La Minería y la contaminación del agua

La actividad minera en Chile antecede a su historia y alcanzó un ritmo importante en el siglo 19, seguido en el siglo 20 por el desarrollo de las grandes explotaciones cupríferas. El hecho de que gran parte de la minería chilena se efectúe en el norte del país, cuya economía y cultura están estrechamente ligadas a dicha actividad, ha favorecido una actitud relativamente permisiva o indiferente frente a los riesgos de la contaminación de los recursos hídricos. Por otra parte, la preocupación ambiental es relativamente nueva en Chile, y la toxicidad de contenidos anómalos de metales o metaloides pesados es aún materia de debate (p.ej., la del Cu o Mo) o reconocida en pocos casos, como los del As, Cd, Hg, Pb y el Cr(+6). 

Entre los factores que deben ser considerados con especial cuidado, por su efecto en la composición y dispersión de los contaminantes, están la posición de la fuente potencial en la respectiva cuenca hidrográfica, así como la mineralogía del depósito y el tipo e intensidad de la alteración hidrotermal que afecta a las rocas de su entorno. Cuando se trate de explotaciones mineras en etapa de cierre, la preocupación debe ser máxima, si ellos: a) Incluyen contenidos significativos de metales o metaloides con propiedades tóxicas. b) Se sitúan en la cabecera de las cuencas, en áreas de topografía abrupta. c) Están en zonas con intensa alteración hidrotermal. d) Sus rocas presentan alto grado de fracturamiento. e) Su explotación subterránea ha dejado un elevado volumen de cavidades, que faciliten la interacción de los minerales residuales con el agua subterránea. f) La pirita (bisulfuro de hierro) es un componente mineralógico abundante. 

Criterios como los señalados son importantes, dado lo abundante de las concentraciones minerales y las zonas de alteración hidrotermal del territorio chileno, así como el gran número de depósitos de residuos mineros abandonados y las muchas explotaciones mineras activas o en etapa de cierre. El establecer criterios objetivos que permitan priorizar la vigilancia ambiental puede permitir su mayor efectividad, así como importantes ahorro de tiempo y dinero, tanto al sector público como al privado. 

Introducción 

Un aspecto esencial de la gestión ambiental, tanto pública como privada es la necesidad de obtener el mejor rendimiento posible de los medios humanos y materiales disponibles. Ello requiere la capacidad de dirigir los esfuerzos hacia aquellos factores que implican un riesgo mayor y de cuyo control se puede obtener el mejor beneficio en términos de calidad ambiental. La tarea de seleccionarlos demanda, aparte de experiencia y criterio, un buen conocimiento científico del "funcionamiento" de los sistemas físico-biológicos en general, así como de la manera específica en que ellos actúan en un ámbito geológico y geográfico determinado. 

En el presente trabajo se analiza la interacción de las aguas del drenaje superficial y subterráneo con las zonas de alteración hidrotermal, las excavaciones mineras subterráneas y a cielo abierto, y los depósitos de residuos minero-metalúrgicos. También se considera la evaluación de impactos ambientales de proyectos mineros y el importante tema de los planes de cierre de minas, que se conecta de modo central con las materias antes señaladas (Mitchell, 2000). Lo anterior, con la finalidad de proponer criterios de priorización que permitan dirigir los esfuerzos de monitoreo y protección ambiental con la mayor eficacia y eficiencia posible, en materias de contaminación del drenaje, por el efecto de la actividad minera pasada, presente o futura. 

Minería y residuos mineros en Chile 

Aunque la minería se practica en el territorio chileno desde tiempos pre-hispánicos, su expresión en el paisaje y en la generación de efluentes y residuos se manifiesta desde la primera mitad del siglo XIX, cuando cobra importancia la explotación del cobre, la plata y el oro. A fines del mismo siglo se suma la del salitre (nitratos), cuyos requerimientos de leña afectaron a los bosques de tamarugo y cuyas escombreras son aún parte del paisaje de la depresión occidental del desierto de Atacama en las regiones I y II (la Pampa). Sin embargo, es a principios del siglo XX, con la explotación de los grandes yacimientos porfíricos de cobre, que la minería dejará su huella ambiental más profunda. Ella se manifiesta tanto en las grandes excavaciones a cielo abierto, como en los depósitos de residuos que las acompañan, aparte, de los efluentes líquidos y gaseosos generados. 

Posteriormente, en el curso del mismo siglo, se añade la minería de los grandes yacimientos de hierro, y la de los depósitos de tamaño medio de cobre. Además, a fines de los 70’ cobra importancia la minería del oro, con el descubrimiento del yacimiento de El Indio, seguido de cerca por los del Distrito Maricunga (Atacama). El presente trabajo se centrará en los posibles efectos contaminantes de la minería del cobre y del oro sobre los recursos hídricos. Ello, considerando que por su mineralogía, las explotaciones de hierro revisten poco riesgo y las de otros metales, como Ag y Mn representan un escaso volumen. Al respecto, en materia metálica, Chile tiene "mucho de poco" y por lo tanto poca variedad de metales (lo que en términos ambientales puede ser una ventaja). 

Los efectos ambientales de la minería en general comienzan con las excavaciones subterráneas o a cielo abierto. Las primeras, menos visibles, pueden en cambio aumentar en órdenes de magnitud la superficie de roca expuesta a reacciones químicas roca/agua/aire. En el caso de los yacimientos metálicos sulfurados, ello favorece la generación de drenaje ácido y la consiguiente solubilización de metales pesados, que pasan así al drenaje subterráneo y de éste al superficial. Las excavaciones a cielo abierto, aunque exponen una superficie menor a las mismas reacciones, pueden dar lugar formación de un pequeño lago al término de la vida de la mina, que también puede convertirse en un intermediario en la contaminación del drenaje subterráneo.

Metales pesados, minería, y contaminación del agua

Tres factores tienen especial importancia en la transferencia de metales pesados desde las minas a los residuos mineros, y de ahí al drenaje subterráneo o superficial. Aparte de las propiedades químicas intrínsecas del elemento, ellos son su forma mineralógica, la superficie de interacción sólido/agua, y el nivel (superficial o subterráneo) de la interacción, los que a su vez influyen también en las características físico-químicas del agua. La mineralogía es importante por la distinta estabilidad de los diferentes minerales frente al ataque químico, así como porque la presencia de pirita puede dar lugar a la generación de drenaje ácido lixiviante (Nicholson, 1994). La superficie de interacción es también un factor principal, porque de su extensión dependerá la efectividad del traspaso. Ya hemos mencionados al respecto como la minería subterránea incrementa grandemente esa superficie. También el fracturamiento de las rocas tiene un efecto similar, especialmente cuando las fracturas abiertas facilitan el paso de las soluciones. En el caso de depósitos de residuos, la granulometría del material tiene un efecto decisivo a ese respecto (Ritchie, 1994). En lo referente al nivel de interacción (superficial o subterránea) el factor decisivo corresponde al grado de oxigenación del agua, que posibilita la oxidación de los sulfuros y por consiguiente la solubilización de los metales. Al respecto, hay que considerar que las aguas de la zona vadosa (entre la superficie del terreno y el nivel freático) son relativamente oxidantes, disminuyendo el oxígeno disuelto bajo el nivel freático (Blowes, 1994; Robertson, 1994).