Afirmar que algo se valora en su real dimensión cuando se pierde, o escasea, no debería merecer comentarios en contra. Es lo que sucede constantemente. Innumerables ejemplos lo comprueban. Las mismísimas compañías mineras del norte de nuestro país no estarían tan preocupadas de encontrar nuevas fuentes de abastecimiento o de hacer un uso cada vez más eficiente del agua, si contarán con este recurso a raudales.

Pero como dicho insumo no sobra, y debe suplir las necesidades de los hogares y de diferentes actores productivos, el rubro minero ha estado impulsando diversas iniciativas para aumentar su disponibilidad y utilizarlo de mejor forma. De ahí el surgimiento de la Mesa Público-Privada de Gestión de Recursos Hídricos, constituida en abril de 2007, que entre sus tareas prioritarias se propuso la elaboración de un documento que describiera las mejores prácticas aplicadas por la industria minera en los últimos años, para dar un salto en el uso eficiente de este vital elemento.

Y luego de poco más de 18 meses de trabajo el desafío se cumplió, poniéndose a disposición de todos los involucrados e interesados el texto “Buenas Prácticas y Uso Eficiente del Agua en la Industria Minera”, cuya elaboración estuvo a cargo de la Comisión Chilena del Cobre, Cochilco. Una parte importante de su contenido, referida al empleo de tecnologías para alcanzar tales objetivos, es el que revisamos a continuación.

Mejores Alternativas

El documento apunta que las mejores prácticas para gestionar el recurso hídrico involucran la implementación de tecnologías adicionales y un mayor control de los procesos, un cambio en la cultura operacional y un compromiso real por parte de todos los sectores involucrados.

Debido a que los costos de implementación y operación varían dependiendo de la tecnología requerida y de las características de la faena, la aplicabilidad de cada una de las opciones señaladas debe ser motivo de estudio por parte de la respectiva empresa. Sólo así la adopción de nuevas prácticas implicará una contribución real a la disminución del consumo de agua fresca para la faena y no la implementación de medidas cuyo aporte al sistema será despreciable en comparación con los costos involucrados.

En ese contexto, en lo sucesivo se describen en detalle algunas de las mejores opciones tecnológicas para optimizar el consumo del recurso hídrico y aumentar su disponibilidad.

Para Optimizar Consumo

• Control automático del espesamiento

El espesamiento de pulpas (mineral molido, relaves, concentrado) se puede automatizar totalmente mediante una adecuada instrumentación de todos los flujos, el monitoreo de altura de interfase (pulpa-agua), torque y rastras, y la adición de floculante. Este conjunto de procesos se conectan a un controlador inteligente que optimiza permanentemente la recuperación de aguas a través de un comando de los sistemas de descarga, dosificación de floculantes y la posición o velocidad de giro de las rastras.

Este control automático, que sería similar al de otros procesos mineros –como la molienda semiautógena–, permite aumentar en 2% a 3% la concentración de la descarga respecto al control manual actual. El esquema de espesaje automatizado puede incorporarse tanto a sistemas convencionales como a sistemas ya mejorados, utilizando los mismos espesadores existentes.

Sus principales ventajas son sus bajos costos de inversión y operación, y que la tecnología a utilizar es ampliamente conocida en el país. Sin embargo, requiere de una mantención instrumental permanente y compleja, además de un cambio de cultura laboral.

• Recirculación de aguas desde tranques lejanos

Corresponde a la recirculación de las aguas claras que afloran en la superficie de los tranques de relaves alejados y con una diferencia de cotas importante entre el tranque y la concentradora. Si se evalúa la recirculación de los excedentes de agua a la concentradora, el ahorro en el consumo de agua fresca puede variar entre un 30% y 50% del total de la faena.

Entre otras ventajas, la recirculación de aguas del tranque permite un mejoramiento en la operación de concentración debido a la cal y reactivos remanentes del agua recirculada. Además, mejora la estabilidad del tranque al reducir los volúmenes de la laguna de aguas claras y evita la compra de terrenos y costos asociados a manejos forestales/agrícolas.

Sus desventajas son el grado de complejidad y el costo de inversión del sistema, los que dependerán de la distancia a la que se encuentra el depósito y las dificultades geográficas que deberá sortear. También hay que considerar que el transporte de aguas claras desde tranques de relaves requiere de algunos permisos ambientales, los cuales deberán obtenerse a través del Sistema de Evaluación de Impacto Ambiental.

• Monitoreo permanente de consumos

El control de aguas de una faena minera compleja se puede monitorear permanentemente mediante flujómetros e integradores para cada área o centro de operación, definiendo metas de consumo de agua, ya sea por período de tiempo o por consumo unitario, de modo de cobrar multas internas por sobreconsumos puntuales (fugas, lavados excesivos, infiltraciones o evaporación).

El monitoreo promueve un uso racional del recurso y colabora en la creación de un cambio en la cultura operacional, permitiendo ahorros de agua considerables, de hasta un 2%, en las faenas mineras complejas.
Esta alternativa utiliza tecnología ampliamente conocida –flujómetros en las diferentes secciones de la faena minera–, presenta un bajo costo operacional y entrega al público la percepción de un manejo óptimo de los recursos, mejorando la imagen de la empresa ante la comunidad. No obstante, requiere de inversiones relevantes en instrumentación y control, y de un cambio real en la cultura operacional.

Según el consumo de agua fresca que presente cada empresa y la posibilidad de optimizarlo, esta alternativa puede resultar más o menos conveniente. Sin embargo, dada la magnitud de los costos asociados y el volumen de agua ahorrada, sólo será aplicable a faenas mineras complejas y antiguas, dentro de un plan de mejoramiento continuo.

• Filtrado de relaves

Los relaves espesados y dispuestos en embalses mantienen aún un alto contenido de agua, el que podría ser recuperado previo a su disposición en el tranque, mediante filtrado parcial o total.

En el caso de un filtrado total de relaves, los consumos unitarios de agua fresca se pueden reducir a valores cercanos a 0,25 m3/ton tratada. Para eso, se requiere de una inversión en filtros y en manejo y disposición de relaves secos (correas transportadoras/camiones).

Esta alternativa presenta grandes atractivos debido a la magnitud de agua posible de recuperar, considerando las concentraciones en peso de los sistemas convencionales y las obtenidas con un sistema de filtrado de banda. Sin embargo, los altos costos asociados a esta tecnología, debido a su reciente utilización a nivel industrial, la hacen poco rentable en la actualidad, aunque sus expectativas mejoran en el mediano plazo.

Otro factor importante se relaciona con los depósitos de relaves creados bajo esta modalidad, pues presentan algunos problemas de estabilidad y erosión. Además, hay que considerar eventuales problemas de congelamiento que impiden su aplicación en la alta cordillera.

• Espesaje extremo

Esta tecnología de optimización de consumos considera la construcción de espesadores de mayor altura que lo habitual, de 15 a 20 metros, que permiten descargar pulpas de alta densidad (65 a 75% en relaves), logrando incrementar en un 8% la concentración en peso del relave con respecto a espesadores convencionales de alta eficiencia (15% de ahorro de agua).

Las descargas de relaves hiperconcentrados deben ser impulsadas por bombas de desplazamiento positivo y el manejo de relaves en el tranque tiene que utilizar un método de depósito inclinado.

Esta opción se aplica a todo tipo de relaves y el método de depósito inclinado optimiza la disposición de material en el tranque, aunque no se conocen aplicaciones industriales de esta disposición en países sísmicos. Se la conoce como una tecnología audaz, pues requiere modificar los espesadores –que serán de mayor altura–, el sistema de transporte de relaves y la disposición final de éstos, lo que implica altos costos de operación e inversión, así como algunos riesgos por el desarrollo simultáneo de 3 tecnologías novedosas.

Para Aumentar los Recursos Hídricos

Cuando las faenas ya no pueden seguir optimizando el consumo de los recursos hídricos, los nuevos requerimientos surgidos de una expansión, una disminución de la cantidad de agua disponible en la fuente de abastecimiento o la necesidad de compartir el recurso existente con otros consumidores, obligan a la empresa a pensar en nuevas alternativas para disponer de recursos adicionales. Entre éstas se puede mencionar la utilización de embalses artificiales y reservorios subterráneos para el almacenamiento de los nuevos recursos generados a partir de crecidas naturales de los ríos, o bien a través de técnicas como la precipitación artificial.

• Precipitación artificial

Esta opción implica al bombardeo químico de nubes para incentivar la lluvia y/o aumentar el volumen de las precipitaciones. Esto es factible en el norte de Chile durante la época del invierno boliviano y en las zonas en que el agua de las precipitaciones puede almacenarse en forma eficiente (como salares y arenales). Sin embargo, se necesita realizar una investigación climática para determinar el grado de confiabilidad del método en la región de interés. Además, se requiere de la autorización de la DGA para que las empresas mineras que utilicen esta técnica puedan aprovechar los nuevos recursos hídricos generados.

• Embalses superficiales para crecidas

En la zona norte y central del país, las aguas provenientes de las crecidas de los principales ríos no son utilizadas y se pierden en el mar. Asimismo, los derechos consuntivos eventuales –para un 15% de excedencia– están disponibles o son de muy bajo costo de transacción. Las empresas mineras podrían adquirir dichos recursos para construir embalses interanuales desde los valles de los ríos Elqui al Maipo, ya sea en forma independiente o en asociación con regantes.

La construcción de embalses de mediana a gran magnitud (50 a 100 Mm3), similares a Santa Juana en el Valle del Huasco, posibilitarían la realización de grandes proyectos mineros o mixtos, donde la mayor disponibilidad del recurso hídrico beneficiaría no sólo a la minería, sino que también a la agricultura, el turismo y la comunidad en general.

La gran desventaja que presenta esta alternativa son los altos costos de inversión requeridos para la construcción de un embalse interanual, así como las conducciones asociadas que llevarían el recurso hasta los centros de consumo. Sin embargo, el costo operativo de estos embalses, una vez construidos, es muy reducido. La variabilidad hidrológica también representa un factor de incertidumbre que debe ser considerado, pues no hay seguridad de contar con el recurso en forma permanente.

• Reservorios subterráneos para crecidas

En el mismo norte del país las precipitaciones del invierno boliviano producen crecidas que escurren hasta alcanzar el mar sin haber sido aprovechadas. Los usuarios del agua podrían identificar algunas zonas geológicas aptas para ser utilizadas como reservorios subterráneos e impulsar parte de esas aguas excedentes a cubetas subterráneas naturales, ya sea estancos o semiestancos, que permitan la reutilización del agua durante un período prolongado.

Este tipo de proyectos posibilitaría el reforzamiento de los recursos regionales, aumentando la tasa extractiva de los acuíferos del Norte Grande y mitigando los desastrosos efectos de las crecidas de los cauces nortinos. Sin embargo, el gran riesgo que presenta el aprovechamiento de las crecidas es su comportamiento probabilístico, que impide predecir con certeza las condiciones meteorológicas de cada año.

Es necesario, también, ver la forma de manejar los sólidos en suspensión a fin de evitar el deterioro de los sistemas de drenaje existentes.

• Impulsión de agua de mar

Implica captar agua de mar, para luego efectuar un proceso desoxigenante en piscinas decantadoras –que eliminen la vida acuática– y, posteriormente, captar y transportar el agua clara desde el nivel del mar hasta los centros de consumo mineros, a través de ductos protegidos contra el ataque corrosivo.

La naturaleza del agua de mar obliga a utilizar equipos y materiales especiales para evitar la corrosión química o incrustaciones de elementos orgánicos. Además, hay que considerar que entre un 10% a 20% del flujo debe desalinizarse para operaciones unitarias en las cuales el contenido de cloro y sales no está permitido.

Entre los problemas que presenta este nuevo recurso hídrico está su alto nivel de inversiones y el posible envejecimiento prematuro del sistema, debido a que las sales contenidas en el agua pueden afectar a los equipos mineros y aumentarían el consumo de cal y bolas. Y el costo operacional también es importante.

Cabe considerar que el uso directo de agua de mar se puede aplicar en faenas que tengan la infraestructura necesaria para resistir la salinidad presente en el agua y en las que el mineral, por su características geológicas, así lo permita.

• Impulsión de agua desalinizada

En términos simples, existen tres procedimientos para desalinizar agua de mar: por procesos a través de membranas –electrodiálisis y osmosis reversa–, por congelación y por destilación. Este último es un proceso simple y barato que consiste en calentar agua de mar en el interior de un invernadero a partir de los rayos solares. Su principal limitación es su bajo rendimiento, lo que no solucionaría los requerimientos de agua de las compañías mineras ni de los grandes centros urbanos. Aún así, es una alternativa atractiva para implementarla a nivel de localidades rurales con recursos de agua escasos y que deseen desarrollar plantaciones de especies adaptables en zonas desérticas.

La desalinización por congelación, en tanto, consiste en congelar parcialmente el agua de mar, separando el hielo y luego derritiéndolo. Se necesita menos energía que en el caso de la destilación. No obstante, su principal contra radica en la dificultad para eliminar la salmuera que tiende a adherirse a los cristales de agua dulce.

Y la técnica de la osmosis reversa, utilizada por Minera Escondida para desalinizar el agua de mar, es de origen más reciente que la electrodiálisis. Esta consiste en el transporte espontáneo de un disolvente de una solución diluida a otra más concentrada a través de una membrana semipermeable. Utiliza menor energía en relación a la electrodiálisis, pero requiere un alto nivel de inversión.

La desalinización aparece como una opción interesante para que las empresas mineras enfrenten la escasez hídrica, pero conlleva la dificultad de transportar el agua desalinizada hasta las faenas mineras que, por lo general, se encuentran a elevada altura sobre el nivel del mar. Dicho transporte, además de requerir inversiones en infraestructura, demanda altos consumos de energía, lo que en un escenario de disponibilidad energética restrictivo implica aumentos significativos de costos.