Diseño de cobertura de cierre para el control de la generación de drenaje acido de mina en un depósito de desmonte

• Autor: Carrillo Balbin, Carlos Dario
• Formato: tesis de maestría
• Fecha de Publicación: 2023
• Institución: Universidad Nacional de Ingeniería
• Repositorio: UNI-Tesis
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:cybertesis.uni.edu.pe:20.500.14076/27825
• Enlace del recurso: http://hdl.handle.net/20.500.14076/27825
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Estabilidad química; Drenaje ácido; Modelo numérico; El Niño, Corriente; Plan de cierre de minas; Cobertura de cierre; Depósito de desmonte; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.07.05

El Perú es un país que en los últimos años ha sostenido su economía basándose principalmente en el desarrollo de proyectos mineros, los cuales, como parte de su proceso productivo, generan grandes volúmenes de residuos mineros que al no ser manejados adecuadamente podrían generar impactos ambientales. Con la finalidad de establecer condiciones adecuadas para que el desarrollo y cese del proyecto minero, la normatividad vigente como la Ley 280901, y su reglamento DS 033-2005-EM, exigen que el titular minero presente un plan de cierre de minas que incluya el presupuesto y las medidas para el aseguramiento de la estabilidad física y química de los residuos y componentes mineros susceptibles de generar impactos negativos. La estabilidad física busca evitar el deslizamiento de los materiales por causas naturales o geológicas, mientras que la estabilidad química busca evitar la generación de emisiones y efluentes que impliquen el incumplimiento de los Estándares de Calidad Ambiental (ECA) y Límites Máximos Permisibles (LMP). Entre los principales residuos mineros asociados a los impactos ambientales se encuentran los relaves y los desmontes de mina, los cuales podrían generar drenaje ácido en caso de que estos materiales queden expuestos al ambiente sin ninguna medida de manejo adecuada. La apropiada caracterización del residuo minero, así como la predicción de la calidad del drenaje, y un manejo adecuado de estos materiales pueden evitar la formación de drenaje ácido. La presente investigación tiene como objetivo principal aplicar la metodología de diseño de cobertura de cierre propuesto por la Guía para el Diseño de Coberturas de Depósitos de Residuos Mineros del MINEM (2007), y determinar su influencia en la reducción del impacto ambiental asociado al agua, en un depósito de desmonte de una mina a tajo abierto ubicada en Cusco, a una altitud aproximada de 4000 msnm. La evaluación de la influencia de la colocación de un sistema de cobertura de cierre en un depósito de desmonte fue realizada por medio de tres escenarios (escenarios 1, 2 y 3) los cuales se basaron en modelar la infiltración de una cobertura existente aplicando el código numérico VADOSE/W (GEOSTUDIO 2012). La cobertura existente que fue construida en campo a pequeña escala por parte de la Unidad Minera presenta un espesor total de 0.8 m y está conformado por 0.4 m de material de préstamo en la superficie, 0.2 m de grava en la parte intermedia, y 0.2 m de arcilla en la base. Previo a la evaluación de escenarios (1,2 y 3) se realizó un proceso de calibración del modelo considerando como datos de entrada los registros de información de la cobertura existente, con la finalidad de que el código numérico pueda reproducir los mismos niveles de infiltración de agua registrados en campo (60 mm/año). Posteriormente, en el mismo modelo calibrado, se incluyó al depósito de desmonte en la base de la cobertura de la celda de prueba y se evaluó su comportamiento en conjunto mediante los escenarios 1 2 y 3. El Escenario 1 consideró la colocación de una cobertura de cierre y una precipitación promedio multianual (826 mm). El Escenario 2, consideró la colocación de una cobertura de cierre y una precipitación que corresponde a un escenario extremo húmedo de 500 años de periodo de retorno (1553 mm). Finalmente, el Escenario 3, no consideró la colocación de una cobertura de cierre y la precipitación correspondiente fue la del promedio multianual (826 mm). En ninguno de los escenarios evaluados se consideró la precipitación extrema asociada a Eventos del Fenómeno El Niño (EFEN) debido a que los valores de precipitación anual (767.1 mm para el periodo 1997-1998 y 734.6 mm para el periodo 2016-2017) se encuentran por debajo del promedio (826 mm), lo cual indicaría que la ubicación del depósito desmonte no se encuentra influenciada por las precipitaciones extraordinarias generadas por este tipo de fenómeno meteorológico. De acuerdo con el análisis de resultados de los escenarios evaluados, la colocación de un sistema de cobertura de cierre sobre un depósito de desmonte si influye significativamente en la reducción de los volúmenes de agua asociados a la infiltración, situación que se puede ver reflejada con el incremento de la infiltración de 5% a 24 % cuando no se cuenta con una cobertura de cierre. Los espesores propuestos de los materiales de suelo empleados (0.8 m), así como la infiltración estimada (5%) antes de ingresar al depósito de desmonte se encuentran en el orden de magnitud de los casos documentados por la guía del MINEM (2007), donde los espesores de los sistemas de coberturas varían entre 0.625m para la mina Run Jungle de Australia, y 2.1 m para la Mina Lorraine de Canadá, y la infiltración medida varía entre 0.4 % para la mina Barrick Goldstrike de Estados Unidos y 6.5 % para la mina Run Jungle de Australia. El volumen de agua asociado al porcentaje de infiltración (5%) esperado no representaría ningún riesgo ambiental dado que, de acuerdo con los ensayos geoquímicos, el material del depósito de desmonte no cuenta con el potencial de generación de drenaje ácido (No PAG), y el agua de contacto generado cumpliría con los LMP y ECAs.