Agua desde los Relaves

Según los especialistas, extraer el agua que contienen los relaves mineros trae beneficios bien relevantes: por una parte, permite recuperar un recurso escaso que se puede recircular hacia los procesos industriales y, por otra, contribuye a aumentar la seguridad de los sitios en que se depositan dichos residuos.

Considerando aquello, conviene revisar qué opciones existen hoy para llevar a cabo esta tarea, así como los factores que la limitan y las innovaciones que contribuyen a optimizarla.

Panorama y beneficios

La gestión eficiente del agua es uno de los principales desafíos de la minería moderna, particularmente en zonas con restricciones hídricas. En este contexto, la industria ha desarrollado diversas tecnologías y estrategias orientadas a maximizar la recuperación y recirculación de ese vital recurso, fortaleciendo simultáneamente la sostenibilidad de sus operaciones.

Así lo destaca Andrés León, Subdirector Nacional de Minería del Servicio Nacional de Geología y Minería (Sernageomin), indicando que según datos del Consejo Minero, la tasa de recirculación de agua en la minería del cobre en Chile se ha mantenido históricamente en torno al 73,5%.

Enseguida, advierte que "cuando se analiza específicamente la recuperación de agua desde los depósitos de relaves, los porcentajes suelen ser menores debido a factores operacionales y ambientales, tales como la evaporación, la infiltración y la retención de humedad en los sólidos depositados. Existen experiencias destacadas en el país que han permitido mejorar significativamente estos indicadores. Por ejemplo, mediante técnicas avanzadas de gestión hídrica implementadas en el tranque Talabre, Codelco ha logrado recuperar aproximadamente un 32% del agua contenida en los relaves, optimizando su reincorporación al proceso productivo".

Por su parte, James McPhee, Santiago Montserrat, Germán Aguilar, César Pastén y Rodrigo Quezada, especialistas en relaves que trabajan en el Advanced Mining Technology Center (AMTC), de la Universidad de Chile, analizan la relevancia que tiene la deshidratación de los relaves para la estabilidad y seguridad de los depósitos de relave, y para la reutilización de agua en los procesos mineros.

En primer lugar, explican que debido a que en Chile el diseño de dichos sitios se realiza contemplando mayoritariamente sistemas de construcción aguas abajo o de eje central, la hidratación del relave tiene una influencia menor sobre la estabilidad del depósito, la que queda primordialmente determinada por la estabilidad de la presa.

Por otro lado, desde un punto de vista geotécnico, "resulta importante la compresibilidad del relave, que determina la evolución temporal del índice de vacíos así como su valor final. Baja compresibilidad puede redundar en una baja capacidad de almacenamiento del depósito. Igualmente, la presencia de agua facilita procesos químicos de dilución de diversos compuestos, que liberados al ambiente podrían tener efectos nocivos. Es por eso que los esfuerzos orientados a reducir el agua contenida en los relaves tienen impactos positivos sobre su seguridad. Igualmente, la facilidad con que se pueda separar el agua de los sólidos en un depósito de relave tiene impactos positivos sobre la cantidad de agua que queda disponible para ser recirculada hacia el proceso", plantea James McPhee.

Alternativas útiles

En el contexto descrito, cabe preguntarse ¿qué tecnologías o buenas prácticas están mostrando hoy los mejores resultados para recuperar agua desde los relaves?

Andrés León resalta las siguientes:

• Relaves filtrados: "Esta tecnología permite alcanzar los mayores niveles de recuperación de agua, al reducir la humedad del material a valores inferiores al 20% antes de su disposición final. Además de disminuir el consumo hídrico, contribuye a mejorar la estabilidad física del depósito", describe el Subdirector Nacional de Minería del Sernageomin.

• Relaves espesados y en pasta: En estos casos, a través del aumento de la concentración de sólidos, se recupera una mayor cantidad de agua en la planta antes de transportar el material al depósito. "Los relaves espesados alcanzan concentraciones de sólidos entre 65% y 75%, mientras que los relaves en pasta pueden superar el 75%. En Chile, operaciones como Minera Esperanza y la Planta Delta de Enami han implementado este tipo de soluciones", apunta León.

• Sectorización de la cubeta: Consiste en dividir el depósito en sectores o celdas operativas, reduciendo la superficie expuesta al aire y, por consiguiente, las pérdidas por evaporación.

• Gestión integrada del depósito: "La aplicación de estrategias operacionales avanzadas, como las implementadas en el tranque Talabre, permite optimizar la recuperación de agua y reducir pérdidas por evaporación, alcanzando recuperaciones promedio del orden de 57.600 m³ diarios", acota el especialista.

Andrés León resalta los relaves filtrados y los espesados y en pasta como opciones útiles para recuperar agua.

En el AMTC, en tanto, comentan que se han evaluado varias tecnologías para recuperar agua desde relaves, con distinto nivel de eficiencia y capacidad de tratamiento. "En lo que respecta a las lagunas de aguas claras, procesos de separación por membrana como la ultrafiltración (UF), la nanofiltración (NF) y la ósmosis inversa (RO) se utilizan en varios tranques de relave para recircular agua hacia el proceso minero. Estas tecnologías destacan por su eficiencia y escalabilidad, pero tienen problemáticas asociadas al ensuciamiento de las membranas y manejo de los rechazos", detallan los investigadores.

James McPhee añade: "Desde el AMTC se están levantando esfuerzos en estas áreas, implementando sistemas integrados o híbridos que combinan los procesos de separación de membrana con otras tecnologías de remoción de contaminantes con adsorbentes y procesos pasivos como los biorreactores, para obtener eficiencias superiores de recuperación de agua y reducir el volumen de agua en los tranques de relave".

Limitantes

¿Cuáles son los principales factores que limitan la recuperación de agua desde los depósitos de relave?

Andrés León sostiene que esta labor está condicionada por diversos factores físicos y ambientales, entre los que figuran:

• Retención de humedad en los relaves: Una fracción importante de agua queda atrapada en los poros y espacios intersticiales del material depositado, siendo la principal limitante para su recuperación. "En algunas operaciones de gran escala, como Minera Escondida, este fenómeno puede representar cerca del 58% de las pérdidas totales de agua", dice el Subdirector Nacional de Minería del Sernageomin.

• Evaporación: Se produce en la laguna de aguas claras y en las playas activas de depósito. Tiene especial relevancia en las regiones áridas y semiáridas del norte de Chile.

• Resaturación de playas: El ingeniero civil ambiental comenta que esto "ocurre cuando sectores previamente secos vuelven a absorber agua durante nuevos ciclos de depositación. En algunos depósitos de gran tamaño, este mecanismo puede representar alrededor del 18% de las pérdidas totales".

• Condiciones climáticas y operacionales: Factores como la temperatura, la radiación solar, la velocidad del viento y el diseño operacional del depósito influyen directamente en la eficiencia de recuperación hídrica.

Los investigadores del AMTC, en tanto, sostienen que uno de los principales factores que complica la recuperación de agua es la relación de vacío que resulta del arreglo de partículas en el depósito. "El arreglo está controlado por la distribución de tamaño de partículas y por su mineralogía, que redundan en la relación de vacío y la conductividad hidráulica. La conductividad hidráulica, entonces, será determinante para la capacidad de recuperación de agua. Relaves con minerales arcillosos tienden a retener más agua, que es difícil de expulsar por medios mecánicos. Asimismo, el tiempo que puede demorar el proceso también es una condicionante al momento de abordar el análisis", expone James McPhee.

Agrega que una opción para superar esa limitante es desarrollar aditivos que favorezcan el transporte hidráulico de relaves espesados, para así reducir el contenido de agua del relave desde la planta. "Otra posibilidad es la innovación en familias de aditivos (floculantes) que favorezcan la separación de agua y sólidos una vez que el relave es depositado", acota el especialista.

James McPhee destaca que el AMTC trabaja en distintas alternativas para reducir el volumen hídrico en los tranques de relave.

Los investigadores del AMTC subrayan, además, que las condiciones de seguridad de los depósitos de relave pueden cambiar a lo largo del tiempo, de maneras complejas que dependen no solo del contenido de agua, sino también de las condiciones geológicas y geomecánicas del emplazamiento, de las propiedades químicas del relave, y del contexto climático y su evolución. "Por esta razón, las decisiones que se tomen durante la fase de operación del relave tienen impactos sobre toda la vida útil del depósito, incluso más allá del cierre de la operación", concluyen.

Opciones de mejora

Desde el Sernageomin, Andrés León recalca que la optimización de la recuperación de agua desde los relaves debe abordarse de manera integrada con la seguridad y estabilidad física de los depósitos. En ese contexto, indica que las principales estrategias son:

• Operación mediante celdas interiores: "La sectorización del depósito permite aumentar los períodos de consolidación y secado de los relaves, mejorando la recuperación de agua y reduciendo la superficie expuesta. Estudios indican que esta modalidad puede incrementar la recuperación hídrica en aproximadamente un 10% respecto de una operación convencional", apunta.

• Modelación matemática avanzada: El desarrollo de modelos de consolidación, drenaje y secado permite predecir con mayor precisión la disponibilidad de agua recuperable y optimizar las estrategias operacionales, agrega el especialista.

• Gestión de la laguna de aguas claras: El ingeniero civil ambiental indica que "mantener una laguna de menor tamaño y ubicada lejos del muro de contención contribuye a mejorar las condiciones de estabilidad geotécnica, al reducir los niveles de saturación en el muro, además de facilitar la recuperación del recurso hídrico".

• Monitoreo permanente: La incorporación de sistemas de instrumentación y monitoreo geotécnico e hidráulico permite tomar decisiones operacionales oportunas y fortalecer la gestión integral del depósito, resalta el experto.

El representante del Servicio Nacional de Geología y Minería comenta, asimismo, que las empresas del sector están explorando nuevas soluciones para los depósitos de relave que están orientadas a fortalecer la sostenibilidad hídrica de sus operaciones. A saber:

• Paneles fotovoltaicos flotantes: "Instalados sobre lagunas de recuperación, permiten generar energía renovable y reducir simultáneamente las pérdidas de agua por evaporación. Una experiencia destacada en esta materia corresponde a la operación Los Bronces", señala.

• Tecnologías avanzadas de tratamiento de aguas: Andrés León destaca que la combinación de biorreactores, membranas de nanofiltración y materiales adsorbentes de última generación permite remover contaminantes como arsénico y sulfatos, ampliando las posibilidades de reutilización del recurso hídrico.

• Economía circular y minería secundaria: Otra buena práctica que se está aplicando es el reprocesamiento de relaves históricos, lo cual abre la posibilidad de recuperar minerales de valor económico y, al mismo tiempo, extraer agua remanente contenida en los depósitos.

• Depósito de relaves en rajos mineros agotados: "Esta alternativa aprovecha infraestructura existente, reduce la ocupación de nuevas superficies y ofrece ventajas desde el punto de vista ambiental y de seguridad. En Chile, Minera Centinela ha evaluado esta alternativa como parte de sus proyectos de desarrollo", informa el especialista.

• Control de evaporación mediante cubiertas físicas o químicas: El representante del Sernageomin explica que el uso de elementos flotantes, barreras físicas o compuestos especializados contribuye a disminuir las pérdidas de agua en lagunas y superficies expuestas, mejorando la eficiencia global de recuperación.

Artículo publicado en InduAmbiente n° 200 (mayo-junio 2026), páginas 18 a 20.