Gestin Preventiva de Aguas cidas
Luis Robles------------------2011-0918
Miguel Borges----------------2011-0015
Jonathan Rodrguez-----------2011-0919
Vctor Nicols----------------2011-0494Tratamiento de Aguas
cidasDefinicin y Conceptos La acidez es la cualidad de un cido.
Presentan sabor agrio, liberan hidrgeno, pH 0 a 6.99 segn algunos y
otros hasta 7.2
La escala ms comn para cuantificar la acidez o la basicidad es
el pH, que solo es aplicable para disolucin acuosa. Sin embargo,
fuera de disoluciones acuosas tambin es posible determinar y
cuantificar la acidez de diferentes sustancias. Se puede comparar,
por ejemplo, la acidez de los gases dixido de carbono (CO2, cido),
trixido de azufre (SO3, cido ms fuerte) y dinitrgeno (N2,
neutro).
Propiedades qumicas de los Acidos
Poseen un sabor agrio Colorean de rojo el papel de tornasol Sus
disoluciones conducen la electricidadDesprenden gas hidrgeno cuando
reaccionan en disolucin con cinc o con algunos otros metales.
Problemas Derivados de la AcidezAfecta la vida marina.Reduce la
disponibilidad de carbonato en el agua.El agua se torna
corrosiva.Pone en riesgo la pesca.Separa compuestos de aluminio del
suelo al agua.
Imgenes de Minas cidas
Imgenes de Minas cidas
Imgenes de Minas cidas
Imgenes de Minas cidas
Imgenes de Minas cidasPuede Provocar Ulceras gstricas u otro
tipo de daos en el estomago.Podra resultar una Osteoporosis.Menor
capacidad para neutralizarAltera el equilibrio de iones del agua y
aumenta el contenido de metales.El efecto ms importante es la
disminucin de las poblaciones de peces, con la consecuente
econmica. De aqu deriva el efecto para los seres humanos al comer
peces con una mayor concentracin de metales en su carne.
Causa que los peces dejen de reproducirse.Tiene la tendencia de
ser agresiva con las caeras y accesorios.Son aguas con un alto
contenido de contaminacin en su mayora.Si la acidez es muy elevada
no esta apta para el consumo.
Causas de la acidez en el aguaEl agua como recurso fundamental
para la vida, es probablemente el recurso mas abundante en la
tierra, y como tal, es probablemente tambin el recurso mas
vulnerable a la contaminacin, provocando as altos y bajos niveles
de acidez, que pueden ser perjudicial para el desarrollo de la
vida.
Causas de las lluvias acidasEl modo de vida desarrollado por el
ser humano ha aumentado la emisin a la atmsfera de determinados
gases capaces de experimentar reacciones qumicas que los convierten
en cidos al disolverse en el agua de lluvia.
Estos gases son dos principalmente: el dixido de azufre (SO2, se
estima que contribuye en un 60 - 70%) y los xidos de nitrgeno (NOx,
contribuyen en torno al 30%); el porcentaje restante, en torno a un
6%, sera responsabilidad de otras especies qumicas.
Causas de la acificacin de los ocanosLa causa de la presente
acidificacin de las aguas es uno de los efectos del aumento de
emisiones de gases de efecto invernadero, concretamente, del CO2.
De forma natural y como parte del ciclo del carbono, el ocano acta
como sumidero para torno al 25-30% del CO2. Este efecto es a priori
positivo ya que reduce la intensidad del cambio climtico, pero
parece que nada sale gratis en la naturaleza.
El dixido de Carbono se disuelve en el ocano y provoca un
aumento de la acidez del mismo al combinarse con agua para formar
cido carbnico que se ioniza parcialmente en protones e iones
bicarbonato.CO2(g) + H2O (l) H2CO3 (aq) HCO3-(aq) + H+(aq)
De hecho la acidez de agua marina es determinada en buena medida
por la concentracin de CO2 disuelta en la misma. Dado que la
concentracin de este gas en el agua depende en buena medida de la
concentracin del mismo en la atmsfera, se deduce que el aumento
(antropognico o de otra causa) de la concentracin de CO2 atmosfrico
causar un aumento de la concentracin de CO2 en el agua y por tanto
una disminucin del pH de la misma.Ha habido episodios previos de
acidificacin ocenica en el pasado. Por ejemplo en el PETM o mximo
trmico del Paleoceno-Eoceno sucedido sbitamente hace 55.8 millones
de aos. En ese perodo hubo extinciones abundantes tanto en tierra
firme como en el mar. Este episodio se encuentra an en estudio y no
est claro cuales fueron sus causas. Conviene resear que se estima
que ese cambio climtico se produjo durante un tiempo no menor a mil
aos y se estima que la emisin de dixido de carbono que lo caus se
produjo a una velocidad de aproximadamente un cuarto a un dcimo de
la actual provocada por el hombre.
Oxidacin de la PiritaLa pirita, el mineral ms comn de sulfuro,
se puede oxidar por mecanismos directos. Segn las siguientes
ecuaciones: La ecuacin (1) nos muestra oxidacin directa de pirita
con la formacin de sulfato ferroso, se oxida a sulfato frrico.La
Ecuacin (2) con la ayuda de los microorganismos catalizadores se
cambia el indice de oxidacin de Fe (III).Por ltimo el in frrico
puede oxidar rpidamente e mineral segn la ecuacin (4)
Gestin Preventiva de Aguas cidasPara eliminar o minimizar aguas
cidas existen los siguientes criterios de diseo:
Planificar todas las actividades alrededor de los efluentes
mineros.
Detectar los focos generadores de aguas cidas
Construir medios de barrera en zonas aledaas para no propagar y
aislar en caso de propagacin.
Controlar el flujo del sistema de aguas cidas mediante un
monitoreo de la red hidrulica.
Buscar las vas alternativas de tratamiento de aguas cidas para
regenerar el medio ambiente y poder conocer la magnitud de los
posibles efectos en ese espacio.
Gestin Preventiva de Aguas cidasLa prevencin de aguas cidas va
asociada a los mtodos de explotacin por ello existen dos vas de
actuacin:Reduccin de Contaminantes: se eliminan algunas sustancias
que generan aguas cidas.Tratamiento de aguas contaminadas: se trata
el agua de manera tal que, se llega a conseguir un grado de
potabilidad del agua muy importante para poder depositarla en zonas
que no hagan dao al medio ambiente.
De los dos anteriores la primera est incluida en la segunda pero
en la primera no hay los mecanismos tan completos como para que el
proceso de tratamiento de aguas sea el ptimo, esos casos se aplican
cuando la contaminacin por sustancias cidas es escasa.Mtodos
Preventivos Construccin de canales de desague con impermeabilizacin
en sus cauces.Construccin de socavones de desague
perimetral.Seleccin y retiro de materiales qumicos que dan
acidezSellar lugares que en el subsuelo pueden realizar
inundaciones de aguas cidasColocar unidades de adicin de matrial
neutralizador de cidos.Aadir bactericidas para bacterias
catalizaadoras de Tratamientos Pasivos de la AcidezVentajas: Poseen
un costo relativamente bajo por su mantenimiento escaso frente a
los mtodos activos y dan buenos rendimientos de neutralizacin de
cidos y eliminacin de metales pesados. (El costo va desde 3.60
$US/m2 a 580 $US/m3 con periodos de operacin entre 20-30
aos)Funcionamiento: se basan en los procesos qumicos, biolgicos,
fsicos que tienen lugar en los humedales naturales donde se
modifican las caractersticas que hay en el agua contaminada
consiguiendo eliminar el ph y los metales disueltos.Los ms
destacados son los humedales aerobios, anaerobios, drenajes anxicos
calizos (ALD Anoxic Limestone Drains), sistemas sucesivos de
produccin de alcalinidad (SAPS), barreras reactivas permeables en
aguas subterrneas (PRB). Segn la magnitud se suelen emplear un solo
o de forma conjunta segn la cantidad de acidez del agua.
Humedal Aerobio
Se crea un ambiente de marismas o pantanos donde se suelen
desarrollar ambientes para plantas como los juncos el equisetum,
las algsa y dems organismos que participan en la depuracin del
agua, se hace en grandes superficies donde se va depurando el agua
de forma lenta por lo que el agua contaminada est en contacto con
el agua lo que sucede es que se crea un ambiente en el cual las
plantas donde las bacterias catalizadoras de oxidacin crecen con
mayor facilidad transformando los Fe por ejemplo en hidroxidos al
precipitarse.
Consisten en varias celdas por donde circula el agua conectada
por gravedad.Procesos presentes: filtracin de la materia en
suspensin, la absorcin de metales e intercambio inico en los
materiales del substrato, la bioacumula- cin 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 oxida- cin e
hidrlisis. Segn dice E. Lpez Pamo profesor de la ETSI de Minas de
Madrid.
Humedal Aerobio
Ese es un humedal tpico del cual se puede incluso hasta calcular
su rendimiento segn una serie de ecuaciones.
Humedales Anaerobios o Balsas OrgnicasLos humedales anaerobios
deben tener una altura de lmina de agua mayor de 30 cm que
favorezcan las condiciones anxicas, esta lamina cubrir una capa
permeable del suelo que tenga un espesor superior a los 40 cm pero
menor de 60 cm constituido por material orgnico de un 70% a 90 %
bien mezclado cobre una capa de caliza para eliminar el oxgeno
disuelto reduciendo el Fe y generando alcalinidad con procesos
qumicos en los que intervienen los microorganismos segn el
desarrollo de la vegetacin que favorece a los mismos aportando
materia orgnica que ayuda en el proceso segn las siguientes
reacciones de con bacterias sulforeductoras que utilizan la materia
orgnica del carbono con el sulfato como fuente de energa
Humedales Anaerobios o Balsas Orgnicas
Humedal Artificial
Drenaje Anxico Calizo (ALD)Es un sistema que consiste en una
zanja rellena de gravas de roca caliza que se sella el techo
mediante una capa de tierra arcillosa con una geomembrana
impermeable. La zanja se hace a 1- 2 m que logra mantener las
condiciones de anoxicidad, las aguas cidas de la mina se hacen
pasar por la zanja provocando que la caliza se disuelva generando
alcalinidad y elevando el ph del agua por medio de la siguiente
reaccin:
Entre los factores que ms afectan son el ph del agua y el dixido
de carbono lo que provoca un descenso en el ph si aumenta el dixido
de carbono, gracias a que la calcita se disuelve en medios como
stos.Por lo general el agua que sale de aqu pasa a un sistema
aerobio ya que sale con alta alcalinidad.Se utilizan ms bien en
minas con escaso oxgeno disuelto.
Drenaje Anxico Calizo (ALD)
Barreras Reactivas PermeablesCuando las aguas cidas de mina se
manifiesten en flujo subterrneo, el tratamiento pasivo se configura
como una pantalla permeable y reactiva dispuesta perpendicularmente
a la direccin del flujo.
Consiste en una zanja transversal al flujo, rellena con diversos
tipos de materiales reactivos (caliza, materia orgnica, limaduras
de Fe, etc.)Dentro de los procesos depuradores en el interior de la
barrera estn: la reduccin bacteriana de los sulfatos, la retencin
de los metales precipitando como sulfuros, y el incremento del pH
principalmente por disolucin de la caliza.
Barreras Reactivas PermeablesSe basa en varios pasos
parciales:Separacin de slidos suspendidosDosificacin y preparacin
de lechada de cal, con cal viva.Neutralizacin de acidez con la
lechada ajustando el phOxidacin de iones ferrosos a frricos junto
con la precipitacin y sedimentacin de materiales pesadosDescarga,
almacenamiento temporal para deshidratacin y tratamiento final para
los compuestos.Conduccin de aguas tratadas hasta el sistema de
almacenamiento y su distribucin.Est formada por una planta de cal
junto con un canal de conduccin de aguas usando dos tanques de
precipitacin de lodos, si aeso se le suma una laguna de
clarificacin de aguas ms un sistema de evacuacin de agua tratada y
tanques de almacenamiento temporal de lodos.
Proceso Activo Con Lechada de CalSe retienen las partculas finas
suspendidas y el material de arrastre de arenas con limos que
llegan a la planta procedente del agua de minas, se acumula en un
tanque junto con la lechada de cal, el agua que posee minerales y
metales pesados se somete a la neutralizacin del carbonato de
calcio y se conduce por un canal abierto dode llega a los lodos
pesados donde hay aireacin para la oxidacion del hierro que forma
compuestos estables.El agua neutralizada ingresa a los tanques de
sedimentacin en serie, para que precipite ms rpido. Luego esto pasa
a una laguna de clarificacin con alto volumen sedimentando los
lodos con un agua de clase c que se puede utilizar para riego.
Proceso Activo Con Lechada de Cal32Proceso Activo Con Lechada de
Cal
Proceso Activo Con Lechada de Cal
Tecnologa de Microfiltracin Marca Pall Aria Es una tecnologa
relativamente nueva se utiliza mediante membranas para remover los
slidos en que deja la minera.Se Trata de cada instalacin (Pall
Aria) posee por dentro una membrana con alta permeabilidad y una
fibra hueca de flujo elevado capaces de remover los siguientes
contaminantes:Slidos de turbidez y color, xidos de hierro y
manganeso, xidos de arsnico, materia orgnica, quistes, virus y
baceterias.Est basado en un sistema con diseo modular de fcil
colocacin que se adaptan a los requsitos de integracinSistema Pall
Aria De Microfiltracin
Sistema Pall Aria De Microfiltracin Con Membranas de Instalacin
Fija o MvilBibliografa
www.Pall.comPrograma de Investigacin Planta De Kamurana-La
LavaConferencia tratamiento de aguas cidas Juan Carlos Baquero
beda.Tratamientos de Efluentes Mineros de Nural KuyukakProcesos
Mineros y Vinculacin con usos del agua de Eduardo
Chaparro.Tratamientos Pasivos de drenajes cidos de Minas de E.Lpez
Pamo.
