Fuentes potenciales de descargas contaminantes

Drenaje acido de mina

El drenaje acido de mina (DAM) es considerado como una de las amenazas ms serias de la minera a los recursos hdricos. Una mina con drenaje acido tiene el potencial para provocar daos a largo plazo en ros, lagos, corrientes, con subsecuente dao a la vida acutica.

El drenaje acido de mina es uno de los problemas principales de las minas metlicas porque los metales tales como el oro, cobre, plata y molibdeno a menudo son encontrados en rocas que contienen minerales de azufre. Cuando estos minerales de azufre en la roca son expuestos al agua y al aire durante la actividad minera, se forma cido sulfrico, este acido puede disolver otros metales dainos de las rocas adyacentes, si este drenaje no es controlado, este puede terminar en las corrientes, ros o puede lixiviarse a las aguas subterrneas. El drenaje acido puede venir de cualquier parte de la mina donde el mineral de azufre es expuesto al aire y agua, estos lugares incluye a las pilas de rocas estriles, tajos abiertos, pilas de lixiviacin, etc.

Figura 1.-Formacin del drenaje acido de mina[footnoteRef:1] [1: Imagen extraida de : Hardrock mining Acid mine drainage, publicacion hecha por Alan Septoff. http://www.earthworksaction.org/library/detail/fact_sheet_acid_mine_drainage#.VOPiRuaG-_l]

El drenaje cido de la mina ocurre cuando los minerales del sulfuro se ponen en contacto con el oxgeno y el agua, condiciones favorables para su oxidacin qumica o a la oxidacin rpida por bacterias tales como Thiobacillus ferrooxidans. Entonces el drenaje acido de mina es el agua de drenaje que contiene niveles de cualquier elemento o contaminante que no se encuentre dentro de los lmites reglamentarios para el agua que drena de un asiento minero, o que podra ocasionar un impacto ambiental adverso. Por lo general, este drenaje contaminado puede incluir, pero sin limitarse a ello, lo siguiente[footnoteRef:2]: [2: Ministerio de energa y minas. Guia ambiental para el manejo de drenaje acido de mina]

pH, acidez, alcalinidad; Sulfatos; Nutrientes; Metales (disueltos o totales); Nclidos radiactivos; Slidos disueltos totales (SDT); y Slidos suspendidos totales (SST).

Generalmente el DAM se caracteriza por[footnoteRef:3]: [3: Ministerio de energa y minas. Gua ambiental para el manejo de drenaje acido de mina]

Valores de pH por debajo de 7 hasta 1.5 Alcalinidad decreciente y acidez creciente Concentraciones elevadas de sulfato Concentraciones elevadas de metales (disueltos o totales) Concentraciones elevadas de slidos disueltos totales

Fuentes de DAM

Las fuentes potenciales de DAM para las operaciones mineras y de beneficio incluyen:

Drenaje de labores mineras subterrneas Escorrentas de labores mineras a tajo abierto Pilas de desmonte, y Canchas de relaves

Recoleccin y Tratamiento[footnoteRef:4] [4: Ministerio de Energia y Minas. Guia ambiental para el manejo de drenaje acido de mina]

Existen dos tipos principales de sistemas de tratamiento del DAM:

Los sistemas activos que requieren la operacin y mantenimiento continuos; y Los sistemas pasivos que se basan en el tratamiento "natural" y pretenden funcionar sin cuidados ni mantenimiento.

La tecnologa demostrada para el tratamiento activo es el proceso de neutralizacin qumica (con cal). Se elimina la acidez de la solucin mediante neutralizacin, los metales pesados se precipitan en la forma de xidos, hidrxidos o sulfuros. Otros componentes nocivos, como el arsnico y el antimonio, se extraen por precipitacin; el arsenato o antimoniato se extraen a travs del uso de hierro frrico y aereacin.

Mientras crece el nivel de aceptacin con respecto al hecho de que no se puede efectuar una "retirada" en cada asiento minero, las obligaciones tcnicas y financieras de mantener a perpetuidad una planta de tratamiento qumico han aumentado el inters por desarrollar opciones efectivas de cuidado pasivo.

Recoleccin

El xito de cualquier sistema de tratamiento depende de la capacidad para identificar, recolectar y controlar el flujo de toda agua contaminada. Se disea un sistema para recolectar toda la filtracin y el drenaje, y tambin para minimizar el volumen destinado al proceso de tratamiento. Ello significa que toda corriente "limpia" ser separada de la contaminada, y no incluida en el flujo que va a la planta de tratamiento. La interceptacin, para desviar el agua fresca de la toma donde se generan los contaminantes, es esencial para minimizar el volumen de flujo contaminante que puede ser generado en el asiento. El volumen de flujo a tratarse ser minimizado y, con ello, la capacidad de diseo requerida para la alternativa de tratamiento del agua.

La recoleccin de escorrenta se logra mediante zanjado superficial. La recoleccin de flujos subterrneos puede requerir la instalacin de surcos colectores, pozos hacia los cuales se descarga la pluma del contaminante, o bien muros interceptadores para forzar el flujo de agua subterrnea hacia la superficie para su recoleccin y tratamiento.

El diseo de los sistemas de recoleccin es extremadamente especfico para cada asiento y puede depender de la ubicacin del flujo contaminante, la topografa, cantidad y forma de la precipitacin, geologa e hidrologa del lugar. Los sistemas de recoleccin estn compuestos invariablemente por diferentes componentes que contribuyen a la eficiencia del sistema total de recoleccin. Entre ellos se puede mencionar:

La interceptacin para la derivacin del agua fresca; La recoleccin del flujo contaminado; y La capacidad de almacenamiento

El diseo de los sistemas tanto de interceptacin (desviacin) como de recoleccin depender de la descarga instantnea pico de esta toma; los periodos de retorno del diseo dependern del riesgo determinado de descarga de una porcin del efluente contaminado.

Dado que el diseo de plantas de tratamiento para descargas instantneas pico es poco probable, un sistema de almacenamiento para regular los flujos a la planta de tratamiento deber formar parte integral de todo sistema de recoleccin. Dependiendo de una evaluacin del riesgo, la capacidad de almacenamiento se determinar con el fin de mantener los eventos de inundacin hasta un evento de inundacin con un periodo de retorno especfico.

Tratamiento Activo

El tratamiento qumico del DAM es una tecnologa ampliamente conocida y aceptada. Por lo general, el tratamiento consiste en un circuito de neutralizacin qumica para extraer de la solucin:

La acidez - por neutralizacin Los metales pesados - por hidrlisis y precipitacin Otros contaminantes como slidos suspendidos, arsenato, antimoniato por formacin de un complejo y precipitacin.

A continuacin se presentan ejemplos de estos procesos:

-Neutralizacin

H2SO4 + Ca (OH)2 CaSO4 2H2O

-Eliminacin de Metales

Precipitacin como hidrxido o sulfuro; por ejemplo, cobre:

CuSO4 + Ca (OH)2 + 2H2O Cu (OH)2 + CaSO4.2H2OCuSO4 + NaHS CuS + NaSHO4

Precipitacin de aniones con hierro frrico; por ejemplo, arsnico

2H3AsO4 + Fe2(SO4)3 + 3Ca(OH)2 2FeAsO42H2O + 3CaSO42H2O

Las principales operaciones unitarias en una planta de tratamiento qumico del DAM pueden ser:

Poza de retencin aguas arriba para el DAM Preparacin de cal (hidratacin, mezcla de pulpa) Una o dos etapas de neutralizacin por agitacin Tercera etapa para la eliminacin de otros metales o aniones Separacin lquido/slido Retencin de solucin del efluente tratado para muestreo previo a la descarga Disposicin de residuo

Los agentes de neutralizacin ms comunes son:

Caliza (CaCO3) Cal viva (CaO) Cal hidratada (Ca(OH)2)

La primera y, tal vez, la segunda etapa de una planta de tratamiento u actualmente consiste en la neutralizacin de la cal en tanques de agitacin. Se pueden utilizar otras bases en una segunda o tercera etapa para el tratamiento de metales objeto de preocupacin seleccionada que no se extraen con la cal:

Soda custica Ceniza de soda Hidrosulfuro de sodio Otros desechos con exceso de alcalinidad, incluyendo ceniza fina o relaves de molino

Se debe tomar precauciones para utilizar otros desechos con el fin de asegurar que los metales solubles adicionales no sean aadidos al agua de drenaje. Adems, se debe aceptar que el uso de desechos, como los relaves, aumenta la masa total de sedimento producido por la planta de tratamiento y del cual deber disponerse.

Los mtodos de tratamiento convencionales o activos de aguas cidas tienen un coste elevado, por lo que no pueden ser mantenidos por un perodo prolongado una vez finalizada la vida de la mina. Teniendo en cuenta que el problema de las aguas cidas puede perdurar varios cientos de aos.

Disposicin de Lodos

Uno de los aspectos ms difciles del tratamiento qumico es la descarga del lodo de tratamiento. El proceso extrae acidez y metales por precipitacin de xidos e hidrxidos metlicos, y yeso. Usualmente, existe lodo de grano fino que es de difcil filtracin o sedimentacin. Por lo comn, los lodos de las plantas de tratamiento estn constituidos por un 10 a 15% de slidos por peso. Adems, se debe mantener la estabilidad qumica del lodo con el fin de evitar la redisolucin de los contaminantes metlicos. Por lo general, los lodos deben desecharse en un rea preparada para limitar el posible lavamiento y/o mantener condiciones alcalinas. La prctica actual en algunos asientos consiste en incluir los lodos de la planta de tratamiento con los slidos de relaves alcalinos, o bien desecharlos en un rea de depsito bajo el agua. En todo caso, la descarga de lodos constituye un rea de investigacin activa, que requiere de unos cuidados a planificacin como parte del diseo de planta.

Tratamiento Pasivo

Uno de los avances ms prometedores en el tratamiento del DAM es el reconocimiento del papel que cumplen los procesos naturales en la eliminacin de la acidez, sulfato y metales de las aguas de drenaje cido. La reduccin biolgica de sulfato ha sido identificada como uno de los principales contribuyentes a los procesos de mitigacin de la calidad del agua en tierras hmedas. Se trata de reacciones que ocurren naturalmente y que producen alcalinidad, reducen los sulfatos y promueven la precipitacin de los metales en solucin en la forma de sulfuros metlicos.

Los mtodos de tratamiento pasivo ms utilizados son los humedales artificiales (aerobios o anaerobios), los drenajes anxicos calizos, los sistemas de produccin de alcalinidad, y cuando el problema se manifiesta en aguas subterrneas, las barreras reactivas permeables. El objetivo principal en todos ellos es la supresin de la acidez, la precipitacin de los metales pesados y la eliminacin de los slidos en suspensin. Para ello actan cambiando las condiciones de Eh y pH del influente de forma que se favorezca la formacin de especies insolubles que precipiten y retengan la carga contaminante.[footnoteRef:5] [5: E. Lpez Pamo, O. Aduvire y D. Barettino. Tratamientos pasivos de drenajes cidos de mina: estado actual y perspectivas de futuro]

Por lo general, en los sistemas pasivos se recurre al uso de material alcalino para neutralizar la acidez, a substratos orgnicos para crear ambientes reductores y al empleo de bacterias para catalizar las reacciones y acelerar los procesos que forman precipitados.

En el diseo y la configuracin del tratamiento se debe asegurar una buena circulacin y distribucin del influente dentro del sistema, con el fin de maximizar el tiempo de contacto entre el flujo de agua contaminada con los elementos y materiales que componen cada dispositivo de tratamiento.

La reduccin directa del sulfato a sulfuro de hidrgeno es producida por bacterias especializadas, estrictamente anaerbicas, especficamente por dos gneros de bacteria anaerbica: Desulfovibrio (cinco especies) y Desulfotomaculum (tres especies).

Estas bacterias son organismos heterotrficos y tienen un metabolismo respiratorio en el que los sulfatos, sulfitos y/u otros componentes reducibles de azufre sirven como aceptores finales de electrones, con la consiguiente produccin de sulfuro de hidrgeno. Los substratos orgnicos de estas bacterias generalmente son cidos de cadena corta, tales como el cido lctico y el pirvico. En la naturaleza, estos substratos se obtienen a travs de actividades de fermentacin de las bacterias anaerbicas sobre substratos orgnicos ms complejos (tales como la putrefaccin de vegetacin en tierras hmedas).

La actividad de estas bacterias reductoras de sulfatos es importante no slo debido a la produccin de sulfuro de hidrgeno, sino tambin debido a la subsecuente interaccin y precipitacin de los metales y al aumento de alcalinidad. El sulfuro de hidrgeno reacciona fcilmente, por ejemplo, con cobre solubilizado a valores bajos de pH, para formar el mineral sulfuroso insoluble. De manera similar, la precipitacin del zinc es posible siempre que existan condiciones adecuadas (funcin, por ejemplo, del pH en solucin).

Recientemente, la reduccin de sulfatos ha sido reconocida, con toda justificacin, como un potencial proceso de tratamiento del DAM. La reduccin natural in situ de sulfatos ha sido identificada en una mina subterrnea en Noruega. Esta tecnologa puede tener potencial para instalar un sistema de tratamiento biolgico de relativamente bajo mantenimiento para minas subterrneas abandonadas, que no slo modificar el pH en el efluente, sino que tambin extraer el contenido de metales solubles como compuestos sulfurosos estables. Las condiciones reductoras bajo las cuales se depositan estos compuestos de sulfuros metlicos tambin proporcionan una instalacin de almacenamiento ideal de largo plazo para la preservacin de lodos de tratamiento.

Humedales aerobios

En los humedales aerobios artificiales se pretende reproducir los fenmenos y procesos de los humedales naturales (pantanos, marismas, turberas, etc.), creando un ambiente propicio para el desarrollo de ciertas plantas (Tipha, Equisetum, carrizo, juncos, etc.), comunidades de organismos (algas, protozoos y bacterias) y musgos (Sphagnum), los cuales participan en la depuracin del agua. Estos humedales ocupan una gran superficie y tienen una somera lmina de agua que inunda el substrato sobre el que se desarrolla la vegetacin. El lento fluir del agua en el humedal permite alcanzar el tiempo de retencin necesario para que tengan lugar los lentos procesos depuradores del agua. Los sistemas aerbicos favorecen el contacto entre el agua contaminada y el aire atmosfrico mediante el empleo de plantas acuticas, al liberar stas oxgeno por sus races y rizomas; para que la vegetacin emergente acte de este modo el espesor de la lmina de agua no debe superar los 30 cm

El substrato oxigenado del humedal propicia la formacin de un hbitat para que se desarrollen ciertas colonias de bacterias que actan como catalizadoras en la reaccin de oxidacin de los contaminantes presentes en el humedal, transformando en el caso del hierro el Fe2+ a Fe3+, el cual finalmente precipita en forma de hidrxido.

Un sistema aerobio suele consistir en una o varias celdas conectadas por las que circula el agua lentamente por gravedad, establecindose un flujo horizontal superficial. Para favorecer la oxigenacin del agua y mejorar la eficiencia en el tratamiento se disean sistemas que incluyan cascadas, lechos serpenteantes y balsas de grandes superficies con poca profundidad.

Figura 2: Esquema de un humedal aerbico[footnoteRef:6] [6: Imagen extraida de la publicacin de E. Lpez Pamo, O. Aduvire y D. Barettino. Tratamientos pasivos de drenajes cidos de mina: estado actual y perspectivas de futuro]

Entre los numerosos procesos que se dan en un humedal aerobio se tienen la filtracin de la materia en suspensin, la adsorcin de metales e intercambio inico en los materiales del substrato, la bioacumulacin de metales en las races y partes emergentes de las plantas, adems de la precipitacin de xidos e hidrxidos metlicos a travs de reacciones de oxidacin e hidrlisis.

La generacin de iones H+ en la hidrlisis de los metales explica la necesaria alcalinidad neta que han de presentar las aguas a tratar si se quiere evitar un descenso del pH y la consiguiente movilizacin de los hidrxidos ya formados. El pH y la alcalinidad neta del agua son muy importantes debido a que ambos influyen en la solubilidad de los hidrxidos y en la cintica de las reacciones de oxidacin e hidrlisis de los metales. Los humedales aerobios se emplean para el tratamiento de aguas que presenten una alcalinidad neta que sea capaz de neutralizar la acidez generada en la hidrlisis de los metales. En el diseo se tienen en cuenta el espesor de la lmina de agua, el tiempo de retencin en el sistema, la composicin del substrato y el rea superficial o superficie de oxidacin del humedal; tambin se consideran los aportes de agua al sistema (precipitaciones, escorrentas, etc.) y las descargas (infiltracin, evapotranspiracin, etc.). Adems, el tipo de plantas se selecciona en funcin de las concentraciones y variedad de metales presentes en el influente. En algunos casos la mayor limitacin de estos humedales es el requerimiento de grandes superficies de terreno, para lograr el mayor tiempo de retencin del agua en el sistema y permitir la adsorcin y el intercambio inico, as como la oxidacin y precipitacin de los metales.

Humedales anaerobios o balsas orgnicas

En los humedales anaerobios, para favorecer las condiciones anxicas que se requieren para su correcto funcionamiento, la altura de la lmina de agua ha de superar los 30 cm. Esta lmina cubre un substrato permeable de un espesor de 30-60 cm formado mayoritariamente por material orgnico (70-90% de estircol, compost, turba, heno, serrn, etc.), que est entremezclado o bien dispuesto sobre una capa de caliza. La finalidad del substrato orgnico es eliminar el oxgeno disuelto, reducir el Fe3+ a Fe2+, y generar alcalinidad mediante procesos qumicos o con intervencin de microorganismos. Sobre el conjunto de este substrato se desarrolla la vegetacin emergente caracterstica de los humedales, la cual ayuda a estabilizar el substrato adems de aportar materia orgnica adicional.

Estos sistemas operan en permanente inundacin, fluyendo parte del agua horizontalmente a travs del substrato orgnico. En ste, se desarrollan bacterias anaerobias sulfo-reductoras (Desulfovibrio y Desulfomaculum) capaces de utilizar su reaccin con la materia orgnica del substrato (CH2O) y el sulfato disuelto en el agua intersticial como fuente de energa para su metabolismo. Esta reduccin bacteriana del sulfato genera cido sulfhdrico, o azufre elemental, y alcalinidad mediante las siguientes reacciones (donde CH2O es la representacin genrica de la materia orgnica)

SO4 2- + 2 CH2O + bacteria H2S + 2 HCO3-SO4 2- + 2 CH2O + 1/2 O2 + bacteria S0 + H2O + 2 HCO3

En el proceso de reduccin bacteriana del sulfato en ambiente anxico tambin se reduce la acidez mineral potencial debida al hierro y otros metales al precipitar como sulfuros

SO4 2- + 2 CH2O + Fe2+ FeS + 2 CO2 + H2O

La cintica de la reduccin del sulfato se ha comprobado que est fuertemente ligada a la temperatura, disminuyendo en los meses ms fros, lo que provoca un menor rendimiento del sistema en perodoinvernal. La actividad de las bacterias sulfato-reductoras est en relacin con el pH del medio, es mxima a Ph entre 6 y 9, inhibindose a un pH inferior a 5, y pueden llegar a desaparecer si entra en el sistema un caudal muy cido

Figura 3 Esquema de un humedal anaerbico[footnoteRef:7] [7: Figura extraida de la publicacin de E. Lpez Pamo, O. Aduvire y D. Barettino. Tratamientos pasivos de drenajes cidos de mina: estado actual y perspectivas de futuro]

Otra fuente de alcalinidad, tambin generada en el substrato, es la disolucin de la caliza al reaccionar con la acidez del influente:

CaCO3 + H+ Ca2+ + HCO3

En la parte ms superficial de la lmina de agua el ambiente es oxidante siendo mayoritarias las formas oxidadas del Fe y Mn, facilitando su precipitacin como hidrxidos mientras haya suficiente alcalinidad(OH- disponible). Esta disponibilidad de grupos hidrxilos, o lo que es lo mismo la necesidad de un pH lo suficientemente alto para la precipitacin de stos y otros hidrxidos metlicos, la proporcionan los procesos que tienen lugar en el substrato orgnico.

El ambiente reductor que impera en el substrato mantiene al hierro en su estado reducido (Fe2+) impidiendo de este modo la formacin de hidrxido frrico, muy insoluble al pH neutro alcanzado, evitando la prdida del rendimiento de la caliza, como fuente generadora de alcalinidad, al no verse recubierta por este precipitado. El Fe2+ y otros cationes metlicos pueden ser inmovilizados como sulfuros en el ambiente reductor del substrato orgnico.

Los humedales anaerobios al generar alcalinidad admiten drenajes de mina con un pH5 mg/l), Fe3+ yAl3+. Dependiendo de la forma de circulacin del agua en el humedal se clasifican como de flujo horizontal o superficial y de flujo vertical o subsuperficial. En estos ltimos se asegura una mayor reactividad del influente con el substrato. El rendimiento ha sido sensible a la temperatura, reducindose durante los meses ms fros.

Drenaje anxico calizo (ALD)

Este sistema consiste en una zanja rellena con gravas de caliza u otro material calcreo sellada a techo por una capa de tierra arcillosa y una geomembrana impermeable. La zanja se instala a cierta profundidad (1 2 m) para mantener unas condiciones anxicas.

El drenaje cido de mina se hace circular por el interior de la zanja provocando la disolucin de la caliza, lo que genera alcalinidad (HCO3 - + OH-) y eleva el pH del agua. Los factores que afectan a la disolucin de la caliza en un agua natural son el pH y la presin parcial de dixido de carbono (pCO2). Ambos estn intercorrelacionados, el aumento de la pCO2 provoca el descenso del pH. El CO2 proviene de la disolucin de la caliza, y el incremento de la pCO2 se debe al parcial encapsulamiento del sistema. El pH cido que presenta el drenaje de mina junto a estas elevadas presiones parciales de CO2 favorece la disolucin de la caliza, aportando una alcalinidad el sistema por encima de lo previsible si funcionara en condiciones totalmente abiertas.

Debido a las condiciones anxicas del sistema se evita la precipitacin de xidos e hidrxidos, y de este modo el recubrimiento de la grava caliza, mantenindose su eficacia como fuente generadora de alcalinidad. La nica finalidad de un ALD es convertir aguas con acidez neta en aguas con un exceso de alcalinidad. Por lo general el agua cida tratada en un ALD pasa a continuacin a una balsa de precipitacin u otro sistema aerobio, lo que favorece la oxidacin, hidrlisis, y precipitacin de los oxihidrxidos metlicos. La alcalinidad adquirida en el ALD debe ser suficiente para contrarrestar la acidificacin asociada a la hidrlisis en esta etapa del tratamiento.

Existen numerosas experiencias de campo sobre la aplicacin de los sistemas ALD en el tratamiento de drenajes cidos de mina. Se estudian varios casos de tratamiento con sistemas ALD como complemento de dispositivos de tratamiento mediante humedales.

Figura 4 Esquema de tratamiento combinado ALD y humedal[footnoteRef:8] [8: Figura extrada de la publicacin de E. Lpez Pamo, O. Aduvire y D. Barettino. Tratamientos pasivos de drenajes cidos de mina: estado actual y perspectivas de futuro]

Sistema de produccin sucesiva de alcalinidad (SAPS)

Este sistema de tratamiento de aguas cidas de mina fue desarrollado para solucionar el problema de la gran superficie que requieren los humedales anaerobios y la precipitacin de los hidrxidos de Fe y Al en los sistemas ALD.

Un SAPS (o humedal anaerobio de flujo vertical) se puede considerar como un sistema de tratamiento en el que se integra una balsa orgnica y un ALD. En un SAPS se buscan los objetivos de una balsa orgnica (reduccin del sulfato y retencin metlica) y un ALD (incrementar la alcalinidad).

Un SAPS consiste en un estanque en cuyo interior se depositan dos substratos, uno de material alcalino y otro de compuestos orgnicos, que estn sumergidos en el influente a una profundidad entre 1 y 3 m, y que es drenado por la parte inferior mediante un conjunto de tubos. El substrato inferior es de caliza (0,5 a 1 m de espesor) y sirve para neutralizar el pH del influente. La capa superior es de material orgnico (0,1 a 0,5 m de espesor) y en ella se elimina el oxgeno disuelto del agua, se reduce el sulfato y se transforma el Fe3+ en Fe2+, evitndose la precipitacin del hidrxido de Fe3+ sobre la capa de caliza.

Los SAPS se han diseado para tratar aguas netamente cidas con concentraciones de Fe3+ y Al superiores a 1 mg/l. Si el agua contiene mucho Al (algunas decenas de mg/l) el precipitado formado en la capa caliza o tuberas de drenaje puede alterar el rendimiento del sistema. Para optimizar la reduccin del sulfato y el incremento del pH en el sistema, el agua que entra por la parte superior se embalsa para conseguir condiciones de anoxia en las capas inferiores, y se fuerza a un flujo vertical a travs de las capas de materia orgnica y caliza, para finalmente drenarla desde la base y conducirla generalmente a una balsa de precipitados.

Para el dimensionamiento de un SAPS se han sugerido dos criterios diferentes: Uno est basado en la acidez que es capaz de eliminar por metro cuadrado y da, como en los humedales anaerobios, y el otro est referido al tiempo mnimo de tratamiento o de retencin en el sistema, como en los ALD.

Figura 5 Esquema de la disposicin de los substratos y direccin del agua en un SAPS[footnoteRef:9] [9: Figura extraida de la publicacin de E. Lpez Pamo, O. Aduvire y D. Barettino. Tratamientos pasivos de drenajes cidos de mina: estado actual y perspectivas de futuro]

Barreras reactivas permeables (PRB)

En el caso de que las aguas cidas de mina afecten o se manifiesten como un flujo subterrneo, el dispositivo de tratamiento pasivo se configura como una pantalla permeable y reactiva dispuesta perpendicularmente a la direccin del flujo.

Como cualquier otro tratamiento pasivo su objetivo es reducir la cantidad de slidos disueltos (sulfatos y metales principalmente) e incrementar el pH. Su construccin consiste en hacer una zanja transversal al flujo, la cual se rellena con diversos tipos de materiales reactivos (caliza, materia orgnica, limaduras de Fe, etc.). Simplificando y buscando semejanzas se podra considerar que una barrera permeable reactiva (PRB, Permeable Reactive Barrier) es un SAPS en una disposicin subterrnea y vertical. As, los procesos depuradores en el interior de la barrera son la reduccin bacteriana de los sulfatos, la retencin de los metales precipitando como sulfuros, y el incremento del pH principalmente por disolucin de la caliza.

Seleccin del tipo de tratamiento en funcin de las caractersticas del agua

Se ha elaborado un diagrama de flujo que permite seleccionar el tipo y/o la secuencia de tratamientos pasivos ms adecuados en funcin de las caractersticas qumicas del drenaje de mina a tratar.

En la prctica existe cierto solapamiento de los rangos de aplicacin de cada tratamiento pasivo y generalmente se requiere el empleo combinado de dos o ms mtodos para tratar un determinado tipo de aguas.

En general los humedales aerobios pueden tratar aguas con alcalinidad neta, los drenajes anxicos calizos tratan aguas con bajo contenido en Al, Fe3+ y oxgeno disuelto, y los humedales anaerobios (balsas orgnicas) y SAPS pueden tratar aguas con acidez neta y elevadas concentraciones de Al, Fe3+ y oxgeno disuelto.

Los drenajes de mina tipificados como netamente alcalinos se tratan directamente en un humedal aerobio al no ser necesario incrementar su alcalinidad.

Las aguas netamente cidas con oxgeno disuelto alto (>5 mg/l) y contenido en Fe3+ y Al superiores a 1 mg/l se tratan directamente en una balsa orgnica o en un SAPS seguido de un humedal aerobio.Las aguas netamente cidas con oxgeno disuelto por debajo de 2 mg/l, bajos contenidos de Fe3+ y Al (< 1 mg/l) y con cantidades de Fe3+ inferiores al 10% del hierro total, se tratan en primer lugar en un drenaje anxico calizo (ALD), seguido a continuacin, en funcin de su acidez, con un humedal aerobio si sta es baja (