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UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE COMPOSTELA PROGRAMA DE DOCTORADO EN MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES DEPARTAMENTO DE EDAFOLOGÍA Y QUÍMICA AGRÍCOLA “CONTRIBUCIÓN AL ESTUDIO DE LOS EQUILIBRIOS SUELO- AGUA EN LA MINA DE TOURO EN PROCESO DE REHABILITACIÓN DE SUELOS Y AGUAS”. AUTOR: DANA LÓPEZ CÓRDOVA SANTIAGO DE COMPOSTELA

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UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE

COMPOSTELA

PROGRAMA DE DOCTORADO EN MEDIO AMBIENTE Y

RECURSOS NATURALES

DEPARTAMENTO DE EDAFOLOGÍA Y QUÍMICA AGRÍCOLA

“CONTRIBUCIÓN AL ESTUDIO DE LOS EQUILIBRIOS SUELO-

AGUA EN LA MINA DE TOURO EN PROCESO DE

REHABILITACIÓN DE SUELOS Y AGUAS”.

AUTOR: DANA LÓPEZ CÓRDOVA

SANTIAGO DE COMPOSTELA

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UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE COMPOSTELA

FACULTAD DE BIOLOGÍA

DEPARTAMENTO DE EDAFOLOGÍA Y QUÍMICA

AGRÍCOLA

“CONTRIBUCIÓN AL ESTUDIO DE LOS EQUILIBRIOS

SUELO-AGUAS EN LA MINA DE TOURO EN PROCESO DE

REHABILITACIÓN DE SUELOS Y AGUAS”.

Presentado por: Dana López Córdova

Tutores: Felipe Macías Vázquez

José Ramón Verde Vilanova

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ÍNDICE

Pag.

1. INTRODUCCION 2. ANTECEDENTES 3.CARACTERIZACION DE LA MINA DE TOURO Y SUS EFECTOS SOBRE EL

MEDIO HIDRICO 4. PROCESOS CAUSANTES DE LA ACIDIFICACION DE LAS AGUAS DE LA MINA

DE TOURO 5. MATERIAL Y METODOS 5.1. ZONA DE MUESTREO 5.2. SELECCIÓN DE LAS MUESTRAS DE AGUAS Y SUELOS 6. RESULTADOS 6.1. AGUAS SUPERFICIALES 6.2. MUESTRAS DE SUELO 6.2.1. REACCION ACIDO – BASE 6.2.2. COMPONENTES BIOGENICOS 6.2.3. FORMAS DE AL Y Fe 6.2.4. CONTENIDOS DE ELEMENTOS BASICOS 6.2.5. CONTENIDO DE METALES PESADOS CON POTENCIAL TOXICO 6.3. DISOLUCION DE EQUILIBRIO Y AGUAS FLUVIALES 7. CONCLUSIONES 8. BIBLIOGRAFIA 9. ANEXOS

3 4

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7 8 8 8 13 13 17 19 25 26 27 28 29 36 38 42

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1. INTRODUCCIÓN

Las actividades mineras provocan generalmente grandes impactos ambientales, con

destrucción de los suelos naturales y creación de nuevos suelos (Tecnosoles) que suelen

presentar fuertes limitaciones físicas, químicas y biológicas que dificultan la reinstalación de

la vegetación. Las consecuencias negativas se reflejan fundamentalmente en una destrucción

de la estructura del suelo y una modificación de sus características texturales, frecuentemente

una disminución de la fracción arcilla a favor de fracciones más gruesas; una acidificación

asociada a los procesos de oxidación que favorece la movilización de especies químicas

tóxicas limitantes de la actividad biológica; la decapitación de los horizontes superficiales

biológicamente activos, lo que conlleva la ruptura de los ciclos biogeoquímicos y la dificultad

de enraizamiento; y una disminución de la capacidad de cambio y de la retención de agua en

el suelo como consecuencia de la escasez de materia orgánica y arcilla. Con frecuencia

aparecen carencias de elementos biogénicos (C, N, P, ...) y de formas biodisponibles de la

mayor parte de los elementos esenciales para la nutrición de las plantas (Macías, 1996). Por

ello, resulta muchas veces difícil lograr lo exigido por las legislaciones vigentes, que los

espacios afectados por actividades mineras se integren en su entorno natural y no causen

impactos o incrementos de riesgo a los suelos, aguas y biota de su entorno inmediato.

En los últimos años, la mina de Touro fue objeto de numerosos estudios sobre los

componentes y propiedades de suelos y aguas así como los efectos sobre el entorno

publicándose diferentes trabajos dirigidos por Calvo de Anta (Calvo de Anta et al., 1991, 92 y

94: Pérez Otero y Calvo de Anta, 1992) acompañados de diferentes actuaciones realizadas en

el propio espacio minero que, a corto plazo, pretendían eliminar o mitigar de manera

significativa los principales factores que inducen la degradación de los suelos y las aguas de

salida de la mina, así como los impactos causados en el río Ulla, garantizando, a mediano y

largo plazo, la persistencia de unas condiciones del medio adecuadas para el

desenvolvimiento de la actividad biótica propia de estos medios. (Pérez Otero y Calvo de

Anta, 2001)

Tras algunas actuaciones de adición de cenizas de combustión de biomasa por parte de

técnicos de la empresa Norfor, realizados en los años 1998 al 2000, y pequeños ensayos con

diferentes materiales residuales (concha de mejillón, residuos de demolición, cenizas, ...),

realizados en el 2001 dentro de las actividades del XXII Congreso de la Ciencia del Suelo

(Calvo de Anta y Macías, 2001) la Xunta de Galicia solicitó la elaboración de un Plan de

recuperación de los ríos del entorno de la mina (Macías, Calvo de Anta y Carracedo, 2002)

que fue objeto de un estudio de Evaluación de Impacto Ambiental (Macías et al., 2003)

aprobada unánimemente por el Consello Galego de Medio Ambiente de la Xunta de Galicia

en el mismo año.

Derivado del Plan de recuperación de los ríos del entorno de la Mina Touro surge la idea de

realizar su recuperación mediante el uso de Tecnosoles derivados de residuos que cumplan de

forma optimizada con las funciones productivas y ambientales de los suelos (Macías et al.,

2007) siendo el primer estudio presentado sobre la aplicación en Touro de esta nueva

tecnología de gestión de residuos, recuperación de suelos y secuestro de carbono el trabajo

presentado por Macías-García (2006). La puesta en marcha de la empresa Tratamientos

Ecológicos del Noroeste (TEN) y la elaboración de las Instrucciones Técnicas para la

elaboración y uso de los Tecnosoles (DOGA 2005 y 2008) permitió iniciar la producción de

grandes cantidades de Tecnosoles derivados de residuos (cerca de 200.000 t en el 2010) que

fueron incorporados a las superficies en fase de recuperación. Estos suelos, hechos a medida,

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deberían cumplir las funciones ambientales y productivas de los suelos, teniendo como

principales propiedades a conseguir en los que se aplicaban en la mina Touro una o varias de

las siguientes propiedades:

- Elevada Capacidad de Neutralización de Ácidos (CNA) y alto poder tampón a

valores de pH superiores a 5,5.

- Alto poder reductor, o al menos, un elevado porcentaje de materia orgánica, con

presencia de formas recalcitrantes y lábiles dando, en conjunto, una elevada capacidad de

secuestro de carbono derivado de los residuos.

- Elevados niveles de formas disponibles de todos los elementos necesarios para el

desarrollo de las plantas y microorganismos, especialmente (N, P, S, K, Ca y Mg) procurando

que ninguno de ellos fuese limitante a corto y medio plazo. El incremento de la productividad

debe inducir un importante sumidero de carbono biogénico que, a su vez, derive en un

incremento o al menos mantenimiento del Carbono secuestrado en los Tecnosoles.

- Elevada capacidad de adsorción de sulfatos.

- Elevada capacidad de retención de agua.

Dentro de las múltiples formulaciones posibles, los Tecnosoles que cumplían con la mayor

parte de estas propiedades son Tecnosoles con propiedades similares a las de los Andosoles

(aluándicos y silándicos), pero con un elevado grado de saturación de bases para tratar de

neutralizar la fuerte acidez de los medios hiperácidos que se producían en las escombreras,

balsas de lodos y cortas de la mina ricas en sulfuros. Estos y otros Tecnosoles se extendieron

de forma muy diversa en proporción y composición en las diferentes superficies de la mina,

tanto sólos como combinados formando asociaciones de Tecnosoles de las que las dispuestas

en algunos humedales y barreras reactivas (Macías García et al., 2009) han contribuido

fuertemente a la modificación de las aguas, inicialmente hiperácidas, del sistema minero,

pero, obviamente, también han evolucionado disminuyendo su CNA. Para conocer de forma

más precisa la influencia de estos Tecnosoles se ha realizado un muestreo de suelos y aguas

en la zona con el objetivo de estudiar las relaciones Suelo (Tecnosol)-agua existente en la

actualidad. En este contexto, se plantea el presente trabajo con el objetivo de contribuir al

estudio y conocimiento por medio de parámetros físicos-químicos que ayuden a la

interpretación de la situación actual de los equilibrios suelo-agua de una zona tratada, en

proceso de rehabilitación de suelos y aguas como lo es la Corta de Bama en la mina de Touro.

2. ANTECEDENTES

Desde hace unos 30 años se ha seguido la evolución de las aguas de salida de la mina Touro,

al tiempo que se adquiría mayor experiencia en la rehabilitación de espacios degradados por

sulfuros en diferentes zonas afectadas por este problema de la Península Ibérica.

Durante los años 1979-1985, diferentes investigadores de la empresa Río Tinto y de la USC

observaron que en las zonas de salida de las aguas de mina los cursos de agua eran

fuertemente afectados, despareciendo los salmónidos, anfibios y la mayor parte de los

insectos acuáticos. En el Portapego los valores mínimos de pH en el año 1979 (eran muchas

veces inferiores a 3,5) y las elevadas concentraciones de Fe, Al y Mn existentes indicaban

claramente la presencia de procesos acidificantes, reduciendo la calidad de las aguas y

eliminando casi totalmente la vida acuática.

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A partir de 1986 se dispone con mayor número de parámetros analizados realizados por

investigadores de la USC. Los primeros análisis de aguas del entorno de la mina se realizaron

en 1986 por el equipo del Departamento de Química-Física de la Universidad de Santiago,

dirigido por el Profesor Antelo Cortizas, dentro de un estudio genérico de las cuencas de los

ríos Tambre y Ulla titulado “Parámetros fisicoquímicos de las aguas de las cuencas del

Tambre y del Ulla “donde, se tomaron muestras de agua mensuales en algunos tramos de los

ríos Goritas (Pucheiras) y Brandelos. Los principales resultados obtenidos ponían de

manifiesto la presencia de un proceso acidificante en ambos ríos. En 1997, por encargo de la

Excma. Diputación Provincial de La Coruña, el mismo equipo repitió los análisis en

diferentes puntos de muestreo de los ríos Anllóns, Xallas, Tambre y Ulla, encontrándose

valores más ácidos en los dos ríos, y además, la existencia de episodios con valores de pH

anormalmente ácidos en el río Ulla en los puntos de muestreo de Ponte Ledesma y Ponte Ulla,

es decir varios km después de la confluencia.

Tras el cierre de la mina, en 1988; la Axencia de Calidade Ambiental de la Consellería de

Ordenación do Territorio encargó a la Drª Calvo de Anta la realización del primer estudio de

caracterización de la mina de Touro y sus efectos. Este estudio, finalizado en 1990, representó

el primer informe aclaratorio de las causas de la fuerte acidificación de los cursos fluviales del

entorno de la mina de Touro. Uno de los primeros trabajos publicados (Calvo de Anta et al.,

1991) permitía determinar la influencia de la mina sobre las aguas de los ríos del entorno, al

recoger muestras situadas antes de la zona minera y muestras en diferentes lugares del curso

tras la afección, así como aguas retenidas en las cortas inundadas en el interior de la mina. Los

resultados confirmaron la existencia de un fuerte proceso de acidificación con aparición de

aguas hiperácidas de pH < 3.5, un importante aumento de la conductividad eléctrica a valores

de 10 a 20 veces superiores a los normales en la zona, una elevadísima concentración de

sulfatos con valores que superaban los límites de aguas con destino a potabilización y un

fuerte incremento en el contenido de Al y metales pesados superando, en el primer caso, los

límites exigidos para la supervivencia de los peces y la mayor parte de los organismos

acuáticos y, en el segundo, superando ligeramente los límites de potabilidad, incluso después

de ser filtradas por 0.45 micras. La tesis de Ángel Pérez Otero (1992), dirigida por Calvo de

Anta, caracterizó la variabilidad de composición y propiedades de los suelos de mina y sus

efectos sobre la composición de las aguas superficiales y subterráneas, tanto interiores como

exteriores a la mina. Estudios posteriores (Pérez Otero y Calvo de Anta, 1994) demostraron

que las aguas ácidas de mina con pH del orden de 3.0 afectaban incluso a los suelos naturales

con los que entraban en contacto, de modo que la disolución extraída de los suelos del entorno

a las minas reflejaba una fuerte influencia de las aguas más fuertemente contaminadas. Tanto

en suelos como en los cauces de los arroyos contaminados se reconocía la presencia de

diferentes minerales relacionados con los procesos de oxidación de sulfuros, con presencia de

sulfatos de Al, Fe, Mg, Ca,.. en forma de precipitados o de evaporitas más o menos

temporales. También se identificaba la presencia de oxihidróxidos de Fe y de hidróxidos de

Al sobre todo en los puntos de confluencia entre aguas limpias y fuertemente contaminadas en

los que se producían cambios de pH.

Al mismo tiempo, en la mina de lignitos de As Pontes ya se habían iniciado en 1982 los

estudios para la recuperación de la escombrera y tras los primeros fracasos de las actuaciones

de encalado convencional se había llegado a la conclusión de que la composición de los

productos que se incorporaban en las capas superficiales de la escombrera eran decisivas para

la recuperación y que era necesario incrementar el conocimiento de los procesos de oxidación

de pirita en cada matriz para lograr una mejor planificación de las medidas de control del

impacto ambiental en suelos, aguas y organismos, así como de los procedimientos más

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adecuados para la recuperación de escombreras y «suelos de mina» (Urrutia et al., 1987).

Mientras estos estudios se desarrollaban la mejora de las actuaciones y el mayor éxito de la

recuperación sólo podía venir de la incorporación en superficie de los materiales con menor

potencial de acidificación neta (Gil et al., 1990), lo que estaba relacionado con su contenido

de azufre en forma de sulfuros, con la capacidad de neutralización de ácidos y, por supuesto,

con la relación entre las cinéticas de oxidación y las de hidrólisis de los minerales que

producen una liberación de álcalis capaz de neutralizar, o al menos mitigar, el proceso de

acidifcación. Esto obliga en los casos en que los suelos de mina tienen contenidos elevados de

sulfuros a la utilización de aportes de materiales alóctonos con la composición y propiedades

adecuadas, destacando su capacidad de neutralización de ácidos, una elevada capacidad

tampón a valores de pH superiores a 5,5 y una alta capacidad de fijación de sulfatos. Los

trabajos de recuperación en la mina de As Pontes (Urrutia et al., 1991, 1992; Monterroso,

1992, 1993, 1994, 1998,...; ) y los realizados dentro de diferentes proyectos de determinación

de las Cargas Críticas de Acidez (Macías, 1994; Merino et al., 1998; Camps et al.,1999; ..)

sentaron las bases para nuevos trabajos en la minería de la "Faja pirítica ibérica" , iniciándose

en 1995 ensayos de recuperación de suelos de las minas del Castillo, Poderosa, etc., recogidos

posteriormente en Saiz et al., 2008. Estos y otros trabajos sirvieron de base para la

elaboración del Plan de recuperación de los suelos afectados por el accidente de la mina de

Aznalcóllar (Macías y Calvo de Anta, 1998).

3. CARACTERIZACIÓN DE LA MINA DE TOURO Y SUS EFECTOS SOBRE EL

MEDIO HÍDRICO

El Pan de recuperación de los ríos del entorno de la mina de Touro es fruto de los trabajos

anteriores y del estudio específico que se llevó a cabo para establecer las principales líneas de

actuación. El yacimiento de Touro se caracteriza por la presencia de mineralizaciones masivas

de pirita, pirrotina y calcopirita, incluidas dentro de anfibolitas y anfibolitas granatíferas.

(Badham y Williams, 1983; IGME,). Fue explotado por la empresa “Río Tinto S.A.” en el

período 1974-1988, calculándose su cubicación inicial en más de 25 millones de toneladas,

con una ley de cobre que oscila alrededor del 0,63% (IGME, 1982). La producción de

concentrados de Cu entre 1977 y 1985 fue del orden de las 40.000 t, pero los años 1986 y

1987 la producción descendió considerablemente, (Consellería de Industria, 1991), lo que

junto al descenso del Cu, propició el cierre y abandono.

Tras la fase de explotación y el posterior cierre de la mina quedaron abandonadas las cortas, y

como consecuencia de las labores de explotación de cobre, sobre los suelos originales durante

14 años, se ha formado una superficie fuertemente heterogénea, de unas 600 ha, con dos

zonas de actuación principal, Bama y Arinteiro, unidas por una carretera de unos 1.300 m. En

éstas zonas se exponen a la intemperie apilamientos de escombros de estériles, zonas de corta,

de labores y de infraestructuras, expuesta a la acción del aire y el agua, lo cual facilita su

oxidación y el transporte de los productos generados (SO4=, H+,..) hacia cauces fluviales y

capas superficiales en una amplia zona de influencia.

En estas zonas existen grandes desniveles de taludes de excavación vertical de unos 11 m de

altura dispuestos de forma escalonada, cavidades de profundidad variable, algunas de ellas

rellenas con agua de lluvia y de las escorrentías superficiales, acopios de escombros de

estériles, más o menos compactados, rematados en algunos casos en plataformas superiores

horizontales, pero con taludes laterales de pendientes acusadas. También existe una

voluminosa balsa de decantación de los lodos de flotación (unas 80 ha) colmatada y

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parcialmente restaurada por Río Tinto antes del abandono de la mina. Estos materiales son

ricos en sulfuros de hierro y constituyen una fuente incesante de aguas ácidas por lo que desde

que se inició la explotación se produjeron salidas de aguas ácidas procedentes de la mina que

afectaron algunos arroyos, tributarios del río Ulla.

Las escombreras son, potencialmente contaminantes debido a numerosos factores entre los

que destaca la presencia de los sulfuros. El contenido de otros elementos potencialmente

tóxicos es bajo, especialmente en lo que se refiere a elementos como As, Cd, Pb o Zn que

suelen presentar problemas de contaminación importantes en otras minas de sulfuros. Sólo el

Cu presenta valores elevados. Análisis realizados en 1991 (C.S.I.C., 1991) y 1996

(E.P.T.I.S.A., 1996) demostraron contenidos de cobre entre 300 y 700 mg kg-1 en muestras

completas de las escombreras y 700- 1200 mg kg-1 en la fracción fina (diámetro de partícula

< 50μm), que constituye entre el 3-6% del conjunto. Asimismo Pérez y Calvo de Anta (1992)

encontraron que los horizontes superficiales de muchos suelos en la vecindad de la mina de

Touro tenían niveles de Cu que excedían 100 mg kg-1.

4. PROCESOS CAUSANTES DE LA ACIDIFICACIÓN DE LAS AGUAS DE LA

MINA TOURO

La acidificación de las aguas superficiales que son afectadas por la mina de Touro se produce

como consecuencia de los cambios morfológicos que se han realizado por las actividades

mineras que han puesto en superficie materiales ricos en sulfuros fácilmente oxidables en

ambiente húmedo. Es la interacción de los cambios producidos en la morfología del terreno,

denudando los suelos y formando depósitos de materiales excavados, lo que facilita los

cambios químicos que generan la liberación de protones e iones sulfato que caracterizan a las

aguas ácidas de mina que, posteriormente, son eliminadas a través de los cursos fluviales del

entorno minero (Macías y Calvo, 2002).

En la mina Touro se han producido y se producen procesos de oxidación por diferentes tipos

de mecanismos en distintos sistemas y microsistemas dando como resultado la aparición de

aguas ácidas de mina caracterizadas por su hiperacidez (pH< 3,5), hiperoxidación (Eh> 600

mvol.), elevada conductividad eléctrica, altas concentraciones de sulfatos, calcio, aluminio,

…, con formación de aguas transparentes de fondos rojizos o amarillentos, debidos a la

formación de compuestos de Fe en los cursos más afectados (pH < 3.0), y de aguas lechosas,

con precipitados blanquecinos de compuestos de Al cuando el pH se acerca a 5,0. En ambos

casos, peces, anfibios e insectos eran completamente eliminados. Esta situación se produjo ya

durante la fase de explotación, con aguas de pH inferior a 4,0 en el período de 1980-86 con

aguas muy ácidas en el arroyo de las Goritas y algo menos ácidas en el de Brandelos y, sobre

todo en el Portapego por el efecto neutralizante de las aguas del proceso de flotación de la

calcopirita que se realiza con valores de pH en torno a 9,0.

Desde el cierre de la mina la situación de la oxidación se aceleró originando aguas hiperácidas

(pH 2-3) e hiperoxidantes (> 600 mvol), de alta conductividad eléctrica (>10 veces la normal

en los ríos no afectados de la zona) en las que sólo pueden desarrollarse microorganismos

extremófilos y algas acidófilas que, a medida que se cargan de metales, precipitan junto con

diferentes compuestos de Fe englobando necromasa de algas, y colonias bacterianas formando

costras ferruginosas características.

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En estas condiciones los procesos de restauración del área de mina, previas a la revegetación

y restauración final, han de pasar por un proceso de recuperación del suelo con métodos

eficientes a largo plazo.

Como consecuencia de lo anterior las superficies que se pueden apreciar son ligeramente

diferentes: en la corta encontramos la roca viva debido al corte y en la escombrera tenemos

material suelto como piedra, arcilla, arena, todo expuesto a la acción del aire y el agua de

lluvia, situación que trae como consecuencia uno de los principales problemas de las minas; la

oxidación de los sulfuros presentes en los materiales y la liberación de acidez al entorno.

5. MATERIALES Y MÉTODOS

5.1. ZONA DE MUESTREO

El área de estudio se localiza en la mina de Touro (420 52’ 34’’ N, 8

0 20’ 40’’ W), provincia

de La Coruña. La mina de Touro, se enmarca sobre la formación geológica de esquistos de

Órdenes del Precámbrico perteneciente a la zona de Galicia tras “Os Montes”, dominio del

Complejo de Órdenes.

Los muestreos se realizaron en el entorno de la corta de Bama zona sometida a procesos de

recuperación de aguas y suelos.

5.2. SELECCIÓN DE LAS MUESTRAS DE AGUAS Y SUELOS

Para el estudio se han muestreado 12 aguas superficiales en los arroyos del entorno de la

mina de Touro, Brandelos, Pucheiras y Lañas, según se indica en la foto 2. Dado que la zona

de estudio principal es la corta de Bama, se ha muestreado con mayor intensidad la cuenca del

Brandelos, procurando disponer de datos de antes del efecto de la mina y de otros que reflejen

su impacto actual.

Muestreos llevados a cabo entre los meses de junio – Julio, durante el año 2011. Así mismo,

se analizaron en las mismas fechas las muestras extraídas de 25 horizontes superficiales de

suelos próximos a los cauces de agua.

La toma de muestras de suelos fue realizada mediante sonda de 20 cm de longitud.

Tabla1. Localización de los lugares de muestreo de aguas, las coordenadas están dentro del

Huso 29 y la Zona T.

Muestra Coordenada X Coordenada Y

TA1 558709 4745175

TA2 560223 4742478

TA 3 554251 4740873

TA 4 552610 4749738

TA 5 552444 4750198

TA 6 552321 4748882

TA 7 552201 4745707

TA 8 553158 4749154

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Muestra Coordenada X Coordenada Y

TA 9 554555 4746711

TA 10 553896 4746354

TA 11 551599 4745052

TA 12 551866 4744110

Tabla 2. Localización de los lugares de muestreo de suelos; las coordenadas están dentro del

Huso 29 y Zona T

Muestra Suelos Coordenada X Coordenada Y

TS1 553499 4747440

TS2 553400 4747554

TS3 553496 4747925

TS4 553295 4747518

TS5 553341 4747816

TS6 553334 4747847

TS7 553202 4747855

TS8 553193 4747896

TS9 552978 4747347

TS10 552839 4748308

TS11 552777 4748288

TS12 552919 4748379

TS13 552889 4748465

TS14 552874 4747847

TS15 552797 4747967

TS16 552905 4747669

TS17 552921 4747545

TS18 552992 4747997

TS19 552694 4748341

TS20 552599 4747797

TS21 552558 4747787

TS22 552434 4747449

TS23 552493 4747469

TS24 552612 4747342

TS25 552662 4747172

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Foto 1. Mapa de Localización del área en estudio, en la Mina de Touro

Foto 2. Mapa de Localización de los puntos de muestreo de aguas

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Foto 3. Mapa de Localización de los puntos de muestreos de suelos.

Para el estudio llevado a cabo en la mina Touro, Se midieron directamente tanto el pH de las

mismas como el potencial redox (Eh) y la conductividad eléctrica (C.E.). Posteriormente, las

muestras fueron tamizadas (tamiz de 2 mm) y filtradas para analizar los diferentes elementos

de interés como Ca, Mg, Na, SO4-2, etc. empleando diversas técnicas tal como se indica en

las tablas 3 y 4.

pH.- Es un claro indicativo del estado ácido-base de las aguas. Señala los puntos desde que se

inician los procesos de eliminación de diferentes comunidades bióticas como los salmónidos y

efémeras (5,5-5,6), ciprínidos (4,5-4,6), ranas (4,0) e insectos acuáticos (3,5); así como el

inicio de los cambios bruscos de solubilidad o precipitación de Al (4,5) y Fe (3,5) que, a su

vez tienen un importante reflejo en la solubilidad y adsorción de metales pesados y sulfatos.

Eh.- Indica el estado de oxidación-reducción de los sistemas. En condiciones hiperácidas el

medio suele ser, al mismo tiempo, hiperoxidante (Eh<550 mvol.) lo que implica que hay un

déficit de reductores (especialmente materia orgánica) en el sistema de procedencia de las

soluciones acuosas.

CE.- La conductividad eléctrica nos indica la fuerza iónica de la disolución que, a su vez, está

relacionada con la actividad de los iones presentes en la disolución. Los iones más abundantes

en los medios afectados por las actividades mineras son los sulfatos seguido de los cationes

básicos (Ca, Mg) o ácidos (Al, Fe, H+) que los neutralizan. Cuanto más elevada es, indica un

mayor grado de contaminación, si bien en algunas zonas con abundancia de vertidos de

mejillón puede estar relacionada con la salida de iones propios del agua de mar llevados por

estos materiales, deben producir modificaciones menores y temporales por el escaso tiempo

de persistencia en los medios terrestres de los iones Cl- o Na+.

Concentración de Al disuelto.- Es muy importante por el temible efecto tóxico para los

organismos acuáticos del ión Al+3, y de las formas iónicas monoméricas o poliméricas de

Aluminio hidroxilado o sulfatado que se forman cuando aguas ácidas de mina entran en

contacto con arroyos limpios, provocando una elevación brusca do pH que da lugar a la

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formación y precipitación de los polímeros de Al. Cifras superiores a 1 ppm son ya muy

tóxicas para muchos organismos acuáticos o para las raíces de las plantas, se bien en este caso

hay una mayor relación con la relación Al/Ca+Mg.

Concentración de Sulfatos.-Es un claro indicativo de la intensidad de la afección producida

por los procesos de oxidación de sulfuros pero también responde a los procesos de

precipitación de sulfatos y su adsorción sobre los oxihidróxidos de Fe y Al secundarios.

Concentración de Cu disuelto.- Es un elemento metálico de mayor abundancia después de

Fe, Al y Mn. Por su carácter tóxico a concentraciones elevadas es relevante y sus

concentraciones en la fase disuelta están relacionadas con el pH y a intensidades de los

procesos de adsorción sobre los precipitados secundarios de Fe, Al y, en menor medida, Mn.

Indica la movilidad metálica existente en el sistema y, por tanto, el mayor o menor grado de

recuperación ambiental junto con los parámetros anteriores.

El pH fue cuantificado en H2O y en una disolución de KCl 0.1 M, en el análisis elemental los

contenidos de C total, H y N fueron determinados utilizando un analizador LECO carbón

analiser (Model CHNS-932, LECO Corp., St. Joseph, MI). El Carbono extraído mediante

pirofosfato sódico fue determinado mediante un analizador TOC-5000. Se ha realizado en

cada una de las muestras extracciones selectivas de Fe y Al utilizando disoluciones de oxalato

amónico (Blakemore, 1978) y pirofosfato sódico (Bascomb, 1968). Se ha determinado Si,

tanto en el extracto de oxalato como en el de NaOH. Los cationes fueron determinados

mediante espectrofotometría de absorción atómica (Perkin Elmer 2380, Norwalk, CT).

Se determinó fósforo asimilable (Olsen et al., 1954). Se realizan análisis del contenido total

de Fe, Al, Mn, Zn, Cu, Cr, Co, Pb y Cd (digestión ácida con microondas y valoración por

espectrofotometría de absorción atómica).

Tabla3. Métodos de Laboratorio para la determinación de los diferentes parámetros físico-químicos.

Parámetro Técnica Equipo

pH Determinación Directa CRISON micro pH 2000

CE Determinación directa Conductividad CRISON, modelo GLP 31

Eh Determinación Directa Electrodo HANNA H 9025

PO4 -3

Espectrofotometría UV-VIS CECIL CE 2021/2000 SERIES

NO2 -

Espectrofotometría UV-VIS CECIL CE 2021/ 2000 SERIES

NH4 +

Espectrofotometría UV-VIS CECIL CE 2021/ 2000 SERIES

F- Electrodo de ión selectivo METHROM 692 pH/ION METER

SO4-2

Cromatrografía Cromatógrafo DIONNEX SERIES 4500i

NO3-

Cromatrografía Cromatógrafo DIONNEX SERIES 4500i

Cl- Cromatrografía Cromatógrafo DIONNEX SERIES 4500i

Ca Espectroscopía de Absorción

Atómica de Llama

Espectrofotómetro de Absorción Atómica

PERKIN ELMER, modelo 1100B

K Espectroscopía de Absorción

Atómica de Llama

Espectrofotómetro de Absorción Atómica

PERKIN ELMER, modelo 1100B

Mg Espectroscopía de Absorción

Atómica de Llama

Espectrofotómetro de Absorción Atómica

PERKIN ELMER, modelo 1100B

Na Espectroscopía de Absorción

Atómica de Llama

Espectrofotómetro de Absorción Atómica

PERKIN ELMER, modelo 1100B

Page 14: Trabaj Doct.

13

Parámetro Técnica Equipo

Si Espectroscopía de Absorción

Atómica de Llama

Espectrofotómetro de Absorción Atómica

PERKIN ELMER, modelo 1100B

Tabla 4. Métodos de Laboratorio para la determinación de los metales en las aguas

Parámetro Técnica Equipo

Al Espectroscopía de absorción

Atómica de Llama

Espetrofotómetro de Absorción Atómica

PERKIN, modelo 1100B

As Espectroscopía de absorción

en cámara de Grafito

Cámara de Grafito modelo 4110ZL PERKIN

ELMER, con mostreador automático AS-72

Co Espectroscopía de absorción

Atómica de Llama

Espetrofotómetro de Absorción Atómica

PERKIN ELMER, modelo 1100B

Cr Espectroscopía de absorción

Atómica de Llama

Espetrofotómetro de Absorción Atómica

PERKIN ELMER , modelo 1100B

Cu Espectroscopía de absorción

Atómica de Llama

Espetrofotómetro de Absorción Atómica

PERKIN ELMER , modelo 1100B

Fe Espectroscopía de absorción

Atómica de Llama

Espetrofotómetro de Absorción Atómica

PERKIN ELMER , modelo 1100B

Mn Espectroscopía de absorción

Atómica de Llama

Espetrofotómetro de Absorción Atómica

PERKIN ELMER , modelo 1100B

Ni Cromatrografía Cromatógrafo DIONEX SERIES 4500i

Pb Espectroscopía de absorción

Atómica de Llama

Espetrofotómetro de Absorción Atómica

PERKIN ELMER , modelo 1100B

Zn Espectroscopía de absorción

Atómica de Llama

Espetrofotómetro de Absorción Atómica

PERKIN ELMER , modelo 1100B

6. RESULTADOS

6.1. AGUAS SUPERFICIALES

Se han muestreado 12 aguas (Figura 1) superficiales en los arroyos del entorno de la mina de

Touro, Brandelos, Pucheiras y Lañas, según se indica en la foto 2. Dado que la zona de

estudio principal es la corta de Bama, se ha muestreado con mayor intensidad la cuenca del

Brandelos, procurando disponer de datos de antes del efecto de la mina y de otros que reflejen

su impacto actual.

La acidificación de las aguas, llegando a valores hiperácidos (pH < 3,5), era la consecuencia

observada de las actuaciones mineras en todas las cuencas que recogían aguas del entorno de

la mina (Tabla 5). Actualmente las muestras recogidas presentan valores de 3,99 a 7,59,

poniendo de manifiesto una importante recuperación de sus condiciones ácido-base. Sólo los

puntos de muestreo TA9 y TA10, correspondientes a la cuenca del Pucheiras tras su contacto

con el Felisa y el TA1 del río Lañas después de recibir al Portapego, presentan valores

inferiores a 5,0 ácidos, pero ya no hiperácidos como los que se producían antes del inicio de

las tareas de recuperación con Tecnosoles. Incluso en el río Brandelos, los valores de pH

anteriores al contacto con la mina oscilan entre 7,0 y 7,6., descendiendo muy poco (6,8 a 6,9)

tras recibir las aguas de la corta de Bama e incluso el río Pucheiras (el que conserva mayor

acidez actualmente).

.

Page 15: Trabaj Doct.

14

Figura 1.- Mapa de ubicación de

las muestras de aguas clasificadas

en función de los valores de pH

hallados.

Page 16: Trabaj Doct.

15

Tabla5. Parámetros físicos-químicos de las aguas muestreadas en el entorno de la Corta de

Bama en la Mina de Touro.

Laboratorio Campo

Aguas pH C.E. Eh pH Eh PO4 NO2 NH4 Cl NO3 SO4 F

μs/cm mV mV mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L

TA1 4,9 209 600,3 5,53 601,7 0,07 <0,05 0,21 11,18 9,63 65,27 0,197

TA2 6,14 167 575,4 6,07 423,2 <0,05 <0,05 0,25 11,40 10,23 42,40 0,088

TA3 7,17 226 545,7 6,24 514,3 <0,05 <0,05 0,11 12,06 12,08 61,29 0,084

TA4 7,5 99 504,3 6,7 401,3 0,37 0,180 1,56 10,68 4,96 3,95 0,056

TA5 7,59 86 519 7,01 525,1 <0,05 <0,05 0,10 10,85 4,52 2,66 0,043

TA6 6,99 89,6 519,8 6,96 580,7 0,26 0,190 0,49 10,36 6,16 3,07 0,049

TA7 6,93 240 543 6,99 551,4 <0,05 <0,05 0,18 12,37 8,88 70,55 0,060

TA8 7,16 70,7 525,1 7,32 458,4 <0,05 <0,05 0,04 7,09 1,01 8,21 0,039

TA9 4,47 960 623 4,89 617,1 <0,05 <0,05 0,34 18,27 10,06 590,19 0,038

TA10 3,99 966 683 4,16 688 1,14 <0,05 0,59 18,14 9,20 642,02 0,276

TA11 6,83 200 586,2 5,91 549,1 <0,05 <0,05 0,02 11,93 10,23 81,51 0,066

TA12 6,34 300 578 5,89 545,6 <0,05 <0,05 0,08 12,33 10,22 115,71 0,078

El efecto de mejora también interesa al río Ulla, pues Brandelos y Lañas llegan a su contacto

con valores de 6,1 y 7,2 respectivamente, pudiendo en estas condiciones cumplir con todos los

requisitos para la cría de peces, aguas para baño, riego o potabilización y sin que exista

ninguna afección de acidificación sobre el cauce del Ulla en estas condiciones.

Las aguas del Pucheiras, con valores de campo 4,2 y 4,9 (4,0 y 4,5 en laboratorio) son las más

ácidas de las muestreadas, por lo que en una primera aproximación puede concluirse que la

acidificación de los ríos del entorno ha sido controlada en el río Brandelos y Lañas y mitigada

fuertemente en el Pucheiras, cumpliendo así, casi totalmente, uno de los objetivos del Plan de

recuperación presentado por Macías et al., (2002). Sólo en las cabeceras del arroyo de Felisa,

Rego das Rozas y Portapego, siguen apareciendo aguas ácidas, pero la mayor parte de las

cuencas ha recuperado las condiciones adecuadas para la vida acuática.

Además, de la acidez, los ríos del entorno de la mina Touro se caracterizaban por una

anomalía de sus parámetros físico-químicos, en especial la conductividad eléctrica, el

potencial redox y las concentraciones y actividades de diferentes cationes y aniones.

Actualmente, la mayor parte de estas anomalías han sido corregidas o mitigadas. Así, la CE

oscila entre 71 y 966 µS cm-1

, con una amplia diversidad, pero con los valores más elevados

asociados al arroyo de mayor acidez (Pucheiras), de modo que hay una clara relación de pH

alto (<6,0) y baja conductividad eléctrica (similar a la de los ríos no contaminados de Galicia)

y pH bajo (<5.0) y anomalía de exceso de la conductividad eléctrica. En cualquier caso, los

datos demuestran que se ha producido un importante descenso de la fuerza iónica del agua,

que siempre era superior a 2000 µS cm-1

en los cursos afectados por la mina antes de la

incorporación de los Tecnsooles, especialmente en la zona de Bama.

Los cambios en el Eh son menos significativos. Las condiciones iniciales de los cursos

afectados eran de aguas hiperoxidantes (>600 mvol), alcanzándose en algunas ocasiones

valores de hasta 900 mvol. Actualmente los valores del Eh oscilan entre 504 y 683 mvol. De

nuevo con los valores más altos asociados a las aguas ácidas con pH < 5,0. Puede concluirse

por tanto que hay un descenso neto del Eh, pero que siguen encontrándose situaciones con

aguas hiperoxidantes y que en todos los casos los valores del potencial redox siguen siendo

Page 17: Trabaj Doct.

16

algo más elevados de lo normal en los ríos de Galicia (300-400 mvol), lo que refleja la

necesidad de una mayor incorporación de componentes reductores o de crear zonas de aguas

estancadas, si bien esto es particularmente difícil de conseguir en las escombreras por su

excesiva permeabilidad y rápido drenaje. Sólo en zonas de corta, con la roca dura en

superficie o en zonas impermeabilizadas ex profeso será factible esta solución.

Los sulfatos son los aniones típicamente asociados a las aguas procedentes de las zonas de

alteración y oxidación de materiales con sulfuros. Actualmente los valores de concentración

de este anión oscilan entre 2,7 y 642 mg l-1

, pero realmente todos los valores, excepto los dos

correspondientes al río Pucheiras (los de pH más ácido) ya están por debajo de los 200 mg l-1

que exige la normativa de calidad de las aguas como límite de concentración. Esto demuestra

el importante papel que están jugando los Tecnosoles incorporados como precipitadores y

fijadores de sulfatos. En cualquier caso, el efecto de la mina sigue siendo aparente, incluso en

el río más recuperado. Así, en el Brandelos, se pasa de valores inferiores a 10 mg l-1

, antes de

la mina, a más de 70 mg l-1

, aguas abajo de la misma, poniendo de manifiesto la anomalía

producida, pero también que no hay ya un riesgo para la calidad de las aguas por un exceso de

este anión .

Otros aniones (Cl-, F-, NO2-,..) ya presentan valores normales para los ríos de Galicia y sólo

el nitrato y, el fosfato, presentan alguna anomalía si bien siempre dentro de valores tolerados

por los umbrales de calidad de aguas establecidos legislativamente. En el caso de los nitratos

aparecen valores muy inferiores a los 50 mg l-1

establecido como máximo tolerado para aguas

potabilizables pero algo más altos de lo usual en ríos no o escasamente afectados por procesos

antrópicos. Estas anomalías están relacionadas con el entorno de la mina. Así, en el río

Brandelos la concentración de nitratos es inferior a 5 mg l-1

en la parte alta del mismo, antes

del contacto con la zona minera, y pasa s valores de 10 a 12, aguas abajo con independencia

del pH de las aguas. Valores similares aparecen en el Pucheiras y en el Lañas. Esto puede

deberse a un exceso de eutrofización nitrogenada causada por los Tecnosoles (eutrofización

que ha sido comprobada en algunos casos por la aparición y desarrollo excesivo de plantas

nitrófilas), pero también puede estar relacionado con una mayor incidencia en la zona del

entorno no minera de aportes de purines y fertilizantes nitrogenados a los prados y cultivos

forrajeros anexos a la mina. Sin embargo, el hecho de que la concentración sea muy similar en

los 3 ríos parece indicar que es una consecuencia de las actividades realizadas en la mina y, en

ese caso, también es necesario tener en cuenta que en un medio desprovisto de nitrógeno,

como es el caso en las superficies de mina, es necesario incentivar el desarrollo vegetativo

para que puedan estabilizarse las coberturas vegetales necesarias para la recuperación.

Además, valores de 10 a 12 mg l-1

no son actualmente preocupantes, pero son indicativos de

una anomalía que debe ser seguida y controlada.

Los valores de los restantes aniones son normales con la excepción de 3 datos de fosfato. Uno

de ellos, el más elevado (1,14 mg l-1

), se encuentra en el punto de mayor acidez del río

Pucheiras, por lo que puede ser explicado por la menor capacidad de secuestro de los

compuestos de Fe y Al a bajos valores de pH (<4,0). Los otros valores ligeramente anómalos

son los de las muestras T4 y T6, en el río Brandelos, pero fuera de la influencia de la mina y

claramente relacionados con la población de O Pino. En este caso los valores de

concentración son de 0,2 a 0,4 mg l-1

, que se consideran algo altos para los ríos de Galicia,

especialmente si se tiene en cuenta que se han observado inicios de eutrofización con

producción de explosiones de cianofíceas a valores del orden de 0,05 a 0,1 mg l-1

. Este último

valor, parece que debe considerarse como el máximo que deberían tener los ríos de Galicia

Page 18: Trabaj Doct.

17

para evitar este problema y, en este caso, la anomalía debe atribuirse a un impacto de origen

urbano.

Tabla 6. Composición química de las aguas muestreadas en el entorno de la Corta de Bama

en la Mina de Touro.

Al Ca Co Cr Cu Fe K Mg Mn Na Ni Pb Si Zn

Cod. Lab mg/L

TA1 <0,50 14.15 <0,05 <0,05 <0,05 0.33 0.72 6.00 0.47 6.22 <0,05 <0,25 6.77 <0,05

TA2 <0,50 11.17 <0,05 <0,05 <0,05 0.09 0.69 4.60 0.29 5.94 <0,05 <0,25 6.36 <0,05

TA3 <0,50 15.28 <0,05 <0,05 <0,05 0.08 0.73 7.80 0.78 7.28 <0,05 <0,25 6.92 <0,05

TA4 <0,50 3.30 <0,05 <0,05 <0,05 0.11 0.57 2.00 <0,05 6.07 <0,05 <0,25 6.84 <0,05

TA5 <0,50 2.94 <0,05 <0,05 <0,05 0.08 0.95 1.80 <0,05 5.25 <0,05 <0,25 6.85 <0,05

TA6 <0,50 3.32 <0,05 <0,05 <0,05 0.08 0.51 2.00 <0,05 5.73 <0,05 <0,25 7.07 <0,05

TA7 <0,50 15.72 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 0.64 9.00 0.69 6.98 <0,05 <0,25 6.94 0.05

TA8 <0,50 3.23 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 0.10 2.00 0.06 3.47 <0,05 <0,25 5.43 <0,05

TA9 5.27 92.80 0.17 <0,05 0.41 0.08 3.97 38.00 10.00 11.11 0.31 <0,25 8.15 0.42

TA10 5.64 89.00 0.21 <0,05 0.37 0.19 3.95 40.00 9.60 11.25 0.28 <0,25 9.26 0.36

TA12 <0,50 12.55 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 0.98 7.40 0.54 6.16 <0,05 <0,25 6.59 0.05

TA12 <0,50 22.19 <0,05 <0,05 0.05 <0,05 1.19 12.20 1.58 6.37 0.05 <0,25 6.97 0.06

Respecto a los cationes, cabe destacar la práctica eliminación de los riesgos asociados a la

presencia de Al, Fe, Mn y Cu que existían anteriormente. Sólo las muestras de mayor acidez

del Pucheiras siguen presentando un exceso de concentración de Al, con valores en torno a 5

mg l-1

que siendo excesivos para aguas de Galicia, son claramente inferiores a los encontrados

antes del inicio de las actividades de recuperación. Lo mismo podría decirse del Cu (0,4 mg l-

1) en el Pucheiras, Zn (0,4) y Mn (en torno a 10 mg l

-1), en el mismo río, lo que pone de

manifiesto que la intensidad de la recuperación con Tecnosoles ha sido claramente inferior en

la zona de este arroyo que en la zona de Bama que lleva sus aguas directamente al río

Brandelos.

La presencia y anomalías en los ríos más ácidos de Ca, Mg y K, con concentraciones más

altas en el Pucheiras, es la consecuencia lógica de la electroneutralidad que deben tener las

aguas más ricas en sulfatos y de mayor acidez, pero, en todo caso, se observa que las aguas

han mejorado sustancialmente en su reacción, conductividad eléctrica y concentración iónica

como consecuencia del conjunto de actividades de recuperación con Tecnosoles y con la

ayuda de la vegetación instalada y en desarrollo.

6.2. MUESTRAS DE SUELO

Se ha realizado un muestreo de suelos a diferentes profundidades según se indica en la

metodología y en la Tabla 2. Las muestras se localizan en la foto 3 y los resultados de la

determinación de color y de los análisis de las muestras sólidas tamizadas a 2 mm y secas al

aire aparecen en las Tablas 7 y 8 respectivamente.

Page 19: Trabaj Doct.

18

Para determinar el color de los suelos se utilizó la clave Munsell, determinación que se realizó

tanto en suelo seco como en suelo húmedo, obteniéndose los siguientes resultados para cada

muestra.

Tabla 7. Color de suelos en Seco y Húmedo, utilizando la clave Munsell

Muestras Suelos Color en Seco Color en Húmedo T1 0-20 cm 11-0874 7.5 YR 3/3 Pardo oscuro 7.5 YR 3/3 Pardo oscuro T1 20-40 cm 11-0875 7.5 YR ¾ Pardo oscuro 7.5 YR 3/4 Pardo oscuro T2 0-20 cm 11-0876 10YR 3/6 Pardo amarillento oscuro 7.5 YR 3/3 Pardo oscuro T2 20-40 cm 11-0877 7.5 YR ¾ Pardo oscuro 7.5 YR 3/2 Pardo oscuro T3 0-25 cm 11-0878 4/N Gris oscuro 3N Gris muy oscuro T3 25-45 cm 11-0879 5YR 3/2 Pardo rojizo oscuro 5YR 2.5/ 2 Pardo rojizo oscuro T3 45-65 cm 11-0880 5YR 4/3 Pardo rojizo 5YR 3/3 Pardo rojizo oscuro T4 0-30 cm 11-0881 5Y 5/1 Gris 5Y 3/1 gris muy oscuro T4 30-40 cm 11-0882 10 YR 4/4 Pardo amarillento oscuro 10 YR ¾ Pardo amarillento oscuro T5 0-40 cm 11-0883 5N Gris 3N Gris muy oscuro T5 40-50 cm 11-0884 10 YR 4/3 Pardo 10 YR ¾ Pardo amarillento oscuro T6 0-25 cm 11-0885 5N Gris 3N Gris muy oscuro T6 25-50 cm 11-0886 5/1 Gris 3N gris muy oscuro T6 50-70 cm 11-0887 2.5 Y 5/4 Pardo oliváceo claro 2.5 Y 4/3 Pardo oliváceo T7 0-15 cm 11-0888 10 YR 4/6 Pardo amarillento oscuro 10 YR 3/6 Pardo amarillento oscuro T8 0-25 cm 11-0889 7.5 YR 3/3 Pardo oscuro 7.5 YR 3/2 Pardo oscuro T9 0-25 cm 11-0890 7.5 YR 3/1 Gris muy oscuro 7.5 YR 3/1 Gris muy oscuro T9 25-50 cm 11-0891 3/N Gris muy oscuro 2.5 /N Negro T10 0-30 cm 11-0892 2.5 Y 4/1 Gris muy oscuro 2.5 Y 2.5/1 Negro T10 30-50 cm 11-0893 2.5 Y 5/1 Gris 2.5 Y 3/1 Gris muy oscuro T10 50-55 cm 11-0894 2.5 Y 5/4 Pardo oliváceo claro 10YR 4/3 Pardo T 11 0-45 cm 11-0895 5/N Gris 3N Gris muy oscuro T11 45-55 cm 11-0896 10 YR 5/6 Pardo amarillento 10 YR 5/8 Pardo amarillento T12 0 - 42 cm 11-0897 4/N Gris oscuro 3N Gris muy oscuro T12 42-62 cm 11-0898 3/N Gris muy oscuro 2.5/N Negro T12 62-70 cm 11-0899 3/N Gris muy oscuro 2.5/N Negro T13 0-20 cm 11-0900 7.5 3/3 Pardo oscuro 7.5 YR 3/2 Pardo oscuro T14 0-10 cm 11-0901 10 YR 5/6 Pardo amarillento 10 YR 5/4 Pardo amarillento T15 0-10 cm 11-0902 10 YR 5/6 Pardo amarillento 10 YR 5/4 Pardo amarillento T16 0-60 cm 11-0903 4/N Gris oscuro 3N Gris muy oscuro T16 60-75 cm 11-0904 2.5 Y 4/ 1 Gris oscuro 2.5 Y 3/1 Gris muy oscuro T17 0-30 cm 11-0905 2.5 Y 5/1 Gris 2.5 Y 3/1 Gris muy oscuro T18 0-30 cm 11-0906 4N Gris oscuro 2.5 /N Negro T18 30-35 cm 11-0907 10 YR 5/6 Pardo amarillento 10 YR 5/6 Pardo amarillento T19 0-20 cm 11-0908 03/01/11 Gris muy oscuro 2.5 /N Negro T19 20-30 cm 11-0909 10 YR 5/6 Pardo amarillento 10 YR 5/4 Pardo amarillento T20 0-35 cm 11-0910 4/N Gris oscuro 3N Gris muy oscuro T20 35-55 cm 11-0911 7.5 R 4/4 Pardo 7.5 YR 2.5/3Pardo muy oscuro T21 0-30 cm 11-0912 4N Gris oscuro 2.5/N Negro T21 30-60 cm 11-0913 4N Gris oscuro 2.5/N Negro T21 60-70 cm 11-0914 10 YR 5/2 Pardo grisáceo 10 YR 3/2 Pardo grisáceo muy oscuro T22 0-35 cm 11-0915 10 YR 4/1 gris oscuro 10YR 2/1 Negro T22 35-42 cm 11-0916 5/N Gris 2.5/N Negro T22 42-52 cm 11-0917 10 YR 4/4 Pardo amarillento oscuro 10YR 3/6 Pardo amarillento oscuro T23 0-20 cm 11-0918 5 Y 4/2 Gris 5Y 3/2 Gris oliváceo oscuro T24 0-50 cm 11-0919 5 Y 6/1 Gris 5Y 3/1 Gris muy oscuro

Page 20: Trabaj Doct.

19

Muestras Suelos Color en Seco Color en Húmedo T24 50-65 cm 11-0920 10 YR 5/6 Pardo amarillento 10YR 4/4 Pardo amarillento oscuro T25 0-25 cm 11-0921 5/N Gris 3/N Gris muy oscuro T25 25-50 cm 11-0922 2.5 Y 4/1Gris oscuro 2.5Y 3/1 Gris muy oscuro

Los colores encontrados en los materiales muestreados son consecuencia de la superposición

de dos tipos de materiales. En superficie, los Tecnosoles derivados de residuos, ricos en

materia orgánica, oscuros y con tonalidades negras a grisáceas, derivando hacia este último

color cuando el contenido en cenizas de combustión de biomasa es elevado.

En profundidad, pueden aparecer los colores típicos de la oxidación de sulfuros, con

formación de sulfatos e hidroxisulfatos de Fe (jarosita, schwemanita), oxihidróxidos de Fe

(ferrihidrita, goethita) que comunican a los suelos de mina no modificados tonalidades vivas,

con matices entre 5YR a 10,5YR y altos valores de intensidad (chroma de 6 a 8) y pureza

(value 5 a 7), que son modificados por los componentes solubilizados de los materiales

dispuestos en superficie.

De acuerdo con los datos obtenidos en las diferentes determinaciones analíticas pueden

realizarse interpretaciones del estado actual de los suelos respecto a sus principales

propiedades físico-químicas y a su efecto recuperador de acuerdo al Plan previsto.

6.2.1. Reacción Acido-Base.-

Los datos de pH en agua varían entre 4,5 y 8,5 en los horizontes superficiales y entre 4,6 y 8,6

en los subsuperficiales, mostrando una distribución aparentemente similar caracterizada por

una importante heterogeneidad de la reacción actual en agua. Son valores que van desde el

campo ácido (no hiperácido como eran la mayoría de los suelos superficiales de mina) a

suelos neutros o incluso alcalinos, superando en ciertos casos los valores que denotan la

presencia de un equilibrio con el CaCO3 (pH 8,2). Otros elementos más alcalinos como los

carbonatos de Mg, K o Na deben ser los responsables de estas situaciones de mayor

alcalinidad. Un estudio de la frecuencia con que se presentan los datos de diferentes intervalos

ácido-base se presenta en la fig. 2, donde se observa que realizando un análisis separado en

función de los colores (negro o gris, típicos de los Tecnosoles) y de las muestras

subsuperficiales que presentan tonalidades vivas (más relacionadas con los materiales de

escombrera) permite observar diferencias entre ellas. Las muestras superficiales y

subsuperficiales de coloración oscura presentan valores de pH en los intervalos de 5 a 9,0, con

los valores más frecuentes entre 8 y 9, seguidos de los del intervalo 7-8 y mucho menos

frecuentes los restantes. Estos datos de pH indican que la acidez puntual es escasa y

restringida a unas pocas muestras cuya localización espacial se presenta en la fig. 2, pudiendo

apreciarse que las zonas de mayor acidez corresponden con las escombreras interiores,

mientras que las más próximas al río Brandelos tienen valores claramente alcalinos. Este

efecto puede relacionarse con varias causas. Entre ellas:

- Una mayor intensificación de los aportes encalantes (Tecnosoles ricos en conchas de

mejillón y berberecho y Tecnosoles ricos en Cenizas y dreggs de lejías verdes) en las

zonas exteriores para mejorar más rápidamente la composición de las aguas que salen

de las escombreras al cauce exterior. Esta interpretación parece la más plausible.

- Una mayor acidez de los materiales que se han incorporado en las zonas interiores. Por

ejemplo, una mayor cantidad de nutrientes nitrogenados en forma reducida cuya

Page 21: Trabaj Doct.

20

oxidación incrementa la producción de protones y la lixiviación de los álcalis

presentes en los Tecnosoles.

- Una mayor acidez de las escombreras interiores.

a)

b)

c)

d)

Figura 2.- Diagramas de frecuencia de los valores de pH correspondientes a: a) pH H2O

cuantificados en horizontes superficiales; b) pH NaF cuantificados en horizontes superficiales; c) pH

H2O cuantificados en horizontes subsuperficiales; d) pH NaF cuantificados en horizontes

subsuperficiales. Para la determinación de las frecuencias en horizontes superficiales se han tenido en

cuenta solamente los horizontes más superficiales de todas las muestras de suelo tomadas, mientras

que, en la determinación de las frecuencias para horizontes subsuperficiales solamente se han

considerado los horizontes más profundos, y con una estrecha relación con el antiguo suelo de mina,

de las muestras TS3, TS4, TS5, TS6, TS11, TS18, TS19, TS22 y TS24.

En cualquier caso, los resultados demuestran que la situación de la reacción ácido-base de los

materiales actualmente expuestos en superficie es mucho más adecuada que la previamente

existente, teniendo además una importante reserva de alcalinidad que puede neutralizar la

acidez existente en los materiales de escombrera y de las cortas de Bama.

Significativos son también los datos encontrados para las muestras subsuperficiales que

presentan tonalidades relacionadas con los materiales de escombrera inicial. En este caso, el

intervalo más frecuente es 7-8, seguido del 6-7 y del 8-9, sin que aparezca ninguna muestra

ácida (Fig. 3). Este resultado pone de manifiesto algo esperado y es la influencia mejoradora

de las disoluciones que salen del material de Tecnosol al actuar sobre la parte superficial de

las escombreras, lo que venía observándose en campo por la progresiva colonización de la

parte superficial de las escombreras antiguas por las raíces de los eucaliptos. Obviamente, este

proceso no podría haberse producido si se hubiese mantenido el pH inicial de las escombreras

en su mayor parte inferior a 3,5.

Page 22: Trabaj Doct.

21

Figura 3.- Plano

de ubicación de

las muestras de

suelo clasificadas

en función de los

valores de pH

hallados.

Page 23: Trabaj Doct.

22

Los valores del pH en agua ponen de manifiesto que los materiales superficiales actuales ya

no son productores de acidez sino que disponen de una importante capacidad de

neutralización de ácidos, dado que los valores de pH más frecuentes son próximos a los pH

de abrasión de muchas rocas con la ventaja para la recuperación de las aguas de que en este

caso los materiales son sueltos y, por tanto, de mayor y rápida reactividad.

Tabla 8.- Relación de las principales propiedades físico-químicas de los suelos estudiados

pH C C org C piro N S P Olsen P Total C/N

Nombre H20 KCl ApH NaF % mg/kg %

T1 0-20 cm 4.52 4.11 0.41 11.65 9.60 8.13 3.04 0.60 0.14 7.57 1270 16.00

T1 20-40 cm 4.64 4.32 0.32 11.30 4.91 4.42 2.03 0.31 0.14 1.17 1064 15.68

T2 0-20 cm 4.87 4.09 0.78 11.42 9.27 8.15 2.99 0.38 0.12 15.04 754 24.15

T2 20-40 cm 4.88 4.16 0.72 11.15 6.09 5.95 2.27 0.28 0.05 80.84 733 21.43

T3 0-25 cm 8.34 7.65 0.69 10.91 8.64 3.84 0.66 0.02 0.29 120.61 5359 380.62

T3 25-45 cm 7.57 6.84 0.73 11.46 12.00 11.27 3.28 0.56 0.09 78.60 1043 21.34

T3 45-65 cm 6.95 5.91 1.04 11.30 5.11 4.65 2.03 0.25 0.14 88.20 878 20.40

T4 0-30 cm 8.11 7.60 0.51 11.06 13.60 5.92 0.45 0.11 0.64 201.65 5752 119.82

T4 30-40 cm 7.73 7.14 0.59 10.57 2.47 2.26 0.54 0.11 0.09 91.61 1332 21.67

T5 0-40 cm 8.22 7.78 0.44 11.23 15.40 6.02 0.30 0.18 1.35 128.07 5359 83.65

T5 40-50 cm 7.74 7.32 0.42 11.65 2.64 2.15 0.54 0.11 0.57 88.73 1002 23.32

T6 0-25 cm 8.06 7.67 0.39 10.83 10.30 5.84 0.72 0.19 0.35 131.27 5772 53.95

T6 25-50 cm 8.61 7.85 0.76 10.89 10.50 4.21 0.54 0.21 0.72 231.51 9490 50.38

T6 50-70 cm 6.46 6.33 0.13 9.79 2.14 2.03 0.48 0.12 0.08 31.79 1394 18.54

T7 0-15 cm 4.76 4.23 0.53 9.68 2.86 2.62 0.96 0.15 0.48 1.72 1250 18.50

T8 0-25 cm 4.78 4.23 0.55 9.76 8.69 8.07 2.99 0.54 0.23 1.18 1167 16.18

T9 0-25 cm 7.93 7.36 0.57 10.44 9.68 6.57 1.55 0.11 0.36 77.96 3108 85.82

T9 25-50 cm 8.10 7.86 0.24 11.15 13.50 7.60 0.24 0.07 2.79 268.84 6723 195.65

T10 0-30 cm 7.64 7.11 0.53 11.15 14.60 9.78 2.09 0.43 0.40 88.09 4471 34.05

T10 30-50 cm 8.05 7.59 0.46 10.63 13.40 7.10 1.07 0.31 1.02 89.05 5421 42.63

T10 50-55 cm 8.06 7.65 0.41 10.41 4.73 2.69 0.60 0.11 0.72 56.85 3294 41.14

T 11 0-45 cm 8.12 7.55 0.57 10.83 14.90 7.88 0.96 0.34 0.92 169.66 11679 44.29

T11 45-55 cm 7.97 7.45 0.52 9.80 0.89 0.70 0.42 0.14 0.17 22.51 1105 6.36

T12 0-12 cm 8.21 7.67 0.54 10.65 8.83 4.85 1.07 0.14 0.33 89.37 7239 62.36

T12 42-62 cm 8.55 7.93 0.62 10.81 17.80 10.00 0.24 0.24 0.10 119.54 4843 73.66

T12 62-70 cm 8.21 7.72 0.49 10.87 13.90 8.65 0.24 0.16 0.88 92.89 4802 89.21

T13 0-20 cm 5.32 4.30 1.02 11.61 10.70 9.86 4.00 0.45 1.13 0.86 1002 23.86

T14 0-10 cm 7.67 7.41 0.26 9.81 4.80 3.97 0.90 0.27 0.85 13.55 713 17.79

T15 0-10 cm 6.43 6.10 0.33 11.33 1.87 1.75 0.96 0.11 0.68 1.18 1766 17.78

T16 0-60 cm 7.98 7.47 0.51 10.52 9.61 4.72 0.59 0.29 0.30 101.00 5917 33.66

T16 60-75 cm 7.69 7.44 0.25 10.60 12.80 6.77 1.54 0.72 0.25 216.58 8767 17.80

T17 0-30 cm 7.62 7.16 0.46 10.34 14.60 8.53 1.96 0.93 0.32 326.42 14901 15.65

T18 0-30 cm 8.10 7.60 0.50 10.73 9.44 5.66 1.19 0.18 0.18 54.40 3377 53.87

T18 30-35 cm 7.74 7.17 0.57 9.51 1.08 0.94 0.59 0.05 0.41 15.90 1477 20.28

T19 0-20 cm 8.21 7.74 0.47 10.93 15.00 8.08 0.77 0.21 0.71 119.54 7074 71.94

T19 20-30 cm 7.77 7.12 0.65 9.77 1.19 1.07 0.18 0.06 0.07 7.05 836 19.50

T20 0-35 cm 8.45 8.03 0.42 10.76 8.10 4.14 0.53 0.09 0.24 74.66 3263 86.44

Page 24: Trabaj Doct.

23

pH C C org C piro N S P Olsen P Total C/N

Nombre H20 KCl ApH NaF % mg/kg %

T20 35-55 cm 7.65 7.11 0.54 11.10 4.49 3.70 2.07 0.20 0.05 2.68 785 22.39

T21 0-30 cm 8.06 7.67 0.39 10.68 9.55 4.99 1.24 0.06 0.23 73.49 4699 171.45

T21 30-60 cm 8.10 7.90 0.20 10.79 21.30 10.56 0.30 0.14 1.56 144.07 1310 154.68

T21 60-70 cm 8.39 7.38 1.01 10.69 4.10 3.72 1.24 0.14 0.39 27.52 5587 29.08

T22 0-35 cm 8.21 7.75 0.46 10.78 12.20 7.40 1.24 0.24 0.75 284.83 12588 50.56

T22 35-42 cm 7.88 7.69 0.19 10.83 15.50 8.49 0.65 0.30 2.64 209.12 7094 51.86

T22 42-52 cm 7.54 7.20 0.34 10.34 2.94 2.62 0.53 0.10 0.20 16.22 1064 29.28

T23 0-20 cm 7.58 7.46 0.12 11.43 14.00 10.18 1.18 1.17 0.97 75.40 8870 11.93

T24 0-50 cm 8.25 7.94 0.31 11.00 9.29 2.72 1.06 0.11 0.08 81.59 3480 83.54

T24 50-65 cm 8.47 7.62 0.85 9.91 1.07 0.87 0.53 0.10 0.03 20.59 3377 11.07

T25 0-25 cm 7.96 7.47 0.49 10.61 9.08 5.51 1.00 0.07 0.16 90.44 196 130.84

T25 25-50 cm 8.20 7.58 0.62 10.65 5.18 3.31 0.65 0.13 0.13 68.79 2138 41.13

La diferencia de los valores de pH en agua y en KCl, pH actual menos pH potencial, pone

de manifiesto que en todos los casos hay un predominio de los coloides de carga negativa,

aunque en algunas muestras esta diferencia es muy escasa e inferior a 0,2 unidades de pH.

La variación de esta diferencia oscila entre 0,13 y 1,04, con los valores de diferencia más

frecuentes en torno a 0,5. Estos datos indican, por tanto, predominio de las cargas

negativas, pero también la existencia de cargas positivas variables que, sin duda se pondrán

de manifiesto de forma más significativa a medida que descienda el pH del suelo. Esta

interpretación viene confirmada por los datos del test de NaF y los altos valores de formas

de Al y Fe extraíbles con oxalato, relacionadas con formas de baja cristalinidad y, por tanto

con alta reactividad especialmente para la fijación de aniones.

Los valores de pH en NaF, oscilan entre 9,6 y 11,7, con un claro predominio del intervalo

10-11 y 11-12 en las muestras superficiales y en las subsuperficiales oscuras y de 9-10 en

las subsuperficiales de tonos vivos. En todos los casos se trata de una reactividad elevada al

test de NaF, que pone de manifiesto la fuerte fijación de fluoruros y, por tanto de fosfatos,

sulfatos y otros aniones de fijación específica en todas las muestras superficiales y en una

gran parte de las subsuperficiales relacionadas con los materiales iniciales de las

escombreras.

Utilizando el indicador Alo + 1/2 Feo, establecido por las clasificaciones para la definición

de los ANDOSOLES (>2% en la WRB, 2006 y en la Soil Taxonomy, 1996) y de los suelos

ándicos (>1% en la Soil Taxonomy, 1996) se observa que muchos de los datos (Tabla 9)

oscilan entre 0,39 y 2,64, cumpliendo con las exigencias para subgrupos andicos de la Soil

Taxonomy e incluso algunos horizontes superficiales presentan valores superiores a la

exigencia para que el suelo pueda considerarse como un Andosol. Son los horizontes

superficiales y los subsuperficiales oscuros los que presentan más frecuentemente valores

superiores a 1,0 e incluso a 2,0, mientras que los subsuperficiales nunca presentan valores

que puedan adscribirse al concepto de subgrupo ándico. Los materiales que componen los

Tecnosoles justifican estos resultados.

Page 25: Trabaj Doct.

24

Tabla 9. Resultados obtenidos en la cuantificación de las principales formas de Al y Fe.

Pirofosfato de Na Oxalato Citrato ditionito

Fe Al Fe Al Fe Al Alo + ½ Feo

Muestra mg/kg mg/kg mg/kg %

TS1 0-20 cm 4200 15180 6840 18125 59571 16435,2 2,15

TS1 20-40 cm 3670 11170 7310 16720 57139 14016 2,04

TS2 0-20 cm 3410 11800 5735 9545 63859 12256 1,24

TS2 20-40 cm 3410 9860 4485 7060 66995 10515,2 0,93

TS3 0-25 cm 451 500 4480 4115 15667 2348,8 0,64

TS3 25-45 cm 3030 8350 7345 8210 77171 9638,4 1,19

TS3 45-65 cm 2940 9160 4630 7595 78707 10227,2 0,99

TS4 0-30 cm 78 153 4390 10095 6042 3596,8 1,23

TS4 30-40 cm 885 1780 3690 3980 53683 5779,2 0,58

TS5 0-40 cm 94 160 4260 8610 5357 3097,6 1,07

TS5 40-50 cm 891 1420 4105 4305 31155 3955,2 0,64

TS6 0-25 cm 1240 1060 7130 4075 12979 2784 0,76

TS6 25-50 cm 168 102 4405 11560 4717 2502,4 1,38

TS6 50-70 cm 1370 1990 4305 3795 19187 3136 0,59

TS7 0-15 cm 3090 5280 12025 5570 57459 6899,2 1,16

TS8 0-25 cm 2280 11810 7720 20265 63347 14585,6 2,41

TS9 0-25 cm 1000 680 3670 3790 4595 1651,2 0,56

TS9 25-50 cm 65 118 4230 7580 6202 2572,8 0,97

TS10 0-30 cm 1360 1560 3730 2200 4621 1536 0,41

TS10 30-50 cm 878 540 5435 6610 16499 2508,8 0,93

TS10 50-55 cm 630 239 6365 2455 53235 1753,6 0,56

TS 11 0-45 cm 1049 570 5960 8940 7251 3584 1,19

TS11 45-55 cm 573 154 8660 940 49459 1689,6 0,53

TS12 0-12 cm 923 840 6110 4340 8307 2067,2 0,74

TS12 42-62 cm 314 325 4735 12175 5683 3936 1,45

TS12 62-70 cm 298 650 5395 11675 11994 4377,6 1,44

TS13 0-20 cm 4540 18090 6950 18255 78643 16908,8 2,17

TS14 0-10 cm 1450 135 16100 1010 59443 1696 0,91

TS15 0-10 cm 815 3110 16600 7145 66803 4153,6 1,54

TS16 0-60 cm 1090 1100 6210 4185 10342 2419,2 0,73

TS16 60-75 cm 2360 2790 5935 5120 9062 3065,6 0,81

TS17 0-30 cm 3460 4750 4225 3855 8006 4243,2 0,60

TS18 0-30 cm 776 512 4535 3365 4269 1683,2 0,56

TS18 30-35 cm 1077 116 4385 560 93043 1158,4 0,28

TS19 0-20 cm 640 399 4670 3005 6547 4032 0,53

TS19 20-30 cm 1045 640 4710 1555 9011 2124,8 0,39

TS20 0-35 cm 172 490 3250 4660 4717 2361,6 0,63

TS20 35-55 cm 2240 5260 4550 6240 68979 9280 0,85

TS21 0-30 cm 862 467 4625 3525 5069 1555,2 0,58

TS21 30-60 cm 556 279 3730 8820 4890 3648 1,07

TS21 60-70 cm 1200 1860 5745 5920 25843 4134,4 0,88

TS22 0-35 cm 779 566 4945 8275 5850 2835,2 1,07

TS22 35-42 cm 1200 787 4295 8940 6016 3801,6 1,11

Page 26: Trabaj Doct.

25

Pirofosfato de Na Oxalato Citrato ditionito

Fe Al Fe Al Fe Al Alo + ½ Feo

Muestra mg/kg mg/kg mg/kg %

TS22 42-52 cm 1600 2150 6710 3580 58611 6252,8 0,69

TS23 0-20 cm 3120 9680 10450 21130 23923 10675,2 2,64

TS24 0-50 cm 119 1010 3695 5320 3629 1939,2 0,72

TS24 50-65 cm 597 769 4220 1935 38835 2598,4 0,40

TS25 0-25 cm 1009 735 4535 3370 5114 1964,8 0,56

TS25 25-50 cm 1000 738 4815 2915 9043 2278,4 0,53

Estos resultados, tanto del test de NaF como del parámetro que indica el grado de

amortización y reactividad de los coloides edáficos, se deben a la clara orientación de hacer

Tecnosoles “a imagen de suelos ándicos” para la recuperación de los suelos y aguas de la

mina Touro, debido a que presentan simultáneamente una mayor capacidad de

amortiguación, fijación de sulfatos y retención de agua, que son propiedades importantes

que se querían promover para una más rápida y eficiente corrección de las aguas. Los

resultados confirman que las formulaciones de los Tecnosoles han sido adecuadas para

conseguir estos objetivos y que responden al modelo de Tecnosoles “a la carta” necesarios

para corregir las limitaciones de los suelos y aguas de la mina Touro, siendo sus efectos

más significativos los de incrementar la capacidad de amortiguación de los suelos y reducir

la acidez y la concentración de sulfatos y, por consiguiente, las concentraciones de los

contraiones alcalinos en la disolución del suelo y en las aguas de salida.

6.2.2. Componentes Biogénicos.-

Uno de los limitantes de mayor importancia en los suelos iniciales de la mina Touro es la

total ausencia de elementos biogénicos. Este hecho se debe a que sólo microorganismos

extremófilos pueden vivir en condiciones de medios hiperácidos e hiperoxidantes, por lo

que todos los ciclos biogeoquímicos están fuertemente mediatizados. La puesta en

superficie de Tecnosoles se ha orientado hacia la formulación de suelos con altos

contenidos de C, con presencia de formas recalcitrantes y lábiles que permitan influir en las

condiciones redox de los sistemas y en la recuperación y desarrollo de nuevos ciclos

biogeoquímicos a través de los procesos de alimentación vegetal y de las cadenas tróficas

derivadas.

Los valores del contenido de C oscilan entre 0,9 y 21,3% (Tabla 8). Hay, por tanto una

elevada heterogeneidad que, en parte es debida a la pobreza de los materiales

subsuperficiales (intervalo de 0,9 a 6,1%) y, en parte, a la presencia de carbonatos en las

muestras de pH superior a 7,5. Dentro de esta gran heterogeneidad los valores más

frecuentes en los horizonte superficiales se encuentran en el intervalo 8-14%, poniendo de

manifiesto que se ha logrado el objetivo pretendido de superar los niveles de C de los

suelos naturales de Galicia bien drenados y acercarse todo lo posible a los niveles de los

suelos ándicos. De esta forma, la presencia de un elevado contenido de materia orgánica

garantiza la presencia de dadores de electrones para facilitar los procesos de reducción, un

adecuado consumo del oxígeno de la atmósfera del suelo limitando así la oxidación de

Page 27: Trabaj Doct.

26

sulfuros y la disponibilidad de C para los procesos metabólicos. De modo que este

elemento no sea nunca el limitante.

El C oxidable oscila de 0,7 a 11,3% (Tabla 8), siguiendo pautas similares a las del C total,

mientras que el C extraíble con pirofosfato, el más parecido a lo que podríamos denominar

C humificado sólo presenta porcentajes mucho más bajos de 0,2 al 4%.

En cualquier caso, los datos confirman la importancia del aporte de C realizado, pues

algunos suelos presentan valores superiores a 12 tC/ha/cm, más altos que los de los suelos

naturales bien drenados en las mejores condiciones de acumulación. La riqueza de C de los

residuos utilizados y los mecanismos de estabilización utilizados explican estos importantes

resultados de gran transcendencia para los procesos de retención de agua, capacidad de

cambio y aporte de energía para los procesos metabólicos.

El contenido de N oscila entre 0,1 y 0,93% (Tabla 8). Es decir, una heterogeneidad anómala

en suelos bien drenados de Galicia y con presencia, en la mayor parte de los casos, de

suelos con altos contenidos totales de N. La relación C/N es también, fuertemente variable,

con valores que oscilan entre 15 y más de 100 (Tabla 8) y con un predominio de las

relaciones altas, algo que se ha buscado para minimizar la pérdida de nitrógeno durante el

proceso de elaboración de los Tecnosoles, pero que, sin duda tiene consecuencias no

siempre positivas pues puede favorecerse una excesiva inmovilización del Nitrógeno, que

deberá ser analizada, especialmente cuando se superen relaciones de 30 ó más. En todo

caso, los eucaliptos que vegetan en los Tecnosoles no presentan síntomas de deficiencia

sino al contrario, tienen crecimientos superiores o, en todo caso, iguales a los de los

mejores suelos naturales del entorno.

Significativos son los altos valores de P total y asimilable (Tabla 8). Salvo raras

excepciones de valores inferiores a 10, los datos de P Olsen son muy elevados, apareciendo

algunos que superan con mucho los niveles exigidos para la definición de horizontes

antrópicos. Sin duda la excesiva carencia de las escombreras iniciales se ha visto

fuertemente modificada por el aporte de Tecnosoles elaborados con altos niveles de p total

y asimilable procedente bien de residuos orgánicos (agroalimentarios, lodos de

depuradora,..) como de los acondicionadores inorgánicos (cenizas de biomasa).

Los datos de S, entre 0,1 y 2,8% (Tabla 8), reflejan también la heterogeneidad de

composición existente en este elemento y la necesidad de conocer mejor las formas en que

se presenta el S antes de realizar conclusiones de modificación.

6.2.3. Formas de Fe y Al.

El contenido de Fe extraíble con ditionito citrato oscila entre 0,4 y 9,3% (Tabla 9). Es decir,

niveles muy variables pero con un predominio de los valores del 4 al 7% que pueden

considerarse elevados para suelos de Galicia. Gran parte de este Fe es extraíble por oxalato

y pirofosfato, poniendo de manifiesto la importancia de las formas secuestradas

complejadas a la materia orgánica, que actúan como estabilizadoras y de las formas

Page 28: Trabaj Doct.

27

amorfas o de bajo grado de orden que deben asociarse a compuestos de Fe recientemente

precipitados a causa del elevado pH.

En cuanto al Al extraíble sucede lo mismo. Hay muchos valores de Al extraíble con oxalato

superior al 1% (Tabla 9), lo que explica el carácter ándico de muchas de las muestras

analizadas y la gran estabilización que se ha conseguido para la materia orgánica, tanto por

la formación de complejos con Al como por la adsorción que pueden inducir las formas de

baja cristalinidad.

Las formas de Fe y Al confirman que se ha conseguido mayoritariamente el objetivo de

formar contenidos significativos de formas de elevada reactividad, capaces de flocular y

estabilizar a la materia orgánica, favoreciendo la formación de una estructura edáfica

estable.

6.2.4. Contenido de elementos básicos.

Las tablas reflejan la gran heterogeneidad dentro de los altos niveles de Ca, Mg y K

existentes en los suelos que, en muchos casos superan a los de materiales originales de

Galicia. Esto sucede particularmente con el Ca para el que son muy frecuentes los valores

superiores al 10%, mientras que los de Mg oscilan entre 0,5 y 1% y los de K de 0,2-0,6%

los más frecuentes (Tabla 10). Sin duda, esto deriva de la utilización del Ca como

floculante en la mayor parte de los procesos de floculación industrial y de gestión de

residuos, pero, en cualquier caso su presencia es extraordinariamente positiva para la

recuperación de los suelos de la mina.

Tabla 10. – Concentración de los elementos básicos y metales pesados de las muestras

estudiadas.

Al Ba Ca Co Cr Cu Fe K Mg Mn Ni Zn

Muestra mg/kg

T1 0-20 cm 61980 133 325 69 81 978 89400 3116 4800 3620 64 155

T1 20-40 cm 71820 138 222 72 83 1220 95200 2723 5600 4500 77 181

T2 0-20 cm 50220 62 256 56 84 859 85600 1485 3800 1020 41 96

T2 20-40 cm 61640 89 179 77 94 1200 102000 2483 5800 1420 49 113

T3 0-25 cm 25440 235 144600 30 99 311 26200 2030 9200 2280 114 260

T3 25-45 cm 35520 46 8880 35 105 483 25400 603 9200 880 35 76

T3 45-65 cm 71200 41 2400 101 108 909 120800 860 4600 1400 57 96

T4 0-30 cm 18260 564 114000 19 40 67 11200 2670 16800 7400 359 260

T4 30-40 cm 71920 141 18180 97 123 1520 101200 1831 7600 2320 102 135

T5 0-40 cm 18540 598 110000 24 46 82 12760 2601 13400 5440 494 300

T5 40-50 cm 54700 220 17280 53 71 201 47800 5566 6200 1400 75 106

T6 0-25 cm 16260 239 126600 18 61 113 16580 2461 5800 2120 73 360

T6 25-50 cm 22060 574 136400 20 69 80 13440 4182 15000 7580 260 260

T6 50-70 cm 48720 191 9300 25 61 123 42200 5161 7800 940 46 105

T7 0-15 cm 48400 55 5280 86 139 1600 99800 680 10200 1760 68 138

Page 29: Trabaj Doct.

28

Al Ba Ca Co Cr Cu Fe K Mg Mn Ni Zn

Muestra mg/kg

T8 0-25 cm 62480 95 9260 76 141 744 92800 1063 6600 2840 80 157

T9 0-25 cm 21280 204 47800 16 33 67 13540 4963 4000 1720 94 185

T9 25-50 cm 18600 640 112600 23 62 102 15140 3292 17600 6940 529 265

T10 0-30 cm 14280 150 68600 15 26 67 10140 2367 2600 1140 44 189

T10 30-50 cm 19780 376 98000 20 50 512 26200 4525 10600 5260 194 228

T10 50-55 cm 29840 176 42600 28 95 2580 93000 2328 15600 3240 96 167

T 11 0-45 cm 17180 437 101400 18 55 104 13640 2660 12800 6120 251 265

T11 45-55 cm 39940 102 11600 26 219 1260 111000 1955 15800 1240 54 121

T12 0-12 cm 19540 262 116800 20 39 147 16180 3420 6800 2360 82 209

T12 42-62 cm 21820 358 87800 19 44 73 13960 3808 18200 6180 31 188

T12 62-70 cm 29840 298 67400 24 69 199 31000 3279 15800 5220 290 167

T13 0-20 cm 62120 49 4780 93 112 1048 110400 521 5400 1760 62 113

T14 0-10 cm 30540 98 22600 40 107 1760 92600 3212 10800 2040 53 171

T15 0-10 cm 38880 59 6360 70 131 3260 127000 1313 14800 1600 45 172

T16 0-60 cm 16940 263 122200 24 41 332 19820 2303 6800 2440 86 211

T16 60-75 cm 14760 209 150400 23 42 252 15760 2037 4800 1520 71 264

T17 0-30 cm 15980 171 179000 24 47 237 12240 1769 2400 500 36 300

T18 0-30 cm 15540 187 79600 16 26 49 10360 3065 4000 1540 56 187

T18 30-35 cm 32340 63 11080 22 198 1640 125000 823 21000 1760 40 179

T19 0-20 cm 16440 332 89400 15 39 62 12940 3329 11600 5220 176 218

T19 20-30 cm 45580 185 6160 20 75 266 53800 5335 8000 860 43 112

T20 0-35 cm 17420 251 88600 13 37 56 11100 2995 8800 3200 104 189

T20 35-55 cm 66100 79 8240 96 254 1660 119200 1506 9800 2440 139 207

T21 0-30 cm 16540 263 121600 16 35 96 13120 3011 6200 2240 79 201

T21 30-60 cm 18500 306 76000 15 51 75 10820 4212 13000 4420 274 181

T21 60-70 cm 49980 223 17260 21 59 140 42000 5942 7000 1220 67 119

T22 0-35 cm 19860 561 101400 18 56 154 13540 4666 9000 5500 312 360

T22 35-42 cm 22720 450 102200 19 52 137 13300 5200 9800 5440 224 280

T22 42-52 cm 68720 138 11780 58 121 905 98200 1805 6400 840 92 143

T23 0-20 cm 52640 297 69200 94 77 2320 38800 5093 10000 2760 168 520

T24 0-50 cm 26680 185 183000 20 36 70 10180 1658 7200 1900 90 211

T24 50-65 cm 42340 108 4040 28 77 566 63000 3532 9200 680 43 95

T25 0-25 cm 18340 227 80000 15 36 82 14200 3149 5600 1740 59 216

T25 25-50 cm 28640 198 49400 17 44 135 22600 3736 6600 1400 54 178

6.2.5. Contenido de metales pesados con potencial tóxico

Aunque, en principio, los Tecnosoles deben tener menos metales pesados que los valores de

referencia para suelos de Galicia, la heterogeneidad de los materiales residuales puede

producir que se formen puntualmente situaciones anómalas. De los datos obtenidos (Tabla

10) se puede concluir que es el Cu, y en menor medida, el Zn y el Ni, los elementos que

aparecen en concentraciones anómalas, pero que, en general, resultan inferiores en

concentración a las anomalías existentes en la propia mina. En el caso del Cu los valores

más frecuentes son inferiores a 100 ppm, pero aparecen bastantes con cifras superiores a

1000 mg kg-1

(Tabla 10). Sin duda, la circulación de las aguas de drenaje ácido de mina a

Page 30: Trabaj Doct.

29

través de los Tecnosoles puede fijar estos elementos en los coloides del Tecnosol causando

su enriquecimiento que, en todo caso, debe controlarse especialmente por su movilidad y

biodisponibilidad que, aunque disminuida por la gran abundancia de materia orgánica y de

formas reactivas de Al y Fe, podría ser puntualmente significativa.

6.3. Disolución de equilibrio y aguas fluviales.

Se ha obtenido la disolución de equilibrio a los 5 días de las muestras de suelos en estudio.

Los resultados se presentan en las Tablas y la modelización mediante el programa Phreeck

se recoge en el anexo. Lo mismo se ha realizado con fines comparativos con las aguas

fluviales.

No se ha realizado un análisis exhaustivo de los resultados de la disolución de equilibrio,

pues lo importante para este estudio eran las disoluciones de salida y las propiedades de los

Tecnosoles instalados. De modo que sólo se sintetizarán algunos resultados a través de

esquemas y figuras que expliquen los rasgos relevantes.

El pH de la disolución de equilibrio oscila entre 5,1 y 8,4 con la mayor parte de los valores

por encima de 7,5 y sólo 3 muestras con valores inferiores a 6,0, lo que confirma que los

Tecnosoles están cumpliendo con el objetivo principal que se había planteado: Aportar

encalantes que neutralicen la acidez producid por la oxidación de los sulfuros de los suelos

de mina.

La conductividad eléctrica es muy heterogénea, con valores más frecuentes de 200 a 500

µS cm-1

, aunque con presencia de algunos superiores a 1000 µS cm-1

. Dentro de la etapa de

recuperación la existencia de valores anómalos es necesaria pues se trata de transferir iones

de los Tecnosoles a las escombreras, para que en ellas se produzca una neutralización y

mejora de las condiciones existentes. Por ello, los aportes de Ca, Mg, K que realiza el

Tecnosol son particularmente útiles.

La modelización pone de manifiesto que se ha producido un cambio importante en las

especies de Al presentes. Estudios anteriores dirigidos por Calvo de Anta demostraron que

eran las especies Al-SO4 y las de Al libre las más abundantes, mientras que ahora y en

todos los casos lo son las especies hidroxiladas (fig. 4.).

Page 31: Trabaj Doct.

30

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)

i) j)

Page 32: Trabaj Doct.

31

k)

l)

Figura 4.- Distribución porcentual de las especies de Al en las muestras de agua estudiadas.

También resultan relevantes los cambios producidos en los diagramas Eh-pH para las

formas de S. En los arroyos del entorno de condiciones de estabilidad de sulfatos e

hidroxisulfatos (trabajos de Calvo de Anta et al) se ha pasado a condiciones en todos los

suelos donde la especie estable de S es el anión sulfato, el cual puede ser adsorbido sobre

las superficies poco ordenadas y reactivas de Fe y Al. (fig.5).

Page 33: Trabaj Doct.

32

Fig.5 Diagrama Eh-pH del sistema S-

O-H para las aguas fluviales del

entorno de la mina Touro en 2011.

El cambio de condiciones ha modificado el tipo de reacción de oxidación del S, muy

importante tanto por la cinética de las reacciones como por la producción de ácidos. Se ha

pasado de las reacciones hiperaceleradas, producidas por la oxidación de los sulfuros con

Fe+3

a reacciones lentas en las que el principal oxidante es el oxígeno, que, además está en

gran parte controlado por la difusión en un Tecnosol muy rico en materia orgánica (Fig.6).

Page 34: Trabaj Doct.

33

Fig. 6.- Diagrama Eh-pH y cinética de

oxidación de pirita en las condiciones

existentes en los cursos fluviales

muestreados en 2011.

Obviamente esto se debe a la eliminación del catión férrico y a las condiciones que

favorecen la precipitación en forma de hidróxido (Fig. 7).

Page 35: Trabaj Doct.

34

Fig. 7.- Condiciones del sistema Fe-O-

H y formas de fe estables en los ríos

actuales del entorno de la mina Touro

en 2011

Los minerales que tienen tendencia a neoformarse o que son inestables en los diferentes

suelos se han establecido con el programa Phreeck. (anexo), pero únicamente se destaca

que, también en este caso, los Tecnosoles originaron un cambio drástico de las condiciones

pues se ha pasado de condiciones que favorecían la estabilidad de la fase disuelta o la

formación de sulfatos secundarios a condiciones en las que hay una saturación significativa

en todos los minerales cristalinos y amorfos del sistema Si-Al-H2O con tendencia de

neoformación final de caolinita (a veces una arcilla 2.1) y con posibilidad de formar

intermedios de diferentes grado de cristalinidad para los que las disoluciones de equilibrio y

las aguas fluviales, excepto las más ácidas del Pucheiras están sobresaturadas (Figs. 8 y 9).

Page 36: Trabaj Doct.

35

Fig. 8.- Diagrama de estabilidad del sistema Si-Al-H2O de los cursos fluviales del entorno

de la mina Touro en 2011.

Fig. 9. Diagrama de estabilidad del sistema Si-Al-H2O de la disolución de equilibrio de los

suelos (Tecnosoles) de la zona de Bama en 2011.

Page 37: Trabaj Doct.

36

7. CONCLUSIONES.

El estudio de la influencia de los Tecnosoles aportados en la mina Touro (zona de Bama)

sobre la recuperación de las aguas del entorno se ha centrado en 3 aspectos:

La caracterización de la composición de las aguas fluviales del entorno de la mina

Touro y sus modificaciones respecto a situaciones anteriores a las actividades de

recuperación.

Las características de los suelos añadidos (Tecnosoles) que resultan relevantes para

la recuperación de las aguas del entorno de la mina Touro.

La caracterización de las condiciones que están produciendo los Tecnosoles en la

calidad de las aguas fluviales a través de su disolución de equilibrio.

Los resultados obtenidos en este estudio inicial permiten destacar las siguientes

conclusiones:

1.- Se ha producido una importante mejora en el grado de afección de los ríos Lañas y

Brandelos al Ulla, llegando en estos momentos en buenas condiciones de acidez y con

menor carga de sulfatos y Al disuelto.

2.- En el caso del Pucheiras el efecto es menor, pero se ha pasado de aguas hiperácidas a

aguas ácidas. Este menor efecto se relaciona con una menor intensidad de las actuaciones

de recuperación en la zona que afecta al río Pucheiras que en el del Brandelos.

3.- Sólo la presencia de niveles tolerables pero elevados de nitratos (10-12 mg l-1

, parece

ser una consecuencia que debe ser seguida y evaluada para evitar riesgos potenciales de

eutrofización.

4.- No se observa presencia anómala de metales pesados, aunque siguen apareciendo

algunos valores anómalos, pero inferiores a mg l-1

, en las aguas de pH < 5,0 del Pucheiras.

5.- Los Tecnosoles elaborados tienen una importante capacidad de neutralización de ácidos,

un alto poder de amortiguación y aportan cantidades importantes de álcalis a los suelos de

mina iniciales. Esto explica la consecución de la disminución de la acidificación

conseguida.

6.- Los Tecnosoles elaborados tienen una elevada capacidad de retención de sulfatos, como

se manifiesta por la frecuencia con que se presentan propiedades ándicas con alto pH en

NaF (>10) y un índice de Alo + 1/2 Feo superior al 1% y a veces al 2%. La retención de

sulfatos hace disminuir fuertemente la concentración de contrapones que salen de la mina,

lo que reduce la conductividad eléctrica de las aguas.

7.- Los Tecnosoles elaborados tienen un elevado porcentaje de materia orgánica, superior a

la de los suelos naturales bien drenados de Galicia y del orden de la de los suelos ándicos

de mayor contenido de C. Además se trata de materia orgánica floculada y con presencia de

Page 38: Trabaj Doct.

37

formas recalcitrantes, humificadas y fácilmente oxidables por lo que debe influir

positivamente sobre propiedades como la difusión de oxígeno y su llegada al contacto con

los sulfuros, la retención de agua, la capacidad de cambio de los suelos y la fijación de

contaminantes en formas adsorbidas y complejadas.

8.- Los Tecnosoles aportan grandes cantidades de todos los nutrientes esenciales,

especialmente de P, N, Ca, Mg y K. Este aporte fertilizante ayuda a reconstruir los ciclos

biogeoquímicos y la cadena trófica de los sistemas.

9.- Las disoluciones de equilibrio confirman y explican los resultados obtenidos en la

calidad de las aguas del entorno de la mina, al disminuir el Eh y aumentar el pH,

modificando las especies de S estables y llevando las condiciones de equilibrio a la

estabilidad de los sulfatos, en el caso del S, de las formas hidroxiladas, en el caso del Al, y

del Fe(OH)3 en el caso del Fe. Esto reduce fuertemente tanto la velocidad de oxidación de

los sulfuros como la producción potencial de acidez.

10.- Los Tecnosoles formulados para corregir las limitaciones de suelos y aguas de la mina

Touro y su entorno están cumpliendo adecuadamente los objetivos de diseño, pero pueden

ser mejorados a través de un estudio más minucioso de los resultados de este trabajo.

Page 39: Trabaj Doct.

38

8. BIBLIIOGRAFIA

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