósito de proteger la salud de los
pobladores, preservar el medio ambiente y mejorar la percepción negativa
de la minería.
Ejemplo de Cierre de Mina
Cleopatra
Ubicación
Fuente: AMSAC, 2016
Ejemplo de Cierre de Mina
Cleopatra
Geología secundaria de Tantahuatay
Fuente: AMSAC, 2016
Ejemplo de Cierre de Mina
Cleopatra
Información secundaria de Tantahuatay
Fuente: AMSAC, 2016
Niveles de Agua Subterránea 2012 Niveles de Agua Subterránea 2015
Variación del nivel
piezométrico en Tantahuatay
Ejemplo de Cierre de Mina
Cleopatra
Puntos de monitoreo de Agua superficial
Fuente: AMSAC, 2016
Ejemplo de Cierre de Mina
Cleopatra
Situación física actual
Ejemplo de Cierre de Mina
Cleopatra
Situación física actual
Ejemplo de Cierre de Mina
Cleopatra Situación física actual
Ejemplo de Cierre de Mina
Cleopatra
Mapeo hidrogeológico
Fuente: AMSAC, 2016
Ejemplo de Cierre de Mina
Cleopatra
Plano geológico
Fuente: AMSAC, 2016
Ejemplo de Cierre de Mina
Cleopatra Sección a través de Cleopatra
Ejemplo de Cierre de Mina
Cleopatra
¿a qué profuindidad está el nivel del agua subterránea y qué calidd tiene?
?
?
?
? ?
? ? desvío a Ramírez
mina Tantahuatay
Ex UM Cleopatra
? ?
?
? ?
?
desvío a Ramírez
mina Tantahuatay
Ex UM Cleopatra
Ejemplo de Cierre de Mina
Cleopatra
Requerimiento de información con perforación
Mina Tantahuatay
Ex UM Cleopatra
Ejemplo de Cierre de Mina
Cleopatra
Requerimiento de información
¿dónde ubicar las perforaciones?
Conclusiones
Es importante la comprensión del aspecto hidrogeológico en todo proyecto, y,
sobre todo, saber diferenciar los requerimientos para proyectos nuevos y
pasivos ambientales.
Un estudio hidrogeológico para pasivos ambientales mineros requiere de mayor
esfuerzo y es un reto, debido a la falta de información histórica, y su enfoque
estará basada principalmente en la experiencia profesional.
Para un cierre exitoso de pasivos ambientales en el Perú, será necesario la
confluencia y compartición de experiencias en este tipo de trabajos en proyectos
a nivel global y será importante considerar que todo cierre tiene sus
particularidade específicas en cada localización.
Por ejemplo, en los Andes de Sudamérica la mayoría de Minas y Proyectos
mineros se encuentran sobre los 4,000 msnm, con condiciones climáticas
particulares (temperatura, presión atmosférica, etc.), por lo que es de valiosa
utilidad preveer la realización de Proyectos de Investigación en cada uno de
ellos.
Muchas Gracias
Alfredo M. Huamaní Huaccán Hidrogeólogo Principal [email protected]
Global Yaku Consultores S.A.C.
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