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Capítulo 1. Introducción. 1.1. Introducción.

Capítulo 2. Compañía Contractual Minera Candelaria (CCMC). 2.1. Ubicación.

Minera Candelaria es un yacimiento de Cobre-Oro ubicada en la Tercera Región de Atacama, aledaña a la comuna de Tierra Amarilla. De la capital regional, llamada Copiapó, está distante a unos 30 kilómetros, y a unos 100 kilómetros del puerto Punta Padrones, en la ciudad de Caldera, puerto que también pertenece a Minera Candelaria y es el punto de embarque del concentrado de cobre a los destinos finales. El mapa de ubicación de los lugares indicados se muestra en la figura 2.1.

CHILE

Minera

Candelaria

Copiapó Caldera Carretera Panamericana Río Copiapó

ATACAMA

III Región

Puerto Punta Padrones Tierra Amarilla Ojos del Salado Santiago Copiapó Argentina Bolivia Perú

CHILE

Minera

Candelaria

Copiapó Caldera Carretera Panamericana Río Copiapó

ATACAMA

III Región

Puerto Punta Padrones Tierra Amarilla Ojos del Salado Santiago Copiapó Argentina Bolivia Perú

Figura 2.1. Mapa de ubicación Minera Candelaria, Caldera y puerto Punta Padrones [3]

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2.2. Clima.

Dada la ubicación de Minera Candelaria, no tiene problemas de altura ni de temperaturas bajas, por tanto su operación se desarrolla en condiciones climáticas muy favorables. La única condición climática con efectos negativos, es la presencia de neblina en las noches y en las mañanas, generalmente en la época de invierno, lo que disminuye el rendimiento de producción en la mina y aumentan las posibilidades de tener un incidente.

2.3. Principales recursos utilizados. 2.3.1. Agua.

Para el normal abastecimiento del agua, Minera Candelaria cuenta en total con cinco pozos, ubicados en el sector de Alcaparrosa, en las cercanías de la localidad de Tierra Amarilla, en el valle del río Copiapó.

En estos pozos de 70 metros, el agua que se extrae se conduce por tuberías que llegan a un estanque de 200.000 litros de capacidad, ubicado en una cota superior a las instalaciones y es repartida a la planta por gravedad. También existe un estanque de agua de proceso o agua recuperada. Esta es agua de pozo que fue usada y se recupera para reutilizarla en la planta concentradora. Con esto se hace un uso eficiente de este escaso recurso hídrico, el que alcanza a sólo 0,21 metros cúbicos de agua fresca por tonelada de mineral procesada.

2.3.2. Energía eléctrica.

Minera Candelaria tiene contrato vigente para la utilización de energía eléctrica con la central Eléctrica Guacolda de Vallenar, a través del Sistema Interconectado Central (SIC). Candelaria cuenta con una línea de 220 Kilovolts de 11,5 Kilómetros, que conecta el nudo Cardones del SIC con la faena misma, el consumo mensual estimado es de aproximadamente de 45 megawatts.

2.4. Descripción general del proceso de la planta concentradora.

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   Filtros de barcos columna (4) cerámicos Sistema de carguío remolienda (1) 14x22 ft. (3) 100 ft. Espesadores de concentrado

Celdas de flotación Rougher Hidrociclón (1 baterías de 14) Molino de

Estanque Rechazo

INSTALACIONES PUERTO LIMPIO MECANIZADO

concentrado - 45.000 tons. Edificio almacenamiento

magnetita

Celdas de flotación Scavenger

(8) (8) 3.000 ft Espesadores de relaves (2) 400 ft. Agua proceso Molino de bolas (2) vibratorios (2) (2 baterías de 10) Hidrociclón 20x30 ft. Torre despacho 36x15 ft. Molino SAG (1) Harneros 60x89 in. Giratorio Chancador primario A planta Chancadores de pebbles (3) 700 HP Agua fresca Estanque Piscina

ABASTECIMIENTO Y RECUPERACION DE AGUAS

Bombas Buster (4)

Almacenamiento de concentrado

A Puerto Punta Padrones

Romana

Celdas de flotación Scavenger Acopio mineral chancado

capacidad ~500.000 ton. Molino de bolas (2) Molino SAG (1) 36x15 ft. (2 baterías de 10) Hidrociclón 20x30 ft. Vertimill 800 hp 5.000 tons. (1) Celdas de flotación Rougher

Hidrociclón (1 batería de 14) Alcaparrosa (5) Pozos de agua A red de A Planta Osmosis Incendio Tolva Alimentadores (3) Alimentadores (3) Magnetos Celdas de (stand by 1) 3 (14) 3.000 ft3 (6) 4.500 ft3 (10) 4.500 ft3 Harneros vibratorios (2) (stand by 1) Celdas de columna (4) LINEA 1 LINEA 2 Relaves

Muro Pared corta-fuga Evaporación A planta Bombas Balsas Pique mina O´ Flow Bombas Rechazo magnetita Magnetos Detector metales       Detector metales

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2.4.1. Chancador Primario.

El mineral proveniente de la mina Candelaria, el cual es explotado a rajo abierto y en minería subterránea, es transportado por camiones de alto tonelaje los cuales alcanzan entre 215 a 230 toneladas de carga. Dicho material posee una granulometría máxima de 1,20 metros, los camiones descargan en una tolva de recepción de chancado primario la cual posee una capacidad de 380 toneladas. Las características principales de este chancador llamado CR-01 son las siguientes: chancador giratorio marca Fuller –Traylor de 1,52 x 2,28 metros, éste equipo esta provisto de un motor de 514,85 kilowatts y un giro de 500 revoluciones por minuto, permite una capacidad de procesamiento de hasta 3.740 toneladas por hora, con una granulometría máxima de alimentación de 1,20 metros, a su vez posee una unidad hidráulica de picado de roca que disminuye el tamaño de las colpas mayores.

El chancador primario opera con un ajuste mínimo de 13 centímetros para el lado cerrado (closed side setting), con lo que se obtiene un producto entre 13 a 15 centímetros.

La descarga del chancador giratorio cae a una tolva de compensación que posee en su parte inferior una correa alimentadora de velocidad variable de 2,44 metros de ancho y 11 metros de largo y una capacidad de 6.000 toneladas llamada FE-016, la descarga de este alimentador pasa a una correa de 1,52 metros de ancho por 457 metros de largo y una elevación de 110 metros con respecto a la horizontal, llamada CV-02, la cual posee un motor de 1.125 kilowatts de potencia. Dicha cinta transportadora es la encargada de llevar el material al stock pile (pila de almacenamiento), recorriendo una distancia de 443,56 metros proyectando esta a la horizontal. El depósito de minerales gruesos, también llamado pila de almacenamiento o stock pile posee una capacidad de almacenaje de 500.000 toneladas. El diagrama esquemático del chancado primario se muestra en la figura 2.3.

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Figura 2.3. Esquema chancador primario, correa transportadora y pila de almacenamiento (Stock Pile). [3]

2.4.2. Molienda.

La etapa de molienda y flotación consta de dos líneas o fases de operación, las cuales son similares.

Desde la parte inferior del stock pile, el mineral es transportado a la nave de molienda, la primera etapa de molienda la conforman dos molinos semi-autógenos (llamado molino SAG) uno por cada línea de operación, la segunda etapa la conforman dos molinos de bolas por cada línea operando en paralelo. El molino SAG logra la reducción del tamaño del metal principalmente por el impacto bola-mineral, mientras que el molino de bolas lo hace por intermedio de la abrasión bola-mineral. [4]

Cada línea de molienda SAG es alimentada desde el stock pile mediante tres alimentadores de correa de 1,83 metros de ancho por 8,70 metros de largo, provistos con un motor de 45 kilowatts y con una capacidad de transporte de 1.296 toneladas por hora, la descarga de estos alimentadores la recibe una correa transportadora denominada CV-03, la que posee las siguientes características 1,37 metros de ancho y 302,05 metros de largo, con una elevación de 12 metros y con una capacidad de transporte de 2.916 toneladas por hora.

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Esta correa descarga el mineral en el molino SAG cuyas características se presentan en la tabla 2.1.

Tabla 2.1. Características de molino Semi-autógeno.

Fuente: Manual Siemens, proveedor molino SAG.

La pulpa descargada por las parrillas internas del molino SAG es clasificada por un harnero vibratorio de doble parrilla de dimensiones de 3,05 metros de ancho por 7,32 metros de largo. La potencia suministrada por el motor es de 54,43 Kilowatts. El sobre tamaño o el material más grueso que no pasa por las rejillas del harnero es enviado al circuito de chancadores secundarios, denominado circuito Pebble.

El material de tamaño fino clasificado en el harnero es depositado en la cuba del molino SAG, en esta cuba también descarga el producto de dos molinos de bolas que corresponden a la molienda secundaria. Las principales características de los molinos de bolas se encuentran en la tabla 2.2.

El material de la cuba es bombeado hasta dos baterías de ciclones, una batería para cada molino. Cada batería de ciclones cuentan con diez ciclones

Marca Siemens

Dimensiones 10,97 m x 4,57 m Capacidad nominal 28.000 toneladas/día Número de parrillas internas 36

Abertura promedio de parrillas 8,6 cms Rango de Abertura de parrillas 8,3 a 9,5 cms Nivel de llenado 30 a 32 % Porcentaje de carga de bolas 16 - 17 % Tamaño de bolas de reposición 13,97 cms

Velocidad máxima 14 RPM

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individuales, que debido al movimiento rotacional de la pulpa logra la clasificación de las partículas finas que pasan al proceso de flotación y las partículas gruesas que se deben volver a moler [4], formando un circuito cerrado hasta que tengan la granulometría adecuada para ser derivado a la etapa de flotación Rougher.

Tabla 2.2. Características de los molinos de bolas.

Marca Allis Mineral

Dimensiones 6 m x 9,1 m

Potencia 5.592,74 kW

Porcentaje de carga de bolas 28 a 30 %

Nivel de llenado 28 a 30 %

Carga total de bolas 380 ton

Razón de reducción 2,33

Velocidad constante 20 RPM

Flujo de descarga 3.000-4.000 m³/h

% Sólidos descarga 70-80

Fuente: Manual Allis Mineral, proveedor molinos de bolas.

2.4.3. Chancado de Pebbles.

La etapa de chancado de Pebbles está constituida por tres chancadores de cono marca Nordberg, que operan en paralelo, dos de ellos son de modelo HP-700 y el otro es modelo MP-800, sus principales características son mostradas en las tablas 2.3 y 2.4 respectivamente. Estos chancadores logran la reducción de tamaño mediante la compresión del mineral con los revestimientos metálicos. [4] El material transportado hacia el chancado de Pebbles pasa por una etapa de clasificación magnética, la cual está compuesta por tres imanes que retiran del mineral trozos de metal, mineral magnético y bolas del molino para evitar que éstos lleguen a la cámara del chancado de Pebbles perjudicando su operación, el producto del chancado de Pebbles es retornado a la alimentación de la molienda SAG, como se muestra en la figura 2.4.

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Figura 2.4. Esquema de molienda y de chancado de Pebble. [3]

Tabla 2.3. Características de dos de los chancadores de Pebbles.

Fuente: Manual Nordberg HP-700, proveedor chancadores.

Tabla 2.4. Característica del tercer chancador Nordberg.

Fuente: Manual Nordberg MP-800, proveedor chancadores.

Marca Nordberg

Modelo HP-700

Potencia 521,99 kW

Capacidad 410 t/h

Granulometría máxima alimentación 6,4 cms

Granulometría de descarga 85% - 1,3 cms

Marca Nordberg

Modelo MP-800

Potencia 596,8 kW

Capacidad 500 t/h

Granulometría máxima alimentación 6,4 cms

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2.4.4. Flotación Rougher.

En la etapa de flotación Rougher se realiza una flotación diferencial [5], para ello se cuenta en la Fase I con 14 celdas marca Wemco, de forma cúbica que posee una capacidad de 84,95 metros cúbicos cada una. En la fase II se cuenta con 10 Celdas Eimnco/Wemco, de forma cilíndrica, con una capacidad de 127,43 metros cúbicos cada una. Se llama “Banco de celdas” a dos celdas en serie, por lo tanto en la fase 1 se tienen 7 bancos Rougher y en la fase 2, solo 5 bancos Rougher. La pulpa de alimentación a la etapa Rougher se caracteriza por tener una ley de alimentación media de 0,85 % de Cobre. El concentrado recuperado en esta etapa es enviado a la cuba de alimentación a los ciclones de remolienda, el relave (o producto que no flota) de un banco de celdas conforma la alimentación del siguiente banco de celdas Rougher, siendo el relave del último banco de celdas uno de los componentes del flujo de relave final, junto con el relave del último banco de la etapa Scavenger.

En esta etapa se agregan reactivos para obtener mejores condiciones de operación, como son: colectores, colectores secundarios, espumantes y cal (modificadores de pH). [6] Con esto se logra que la partícula liberada de mineral se adhiera a la burbuja y ascienda a través de la pulpa, la cual es retirada en la parte superior de la celda [4], además, el hierro es depresado junto a los otros elementos no útiles de la pulpa.

2.4.5. Flotación Scavenger

En la etapa de flotación Scavenger se cuenta en la fase I con 8 celdas marca Wemco de forma cúbica, que poseen una capacidad 84,95 metros cúbicos. En la fase II se cuenta con 6 Celdas Eimnco / Wemco de forma cilíndrica, con una capacidad de 127,43 metroscúbicos. La alimentación a la etapa Scavenger es el relave de la etapa de limpieza (flotación columnar), teniendo como media un 4 a 5 % de Cobre, el concentrado de esta etapa se reúne en la cuba de remolienda, que alimenta a los ciclones de remolienda junto con el concentrado Rougher alcanzando así un concentrado de 9 a 10 % de Cobre.

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2.4.6. Remolienda

Estos molinos verticales (llamados comúnmente “Vertimill”) están configurados en circuito inverso, es decir, para producir la fragmentación de las partículas, el eje helicoidal gira impulsando la carga hacia arriba. La alimentación a los molinos es el material grueso procedente de la clasificación por la batería de ciclones, el producto de la remolienda se junta con el concentrado Rougher y Scavenger en la cuba de remolienda. Si en la clasificación el material aún no presenta la granulometría adecuada, vuelve al molino formando un circuito cerrado hasta tener la granulometría para ser clasificada como material fino por los ciclones y pasar así a la flotación columnar. El diagrama esquemático del proceso de flotación y remolienda se muestra en la figura 2.5 y las características de los molinos de remolienda se muestran en la tabla 2.5.

Figura 2.5. Esquema circuito de flotación Rougher, Scavenger y remolienda. [3]

Flotación Rougher (14 celdas de 3000 pies3)

Flotación Rougher (10 celdas de 4500 pies3)

Flotación Scavenger (6 celdas de 4500 pies3 )

Flotación Scavenger (8 celdas de 3000 pies3) Flotación Cleaner 4 celdas de 46’h Flotación Cleaner 4 celdas de Molino de Torre (1250 HP) Molino de Torre (800 HP)

Batería con 14 Hidrociclones de 20” Flotación Recleaner 1 cleda 12¨x 46 Relave Final Relave Final

Batería con 14 Hidrociclones de 20”

Flotación Recleaner 1 cleda 12¨x 46 Concentrado Final Concentrado Final

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Tabla 2.5. Características de los molinos de remolienda.

Fuente: Manual Svedala, proveedor molinos verticales.

2.4.7. Flotación Columnar.

La etapa de flotación columnar consta de 4 columnas por fase de flotación operando en paralelo, como se muestra en la figura 2.6, las principales características de las celdas se presentan en la tabla 2.6.

Figura 2.6. Esquema circuito de flotación columnar (una fase). [3]

Característica Fase I y Fase II

Tipo Molino Vertical

Marca Svedala VTM 800 - WB

Dimensiones 4,27 m x 6,71 m Potencia 1.865 kW

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Tabla 2.6. Características celdas de flotación columnar.

Fuente: Planos Bechtel de construcción celdas de columnas.

La forma de operar es flotar el rebalse (o material fino) de los ciclones de remolienda. El flujo de alimentación a las columnas se caracteriza por tener una ley media de 10 a 12 % de Cobre. El concentrado (o el material que flota en esta etapa) de cada una de las cuatro columnas pasa a una quinta celda de columna donde se realiza la etapa de relimpieza (Recleaner).

2.4.8. Espesamiento.

El concentrado final de Minera Candelaria es dirigido a los espesadores de concentrado, en esta etapa se cuenta con 3 espesadores de los cuales 2 operan y 1 queda en espera, las principales características de estos espesadores se listan en la tabla 2.7.

La forma de operar de estos espesadores consiste en que ellos reciben el concentrado final proveniente de la etapa de flotación columnar con un porcentaje de sólidos entre un 30 a 40%. La adición de floculantes produce una decantación apresurada del concentrado, creando una interfase más marcada de agua clara y concentrado decantado. Por intermedio de unas rastras (brazos metálicos en el piso cónico del espesador) acerca el concentrado decantado al centro del espesador, donde por medio de unas bombas son enviados a la siguiente etapa, que es el filtrado del concentrado. El producto de esta etapa de espesamiento varía en el rango de sólidos de entre 50 a 70%. El agua es recuperada por rebalse y enviada nuevamente al proceso.

Altura 14 m

Diámetro 3,66 m

Razón largo / diámetro 3,83 Altura de alimentación 11,12 m

Tipo inyectores de aire Minnovex MV-310 Número inyectores 16

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Tabla 2.7. Características espesadores de concentrado.

Característica Fase I Fase II

Marca 2 Edyce 1 Dialmetal

Diámetro 30,48 m 30,48 m

% sólido alimentación 30 a 40 30 a 40

% sólido descarga 50 a 70 60 a 72

Número de rastras 4(2 largas y dos cortas) 4(2 largas y dos cortas)

Fuente: Manual Edyce y Dialmetal, proveedores de los espesadores.

2.4.9. Filtrado del concentrado.

El producto enviado desde los espesadores de concentrado finaliza su ciclo acuoso cuando es descargado a los filtros cerámicos. Estos son los elementos que producen el filtrado y secado del concentrado, el cual se realiza al sumergir las placas cerámicas semipermeables en el concentrado acuoso, este se adhiere y por intermedio de una bomba de vacío retira el excedente de agua, obteniendo un concentrado con una humedad entre un 8 y 10%.

En la tabla 2.8 se muestran las principales características de los filtros cerámicos.

Tabla 2.8. Características de filtros cerámicos Larox.

Fuente: Manual Larox, proveedor filtros.

Características Fase I Fase II

Cantidad 4 4

Marca Larox CC-35 Larox CC-45

Capacidad 20 a 30 t/h 30 a 35 t/h Área de filtrado 45 m2 45 m2

Número de discos 15 15

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El producto obtenido en los filtros cerámicos es transportado mediante una correa transportadora hasta el edificio de concentrado el cual posee una capacidad de almacenaje de 5.000 toneladas. Desde este edificio, y por medio de cargadores frontales, el concentrado es cargado a camiones de 29 toneladas de capacidad para ser transportado al puerto Punta Padrones.

2.4.10. Relaves.

El relave proveniente de las colas Rougher y Scavenger (lo que no flota) de ambas fases se combinan y junto al material que cae al piso por diferentes motivos, forma el flujo de relave final el cual es enviado a los espesadores de relaves, en esta etapa se cuenta con 2 espesadores, uno por cada fase. Las principales características de estos espesadores se listan en la tabla 2.9.

Tabla 2.9. Características Espesadores de relaves.

Fuente: Manual GDA, proveedor espesadores de relaves.

De manera similar a los espesadores de concentrado, estos espesadores de relaves reciben el producto y por adición de floculantes producen que el relave decante más rápido hacia el piso cónico, impulsados por las rastras, y es enviado hacia un tren de bombas ubicados en la descarga de cada espesador.

El agua recuperada rebalsa del espesador y es impulsada nuevamente al proceso.

El tren de bombas consiste en cinco bombas en serie las cuales impulsan el relave hasta el tranque de relaves. Existe tres trenes de bombas, uno para cada

Características Fase I y II

Marca GDA

Diámetro 121,90 m

Alto 3 m

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espesador y uno que normalmente está detenido, y que puede impulsar relave desde cualquiera de los dos espesadores. Es común para ambos.

Actualmente se encuentra funcionando el proyecto de CMP, el cual toma los relaves líquidos de Minera Candelaria procesándolos para obtener un concentrado de Hierro magnético. El relave de CMP retorna depositándose en el tranque de relaves, este tranque de relaves se caracteriza por poseer un muro enrocado impermeable con diseño antisísmico recubierto en su superficie por un revestimiento geotextil permeable que permite el escurrimiento del agua, la que es capturada en la zona de la barrera corta fugas “pique mina”. Dicha agua es bombeada nuevamente al proceso.

Cabe destacar que aproximadamente el 85 % del agua utilizada en el proceso es recirculada (agua recuperada), de esta forma se logra un consumo medio de agua de 0,4 metros cúbicos por tonelada de mineral procesado.

2.4.11. Puerto Punta Padrones.

El puerto mecanizado de Punta Padrones (figura 2.7), propiedad de Minera Candelaria, esta ubicado a unos 100 kilómetros desde la mina y físicamente está aledaño a la comuna de Caldera. Es el lugar donde se embarca el concentrado de cobre hacia el exterior. El puerto consta de un edificio de almacenamiento con una capacidad máxima de 45.000 toneladas y es uno de los puertos más automatizados existentes, ya que su complejo sistema de movimiento permite cargar a un barco sin que él deba realizar maniobras o movimientos, llegando a todas sus bodegas con el material a cargar.

El proceso consta en un inicio con el edificio de descarga de camiones, desde ahí es transportado por medio de correas transportadoras al edificio de almacenaje. Desde este edificio y al momento del embarque, dos cargadores frontales alimentan una correa transportadora que se ubica en la parte fija del muelle. Desde ahí, traspasa el concentrado a otra correa transportadora, la cual permite el movimiento lateral del muelle. Desde ahí llega el material al chute telescópico,

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el cual ingresa directamente a las bodegas al tener completo movimiento horizontal, vertical y radial.

Las correas transportadoras están completamente encapsuladas, para evitar que salga concentrado al exterior, además, las correas y el edificio de concentrado tiene unos elementos llamados “colectores de polvo”, los que por intermedio de aspiración, provocan que el polvo en suspensión sea captado, filtrado y recuperado hacia el interior del edificio, además eso produce que en el interior de las instalaciones exista una presión negativa, evitando así que el concentrado contamine el exterior del puerto, las playas y el mar.

Figura 2.7. Puerto Punta Padrones, en la comuna de Caldera. [3]

2.5. Impacto ambiental de las instalaciones de Minera Candelaria.

El estudio de impacto ambiental del proyecto fue realizado por una firma consultora y determinó que éste sería mínimo debido a la ubicación del proyecto ya que su diseño incluye medidas de mitigación y abatimiento, como son:

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 Diseño de un sistema de captación de infiltración de la cuenca del depósitos de relaves.

 Diseño sísmico de las instalaciones para los relaves y edificios.

 Construcción de dos diques permeables y canales para controlar el agua de las crecidas afecten la cuenca principal.

 Recirculación del agua del depósito de relaves hacia la planta de proceso, para reducir la demanda de agua fresca de los pozos y para controlar las descargas de aguas del proyecto.

 Riego de los caminos en la zona del proyecto y riego de las superficies activas del rajo para controlar emisión de polvo.

 Supresión de polvo en puntos de transferencia de materiales

Ciertas medidas adicionales están asociadas con programas de operación y monitoreo, debiendo ser implementadas al iniciarse las operaciones. Estas son:

 Chequeo periódico de los sistemas de captación de infiltraciones.

 Monitoreo continuo de material particulado y calidad del aire en la cercanía del proyecto y en Tierra Amarilla, para determinar niveles de concentración.

 Monitoreo continuo de los niveles freáticos.

 Monitoreo continuo de la calidad del agua marina en las cercanías del puerto de Punta Padrones y plan de contingencia en caso de derrames al mar.

 Preparar un plan de cierre para prevenir impactos sobre el ambiente relacionado con el proyecto, una vez que terminen las operaciones mineras.

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