Modelación Hidrogeológica de Depósitos de Estériles

Abstract

La gran minería del cobre a rajo abierto en Chile, involucra la movilización de enormes cantidades de materiales estériles. Estos materiales son acarreados desde el rajo y depositados en áreas específicamente preparadas para este fin, configurando depósitos de estériles o botaderos de grandes dimensiones.

En este trabajo se busca identificar las bases conceptuales para establecer un análisis cuantitativo de estos sistemas hidrogeológicos artificiales, para desarrollar una metodología de modelación hidrogeológica de depósitos de estériles que permita evaluar, en términos de cantidad, los flujos de agua en este medio de características no saturadas.

Se desarrolla un modelo conceptual que incluye las principales características físicas e hidráulicas del depósito y los desechos rocosos, y donde se describen los principales procesos que intervienen en el flujo a través de un depósito de estériles. Luego, se propone una metodología de modelación numérica que permita determinar la cantidad de agua que percola en la base del botadero, sin considerar los temas de calidad del recurso hídrico.

Los procesos de flujo que pueden ocurrir al interior de un botadero se dividen principalmente en flujo mátrico y flujo preferencial, donde el primero ocurre en suelos finos gracias a las fuerzas de succión mátrica y el segundo ocurre por la presencia de zonas de fracturas o macroporos interconectados. La ocurrencia de los diversos procesos de flujo depende de las características hidrogeológicas y la estructura interna del depósito de estériles. Estas características y el comportamiento hidrogeológico del botadero en general, son determinadas por la geología original de la zona en explotación, la operación minera, las técnicas de construcción del depósito de estériles, los procesos de erosión y las condiciones climáticas.

Para la modelación numérica se realiza una revisión de diferentes métodos de simulación, así como de las herramientas computacionales disponibles, con el objetivo de entregar recomendaciones para su utilización. A partir de esta revisión, se propone utilizar el programa VisualHELP para determinar la tasa neta de infiltración y el programa HYDRUS-2D para evaluar el almacenamiento de humedad al interior del depósito y la percolación en la base.

El modelo desarrollado es aplicado a un caso específico de la minería chile, Minera El Morro en la III región, cuya información característica se encuentra disponible en organismos públicos, específicamente en las bases de datos del Sistema de Evaluación de Impacto Ambiental (SEIA – CONAMA). Con esto se evalúa la aplicabilidad y eficiencia de la metodología de modelación propuesta.

Los resultados de una modelación hidrogeológica de depósitos de estériles, serán de mucha utilidad en estudios futuros que se orienten a evaluar potenciales problemas ambientales, tanto por la alteración de los flujos naturales de aguas subterráneas y superficiales, como por contaminación de las mismas.