BUENAS PRÁCTICAS Y
USO EFICIENTE
DE AGUA EN LA
INDUSTRIA MINERA
coMisión chilena
del coBre
1 introducción ... 11
1.1 Antecedentes Generales ... 11
1.1.1 Disponibilidad global del recurso hídrico ... 11
1.1.2 Minería un sector productivo clave para Chile ... 11
1.1.3 Minería y el recurso hídrico ... 11
1.1.4 Acciones público – privadas ... 12
2 consuMo de agua en MinerÍa ... 17
2.1 Definición de consumo de agua ... 17 2.2 Consumo de agua en la minería del cobre ... 17 2.2.1 Consumo de agua en campamentos ... 17 2.2.2 Consumo en la mina ... 17 2.2.3 Consumo en plantas de concentradoras ... 18 2.2.4 Transporte de mineral o concentrado ... 20 2.2.5 Fundiciones ... 20 2.2.6 Refinerías electrolíticas ... 20 2.2.7 Proceso hidrometalúrgico ... 22
3 tasas de consuMo de agua sector Minero ... 27
3.1 Antecedentes ... 27
3.2 Extracciones de agua fresca de la minería del cobre ... 27
3.3 Comparación de cifras de consumo de agua en la minería del cobre ... 28
Índice
4 MeJores Prácticas Para uso eficiente del recurso hÍdrico en la MinerÍa ... 33 4.1 Introducción ... 33 4.2 Gestión del recurso hídrico en faenas mineras ... 33 4.3 Estudios de casos ... 34 Caso N°1 Minera Candelaria - Gestión eficiente y sustentable del recurso hídrico ... 34 Caso N°2 Minera Los Pelambres - Gestión eficiente y sustentable del recurso hídrico ... 35 Caso N°3: División CODELCO Norte - Gestión del recurso hídrico ... 36 Caso N°4 Minera Spence de BHP Billiton - Disponibilidad limitada del recurso hídrico y abastecimiento por parte de terceros ... 39 Caso N° 5 Minera Michilla - Uso directo de agua de mar en proceso de lixiviación ... 39
Caso N°6: Planta Coloso, Minera Escondida (MEL) - Uso de agua desalinizada en proceso productivo. ... 40 4.4 Indicadores de eficiencia ... 43 4.4.1 Reportes de sustentabilidad ... 43 4.5 Acciones para gestionar en forma eficiente el recurso hídrico ... 45 4.5.1 Monitoreos ... 45 4.5.2 Manejo de fuentes ... 45 4.5.3 Extracción, transporte, almacenamiento y distribución ... 46 4.5.4 Reducción del consumo en operaciones... 47 4.5.5 Prácticas generales ... 47 4.5.6 Usos alternativos y disposición de excedentes ... 49 4.5.7 Alternativas tecnológicas para la gestión del recurso hídrico ... 49 4.5.7.1 Tecnologías para optimizar el consumo del recurso hídrico... 52 4.5.7.2 Tecnologías para aumentar los recursos hídricos disponibles ... 53 5 CONCLUSIONES ... 59 6 BIBLIOGRAFÍA ... 63 7 GLOSARIO TÉCNICO ... 67
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 2.1 Procesamiento de minerales sulfurados por flotación y procesos ... 21
Figura 2.2: Procesamiento hidrometalúrgico de producción de cobre ... 23
Figura 4.1 Balance de agua de procesos ... 34
Figura 4.2 Consumo unitario de agua fresca... 35
Figura 4.3 Sistema de recirculación de aguas ... 35
Figura 4.4 Usos del recurso hídrico en CODELCO Norte en el 2007 ... 37
Figura 4.5 Distribución de consumos reales de agua en el año 2007 ... 37
Figura 4.6 Evolución del make up concentradora ... 38
Figura 4.7 Planta Coloso ... 38
Figura 4.8 Diagrama Acueducto de Planta Coloso a Minera Escondida ... 42
Figura 4.9 Balance de aguas ... 43
ÍNDICE DE TABLAS Tabla 3.1 Consumos promedio de agua en la minería nacional por mineral tratado... 28 Tabla 4.1 Indicadores de desempeño ambiental relacionados con el recurso hídrico ... 44 Tabla 4.2 Tecnologías para optimizar el consumo del recurso hídrico ... 50 Tabla 4.3 Tecnologías y potencialidades para aumentar los recursos hídricos disponibles ... 51 ÍNDICE DE GRÁFICOS Gráfico 2.1 Gráfica típica de requerimientos de agua en procesos de plantas concentradoras ... 18 Gráfico 3.1 Extracción total informada por región (l/s) ... 28 Gráfico 3.2 Eficiencia hídrica en proceso de concentración ... 29 Gráfico 3.3 Eficiencia hídrica en proceso de hidrometalurgia... 29
carta del Ministro de MinerÍa
La limitada disponibilidad del recurso hídrico en la zona norte de Chile se ha posicionado como uno de los temas relevantes que conforman la agenda país, debido a la importancia que este recurso reviste para el desarrollo de todas las actividades económicas, el cuidado del medioambiente y la calidad de vida de las comunidades.
Para la minería, que seguirá siendo una de las actividades productivas de mayor importancia en Chile, la disponibilidad y gestión adecuada del agua es clave para su sustentabilidad de largo plazo. Por ello, el desafío es de gran envergadura y reviste la calidad de estratégico, ya que precisamente esta actividad se concentra en la zona norte del país, donde los periodos de escasez y sequía son recurrentes.
El Gobierno de Chile, a través del Ministerio de Minería, decidió constituir en abril de 2007 la “Mesa Público-Privada de Gestión de Recursos Hídricos”, para generar propuestas y abordar los desafíos que el país inevitablemente debe enfrentar en relación a la disponibilidad y uso del agua.
En esta mesa público-privada participan también la Ministra de Medio Ambiente, el Ministro de Obras Públicas, la Ministra de Agricultura, la Subsecretaria de Minería, el Director General de Aguas, el Vicepresidente Ejecutivo de COCHILCO y el Director Nacional de SERNAGEOMIN. La representación del sector privado radica en los Presidentes del Consejo Minero, de la Sociedad Nacional de Minería, la Sociedad Nacional de Agricultura y la Asociación Nacional de Empresas de Servicios Sanitarios. Vale destacar que esta iniciativa, si bien gestada desde el Ministerio de Minería, ha ido creciendo en el tiempo incorporando finalmente a todos los sectores vinculados a la gestión del agua.
Esta Mesa constituye una instancia de encuentro entre el sector público y privado, que abre un nuevo espacio para resolver problemas e ir trabajando en conjunto, creando mecanismos de cooperación, en un tema estratégico como lo es la gestión del recurso hídrico.
Una de las tareas prioritarias de la Mesa fue la elaboración de un documento, en forma conjunta por el sector público y privado, que describiera aquellas prácticas en manejo hídrico que permitieron a la industria minera dar un salto en el uso eficiente del recurso, situación que queda en evidencia al comparar las cifras de consumo entre los años 2000 y 2006. Tales cifras, fueron inicialmente levantadas por el propio sector minero, las cuales con posterioridad fueron validadas por la Dirección General
de Aguas, constituyendo también un producto muy relevante del trabajo realizado en el marco de la Mesa.
De esta forma se gestó la elaboración del presente documento: “Buenas Prácticas y Uso Eficiente del Agua en la Industria Minera”, el cual tiene como objetivo describir los avances en las prácticas y gestión del recurso hídrico que han permitido a la industria minera incrementar su eficiencia en los últimos 5 años. A la vez, constituye un medio para divulgar aspectos centrales de la industria minera en relación con el uso del agua, de forma de acercar tales actividades de gestión del recurso hídrico a la comunidad nacional. Este documento recopila los esfuerzos realizados por la industria minera para reducir su consumo de agua en los procesos productivos, a través de mejoras operacionales y de una gestión integral. Se aportan cifras de consumo y las tasas de utilización, comparando dos momentos del tiempo, el año 2000 y el 2006, se describen cualitativamente las buenas prácticas de manejo de agua en minería, ello en base a casos específicos que fueron documentados a partir de información recopilada y visitas a las propias faenas, entre las cuales destaca Minera Michilla, Planta Coloso de Minera Escondida, Minera Spence, Minera Candelaria, Minera Pelambres y CODELCO Norte. Estas buenas prácticas incluyen alternativas tecnológicas, como también modelos de gestión para el uso eficiente del recurso hídrico en la minería. Finalmente, quiero agradecer el esfuerzo de todos quienes se involucraron en esta importante tarea, en particular a la Comisión Chilena del Cobre que, en su calidad de Secretaría Ejecutiva de la Mesa y órgano técnico especializado en minería, elaboró el presente documento; al Consejo Minero y la Sociedad Nacional de Minería que gestionaron las visitas realizadas a las faenas mineras de las que se da cuenta en este documento como también realizaron un aporte significativo para que el interesante material recopilado pudiera ser publicado; y a todos aquellos miembros de la Mesa, tanto autoridades como técnicos, que con compromiso asumen uno de los desafíos más relevantes para el desarrollo de Chile.
Santiago González Larraín Ministro de Minería
introducción
1.1 antecedentes generales
1.1.1 disponibilidad global del recurso hídrico
El agua dulce es un recurso natural único y escaso, esencial para la vida y las actividades productivas, y por tanto directamente relacionado con el crecimiento económico.
El agua en la tierra se encuentra principalmente en los mares y océanos, cubriendo el 71% de la superficie terrestre. Sin embargo, el 97 % de toda el agua existente es agua de mar y sólo el 3% restante corresponde a agua dulce. De este 3% de agua dulce en el mundo, alrededor del 2 % está congelada en los polos y sólo el 1% es agua dulce natural líquida, la que en gran parte se encuentra en acuíferos muy profundos difíciles de aprovechar.1 Además de la limitación de la disponibilidad de agua dulce en el mundo, existe una distribución desigual del recurso en las distintas superficies continentales, dando lugar a zonas de abundancia y zonas de escasez de agua.
Ejemplo de ello es la zona norte de Chile, que es una de las zonas más secas del planeta, con escasos recursos hídricos superficiales y en la que, además, existe una creciente demanda de agua por parte de las distintas actividades productivas y el consumo humano.
1.1.2 Minería un sector productivo clave para chile
La minería en Chile desde tiempos de la colonia constituyó una gran fuente de recursos, siendo en el siglo XIX clave para el desarrollo económico del país con la explotación del salitre, hasta hoy, con la explotación principalmente de yacimientos de cobre.
En el año 2007, la participación del sector minero en el Producto Interno Bruto alcanzó a un 21,8%, medido a precios corrientes. A su vez, el valor de las exportaciones mineras del país superó los 44 mil millones de dólares, representando casi 2/3 del valor de las exportaciones totales y en particular las exportaciones de cobre, llegaron a más de 37 mil millones de dólares, equivalentes al 55,8% del total nacional.
Al mismo tiempo, los aportes de la gran minería al Fisco en el año 2007, a través del impuesto a la renta y del impuesto específico a la minería, fueron de un 31,5% de los ingresos fiscales del Gobierno Central Consolidado, sin considerar el Impuesto Adicional, en especial gracias a la producción de cobre y molibdeno. Es así como, el sector minero constituye un sector productivo estratégico, de gran apoyo para la economía chilena y que tiene además, importantes perspectivas económicas de crecimiento a futuro. En efecto, estimaciones de la Comisión Chilena del Cobre, señalan que las inversiones mineras para el quinquenio 2007-2011 representan unos US$22.000 mil millones de dólares, lo que permitirá incrementar la producción de cobre de 5.560.000 toneladas de cobre fino que Chile produjo el año 2007, a 6.700.000 toneladas hacia 2015.
1.1.3 Minería y el recurso hídrico
Una de las variables más significativas de todo proyecto minero, tanto en términos de las operaciones actuales como para la materialización de los proyectos futuros, es la disponibilidad del recurso hídrico. Todo proceso de beneficio de minerales, ya sea flotación lixiviación u otro, requiere agua para su ejecución.
Por lo tanto, la disponibilidad y gestión adecuada del agua es clave para la sustentabilidad de la actividad minera. El desafío es mayor para la minería en Chile ya que en nuestro país la actividad minera está concentrada en zonas de extrema sequedad. Este escenario de escasez del recurso en el norte de Chile es fuente de conflictos no sólo entre sectores productivos competidores por su uso (minería vs agricultura) sino que también respecto a su disponibilidad para consumo humano. Las proyecciones de demanda crecientes de agua imponen aún mayor presión a un sistema que ya se encuentra muy estresado.
Esta situación obliga a buscar soluciones de fondo y acciones de largo plazo frente al tema de disponibilidad hídrica en el norte del país, tanto por las perspectivas de crecimiento que enfrenta el sector minero, como también por las demandas crecientes que muestran los demás sectores consumidores de agua. Consecuentemente, y sin perjuicio de acciones individuales u otras que usuarios puedan llevar adelante para enfrentar el tema, se estima adecuado desarrollar acciones en conjunto y en forma consensuada entre los distintos actores, tanto públicos como privados, así como también entre sectores productivos. La industria minera actualmente asigna importancia fundamental al uso racional y eficiente del agua en sus operaciones adoptando acciones para optimizar sus consumos a través de mejores prácticas de gestión y/o de la introducción de mejores tecnologías que reduzcan la demanda y por esta vía liberen recursos ante la misma oferta de agua. Entre éstas se pueden mencionar: recirculación de agua en operaciones; desalinización y uso directo de agua de mar; mejoramiento de la gestión en la operación de relaves a través del desarrollo de técnicas de espesamiento que incrementan las concentraciones de sólidos (y menor porcentaje de agua) para producciones industriales a gran escala, selección de sitios con fácil control de filtraciones, entre otras.
A fines del año 2000, el Consejo Minero y los servicios públicos competentes firmaron un Acuerdo Marco de Producción Limpia. El Acuerdo estuvo dirigido a promover el mejoramiento de la productividad y competitividad de la industria minera, así como
introducir las mejores prácticas de prevención de contaminación y producción limpia en áreas de interés mutuo. Entre las materias de este Acuerdo, se elaboró en el año 2002 el documento “Uso Eficiente de Aguas en la Industria Minera y Buenas Prácticas”, que incluía recomendaciones y ejemplos para una óptima gestión del recurso hídrico en las faenas.
Es importante destacar que en relación a cifras de consumo de agua por parte de la minería presentadas en el señalado documento, las cifras actualmente disponibles que han sido levantadas y auditadas por empresas externas en el año 2006, muestran que, en promedio, los consumos unitarios de agua por tonelada de mineral procesada en la minería del cobre se han reducido. Es decir, en 5 años, en el sector minero se ha reducido las pérdidas hídricas del sistema aumentando la recirculación y se ha mejorado la eficiencia de los procesos.
Asimismo, vale destacar los esfuerzos por reducir las descargas de efluentes al medioambiente que se han traducido en la materialización de inversiones en plantas de tratamiento que retornan el recurso hídrico con la calidad que la normativa exige. Aún cuando estas mejoras en la eficiencia en la gestión hídrica por parte de la minería en Chile son destacables, la escasez hídrica estructural y creciente que se enfrenta en el norte de nuestro país, obliga a continuar y potenciar los esfuerzos para incrementar la eficiencia en el uso del agua todavía más allá. Así, ante la situación de disponibilidad limitada del recurso, los esfuerzos por seguir aumentando los niveles de eficiencia a partir de soluciones tecnológicas, el uso de nuevas fuentes y el compromiso de cada uno de los estamentos de las compañías por implementar modelos de gestión sobre el uso eficiente de recursos como el agua, deben ser una preocupación permanente y sinérgica de las compañías con la maximización de excedentes en el largo plazo.
1.1.4 acciones público – privadas
El Gobierno de Chile, a través del Ministerio de Minería, ha decidido abordar en la Mesa Público-Privada de Recursos
Hídricos los desafíos que el país debe enfrentar en relación a la disponibilidad y uso del recurso hídrico, con especial atención en lo que se refiere a la actividad minera. La Comisión Chilena del Cobre, a través de la Dirección de Estudios, ha asumido las funciones de Secretaría Ejecutiva de la Mesa.
Esta Mesa Público-Privada de Recursos Hídricos, constituida en abril de 2007, es presidida por el Ministro de Minería. Participan también la Ministra de Medio Ambiente, el Ministro de Obras Públicas, la Subsecretaria de Minería, el Director General de Aguas, el Vicepresidente Ejecutivo de COCHILCO y el Director Nacional de SERNAGEOMIN. La representación del sector privado radica en los Presidentes del Consejo Minero y de la SONAMI. Cabe destacar que a partir de mayo de 2008, se sumaron a la Mesa los demás sectores consumidores de agua representados a través de la Ministra de Agricultura, el Presidente de la Sociedad Nacional de Agricultura y el Presidente de la Asociación Nacional de Empresas de Servicios Sanitarios A.G.
En una primera etapa de trabajo, que concluyó en junio de 2007, la Secretaría Ejecutiva preparó el documento de diagnóstico: “Gestión del Recurso Hídrico y la Minería en Chile, diagnóstico para Mesa Público-Privada Nacional”. Este estudio incluyó un levantamiento de la información disponible y en vías de generación, una compilación de iniciativas de distintos organismos en curso, temas en discusión y un catastro sobre conflictos asociados a esta problemática. En una segunda etapa, la Secretaría Ejecutiva se abocó a articular acciones para validar los datos de consumo de agua de las empresas mineras, como también a desarrollar y monitorear iniciativas en la materia. En este contexto, se planteó la necesidad de elaborar un documento que, a partir de la validación de las cifras de
consumo de agua por parte del sector minero que se hizo también en el marco del trabajo de la Mesa, describa aquellas prácticas en manejo de aguas que permitieron a la industria minera la ganancia en eficiencia que consigna la comparación de las cifras de consumo del sector entre los años 2000 y 2006. Las buenas prácticas incluyen alternativas tecnológicas como también modelos de gestión para el uso eficiente del recurso hídrico en la minería.
Es así como se gestó la elaboración del presente documento, el cual tiene como objetivo describir los avances en las prácticas y gestión del recurso hídrico que han permitido a la industria minera incrementar su eficiencia en los últimos 5 años. A la vez, constituye un medio para divulgar aspectos centrales de la industria minera en relación con el uso del agua, de forma de acercar tales actividades de gestión del recurso hídrico a la comunidad nacional. Este trabajo da a conocer cómo se usa y consume el agua en la industria minera hoy en día, y recopila los esfuerzos realizados por ella para reducir su consumo a través de mejoras operacionales y de una gestión integral. Describe las mejores prácticas en manejo de aguas a nivel nacional, incluyendo alternativas tecnológicas, como también modelos de gestión para el uso eficiente del recurso hídrico en la minería. Para ello, en el capítulo 2 se describe el consumo de agua en la minería. En el capítulo 3 se entregan las cifras de consumo y las tasas de utilización comparando dos momentos del tiempo, el año 2000 y el 2006. En el capítulo 4, se describen buenas prácticas de manejo de agua en minería lo que se hace sobre la base de casos específicos que fueron documentados a partir de información recopilada y visitas a las propias faenas. En el capítulo 5, se presentan las principales conclusiones de este trabajo.
2.1 definición de consuMo de agua
El consumo de agua incluye todas aquellas actividades en las que el uso de agua produce pérdidas en relación a la cantidad inicial suministrada. Por ejemplo, los consumos urbanos e industriales. El agua usada en procesos industriales, por ejemplo en la minería, puede ser reutilizada crecientemente por la sociedad, debido a la aparición de nuevos procesos que permiten eliminar los contaminantes que estas aguas han incorporado durante los procesos industriales.
Es así como las empresas mineras realizan esfuerzos, tanto para reutilizar el recurso en sus procesos, como para llevar a cabo un tratamiento adecuado de los efluentes2 generados, debido al
potencial de contaminación del agua y su consecuente efecto en la salud humana y el ambiente.
2.2 consuMo de agua
en la MinerÍa del coBre
En la minería del cobre el agua se utiliza fundamentalmente en los procesos tradicionales de concentración por flotación, en la fusión y electro refinación, o en el proceso hidrometalúrgico, el que consta de lixiviación, extracción por solventes y electro obtención (LX-SX-EW).
Sin embargo, cada proceso u operación unitaria de la minería utiliza en mayor o menor medida volúmenes de agua para contribuir a la eficiencia del proceso.
A continuación se identifican y describen los principales consumos y pérdidas asociados a cada proceso.
2.2.1 consumo de agua en campamentos
El agua de consumo humano es para bebida, cocción, lavado, riego y baños. Se trata de volúmenes poco significativos respecto al total consumido en una faena minera.
2.2.2 consumo en la mina
El uso principal de agua en la minería a rajo abierto es en el riego de caminos con el objeto de reducir el polvo en suspensión. Muchos factores influyen en el abatimiento del polvo: superficies expuestas, morfología del terreno, precipitaciones anuales, vegetación natural, etc. Cifras disponibles indican que el agua utilizada en riego de caminos puede variar entre cero y el 15% del consumo total de agua de una faena minera.3En la minería subterránea, el consumo del agua es reducido y el problema consiste más bien en extraer el agua natural que se apoza en el fondo de los piques, la que puede provenir de lluvias o de afloramientos de las napas subterráneas.
El sitio de extracción del mineral puede estar caracterizado por la circulación interna de agua, la que puede ser de origen subterráneo (afloramientos), o de precipitaciones. Este movimiento de agua puede aumentar o disminuir, en la medida que el sitio disponga de mayor o menor capacidad para que el flujo circule.
2 Los efluentes o residuos industriales líquidos provenientes de la actividad minera-metalúrgica son los flujos descargados al ambiente, que se generan en una
serie de procesos que ocurren en el proceso productivo para la obtención del metal o sal deseada.
3 Documento: “Uso Eficiente de Aguas en la Industria Minera y Buenas Prácticas” 2002.
Este flujo requiere ser evacuado de las instalaciones de la mina, puesto que se caracteriza por ser ácido y tener altos niveles de concentración de metales, los que pueden llegar a ser corrosivos, reactivos o abrasivos, dependiendo de los tipos de materiales de las instalaciones. Para ello, generalmente se diseñan y construyen obras de conducción, que permiten finalmente tratar el efluente, descargándolo o infiltrándolo hacia un curso superficial o subterráneo.
2.2.3 consumo en plantas de concentradoras
En la cadena productiva del cobre, el agua utilizada en el procesamiento de minerales representa el mayor consumo de agua con respecto a los volúmenes totales.
En las plantas concentradoras el tratamiento de minerales sulfurados involucra el chancado y molienda del mineral, seguido por la flotación, clasificación y espesamiento. Los consumos más significativos de agua se presentan en la flotación, el transporte de concentrados y relaves, y la evaporación e infiltración en los tranques.
Con frecuencia el mineral es acondicionado previo a la molienda. La flotación del mineral de cobre se realiza recurriendo a procedimientos físico-químicos, que consisten en la extracción no del cobre propiamente tal, sino que de partículas del mineral que lo contienen en combinación con azufre. Ello significa que se le agrega agua y algunos reactivos que son importantes en la flotación. En la flotación existe un exceso de agua en relación al mineral y se hace generalmente a un pH alcalino (10 a 11). Por lo tanto es necesario añadir algún reactivo, usualmente cal, para elevar el pH desde 7 que contiene el agua natural, hasta 10 ó 11. El producto de estas plantas de flotación es un concentrado de cobre que contiene entre 20 y 40 por ciento de cobre dependiendo de las especies de mineral involucrado (calcopirita, covelina, calcosina, etc.).
Como se observa en el Gráfico 2.1, la flotación se realiza normalmente a una tasa que varía entre un 25% y un 40% de sólidos, para obtener una recuperación más alta del mineral. Con estos valores, los requerimientos de agua durante la flotación pueden variar entre 3 y 1,5 m3/ton de mineral.
Gráfico 2.1 Gráfica Típica de Requerimientos de Agua en
Procesos de Plantas concentradoras
La zona A corresponde a rangos de operación típicos para el proceso de flotación. Una vez terminado este proceso se lleva la pulpa de concentrados a espesamiento (zona B), que significa aumentar el porcentaje de sólidos a entre 40% y 60%, con la consiguiente recuperación de agua, y finalmente, la pulpa de concentrados se lleva a filtración (zona C), donde nuevamente se recupera agua, quedando los concentrados con porcentajes de humedad del orden del 10%.
El agua del proceso de flotación se usa también para transportar los concentrados y los materiales de desecho hacia el tranque de relaves. Cuando es necesario, el concentrado se transporta primero hacia instalaciones más distantes de la faena y después se extrae el agua.
Dependiendo de la distancia entre la planta concentradora y las instalaciones de filtrado y almacenaje, las aguas residuales pueden o no ser recirculadas al proceso. Cuando no es posible recircular, una parte de esta agua se destina a uso industrial y el resto se devuelve al medio ambiente bajo condiciones controladas. Sin embargo, una parte importante del agua que se utiliza en la flotación pasa a formar parte de los relaves4, que se envían a la etapa de espesamiento para recuperar una parte del agua que contienen. Los relaves son luego descargados en tranques (obras del tipo represa), que tienen la función de contener el efluente, permitir la sedimentación de las partículas finas en el depósito y retener los sólidos más gruesos en el muro. De este modo se recupera el máximo volumen posible de las aguas claras, las que, cuando es factible desde el punto de vista económico, se retornan al proceso de flotación, reduciendo de este modo el consumo de agua fresca.
Los tranques más modernos consideran sistemas de impermeabilización del muro de partida; y en el fondo o base del muro de contención se consideran drenes (dedos o camas drenantes) para interceptar posibles filtraciones a la napa. Sin embargo, los tranques más antiguos no contemplaban en su diseño sistemas de impermeabilización ni pozos de monitoreo de aguas subterráneas. Las pérdidas asociadas a los relaves son el líquido no recuperado que se evapora, descarga, retiene o infiltra. El consumo real de agua fresca en las plantas concentradoras del país es del orden de 0,79 m3/ton de mineral5. Maximizando la recirculación desde los espesadores y tranques, evitando fugas y minimizando evaporaciones es posible alcanzar valores en torno a 0,36 m3/ton de mineral6. Detalles de estas cifras se proveen en
capítulo 3.
En resumen, las pérdidas de agua durante el procesamiento de
mineraleses variado, debido a la complejidad de las plantas concentradoras7 :
• Evaporación, especialmente en tranques de relave, espesadores y acopio de mineral y/o concentrado. La humedad del concentrado o de los minerales es variable. En general, la comercialización de los concentrados se hace con humedades que fluctúan entre 8 y 12%. La evaporación que se puede producir a partir de un concentrado con ese nivel de humedad en el desierto es severa, mientras que en lugares cercanos al mar la humedad tiende a mantenerse. También la tasa de evaporación que puede observarse en un tranque de relaves varía sustancialmente, dependiendo de la localización de éste.
• Infiltraciones producidas hacia las napas subterráneas, las que pueden ser absorbidas en los suelos o evaporadas. Sin embargo, una parte del agua puede ser recuperada de las napas.
• Proceso de secado del concentrado previo a la fusión. El mineral debe ser alimentado a los hornos de fusión con la mínima cantidad de agua posible (secado a muerte) con objeto de aprovechar al máximo el combustible y las reacciones exotérmicas producidas durante la fusión. • En casos en que el tranque y/o los espesadores están ubicados a menor altura sobre el nivel del mar que la respectiva planta concentradora resulta demasiado caro bombear agua de vuelta al proceso. Ejemplo de esto son el tranque Carén, perteneciente a la División El Teniente de CODELCO, ubicado al este del lago Rapel, y el Tranque Ovejería, perteneciente a la División Andina de CODELCO y ubicado en el valle central, en la Provincia de Chacabuco.
En cambio en casos en que el tranque de relaves o espesador están ubicados a aproximadamente la misma altura sobre el nivel del mar que la planta de flotación, el agua que se recupera puede ser reutilizada en el proceso. Ejemplos de ello son los tranques en Chuquicamata, Escondida, Candelaria y Pelambres.
4Los relaves son roca molida, transportada en forma de pulpa, es decir roca más agua. Los relaves son los desechos de las plantas
concentradoras.
5Cifras estimadas por el Consejo Minero y la DGA con datos del año 2006. 6Cifra promedio de Minera Candelaria del año 2006.
En el caso de descarte de agua de tranques de relave debe considerarse que los niveles de metales o sales de estas aguas, denominadas “aguas claras”, no siempre son adecuadas para su uso en agricultura. Las “aguas claras” son reutilizadas en la planta de flotación y en algunos casos, por altos costos económicos (gran distancia entre el tranque y la planta) se destinan a uso en riego (previo cumplimiento de normas) o al humedecimiento de caminos donde transitan vehículos (poco frecuente). Los volúmenes y características físico-químicas de este flujo dependen de la estacionalidad, de factores meteorológicos y del tipo de faena. En el caso de los tranques Las Tórtolas y Ovejería se utiliza el agua en regar bosques plantados por las empresas en las inmediaciones del tranque.
2.2.4 transporte de mineral o concentrado
Existen dos formas de transportar el concentrado desde las plantas a las fundiciones o a un puerto, mediante camiones o trenes, y mediante un mineroducto.
En Chile hay tres grandes plantas concentradoras que envían el concentrado a un puerto mediante un mineroducto. Estas son las plantas de Minera Escondida, Collahuasi y Pelambres. En estos casos, el concentrado es transportado más de 150 kilómetros, desde alturas por sobre los dos mil metros sobre el nivel del mar hasta un puerto. Con objeto que el concentrado fluya a lo largo del mineroducto es preciso agregar agua. En promedio, el agua utilizada en éstos representa entre un 4 y un 6% del total del agua consumida en las respectivas plantas concentradoras.
2.2.5 fundiciones
La fusión de concentrados se realiza en dos etapas (fusión y conversión) en diversos reactores y da origen al cobre blíster o a ánodos.
El concentrado obtenido en las plantas concentradoras se seca hasta obtener un 0,2% de humedad y luego se funde a altas temperaturas. Para hacer más eficiente las reacciones de fusión, es necesario producir oxígeno, proceso que requiere de la utilización de agua. Una parte fundamental de la fusión consiste en la recuperación del azufre contenido en el concentrado, el que durante la fusión se transforma en anhídrido sulfuroso (SO2).
Los gases generados en el proceso (con una temperatura superior a los 1.200ºC) son captados a través de una campana refrigerada por agua. Posteriormente, los gases son enfriados en una cámara evaporativa con agua atomizada (350°C a 400ºC) y enviados a las plantas de ácido, donde son lavados con agua para remover las partículas de sólidos remanentes.
El agua consumida se utiliza en enfriamiento de gases, ya sea directamente en la fusión o en la sección de producción de ácido sulfúrico. El consumo de agua en enfriamiento de gases puede variar considerablemente de una fundición a otra. Por ejemplo, una fundición que se encuentre cercana al mar puede utilizar en la casi totalidad del enfriamiento, agua de mar, devolviendo ésta al mar una vez utilizada y asegurando que no se produzcan impactos ambientales de consideración debido al cambio de temperatura. Por otra parte, se pueden utilizar intercambiadores de calor más eficientes en el enfriamiento, reduciendo de esta forma el consumo. El producto de la fusión, denominado eje o mata, se lleva a la etapa siguiente que es la conversión. La escoria, en cambio, se lleva a botaderos. La conversión elimina gran parte de las impurezas, produciendo cobre metálico líquido en forma de cobre blíster, no refinado, el cual se lleva a una etapa de piro-refinación donde se obtiene el cobre RAF, el cual es moldeado en placas gruesas, en forma de ánodos, los cuales son enviados al proceso de electro-refinación. En la actualidad, las fundiciones nacionales presentan un consumo promedio de agua fresca que varía en torno a los 3,6 m3/tms de concentrado fundido.
2.2.6 Refinerías electrolíticas
El proceso de refinación electrolítica es el último proceso de la vía pirometalúrgica de recuperación del cobre. Consiste en disolver electroquímicamente los ánodos provenientes de la fundición conobjeto de eliminar las impurezas, principalmente metálicas, que son del orden de 0,1% a 0,3%, y depositar selectivamente el cobre puro en los cátodos. En la electro-refinación las pérdidas de agua se producen fundamentalmente debido a la evaporación y al descarte de soluciones. La primera ocurre en la parte superior de las celdas electrolíticas y se ve exacerbada por la temperatura del electrolito que es de aproximadamente 60°C. En la actualidad se utilizan pequeñas esferas plásticas que flotan sobre el electrolito y reducen la evaporación en forma sustancial.
El descarte de soluciones debe realizarse debido a que el electrolito se va concentrando en metales y elementos no
deseados, tales como, el arsénico y el antimonio, y debe limpiarse en celdas especiales mediante un proceso de electro-obtención. Al cabo de las diversas etapas de limpieza siempre hay soluciones que contienen impurezas y por lo tanto no pueden ser recicladas.
La Figura 2.1 muestra un diagrama del procesamiento de minerales sulfurados por flotación y procesos pirometalúrgicos donde se indican los consumos de agua fresca, la recirculación, las descargas y/o la generación de efluentes.
Los consumos y pérdidas de agua más relevantes en fundiciones
figura 2.1 Procesamiento de Minerales sulfurados por flotación y Procesos Pirometalúrgicos
y refinerías están dadas por la generación de oxígeno, el que es necesario para hacer más eficiente las reacciones de fusión, el secado del concentrado, la evaporación, la fusión del concentrado, el lavado de gases en la planta de ácido que tiene por objeto remover las partículas de sólidos que vienen entrampados en los gases, donde se produce un efluente ácido, y el descarte de soluciones.
2.2.7
Proceso hidrometalúrgico
Los procesos de lixiviación, extracción por solventes y electro-obtención para la producción de cobre se utilizan desde la década de los 60. Inicialmente, la recuperación de cobre se hacía a partir de minerales oxidados de cobre. Desde la década de los 80 también se produce cobre por la vía hidrometalúrgica a partir de algunos sulfuros secundarios, principalmente la calcosina. Durante los 90 este proceso se ha ido aplicando en un creciente número de minas, debido a que su costo de operación es más bajo que aquel de la vía pirometalúrgica.
El proceso consiste básicamente en que el mineral extraído de la mina se chanca y posteriormente se aglomera con el objeto de que, al construir las pilas de lixiviación, la solución lixiviante pueda percolar y entrar en contacto con las diversas partículas que contienen mineral. Durante la aglomeración el mineral se contacta con una solución que contiene ácido sulfúrico a fin de comenzar el proceso de disolución del cobre.
Luego de la aglomeración, el mineral que contiene aproximadamente un 10% de humedad, se acopia en pilas de unos pocos metros de altura (dos a diez metros), dependiendo de las características del mineral y del lugar y se riega la superficie superior con una solución ácida. Dicha solución percola al interior de la pila y junto al oxígeno produce la oxidación de los sulfuros secundarios y óxidos de cobre. Este proceso se puede acelerar con la inclusión de otros agentes oxidantes tales como ión férrico y/o bacterias.
Las pilas se construyen sobre una superficie impermeabilizada con el objeto de recuperar la totalidad de las soluciones y al
mismo tiempo evitar la contaminación de aguas superficiales y subterráneas. La solución recuperada en la parte inferior de las pilas contiene una pequeña concentración (1 a 3 g/l) de cobre, y previo a recuperarlo mediante electroobtención, es preciso elevar su concentración en la solución.
El aumento de la concentración se realiza mediante el proceso de extracción por solventes (SX), el que consiste en la extracción del cobre de la fase acuosa a una fase orgánica y posteriormente la re-extracción del cobre desde la fase orgánica cargada con cobre a una nueva fase acuosa. La concentración del cobre en esta nueva fase acuosa, al cabo del proceso de extracción por solventes, es de aproximadamente 40 g/l. Esta solución denominada “fase cargada”, se alimenta a la planta de electro-obtención.
En la extracción por solvente (SX), una vez que la solución proveniente de la lixiviación es descargada del cobre, se reacondiciona su pH y se reutiliza en el riego de las pilas. En definitiva, y al cabo de algunos ciclos, la solución contiene bastantes impurezas que se han ido incorporando por la disolución de las pilas. Normalmente, estas soluciones se descartan agregándolas a una pila de la cual ya se extrajo todo el cobre presupuestado. Como la base de estas pilas es impermeable, el destino de la solución de descarte es la evaporación. Las impurezas quedan atrapadas en la pila de descarte, la que se denomina ripio.
Por último, la solución cargada con cobre que ingresa a la planta de electro-obtención, previo filtrado para eliminar impurezas sólidas, es sometida a electro-depositación (EW), generándose oxígeno en el ánodo insoluble (aleación de plomo) y depositándose el cobre metálico en el cátodo. El producto de la planta de electro-obtención es cobre de alta pureza.
En la planta de extracción por solventes (SX), debido a la degradación de los reactivos orgánicos y por la contaminación de la solución, se descartan las soluciones orgánicas después de numerosos ciclos. Durante la vida útil de estas soluciones, éstas son lavadas, y el agua requerida para ello es cuantiosa.
La Figura 2.2 muestra un diagrama con las etapas del proceso hidrometalúrgico de producción de cobre, donde se indican los
consumos de agua fresca, las etapas donde se recircula agua y donde se generan los efluentes.
Los factores más variables en cuanto a consumo de agua son la evaporación en las pilas, el descarte de soluciones (el que depende, entre otros factores, de la cinética de dilución del mineral) y el lavado de las soluciones orgánicas.
En lo relativo al proceso hidrometalúrgico, se generan efluentes en el drenaje de minas y soluciones agotadas de los procesos hidrometalúrgicos tales como lixiviación in situ o en pila; extracción por solvente y electro-obtención.
Los efluentes provenientes de drenaje de minas y soluciones agotadas de preferencia se reciclan. Si ello no es posible, se neutralizan y/o desintoxican antes de disponerlas en tranques para su evaporación.
figura 2.2: Procesamiento hidrometalúrgico de Producción de cobre
3.1 antecedentes
La Mesa Público Privada Nacional de Aguas en lo relativo a la participación del sector minero como consumidor de agua, delegó a la Secretaría Ejecutiva la coordinación de las acciones necesarias para que la DGA iniciara con el sector minero, una línea de trabajo sectorial más detallada con el objetivo de validar los datos de consumo de agua de las empresas mineras y tener una mayor definición de las condiciones de uso del sector, lo cual requería de mayores esfuerzos de recopilación, sistematización, desagregación, y validación de la información. Es así como la DGA durante el año 2007 trabajó conjuntamente con el Consejo Minero y la Sociedad Nacional de la Minería (SONAMI) para recopilar y sistematizar la información sobre derechos de aprovechamiento de agua de que dispone el sector minero, establecer el caudal de extracciones que emplean las faenas mineras como agua fresca (o make-up) y la tasa de consumo unitario de agua fresca en los procesos de la minería del cobre (concentración e hidrometalurgia). Los resultados de estos esfuerzos público-privados por transparentar información existente, están reflejados en el estudio “Derechos, Extracciones y Tasas Unitarias de Consumo de Agua del Sector Minero. Regiones Centro-Norte de Chile”, de marzo de 2008, realizado por Proust Consultores para la División de Estudios y Planificación de la DGA. y publicado por la Dirección General de Aguas bajo el Documento S.I.T. Nº 146 de marzo de 2008.
3.2 extracciones de agua fresca de la
MinerÍa del coBre
Entre los principales resultados derivados del estudio al que se
3 tasas de consuMo de agua sector Minero
hace mención en la sección anterior, destaca que el mayor consumo de agua fresca por parte del sector minero es en la II Región con 4.854 l/s, seguido de la VI y III Región con 2.100 l/s y 1.441 l/s, respectivamente(ver Gráfico 3.1) Cabe mencionar que los valores presentados en Gráfico 3.1 provienen de empresas mineras localizadas en las regiones centro-norte del país (desde la VI Región al norte), en las cuales se concentra la actividad minera nacional y que tienen una representatividad de más del 90% de la producción nacional de cobre. Además, estos valores no incluyen las extracciones de agua de mar, aguas adquiridas a terceros (no mineros) o aguas halladas en labores mineras 9. En términos de las extracciones de aguas del sector minero, las cifras informadas por las empresas mineras para el período 2006 alcanzan un promedio anual de 11,9 m3/s para todo el sector. Para efectos de comparación, cabe señalar que en el año 2002, con una producción de cobre de 4,6 millones de toneladas, la extracción de agua de la industria era de 15 m3/s, en cambio en el año 2006 con un crecimiento en la producción a 5,4 millones de toneladas de cobre fino, el consumo de agua se redujo a los señalados 11,9 m3/s10. Estas cifras evidencian que las empresas
mineras han incrementado la eficiencia en la utilización del recurso respecto de la situación de años anteriores.
En efecto, en los últimos años las empresas mineras han adoptado acciones para optimizar sus consumos a través de mejores prácticas de gestión, como por ejemplo, mejoramiento en la gestión de operación de relaves; optimización de las instalaciones existentes; estudio de tecnologías de recuperación en la planta, o a través de la introducción de nuevas tecnologías, tales como la osmosis, el uso de agua de mar directamente en
9 Respecto a estos dos últimos tipos de aguas, no existe información precisa acerca de la cantidad que significan dada la inexistencia de la obligación de
informarlas. Sin perjuicio de esto, expertos consideran que son volúmenes que, si bien en casos puntuales pueden ser relevantes, no alteran la representatividad de las cifras de la DGA cuando se considera al sector minero como un todo.
10Estudio “Derechos, Extracciones y Tasas Unitarias de Consumo de Agua del Sector Minero. Regiones Centro-Norte de Chile”, de marzo de 2008, DGA-Proust
procesos (depende de características del mineral entre otros), el desarrollo de equipos de espesamientos que garanticen altas concentraciones de sólidos, desarrollo de modelos e instrumentos de control de percolación en pilas de lixiviación e investigación acerca de usos alternativos de agua de sobrenadantes, por ejemplo, en agricultura, floricultura etc. Estos esfuerzos se ven reflejados en la reducción de consumo de agua de la industria minera del cobre nacional.
Gráfico 3.1 Extracción Total Informada por Región (l/s)
Fuente: Informe “Derechos, Extracciones y Tasas Unitarias de Consumo de Agua del Sector Minero, Regiones Centro-Norte de Chile”, marzo de 2008, DGA-Proust Consultores.
3.3 coMParación de cifras de consuMo de
agua en la MinerÍa del coBre
La Tabla 3.1 es un cuadro comparativo entre los consumos unitarios promedio de agua de la Gran Minería del cobre para el año 2000 y las cifras estimadas por el Consejo Minero y la DGA con datos del año 2006. Lo que se evidencia en esta tabla es que, en términos promedio, el consumo de agua fresca en el proceso de concentración se ha reducido desde 1,1 m3/tms a 0,79 m3/ tms y en el procesamiento de mineral por la vía hidrometalúrgica también se ha reducido desde 0,30 m3/tms a 0,13 m3/tms en los últimos 5 años.
tabla 3.1 consumos promedio de agua en la minería nacional
por mineral tratado
En la tabla anterior se puede observar entre paréntesis el rango de consumo unitario de agua fresca en los que operaban las faenas mineras al año 2000 y al año 2006.
El consumo unitario de agua fresca en los procesos de beneficio de minerales de cobre, incluyendo concentración (flotación) e hidrometalurgia (lixiviación, extracción por solventes y electro-obtención) presenta una marcada diferencia entre procesos y condiciones operacionales de las distintas faenas mineras. La tasa de consumo de agua fresca en los procesos de concentración fluctuaba al año 2000 entre 0,4 a 2,3 m3/ton y en un rango de 0,3 a 2,1 m3/ton al año 2006. Los valores más altos corresponden a operaciones en que no es posible recircular las aguas desde los depósitos de relave.
consumo unitario de agua freca
Proceso Año 2000 (1) Año 2006 (2)
m3/ton m3/ton mineral mineral Concentración 1,1 0,79 (0,4 - 2,30) (0,3 - 2,1) Hidrometalurgica 0,3 0,13 (0,15 - 0,4) (0,08 - 0,25)
(1)Fuente: Documento “Uso eficiente de aguas en la industria minera y
buenas prácticas” APL 2002
(2)Fuente: Estudio “Derechos, extracciones y tasas unitarias de consumo
de agua del sector minero, regiones centro-norte de Chile”, DGA-Proust Consultores, marzo 2008.
A su vez, la tasa de consumo de agua fresca en los procesos de hidrometalurgia fluctuaba al año 2000 entre 0,15 a 0,4 m3/ ton y en un rango de 0,08 a 0,25 m3/ton al año 2006. Las plantas hidrometalúrgicas de la Gran Minería del cobre, en líneas generales, han logrado un sustancial avance en los últimos años en lo que respecta a la optimización del consumo de agua. Aprovechando la recirculación de soluciones, evitando infiltraciones y minimizando la evaporación, han alcanzando un consumo promedio de agua fresca en torno a 0,13 m3/ton de mineral.
En Gráfico 3.2 se muestra la eficiencia hídrica del proceso de concentración de cobre en términos porcentuales, comparando la información para el año 2000 y la información levantada para el año 2006, donde se visualiza un aumento en la eficiencia hídrica de un 28%, considerando el incremento lineal de la capacidad de tratamiento en concentración de cobre (toneladas por día). Cabe destacar que la meta propuesta en el Acuerdo Marco de Producción Limpia 2002 para el mediano plazo es de un consumo unitario de agua en proceso de concentración de 0,60 m3/ton, lo que implica que el desafío permanece y los esfuerzos por seguir aumentando los niveles de eficiencia a partir de soluciones tecnológicas siguen siendo necesarios.
Gráfico 3.2 Eficiencia hídrica en proceso de concentración
Fuente: Estudio “Derechos, Extracciones y Tasas Unitarias de Consumo de Agua del Sector Minero, Regiones Centro-Norte de Chile”, marzo 2008.
En Gráfico 3.3 se muestra la eficiencia hídrica del proceso hidrometalúrgico del cobre en términos porcentuales, comparando la información para el año 2000 y la del año 2006, donde se visualiza un aumento en la eficiencia hídrica de un 49%, considerando un incremento lineal de la capacidad de tratamiento en hidrometalurgia de cobre (toneladas por día). La meta propuesta en el Acuerdo Marco de Producción Limpia 2002 para el mediano plazo es un consumo unitario de agua en proceso de hidrometalurgia de 0,25 m3/ton. En este caso, al año 2006 se ha superado con creces la meta propuesta en el citado Acuerdo.
En los gráficos anteriores se puede observar un importante desacople entre las curvas de capacidad de producción y la de consumos de agua, tanto para los procesos de concentración, como para los de hidrometalurgia, mostrando así que en los últimos 5 años ha habido un aumento sostenido en la eficiencia de uso del recurso hídrico por parte del sector minero.
Gráfico 3.3 Eficiencia hídrica en proceso de hidrometalurgia
Fuente: Estudio “Derechos, Extracciones y Tasas Unitarias de Consumo de Agua del Sector Minero, Regiones Centro-Norte de Chile”, marzo 2008.
Dentro de los casos exitosos en la gestión eficiente del recurso hídrico de faenas mineras es posible mencionar a Minera Michilla, con el uso directo de agua de mar en la planta de producción de cobre; a CODELCO Norte, que ha invertido alrededor de US$ 33 millones en proyectos para aumentar la recuperación de agua de los procesos, lo que ha permitido en los últimos años aumentar los niveles de tratamiento de la concentradora, sin aumentar los niveles de demanda de agua fresca; a Minera Los Pelambres, que ha hecho un uso eficiente de aguas en el tranque de relaves Los Quillayes y que, además, tiene un consumo unitario de agua fresca de 0,35 m3/s, uno de los más bajos de la minería en Chile; a Minera Candelaria, que cuenta con un sistema eficiente de gestión del recurso hídrico que le permite obtener un reciclaje de agua de alrededor de un 87% del consumo total y tener un consumo unitario de 0,36 m3/s; y a Minera Escondida, con la puesta en marcha de la planta desalinizadora de agua de mar en Coloso, la cual abastece la demanda de agua de los procesos productivos, en especial de la Planta concentradora Los Colorados.
caPÍtulo 4 :
MeJores Prácticas
Para uso eficiente
4 MeJores Prácticas Para uso eficiente del recurso hÍdrico en la MinerÍa
4.1 introducción
En el centro-norte del país, ante una situación de disponibilidad limitada del recurso hídrico y una demanda creciente que compite con otros sectores de la economía, el uso racional y eficiente del agua es clave para el futuro del negocio minero. Es así como, el sector minero ha reaccionado ante el escenario de estrechez hídrica, adoptando acciones para optimizar sus consumos a través de mejores prácticas de gestión o la introducción de mejores tecnologías y/o invirtiendo en nuevas alternativas que reduzcan la demanda y aumenten la oferta de agua, tales como el uso eficiente del agua en las operaciones, incluyendo su recirculación; mejoramiento de la gestión en la operación de relaves, como por ejemplo, el desarrollo de equipos de espesamientos que garanticen altas concentraciones de sólidos para producciones industriales a gran escala y la selección de sitios con fácil control de filtraciones; el uso de nuevas fuentes, como por ejemplo, agua desalinizada y uso directo de agua de mar; entre otras.
Las cifras entregadas en el capítulo anterior muestran que, en términos promedio en las regiones centro-norte de Chile, los consumos unitarios de agua por tonelada de mineral procesado en la minería del cobre se han reducido, minimizando las pérdidas del sistema y haciendo más eficiente las tecnologías implementadas en los procesos. No obstante, a juicio de expertos a nivel institucional y en muchas de las compañías mineras se cree que aún habría algún espacio para la realización de nuevas mejoras en la eficiencia del uso de un recurso tan estratégico
como el agua para el desarrollo de la actividad minera, en cada una de las instancias de desarrollo, operación y cierre de un proyecto.
A continuación se describen casos exitosos en la gestión eficiente del recurso hídrico de faenas mineras.
4.2 gestión del recurso hÍdrico en faenas
Mineras
Para una gestión ambiental eficiente del agua en minería sería recomendable incluir aspectos como la disminución de su consumo, el uso eficiente del recurso hídrico y el manejo sustentable de los acuíferos y ecosistemas a partir de los cuales se abastecen. Para gestionar el uso del recurso en la faena es clave contar con sistemas de medición de los consumos de agua en cada etapa del proceso productivo minero. Algunas faenas mineras, tales como CODELCO Norte y Candelaria ya cuentan con este tipo de sistemas. Es aconsejable que todas las operaciones mineras contaran con un completo balance hídrico, que les permita evaluar la situación actual, proponer acciones correctivas para reducir consumos, evaluar el impacto de estas acciones y considerar estas prácticas en las planificaciones futuras.
Algunos aspectos clave para garantizar el éxito en la gestión y que permitirán manejar en forma integrada el recurso hídrico son:
• Manejo y control adecuado de los derechos de agua disponibles, llevando un catastro actualizado de los derechos
empleados, sus compensaciones y/o restituciones, si corresponde (derechos consuntivos y no consuntivos).
• Disponer del instrumental adecuado que permita medir en línea los volúmenes de agua en las entradas y salidas de los procesos unitarios a fin de determinar el balance hídrico de la faena.
• Construcción de indicadores: en aquellas actividades identificadas como claves se requiere de controles específicos para controlar los caudales y la calidad establecida para el agua.
A medida que se van implementando las acciones necesarias para alcanzar los objetivos y las metas, es preciso monitorear los indicadores, haciendo un seguimiento de su evolución. El monitoreo debería incluir, además, las variables correspondientes a la calidad del recurso empleado en las diversas etapas y de los efluentes que son descargados. Es recomendable que estas mediciones sean contrastadas con la normativa aplicable o con estándares de referencia, cuando dicha normativa no exista. La información así obtenida y evaluada, servirá para revisar y corregir el sistema implementado.
4.3 estudios de casos
Como parte del trabajo encomendado a la Secretaría Ejecutiva por la Mesa Nacional Público-Privada de Recursos Hídricos se realizaron una serie de visitas a faenas mineras que a continuación se describen.
Caso N°1 Minera Candelaria - Gestión eficiente y sustentable del recurso hídrico
Uno de los principales aspectos considerados en la gestión del agua en Candelaria es la administración eficiente de los recursos hídricos que posee la faena.
El agua fresca proviene de fuentes subterráneas, extrayéndose de pozos ubicados en Tierra Amarilla y Paipote. El agua potable de la faena es producida por una planta de osmosis reversa. La faena reutiliza el recurso hídrico con un sistema que permite
obtener un reciclaje de agua de alrededor del 87% del consumo total de agua. Un 57% corresponde al agua recirculada de los espesadores de concentrados de cobre y del espesador de relaves. Un 30 % es recuperado de los tranques de relaves, por lo que el agua fresca que ingresa al sistema representa el 13% del consumo total de agua. De hecho, de los 750 litros por segundo que Candelaria tiene por concepto de derechos de agua usan sólo alrededor de 280 l/s. Ello permite un menor consumo de agua proveniente del Valle Copiapó, uno de los sectores más afectados por la disminución de los niveles de agua subterránea.
En el año 2007, el consumo de agua fresca por tonelada de mineral tratado en las plantas concentradoras de Minera Candelaria fue en promedio de 0,36 m3 /tonelada seca de mineral.
figura 4.1 Balance de agua de Procesos
figura 4.2 consumo unitario de agua fresca
Fuente: Minera Candelaria
Una de las consideraciones en el diseño original del proyecto y que contribuye a recuperar un caudal de 270 l/s es la construcción de drenajes que permiten recuperar la infiltración de agua del tranque de relaves. Esta agua es canalizada vía una infraestructura de túnel y pique, desde donde se bombea agua para su reutilización en el proceso.
figura 4.3 sistema de recirculación de aguas
Fuente: Minera Candelaria
Minera Candelaria ha demostrado una preocupación permanente por utilizar racional y eficientemente el agua de forma de aprovechar al máximo su disponibilidad, lo que los ha llevado sin duda a ser ejemplo de eficiencia en la gestión del recurso. No obstante lo anterior, se observa y de igual manera existe el convencimiento dentro de la empresa, que son posibles nuevas mejoras en la eficiencia del uso del agua. Es por ello que Minera Candelaria realiza una constante revisión de alternativas para optimizar el uso del recurso, tales como recuperación de agua de infiltraciones, aplicación de tecnologías en los espesadores, etc.
Caso N°2 Minera Los Pelambres - Gestión eficiente y sustentable del recurso hídrico
Minera Los Pelambres (MLP) es propiedad de Antofagasta Minerals S.A. (60%) y un consorcio de empresas japonesas (40%). Es una operación que produce concentrados de cobre y molibdeno, ubicada a 240 kms. al noreste de Santiago. El mineral extraído de la mina ubicada a 3.600 m.s.n.m. es transportado por camiones hasta el chancador primario y enviado por una correa relaVes aguas claras concentrador Mina Pique Pantalla cortafuego
transportadora de 13 kms de largo hasta el stock pile en el sector de la planta concentradora a 1.600 m.s.n.m. El concentrado de cobre se mezcla con agua para permitir su transporte hasta las instalaciones del puerto ubicado cerca de la localidad de Los Vilos, a través de un mineroducto de 121 kms. de largo, donde se utiliza la fuerza de gravedad. El exceso de agua del concentrado es filtrado y bombeado a seis piscinas de almacenamiento, desde donde se extraen para regar 72 hectáreas de bosques de eucaliptos en el sector del puerto de embarque.
El uso sustentable del recurso hídrico es prioritario en MLP, dada su importancia como insumo crítico en el proceso productivo y para el desarrollo económico y calidad de vida de las comunidades que coexisten con el yacimiento en el Valle del Choapa. En términos de consumo de agua fresca, la empresa informó que, en promedio, éste se habría reducido con respecto al año pasado. Además, se señaló que se ha reducido la extracción de agua fresca en los últimos años. El consumo unitario de agua fresca es del orden de 0,35 m3 de agua/tonelada de mineral procesado. El agua recirculada en términos promedio alcanza un valor de 0,57 m3/tonelada11 lo que se traduce en una tasa de
recirculación del orden del 55%.
El modelo de gestión del uso recurso hídrico se basa en el principio de que cada gerencia representa una unidad de gestión, que debe pagar el consumo de agua. Aún no se dispone de un balance hídrico detallado por cada proceso. Sin embargo, se está instalando una batería de flujómetros en cada instalación productiva, con lo que se construirá una línea de base a partir de la medición de caudales de entrada y salida en cada operación. Como en otras operaciones mineras, la gestión del uso eficiente del recurso hídrico se orienta a maximizar la recirculación de Riles que se generan en el proceso.
De este modo, las aguas que afloran del rajo con altos contenidos de sulfatos y cobre, y que no son aptas para el riego, son captadas y conducidas a la planta concentradora para ser utilizadas en el proceso productivo. En las profundidades del rajo se han encontrado volúmenes crecientes de aguas del minero,
por lo que la compañía está evaluando el reemplazo de la tubería actual por una de mayor diámetro.
La recuperación de agua del proceso desde los espesadores es de 70% y desde los depósitos de relaves la recuperación promedio fluctúa en torno a 55%.
En el tranque Quillayes y en la construcción reciente del tranque El Mauro se han considerado criterios de seguridad sísmica y eventos meteorológicos extremos.
En el tranque Quillayes, las aguas naturales de la cuenca del Río Cuncumén son desviadas, tomándolas arriba del depósito y conduciéndolas a través de un túnel de cinco kilómetros de longitud hasta el curso natural aguas abajo del tranque, asegurando que no haya contacto con el relave o aguas industriales. Las filtraciones de agua son captadas por sistemas que permiten su completa separación de las aguas naturales. Se cuenta con zanjas cortafugas al pie del muro del tranque para captar filtraciones superficiales o subterráneas y con pozos de monitoreo de calidad de las aguas naturales. Las aguas del tranque de relaves, muros cortafuga y drenes son captadas y recirculadas.
En el tranque El Chinche (cerrado hace algunos años) se inició un plan de reforestación experimental que demostraría la viabilidad de aplicar esta metodología en la etapa de cierre del tranque Quillayes.
caso n°3: división codelco norte - gestión del recurso hídrico.
La demanda total de agua fresca de la División es del orden de 2.000 l/s. Este caudal es proporcionado por la aducción de agua fresca proveniente de represas y pozos. El proceso que consume un 52% del total de agua fresca es la planta concentradora. Los procesos hidrometalúrgicos de Mina Sur y Radomiro Tomic consumen del orden de 17%. El costo de agua fresca divisional varía en torno a los 0,25 US/ m3.
figura 4.5 distribución de consumos reales de agua
en el año 2007
Fuente: CODELCO Norte
Fuente: CODELCO Norte, valor referencial al año 2007
La gestión del recurso hídrico, soportado en la materialización de inversiones por US$ 33 millones en proyectos para aumentar la recuperación de agua de los procesos, ha permitido en los últimos años aumentar los niveles de tratamiento de la concentradora, sin aumentar los niveles de demanda de agua fresca.
figura 4.6 evolución del Make up concentradora
Los aumentos de eficiencia en el uso del agua se consiguen a partir de la construcción y monitoreo sistemático de índices de consumo en cada proceso. En este sentido, el modelo de Gestión de la División CODELCO Norte considera los siguientes conceptos básicos: • Levantar un sistema de medición consolidado que permita sistematizar la información de consumo en cada proceso. • A partir de la información capturada, elaborar índices de consumo del proceso (IP) evaluando la calidad del índice de acuerdo a su capacidad para detectar aumentos o reducciones en el consumo. • Hacer seguimiento a la evolución de cada IP. El IP se obtiene de la división entre el consumo y el nivel de actividad asociado, luego se ve la evolución del IP respecto a periodos anteriores, del diferencial de consumo de agua entre el plan y el real, se separa la fracción que corresponde a un efecto de mayor o menor actividad respecto al plan, para luego determinar el ahorro real producto de la gestión de IP. Lo que no se explica por menor actividad, correspondería al aumento de eficiencia y sería explicado por la implementación de tecnologías de procesamiento menos intensivas en agua, inversiones para reducir pérdidas, aumento de la recirculación en los procesos y en los tranques de relaves u otros motivos. • Evaluar la efectividad de las acciones tomadas. CODELCO Norte inmerso en una zona de conocida escasez del recurso hídrico, en su esfuerzo por aumentar la disponibilidad de este recurso, ha analizado alternativas como la inversión Fuente: CODELCO Norte
Cuadro 1: Indicadores de Consumo por Proceso (IP) y sus correspondientes Unidades de Medición
Fuente: CODELCO Norte
área Métrica iP iP año 2007
concentración Molinera m3/TMS 0,50 m3/TMS
Minas
Chuquicamata Toneladas Kilómetro m3/MILL TMS 2.357 m3/Mill TKS
Sur Transportadas 54 m3/Mill TKS
RT 894 m3/Mill TKS
hidrometalurgia
Norte Mineral Chancado m3/TMS 0.073 m3/TKS
Sur 0.332 m3/TKS
fundición Total Fusión Concentrado m3/TMS 4.48 m3/TKS