aspectos ambientales de los impactos ambientales de los procesos extractivos de cobre

7/22/2019 Aspectos Ambientales de Los Impactos Ambientales de Los Procesos Extractivos de Cobre

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TRABAJO ENCARGADO

CURSO : PIROMETALURGIA

DOCENTE : Ing. CARLOS VIVAR COLQUICOCHA

ALUMNO : MODESTO AVENDAO CHURA

AO : CUARTOFECHA : Agosto de 2013.

ASPECTOS AMBIENTALES DE LOS IMPACTOSAMBIENTALES DE LOS PROCESOS EXTRACTIVOS DECOBRE Y TECNOLOGA LIMPIA

INIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN

FACULTAD DE INGENGENIERIA

ESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL DE METALURGIA


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UNJBG | E.A.P.INGENIERIA METALURGICA

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PROCESO DE EVALUACIN DEL EIA

La Ley General del Ambiente establece la presentacin de un EIA para lasoperaciones mineras nuevas. A nivel sectorial la legislacin que regula lapresentacin del EIA es el DS N 016-93-

EM, Reglamento para la Proteccin Ambiental en la Actividad Minero-Metalrgica y sus modificatorias DS

N 059-93-EM y DS N 058-99-EM. En este reglamento se establece comoobligatoria la presentacin de un EIA para operaciones nuevas, as comopara las operaciones con ms del 50 por ciento de la ampliacin de suproduccin. Adems establece la estructura general de un EIA, que esexplicada en detalle en la Gua para Elaborar Estudios de ImpactoAmbiental aprobada por el

Ministerio de Energa y Minas. La estructura del Resumen Ejecutivo sedescribe en la Resolucin

Ministerial N 596-2002-EM/DM, Reglamento de Consulta y ParticipacinCiudadana en el Procedimiento de Aprobacin de los EstudiosAmbientales en el Sector Energa y Minas. De acuerdo con el Decreto

Supremo N 053-99-EM, Establecen Disposiciones Destinadas a UniformizarProcedimientos Administrativos ante la Direccin General de Asuntos

Ambientales, la autoridad competente para el sector minas en asuntosambientales es el Ministerio de Energa y Minas a travs de la DireccinGeneral de

Asuntos Ambientales.

Mediante Ley N 26786, Ley de Evaluacin de Impacto Ambiental paraObras y Actividades, corresponde al Consejo Nacional del Ambiente(CONAM) la coordinacin de los requisitos para la aprobacin de los EIAsen cada sector, para luego ser aprobado por el Consejo de Ministros

mediante

Decreto Supremo. Sin embargo, esta ley no afecta necesariamente loestablecido por la reglamentacin ambiental del sector Energa y Minas.

El trmite para la aprobacin de un EIA est reglamentado por el Textonico de Procedimientos


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Administrativos (TUPA) del Ministerio de Energa y Minas (DS N 025-2002-EM), de acuerdo con el Decreto Supremo N 053-99-EM, EstablecenDisposiciones Destinadas a Uniformizar

Procedimientos Administrativos ante la Direccin General de Asuntos

Ambientales y de acuerdo con el

Reglamento de Consulta y Participacin Ciudadana en el Procedimientode Aprobacin de los Estudios

Ambientales en el Sector Energa y Minas (Resolucin Ministerial N 596-2002-EM/DM). El plazo para la evaluacin del EIA es de 120 das; en casoque el MEM manifieste observaciones al estudio, el titular debe absolverlasdentro de los 90 das siguientes. Si por el contrario el

Ministerio no presenta observaciones dentro de los 120 das, el estudio esaprobado mediante resolucin directoral o es rechazado mediantesilencio administrativo. El proceso es similar en caso de la segunda ytercera ronda.


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EL IMPACTO AMBIENTAL DE LA MINERA

La actividad minera, como la mayor parte de las actividades que el

hombre realiza para su subsistencia, crea alteraciones en el medio natural,

desde las ms imperceptibles hasta las representan claros impactos sobreel medio en que se desarrollan.

Esto nos lleva a definir el concepto de impacto ambiental de una

actividad: la diferencia existente en el medio natural entre el momento en

que la actividad comienza, el momento en que la actividad se desarrolla,

y, sobre todo, el momento en que cesa.

Estas cuestiones, que hace algunos aos no se perciban como un

factor de riesgo para el futuro de la humanidad, hoy se contemplan con

gran preocupacin, que no siempre est justificada, pues el hombre viene

alterando el medio desde que ha sido capaz de ello, pero ciertamente los

abusos cometidos en este campo han hecho que crezca la conciencia de

la necesidad de regular estos impactos. De cualquier manera, tambin

debe quedar claro que el hombre necesita los recursos mineros hoy, y los

necesitar en el futuro. Otro punto a destacar es que la actividad minera

es infinitamente menos impactante que otras actividades industriales,

como el desarrollo de obras civiles (impacto visual, modificacin del medio

original) y la agricultura (uso masivo de productos qumicos: pesticidas,fertilizantes).

As, en el momento actual existen normativas muy estrictas sobre el

impacto que puede producir una explotacin minera, que incluyen una

reglamentacin de la composicin de los vertidos lquidos, de las emisiones

de polvo, de ruidos, de restitucin del paisaje, etc., que ciertamente a

menudo resultan muy problemticos de cumplir por el alto costo

econmico que representan, pero que indudablemente han de ser

asumidos para llevar a cabo la explotacin.

Por otra parte, hay que tener en cuenta que la actividad minera no

solo produce un impacto ambiental, es decir, sobre el medio ambiente.

Tambin produce lo que se denomina Impacto Socioeconmico, es decir,

una alteracin sobre los modos de vida y la economa de la regin en la


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que se implanta, que pueden ser en unos casos positivos y en otros,

negativos.

Clasificacin de los impactos ambientales

El impacto que produce la minera desde el punto de vista ambiental

se puede clasificar de muy diversas formas:

Segn sea un impacto directo, o indirecto sobre el medio.

Segn sea a corto o a largo plazo

Segn sea reversible o irreversible (a escala humana)

Segn sea local o externo

Evitable o inevitable

Por otra parte, en funcin de los aspectos del medio que modifican,

pueden ser:

Acciones que modifican el uso del suelo

Acciones que implican la emisin de contaminantes (slidos,

lquidos, gases y otros: ruidos, onda area)

Acciones que implican sobreexplotacin de recursos (agua)

Acciones que implican la modificacin del paisaje (casi

todos)

Acciones que repercuten en las infraestructuras

Acciones que modifican el entorno social, econmico ycultural (impacto socioeconmico).

Tambin, en funcin del momento en que se producen, podemos

considerar el impacto durante la fase de instalacin, durante la fase de

explotacin propiamente dicha, y el impacto durante la fase de

abandono o cese de la explotacin.

El impacto ambiental: evaluacin

A la vista de las consideraciones anteriores, el impacto ambiental de

una actividad minera es la diferencia entre la situacin del medio

ambiente antes de llevar a cabo la actividad, y durante o tras la actividad

minera. La evaluacin de este impacto es la cuantificacin de estas

diferencias, mediante la realizacin de un estudio multidisciplinar que


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pretender identificar, predecir y prevenir las consecuencias o efectos

sobre el medio ambiente de la actividad minera.

Una cuestin interesante es que el estudio de impacto se puede

considerar como una comparacin entre la situacin real de la zonaestudiada, y la situacin terica de esta zona si no estuviera afectada por

la actuacin minera.

Los objetivos del estudio de impacto ambiental seran los siguientes:

1. Evitar posible errores y deterioros ambientales originados

durante el proceso extractivo, cuya correccin posterior

podra tener un alto coste, tanto desde un punto de vista

privado (costes transferibles a las empresas) como desde el

punto de vista social (costes transferibles a la sociedad).

2. Disponer de datos que permitan introducir en las decisiones

empresariales los efectos de los proyectos de desarrollo en el

medio natural y social, siempre difciles de cuantificar y

evaluar.

3. Presentar una informacin integrada sobre los impactos de

nuestra actividad sobre el medio ambiente.

4. Integrar a los diversos organismos pblicos y privados que

tienen algn grado de responsabilidad sobre las decisiones

que afectan al medio ambiente.


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ASPECTOS AMBIENTALES.

El auge minero ha tenido y tiene su contraparte en efectos ambientalesexternos. Desde la exploracin hasta la clausura y el cierre, y en especialen el proceso de fundicin, el medioambiente est expuesto a impactos

negativos ms o menos significativos, asociados a la escala y la tecnologade produccin. Considerando que muchos de los efectos potenciales semitigan dadas las caractersticas de las tierras desrticas donde se ubica lamayor parte de la minera chilena, se asocian con la minera los siguientesproblemas ambientales:

1) Contaminacin atmosfrica generada por la emisin de gases sulfurososy partculas de las fundiciones y de plantas trmicas generadoras deenerga empleadas en los procesos mineros.

2) Contaminacin de agua por la emisin de efluentes lquidos concontenido de metales disueltos, reactivos y cidos.

3) El riesgo ambiental generado por las condiciones de los tranques derelaves activos y abandonados.

4) La falta de cuantificacin y administracin del dao ambiental causadopor la pequea minera.

Cabe mencionar que en Per, el sector minero y en particular a gran

escala, es el ms avanzado en trminos de sistemas de monitoreo y enparticular, en lo que respecta a contaminacin de aire. Actualmente ydebido a los requerimientos legales, todas las fundiciones tienen redes demonitoreo que miden la calidad del aire en relacin con materialarticulado respirable, anhdrido sulfuroso y arsnico. Estas redes perteneceny son controladas por las compaas, pero tienen que cumplir con losrequerimientos de los servicios de fiscalizacin.


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Gran Minera: Siguiendo la clasificacin tradicional, se incluye en estesegmento a todas aquellas empresas que producen anualmente ms de75.000 Ton de cobre metlico o su equivalente Se suman adems aquellasque aunque no alcanzan este nivel de produccin, son filiales de grandes

transnacionales mineras, trabajan con tecnologa de punta, tienen accesoa los mercados financieros internacionales, tienen capacidad einfraestructura para colocar su produccin en el mercado nacional einternacional de concentrados, son altamente competitivas y por lo tantono requieren de la labor de fomento del Estado. Para pertenecer a estesegmento, las empresas deben cumplir con una de las siguientescaractersticas.

Produccin anual superior a 20 mil Ton de cobre contenido o

exportadoras independientes con produccin mayor a 10 mil Ton de cobre

contenido por ao.

Produccin anual mayor a 10 mil Ton de cobre contenido, obtenido

mediante el proceso Sx/Ew

(lixiviacin/electrobtencin) o cuyo producto final es cobre de gradoelectroltico.

En materia ambiental y aun cuando este subsector responde por la mayorparte de la contaminacin generada por la minera, el nivel de control

sobre el dao que causa es alto, dadas su tecnologa y disponibilidad derecursos.

Mediana Minera: Se clasifican todas aquellas faenas mineras cuyaproduccin corresponde a una explotacin superior a 200 Ton de mineralpor da.

Se incluyen en ella fundamentalmente complejos mina-planta y plantasindependientes, en donde el producto final es concentrado de cobre. Estesegmento no participa en el proceso de fundicin, por lo que

probablemente se verifica que contrariamente a lo que sucede en la GranMinera, no se han hecho estudios que permitan cuantificar su impactoambiental.

Pequea Minera: El pequeo minero se define como aquel que trabaja eninstalaciones propias o ajenas con una capacidad de extraccin de hasta


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200 toneladas de mineral por da, para su venta directa en bruto o suprocesamiento en pequeas plantas de beneficio.

Pequea Minera se pueden distinguir a su vez dos grupos diferenciados deacuerdo a una aproximacin a su capacidad de gestin. No existe un

umbral claro que permita separar a stos grupos y sin embargo se puededistinguir a un sector de Pequea Minera en cierta medida ms formal yun sector de Pequea.

Minera Artesanal: En todo caso, se trata de un sector en el que no se llevaa cabo ningn tipo de gestin ambiental y en el que el control y lacapacidad de fiscalizacin de las autoridades son mnimos.


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MTODOS DE EXTRACCIN DEL COBRE:

Antes de empezar a explicar los mtodos se debe tener en cuenta que si elcontenido de cobre en los minerales es superior al 3%, la extraccin se

hace por va seca (pirometalrgia) y si est comprendido entre 0,3%, y 3%,se realiza por va hmeda (hidrometalrgica).

PIROMETALRGIA:

Rama de metalurgia en que la obtencin y refinacin de los metales seprocede utilizando calor, como en el caso de la fundicin. Prcticamentetodos los metales como el hierro, nquel, estao y la mayor parte del cobre,oro y plata son obtenidos desde el mineral o su concentrado por mtodospirometalrgicos. Es el ms importante y ms antiguo de los mtodos

extractivos de metales, utilizado por el hombre.El proceso de obtencin y refinacin del cobre depende de que el mineralsean sulfuros, cuando el cobre se combina con el azufre pasa a llamarsesulfuro de cobre y este caso se utiliza la va pirometalrgica. En esteproceso, se libera una gran cantidad de gases, entre los cuales suelendestacar los xidos de azufre (Figura 1), puesto que, como se dijo antes,esta tcnica se aplica a los sulfuros. Por ejemplo, los procesos que ocurrendentro de un horno convertidor de cobre (produccin de cobreblister) sondel tipo:


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En la figura 2 se ilustra el proceso de extraccin por va seca (pirometalrgia).

Figura 2.Pirometalrga del cobre.


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Descripcin del proceso:1. El mineral de sulfuro de cobre en la mina tiene un contenido entre el 0,5-0,2% de cobre, por lo que hay que concentrarlo en la mina, medianteflotacin, para su transporte y uso final en la fundicin, obtenindose unconcentrado de cobre que contiene entre 20 y 45% de cobre, los otros dos

componentes principales son el azufre y el hierro, adems de otros metalesentre los cuales se encuentran el oro y la plata como positivos y el plomo,arsnico y mercurio como impurezas.

2. El concentrado de cobre se recibe en la Fundicin, cuya primera etapaindustrial es el Horno de Fusin, donde se recupera el cobre, eliminando elazufre y el hierro mediante oxidacin en estado fundido a unatemperatura entre 1200 y 1300 C.

En el horno el azufre se convierte en gas SO2, mientras que el cobre y el

hierro, conjuntamente con slice procedente de la arena que se introduceen el horno, permanecen en estado lquido. En esta fase lquida el cobre,por su mayor densidad, se deposita en la parte inferior y se extrae delhorno formando parte de un producto que se denomina mata de cobre,con un contenido del 62% de cobre, mientras que la mezcla de hierro yslice en forma de silicato permanece en la parte superior del horno y seextrae en forma de escoria con un contenido del 0,8% de cobre, 45% dehierro y 30% de slice.

4. La mata de cobre pasa a la seccin de convertidores, para incrementarla riqueza en cobre del producto, donde se le somete a una granoxidacin adicional en un proceso discontinuo batch, consiguiendo unproducto intermedio denominado blister con un contenido en cobre del99%, gases ricos en SO 2 que se unen a los gases anteriores del horno yescorias con un contenido del 6% de cobre.

5. El blister pasa al horno de afino donde incrementa su contenido encobre hasta el 99,6% y posteriormente a la rueda de moldeo de nodos,donde se da a los nodos la forma geomtrica, semejante a una camisetade mangas cortas extendidas, necesaria para su utilizacin en la Refinera.

6. Los gases de SO2 producidos en el horno y convertidores se recogen, seoxidan y se convierten en cido sulfrico en una planta de dobleabsorcin, mientras que las escorias, despus de tratarlas en un hornoelctrico para recuperar todo el cobre que contienen, se enfran ygranulan para su posterior utilizacin como material estril.


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HIDROMETALURGIA:La hidrometalurgia (Figura 3) es el proceso en cual se obtiene el mineralpuro de inters con base en reacciones qumicas en solucin acuosa. Esteproceso se realiza para minerales que son solubles, que en generalcorresponden a minerales oxidados.

Figura 3.Hidrometalurgia

El proceso hidrometalrgico ms importante es la lixiviacin, en la cual elmineral que contiene el metal que se desea extraer se disuelve de unmodo selectivo. Si el compuesto es soluble en agua, entonces el aguaresulta ser un buen agente para la lixiviacin, pero, en general, para lalixiviacin se utiliza una solucin acuosa de un cido, una base o una sal.Para la extraccin de cobre oxidado se utiliza cido sulfrico, que diluyetodos los metales que contiene el mineral, incluyendo el cobre.

acuosa de cido sulfrico, se debe extraer aquel metal de inters. Paraesta etapa se utiliza, en general, una extraccin con un solvente especial.Dicho solvente debe ser orgnico, de modo que cuando se pone encontacto con la fase acuosa, extrae inmediatamente el cobre y forma unafase insoluble en la solucin, como si fuera agua y aceite. De esta forma, elcobre queda unido a una fase orgnica, libre de todo el resto de losmetales que se encuentran en el mineral inicial.


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necesario sacarlo a una fase acuosa de modo que pueda seguir hacia larefinacin. La purificacin del metal se efecta medianteelectrorrefinacin, que permite obtener cobre en estado metlico.La hidrometalurgia es considerada por la industria minera internacional

como la tecnologa limpia de obtencin del cobre, y emergente enEuropa (ya ha sido aplicada en otros pases como Estados Unidos,Australia, Per o Chile). Esta tecnologa ofrece claras ventajas derendimiento tcnico, econmico y medio ambiental, entre las que cabecitar:

(planchas de cobre) en la planta hidrometalrgica integrada en laexplotacin minera, lo que evita el transporte a fundiciones y otrosaspectos ambientales asociados a la produccin de cobre por otras vas,como es la generacin de SO2. Este tratamiento producir directamente

cobre metal de alta pureza (LME Grado "A": 99,9935% Cu).in de la tradicional balsa de lodos, un importantsimo avance

en la proteccin del medio ambiente, y su sustitucin por un residuo seco,aplicando las mejores tecnologas disponibles promovidas por losdocumentos de referencia de la Unin Europea.

or recuperacin del metal con respecto a la tecnologaconvencional de flotacin.

Figura 4.Proceso de produccin de ctodos de cobre


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Aspectos ambientales de la electrometalurgia del cobre.

Las caractersticas que hacen ms ventajoso utilizar la lixiviacin en elproceso de elaboracin del cobre, radica fundamentalmente en su bajocosto respecto del proceso convencional de concentracin, fundicin,

refinacin y tambin el resultado es de ctodos de cobre de ms altapureza, aspecto fundamental en la venta del mineral, por lo que el 99,999%de pureza que se consigue con este proceso mejora el precio en losmercados internacionales y hace ms sustentable este negocio.

El proceso de lixiviacin, tambin resulta ser ms favorable debido a que elmetal vendible de alta pureza puede ser producido en la mina. Esto esespecialmente atractivo para los pequeos y medianos productores queno tienen sus propias instalaciones de fundicin y refinacin.

Tambin es una ventaja de la obtencin de cobre por medio de solventes,

el hecho que no es necesario una etapa de fundicin como en el procesoconvencional, lo que evita la emisin de gases txicos al medio ambiente.Es ms, el proceso de lixiviacin en pila es generalmente consideradocomo de bajo impacto ambiental, siempre que la base de las pilas ypiscinas estn equipados con plstico impermeable o con revestimientosde arcilla.

En su significado ms general, es un proceso de lavado del suelo porfiltracin de agua.

El material proveniente de la tronadura de los suelos de la mina, que se

presenta en forma de xidos, son llevados y ordenados en formas llamadaspilas, las que se mojan con mangueras y aspersores que rocan unasolucin de agua y cido sulfrico, que disuelve el cobre presente enforma de sulfato de cobre, se purifica y se concentra antes de ser llevadoa la Electroobtencin, proceso que consiste en una electrlisis querecupera el cobre de la solucin proveniente de la lixiviacin, produciendoctodos de una pureza de 99,999%.

Los impactos generales de la minera sobre los ecosistemas.

La actividad minera produce en los ecosistemas impactos de diversaintensidad y puede llegar a ocasionar la destruccin del hbitat, sufragmentacin o la alteracin de sus caractersticas naturales.

Los efectos nocivos que puede generar la industria minera sobre elambiente pueden traducirse en la prdida de vegetacin por la emisinde cargas contaminantes al aire y al agua, y procesos de erosin


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acelerados. Es un error creer que la prdida de vegetacin de pradera, oherbcea, es menos importante que la prdida de bosques, pues estoolvida el papel amortiguador que tienen estas formaciones vegetalesfrente a los procesos erosivos y como una parte sustantiva de la cadena

alimenticia de las especies animales.Las explotaciones a cielo abierto en gran escala pueden reducir lavegetacin a islas demasiado pequeas y poner en riesgo la existencia dealgunas especies animales y vegetales.

Los cuerpos de agua pueden ser afectados bien sea por la generacin deaguas cidas, como por la presencia de slidos en suspensin que alaumentar la turbidez, disminuyen los rangos de luminosidad, afectando losprocesos biolgicos de fauna y flora que habita en los medios acuticos.

La fragmentacin del hbitat puede ocasionar la huida o desaparicin dedeterminadas especies animales. Por lo general las de mayor tamaocomo los mamferos, aves, reptiles, anfibios y peces, huyen cuando seproducen una alteracin drstica de su hbitat; en el caso de especiesmenores como los invertebrados, puede producirse su muerte en razn desu escasa movilidad.

Impacto sobre el medio suelo

Remocin incontrolada de la capa vegetal y deforestacin, comoconsecuencia de las actividades realizadas en las etapas de construccinde instalaciones, vas de acceso, tendido elctrico.

En la fase extractiva, la explotacin de cielo abierto puede abarcar

considerables extensiones, cuando la tecnologa, las condicioneseconmicas del explotador y las caractersticas del yacimiento requierende una explotacin extensiva.

Procesos erosivos incontrolados.

Cambios en el paisaje, como consecuencia de la construccin deinstalaciones y el gran movimiento de tierras.


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Alteracin en el drenaje.

Absorcin de contaminantes transportados por va area y luegodepositados en el suelo.

Impacto sobre el medio agua

Agotamiento de las fuentes de agua, por deforestacin.

Captacin y acumulacin monoplica de los derechos de agua.

Cambios de la hidromorfologa debido a la reclasificacin ymovimientos de tierra.

Contaminacin de acuferos (napas). Alteracin de la mecnica de las corrientes de agua.

Contaminacin con metales tales como mercurio, cadmio, ocompuestos de cianuro.

Drenaje cido de minas, cuando las aguas de un PH muy bajo semovilizan fuera de las reas de depsito y control. Un nivel menor de 5 esnocivo para la mayora de las plantas.

Impacto sobre el medio aire

Contaminacin del medio aire por la dispersin de slidos en suspensinemitidos en cualquiera de las etapas de la produccin.

Generacin y transporte de nubes de lluvias cidas por captacinincompleta de humos en el manejo de minerales sulfatados.


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LAS TECNOLOGAS LIMPIAS

INTRODUCCIN

Las Tecnologas Limpias es un concepto que viene desarrollndose

fuertemente en el mundo de hoy como una respuesta necesaria aldesarrollo industrial y su impacto sobre la naturaleza. El fenmeno deglobalizacin por la que atraviesa el mundo actual ha contribuido tambina fijar este concepto, ya que podemos darnos cuenta con ms facilidadde los lmites de nuestro universo y cuan fcil es contaminarlo con efectospermanentes. Nace entonces la percepcin social de que el desarrollodebe seguir un curso sustentable so riesgo de perecer en los intentos decrecimiento.

La transformacin de la naturaleza por parte del ser humano es tan

antigua como ste. No se entendera de otra manera todos los beneficiosen los nuevos productos y tecnologas que hoy tenemos para satisfacernuestra vida diaria. Basta que miremos a nuestro alrededor para darnoscuenta de la cantidad de cosas fabricadas por nuestra especie quefacilitan nuestro pasar cotidiano.

El lmite para el desarrollo ya no es hoy por hoy la capacidad detransformar la naturaleza, sino ms bien cautelar que la transformacinocurra con un mnimo de efectos ambientales. Esto ha dado origen al

nacimiento de nuevas reas de desarrollo cientfico cuyo objetivo esestablecer nuevas disciplinas de ordenamiento que hagan sustentable losprocesos industriales, procesos necesarios para seguir creciendo.

Cabe destacar que el objetivo fundamental de estas nuevas reas dedesarrollo sigue siendo la satisfaccin social de nuestra especie. Por endela concepcin de Tecnologas Limpias no slo dice relacin con lainnovacin y el desarrollo de procesos menos contaminantes, sino tambincon el bienestar de las comunidades, particularmente las que habitan enterrenos aledaos a las plantas industriales.

LA INDUSTRIA MINERA Y EL CASO PARTICULAR DEL COBRE.-

La industria minera es determinante para el mundo actual. No podemosprescindir de los metales para el desarrollo de nuestra sociedad y el casodel cobre no escapa a esta situacin.


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Chile es hoy un importante productor de cobre en el mundo, tal como loindica el diagrama de la Figura 1 que se muestra a continuacin, dondese compara su produccin con otros pases del mundo.

Figura 1 - Produccin porcentual de cobre mundial.

Los datos muestran que al ao 2004, Chile es el primer productor de cobrede mina del mundo, con una produccin de 5,4 millones de TMF de cobrey, con una participacin de ms de un tercio del mercado.

Al ao 2010, se estima que la produccin de cobre alcanzar 6,7 millonesde TMF. Parte fundamental de este incremento ha sido la inversin delsector privado, cuya produccin pas de un 16% en 1990 a un 66% deltotal de cobre fino producido el 2003.

El grfico de la Figura 2 que se muestra a continuacin indica la evolucinde la produccin minera de cobre en varios pases del mundo desde alao 1991 hasta el ao 2003, en que notoriamente se explicita el salto dadopor Chile en la produccin primaria de este metal. Ello tambin permiteprever el gran impacto ambiental que esta industria tiene en su entorno, loque es muy relevante para un pas con una superficie relativamentepequea comparada con otros colosos productores como

Estados Unidos, Australia, Rusia, China o Canad.

Tambin este grfico permite apreciar la declinacin de produccin enpases como Estados Unidos, Rusia y Canad, en lo que indudablemente


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han influido parmetros como el agotamiento de recursos, los aumentosde costos de mano de obra y las normativas ambientales cada vez msestrictas.

En minera, las alteraciones ambientales ms importantes ocurren en las

etapas de extraccin y procesamiento para obtener el metal. Las etapasde produccin metal-mecnicas para la obtencin de productosespecficos son notoriamente menos impactantes. En el primer caso se estpasando de las concentraciones del metal normales de un mineral avalores ya cercanos al metal puro. La segunda etapa se caracteriza por


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eliminar contenidos menores de impurezas y ms bien afinar el metal parausos especficos en el mercado.

Para tener una idea clara del efecto ambiental de la minera del cobre,baste sealar que un recurso aceptable de este mineral tiene en

promedio un 1% de cobre, lo que significa que hay que disponeralrededor del 99% del material que no ser utilizado y que pasar aconstituir un desecho.

La figura 5 siguiente, donde se muestran los efectos de la produccinminera desde la cuna a la tumba, indica tambin los impactos en cadauna de sus etapas. Las etapas especficas desde la extraccin en la minahasta obtener el metal se indican en el flowsheet de la izquierda. En laparte central se indica la denotacin utilizada en el lenguaje

minerometalrgico para cada una de las etapas o agrupaciones deetapas. A la derecha se indican los efluentes generados y en particular enrojo se denotan aquellos efectos ms notables por los volmenesgenerados y que en su gran mayora pasan a constituir los llamadospasivos mineros.

Estos pasivos mineros permanecern por lo general junto a las plantasmineras provocando alteraciones no slo visual sino tambin qumica porla generacin continua de efluentes cidos capaces de disolver metalespesados y contaminar aguas abajo los recursos hdricos.

Podemos hacer notar, durante las faenas mineras, los estriles y lastre, ascomo tambin los minerales de baja ley que constituyen un costoimportante de transporte y disposicin en lugares aledaos a las plantas.Durante las etapas de procesamiento propiamente tal aparecen losgrandes tranques de relaves, como subproductos de las etapas deflotacin del mineral, y en las etapas de extraccin del metal, en queocurren procesos piro, hidro y electrometalrgicos, los grandes desechosde escorias y ripios de lixiviacin.

Algunos de estos desechos son ms contaminantes que otros, notndoseuna gran estabilidad en algunos como las escorias de fundiciones y grangeneracin de contaminantes por el medio hmedo en que transcurrenotros como las colas (relaves) de flotacin y ripios de lixiviacin.

Hoy existe la tendencia a reutilizar muchos de estos pasivos mineros, enbeneficio de minimizar su impacto ambiental y particularmente


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considerando que muchos de ellos tienen un valor asociado a suscomponentes. Ms an, en la poca que vivimos se ha quebradoradicalmente el paradigma de antao que operaciones ferrosas no semezclaban con las no ferrosas (aludiendo que el hierro es nocivo para el

cobre y que el cobre es nocivo para el hierro). Sin embargo las tecnologasactuales permiten hacer operaciones transversales entre estas industriasantes muy diferenciadas.

En el caso del cobre, existen corrientemente dos alternativas de mineralesa explotar: los oxidados y los sulfurados. Los primeros se encuentran muycerca de la superficie de la corteza de la tierra ya que han tenido laoportunidad de una continua e ntima interaccin con el oxgeno del airedurante su existencia. Los segundos, ubicados ms en profundidad,

difcilmente han tenido esta posibilidad, por lo cual se encuentran por logeneral muy inalterados del punto de vista de su oxidacin.

Los minerales oxidados son muy sensibles al tratamiento cido por vaacuosa, y sus componentes por lo general son fcilmente solubles enambiente cido a temperatura ambiente, por lo cual el tratamientonormal ser de carcter hidrometalrgico. Los minerales sulfurados son


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bastante ms estables termodinmicamente, por lo que la nica forma dedesestabilizar sus componentes es elevando la temperatura y en este casoel procedimiento de extraccin ser de carcter pirometalrgico.

La figura 6 a continuacin muestra ambas alternativas y el efecto

ambiental en cada uno de sus etapas. Las faenas mineras previas ycomunes a ambas alternativas, tiene su propio impacto ambiental.

Notar que un aspecto importante a considerar en el impacto ambiental esla generacin de drenaje cido de mina (faenas subterrneas

o a rajo abierto) que puede causar problemas graves en aquellos lugaresdonde se combinan la disponibilidad de sulfuros (del mineral base oresiduales), oxgeno (del aire) y agua (humedad del ambiente o efluenteslquidos). Este drenaje es capaz de disolver metales pesados que pueden

ser causantes de problemas de salud en la poblacin circundante.


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EL DESARROLLO DE TECNOLOGAS LIMPIAS EN LA INDUSTRIA

MINERA

Conviene reflexionar en este punto sobre el concepto de

Tecnologa Limpia. Por esta tcnica se entiende a la que va dirigida aatacar las causas del problema ambiental y no a las consecuencias, comose muestra esquemticamente en la figura 8 siguiente.

En efecto, en la gran mayora de los casos, la solucin a los problemas dela contaminacin en la Industria minera y tambin en otras industrias, sereduce a realizar un tratamiento de los efluentes al final del proceso. Es laconocida tcnica de fin de tubo (end of pipe treatment) que nocontribuye a solucionar el problema en su raz.

La aplicacin de una Tecnologa Limpia sigue una pauta de prioridades,tal como se muestra en la Tabla IV, siendo la de mayor relevancia lareduccin en las fuentes, ya que ataca el problema en su raz.

Sin embargo es sta alternativa la que demanda tambin mayor tiempo ydinero y es la razn porque en la gran mayora de los casos se opta por laltimas y menos prioritarias (tratamiento y disposicin).

La primera alternativa, demanda mayores recursos ya que para solucionarel problema se desarrollan cambios drsticos en el proceso, tales comocambios de tecnologa o modificaciones profundas. Ello significaindudablemente desarrollar un trabajo de investigacin fundamental y


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aplicado, de largo plazo, escalando consecutivamente desde las etapasde laboratorio a plantas pilotos y ms tarde industriales, e involucrandogrupos de investigadores en su desarrollo. Es la alternativa que hanempleado pases ms desarrollados, que disponen de mayores recursos y

por ende son capaces de correr tambin los riesgos de invertir eninvestigacin que no siempre conduce a los resultados esperados.

La ltima opcin, muy utilizada en los pases ms pobres, significainvolucrar menos recursos, pero tambin mantener un problema noresuelto y prolongarlo en el tiempo.

Conviene acotar dentro de este esquema, que una alternativa muy vlidaes el reciclaje, que puede significar solucionar el problema realimentandoel propio circuito de produccin. Tambin hay que acotar que no siempre

ello es posible, ya que en muchos casos puede significar acumular dentrodel circuito material contaminante no deseado.

En nuestros pases hoy se emplea todava mucha disposicin y pocareduccin en las fuentes. Este cambio debiera producirse incentivando

la investigacin y el desarrollo tecnolgico, allegando mayores recursos aestas actividades. Sin embargo estos recursos no siempre estn disponibleso no estn dentro de las polticas de desarrollo de los gobiernos.


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UN NUEVO PARADIGMA: LOS RESIDUOS COMO RECURSOS

El incremento en las normativas ambientales en beneficio de mantener unambiente limpio para las generaciones actuales y futuras ha facilitado unimportante cambio de paradigma en el mundo minero de hoy, cual es

considerar los residuos mineros como nuevas fuentes de recursos.

De hecho, en el caso de la industria del cobre, el criterio aplicado paraeliminar los desechos es que su contenido en el metal no sea superior a laley de la cabeza (esto es, valores cercanos a 1%). Sin embargo un desechocon ese contenido del metal es de por s un nuevo recurso de cobre.

Adicionalmente, existen otros elementos y compuestos que puedencontribuir an ms a dar un valor a estos desechos.

Estos nuevos recursos tienen varias ventajas. Se encuentran dispuestos yaen superficie y por de pronto no hay faenas mineras y geolgicasnecesarias como las hay en el tratamiento corriente de los minerales.Adicionalmente estos residuos se encuentran relativamentecaracterizados, lo que minimiza tambin los costos en su especificacincomo recurso.

Un caso importante a analizar es el de las escorias de fundiciones deconcentrados, donde los materiales contenidos se pueden recuperar aobjeto de darle un valor econmico (Figura 9).


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Un anlisis global permite establecer operaciones unitarias corrientes pararecuperar estos materiales y generar una suerte de

emisin cero para el proceso de extraccin pirometalrgica global delcobre.

La Figura 9 muestra esta aproximacin, parte de la cual se ha idodesarrollando en los laboratorios del Departamento de Ingeniera

Metalrgica de la Universidad de Concepcin, con resultados alentadoresen la medida que el costo de tratamiento evaluado es auto soportado porla generacin de nuevos materiales con valor econmico, entre otros,algunos metales nobles, cobre, hierro para la industria siderrgica y slicepara la industria cermica.

Tambin dentro de este nuevo paradigma se puede comentar lareutilizacin que la industria del hierro hace de las colas de flotacin de laindustria del cobre en Chile, por alta concentracin de hierro comomagnetita, produciendo pellets para la industria siderrgica. Estatransversalidad entre industria no ferrosa y ferrosa ser ms corriente en unfuturo cercano, dado los imperativos medio ambientales y la escasez dealgunos recursos.

CONCLUSIONES

La industria minera y la del cobre en particular producen efectosambientales muy importantes por la cantidad de material de desechonecesario remover para extraer el metal. A su vez estos materiales dedesecho pueden generar efluentes muy contaminantes cuando lascondiciones de entorno aseguran la disolucin, por ejemplo, de metalespesados.

Hoy existen tecnologas que permiten manejar una buena gestinambiental en una empresa minera, particularmente si se quiere atacar los

problemas en las causas que los generan y no en las consecuenciasfinales.

Sin embargo, dado que atacar los problemas en su raz requiereinversiones de dinero mayores, las empresas optan por atacar slo losefectos finales, haciendo por ejemplo una simple neutralizacin ydisposicin final de los efluentes.


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Un interesante cambio de paradigma en la industria minerometalrgicamoderna, es la reutilizacin de materiales de desechos ya sea comoreciclaje interno o para la obtencin de nuevos productos de usocotidiano. Esta modalidad tomar fuerza en el futuro con regulaciones

medio ambientales cada vez ms estrictas. En este mismo contexto, seespera una transversalidad cada vez mayor de actividades y utilizacin desubproductos entre operaciones mineras en que antiguamente es no eraconcebible su ocurrencia.

Tambin la industria de reciclaje secundario ser determinante en elfuturo, para suplir las necesidades que la industria minera primaria noalcance a cubrir, ya sea por agotamiento de recursos, altos costos demano de obra o restricciones ambientales asociada a la generacin desus efluentes.

BIBLIOGRAFA

- Compendio de la Minera Chilena 2005, ISSN 0716-5153, EDITEC S.A.

- ISGS Copper Bulletin, Marzo, 2005

- World Metal Statistics, Comisin Chilena del Cobre, COCHILCO.

-Effluent treatment in the Mining Industry (S. Castro, F. Vergara, M.

Snchez, Eds.) University of Concepcion, Department of Metallurgical Eng.,389 pages, 1998 (English, ISBN 956-227-156-0).


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CREAN TECNOLOGA LIMPIA PARA REFINAR COBRE

Proyecto Fondef cofinanciado por Codelco y que se extender portres aos, modificar los procesos de fundicin para eliminar lacontaminacin por arsnico y disminuir los costos de operacin

Refinar cobre sin generargasescontaminantes como el arsnico o el anhdridosulfuroso ha sido por dcadas una misin imposible, sin embargo, investigadoresde la Universidad de Concepcin pretenden revolucionar la industria cuprferamundial a travs de un proyecto que se maneja con absoluta reserva, quecuenta con el apoyo de Codelco y que hace escasos das fue seleccionado pararecibir el aporte del Fondef de Conicyt.

El profesor IgorWilkomirsky Fuica, del departamento de Ingeniera Metalrgica,encabeza el equipo de 13 personas (ingenieros y alumnos tesistas) que a partir deoctubre comenzarn a ejecutar el proyecto "Obtencin directa de cobre blister

en reactor de capa fundida ", cuyo costo asciende a 358 millones de pesos, sincontar las horas de trabajo de profesionales de la Universidad de Concepcin yde tres ingenieros de Codelco Norte. El aporte de Fondef alcanzar a $232millones.

Wilkomirsky explic que el proyecto, que se extender por 3 aos, busca tresobjetivos fundamentales. Uno es desarrollar una tecnologa que permita procesardirectamente cobre blister a partir de concentrados, eliminando las etapas defundicin y conversin como se conocen hoy, que requieren trasladar el materialfundido de un horno a otro. Con esto se podran disminuir hasta en un 40% loscostos de operacin y las emanaciones de gases fugitivos contaminantes se

podran reducir de 15 a cero por ciento.

Un segundo objetivo consiste en reemplazar la etapa de conversin, cuyatecnologa es la misma que hace 80 aos y se usa en el 95% de las fundiciones decobre. Esto permitir eliminar el resto del azufre contenido en el metal fundido y seobtiene el cobre crudo (blister) que va a una refinacin posterior. Esta es laprincipal fuente de contaminacin de la minera del cobre.

Y finalmente, el proyecto quiere crear tecnologa que permita procesarconcentrado de cobre muy alto en arsnico, un problema muy grave en Chile yque ha impedido por aos explotar ciertos yacimientos. Con esto se podraobtener cobre exento de este metal venenoso y lo ms importante, desde elpunto de vista econmico, es que aumentara las reservas susceptibles de serexplotadas.

Respecto de lo anterior, el profesional expres que existe una nueva mina,adyacente a Chuquicamata, denominada MM, que Codelco desea explotar apartir de 2006, sin embargo, con la actual tecnologa no se podra, puesto que elmineral de dicho yacimiento tiene alta concentracin de arsnico (sobre el 4%).Por ello la empresa estatal est a la espera de los resultados de este proyecto.
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Con humorWilkomirsky cont que el peculiar nombre de la mina se debera a lacalidad de su cobre (ms o menos o muy malo).

Innovacin con oxgenoEl profesional explic que el principal secreto de la innovacin es la utilizacin deloxgeno, pero puro. Esto permite procesar el concentrado a altsimastemperaturas, entre 1.600 y 1.700 grados Celsius, mucho ms que los 1.200C a losque se trabaja actualmente. De esta forma, es posible reducir a cero los gasesfugitivos.

La primera interrogante del proyecto ya fue resuelta entre 2002 y 2003, en unainvestigacin apoyada porCodelco, donde se evalu la termodinmica, es decir,observar las reacciones que se producan y bajo qu condiciones detemperatura, presin y composicin de la fase de gas. Para ello se construy unreactor "ciclnico", donde el concentrado se mezcla con el oxgeno a altastemperaturas y se funde.

La innovacin tambin pasa por el diseo del reactor, construido en laUniversidad de Concepcin. Su geometra, su recubrimiento interno y su sistemade refrigeracin -es indispensable, pues sin l se fundira el reactor tambin- sonfactores clave. Este cuenta con un sistema de alimentacin neumtica, quepermite inyectar a velocidad supersnica el concentrado de cobre mezcladocon el oxgeno puro tcnico a travs de una tobera o quemador de diseoespecial.

Dao ambientalLa preocupacin por disminuir las emisionescontaminantes de la industria mineraha sido una constante. La firma de acuerdos de libre comercio con economas

industrializadas exige el cumplimiento de estrictas medidas de proteccinambiental y Chile est adaptando su legislacin ante ese nuevo escenario.

En Chile existe un hidroarsenismo endmico en la Segunda Regin. Los alimentosde esa regin, as como el agua y el aire, contienen una mayor cantidad dearsnico, cuya fuente principal es la minera. Este ataca la piel, el sistemarespiratorio y el sistema nervioso.

Estudios en Chile han mostrado el alto riesgo de la poblacin de la Regin deAntofagasta de morir por cnceres asociados al arsnico, fundamentalmente,broncopulmonar, vesical y renal. Otro efecto importante que se ha evidenciadoes el aumento de los abortos espontneos y las malformaciones congnitas.

Otros estudios, tambin hechos en Chile, entregan evidencias de la asociacinentre exposicin laboral al arsnico y lesiones de la piel y aparato respiratorio.

Sueldo deChileChile es el principal productor de cobre del mundo. En 2003 export 7.367 millonesde dlares, un 17,5% ms que el ao anterior, segn datos del Banco Central. Losembarques del metal rojo representaron el 34,8 por ciento de todas las


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exportaciones de nuestro pas.

Para este ao, Cochilco proyecta envos del mineral superiores a los 10.000millones de dlares, un 35% ms que el ao pasado, basado en un preciopromedio cercano al dlar y mayores demandas externas.

La industria chilena del cobre, que posee cerca de un 40% de las reservasprobadas a nivel mundial, es liderada por la gigante estatal Codelco, perotambin destaca la participacin de otros productores como BHP Billiton(Escondida), Anglo American, Phelps Dodge y Noranda.

Pionera en metalurgiaIgorWilkomirsky record que la Universidad de Concepcin es el centro deinvestigacin por excelencia de temas relacionados con la minera del cobre yque la casa de estudios fue la primera que ofreci la carrera de IngenieraMetalrgica en Chile, en 1961.

El docente ha participado en numerosas investigaciones. Entre ellas, destacancinco proyectos cofinanciados por el Fondef, desde 1992.

"Desarrollo de un proceso integrado no contaminante para concentrados decobre" concluy en 1992. Parte de los resultados se podran aplicar en el rea dela eliminacin de arsnico. Hay empresas interesadas como Codelco y BarrickGold Corporation (yacimiento de oro El Indio, Regin de Coquimbo), AngloAmerican plc. (fundicin Chagres, Regin de Valparaso) y Enami. En cuanto a laposibilidad de desarrollar tecnologas no convencionales, Wilkomirsky sostuvo queesa es una opcin ms lejana.

Otro proyecto ya concluido es "Tecnologa de reemplazo de convertidores decobre", el cual dio origen a otro proyecto en ejecucin denominado "Programade transferencia tecnolgica de resultado de proyectos de investigacin ydesarrollo", que se traducir en la construccin de una planta de demostracinen la fundicin de Paipote (a 8 kilmetros de Copiap).

Adems, se cuentan otros proyectos como "Neutralizacin de gases de fundicinde cobre con caliza en un sistema combinado de lecho fluidizado" y "Desarrollode nuevas alternativas de procesos para concentrados y ejes de cobre"

aspectos ambientales de los impactos ambientales de los procesos extractivos de cobre

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