Impactos físicos de la minería en el agua subterránea
Por: Geovanny Heredia F.
Country Manager HGE
El desarrollo de actividades mineras conlleva una serie de impactos en el medio ambiente, siendo la afectación de las aguas subterráneas una de las preocupaciones más significativas. Estos impactos varían según su intensidad, persistencia y la capacidad de recuperación del acuífero afectado. Además, es crucial considerar los complejos aspectos socioeconómicos y los efectos en la salud humana y los ecosistemas que dependen de este recurso vital.
En el contexto de la minería, el estudio del medio hidrológico (el agua) es fundamental para evaluar su aprovechamiento en las operaciones extractivas como para anticipar impactos sociales y riesgos de contaminación que puedan alterar su ciclo natural. Existe una relación directa entre las actividades mineras y las aguas superficiales y subterráneas, ya que las modificaciones del suelo ocasionadas por la extracción pueden alterar sus propiedades fisicoquímicas. La magnitud de estos efectos depende del tipo de yacimiento y del método utilizado para su explotación. De manera general, se distingue entre minería metalúrgica, dedicada a la extracción de metales como oro, plata, cobre, hierro, aluminio y tierras raras, y minería no metalúrgica, orientada a minerales industriales empleados en la construcción y otras actividades económicas.
Los procesos mineros pueden causar un desequilibrio en el ecosistema y a su vez el ciclo hidrológico puede verse afectado. Varios efectos como la reducción de la humedad en el suelo y el aire, alteración de los sistemas de drenaje natural, deforestación, etc., pueden ser responsables de un ciclo hidrológico errático y lluvias impredecibles (Jhariya & Choraisia, 2010; Karmakar & Das, 2012)
El ciclo hidrológico y la minería
Las actividades mineras afectan directamente al medio hidrológico, modificando procesos esenciales del ciclo del agua. Este ciclo se define como una sucesión de etapas que atraviesa el agua al pasar de la atmosfera a la tierra y viceversa por fenómenos como evaporación, condensación, precipitación, infiltración, escorrentia y re-evaporación (Campos Aranda, 1998). Como todo ciclo, el hidrológico no tiene ni principio ni fin definidos (Aparicio, 1992), funciona como un sistema dinámico impulsado por la energía solar y modulado por factores naturales como el clima, la flora y la fauna, así como por actividades humanas.
Las etapas del ciclo hidrológico se ven alteradas por la intervención en el terreno: la remoción de cobertura vegetal, la construcción de infraestructura y la apertura de frentes de explotación. Prácticamente en todos los ciclos de vida de la minería se produce una interacción constante entre la actividad minera y los sistemas de aguas superficiales y subterráneos, las cuales pueden interferir en el equilibrio hidrológico, el balance hídrico y la calidad del agua.
Componentes de un sistema hidrológico. Fuente: hidrologia.usal.es
Una de las premisas fundamentales al considerar la interacción del agua con las actividades mineras es la de entender que tanto el agua superficial como el agua subterránea son un único recurso, ya que un impacto negativo sobre cualquiera de estas acabará indudablemente generando varios efectos negativos sobre la otra (T.C. Winter et al., 2013).
La deforestación asociada a la minería debido a la apertura de sitios y levantamiento de infraestructura, puede producir cambios en los mecanismos de evapotranspiración, afectando la formación de nubes y la precipitación (Dubey & Dubey, 2011; Frelich, 2014; Jhariya & Choraisia, 2010). Asimismo, la remoción de cobertura vegetal, apertura de tajos o cambios en la topografía aumentan la erosión, disminuyen la retención de agua y alteran el régimen hídrico de cuerpos superficiales y subterráneos.
El flujo subsuperficial, generalmente local, es un proceso importante entre diferentes variables (Díaz et al., 2005), constituye un proceso clave en la conexión entre las aguas superficiales y subterráneas. Esta interacción depende de las propiedades del material geológico, como la conductividad hidráulica. Actividades como la apertura de galerías, túneles o frentes de excavación, así como el incremento de la fracturación en macizos rocosos, pueden alterar significativamente dicha conexión. En minería subterránea, es crucial considerar el abatimiento y despresurización de acuíferos.
Estas alteraciones deben entenderse también en el marco de las distintas fases del ciclo de vida minero, tal como se analiza a continuación.
El ciclo minero y su relación con el agua
Los proyectos mineros contienen distintas fases desarrolladas de manera secuencial, que inician con la exploración del recurso mineral y termina con el periodo de post-cierre del proyecto (Environmental Law Alliance, 2010). Estos pueden ser clasificados en función de varios criterios, pero, la distinción principal es si las labores se desarrollan por encima (cielo abierto) o por debajo (subterráneos) de la superficie del terreno.
Los proyectos mineros representan un motor para el desarrollo de la economía de los países que tienen la posibilidad de extraer recursos minerales, sin embargo, estos no solamente provocan alteraciones químicas en el medio hidrológico superficial y subterráneo sino que, además, se han evidenciado constantes cambios físicos que suelen estar insuficientemente abordados en estudios de impacto ambiental (EIAs) de aplicación regulatoria necesarios en la ejecución de cada una de las fases del ciclo de vida minero.
Algunos efectos de la minería no son fácilmente visibles y requieren de ingentes esfuerzos para su diagnóstico y monitoreo. En particular, la minería a cielo abierto puede inducir fracturas y cavidades que modifican la permeabilidad del subsuelo, afectando el almacenamiento y flujo de aguas subterráneas. Las actividades de bombeo y drenaje (dewatering), utilizadas para garantizar la estabilidad geotécnica, pueden generar conos de depresión en la napa freática, disminuir la infiltración y provocar subsidencias asociadas a la descompresión de acuíferos generando subsidencia y hundimientos.
Impactos en los suelos causados por la deforestación y perdida de cobertura vegetal (Tomado de: Deforestación y Fragmentación de hábitat: amenazas de la minería, Oliveira y Morón, 2018).
Ciclo de vida de un proyecto minero (Fuente: (Sánchez, n.d.).
Entre los impactos principales podemos mencionar efectos por subsidencia debido a depresión de niveles freáticos / piezométricos, perdidas de propiedades físicas de suelos por variaciones del régimen hídrico, alteraciones de la dinámica fluvial entre otros.
Contaminación del agua
La movilidad de los contaminantes procedentes de fuentes como vertederos, pilas de lixiviación, o escombreras de material estéril, se ve magnificada por exposición a lluvias y nevadas. La descarga final de la escorrentía superficial, producida a partir de la lluvia y el derretimiento de la nieve, es un mecanismo por el cual los contaminantes se liberan en las aguas superficiales según lo mencionado por MINEO Consortium (2000).
Generalmente el grado de contaminación y afectación producida por ciertas actividades mineras ha sido tratada y ampliamente difundida como un impacto crítico sobre el medio hidrológico, se han creado rutinas y planes de obtención de información, caracterización, modelamiento y programas de remediación eficientes para su tratamiento, esto contrasta con una temática poco abordada por la comunidad científica y profesional sobre cómo ciertos impactos físicos afectan la dinámica de las aguas de manera local y regional y cuáles medidas pudieren ser implementadas para la mitigación de tales efectos.
Efectos indirectos de la minería en al agua a través del suelo y la atmósfera
Existen también, existen efectos indirectos derivados de la alteración de otros componentes del medio natural, como el suelo y la atmósfera, sobre las aguas superficiales y subterráneas.
El suelo actúa como un medio receptor de contaminantes en fase sólida, líquida y gaseosa (Oyarzun et al., 2011). Las alteraciones geomorfológicas generadas por la minería —como cambios en el relieve, pérdida de cobertura vegetal y procesos de subsidencia— pueden modificar la escorrentía, reducir la capacidad de infiltración y favorecer el arrastre de sedimentos hacia cuerpos hídricos (MINEO Consortium, 2000). Esto incrementa la turbidez y sedimentación de ríos y quebradas, afectando su capacidad de recarga natural.
“Algunos impactos al terreno están relacionados con procesos de subsidencia de las actividades extractivas de mineral en galerías subterráneas, la construcción de túneles, la extracción de fluidos (agua, petróleo o gas) acumulados en reservorios subterráneos, el descenso de nivel freático por estiajes prolongados, la disolución natural del terreno y lavado de materiales por efecto del agua, los procesos morfotectónicos y de sedimentación o los procesos de consolidación de suelos blandos u orgánicos” (Vallejo et al., 2002).
A nivel atmosférico, la minería genera emisiones de polvo y gases resultantes de voladuras, maquinaria pesada y manipulación de residuos pueden ser transportadas por el viento y depositarse en cuerpos de agua cercanos, alterando su composición fisicoquímica (Environmental Law Alliance, 2010). Estas partículas pueden actuar como vectores de metales pesados o compuestos tóxicos, generando impactos indirectos en el agua, especialmente en zonas áridas o con alta exposición eólica.
Esquema de interacción entre los procesos mineros (minería superficial, desechos en vertederos, transporte, procesamiento, acopio del mineral) y el ambiente. Principales vías representadas por flechas rojas para agua (infiltración, escorrentia, descarga…) y en azul para aire (erosión, emisiones contaminantes). Fuente: (MINEO Consortium, 2000).
Conclusiones
Como indican Karmakar y Das (2012), los impactos de la minería tanto en el agua subterránea como en la superficial están relacionados con los efectos que se indican a continuación.
Aguas subterráneas
- Descenso del nivel freático.
- Reducción del contenido de humedad en el suelo y la atmósfera.
- Aumento de la temperatura debido al efecto albedo.
- Perturbaciones en el ciclo hidrológico, lluvias y clima
Agua superficial
- Cambios en estados iniciales de la evaporación
- Percolación debido a la subsidencia y redes de fisuras
- Desequilibrios físicos – químicos
- Efectos en el ciclo hidrológico, lluvias y clima.
- Contaminación por polvo
Las actividades mineras y en especial las que no son reguladas apropiadamente tienen la capacidad de crear una serie de impactos físicos al recurso hídrico prácticamente en todo su ciclo de vida, incluso algunos de estos impactos pueden ser irreversibles y/o requerirán de tiempo y grandes esfuerzos para alcanzar el equilibrio hidrológico original.
Referencias:
Aparicio, J. (1992). Fundamentos De Hidrología De Superficie. In Journal of Chemical Information and Modeling (Vol. 53, Issue 9).
Campos Aranda, D. (1998). Procesos del ciclo hidrológico. In Univerdidad Autónoma de San Luis de Potosí (Ed.), Universidad Autónoma de San Luis Potosi (Tercera Re).
Díaz, C., María, D., Esteller, V., & Fernando López-Vera, A. (2005). Recursos Hídricos Conceptos básicos y estudios de caso en Iberoamérica. Piriguazu Ediciones.
Dubey, K., & Dubey, P. K. (2011). Impact of Mining on tree diversity of the silica mining forest area at Shankargarh. Journal of Forestry Research, 22.
Environmental Law Alliance. (2010). Guía Para Evaluar EIAs de Proyectos Mineros. 1.
Frelich, E. L. (2014). Forest and terrestrial ecosystem impacts of mining.
Jhariya, D., & Choraisia, K. (2010). Khanij utpadan ka jal sansadhan aivam jal sanrakshan par prabhav. Bhu – Jal Sanvardhan aivam Jal sansadhano ka sanrakshan.
Karmakar, H. N., & Das, K. P. (2012). Impact of Mining on Ground & Surface water. International Mine Water Association.
MINEO Consortium. (2000). Review of potential environmental and social impact of mining. Part 2.
Oyarzun, R., Higueras, P., & Lillo, J. (2011). Minería Ambiental: Una introducción a los Impactos y su Remediación (Ediciones). GEMM.
Sánchez, J. (n.d.). El Ciclo Hidrológico.
T.C. Winter, J.W. Harvey, O.L. Franke, & W.M. Alley. (2013). Ground Water And Surface Water A Single Resource. USGS.
Vallejo, G., Luis Ferrer, M., Ortuño, L., & Oteo, C. (2002). Ingeniería Geológica. In I. Capella & S. Ayerra (Eds.), Editorial Pearson Education, Madrid. Pearson Prentice Hall.
Sobre el Autor:
Geovanny Heredia F.
Ingeniero geólogo; máster en hidrología y recursos hídricos; máster en administración de negocios y dirección de proyectos. Country manager de HGE desde 2011