Tratamiento de aguas en campamentos mineros

Tratamiento de aguas en campamentos mineros

El Perú, a nivel mundial y latinoamericano, se ubica entre los primeros productores de diversos metales, lo cual es reflejo no sólo de la abundancia de recursos y la capacidad de producción de la actividad minera peruana, sino de la estabilidad de las políticas económicas en nuestro país. Debido a que se trata de un país minero, gran parte de la economía se mueve por esta actividad, vale recordar que genera muchos puestos de trabajo.

La mayoría de los campamentos mineros en el Perú se encuentran en la sierra, por lo que hay que tener en cuenta factores como lo son la presión y temperatura del lugar a la hora de realizar procesos de tratamiento de aguas ya sea potable o residual.

Problemas de agua en campamentos mineros

Los campamentos mineros por lo general poseen los siguientes problemas:

  • Inexistencia de servicio de agua y saneamiento.
  • Uso de fuentes propias de agua como lo son del subsuelo, agua de mar y agua superficial.
  • Recolección, tratamiento y disposición de aguas residuales.
  • Condiciones meteorológicas como lo son las excesivas lluvias por temporadas y las temperaturas bajo cero.
  • Se ubican en zonas remotas por lo que el costo logístico es alto. Por ejemplo si un equipo o accesorio se daña y no hay algún repuesto, se tendría que traer una mediante otro proveedor ubicado en una ciudad alejada a la mina como por ejemplo Lima. Puede darse el caso de que el costo logístico sea mayor al del material propiamente.

Dotación de agua para campamentos mineros

En las aguas residuales provenientes del agua potable se considera que un 80% de esta última se convierte en agua residual. La norma OS.100 (Ver norma aquí) hace mención a dotaciones promedia diarias por habitante variables dependiendo de si uno se encuentra en la costa, sierra o selva; pero no hace mención a un campamento minero propiamente dicho, ya dependerá de otros criterios.

Por ejemplo para una comunidad de 2000 habitantes las cuales tengan una dotación diaria de 220 L/hab.día.

Tablas modelos

Tratamiento de agua potable en los campamentos

De acuerdo a los límites máximos permisibles mencionados en los anexos del Reglamento de la Calidad del Agua para Consumo Humano (ver reglamento aquí) se tienen las siguientes opciones.

Parámetros microbiológicos y parasitológicos

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Anexo I. Límites máximos permisibles de parámetros microbiológicos y parasitológicos

Aquí, la solución es un tema de desinfección ya sea por lámparas UV que garantizan la eliminación elevada de estos microorganismos, o por desinfección vía cloro ya sea en forma líquida o gaseosa. En algunos casos usan ambos debido a que tiene que haber un residual de cloro en el agua que garantice la no contaminación durante el almacenamiento y distribución de esta. Como mínimo 0.5 mg/L.

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Parámetros de calidad organoléptica

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Anexo II. Límites máximos permisibles de parámetros de calidad organoléptica

La eliminación de estos se puede resolver de muchas formas, depende de los parámetros a tratar.

  • Los cloruros (también el sodio que viene con el cloruro), sulfatos, SST, conductividad pueden ser retenidos con la osmosis inversa la cual es uno de los métodos más comunes y comerciales.
  • El color, sabor y olor pueden ser removidos con filtros de carbón activado.
  • En cuanto a la turbidez, depende del grado de esta. Por ejemplo si tuviera menos de 100NTU bastaría con un sistema de filtración, pero si tuviera turbiedades elevadas como de 2000 o 3000 NTU tendría que colocar un sistema fisicoquímico para disminuir la carga de sólidos y terminaría de afinarlo con un sistema de filtración.
  • Los metales como zinc, cobre, aluminio, manganeso y hierro puedo precipitarlos mediante una regulación de pH. Para el caso del hierro y manganeso, puedo oxidarlos con cloro para que precipiten y retenerlos con un material filtrante como dióxido de manganeso cuando estamos tratando trazas (al nivel de 1ppm).
  • Para la dureza se tienen las resinas de intercambio iónico. La alta dureza se ve reflejada en las termas, calentadores, baños, etc.

Parámetros químicos inorgánicos y orgánicos

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Anexo III. Límites máximos permisibles de parámetros químicos inorgánicos
  • Para el caso de los nitratos, nitritos, uranio, selenio y molibdeno se recomienda la osmosis inversa.
  • El boro es un elemento problemático. Se trata de un elemento muy pequeño por lo que se tiene que usar membranas especiales.
  • Para el arsénico, cianuro y cadmio puedo aplicar un tratamiento químico o fisicoquímico con filtración.

Para el caso de la osmosis inversa, lo que hace es concentrar (no eliminar) el contaminante en un tipo de agua llamada rechazo. Habría de ver la manera de darle un uso al agua de rechazo. En un campamento minero lo pueden usar para el control de polvo en las carreteras.

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Anexo III. Límites máximos permisibles de parámetros químicos orgánicos
  • El carbón activado granular se usa para adsorber compuestos orgánicos. El carbón activado no se puede regenerar fácilmente, para eso existe una cocción a altas temperaturas, por lo que hay que tener en cuenta las características de la alimentación. Recordemos que mientras más concentrada sea la alimentación, el filtro se saturará más rápido.

Aguas residuales en campamentos mineros

El agua residual puede provenir de varios tipos de efluentes:

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Producto del uso doméstico del agua vienen las aguas residuales domésticas. Una vez tratadas se pueden reutilizar.

En algunos casos, existen minas que tienen como objetivo cumplir los LMP para vertimiento en cuerpos de agua.

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  • Control de polvo y riego de carreteras. Como se mencionó antes, para evitar el levantamiento de polvo y polución en las carreteras.
  • Vertidos a cuerpos naturales de agua.

Además de las aplicaciones mencionadas, existen varias oportunidades para la reutilización de estos efluentes como lo son:

  • Lavado de ropa
  • Lavado de vehículos
  • Limpieza y baldeos de pisos
  • Riego de áreas verdes
  • Agua contra incendios
  • Reutilización en inodoros

Tratamiento de aguas residuales en campamentos

El tren de tratamiento se tiene que proponer en base a la calidad del agua. Esto es primordial ya que sin esto no puedo obtener una “radiografía” de esta.

Aguas residuales domésticas en instalaciones menores

Se presentan en talleres mecánicos o de mantenimiento alejados de los campamentos y sistemas de tratamiento.

Vale mencionar que un sistema de 5m3/día cuesta casi lo mismo que un sistema de 20m3/día a nivel de costos.

Sin embargo, existen varias opciones tecnológicas como:

  • Baños químicos. Si bien es cierto son para uso remoto (por ejemplo los vistos en conciertos), generan mucha contaminación debido a que se usan insomos orgánicos tóxicos inhibidores de la degradación bacteriana, lo que causa una elevación de DQO considerable haciendo que la biodegradabilidad del agua residual disminuya. Por eso no debe ingresar a una PTAR diseñada para agua doméstica por lo que se tiene que disponer de estos desechos lo cual posee un costo logístico alto.
  • Biodigestores
  • Tanque séptico. Se recomienda su instalación en lugares o viviendas con pequeña población.

Se presenta un ejemplo de análisis de agua antes y después de un pozo séptico:

campamentos mineros

El agua de un campamento no necesariamente se puede considerar doméstica en cuanto a composición típica. Como se puede apresiar, el agia antes del pozo séptico incumple los LMP, ¿a qué se debe esto?

Malas prácticas

Puede existir un descontrol en los vertidos como lo son:

  • Lavanderías que desperdician muchos detergentes (aportantes de DQO) generando mucha espuma.
  • Residuos domésticos como lo son de salsas, postres, cubos que elevan los SST.
  • Productos químicos de limpieza.

Planta de tratamiento de aguas residuales modulares

Debido a su fácil instalación, es la más llamativa ante los campos mineros. Vienen en módulos prefabricados y pueden estar construidas por distintos materiales, la importancia radica en que el proceso de tratamiento esté bien diseñado.

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Tecnología MBBR

Es una alternativa más eficiente ante la tecnología de lodos activados. Ambas pertenecen a los llamados tratamientos biológicos o secundarios.

A comparación de los lodos activados, en un sistema MBBR no es necesaria la recirculación de lodos desde el sedimentador al reactor ya que el crecimiento de biomasa se produce en los carriers (bioportadores en un MBBR) que mantienen la concentración de esta en el reactor.

En la siguiente imagen se puede apreciar un proceso de tratamiento de aguas residuales empleando tecnología MBBR.

TABLA6
Proceso de tratamiento de aguas residuales - MBBR

En el pretratamiento se debe considerar retener sólidos de 1-3mm, así como aceites y grasas y arena. Hay olores por la descomposición de agua.

El tanque ecualizador tiene como función la homogenización y la regulación de caudal.

 La baja eficiencia de degradación DBO5, DQO se puede deber a:

  • Bajo tiempo de retención hidráulico en el reactor.
  • Mala recirculación de lodos.
  • Purgar lodos cada 6 meses. Desestabiliza el sistema. Si no se purga, la edad de lodo se eleva y se desestabiliza el sistema.
  • Exceso de AyG. Ausencia de pretratamiento.
  • Inicio de la puesta en marcha.
  • Bajas temperaturas. Crecimiento lento.
  • Falta fosfatos y nitrógeno amoniacal.
  • pH inadecuado.
  • Falta de oxigenación en el reactor. En altura hay menor cantidad de oxígeno por lo que los sopladores tienen q ser diseñados para eso.

Problemas típicos en las PTAR

Existen algunos problemas comunes durante el proceso de tratamiento de aguas y son los siguientes: 

Aceites y Grasas

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Una parte flota y otra parte queda emulsionado. Una trampa de grasa no me garantiza que remueva casi todo.

Baja eficiencia de degradación de DBO5, DQO

Para los sistemas anaerobios se recomienda una cantidad de AyG menor a 50 mg/L mientras que en un sistema aerobio se recomienda que el efluente de entrada tenga un valor menor a 20 mg/L. Caso contrario, se podrá operar la PTAR pero con mayor posibilidad de presentar los problemas mostrados en la siguiente imagen.

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Espumas blancas

Exceso de detergente de lavandería. Verificar que estas espumas blancas sean por la puesta en marcha ya que esta promueve el crecimiento bacteriano.

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Espumas marrones

Problemas de balance microbiano dentro del reactor.

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Ausencia de pretratamiento

En esta etapa se podrán evidencias si hay malas practicas, en este ejemplo se trata de una cocina, donde se observa las semillas, restos de granos, etc.

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Residuos sólidos grandes como toallas higiénicas, mascarillas son capaces de obstruir las bombas. Siempre tener 2 bombas por si se daña una, entra la otra a funcionar mientras se hace mantenimiento.

Es importante ver el mantenimiento a futuro, ya que una PTAR debe ser diseñada para que tenga facilidades durante el mantenimiento.

Temperatura

Como en los campamentos mineros las temperaturas suelen ser demasiado bajas, se debe aislar la PTAR térmicamente para que pueda mantener la temperatura. El soplador inyecta aire caliente, pero si todo el calor se escapa, es contraproducente. Cada grado centígrado cuenta acá.

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¿Qué hacer con los lodos de las plantas de tratamiento?

Por cada cantidad de DBO que remuevo, se genera cierta cantidad de solidos suspendidos (como lodos). Si no purgo esos lodos del sistema, generará los desequilibrios.

El reaprovechamiento de lodos es una opción, ya que los lodos de las agua potable y aguas residuales son considerados no peligrosos. Los lodos que salen de las PTAR son aproximadamente 99% agua, por lo que se pueden deshidratar.

tratamiento de lodos

Conoce más sobre tratamiento de aguas en campamentos mineros en el siguiente video:

Autor: Marko Alexander Espinola Gutierrez

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