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FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA DE MINAS PLAN DE CIERRE Y RECUPERACIÓN EN MINAS – TAREA 8 Alumno Montenegro Huamán, John Profesor Ing. Elmer Ovidio Luque Luque Trujillo, Perú 2022 ÍNDICE I. INTRODUCCIÓN .................................................................................................................... 1 II. MARCO TEÓRICO .................................................................................................................. 2 1. Contaminación de Suelos ................................................................................................. 2 2. Metales Pesados ............................................................................................................... 2 2.1. Especiación ................................................................................................................ 3 2.2. Dinámica de Metales ................................................................................................ 4 3. Lluvias Ácidas .................................................................................................................... 5 4. Métodos de Descontaminación de Suelos ....................................................................... 6 4.1. Objetivos en la Recuperación........................................................................................ 7 III. CONCLUSIONES ................................................................................................................. 8 1 I. INTRODUCCIÓN El suelo es, el sitio donde van a parar gran parte de los desechos sólidos y líquidos de cualquier actividad humana. Los suelos son también el receptáculo de los desechos no deseables de origen geológico, ejemplo: las aguas ácidas con metales pesados provenientes de mineralizaciones sulfuradas aflorantes. Todo lo que no es de utilidad en los procesos industriales, mineros, urbanos, agrícolas, etc., se acumulan en el suelo, sin mayores precauciones. Con ello, las escombreras mineras, los productos producidos en una fábrica, muchos desechos líquidos, se han venido depositando sobre los suelos sin control alguno a lo largo de siglos e incluso milenios. La minería ha sido una de las actividades más antiguas del hombre, incluso se puede afirmar que influyó prácticamente en el desarrollo de todas las actividades que conocemos en la actualidad. Sin embargo, con el transcurrir del tiempo se ha podido comprobar que la actividad minera causa un fuerte impacto ambiental, debido a la destrucción de los suelos naturales y creación de nuevos suelos, los cuales presentan fuertes limitaciones físicas, químicas y biológicas que dificultan el desarrollo de la vegetación. Eso sin contar la contaminación que producen los relaves sobre las fuentes de agua y los altos niveles de plomo y azufre que se quedan en el aire. Ante esta problemática, este informe presenta información sobre las fuentes principales de contaminación de suelos por parte de las actividades mineras, así como los distintos métodos de manejo de suelos contaminados, con el fin de crear el conocimiento necesario para que futuros ingenieros puedan revisar dicha información. 2 II. MARCO TEÓRICO 1. Contaminación de Suelos La contaminación del suelo consiste en una degradación química que provoca la pérdida parcial o total de la productividad del suelo como consecuencia de la acumulación de sustancias tóxicas en unas concentraciones que superan el poder de amortiguación natural del suelo y que modifican negativamente sus propiedades. Esta acumulación se realiza generalmente como consecuencia de actividades humanas exógenas, aunque también se puede producir de forma natural o endógena cuando los procesos de edafización liberan elementos químicos contenidos en las rocas y los concentran en el suelo alcanzando niveles tóxicos. En actividades mineras durante el proceso de extracción superficial, el removimiento y almacenamiento de la sobre capa, y la construcción de las instalaciones auxiliares, significa la eliminación o cubierta de los suelos o vegetación, alteración o represamiento los ríos, drenajes, humedales o áreas costaneras, y modificación profunda de la topografía de toda el área de la mina. Durante el dragado o extracción de placeres, se concentran estos efectos en las áreas hídricas: se desvían los canales de los ríos, se crean lagunas residuales, y se eliminan las playas; se utilizan las orillas para depositar los desechos y construir las instalaciones auxiliares. La extracción subterránea requiere terreno para la eliminación de los desechos de piedra, almacenamiento de los minerales y materiales pobres, y la construcción de las instalaciones auxiliares, cuyos efectos serán similares a los que se enumeraron, anteriormente, en el caso de la extracción superficial. La tierra en la superficie de las minas será inestable, y se producirá fracturación y hundimiento. La extracción puede causar la pérdida o modificación de los suelos, vegetación, hábitat de la fauna, ríos, humedales, recursos culturales e históricos, hitos topográficos, pérdida temporal o permanente de la productividad de la tierra, y contaminación de los suelos debido a los materiales minerales y sustancias tóxicas. 2. Metales Pesados Metal pesado a aquel elemento metálico que presenta una densidad superior a 5g/cm3, aunque a efectos prácticos en estudios medioambientales se amplía esta definición a todos aquellos elementos metálicos o metaloides, de mayor o menor densidad, que aparecen comúnmente asociados a problemas de contaminación. Algunos de ellos son esenciales para los organismos en pequeñas cantidades, como el Fe, Mn, Zn, B, Co, As, V, Cu, Ni o Mo, y se vuelven nocivos cuando se 3 presentan en concentraciones elevadas, mientras que otros no desempeñan ninguna función biológica y resultan altamente tóxicos, como el Cd, Hg o el Pb. Afectan de forma significativa a los primeros centímetros de suelo. Son fuentes importantes de metales en suelos: • Las cenizas y escorias de los procesos de combustión de carbón fósil o derivados del petróleo. • El aporte directo procedente de actividades agrícolas (adición de fertilizantes, pesticidas, lodos de depuradoras, compost, etc.). • Su acumulación a partir de residuos industriales, urbanos y mineros (metalurgia, fabricación de pinturas, barnices, disolventes, baterías, textiles, curtidos, etc.). 2.1. Especiación Al tratar de contaminación por metales lo más importante que el contenido total de un elemento en el suelo es la forma o especie química bajo la que se encuentra, es decir, su especiación. Así, la forma resultante de dicha especiación va a influir decisivamente en su distribución en el suelo, condicionando su solubilidad, su movilidad en el suelo y las aguas superficiales y subterráneas, su biodisponibilidad y toxicidad y, por tanto, su comportamiento como contaminante potencial. 4 2.2. Dinámica de Metales La dinámica y disponibilidad de los metales están muy influenciadas por las condiciones fisicoquímicas del suelo en el que se encuentran, como el pH y el potencial rédox. Los constituyentes orgánicos e inorgánicos del suelo son los que en gran medida condicionan los mecanismos de retención de metales por adsorción, complejación y precipitación fundamentalmente. Además, las plantas y los microorganismos (bacterias y hongos) del suelo tambiénpueden interaccionar con los metales mediante mecanismos de extracción, estabilización, biosorción, bioacumulación, biomineralización y biotransformación. Los metales pesados incorporados al suelo pueden seguir cuatro diferentes vías: • Pueden quedar residuos en el suelo, ya sea disueltos en la solución del suelo o bien fijados por procesos de adsorción, complejación y precipitación. • Pueden ser absorbidos por las plantas y así incorporarse a las cadenas tróficas. • Pueden pasar a la atmósfera por volatilización. • Pueden movilizarse a las aguas superficiales o subterráneas. 5 3. Lluvias Ácidas Los óxidos de azufre y nitrógeno emitidos a la atmósfera reaccionan con el agua y el oxígeno, dando lugar a soluciones diluidas de ácido sulfúrico y nítrico que se van depositando sobre los suelos, plantas, árboles, ríos, lagos, etc. Las consecuencias de estas deposiciones se reflejan en un aumento de la acidez de los suelos y las aguas, un incremento de la movilidad de iones y metales pesados, la solubilización y movilización del Aluminio y la materia orgánica y el descenso de la capacidad de los suelos para neutralizar ácidos. Los suelos presentarán distinta sensibilidad al impacto de las deposiciones ácidas en función de su poder de amortiguación para contrarrestar la acidez. 6 4. Métodos de Descontaminación de Suelos Se dispone de un amplio abanico de tecnologías de recuperación de suelos contaminados, algunas de aplicación habitual y otras todavía en fase experimental, diseñadas para aislar o destruir las sustancias contaminantes alterando su estructura química mediante procesos generalmente químicos, térmicos o biológicos. Su aplicación depende de las características del suelo y del contaminante, de la eficacia esperada con cada tratamiento, de su viabilidad económica y del tiempo estimado para su desarrollo. Según la forma en la que se apliquen las técnicas de recuperación de suelos se habla de tratamientos in situ, que actúan sobre los contaminantes en el lugar en el que se localizan, y tratamientos ex situ, que requieren la excavación previa del suelo para su posterior tratamiento, ya sea en el mismo lugar (tratamiento on-site) o en instalaciones externas que requieren el transporte del suelo contaminado (tratamiento off-site). Los tratamientos in situ requieren menos manejo, pero por lo general son más lentos y difíciles de llevar a la práctica dada la dificultad de poner en contacto íntimo a los agentes de descontaminación con toda la masa de suelo contaminada. Los tratamientos ex situ suelen ser más costosos, pero también más rápidos, consiguiendo normalmente una recuperación más completa de la zona afectada. 7 4.1. Objetivos en la Recuperación En función de los objetivos que se quieren alcanzar a la hora de recuperar un suelo contaminado, se puede distinguir entre: • Técnicas de contención, que aíslan el contaminante en el suelo sin actuar sobre él, generalmente mediante la aplicación de barreras físicas en el suelo. • Técnicas de confinamiento, que reducen la movilidad de los contaminantes en el suelo para evitar su migración actuando directamente sobre las condiciones fisicoquímicas bajo las que se encuentran los contaminantes. • Técnicas de descontaminación, dirigidas a disminuir la concentración de los contaminantes en el suelo. 4.2. Principales técnicas de recuperación de suelos 8 III. CONCLUSIONES Los tipos de tratamientos de suelos contaminados son de suma importancia ya que permite mediante la remediación o recuperación de la cubierta vegetal o suelo, siguiendo los procesos para cada tipo de suelo contaminado. Para evitar que la contaminación se propague desde los suelos contaminados, se realizan diversos tipos de tratamientos, entre estos tenemos al tratamiento del IN- SITU y EX-SITU con los cuales damos un tipo de remediación a los suelos. Se debe descontaminar el suelo para evitar que se erosionen más o se hagan más crónicos los problemas que presenta. El suelo es fácilmente destruible y los seres humanos son los principales responsables, pero, también son los responsables de regenerar o curar estos suelos. Existen muchos métodos o técnicas para remediación de los suelos y la mayoría de estos son efectivos, entonces concluimos que los suelos se pueden regenerar de forma natural y artificial.
