DISEO DE FILTROS DE TRATAMIENTO DE AGUAS PARA DE VERTIMIENTOS DE AGUAS CONTAMINADAS DEBIDO A LA EXPLOTACIN DE CARBN QUE GENERAN DAO EN EL ECOSISTEMA Y EN LAS POBLACIONES DEL SECTOR ORIENTAL DEL CERRO TASAJERO

MICHEL KENNY BECERRA OROZCO

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDERFACULTAD DE INGENIERASINGENIERA DE MINASSAN JOS DE CCUTA2013

DISEO DE FILTROS DE TRATAMIENTO DE AGUAS PARA DE VERTIMIENTOS DE AGUAS CONTAMINADAS DEBIDO A LA EXPLOTACIN DE CARBN QUE GENERAN DAO EN EL ECOSISTEMA Y EN LAS POBLACIONES DEL SECTOR ORIENTAL DEL CERRO TASAJERO

MICHEL KENNY BECERRA OROZCOCDIGO: 1180366

PRESENTADO APLAN DE ESTUDIOS DE INGENIERA DE MINAS

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDERFACULTAD DE INGENIERASINGENIERA DE MINASSAN JOS DE CCUTA2013

INTRODUCCIN

Dentro de los muchos problemas que surgen despus de que un proyecto minero entra en funcionamiento como lo son lo social, administrativo, y uno de los ms importantes son los problemas que ocasiona la minera al medio ambiente, el cual es uno de los impactos ms importantes y por el cual nos encaminaremos en esta investigacin solamente abarcando un tema crucial que para mucha gente en el planeta es muy importante EL AGUA viendo as como diferentes tipos de explotaciones la contaminan pero en especial nos interesa las aguas contaminadas por minera de carbn.Es uno de los factores ms relevantes de como muchas veces las personas que viven aledaas a este tipo de actividades se ven afectados por la presencia de estas empresas en las zonas donde ellos residen debido a la contaminacin de las principales corrientes hdricas de las cuales ellos se abastecen y para llegar a tener consumo de estas fuentes incluso tienen que llegar a dejar reposar el agua de minutos a horas para que puedan ellos llegar a ver un agua transparente y sin sedimentos el cual dicen ellos que ya est lista para el consumo en sus hogares.

PROBLEMA

TITULO Diseo de filtros de tratamiento de aguas para de vertimientos de aguas contaminadas debido a la explotacin de carbn que generan dao en el ecosistema y en las poblaciones del sector oriental del cerro tasajeroPLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA La minera subterrnea no solo suele traer problemas de impactos ambientales al paisaje fsicos como los son la remocin de tierras la creacin de vertederos o botaderos la tala de rboles y muchos otros aspectos que tambin traen consigo un sin nmero de problemas que acarrean en el ambiente. Tambin consigo trae la contaminacin de las aguas subterrneas debido a un Acufero formacin geolgica que almacena volmenes de agua que se mueven con facilidad a travs de l (por ejemplo, arenas y gravas) tambin Acuiclude: formacin geolgica que almacena volmenes agua que se mueve lenta e ineficientemente a travs de ella (por ejemplo, limo, arcilla) otra fuente es Acuitardo: formacin geolgica que almacena agua que prcticamente no se mueve (por ejemplo, rocas compactas) y por ultimo Acuifugo: formacin geolgica que no es capaz de almacenar agua (por ejemplo, granito inalterado) (alternativas de integridad de los sistemas acuticos: los acuferos, PDF, p 3). Con estos tipos de formaciones de aguas bajo tierra muchas veces la minera subterrnea tiende a contaminarla y ya sea por infraestructura fsica de la mina no cuentan con una planta de tratamiento de aguas o sistema de purificacin de dichas aguas que puedan tratarlas para reintegrarlas a los principales afluentes hdricos en superficie. Tratndose este el principal problema identificado y es el tema central de mi investigacin.Me enfocare en la minera de carbn siendo esta una de las mineras que ms dao causa a las aguas subterrneas debido a la composicin qumica del carbn, viniendo est cargada de sulfuros y metales pesados, al pasar el agua por un manto o estrato de carbn el agua tiende a lavar el carbn y consigo arrastrando las impurezas del carbn lo cual hace que el agua vari su PH y con esto dicho PH se vuelva acido o bsico fuera de esto el agua arrastra con el material menos consolidado del carbn lo cual consigo traera slidos en suspensin, siendo estas dos causas las ms importantes para la contaminacin de aguas subterrneas.Para remediar dicho dao al ambiente como lo que genera los vertimientos de las aguas subterrneas del carbn a las redes hdricas de la regin afectada, antes de verter el agua es necesario tratarla ya sea con plantas de tratamiento sofisticadas o con plantas de tratamiento de aguas residuales que les permitan tratar de volver las caractersticas inherentes con las que vienen las aguas antes de toparze con la actividad mineraPor eso de esta manera el agua que sale a superficie cuando est siendo contaminada en una mina subterrnea de carbn lo ms lgico es que se implemente un sistema de purificacin de agua para que as regrese el agua a su principal afluente hdrico para que posteriormente no sea un inconveniente para la salud y el consumo de las personas aledaas de la regin y de la mina. En otro sentido del por qu no se realizan estos estudios de las aguas es porque la autoridad minera est tomando hasta ahora conciencia del inevitable dao que se le hace no solo a la poblacin si no al planeta al ecosistema teniendo contaminacin de las principales afluentes dichos problemas repercuten en la fauna la flora y lo ms importante del caso las poblaciones que estn consumiendo dichas aguas sin ningn tipo de tratamiento, para que as la autoridad minera tome conciencia y haga de carcter oficial que todo tipo de minera adopte un sistema de purificacin de sus aguas residuales y de sus lixiviados mineros, siendo de esta manera segura para que sus aguas regresen a sus principales afluentes hdricos . Porque la regin donde se encuentran no tiene los recursos necesarios para el diseo de una planta de tratamiento de aguas residuales. Siendo as lo ms conveniente que los empresarios que estn aprovechando dicho recurso tengan ms conciencia en el vertimiento de dichas aguas en los principales afluentes hdricos y no contaminen el agua de tal manera que sea necesario la adopcin de un sistema de purificador del agua antes de realizar sus vertimientos a los ros y quebradas de la regin y no contaminen el planeta con los desechos de la actividad industrial que realizan. FORMULACIN DEL PROBLEMA.Cul es el principal obstculo que se presenta en el diseo de los filtros de tratamiento de aguas residuales en la actividad minera?OBJETIVO GENERAL Disear un modelo para el tratamiento de aguas residuales por medio de una planta de tratamiento de aguas contaminadas a causa de la minera subterrnea del carbn.OBJETIVOS ESPECFICOS Identificar los principales aspectos de contaminacin de aguas subterrneas debido a la minera del carbn.Determinar la importancia de un prototipo de modelo de filtros de tratamiento de aguas contaminadas debido a la minera subterrnea del carbn.Analizar la efectividad de la planta de tratamiento de aguas en la purificacin del agua contaminada proveniente de la actividad minera. Evaluar el impacto que genera la planta de tratamiento de aguas contaminadas en los vertimientos de aguas tratadas a las redes hdricas de la zona en estudio.Disear un modelo de filtros de tratamiento de aguas subterrneas para el mejoramiento de las calidades de los vertimientos de aguas, producto de la actividad minera del carbn JUSTIFICACIN Este proyecto se va a realizar en busca del diseo de un filtro de tratamiento de aguas residuales para la contaminacin de las aguas subterrneas debido a la explotacin de carbn y el riesgo que genera para la poblacin y el ecosistema el mal manejo de dichas aguas. Para este proyecto se tomaran diferentes autores que me servirn de base para la reaccin de mi desarrollo y as determinar el tipo de diseo que me servir para la obtencin de resultados.Dentro del sin nmero de problemas que abarca la minera me enfocare en un tema primordial para la subsistencia del ser humano que es el agua y debido a dicha actividad como est siendo contaminada y afectada hasta la extincin de dicho recurso o la contaminacin parcial de este recurso tan importante para la subsistencia del ser humano y no se trabaja para la recuperacin total o parcial de dichas aguas solo se contaminan y hasta hay llega el trabajo minero, no es solo explotacin tambin se tiene que pensar en el desarrollo de planes de manejos que ayuden a conservar el medio ambiente y en especial el agua, lo cual se puede tratar con un diseo de planta de tratamiento de aguas, que se ven contaminadas debido a la explotacin del carbn. Los problemas que se generan en las poblaciones aledaas y los ecosistemas cercanos es evidente la afectacin que conlleva las aguas cuando estas llevan slidos en suspensin y el PH de la mismas cambia generando muerte en el fauna acutica y diferentes tipos de problemas al ecosistema circundante que se suple de dichas aguas contaminadas, siendo as tambin un problema el agua que llega a las poblaciones cercanas a dicha actividad minera, es de suma importancia el saber el mal manejo de esas aguas cmo puede afectar a las personas que las consumen y que problemas pueden con llevar al consumo reiterado de dichas aguas. Pero no solo hay que fijarse en los problemas ambientales que generan el mal tratamiento de dichas aguas sino tambin en los problemas que generan a la fauna, flora y poblacin que est siendo beneficiada de dichos afluentes hdricos contaminados debido a las explotaciones legales pero irresponsables de la minera del carbn. Los habitantes de las poblaciones aledaas a las explotaciones son los que realmente son los principales afectados por dichas contaminaciones de los afluentes que los abastecen de agua. En esta investigacin se tomaran datos de campo no solo cuantitativos si no cualitativos donde la se interacte con la poblacin que se viene viendo afectada por la contaminacin de las aguas para que las personas de dicha poblacin nos expresen de manera directa cual es la inconformidad con su principal fuente de abastecimiento de agua, en cuanto a los problemas que afectan de manera determinante la contaminacin del agua debido a la explotacin subterrnea del carbn veremos cmo se afecta el recurso hdrico en cuanto a composicin slidos en suspensin y su composicin como afecta el PH de la misma.Dichos problemas como son los que nombramos anteriormente se desprenden otros tipos de problemas de carcter ambiental y social los cuales de una u otra manera afectan el normal desarrollo de la de las actividades naturales de los ecosistemas y de las poblaciones aledaas a la zona de explotacin. Lo que busco como ingeniero de minas es tratar hacer entrar en razn al gremio minero para realizar explotaciones con los menos daos ambientales posibles, para que la no solo las poblaciones circundantes a las explotaciones tengan una mejor calidad de vida si no el planeta entero tenga una respiro en cuanto a contaminacin y as parar muchos de los efectos negativos que se generan. Los principales manejos para purificar esta agua que sale a superficie contaminada, como lo nombramos anteriormente se manejaran por un filtro de arena y grava, consiguiendo una disminucin en cuanto material suspendido en el agua y tambin obteniendo un equilibrio en el PH del agua para este tipo de control se realizara una canal revestido en piedra caliza lo cual al tener un PH lo cual ara subir su PH bajo para que pueda llegar a tener su neutralidad. Los procesos que se desarrollan en un filtro lento se complementan entre s, actuando en forma simultnea, para mejorar las caractersticas fsicas, qumicas y bacteriolgicas del agua tratada.

ALCANCES Y LIMITACIONES ALCANCEDentro de las muchas expectativas que se tienen acerca del manejo de las aguas contaminadas por minera, un alcance posible es la adecuacin de dichas aguas por medio de manejos con plantas de tratamientos, mediante un proceso qumico y de filtrado se podrn devolver estas aguas a sus principales afluentes hdricos en un estado ptimo para no generar dao a el ecosistema circundante. DELIMITACIONESDELIMITACIN ESPACIAL: el lugar donde se realizara el proyecto de investigacin ser el sector oriental del cerro tasajero, va san Faustino DELIMITACIN TEMPORAL: Se realizara en el lapso de todo el 2014 para llegar al complimiento de los objetivos DELIMITACIN CONCEPTUAL:Afluente: Rio secundario que desemboca en otro principal. (Word referend)Carbn: es un tipo de roca formada por el elemento qumico carbono mezclado con otras sustancias (federacin nacional de empresarios de minas de carbn CARBUNION) Mina: Unaminaes el conjunto delaboresnecesarias para explotar unyacimientoy, en algunos casos, las plantas necesarias para el tratamiento del mineral extrado. Las minas tambin reciben el nombre de explotaciones mineras, o, simplemente, explotaciones. (WIKIPEDIA)Ecosistema: unidad natural de partes vivas e inertes que interactuan para producir unsistemaestable en el cual el intercambio entremateriaviva y no viva siguen una va circularhttp://www.monografias.com/trabajos16/ecosistema-contaminacion/ecosistemacontaminacion.shtml#ixzz38zAXDxgt

MARCO REFERENCIALANTECEDENTES En este punto se expondrn diferentes investigaciones que tienen algunas similitudes con relacin al proyecto de investigacin que se abord, permitiendo aportarle un enfoque ms directo a esta investigacin. Dichas investigaciones se expondrn a continuacin:Durante los ltimos aos han sido varias las experiencias de campo llevadas a cabo en la Faja Pirtica Ibrica (FPI) para implementar un sistema de tratamiento pasivo capaz de alcanzar una ptima descontaminacin de las aguas de la regin afectadas por drenaje cido de mina (AMD) (Caraballo et al., 2008, Rtting et al., 2008). Gracias a los conocimientos adquiridos en el diseo y funcionamiento durante estas experiencias previas, fue desarrollado el sistema a escala real de tratamiento pasivo de aguas cidas de Mina Esperanza. Este sistema ha sido estudiado desde muy diversos puntos de vista a lo largo de sus 20 meses de funcionamiento, as se han controlado los factores involucrados en el buen funcionamiento hidrulico del sistema, las variaciones hidroqumicas sufridas por el agua en los diversos pasos que constituyen el sistema, la mineraloga de los precipitados desarrollados a lo largo del mismo as como la eficiencia alcanzada por las distintas secciones en la retirada de metales del agua tratada. El funcionamiento geoqumico del material reactivo tipo DAS-Calizo empleado en el tratamiento (20 % v/v de arena caliza dispersada en una matriz inerte formada por un 80% v/v de virutas de madera de pino), adems de una modelizacin de las posibles fases minerales responsables de la retirada metlica en el interior del tanque reactivo fue presentado con anterioridad (Caraballo et al., 2008), por lo que el presente resumen se centrar en mostrar el funcionamiento hidroqumico general del sistema as como la retirada metlica alcanzada. (Tratamiento Pasivo de Aguas cidas de Mina: Evaluacin de la Eficiencia de un Sistema a Escala Real en Mina Esperanza (Faja Pirtica Ibrica), p1, 2010).El estudio anterior muestra el uso como se realiza un tratamiento pasivo de aguas acidas de las minas para la purificacin del agua.

La industria de explotacin minera es una de las actividades ms problemticas en todo el mundo. La extraccin minera y su proceso son fuente de muchos contaminantes que estn dispuestos en el ambiente, de ah la contaminacin del agua, el suelo y el aire. La exposicin de los minerales sulfurosos al aire, agua, procesos microbianos y oxidacin produce drenaje cido de mina, caracterizado por su alta acidez y alta cantidad de metales pesados disueltos. Cuando esta agua contaminada alcanza los cuerpos del agua, las alteraciones del ecosistema de hecho ocurrirn. La flora y la fauna pueden ser afectadas y los recursos hdricos pueden tornarse dainos para el consumo humano o los propsitos agrcolas e industriales. Tambin la infiltracin del drenaje cido de la mina puede contaminar suelos y el agua subterrnea. Los humedales construidos se han considerado como una de las posibles soluciones a largo plazo del drenaje cido de la mina. Varias investigaciones han revelado los resultados positivos con respecto al uso de humedales artificiales para tratar las aguas contaminadas por actividades mineras. Esta tecnologa permite optimizar los mismos procesos que se encuentran en humedales naturales: filtracin, sedimentacin, inmovilizacin fsica y qumica, y descomposicin qumica y biolgica. Adems, los humedales construidos proporcionan a un mtodo efectivo y de bajo costo para remover agentes contaminadores del drenaje cido de la mina. Aunque en algunos casos el tratamiento en humedales construidos no puede alcanzar el estndar de efluentes, centenares de estos sistemas son ahora usados para disminuir concentraciones de contaminantes de minas activas, reclamadas y abandonadas antes de que el agua sea liberada (Tratamiento de drenaje de cidos de minas en humedales construidos.p3.).De acuerdo con la investigacin anterior que realizo la Ing. Priscila Gamonal Pajares le aporta al proyecto un rumbo ms contundente porque de acuerdo con la ing. Priscila gamonal la actividad minera es una de las actividades que genera ms dao al medio ambiente, siempre y cuando no debe cesar dicha actividad si no que los ingenieros de minas que las disean y dirigen sean cuidadosos en cuanto al manejo de todos los posibles efectos que dicha actividad repercuta contra el medio ambiente y ms importancia se debe en el manejo de las aguas subterrneas. Por otra parte otro tipo de investigacin que aporta un gran sentido a esta investigacin es la de Jornadas sobre la contaminacin de las aguas subterrneas: un problema pendiente. Valencia 1998. Dice que En algunas regiones de todas las actividades antrpicas que afectan al medio ambiente es la minera la que provoca mayor efecto contaminante sobre las aguas superficiales y subterrneas, seguida de la agricultura. La industria minera genera un gran nmero de problemas medioambientales, entre los que merecen destacarse, la contaminacin de las aguas subterrneas por drenaje de aguas cidas y lixiviado de las minas y las escombreras de residuos mineros ricos en metales pesados. Generalmente la acumulacin de estos residuos en las escombreras y presas de estriles se realiza sobre la superficie del terreno provocando una variacin de las condiciones hidrogeolgicas locales. El agua del residuo, al elevar el nivel fretico y consecuentemente las condiciones de recarga y flujo, provocan el desarrollo de un gran nmero de procesos y reacciones qumicas de los diversos contaminantes modificando el equilibrio geoqumico y pueden dar lugar a procesos de oxidacin/reduccin, especiacin/complejacin, disolucin/precipitacin, adsorcin/desorcin, floculacin y digestin de coloides.

En este artculo se presenta la contaminacin del acufero de las terrazas del Ro Moa, provocada por los residuos de una de las plantas metalrgicas, como uno de los pasos previos al estudio del comportamiento en condiciones estticas y dinmicas a nivel de laboratorio de los diferentes contaminantes, as como el estudio de la formacin de las fisuras en residuos mineros y su influencia en el transporte preferencial de contaminantes.

Siendo as uno de los principales problemas como lo referencia el artculo citado anteriormente el problema de metales pesados, son los que generan las aguas acidas y lixiviados de las minas, este tipo de problema ocurre en todo tipo de minera, pero unas empresas son menos consientes que otras y no tratan los drenajes cidos y lixiviados contaminados de las minas de la misma manera que otras, ocurriendo un dao ambiental en los afluentes hdricos donde desembocan dichas aguas contaminadas provocando as un enorme problema para la poblacin aledaa y ecosistemas circundantes.Dependiendo de la regin geogrfica donde se ubican, las minas pueden drenar caudales muy variados de agua subterrnea. El agua subterrnea puede estar localizada a poca profundidad en interaccin con el agua superficial o puede estar a gran profundidad, sin relacin alguna con superficie. Las que mayor caudal tienen, son las minas subterrneos profundas, asociadas a rocas volcnicas jvenes y ubicadas en zonas lluviosas y con mayor extensin de socavones. El agua subterrnea comnmente se extrae por bombeo, aunque en contados casos se han construido tneles en su parte inferior, con el fin exclusivo de evacuar el agua por gravedad. En este caso, a pesar de que la inversin inicial suele ser muy alta, los bajos costos de operacin y mantenimiento, a largo plazo resultan ser ms econmicos que el drenaje por bombeo (el agua subterrnea en el medio ambiente minero y su importancia en los planes de cierre, Jorge a Tovar pacheco, p3). Generando uno de los principales problemas la extraccin del agua por bombeo a superficie muchas de las minas que extraen el agua por bombeo no tratan sus aguas y expulsan sus aguas acidas y lixiviados a las corrientes hdricas contaminndolas y generando problemas de tipo social y ambiental a al entorno circundante.Las principales vas de contaminacin y las sustancias son muy variables. En el caso de las minas, puede producirse por las labores de tratamiento del mineral o por la infiltracin de la lluvia a travs de escombreras (f. Javier Snchez san Romn, dpto. Geologa Univ. Salamanca, p3)La Compaa Minera Doa Ins de Collahuasi SCM coloquialmente conocida como Mina de Cobre Collahuasi es una explotacin minera extensiva ubicada en una zona rural del norte de Chile, aproximadamente a 60 km al sur de la ciudad de Iquique y a una altitud de 4.440 metros por sobre el nivel del mar . All se extraen dos tipos de minerales de tres minas a cielo abierto: cobre y molibdeno. La instalacin tambin produce ctodos de cobre.La actividad minera en la Regin de Tarapac en la meseta Andina se inici en la dcada de 1880,segn lo manifestado por la compaa. Durante ese perodo, se explotaron los depsitos de plata y cobre. La actividad se interrumpi durante la poca de la gran depresin y recomenz a finales de la dcada de 1970 tras amplias tareas de investigacin y exploracin.Las operaciones modernas en Collahuasi comenzaron en la dcada de 1990 con una nueva construccin. Las operaciones que se realizan en la actualidad comenzaron en 1999. La mina, que ahora produce aproximadamente el 3% del cobre mundialde acuerdo aBloomberg, ha sido noticia en 2012 debido a sus retrasos de produccin. La produccin se vio interrumpida debido a tormentas de nieve, pero las operaciones tambin fueron afectadas recientemente por paros laborales y por el descubrimiento en el sitio de minerales de grado de calidad inferior. La produccin de la mina disminuy en aproximadamente un 10% durante el ao 2011, hasta un valor de 453.409 toneladas mtricas, lo que fue atribuido a las condiciones meteorolgicas adversas,segn lo informado porMining Technology.La planta realiza en el propio sitio el procesamiento del mineral extrado, lo que genera un enorme volumen de agua contaminaday salina. Antes de que se finalizara el proyecto de tratamiento de agua, el agua era descargada al ambiente habiendo recibido slo un tratamiento mnimo.Elrea circundante es rida, agresiva y ecolgicamente frgil. Para eliminar cualquier problema ecolgico que pudiera resultar de la liberacin del agua al medio ambiente incluida el agua tratada se tom la decisin de que el sistema no liberara agua. Por lo tanto, la instalacin es una operacin de descarga cero, con su agua reciclada para su reutilizacin.Para tratar estos efluentes en forma efectiva y maximizar la reutilizacin de agua mientras se reduce la descarga al medio ambiente, se requiri una planta de tratamiento multietapa. La instalacin fue diseada, construida y puesta en marcha en el ao 2008 por Nirosoft Industries Ltd. de Israel (http://www.rwlwater.com/mina-de-cobre-collahuasi-tratamiento-de-agua/?lang=es).Este tipo de prototipo de planta de tratamiento se construye para la purificacin de aguas contaminadas debido a la explotacin de minerales en chile, se ve que es posible un buen manejo ambiental cuando la empresa coloca de su parte para no ocasionar daos que sean perjudiciales y acarren problemas ambientales y legales para la empresa minero por no colocar problemas para su produccin posteriormente.

MARCO CONCEPTUALLos autores principales autores que voy a manejar en esta investigacin se tendrn en cuenta con base de estudios preliminares de cmo se realizan plantas de tratamientos de aguas para la obtencin de aguas limpias, antes contaminadas por medio de la minera subterrnea del carbn . Dentro de los principales autores de este proyeto cabe resaltar al profesor Jorge. F. CHITI, Director del Instituto de Ceramologa, Bs.As., Argentina quien fue el que con su diseo e investigacin logro este importante avance en la purificacin del agua.Toda agua antes de su filtrado debe ser necesariamentepre-tratada. Ello asegura la descontaminacin de txicos presentes.El Filtro es capaz de descontaminar el Agua de metales pesados, txicos minerales, agrotxicos, sustancias en suspensin, arsnico, cromo, plomo, cianuros, nitratos y nitritos. Posee accin bactericida, virucida, funguicida, amebicida. Es desinfectante, elimina microorganismos patgenos, bacterias algas, hongos, parsitos. Quita la dureza del agua formacin de sarro-.Para asegurar la desinfeccin del filtro es recomendable preclorar el agua. Lacloracin del agua cloracin del agua con hipoclorito de sodio, (agua lavandina concentrada de primera calidad) es necesaria en todos los casos. No ocasiona perjuicios en las dosis recomendables (Evitar sobre cloracin).Para mayor seguridad del usuario del agua, y a fin de mantener desinfectado el filtro mismo, es recomendable pre clorar el agua antes de su filtrado.- Especialmente elagua de pozo, la de red ya posee (su dosis debe ser inferior).La adsorcin de sustancias txicas (arsnico, plomo, cromo, etc.) se realiza mediante el uso de pequeas cantidades de caoln. ( de cucharadita tamao caf para un bidn de 4 litros) Dichas partculas de carga elctrica negativa, atraen y adsorben las partculas txicas en suspensin. De este modo se forman flculos o grumos que se precipitan por gravedad al fondo del recipiente que contiene el agua que se va a filtrar. Luego de varias horas de estacionamiento Mnimo 4 hs.; Ideal 24 hs.-, se vuelca en el filtro el AGUA pretratada, teniendo el cuidado de desechar el fondo blancuzco que contiene las partculas con toxicidad.El agua atraviesa el filtro por presin hidrosttica. Produce un goteo continuo, es mas acelerado cuando el filtro est lleno; o tambin cuando se lava despus de un periodo de uso. Su uso correcto:Cada 10 a 15 das aproximadamente se har un lavado del FILTRO AGUADA con cepillo plstico largo, redondo para desobturar los poros superficiales de la pared del filtro. Para asegurar su higiene cargar hasta la mitad el filtro con agua, agregar 3 a 4 gotas de lavandina en su interior, para desinfectar. Cepillar por dentro y por fuera, ello impedir que se formen algas en sus paredes. Esta agua se desechar y observaremos cuando lo carguemos nuevamente, que la velocidad del filtrado vuelve a ser mas rpido.DURACIN DEL FILTRO El Filtro AGUADA durar aos, puede arruinarlo un golpe o maltrato.En caso de quebrarlo no se puede pegar, deber sustituirse la unidad filtrante por una nueva (http://filtrodescontaminantedeagua.blogspot.com/) Este es uno de los principios fundamentales que se pueden utilizar para la construccin de plantas de tratamiento de aguas residuales, que con su principio de poros solo permiten el paso de la molcula de agua, reteniendo el paso de sedimentos que se encuentran mezclados con el agua y reteniendo asi molculas ms grandes como la de los metales pesados tambin este principio de purificacin del agua incluye la desinfeccin del agua eliminando microorganismos patgenos, bacterias algas, hongos, parsitos lo cual resulta importante para poder realizar los vertimientos cuando el agua sea tratada para que estas aguas contaminadas debido a explotacin minera de carbn no generen riesgo en los afluentes hdricos y el ecosistema y las poblaciones aledaas no resulten siendo afectadas por las explotaciones mineras.De acuerdo con los autores E. Lpez), O. Aduvire y D. Barettino Los drenajes cidos de mina, contienen una gran cantidad de slidos en suspensin y un alto contenido en sulfato y metales disueltos (Fe, Al, Mn, Zn, Cu, Pb etc.), alcanzando sus concentraciones las decenas y centenas de miligramos por litro. Estos elementos en esas concentraciones son nocivos para la actividad biolgica, contaminan los cauces, y adems esas aguas pueden llegar a daar la estructura y la cimentacin de construcciones.

Debido al enorme coste que supone su tratamiento en depuradoras convencionales por el dilatado tiempo que perdura el fenmeno de generacin de aguas cidas, en antiguas zonas mineras generalmente se ha ido agravando la situacin, siendo necesario buscar una solucin a este problema. Una alternativa al tratamiento convencional de los drenajes cidos de mina, tanto si las instalaciones se encuentran en operacin o en abandono, lo constituyen los mtodos de tratamiento pasivo, debido a su bajo coste de construccin, fcil operacin y mantenimiento, y buena eficiencia en el tratamiento de aguas cidas.

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. 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 (Tratamientos pasivos de drenajes cidos de mina: estado actual y perspectivas de futuro, pdf, p1.)

Podemos concluir que los drenages acidos de las minas productos de las explotaciones de carbn y de metales que contaminan el agua en superficie y subterrnea, sobra decir que la mayora de los autores de estudios realizados para la determinacin de aguas acidas de las minas llaman aguas acidas donde la concetracion del PH esta entre 2 y 4 y adems de esto tiene una gran cantidad de metales disueltos lo cual ya demostrado por medio de estudios del caso generan riesgos en la fauna acutica de los principales afluentes donde se ven dichos problemas de aguas. Lo cual para hacer un tratamiento de dichas aguas tiene un costo elevado y requiere de equipo sofisticado y personal adecuado, realizando por medio de mtodos de tratamientos de aguas pasivos que se basan en los procesos fsicos, qumicos y biolgicos donde se modifican favorablemente ciertas caractersticas de las aguas contaminadas (Tratamientos pasivos de drenajes cidos de mina: estado actual y perspectivas de futuro, pdf, p4).

Por medio de distintos mtodos se puede llegar a realizar la purificacin del agua como lo describimos a continuacin 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 (Kadlec y Knight, 1996). 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 (Skousen et al., 1998). 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.

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 (Eger, 1994)( Tratamientos pasivos de drenajes cidos de mina: estado actual y perspectivas de futuro, pdf, p4). Siendo estos procesos fundamentales para la purificacin del agua este proyecto se enfoca en la purificacin de los sedimentos suspendidos en el agua asi como la variabilidad de su PH lo cual incide de manera principal en la supervivencia de la flora y fauna acutica como la que es terrestre tambin, sabiendo ya la cantidad de mtodos para purificar el agua nos basaremos en el diseo de los filtros de arena y grava ya que por medio de estos filtros lo que no pudo sedimentado en las piscinas o lagunas de sedimentacin este dicho filtro podr reterner un porcentaje mas alto de los solidos suspendidos en el agua contaminada debido a la minera de carbn subterrnea.

El filtro mas ampliamente usado para remover slidos suspendidos es el filtro de grava y arena y se le llama as precisamente porque es un lecho de grava y arena el que retiene las partculas suspendidas en el agua.El mecanismo de remocin de estos slidos es de diferente naturaleza. En el proceso intervienen fuerzas de cohesin entre el material formado y las partculas en suspensin, aunque tambin se manifiestan fuerzas de atraccin electrosttica del tipo de fuerzas de London y de Van DerWaals.En este tipo de filtros, el agua fluye a travs de un lecho de grava y arena. Las propiedades del medio, causan que el agua tome caminos errticos y largos trayectos, lo cual incrementa la probabilidad de que el slido tenga contacto con otras partculas suspendidas, y con el medio formado en la superficie del grnulo de grava o arena, siendo de esta manera retenido entre el material filtrante. Para una filtracin o separacin de solidos mas eficiente, tambin es conveniente darle un tratamiento previo al agua a tratar, agregndole substancias qumicas que causen la coagulacin y floculacin de las partculas, ya que es mas probable que el cogulo o flculo sea retenido en el lecho del filtro que una sola partcula en estado coloidal

BASE LEGAL

Dentro del manejo de las aguas residuales en la minera, tendremos que tener en cuenta la normatividad que existe para el tratamiento de agua residuales, por lo cual es de vital importancia seguir la norma que nos rige de manera especial y directa.

Dentro de las cuales tenemos el reglamento tcnico del sector de agua potable y saneamiento bsico ras 2000 lo cual tendremos en cuenta para este proyecto todos los requisitos necesarios para el tratamiento de las aguas residuales las cuales se hablan en la seccin II ttulo e tratamiento de aguas residuales.

No obstante tambin dentro del proyecto uno de los pilares fundamentales a tener en cuenta en cuanto a normatividad es el decreto 1335 de 1987 o cdigo de minas lo cual nos habla el titulo XI DESAGE captulos 1 y 2 pero cabe recordar que este manejo de aguas es para evitar la inundacin de las labores subterrneas y no para el manejo de dichas aguas contaminadas debido ala actividad que se realiza

MARCO TERICO En este captulo del proyecto aremos un recorrido por los principales exponentes de la teora del aprendizaje la cual pretenden narrar los procesos por los cuales los seres humanos y tambin como los animales aprenden gran cantidad de tericos como psiclogos y pedagogos han aportados a dicha teora. Dentro de sus grandes exponentes se encuentra jean piaget (1896- 1980) es iniciador de la teora cognoscitiva en sus estudios el o sus investigaciones de manera fundamental miraba el desarrollo cognoscitivo de los nios, observndolos y hablando con sus propios hijos y otros chicos piaget, vio a los nios orgnicamente como seres activos en conocimientos como pensar reconocer, percibir, recordar y en crecimiento, con sus propios impulsos internos y patrones de desarrollo. ( cognoscitiva (jean piaget 1896 1980).Esta teora cognoscitiva de jean Piaget tiene sus aportes al campo del aprendizaje ( o a la teora del aprendizaje) constituyendo formas con las que el estudiante cuenta para controlar los procesos de aprendizaje.

El aprendizaje se considera un proceso dinmico y no lineal, que est influido por caractersticas propias del sujeto que aprende, por cuanto el aprendizaje depende del desarrollo de las funciones cognitivas de stos, lo cual determina la cantidad y calidad de la informacin recepcionada, el procesamiento de la misma y el establecimiento de inrrelaciones para finalmente llegar al conocimiento.Tambin inciden las vivencias e interacciones de colaboracin y ambientes favorables para el aprendizaje. Estas caractersticas son las que inevitablemente hacen diferente un aprendiz de otro (diseo de una gua para la elaboracin de filtros lentos de potabilizacin del agua, Laura Martin G, p 17)

Como bien lo indica la autora Laura Martin en su aporte a la teora del aprendizaje cabe destacar que es un proceso que se enfatiza en el desarrollo de las competencias tomando como referencia los procesos cognitivos los cuales implican todas las formas de diferenciacin que poseemos los seres humano, siendo as este proceso por el cual, el individuo aprende de los conocimientos previos que tiene acerca del tema o si no se adapta a su nuevo entorno para responder a lo que se le solicita en su momento.

No obstante dentro de este gran nmero de prodigiosos pensadores que con llevan a los aportes ms valiosos de la teora del aprendizaje encontramos al filsofo skinner quien fue el formulador del conocimiento operante y la enseanza programada.

Skinner (1985, 74), "toda consecuencia de la conducta que sea recompensan te o, para decirlo ms tcnicamente, reforzante, aumenta la probabilidad de nuevas respuestas". Es decir con lo que skinner en su teora hace referencia aquellos sujetos que tienen seguidas acciones o las acciones tienden hacer repetidas el reforzamiento es positivo y si son evitadas dichas acciones es porque el reforzamiento de las acciones son negativas, siempre y cuando teniendo en cuenta que dichas acciones son manejadas siempre desde el exterior del sujeto.La psicologa de Vygotsky pondera la activada del sujeto, y este no se concreta a responder a los estimulos, sino que usa su activdad para transformarlos. Para llegar a la modificacin de los estimulos el sujeto usa instrumentos mediadores. Es la cultura la que proporciona las herramientas necesarias para poder modificar el entorno; adems, al estar la cultura constituida fundamentalmente por signos o smbolos, estos actan como mediadores de las acciones.Vygotsky en el contexto social influye en el aprendizaje mas que las actitudes y las creencias; tiene una profunda influencia en como se piensa y en lo que se piensa. El contexto forma parte del proceso de desarrollo y, en tanto tal, moldea los procesos cognitivos, dentro de las muchos contextos que el aprendiz como sujeto se fundamenta en cualquiera que sea su eleccin se encuentra el contexto social, dicho contexto se puede dividir en diversos niveles como lo serian el nivel interactivo inmediato, este se constituye por los individuos con quien el interacta en esos momentos, el nivel estructural este lo constituyen las estructuras sociales que influyen sobre el individuo tales como la familia y su ente de formacin ( escuela colegio o universidad) y el nivel cultural o social general constituido por la sociedad general. Todo lo que relata vygosky en su teora del aprendizaje, como bien se describi anterior mente todo individuo aprende desde su entorno, llegando a poder hacer una comparacin entre vygosky y skynner es que el individuo cuando aprende de su entorno y las experiencias que le agradan o son positivas para el las repite y las que para le causan desagrado solo las evita.

Segn el autor Ausubel en su teora respecto al aprendizaje dice El aprendizaje por recepcin, si bien es fenomenolgicamente ms sencillo que el aprendizaje por descubrimiento, surge paradjicamente ya muy avanzado el desarrollo y especialmente en sus formas verbales ms puras logradas, implica un nivel mayor de madurez cognoscitiva (AUSUBEL;1983,36)

El alumno debe manifestar una disposicin para relacionar sustancial y no arbitrariamente el nuevo material con su estructura cognoscitiva, como que el material que aprende es potencialmente significativo para l, es decir, relacionable con su estructura de conocimiento sobre una base no arbitraria (AUSUBEL;1983: 48).

segn el autor que se menciona anteriormente lo que basa es una realidad basada en el conocimiento previo que tiene una persona para desempearse en alguna labor, lo cual indica que con dichos conocimientos se desempeara mucho mejor en aquella labor a realizar, en cambio a lo que el autor hace referencia como aprendizaje por descubrimiento es totalmente diferente porque por experiencia el individuo debe de generan sus propios conocimientos para realizar la actividad lo cual con lleva un grado mayor de dificulta.

MARCO CONCEPTUAL.

En el presente proyecto se nombraran conceptos utilizados en el proceso de la investigacin tales como:

Filtro: material o dispositivo a travs del cual se hace pasar un fluido para limpiarlo de impurezas o separar ciertas sustancias. ( Word reference)

.Impacto: ElDiccionario de la Real Academia Espaolaconsigna una cuarta definicin del vocablo, asociada a la cuestin ambiental, que dice ...conjunto de posibles efectos negativos sobre el medio ambiente de una modificacin del entorno natural como consecuencia de obras u otras actividades.Mina: Excavacin que tiene como propsito la explotacin econmica de un yacimiento mineral, la cual puede ser a cielo abierto, en superficie o subterrnea.Minera: Se designaconel trmino de Minera a la tcnica, actividad e industria que se ocupa de la explotacin de las minas

Agua residual: Se define como aguaresidual aquella a la que se han incorporado productos de desecho. Las principales fuentes de aguas residuales son:1. Aguas domsticas o urbanas (un rea metropolitana estndar vierte un volumen de aguas residuales entre el 60 y el 80% de sus requerimientos diarios totales, el resto se usa para lavar coches y regar jardines, entre otros).2. Aguas residuales industriales (la cantidad y naturaleza de los vertidos industriales es muy variada, dependiendodel tipo de industria, de la gestin de su consumo de agua y del grado de tratamiento que los vertidos reciben antes de su descarga).3. Aguas de usos agrcolas4. Aguas pluviales (el agua de lluvia residual contiene concentraciones significativas de bacterias, elementos traza, petrleo y productos qumicos orgnicos). (http://www.agua.org.mx).

Ecosistema: El ecosistema es una unidad integrada por un lado, por los organismos vivos y el medio en que stos se desarrollan, y por otro, por las interacciones de los organismos entre s y con el medio, en un tiempo y lugar determinado. En otras palabras, el ecosistema es una unidad formada por factoresbiticos(o seres vivos) yabiticos(componentes que carecen de vida), en la que existen interacciones vitales, fluye la energa y circula la materia. http://www.portaleducativo.net/quinto-basico/107/que-es-un-ecosistema.

Vertimiento:Es la disposicin controlada o no de un residuo lquido domstico, industrial, urbano agropecuario, minero, etc. Los colectores son tubos colocados a lado y lado de las quebradas, evitando que los antiguos botaderos de alcantarillado continen arrojando los vertimientos a los cauces. A su vez, los interceptores recogen de los colectores al estar ubicados a lado y lado del ro. Estos interceptores se encargan del transporte final de los vertimientos a las plantas de tratamientos donde una vez acondicionada el agua residual, se incorpora al ro. http://www.monografias.com/trabajos93/vertimientos/vertimientos.shtml#ixzz39jflBXWc

Aprendizaje: Se denominaaprendizajealproceso de adquisicin de conocimientos, habilidades, valores y actitudes, posibilitado mediante el estudio, la enseanza o la experiencia. Dicho proceso puede ser entendido a partir de diversas posturas, lo que implica que existen diferentesteoras vinculadas al hecho de aprender. La psicologa conductista, por ejemplo, describe el aprendizaje de acuerdo a los cambios que pueden observarse en la conducta de un sujeto.

Adsorcin: significa una interaccin superficial entre especies disueltas y el material slido. Este proceso es distinto de "absorcin", que significa "tomar".

PH: es una medida deacidezoalcalinidadde unadisolucin. El pH indica la concentracin deiones hidronio[H3O]+presentes en determinadas disoluciones.

MARCO CONTEXTUAL.

El centro poblado de la garita que hace parte del corregimiento del mismo nombre, se ubica en va San Jos de Ccuta y pamplona es una vereda que cuenta con una poblacin estimada de 55620 habitantes aproximadamente (DANE), cuya actividad primaria es el turismo y la ganadera, y de manera no tan vista la minera.

Dentro de lo que corresponde al proyecto que es el manejo de aguas subterrneas las aguas de la mina anacahuales que son producidas por medio de bombeos a superficies las cuales afectan principalmente a la vereda carrillo, y al rio pamplonita lo cual puede afectar de manera considerable la vida acutica de la zonaLa vereda carrillo es a la que pertenece la mina objeto de nuestra aplicacin de proyecto, dicha mina no cuenta con un buen sistema de filtros de las aguas residuales y por ende hacen sus vertimientos de manera inadecuada la cual se puede regular para que este tipo de eventos no causen problemas no solo a la vereda ni al corregimiento y a lo ms importante es al ecosistema circundante el cual contara con un mejor manejo ambiental El proyecto de investigacin se realizara en el departamento de norte de Santander en la vereda carillo aledaa al corregimiento la garita.La economa y el trabajo de la vereda son bsicamente la ganadera y la mineria, ya que genera empleo involucra la extraccin de algn material de inters econmico y la crianza de animales.Lo cual por fuertes motivos la economa de la vereda y los trabajos de los habitantes de ella flucta de acuerdo a la demanda nacional e internacional de los materiales que se explotan, pudiendo dichos habitantes aumentar o disminuir el nmero de ingresos de acuerdo a la cambiante economa minera. En este contexto es importante realizar la investigacin ya que por motivos esta explotacin genera una cantidad de problemas sociales el cual siendo el ms imprtate es el problema de la contaminacin de las aguas siendo as importante corregir este tipo de problema para que no afecte el ecosistema circundante y los principales afluentes aledaos