Remediación Fisioquímica y Seguridad

Mdulo: Minera y Medio Ambiente

Curso Experto en Prevencin de Riesgos de la Industria Extractiva Minera Nacional

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2 REMEDIACIN FSICO-QUMICA

2.1 INTRODUCCIN La actividad minera en Chile adems de ser importante en la economa nacional (durante el quinquenio 2006-2010 la minera contribuy con el 19,4% del PIB pas Chile y aportando el 24,7% de la totalidad de los ingresos fiscales) es tambin una actividad agresiva en trmino de los requerimientos de explotacin, movimiento de roca y generacin de Residuos Mineros Masivos, lo que representa una transformacin de los ecosistemas y demanda de recursos como es agua, energa elctrica, combustibles fsiles y parques de vehculos equipos con el impacto asociado con sus emisiones. La preocupacin actual con los pasivos de la minera, ha demandado la promulgacin de normativas que regulen los impacto que puede producir una explotacin minera, en ese sentido se han promulgado o perfeccionado normas de calidad de agua, sobre residuos industriales, incluidos los peligrosos, los relaves de las plantas de beneficio, normas de emisiones y, como marco general, el ingreso de los proyectos mineros significativos al Sistema de Evaluacin de Impacto Ambiental (SEIA). Luego, sin embargo las exigencias en algunos aspectos es insuficiente o plantea requisitos muy genricos que dificultan el establecer las medidas a implementar por parte de los privados y, por otra parte, la fiscalizacin por parte de la autoridad. Recientemente se ha promulgado la Ley 20.551/2012 que Regula el Cierre de Faenas e Instalaciones Mineras Planes de Cierre y su Reglamento, cuyo objetivo es la integracin y ejecucin de medidas y acciones destinadas a mitigar los efectos que se derivan del desarrollo de la industria extractiva minera, buscando asegurar la estabilidad fsica y qumica de las instalaciones y obras que quedarn al trmino de la vida til de los proyectos mineros, como resguardo a la vida, salud y seguridad de las personas, en conformidad a la normativa ambiental vigente, que es un aporte y abre el debate en trmino des establecer mtodos efectivos y confiables para asegurar la estabilidad fsica y qumica que exige la Ley. En ese sentido, es importante que los profesionales que se desempean en la industria extractiva minera, conozcan e identifiquen los riesgos y medidas de control que se pueden implementar con los pasivos de esta industria.



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La principal bibliografa considerada en la elaboracin de este texto proviene del curso Curso de Minera y Medio Ambiente (P. Higueras & R.Oyarzun) el que se encuentra en versin digital en la pgina http://www.uclm.es/users/higueras/mam/.



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2.2 IMPACTOS DE LA MINERA EN EL MEDIO AMBIENTE En primera instancia, hay que reconocer el gran aporte que ha significado la minera en el desarrollo de la especie humana y los beneficios asociados al uso de los productos metlicos y no metlicos. En particular en nuestro pas nuestra economa est fuertemente relacionada con la minera y al aporte al Producto Interno Bruto (PIB) en la ltima dcada se ha mantenido sobre el 10%, llegando el ao 2006 a un 25,1%2. Estos beneficios corresponden a las externalidades o impactos positivos de la actividad minera, dentro de ellos se pueden mencionar los siguientes:

Aporte de capitales de inversin que dan dinamismo a la economa.

Aumento de puestos de trabajo.

Desarrollo de empresas de servicio.

Aporte al crecimiento socioeconmico de las ciudades cercanas a las faenas mineras y, en trminos generales, a las economas regionales.

Aporte para el desarrollo de investigacin y formacin de capital humano avanzado en centros de formacin tcnica y universidades.

Sin embargo, hay que observar que la minera tambin produce externalidades negativas, que tienen relacin con los residuos, emisiones, intervencin de grandes extensiones de terreno, el consumo del agua, energa y, entre otros, el aumento de los flujos en el transporte. Las actuales externalidades las empresas estn obligadas a abordarla de acuerdo a los requisitos que establecen la normativa y la fiscalizacin de organismos con competencia ambiental. Parte de estos controles se pueden lograr a travs de mtodos de tratamiento fsico qumicos que son mencionados en este texto. Sin embargo, tambin se debe considerar las externalidades que se presentaron en el pasado, las que no fueron debidamente atendidas debido al desconocimiento, irresponsabilidad y, principalmente, por falta de una normativa que exigiera el tratamiento adecuado de estas externalidades. Estos problemas existen, y persisten durante largos periodos de tiempo, se considera en este apartado aquellos impactos que dejan un residual que luego debe ser objeto de una remediacin, no considerando ruido y onda area producida por la explotacin, tronaduras y el resto de las actividades

2 Fuente: Banco Central de Chile.



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industriales, dado que una vez finalizada su emisin no deja residuos en el ambiente objeto de una remediacin.

2.2.1 PASIVOS AMBIENTALES MINEROS Se entiende por Pasivo Ambiental Minero a todos aquellos resultados, productos, emisiones o residuos que no son el propsito de la actividad minera, que representa para la industria minera una obligacin sobre la cual se debe hacer cargo, tomado todas aquellas medidas necesaria para darle una condicin o destino adecuado, que no represente una amenaza de impacto para personas o ecosistemas. Cabe sealar que el concepto de Pasivo Ambiental o Pasivo Ambiental Minero (PAM) no se encuentra sealado en la actual normativa, pero su uso ha sido incorporado en estudios y programas dirigidos a abordar esta problemtica, permitiendo ser un concepto aceptado y que permite referirse a esta materia. Dentro de los desafos de la actividad minera es dar una estabilidad estructural y qumica a los grandes volmenes de los Residuos Mineros Masivos (botaderos, ripios, relaves y escorias). En particular el DS 248/2007 regula la estabilidad geotcnica en los depsitos de relaves y desmonte abandonados, con el objetivo de controlar el riesgo potencial de colapso ante un evento ssmico. Tambin, las normas ambientales buscan resguardar la erosin de la superficie de estos depsitos por accin pluvial y elica. Otro efecto negativo y muy significativo es el drenaje cido con metales en solucin, derivado de la presencia de abundante pirita expuesta al aire y la humedad. Reacciones fsico-qumicas no deseadas en procesos hidrometalrgicos que incrementan la contaminacin de los efluentes por iones disueltos e inestables que alteran la calidad de las aguas superficiales con la presencia de As, Cu, Zn, Fe y cianuro, y en algunos casos, Hg. Por otra parte, son tambin pasivos los residuos industriales slidos, siendo recurrente la contaminacin de suelos por descarga de aceite usados, grasas y otros productos qumicos. Finalmente, la generacin de residuos domsticos y aguas servidas de campamentos y poblados, son una preocupacin, dado que puede afectar a la fauna existente en los alrededores de los proyectos.

2.2.2 ATMSFERA Las emisiones a la atmosfera consideran el material particulado, gases y aerosoles, que se producen en todos los procesos mineros con menor a mayor importancia, que dependiendo de su contenido puede ser un agente de contaminacin producto de su depositacin sobre el suelo o cursos de aguas.



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2.2.2.1 MATERIAL PARTICULADO El polvo emitido tiene su origen en las propias actividades extractivas, durante la tronadura y extraccin de material, o durante los procesos de carga y transporte, o en relacin a procesos de chancado y molienda. Adems, puede haber una importante remocin elica de los depsitos de residuos mineros masivos. 2.2.2.2 GASES Los gases emitidos tienen su origen en la combustin de la maquinaria, la emisin natural durante el proceso de extraccin (CO2, CO, NOx), la emisin en tronaduras, y la emisin en procesos directamente relacionados con la actividad minera, como son las fundiciones (SO2). 2.2.2.3 AEROSOLES La formacin de aerosoles txicos se producen durante la explotacin, y sobre todo, durante procesos de hidrometalurgia, que implican el riego por aspersin de pilas de mineral con compuestos a menudo de alta toxicidad (sulfrico para la extraccin de algunos elementos, como el cobre; cianuro de sodio para la extraccin del oro).

2.2.3 SUELOS Y TERRENOS Alguno de los efectos que produce la minera sobre los suelos es desertizacin, producto de la deforestacin, erosin y prdida de suelo frtil. Adems, se puede modificar el relieve, con una alteracin de la dinmica de los procesos de ladera. Generando el efecto domin de cambio relieve, aumento escorrenta y erosin. Otros efectos son los peligros geotcnicos, como es la desestabilizacin de laderas por sobrecargas y/o excavaciones y alteraciones en el nivel fretico. Adems, puede producir subsidencia por huecos o por depresin en el nivel fretico. Los efectos geotcnicos adems del riesgo directo sobre las personas, representa una exposicin de los materiales al medio ambiente, aumentando los efectos de arrastre o contacto con escurrimientos de aguas.



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La prdida de propiedades fsicas son:

Variaciones en la textura (porosidad, permeabilidad) por procesos de esponjamiento, compactacin, depositacin de partculas, formacin de costras.

Prdida de la estructura edfica por compactacin, mezcla de horizontes, deposicin de partculas, etc.

Variaciones en el rgimen hdrico del suelo por alteraciones en el nivel fretico, y variaciones texturales y estructurales.

Prdida fsica de suelo por extraccin y arranque, acumulacin de depsitos masivos mineros.

Estas prdidas significan una prdida de la capacidad natural de los suelos de degradar o contener contaminantes. Otras de las propiedades de los suelos que se ve afectada es la prdida de propiedades qumicas, producto de contaminacin por metales pesados (Cu, Pb, Cd, Hg, etc), metaloides (As) e hidrocarburos generada por efluentes lquidos y slidos; acidificacin por acumulacin y oxidacin de sulfuros y drenaje cido; y adicin de sales al suelo (sulfatos).

2.2.4 AGUAS SUPERFICIALES Y SUBTERRNEAS Las actividades mineras pueden provocar una alteracin en la dinmica fluvial, como es variacin del perfil y trazado de la corriente fluvial, variaciones en el nivel de base local, alteracin en la dinmica (variaciones en las tasas de erosin/sedimentacin) en el perfil (aguas abajo y aguas arriba) por excavaciones, diques y embalses. Aumento de la peligrosidad de inundacin, dado que la erosin provoca una prdida de la capacidad de campo del suelo para retener el agua y disminuir su velocidad de flujo. Por otra parte, la infiltracin de agua en los desmontes puede incorporar partculas slidas en la corriente, aumento de la carga de fondo y partculas en suspensin, incrementando las tasas de sedimentacin aguas abajo. La ocupacin de suelos o interrupcin o desvos de aguas de escorrenta de quebradas, puede provocar prdida de masas de agua: en lagos, embalses o bahas.



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Incluso, se puede sealar que en las situaciones extremas en que se desarrolla la minera, puede existir el riesgo de prdida de masas glaciares, como son los casos de Pascua Lama en Vallenar, Los Bronces (Anglo American) y Andina (Codelco). Alteraciones en el rgimen hidrogeolgico, producto de las extracciones de aguas para los proyectos puede provocar variaciones en el nivel fretico, variaciones en el rgimen de recarga y modificaciones en el flujo subterrneo. Las aguas tambin se pueden ver afectadas por la contaminacin con metales pesados y metaloides (As), siendo el proceso ms relevante para la movilizacin de metales desde la fase slida el drenaje cido, que ser analizado en profundidad en este mdulo.

2.3 PLANIFICACIN DE LA REMEDIACIN Cabe destacar que remediacin y restauracin a menudo se desarrollan conjuntamente, y en algunos casos, esto puede ser de obligado cumplimiento. Por ejemplo, en ocasiones no basta con ocultar o embellecer un depsito de estriles, adems deberemos inertizarlo. Gran parte de esto puede aplicarse de manera amplia a toda la zona afectada directamente por el proceso minero. As, en labores mineras abandonadas tendremos que considerara los siguientes pasos:

Auditoria previa: estudio de la lnea base (base line)

Diseo y anlisis de costes

Preparacin del sitio

Restauracin y/o remediacin de los suelos

Introduccin de plantas

Monitoreo/mantenimiento



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2.3.1 AUDITORIA PREVIA: ESTUDIO DE LA LNEA BASE Y ANLISIS DE RIESGOS

El establecimiento de la lnea base y anlisis de riesgos es tambin el punto de partida del Estudio de Impacto Ambienta. En nuestro caso, es decir, cuando se requiere y se justifica realizar una remediacin y establecer qu mecanismos especficos de restauracin/remediacin utilizar en algn caso concreto, la informacin a recopilar ser variable en funcin de la naturaleza del problema. No obstante, las variables generales a considerar sern:

Paisaje; ser siempre uno de los elementos ms afectados por la actividad minera.

Hbitat; entendiendo este trmino como "territorio que presenta unas condiciones ambientales determinadas y que est habitado por un conjunto de seres vivos para los que tales condiciones son las adecuadas".

Suelos; se deber contar con una adecuada caracterizacin de stos, que permita prever los problemas que puedan derivarse de la infiltracin de efluentes mineros (e.g., drenaje cido, soluciones cianuradas). Recordemos que no todos los suelos responden de igual manera a la infiltracin de contaminantes.

Flora; aqu debemos disponer de un catlogo florstico (listado de plantas), poniendo especial nfasis en aquellas plantas que reciben una especial proteccin por estar en peligro de extincin.

Fauna; tratamiento del tema equivalente al de la flora.

Geoqumica de la zona; deberemos conocer las caractersticas qumicas del medio, poniendo especial nfasis en los suelos.

Rocas; la investigacin geolgica previa generar sin duda abundantes mapas, sin embargo en este apartado deberemos prestar especial atencin a la fracturacin (fallas redes de diaclasas), con vistas a evaluar las posibles infiltraciones de soluciones.

Respecto al anlisis de riesgos, se deben considera metodologas que permitan ponderar la probabilidad de dao a receptores que puedan estar expuestos a travs de rutas (suelo, agua o aire) a un peligro, que represente un riesgo inaceptable a la salud del hombre y sustentabilidad de los ecosistemas.

Los peligrosos estn dados, por ejemplo, por el contenido de metales presentes en un desmonte, los que producto de la infiltracin de aguas pueden ser arrastrados a un escurrimiento superficial o subterrneo, que correspondera a las rutas, que puedan llegar hasta un receptor en concentracin y permanencia que afecte a la salud o calidad de vida de una poblacin.



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Las concentraciones a que puede estar expuesto un receptor, por lo general se establece por nomas de calidad primarias (referido a personas) o secundarias (referidas a ecosistemas). En nuestro pas actualmente existen normas primarias para aire y agua, estando pendiente los referentes para suelos. En el caso de ecosistemas actualmente se han establecidos y estn en estudio normas de calidad para algunas cuencas hidrogrficas. Otro acercamiento para realizar un anlisis de riesgos es a travs de estudios de dispersin que permiten determinar la dosis a la que un receptor estar expuesto, siendo utilizado parmetros internacionales, que mediante estudios toxicolgicos se determinan dosis de referencia.

2.3.2 DISEO Y ANLISIS DE COSTES El diseo y anlisis de costes de la remediacin es siempre crucial para definir nuestro plan de accin. Deberemos establecer claramente la metodologa a seguir en funcin de las caractersticas concretas del rea, su distribucin temporal en funcin de las actividades mineras, y evaluarlas econmicamente de acuerdo con las posibilidades reales de llevarlas a cabo.

2.3.3 PREPARACIN DEL SITIO En lo que se refiere a la preparacin del sitio, podr requerir una serie de actividades ms o menos significativas, que permitan aplicar adecuadamente la o las tcnicas que se pretenda aplicar en funcin del diseo realizado en cada caso: explanaciones, relleno de huecos, sellado de acceso a labores, etc.

2.3.4 RESTAURACIN Y/O REMEDIACIN DE LOS SUELOS En la mayor parte de las explotaciones mineras los suelos han sido severamente compactados, desplazados y mezclados. La compactacin disminuye la percolacin del agua de lluvia, incrementando la escorrenta, y dificulta considerablemente las labores de siembra. As, durante la fase de restauracin ser necesario preparar el terreno para su posterior aprovechamiento agrcola. Esto implica una preparacin fsica (p.ej., arado, rastrillado) y otra qumico-biolgica, que nos conecta con el concepto de remediacin. En este sentido, en un terreno fuertemente empobrecido, una de las primeras labores a realizar ser la de inocular hongos para favorecer la formacin de microrrizas. Las microrrizas son asociaciones entre un hongo y la raz de una planta. Esta asociacin es vital para la vida de las plantas, ya que incrementa considerablemente sus posibilidades de supervivencia en un medio pobre en nutrientes. Esto puede ir acompaado del uso de



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lodos de plantas de depuracin de aguas residuales urbanas. Estos lodos son ricos en nutrientes tales como nitrgeno (1 a 6%) y fsforo (0,1 a 2%), aparte de contener un 30% de materia orgnica. Otro problema suele estar relacionado con la acidificacin de los suelos (p.ej., en relacin con la oxidacin de la pirita). En este sentido, la clsica labor de remediacin consistir en la adicin de cal, normalmente de varias toneladas por hectrea, para neutralizarlos.

2.3.5 INTRODUCCIN DE PLANTAS Una vez realizadas estas tareas, se pasa a la introduccin de especies vegetales. Tanto las compaas mineras como los organismos pblicos (locales, regionales o estatales) suelen favorecer el sembrado de gramneas (pastos) por dos razones principales: 1) porque confieren al sitio un aspecto atractivo; y 2) porque los resultados se consiguen a corto plazo. Sin embargo, las gramneas generan una seria competencia para que puedan establecerse comunidades arbreas. As, una alternativa ms adecuada es el sembrado de trbol u otras leguminosas, plantas que enriquecen el suelo en nitrgeno.

2.3.6 MONITOREO/MANTENIMIENTO Cabe destacar que ninguna de estas tareas resultar ser efectiva a medio-largo plazo si no hay un seguimiento (monitoreo) del proceso. Pensemos que pasarn aos o dcadas hasta que podamos considerar una zona como totalmente recuperada. Recuperar no significa simplemente embellecer, sino retornar un sitio a su estado original en trminos de flora, fauna, morfologa y propiedades fsicas.

2.4 REMEDIACIN DE SUELOS La contaminacin del suelo, es difcil de determinar en nuestro pas dado que no existe una normativa que establezca su calidad. Como alternativa en los casos que se han realizado estudios de contaminacin se han considerado normativas internacionales de referencia. Los estudio de suelos contaminados, consideran una caracterizacin qumica de los suelos de la planta y relaves, adems de la revisin de informacin indirecta que permita establecer los cursos de accin requeridos en una estrategia integral para la zonificacin del riesgo y que permita establecer una intervencin que controle los potenciales impactos ambientales y valorice los terrenos para nuevos usos. Para determinar si es un suelo contaminado en referencia a una norma de calidad o metodologa de evaluacin de riesgos, hoy inexistente en el pas. Con relacin a si



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corresponde a un residuo peligroso, el referente es el DS 148/2004, el que permite evaluar un aspecto del suelo, pero no sus atributos en trminos de productividad y objetivos de usos. Como referentes normativos de carcter internacional se pueden consultar los siguientes:

Superfondo: http://www.epa.gov/superfund/

- Superfund Risk Assessment

- National Priorities List (NPL)

- Hazard Ranking System (HRS)

Integrated Risk Information System http://www.epa.gov/iris/subst/0278.htm

Agencia para Sustancias Txicas y el Registro de Enfermedades (ATSDR).

Normas de la calidad de suelos de referencia se encuentran las normas de Espaa, Suiza y CEE.

La minera en su conjunto produce toda una serie de contaminantes gaseosos, lquidos y slidos, que de una forma u otra van a parar al suelo. Esto sucede ya sea por depsito a partir de la atmsfera como partculas sedimentadas o tradas por las aguas de lluvia, por el vertido directo de los productos lquidos de la actividad minera y metalrgica, o por la infiltracin de productos de lixiviacin del entorno minero: aguas provenientes de minas a cielo abierto, estriles, o por la disposicin de elementos mineros sobre el suelo. La presencia de gases contaminantes de origen minero en la atmsfera constituye sin duda un problema menor frente a los de origen industrial o urbano. Esto es debido a que sus volmenes, comparados con los emitido por otro tipo de actividades, suele ser limitados. Las excepciones son las relacionadas con la actividad metalrgica (sobre todo de sulfuros) o de procesos de combustin directa de carbn. En estos casos, las emisiones gaseosas suelen ser ricas en SO2-SO3, lo que implica, como vimos en su momento, la formacin de la denominada lluvia cida, cargada en cidos fuertes como el sulfrico o el sulfuroso (pasos secuenciales): SO2 (g) + H2O(l) SO2(l) SO2(l) + 2H2O(l) H3O+ + HSO3- HSO3- + H2O(l) H3O+ + SO32-



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Al llegar estos cidos al suelo producen efectos devastadores sobre la vegetacin, infiltrndose en el suelo. Cabe destacar tambin la accin sobre las aguas continentales (lagos), que puede ocasionar la muerte de peces y otros habitantes de esos ecosistemas. Casos en Chile se han presentado y an tiene efectos en las zonas de sus alrededores, estn relacionados con las fundiciones de minerales como es en el Valle de Puchuncav recibe los contaminantes producidos en Fundicin de Ventana (actual Divisin Ventana de Codelco) y ENAP, Valle del Aconcagua recibe las emisiones de la fundicin Chagres, ENAMI y ENAP, Valle del ro Loa (producto de la contaminacin de Chuquicamata, Antofagasta, Taltal y Tocopilla), principalmente ocasionado por actividad minera y en Cachapoal asociado a la Fundicin de Caletones de Divisin El Teniente de Codelco. Otro de los principales problemas que puede producir la minera es la adicin al suelo de una fase lquida. Esta habitualmente presenta una composicin muy diferente a la que habitualmente se infiltra en el mismo en ausencia de actividades mineras (agua de lluvia). Las interacciones resultantes pueden ser muy variadas en funcin de la composicin qumica del fluido, la mineraloga del suelo, y el factor climtico (temperaturas medias, abundancia y frecuencia de lluvias). Sin embargo, se debe considerar que el suelo puede soportar una carga de contaminantes antes que se produzcan efectos nocivos, lo que se llama Carga Crtica. Esto nos lleva a otros conceptos importantes en lo relativo a la presencia de contaminantes en el suelo: los de geodisponibilidad y biodisponibilidad.

La geodisponibilidad es la consecuencia directa de la actividad minera: al llevar a cabo la explotacin minera de un yacimiento, se ponen a disposicin del medio geolgico unos elementos que antes no lo estaban, o lo estaban de forma mucho ms limitada. Cabe destacar, no obstante, que muchos yacimientos minerales, particularmente los de menas sulfuradas, son en s fuentes naturales de contaminacin ambiental. Esto depende en gran medida de si son o no aflorantes, de su profundidad (en especial, si se localizan por encima o por debajo del nivel fretico), composicin mineralgica, etc.

La biodisponibilidad, por su parte, sera el grado por el cual un contaminante en una fuente potencial, est disponible para ser tomado por un organismo. Por ejemplo, muchas plantas tienen la capacidad de absorber determinadas concentraciones de elementos pesados, siempre que se encuentren en el suelo en formas solubles, o asociados a nutrientes bsicos.



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2.4.1 PROCESOS DE PRECIPITACIN/DISOLUCIN Los compuestos que constituyen la contaminacin pueden formar compuestos insolubles al ser depositados en el suelo. La naturaleza de tales compuestos insolubles depender de la composicin del suelo, de la composicin del contaminante, y otra parte, de las condiciones fsico-qumicas bajo las que se produce el fenmeno. Algunos ejemplos: el cadmio soluble precipita en forma de CdCO3 en presencia de carbonatos en el suelo. En otros casos, la formacin de los compuestos insolubles est controlada por las condiciones de oxidacin-reduccin del suelo, de forma que por ejemplo un metal pesado estable en forma de compuesto soluble en condiciones oxidantes puede pasar a formar compuestos insolubles en condiciones reductoras; el mismo caso se produce con el pH: muchos metales pesados forman compuestos solubles a pH cido, y compuestos insolubles en condiciones de pH alcalino. Naturalmente, el mismo caso puede darse a la inversa con otras especies mineralgicas. En este sentido, los diagramas Eh-pH constituyen una herramienta til para predecir el comportamiento de un determinado elemento. Este tipo de reacciones de precipitacin/disolucin estn sujetas a limitaciones cinticas: la formacin de una fase slida puede ser una reaccin rpida una vez que todos los componentes que forman la fase slida se encuentran presentes. El precipitado as formado es generalmente una fase mineral de muy baja cristalinidad, muy lbil frente a cualquier cambio en las condiciones que permiten su formacin. Con el paso del tiempo, esta fase va adquiriendo una mayor cristalinidad y estabilidad fsico-qumica (p.ej., paso de Fe(OH)3 a FeO(OH), y finalmente a Fe2O3). No obstante, cuando uno de los componentes necesarios para formar la fase nueva se encuentra inicialmente en fase slida en el suelo, la cintica de la reaccin suele ser ms lenta. Todo ello condiciona la dinmica global del proceso.

2.4.2 PROCESOS DE SORCIN/DESORCIN El proceso de sorcin puede definirse como la interaccin de una fase lquida con una slida, y comprende en el detalle tres mecanismos: adsorcin, precipitacin superficial y absorcin.

La adsorcin consiste en la acumulacin de una especie del lquido (adsorbato) sobre la superficie de una fase slida (adsorbente). Es un proceso complejo, en el que se establecen fuerzas de asociacin entre ambos componentes de muy diverso tipo: enlaces (covalentes, inicos, por fuerzas de van der waals, por puentes de hidrgeno), intercambio de ligandos, energa de orientacin dipolo-dipolo, efecto hidrofbico).

La precipitacin superficial consiste en la formacin de un precipitado cristalino sobre el slido, que puede tener su misma u otra composicin.



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La absorcin implica la incorporacin de la o las fases dentro del slido, de forma ms o menos uniforme en la estructura cristalina.

El desarrollo de estos fenmenos en su conjunto depende de las caractersticas del sorbato y del sorbente en varios aspectos: naturaleza de la fase lquida, de la especie o especies implicadas, de las condiciones fsico-qumicas del entorno, pero sobre todo, depende de la mineraloga del suelo, puesto que cada una de las fases minerales presentes en ste presenta caractersticas propias frente a este fenmeno. El rea superficial de una fase mineral a su vez depende de dos factores principales: su tamao de grano y su naturaleza intrnseca. En lo que se refiere al tamao de grano, cuanto menor sea, mayor ser la superficie especfica para un mismo volumen de la fase. En cuanto a la naturaleza de la fase, cada mineral presenta sus propias caractersticas en funcin de caracteres cristalogrficos y fsico-qumicos. Algunos ejemplos se muestran en la tabla adjunta. A igualdad de otros factores, a mayor rea superficial, mayor capacidad de sorcin.

Tabla 1. rea superficial de distintos minerales.

Mineral rea superficial

(m2 /g)

Caolinita 7-30

Illita 65-100

Montmorillonita 700-800

xidos de Mn 30-300

Goethita 40-80

2.4.3 REACCIONES DE COMPLEJACIN La formacin de complejos, sobre todo de metales pesados, es un factor que puede incrementar de forma muy considerable la solubilidad de stos. Estas reacciones pueden darse tanto con molculas orgnicas (naturales o sintticas) como con radicales inorgnicos. En lo que se refiere a la complejacin orgnica, puede resumirse en la reaccin:

Me+ + HxL MeLHx-1 + H+ Donde: L: indica un ligando orgnico o inorgnico. Me: Metal



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Entre los ligandos inorgnicos, el cloruro es uno de los formadores de complejos ms eficaces en la solubilidad de metales pesados, tanto en ambientes naturales como contaminados. Por otra parte, los complejos metal-cloruros son generalmente menos txicos y considerablemente ms mviles que los cationes metlicos en el suelo a causa de sus cargas neutras o negativas (CdCl20, CdCl3-, CdCl42). Con respecto a los ligandos orgnicos, algunos confieren una alta toxicidad a los metales pesados correspondientes: por ejemplo, los complejos metilados del mercurio (metilmercurio, dimetilmercurio). Su formacin est relacionada con la presencia en el suelo de agentes quelatantes (que forma complejos con metales pesados), de forma que a mayor contenido del suelo en dichos agentes tendremos una mayor facilidad de movilizacin de los metales pesados. En concreto, la presencia en el suelo de lixiviados de materiales orgnicos residuales (compost de Residuos Slidos Urbanos, lodos) es uno de los factores ms importantes en la movilizacin de los metales pesados presentes en esos residuos.

2.4.4 REMEDIACIN DE SUELOS CONTAMINADOS CON HIDROCARBUROS Se ha desarrollado en los ltimos aos una rama de la ingeniera llamada "Ingeniera de la Remediacin" surgida de la necesidad de desarrollar tcnicas y tecnologas para recuperacin ambiental de sitios degradados por la actividad humana. El conjunto de tecnologas de remediacin se limit en un principio a unas pocas, utilizadas en todos los casos prescindiendo de las condiciones fsicas, qumicas y biolgicas del medio. Actualmente esta disciplina sigue en constante evolucin a la luz de normativas ambientales, esfuerzos de investigacin, actividades de las ONG's vinculadas, organismos gubernamentales, etc. La formacin del suelo se origina en la internacin del "material madre" (roca madre o depsitos de materiales transportados por gravedad, viento, agua o hielo) con el clima, topografa, organismos y tiempo. Es la influencia conjunta de estos factores lo que determina las propiedades especficas del suelo y la aparicin de tipos particulares de los mismos. Las fases slidas (mineral y orgnica) constituyen alrededor del 50% del volumen de los suelos, mientras que el agua y el aire ocluidos constituyen el otro 50%. Las principales propiedades fsico-qumicas del suelo son: la porosidad, temperatura, acidez, redox, coloides, interacciones superficiales, la capacidad de intercambio inico, textura, estructura, etc, propiedades a tener en cuenta a la hora de planificar la ejecucin de una remediacin de suelos contaminados. Las actividades del hombre dan origen con frecuencia a consecuencias ambientales especialmente observables en el suelo, por ser ste el primer punto de contacto de una fuga accidental de sustancias lquidas o slidas que pueden ser txicas. Si bien el suelo no



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es un medio importante en la dispersin de contaminantes en combinacin con el agua y en menor medida con el aire se transforma en un agente dispersante de la contaminacin presente. La contaminacin accidental ms frecuente de suelos en nuestro pas se verifica con hidrocarburos provenientes de talleres y estaciones de servicio, etc., o producidos por siniestros en rutas con derrame de derivados del petrleo. En materia legal, la ley de residuos peligrosos es el DS 148/2004 y exije una disposicin controlada de estos residuos. Las tcnicas ms recientes de evaluacin de suelos contaminados se fundamentan en las metodologas de anlisis de riesgo, basada en el riesgo que presentan a la salud humana y al medio ambiente la sumatoria de riesgos individuales que presentan los agentes qumicos presentes en el sitio. Una primera evaluacin se basa en la comparacin de los valores de contaminantes individuales hallados en suelo contra los valores de referencia, que al momento de no existir en nuestro pas se utilizan referentes internacionales. 2.4.4.1 TCNICAS DE TRATAMIENTO

2.4.4.1.1 TCNICAS DE REMEDIACIN IN SITU Y EX SITU Las tcnicas in situ son de menor costo, de bajo impacto ambiental inducido pero existen muchas dudas sobre los resultados finales. Las tcnicas ex situ se destacan por su efectividad, dado que el suelo contaminado es fsicamente eliminado y el suelo nuevo que se incorpora se homogeniza con el anterior no contaminado, pudiendo controlarse mejor el proceso. El sistema se opera prescindiendo de los factores externos como el clima. Estas tcnicas tienen el problema del alto costo.

2.4.4.1.2 SISTEMA DE TRATAMIENTO Los sistemas de tratamiento se pueden dividir en: No recuperacin, Aislamiento de la contaminacin y Recuperacin. En el primer caso debe modificarse la asignacin del suelo y delimitarse perfectamente el espacio afectado, adems de efectuarse monitoreos que aseguren la imposibilidad de afectaciones a tercero. El aislamiento consiste en establecer medidas correctas de seguridad que impida la progresin de la contaminacin y mitigando los efectos adversos relacionados con la dispersin de sustancias contaminantes. El aislamiento puede utilizarse para evitar la creacin de lixiviados o la infiltracin en napas freticas. Las medidas de recuperacin se dividen en tratamiento in situ, que implica la eliminacin de contaminantes sin sacar el terreno y ex situ donde el material a tratar se lleva a un espacio confinado o se trata en instalaciones adecuadas.



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2.4.4.1.3 ELECCIN DE LA MEJOR TECNOLOGA La seleccin de la mejor tecnologa de remediacin debe surgir como consecuencia de estudios ambientales y de una valoracin de los costos del proyecto. Si los estudios realizados revelan la necesidad de tomar acciones correctivas, se realizan ensayos hidrulicos que permitan conocer mejor el subsuelo en general a efectos de seleccionar la mejor tecnologa y adecuarla al lugar a remediar. Los resultados de anlisis y las consideraciones para la instalacin de un determinado sistema se vuelcan en lo que se conoce como RAP (Remedial Action Plan) y se eleva a la autoridad ambiental competente para su aprobacin. No se podr comenzar efectivamente la remediacin hasta tener la aprobacin de la propuesta. 2.4.4.2 TCNICAS PARA REMEDIACIN DE SUELOS

2.4.4.2.1 BIOVENTILACIN (IN-SITU): Se basa en la extraccin de vapores del suelo mediante una diferencia de presin generada por el bombeo de aire desde el exterior. Se aplica en suelos no saturados contaminados con hidrocarburos. Los gases generados deben ser tratados, normalmente hacindolos pasar por filtros que contengan sustancias retenedoras adecuadas para cada gas como, por ejemplo, carbn activado. Es una tcnica de bajo costo y mnimo impacto. No tiene aplicacin para la recuperacin de Fase Lquida No Acuosa (FLNA), situacin que se verifica cuando el hidrocarburo lleg por percolacin a impactar la napa.

2.4.4.2.2 EXTRACCIN DE VAPORES DEL SUELO (IN -SITU): Los compuestos voltiles se remueven en fase de vapor del suelo mediante la obtencin de un gradiente de presin/concentraciones por aplicacin de vaco realizado a travs de pozos de extraccin. Se aplica para VOC's y algunos combustibles voltiles pero no es adecuado para aceites, hidrocarburos pesados y PCBs. No es efectivo en suelos saturados y alto contenido de finos. Es una tecnologa disponible comercialmente que funciona bien en condiciones de suelo de permeabilidad alta. Los gases extrados requieren tratamiento y los lquidos residuales tratamiento y disposicin final. La eficiencia de remocin de algunos VOCs se limita en suelos muy secos y alto contenido orgnico.

2.4.4.2.3 INCINERACIN (EX-SITU):



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Se somete el suelo contaminado con hidrocarburos a altas temperaturas (1200 C) para que los contaminantes se evaporen y se quemen luego en condicones controladas. Se requiere la depuracin de gases. La disposicin final de los suelos contaminados puede hacerse en hornos de cemento por la tcnica denominada valorizacin de residuos lo que permite una eliminacin segura de pasivos ambientales. 2.4.4.3 TCNICAS DE REMEDIACION DE AGUAS

2.4.4.3.1 AIR SPARGING Remocin de contaminantes por volatilizacin debida a la inyeccin de aire. Se lo utiliza para VOCs y combustibles. Funciona mejor en suelos de permeabilidad media a alta. No recupera FLNA y lo heterogneo del suelo puede dejar zonas sin tratamiento adecuado. Se pueden generar vapores potencialmente peligrosos.

2.4.4.3.2 SKIMMING Separacin selectiva de derivados del petrleo sobrenadantes en agua mediante la utilizacin de membranas especficas. Apta especialmente para hidrocarburos en FLNA sobrenadante en agua subterrnea. Pueden ser pasivos los que requieren el vaciado peridico o activos que disponen de una accionamiento para su vaciado continuo. Es una tecnologa aplicable a espesores reducidos y presenta tiempos prolongados de remediacin.

2.4.4.3.3 BIOSLURPING Se combinan dos tcnicas la bioventilacin y la recuperacin de FLNA por vaco. Consiste en la aplicacin de alto vaco, del orden de 20" Hg. a travs de lanzas que interceptan los niveles de interface de producto sobrenadante. Es muy efectivo para la reduccin de FLNA y remediacin de la zona de aireacin. Dado que el combustible, agua y aire se remueven en una sola corriente se pueden mezclar las fases y formar emulsiones que requieren separadores especiales de agua/hidrocarburo. Nota: los mtodos descriptos son aquellos que han demostrado eficiencia de acuerdo a la experiencia en tareas de campo.



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2.5 REMEDIACIN DE AGUAS

El referente para la remediacin de las aguas relacionadas con la minera son las normas de emisin y calidad de aguas existentes en cada pas. En el caso de Chile la SISS (Superintendencia de Servicios Sanitarios) establece los referentes. El D.S. 90/00, plenamente exigible desde 03.09.06, regula la descarga de contaminantes a aguas marinas y continentales superficiales. Corresponde a la SISS velar por el cumplimiento y control de la norma en comento, deben hacerse algunas precisiones con respecto al sector minero:

Esta industria genera residuos industriales durante el proceso productivo y sus actividades anexas. Dichos residuos, se recirculan a los procesos utilizando en algunos casos obras de apoyo para el almacenaje y conduccin, o bien, se disponen en riego de caminos.

Es as que las descargas deben cumplir con las normas de emisin que correspondan en cada caso, es decir: a) D. S. 90/00 cuando los riles provenientes de faenas mineras son evacuados a cursos o cuerpos de aguas superficiales; b) D. S. 46/02 en caso de que se infiltren a las napas subterrneas; c) y D. S. 609/98 en caso de que se descarguen al alcantarillado pblico.

En virtud de lo anterior, cada empresa deber enviar la informacin que d cuenta del cumplimiento de la norma respectiva.

En el caso de una remediacin la depuracin debe estar orientada a que la descarga se ajuste a las normas sealadas. En algunos casos esta remediacin es relativamente sencilla: las aguas procedentes de las zonas de labores (del fondo de mina, ya sea subterrnea o a cielo abierto), o las empleadas en los procesos mineralrgicos o metalrgicos, son fciles de controlar. No hay que olvidar que a menudo la minera se lleva a cabo en reas con un cierto grado de aridez, por lo que en estos casos las aguas no llegan nunca a ser vertidas, sino que se reutilizan en los diversos procesos mineros, normalmente con un cierto grado de depuracin entre una y otra aplicacin. Sin embargo, si estn presentes los riesgos de contaminacin de las aguas subterrneas o superficiales. Estos se relacionan bsicamente con la lixiviacin de los productos mineros (rocas y minerales). Este riesgo abarca desde las aguas de mina (de operaciones subterrneas o a cielo abierto), que se infiltran hacia el subsuelo, o las aguas de lluvia que se infiltran en depsitos de relaves y botaderos de estriles, y que posteriormente pueden infiltrarse en el suelo y pasar al subsuelo, o incorporarse a la escorrenta. La mejor alternativa desde el punto de vista de la prevencin, evitando que se produzcan vertido al entorno, es aislando adecuadamente depsitos masivos mineros u otras



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instalaciones anexas que tuvieron contacto con sustancias peligrosas o contaminantes. Pero en muchos casos lo cierto es que el problema existe, y hay que evitar que el problema siga extendindose. En los siguientes apartados se mencionan algunos de estas alternativas.

2.5.1 AGUAS SUPERFICIALES Los vertidos de las aguas residuales de las instalaciones mineras a cauces superficiales pasa por su depuracin, pasa por determinar las caractersticas fsico-qumicas den los vertidos y la seleccin de tecnologa adecuada para su depuracin. Algunas de las tcnicas que se pueden emplear son: 2.5.1.1 NEUTRALIZACIN Se suelen emplear carbonatos, en especial el carbonato clcico, por su reactividad incluso con cidos dbiles. No hay que olvidar que produce la emisin de CO2, as que nunca debe hacerse en ambiente cerrado para evitar la posibilidad de intoxicacin por acumulacin de este gas. 2.5.1.2 ELIMINACIN DE SALES INDESEABLES En cada caso tendremos o podremos tener distintas sales cuyo vertido no es deseable, de forma que cada caso puede resultar muy diferente. Necesitaremos estudiar qu proceso o procesos qumicos son susceptibles de ocasionar reacciones especficas con los compuestos problemticos en disolucin, para en unos casos producir otros compuestos menos problemticos, o precipitar compuestos slidos, o formar gases que se eliminen a la atmsfera (caso de que no constituya otro problema mayor). 2.5.1.3 ELIMINACIN DE METALES PESADOS (MP) Los MP constituyen casi siempre un problema de importancia mayor, por lo que se consideran aparte del caso anterior, a pesar de tratarse de una variante del mismo, ya que (por lo general) se suelen encontrar formado sales solubles (o en la fraccin particulada).Se pueden eliminar por mtodos qumicos y fsico-qumicos. Sin embargo, por lo general, durante el proceso de tratamiento de depuracin se generan lodos residuales, en los que quedan almacenados los productos contaminantes. Por lo general constituyen un residuo peligroso, que debe ser manejado de acuerdo a lo establecido en el DS 148/2004 "Reglamento Sanitario Sobre Manejo de Residuos Peligrosos", que establece que dichos residuos deben ser destinados a un sitio de eliminacin autorizado.



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2.5.1.3.1 LOS MTODOS QUMICOS Corresponden fundamentalmente a precipitacin, con algn reactivo adecuado (ver Tablas 2 y 3). Por ejemplo, el mercurio se hace reaccionar con Na2S (soluble), dando origen al HgS insoluble. Muchos otros metales formadores de sulfuros (p.ej., Pb, Zn) pueden precipitarse de la misma manera.



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Tabla 2. Agentes empleados para la eliminacin de iones metlicos pesados por precipitacin

Agente de precipitacin Ventajas Inconvenientes

Hidrxido clcico Bajo coste Impurezas. Proceso lento Precip. CaSO4, CaCO3

Carbonato sdico Soluble. Rpido Coste superior

Hidrxido sdico Limpio. Rpido Coste relat. alto

Amonaco Soluble. Rpido Form. complejos, Nitrato amnico residual

Sulfuro sdico Productos muy insolubles Desprend. H2S

cido sulfrico Rpido. Bajo coste Precip. CaSO4

cido clorhdrico Rpido. Limpio Coste relat. alto

Dixido de carbono Disponible gases combust.

Tabla 3. Precipitacin de metales pesados mediante diferentes reactivos.

Residuo Metales Reactivo % Recuperacin

Recubrimientos Cd, Cu, Zn Sulfuro >99 Cd, Cu, Zn

Acabado metlicos

Cu, Cr, Ni NaOCl, NaOH, NahSO3

88 Cr, Ni, Cu

Agua residual Cr, Ni Na2CO3 98 Ni

Soluciones metlicas

Cu CaCO3 75-80 Cu

Fango Cu electroltico

Au, Ag, Cu, Se

Cloracin 99.7 Au

Compuestos Cu/As

As, Cu Sulfuro 99.9 As, 99 Cu

Haluros Cu/Al Cu Al 95 Cu

Minera Al, Cu, Ca, Mg, Mn, Ni, Fe, Zn

Sulfuro+hidrxido+agente oxidante

>85 metales

Cu no electroltico Cu NH3 90-96 Cu

Impresin Cu NH3 99.5 Cu

Solucin de V V NaOH, KOH, Ca(OH)2

90 V2O5



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Residuo Metales Reactivo % Recuperacin

Residuo elctrico Cu, Ni, W Carbonato, hidrxido

98 Cu, Ni 100 W

Aceite pesado Ni, V NaClO3, NaOH, NH4OH

60-95 Ni, V

Acabados metlicos

Cd, Cu, Cr, Ni, Zn

NaOH 93-98 Zn

Residuo de Ferrita Cu Hidrocloruro de hidroxil amina + NaOH

99.3 Cu

Residuo industrial Cu Na2S2O3 99.7 Cu

Agua residual Ag Cloruro + Cu, Zn 92-96 Ag

Residuo electrolisis

Co, Cu, Ni H2O2, cido oxlico

93-99 Co, Cu, Ni

2.5.1.3.2 MTODOS FSICO-QUMICOS Los mtodos fsico-qumicos se basan en la captacin del metal por compuestos con capacidades sorcitivas: susceptibles de incorporar el metal a su estructura cristalina, en unos casos sustituyendo a algn otro catin no txico (intercambio inico), en otros casos precipitando sobre el compuesto que acta como trampa para el metal. El intercambio inico tiene la ventaja de que es reversible de forma controlada, es decir que una vez que hemos captado el metal podemos realizar su elucin, devolvindolo a la disolucin, lo cual en ocasiones permite su aprovechamiento. Los dems mecanismos retienen el metal de forma ms permanente, de forma que se puede considerar inmovilizado, o inertizado, para ser tratado como un residuo no txico, o para ser utilizado en procesos metalrgicos.

2.5.2 AGUAS SUBTERRNEAS Las aguas subterrneas pueden ser afectadas por los mismos problemas que las superficiales, aunque en este caso el problema se agudiza por la dificultad del acceso a ellas. Para solucionar este problema tenemos dos alternativas: el tratamiento externo (pump and treat) o el tratamiento in situ. 2.5.2.1 TRATAMIENTO EXTERNO En el tratamiento externo se intenta extraer el agua contenida en el acufero local, para mitigar la situacin en el subsuelo y evitar la extensin del problema. Para ello, es



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necesario que el agua constituya un acufero en sentido estricto, es decir, un volumen rocas porosa y permeable empapadas en agua susceptible de ser extrada mediante bombeo. Los parmetros a considerar son los siguientes:

Transmisividad del acufero. Debe ser suficiente en dos sentidos: 1) permitir que la contaminacin se transmita conjuntamente con el agua al bombearla; y 2) suficiente como para permitir un diseo adecuado del bombeo sobre la base del menor nmero posible de pozos de extraccin. Depende de la naturaleza litolgica del acufero, y se traduce en su porosidad y permeabilidad.

Naturaleza de la contaminacin. Evidentemente, las condiciones ms favorables se obtienen por contaminaciones salinas en disolucin. Otros casos pueden ser muy desfavorables, como la presencia de hidrocarburos o en general, fases inmiscibles con el agua, puesto que en este tipo de casos se pueden dar permeabilidades relativas, que hacen que durante el bombeo obtengamos una u otra fase preferentemente, pero siempre dejando residuos irreductibles (caso similar a las explotaciones petrolferas).

Posibilidad de reinyectar las aguas tratadas. A su vez depende de los parmetros anteriores, puesto que estar en funcin de la hidrodinmica del acufero, y del mayor o menor grado de descontaminacin alcanzable, as como la necesidad de descartar la posibilidad de que se reactive el proceso de contaminacin durante la reinyeccin.

Por ltimo, deberemos analizar las alternativas de descontaminacin de las aguas bombeadas, mediante tcnicas utilizadas en el tratamiento de las aguas residuales urbanas e industriales, o en el tratamiento del problema del drenaje cido de mina. 2.5.2.2 TRATAMIENTO IN SITU En cuanto al tratamiento in situ, se suele aplicar cuando no es posible la extraccin del agua, o cuando disponemos de mecanismos para llevarlo a cabo a costes razonables. Como normalmente este proceso implica tambin la descontaminacin del suelo. Finalmente, convendra comentar aqu que la litologa del subsuelo puede jugar un papel muy importante en la remediacin natural de los problemas anteriormente sealados. Por ejemplo, un subsuelo rico en rocas carbonatadas neutralizar las soluciones cidas, con el valor agregado de que gran parte de los metales pesados perdern capacidad de migracin y precipitarn como sulfatos (sobre el nivel fretico) o como sulfuros (bajo el nivel fretico), en un proceso de caractersticas similares a las observadas en los procesos de enriquecimiento secundario en yacimientos sulfurados.



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Otros factores a considerar son la porosidad y grado de fracturacin del subsuelo. En resumen, previo a realizar una serie de estudios de alto coste econmico, hay que contar con un informe geolgico que permita conocer en detalle las caractersticas del suelo y subsuelo que albergan las aguas a descontaminar. Esto puede suponer ahorrar tiempo y dinero.

2.5.3 DRENAJE CIDO DE MINA El drenaje cido es uno de los mayores problemas en la minera. Para su tratamiento se pueden emplear dos grupos de tcnicas: las activas y las pasivas. 2.5.3.1 TCNICAS ACTIVAS Las tcnicas activas son aquellas que se basan en el procesamiento qumico del DAM mediante la adicin de reactivos neutralizantes: carbonato clcico, hidrxido sdico, bicarbonato sdico o hidrxido amnico. Estos reactivos llevan el pH a valores aceptables, y favorecen la precipitacin de la mayor parte de los metales pesados que pueda contener el agua. Su principal problema es que suelen ser reactivos con un cierto coste, que no siempre pueden emplearse de forma extensiva, para neutralizar grandes volmenes de DAM. En estos casos se aplican de forma local, ms que nada como un depurador de las aguas residuales de lavadero o de fondo de corta. 2.5.3.2 TCNICAS PASIVAS Las tcnicas pasivas son las que se emplean para el tratamiento de grandes volmenes, y se basan en la puesta en contacto del DAM con reactivos naturales o con condiciones adecuadas para evitar el desarrollo del proceso. Estas tcnicas pueden ser muy variadas:

2.5.3.2.1 LAGUNAS O CINAGAS AERBICAS Una cinaga o laguna aerbica (aerobic wetlands) consiste en un humedal de suficiente extensin con flujo superficial horizontal. La laguna puede estar plantada con rabos de gato (Trifolium cherleri) u otras especies propias de este tipo de cuencas. Este sistema se utiliza para tratar aguas neutras o alcalinas. Los metales pesados precipitan como consecuencia de reacciones de oxidacin, con formacin de los correspondientes xidos o hidrxidos, lo cual tiene su mayor eficiencia a pH mayor de 5.5. La ventilacin/aireacin del agua previa a su paso por la laguna se produce hacindola pasar por pequeos saltos y rpidos. El sistema es especialmente eficiente en la reduccin del contenido en hierro, pero el pH puede incrementar considerablemente debido a las reacciones de oxidacin.



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Figura 1. Laguna Aerbica

Fuente: Curso de Minera y Medio Ambiente (P. Higueras & R. Oyarzun)

2.5.3.2.2 LAGUNAS O CINAGAS ANAERBICAS Lagunas o cinagas anaerbicas (compost or anaerobic wetland) se trata de lagunas con una delgada lmina de agua sobre un sustrato rico en materia orgnica, que puede estar constituido por turba, u otros materiales orgnicos: compost usado de plantaciones de championes, virutas de madera, heno, etc., mezclado con un 10% de carbonato clcico. A travs de este sustrato se produce el flujo de las aguas a depurar, produciendo fundamentalmente la reduccin de sulfatos, en aguas conteniendo oxgeno disuelto, Fe3+, Al3+, y con acidez media o baja.

Figura 2. Lagunas o cinagas anaerbicas. Fuente: Curso de Minera y Medio Ambiente (P. Higueras & R. Oyarzun)

2.5.3.2.3 CANALES ABIERTOS DE CALIZA Canales abiertos de caliza (open limestone channels), constituyen la forma ms simple de tratar el DAM, y pueden ser de dos tipos: canales recubiertos de caliza a travs de los



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cuales se hace pasar el agua a tratar, o simplemente, aadir trozos de caliza a los canales de desage ya existentes. El principal problema que pueden presentar es el de que los cantos de caliza se recubren de una lmina de xidos e hidrxidos de hierro que los aslan, reduciendo la efectividad del proceso a medio-largo plazo. Eso hace necesario utilizar grandes cantidades de caliza. Es tambin importante la impermeabilizacin del fondo del canal, para evitar la infiltracin del DAM.

Figura 3. Canales abiertos de caliza.

Fuente: Curso de Minera y Medio Ambiente (P. Higueras & R. Oyarzun).

2.5.3.2.4 POZOS BIFURCADOS Pozos bifurcados (diversion wells), es otra forma de tratar el DAM con caliza, la que se realiza en un pozo con circulacin forzada de agua donde se acumula la caliza. La turbulencia del rgimen y la presencia de partculas finas y abrasivas dificulta la formacin de revestimientos aislantes en la caliza.

Figura 4. Pozos bifurcados.




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2.5.3.2.5 DRENAJE ANXICO EN CALIZAS Drenaje anxico en calizas (anoxic limestone drains: ALD). Se trata de un sistema para interceptar y neutralizar flujos subterrneos de DAM, evitando adems su contacto con el oxgeno atmosfrico, lo que evita la oxidacin de los metales, y por tanto, la formacin de revestimientos de xidos de Fe en la caliza.

Figura 5. Drenaje anxico en calizas.


2.5.3.2.6 REACTORES DE FLUJO VERTICAL Reactores de flujo vertical (vertical flow reactors: VFR). Consisten en celdas de tratamiento con una base de caliza y drenaje basal sobre la que se sita una capa de sustrato orgnico y una lmina de agua esttica. El agua fluye verticalmente a travs del compost y de la caliza, y se recoge y descarga a travs de un sistema de tuberas. Este sistema incrementa la alcalinidad mediante la disolucin de caliza y la reduccin bacteriana de sulfatos. A continuacin se requiere un tratamiento adicional, como puede ser en una laguna aerbica, para la oxidacin y precipitacin de los metales pesados.



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Figura 6. Reactores de flujo vertical.


2.6 REMEDIACIN DE AGUAS SUBTERRNEAS Los suelos y las aguas subterrneas tienen problemticas especficas, diferentes a las de las aguas superficiales, aunque con muchos puntos en comn entre ambos: a menudo la contaminacin presente en los suelos est precisamente asociada al agua que stos contienen, o muestran determinadas relaciones con el mismo que hacen que haya que considerar el problema de la descontaminacin como un todo. Por otra parte, no hay que olvidar que a menudo las aguas subterrneas, contaminadas o no, no estn en el suelo, sino en el subsuelo, afectando a acuferos contenidos en rocas completamente diferentes a lo que llamamos suelo, y por tanto, con problemticas distintas. En el establecimiento de la metodologa a seguir para la descontaminacin de suelos y aguas subterrneas influyen dos tipos de factores: los intrnsecos derivados de la naturaleza y geometra de la contaminacin, y los econmicos, que siempre hay que considerar a la luz de la mayor o menor necesidad real de solucionar el problema. Tampoco conviene olvidar que ninguna de las soluciones propuestas suele resolver al 100% los problemas que la contaminacin plantea, en unos casos porque el problema queda solo parcialmente resuelto (mitigado), en otros porque se producen efectos indeseados sobre el suelo o agua, siempre de menor entidad que el problema inicial (al menos en teora). Todo ello hace imprescindible un estudio serio y riguroso de las alternativas aplicar, y comparar los resultados previsibles frente a la posibilidad de no ejercer ninguna accin remediadora. A la vista de la diversidad de problemas que plantea la contaminacin de aguas subterrneas y suelos, las alternativas para su solucin o mitigacin son muy variadas, y en la actualidad prosigue el desarrollo de nuevas posibilidades basadas en diversas tecnologas. En trminos generales, las tcnicas concretas aplicables se pueden clasificar



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en tres grandes grupos: tcnicas de confinamiento, tcnicas de tratamiento in situ y tcnicas de tratamiento ex situ.

2.6.1 CONDICIONANTES Para considerar un proyecto de descontaminacin/remediacin se debe considerar:

Establecer la necesidad de descontaminacin

Conocer los factores fundamentales

Determinar su distribucin espacial

2.6.1.1 NECESIDAD DE DESCONTAMINACIN Cuando se define un suelo como contaminado, lo primero a decidir es si resulta necesaria su descontaminacin. Esta decisin depender fundamentalmente de varios factores: Uso del suelo. El uso actual y futuro del suelo, y sobre todo, la evaluacin de la posibilidad de transmitir la contaminacin a la cadena trfica humana, a travs de la transmisin de la contaminacin a pastos o aguas superficiales ser siempre el primer factor a considerar para esta toma de decisiones.

Situacin. La proximidad del suelo contaminado a poblaciones o industrias ser tambin un factor importante a valorar.

Naturaleza de la contaminacin. Evidentemente, la peligrosidad de un determinado contaminante contenido en un suelo condiciona de forma muy directa la posible necesidad de retirarlo o inertizarlo de alguna manera.

Naturaleza del suelo. Los riesgos ligados a la presencia de la contaminacin en el suelo dependern tambin en parte de propiedades del suelo como capacidad de tamponacin y de amortiguacin, vulnerabilidad y cargas crticas, que a su vez dependen de la textura, permeabilidad, pH, capacidad de cambio, mineraloga, contenido en materia orgnica, etc., del suelo.

Posibilidad de transmisin de la contaminacin a acuferos.

En cualquier caso, la contaminacin que afecta a las aguas subterrneas usualmente se produce por infiltracin a travs del suelo, lo que hace por lo general necesario un anlisis conjunto del sistema suelo-agua subterrnea, para determinar los mecanismos de contaminacin responsables del problema, y las alternativas a la remediacin.



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2.6.1.2 FACTORES FUNDAMENTALES Una vez determinada la necesidad de la remediacin, tres son los factores fundamentales a considerar al analizar las alternativas tcnicas: el foco de contaminacin, el mecanismo de infiltracin, y el tipo de contaminante:

a) El foco, que puede ser puntual o difuso.

b) El mecanismo puede ser o bien un acceso directo del contaminante al acufero o a capas profundas del suelo, ya sea por mecanismos antrpicos (pozos) o naturales (sumideros), o bien un acceso difuso, a travs de una infiltracin en sentido estricto del contaminante en el suelo. El primer caso es ms problemtico a primera vista, puesto que afecta de forma mucho ms rpida y completa a las aguas subterrneas, pero es ms sencillo de solucionar a medio-largo plazo, puesto que una parte importante de la solucin consiste en impedir ese acceso. La infiltracin, por su parte, suele implicar un menor grado de afectacin a las aguas subterrneas, debido a la capacidad de atenuacin del suelo, pero a su vez esto hace que el suelo quede afectado, lo que a menudo prolonga el problema en el tiempo y el espacio.

c) El tipo de contaminante es siempre fundamental para definir las posibilidades de remediacin. Las principales alternativas en este sentido pueden ser las siguientes:

i. Partculas en suspensin. Suelen ser poco problemticas, debido a que tienden a ser filtradas con facilidad por el suelo, o en el propio subsuelo. No obstante, en el caso de infiltraciones directas a acuferos con menor capacidad de filtrado, pueden llegar a presentar un problema.

ii. Sales en disolucin. Los componentes aninicos o catinicos que el agua lleva en disolucin pueden ser captados en grado variable por los mecanismos naturales de depuracin del suelo (sistemas coloidales con capacidades sorcitivas). Como ya sabemos, unos son ms problemticos que otros, lo que hace tambin muy variada la gama de soluciones que pueden adoptarse para su eliminacin, si bien una de las ms adecuadas suele ser la extraccin y tratamiento de las aguas contaminadas, por lo general sencilla en este tipo de casos.

iii. Otros contaminantes fsico-qumicos. En relacin con lo anterior, la presencia de sales en disolucin a menudo va acompaada de acidez, alcalinidad, condiciones redox inapropiadas, etc. Como en el caso anterior, la infiltracin a travs del suelo, o la naturaleza de la roca que constituye el acufero, a menudo mitiga el problema, pero ste puede ser en el detalle muy variado, y admitir diversas alternativas de remediacin.

- NAPLs: Corresponden a las siglas en ingls de Non Aqueous Phase Liquid: fase lquida no acuosa, es decir, lquidos inmiscibles con el agua, y de menor



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densidad, es decir, suelen ser hidrocarburos derivados del petrleo, que por lo general no tienden a infiltrarse en presencia de agua, debido a que flotan sobre sta.

- c.3.2 DNAPLs: Corresponden a las siglas en ingls de Dense Non Aqueous Phase Liquid: fase lquida densa no acuosa, es decir, lquidos inmiscibles con el agua, y de mayor densidad que sta, que pueden ser de naturaleza diversa, y que constituyen en la actualidad un serio problema por la persistencia y capacidad de infiltracin y migracin de estos productos en el subsuelo. Algunos de ellos corresponden a disolventes orgnicos, como el Tricloroeteno, empleado en tintorera.

2.6.1.3 DISTRIBUCIN ESPACIAL Con estas cuestiones bsicas, el primer estudio a llevar a cabo para definir las posibilidades de remediacin de un problema de este tipo es el de distribucin geomtrica de los contaminantes en el rea problema, que puede ser bsicamente de tres tipos: a) Generalizada. Es decir, que afecte aproximadamente por igual a todo un acufero o a

todo un suelo. Suele ser consecuencia de contaminacin difusa o directa, y por lo general corresponde a sales en disolucin, con un potencial de difusin alto.

b) Puntual. Afecta solamente a un rea de extensin limitada, y suele estar constituida por un contaminante qumico o un lquido inmiscible con agua, con escasa capacidad de infiltracin, ya sea por su naturaleza o su escaso volumen, o por la naturaleza del terreno que la alberga.

c) Plumas. Las plumas son la derivacin de una contaminacin puntual, cuando persiste durante largos periodos de tiempo, o est constituida por un volumen importante de contaminantes. La figura 1 muestra de forma esquemtica la geometra que suelen presentar.



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Figura 7. Pluma de contaminacin generada por el vertido a partir de un foco puntal.

Nota: Se tratara en este caso de una contaminacin por aguas contaminadas con sales, o por DNAPLs, que se infiltran a travs del suelo a partir de un foco puntual industrial.


2.6.2 CONFINAMIENTO Se basan en el aislamiento de las aguas o suelos contaminados, de forma que su objetivo bsico es evitar que esa contaminacin se transfiera lateralmente. Por lo general son de aplicacin cuando la contaminacin est muy localizada y no resulta viable ninguna de las dems alternativas. El asilamiento o confinamiento se basa, en cualquier caso, en la construccin de barreras, que pueden ser de muy diversos tipos. 2.6.2.1 BARRERAS El asilamiento o confinamiento se basa, en cualquier caso, en la construccin de barreras, que pueden ser de muy diversos tipos:

2.6.2.1.1 BARRERAS DE LODOS Barreras de lodo.- Consisten en trincheras verticales que se excavan alrededor del rea contaminada y se rellenan con un lodo, que impermeabiliza el permetro a aislar. El relleno estar constituido por mezclas ms o menos complejas del propio suelo con arcillas especiales (sepiolita, bentonita), que confieran mayor estanqueidad, o determinadas propiedades filtrantes a la barrera. Tambin el cemento puede utilizarse para aumentar el grado de confinamiento. Este tipo de barreras suelen tener



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profundidades mximas de 15 m., entre 0,6 y 1,2 m. de espesor, y su mayor efectividad se consigue si quedan ancladas en una capa infrayacente de menor permeabilidad (figura 8).

Figura 8. Barrera de Lodos


2.6.2.1.2 LECHADA DE CEMENTO Lechada de cemento.- Consiste en impermeabilizar mediante inyeccin de una capa continua de cemento bajo todo el permetro inferior del rea contaminada (Figura 9). Se requiere un equipamiento especfico para llevar a cabo este tipo de inyeccin.

Figura 9. Esquema del proceso de inyeccin de lechada de cemento bajo una mancha de contaminacin.




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2.6.2.1.3 BARRERAS QUMICAS Barreras qumicas.- Como en al caso anterior, de inyecta bajo el rea afectada un producto que impida la dispersin del contaminante, en este caso un agente qumico, que en unos casos se emplea para reducir la permeabilidad del sustrato, y en otros para producir algn efecto sobre el contaminante: reducir su toxicidad o movilidad (Figura 10).

Figura 10. Esquema de una barrera qumica, consistente en un producto (con color verde en la figura) que se inyecta

bajo la zona contaminada. Fuente: Curso de Minera y Medio Ambiente (P. Higueras & R. Oyarzun).

2.6.2.1.4 BARRERAS DE PANELES Consiste en implantar barreras formadas por paneles o tabiques de madera, cemento, hormign armado, acero, de forma que en algunos casos puedan penetrar el terreno sin necesidad de excavacin (Figura 11).



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Figura 11. Instalacin de una barrera de paneles, cuyas uniones quedan selladas mediante un dispositivo mecnico.


2.6.2.1.5 MEMBRANAS SINTTICAS Formadas por las llamadas geomembranas, elementos textiles de diseo con permeabilidades diferenciadas, que pueden instalarse mediante la correspondiente excavacin en el entorno del rea afectada (Figura 12).

Figura 12.- Extensin de una geomembrana en una zanja perimtrica respecto al rea a aislar.




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2.6.2.2 VITRIFICACIN IN SITU Otra posibilidad de asilamiento consiste en la vitrificacin in situ. Esta tcnica consiste en fundir el suelo a muy alta temperatura (1.600-2.000C) mediante una corriente elctrica, de forma que se consiga:

La destruccin total de contaminantes orgnicos, que se transforman en gases que son recogidos en una campana instalada en la zona al efecto.

El aislamiento completo de otros contaminantes que el suelo pueda contener (inertizacin): sobre todo, metales pesados, que quedan formando parte de un vidrio muy resistente a la meteorizacin.

La vitrificacin in situ constituye una alternativa agresiva, pero muy efectiva para contaminaciones polifsicas que incluyan compuestos muy refractarios al resto de tratamientos a considerar, y para problemas relativamente superficiales. Esta tcnica se ha llegado a aplicar con xito hasta unos 6 m de profundidad (Figura 13).

Figura 13. Esquema de funcionamiento de un sistema de vitrificacin, sobre la base de una corriente de alto voltaje y un

sistema de recuperacin de los gases emitidos, para su tratamiento. Fuente: Curso de Minera y Medio Ambiente (P. Higueras & R. Oyarzun).

2.6.3 TCNICAS IN SITU Las tcnicas de tratamiento in situ son las que se aplican sin necesidad de trasladar el suelo o el agua subterrnea afectados por el problema. Suelen ser de utilidad cuando el problema afecta a un volumen muy importante del suelo, que haga inviable su aislamiento y su tratamiento ex situ, o cuando ste supone un coste econmico que lo



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hace inviable, ya que el tratamiento in situ suele implicar un menor coste econmico. El tratamiento in situ puede ser de dos tipos: biolgico o fsico-qumico. 2.6.3.1 BIOLGICAS Las tcnicas de remediacin in situ de carcter biolgico son dos: biorremediacin y fitorremediacin.

2.6.3.1.1 BIORREMEDIACIN Consiste en utilizar microorganismos (bacterias) para resolver o mitigar el problema, y es especialmente efectiva en el tratamiento de contaminantes orgnicos, incluido el petrleo. Para que las bacterias puedan eliminar las sustancias qumicas dainas, el suelo y las aguas subterrneas deben tener la temperatura, los nutrientes y la cantidad de oxgeno apropiados. Esas condiciones permiten que las bacterias crezcan y se multipliquen, y asimilen ms sustancias qumicas. Cuando las condiciones no son las adecuadas, las bacterias crecen muy despacio o mueren, o incluso pueden crear sustancias qumicas ms dainas. Si las condiciones del rea no son las adecuadas, se intenta mejorarlas. Una manera de hacerlo es bombeando aire al interior del suelo, as como nutrientes u otras sustancias, como la melaza. A veces se aaden microbios si no los hay. Las condiciones adecuadas para la biorremediacin no siempre se logran bajo la tierra. En algunas reas el clima es muy fro o el suelo es demasiado denso. En esas reas se puede recurrir a excavar y sacar el suelo a la superficie, donde la mezcla del suelo se calienta para mejorar las condiciones. Tambin, pueden aadirse los nutrientes necesarios, o puede aadirse oxgeno revolviendo la mezcla o haciendo pasar aire a presin a travs de ella. Sin embargo, algunas bacterias funcionan sin oxgeno (anaerbicas). Con la temperatura adecuada y la cantidad necesaria de oxgeno y nutrientes, las bacterias pueden hacer su trabajo de biocorregir las sustancias qumicas. A veces mezclar el suelo puede hacer que las sustancias qumicas dainas se evaporen antes de que las bacterias puedan mediar con ellas. Para evitar que esas sustancias qumicas contaminen el aire, se puede mezclar el suelo dentro de tanques o edificaciones especiales, donde las sustancias qumicas que se evaporan se pueden recolectar y tratar. Los microorganismos pueden ayudar a eliminar la contaminacin de las aguas subterrneas, al igual que del suelo. En este caso, el agua se mezcla con nutrientes y aire antes de que ser reinyectada al terreno. Tambin pueden bombearse nutrientes y aire por los pozos, de forma que la mezcla se produzca directamente en profundidad. Los nutrientes y el aire aadidos ayudan a las bacterias a biorremediar las aguas subterrneas.



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Una vez que se han eliminado las sustancias qumicas dainas, las bacterias ya no tienen comida disponible y mueren. La biorremediacin es muy segura, ya que depende de microbios que existen normalmente en los suelos. Esos microbios son tiles y no representan un peligro para las personas en el sitio o la comunidad. Adems, no se emplean sustancias qumicas peligrosas. Los nutrientes que se aaden para que las bacterias crezcan son fertilizantes de uso corriente en el csped o el jardn. La biorremediacin transforma las sustancias qumicas dainas en agua y gases inofensivos y, por lo tanto, las destruye totalmente. Como principales ventajas de esta tcnica se pueden indicar las siguientes:

Es una tcnica in situ, lo que evita la necesidad de extraer el suelo, e incluso el contacto de los trabajadores con el suelo o agua contaminados.

Evita la liberacin de gases dainos al aire y se generan muy pocos residuos.

Generalmente esta tcnica no requiere tanto equipamiento ni trabajo como la mayora de los mtodos alternativos. Por lo tanto, suele resultar ms econmica.

Como inconvenientes, se pueden citar los siguientes:

No es de aplicacin ms que para la descontaminacin de hidrocarburos biodegradables.

No suele ser efectiva ms que en condiciones relativamente superficiales.

Presenta factores intrnsecos que la hacen completamente inviable en determinados casos.

2.6.3.1.2 FITORREMEDIACIN Es una tcnica biolgica que en el detalle se puede subdividir en varios aspectos, que corresponden a distintas posibilidades de aplicacin de las plantas a la remediacin de problemas producidos por la contaminacin (ver tabla).



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Tabla 4. Variantes de Fitorremediacin (Metales pesados)

Ventajas Limitaciones

Fitoextraccin

Consiste en el empleo de plantas hiperacumuladoras, capaces de extraer los metales pesados contenidos en el suelo.

La planta debe ser capaz de producir biomasa abundante en poco tiempo.

Las hiperacumuladoras de metales suelen ser de crecimiento lento, poco bioproductivas y con sistema radicular somero. La biomasa producida hay que almacenarla o procesarla adecuadamente.

Fitoestabilizacin

Consiste en el uso de plantas metalfitas endmicas/nativas y de mejoradores de sustrato adecuados para estabilizar fsica y qumicamente sustratos ricos en metales.

Hace innecesaria la excavacin / eliminacin del suelo, es menos costosa y menos agresiva. Mejora las posibilidades de restauracin del ecosistema.

A menudo requiere fertilizacin o modificacin del suelo. Requiere mantenimiento del suelo a largo plazo, para evitar la formacin de lixiviados.

Fitovolatilizacin

Consiste en la extraccin del contaminante del suelo por la planta y su emisin a la atmsfera a travs de su sistema metablico.

Transforma los contaminantes en formas menos txicas.

El contaminante o un derivado txico pueden acumularse en la vegetacin, pasando a frutos o partes comestibles.

Fitofiltracin / rizofiltracin

Consiste en el uso de plantas terrestres y acuticas para absorber, concentrar, y precipitar contaminantes de medios acuticos.

Puede ser in situ o ex situ, y es aplicable tanto en sistemas terrestres como acuticos.

El pH del medio debe controlarse en continuo para optimizar la captacin del metal. Es necesario controlar procesos de especiacin e interacciones entre especies que puedan darse en el medio. Funciona como un biorreactor, y requiere mantenimiento intensivo.

Por otra parte, la ms comn y tradicional de las formas de fitorremediacin es la revegetacin de terrenos afectados por actividades mineras, que se puede considerar una fitoestabilizacin bsica. En este caso, la presencia de plantas sobre la escombrera atena los efectos de dispersin de los materiales que la constituyen por el viento o el agua, y favorecen la generacin de un suelo que acta como una barrera, evitando parcialmente la emisin de los contaminantes que contiene. Para esta tcnica pueden emplearse



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plantas de las denominadas ruderales, que son capaces de desarrollarse sobre suelos muy degradados, iniciando la colonizacin de stos. En otros casos, y para acelerar el proceso, es necesario recubrir la escombrera con suelo vegetal que facilite el empleo de plantas ms comunes. No obstante, esta tcnica se encuadra ms en los procedimientos de restauracin que en los de remediacin. Otra vertiente de esta tcnica de fitorremediacin es la descontaminacin de suelos contaminados por hidrocarburos biodegradables. En este caso, determinadas plantas, en especial algunas arbreas, son capaces de alimentarse de este tipo de compuestos presentes en el suelo, e incorporarlos a su metabolismo, transformndolos en materia vegetal as como en productos gaseosos simples (CO2, agua) que se emiten durante la respiracin vegetal.

FITOEXTRACCIN

En minera resulta de gran inters la fitoextraccin, para la extraccin de metales pesados presentes en el suelo (figura 8f). En este caso, la planta absorbe los metales pesados del suelo, siempre y cuando se encuentren en formas biodisponibles (en disolucin, o formando complejos orgnicos), y los incorpora a su metabolismo. En la mayor parte de los casos el resultado es una acumulacin del metal pesado en la planta, que a menudo es preferencial en unos u otros rganos de la misma (races, tallos, hojas, frutos).

Figura 14.- Base conceptual de la fitoextraccin: el metal (Ni) contenido en el suelo es captado por la planta e

incorporado a sus tejidos. Fuente: Curso de Minera y Medio Ambiente (P. Higueras & R. Oyarzun).



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Las races de algunas plantas son capaces de actuar como barreras frente a los metales pesados. En estos casos se produce una acumulacin del metal pesado en la corteza de la raz, puesto que stos son arrastrados junto con el agua hasta sta, y ah quedan detenidos y acumulados. Tambin pueden favorecer reacciones de transformacin del contaminante en sustancias qumicas menos dainas, mediante la accin de los organismos o bacterias que viven en las races de las plantas. La ventaja ms notable de la fitorremediacin radica en su bajo coste. Los mtodos clsicos de remediacin para sustancias solubles (caso ms barato) cuestan en el entorno de 100.000 a 1.000.000 de Euros por hectrea. Por el contrario, la fitorremediacin tiene un coste entre 200 y 10.000 Euros por hectrea. Sin embargo, este procedimiento presenta algunas limitaciones: No cualquier planta vale, se requieren las denominadas hiperacumuladoras: plantas que

poseen la capacidad de acumular y tolerar 10-100 veces ms un determinado metal comparado con las plantas normales.

Las plantas hiperacumuladoras acumulan un solo metal, y hasta ahora no se han encontrado hiperacumuladoras para toda la diversidad de metales pesados asociados a la actividad minera.

Muchas hiperacumuladoras crecen lentamente, y poseen una escasa biomasa.

Se conoce muy poco de las caractersticas agronmicas de muchas de estas plantas, tales como sus requerimientos de fertilizantes, y su susceptibilidad a enfermedades o ataques por los insectos.

2.6.3.2 FSICO-QUMICAS

2.6.3.2.1 ATENUACIN NATURAL CONTROLADA La atenuacin natural controlada (MNA, monitored natural attenuation) se basa en el aprovechamiento y potenciacin los procesos naturales para eliminar o reducir la contaminacin en los suelos y las aguas subterrneas. La atenuacin natural tiene lugar en la mayora de las reas contaminadas, pero para que se produzca a ritmo suficiente como para que se pueda considerar un mecanismo efectivo de descontaminacin deben darse las condiciones adecuadas en el subsuelo para que se produzca la descontaminacin de forma efectiva. De no ser as, la eliminacin de la contaminacin no ser ni lo suficientemente rpida ni completa. Los cientficos supervisan o verifican la existencia de esas condiciones para asegurarse de que funciona la atenuacin natural. A eso se le denomina atenuacin natural controlada o MNA (por sus siglas en ingls).



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La MNA funciona con mayor eficacia en los sitios donde se ha eliminado previamente la fuente de contaminacin. Con posterioridad, los procesos naturales se deshacen de la pequea cantidad de contaminacin que queda en el suelo y en las aguas subterrneas. El suelo y las aguas subterrneas se examinan con regularidad para garantizar que hayan quedado limpios. Segn el rea, la MNA puede dar los mismos resultados, con casi la misma rapidez, que otros mtodos. Dado que la MNA se realiza bajo tierra, no es necesario excavar ni construir. Por ende, no hay que eliminar desechos soterrndolos, afectando menos al medio ambiente. Asimismo, permite a los trabajadores evitar el contacto con la contaminacin. La MNA requiere menos equipamiento y trabajo que la mayora de los otros mtodos y por lo tanto resulta ms econmica. Puede que la supervisin durante aos sea costosa, pero el costo sigue siendo menor que el de otros mtodos. La MNA es el nico mtodo de descontaminacin que se usa en algunos sitios Superfund (USA) donde hay contaminacin de las aguas subterrneas. En ms de 60 sitios donde las aguas subterrneas estn contaminadas, la MNA es slo un mtodo ms entre los que se usan. La MNA tambin se emplea en derrames de petrleo y gasolina de los tanques. Cuando el medio ambiente se halla contaminado con sustancias qumicas, la naturaleza las elimina por cuatro vas:

ACCIN BACTERIANA

Accin bacteriana: las bacterias que viven en el suelo y en las aguas subterrneas utilizan algunas sustancias qumicas como alimento. Cuando las sustancias qumicas estn completamente digeridas, las transforman en agua y en gases inofensivos: figura 9.

Figura 9.- Bacterias atrapando sustancias qumicas contaminantes (en marrn) para su alimentacin.




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SORCIN

Las sustancias qumicas se pegan o sorben al suelo, que las fija al lugar (figura 10). De ese modo no se eliminan las sustancias qumicas pero s se impide que contaminen las aguas subterrneas y que escapen del lugar, al menos mientras las condiciones fsico-qumicas del suelo permanezcan estables.

Figura 10.- Sorcin de contaminante (marrn) por el suelo.


MEZCLA Y DILUCIN

Al pasar las aguas subterrneas a travs del suelo, la contaminacin se puede mezclar con el agua limpia. De ese modo se diluye la contaminacin (figura 11).

Figura 11.- Efecto de dilucin de contaminante (marrn) por efecto del flujo de aguas subterrneas.




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EVAPORACIN

Algunas sustancias qumicas, como el petrleo y los solventes, se evaporan, lo que significa que se convierten de lquidos a gases dentro del suelo. Adems, si esos gases escapan al aire en la superficie del terreno, la luz del sol puede destruirlos (figura 12).

Figura 12.- Evaporacin y descomposicin de contaminante por efecto del calor solar.


2.6.3.2.2 BARRERAS REACTIVAS PERMEABLES Son similares a algunas de las utilizadas para el aislamiento que ya hemos visto con anterioridad, solo que, a diferencia de stas, las barreras reactivas permeables se instalan donde se ha identificado un flujo de aguas subterrneas contaminadas, para su depuracin. Las barreras reactivas permeables se construyen cavando una zanja larga y estrecha en el camino de las aguas subterrneas contaminadas. La zanja se llena de material reactivo capaz de eliminar las sustancias qumicas dainas (figura 13).

Figura 13.- Representacin esquemtica de una barrera reactiva permeable interceptando una pluma de contaminacin.




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Entre los materiales reactivos ms corrientes que pueden emplearse estn el hierro, la caliza y el carbono, activado o no. Los materiales reactivos se mezclan con arena para facilitar que el agua fluya a travs de la barrera, en lugar de alrededor de ella. En algunos sitios, la barrera es parte

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