Estudio de Istopos Estables y Trazadores en la mina Uchucchacua

INFORME TCNICO

ESTUDIO DE ISTOPOS ESTABLES Y TRAZADORES EN LA MINA UCHUCCHACUA

Preparado para: Compaa de Minas Buenaventura S.A.ACalle Las Begonias 145San IsidroLima 27 - Per.

Elaborado por: Hidroandes Consultores S.A.C.Jr. Miami 140, Urb. Sol de la Molina La Molina Lima 12 - Per

Lima, Diciembre 2014

ContenidoSeccin Pgina1.0INTRODUCCIN61.1Antecedentes61.1.1Ubicacin y acceso71.2Objetivo81.3Alcance82.0ACTIVIDADES DE CAMPO.92.1Recopilacin y evaluacin de informacin.92.2Ensayos de trazado: Metodologa y plan de trabajo92.3Organizacin del ensayo: operaciones previas y preparativas.102.4Anlisis del rea de estudio: eleccin de los puntos de inyeccin y muestreo102.4.1Eleccin del trazador y de la cantidad a utilizar.112.4.2Eleccin del tipo de muestreo a realizar122.4.2.1Muestreo de Istopos Estables122.4.2.2Muestreo de trazadores132.4.2.3Preparacin de los materiales152.5Realizacin del ensayo: transporte, inyeccin y muestreo162.5.1Transporte y manejo: Precauciones.162.5.2Inyeccin del trazador en el acufero.162.5.3Inyeccin en la Zona Cutacocha172.5.4Inyeccin en la Zona Socorro172.5.5Inyeccin en la Zona de Huantajalla182.6Resultados del ensayo; deteccin y analtica183.0ACTIVIDADES DE GABINETE193.1Recopilacin y evaluacin de informacin193.2Informacin obtenida e interpretacin del ensayo con trazadores193.2.1Curva de concentracin del trazador (nube de paso)193.2.1.1Inyeccin en zona Cutacocha193.2.1.2Inyeccin en zona de Socorro223.2.1.3Inyeccin en zona de Huantajalla233.2.2Curva de caudal (hidrograma)243.2.3Curva de flujo del trazador (flujo msico)263.2.4Curva de distribucin de los tiempos de residencia (DTS)283.3Determinacin de la permeabilidad por medio de trazadores283.4Aplicacin de isotopos estables, muestreo y anlisis293.4.1Antecedentes293.4.2Muestreo y Anlisis de Laboratorio303.4.3Interpretacin de los datos313.4.3.1Dispersin de 2H Vs. 18O.313.4.3.2Exceso de Deuterio333.4.3.3Porcentaje de Agua Superficial343.4.3.4Dispersin O18 vs Cl-353.4.4Resumen363.5Construccin del modelo matemtico hidrogeolgico383.5.1Preparacin base de datos del modelo hidrogeolgico conceptual383.5.1.1Descripcin general393.5.1.2Dominio del modelo403.5.1.3Hidroestratigrafa y parmetros del modelo413.5.1.4Malla y Discretizacin vertical423.5.1.5Condiciones de borde423.5.1.6Lmites de flujo de agua subterrnea y sus caractersticas discretas433.5.1.7Conductividad hidrulica433.5.1.8Recarga asignada al modelo433.5.1.9Elementos Discretos- Fallas433.5.1.10Representacin de las Labores Mineras443.5.2Calibracin en rgimen permanente del modelo numrico453.5.2.1Calibracin en rgimen estacionario453.5.2.2Niveles de agua subterrnea simuladas453.5.2.3Flujo de agua subterrnea simulada463.5.2.4Estadsticas de la calibracin473.5.3Estimacin de caudales de drenaje y direccin del flujo subterrneo473.5.3.1Estimaciones de flujo base473.5.3.2Balance de masas473.5.3.3Parmetros del modelo numrico despus de la construccin.483.5.3.4Plan de minado - Profundizacin de las labores mineras.493.5.3.5Predicciones de niveles y flujo de agua subterrnea, bajo escenarios hipotticos.503.6Identificacin de Impactos y Medidas de mitigacin523.6.1Alteracin del nivel fretico y flujo subterrneo523.6.2Alteracin de los caudales de recarga y descarga del acufero523.6.3Alteracin de la calidad del agua subterrnea.533.6.4Identificacin de medidas de mitigacin533.7Propuesta de monitoreo544.0CONCLUSIONES555.0BIBLIOGRAFA57

ListA DE TablAsTabla 11: Accesibilidad al rea de Estudio8Tabla 21: Puntos seleccionados para la Inyeccin del trazador17Tabla 31: Parmetros obtenidos de la curva DTS28Tabla 32: Clculo de permeabilidad (m/d)28Tabla 33: Resultados de anlisis isotpicos y clculos % de agua superficial31Tabla 34: Coordenadas dominio del modelo numrico40Tabla 35: Capas asignadas al dominio discretizado41Tabla 36: Informacin de intervalos de precipitacin, niveles y caudales45Tabla 37: Balance de masa del modelo calibrado47Tabla 38: Balance de Aguas Subterrneas Uchucchacua- segn Modelo Numrico50

ListA DE GRFICOSGrfico 11; Mapa de ubicacin del rea8Grfico 31; Variaciones de CE en el piezmetro BH-DR-04-02 Zona Cutacocha21Grfico 32; Velocidad disolucin en el piezmetro LCUPZ-03 Zona Cutacocha22Grfico 33; Variacin de CE y concentracin de Cloruros SO3780-RB53 Zona Socorro23Grfico 34; Variaciones de CE en el nivel 4180 Zona Huantajalla24Grfico 35; Variaciones de CE en el nivel 4120 Zona Huantajalla25Grfico 36; Hidrograma - SO3780-RB53 Zona Socorro26Grfico 37; Hidrograma - nivel 4120 Zona Huantajalla26Grfico 38; Hidrograma - nivel 4180 Zona Huantajalla27Grfico 39; Flujo msico en la estacin S03780-RB5327Grfico 310; Flujo msico en la estacin HU4120-F0128Grfico 311; Flujo msico en la estacin HU4180-TL0128Grfico 312; Interaccin de Aguas de Mina Subterrnea con las Aguas Superficiales33Grfico 313; Exceso de deuterio para determinar el grado de evaporacin35Grfico 314; Estimacin de componente de agua superficial en las muestras de mina36Grfico 315; Relacin de 18O Vs Cl de las muestras de agua37Grfico 316; Modelo Hidrogeolgico Conceptual40Grfico 317; Construccin Bsica del Modelo Tridimensional41Grfico 318: Delimitacin del Dominio del Modelo.42Grfico 319; Condiciones de borde para el Modelo Tridimensional.43Grfico 320; Fallas dominantes asignadas al modelo numrico45Grfico 321; Representacin las labores mineras subterrneas45Grfico 322: Niveles piezomtricos simulados.47Grfico 323: Plan de minado labores de profundizacin50Grfico 324: Muestra las labores de profundizacin hasta el Nivel 343050Grfico 325: Variacin de descarga tnel Patn Vs precipitacin51Grfico 326: Flujos netos de agua Subterrnea52

LISTA DE FOTOGRAFASFoto N 1: Punto de Inyeccin Sumidero Uc-34 Zona Cutacocha11Foto N 2: Preparacin de trazador el sumidero Uc-3415Foto N 3: Inyeccin en sumidero Zona Huantajalla18Foto N 4: Muestreo Istopos Zona Cutacocha30

ListA DE LMINAS Y FigurAsLMINASLamina 1; Relaciones InicasLamina 2; Relaciones Inicas pH Vs CELamina 3; Relaciones Inicas pH Vs ClLamina 4; Relaciones Inicas O18 Vs ClLamina 5; Interaccin de aguas de Mina Subterrnea y SuperficialLamina 6; Interaccin de aguas de Mina Subterrnea y Superficial - 2005

PLANOSPlano N 1; Ubicacin rea del ProyectoPlano N 2; Estaciones de Inyeccin de TrazadoresPlano N 3; Estaciones de Muestreo de IsotoposPlano N 4; Geolgico - EstructuralPlano N 5-1; Distribucin de Cloruro poca EstiajePlano N 5-2; Distribucin de Cloruro poca Lluvias

ListA DE ANEXOSA-1; Estaciones de MuestreoA-2; Dispersin Longitudinal y TransversalA-3; Monitoreo de Agua por EstacionesA-4; Hidrogramas de EstacionesA-5; Curva de Flujo MsicoA-6; Datos de Modelo Numrico A-7; Resultados de Laboratorio-ClorurosA-8; Resultados de Laboratorio IsotoposA-9; LminasA-10; Planos

ESTUDIO DE ISTOPOS ESTABLES Y TRAZADORES EN LA INA UCHUCCHACUAINTRODUCCINEl presente estudio fue realiz para mejorar el conocimiento de las caractersticas hidrulicas y el origen de las aguas subterrneas que almacenan las unidades hidrogeolgicas especialmente las rocas calcreas de la mina Uchucchacua, informacin que ser til para el manejo y plan del manejo de agua mina y su drenaje durante el proceso de profundizacin de mina subterrnea.Debido al ingreso de grandes flujos de agua a las labores mineras actualmente, se requiere de grandes esfuerzos para el bombeo, con incidencia durante la temporada de lluvias, por lo cual se recomend enfocar la investigacin en los mecanismos de ingreso de las aguas hacia las labores mineras, cuyas actividades incluyeron:1. Revisin de informacin geolgica, meteorolgica, y drenaje de la mina subterrnea;2. Identificacin de dolinas y sumideros interconectados con la mina subterrnea, a fin de evaluar su probabilidad de aplicacin del ensayo de trazadores;3. Inspecciones superficiales y subterrneas de las principales descargas de agua subterrnea dentro de mina, donde fueron accesibles;4. Coleccin de muestras de agua y realizacin del anlisis hidroqumico e istopos estables.5. Estudio de trazadores para evaluar la velocidad de drenaje interno de mina y la conexin hidrulica entre las aguas subterrneas y superficiales;La obtencin de los datos de campo para los muestreos y la prueba de trazadores se obtuvieron del Monitoreo de SNC Lavaln (Setiembre 2013) en 12 estaciones entre; lagunas superficiales y piezmetros, y de Hidroandes (Julio 2014) en 23 estaciones de muestreo que hacen un total de 35 estaciones de muestreo. La que gener data para la evaluacin hidroqumica de Istopos, los cuales se llevaron a cabo en la mina Socorro, Carmen y Huantajalla, de la U.E.A Uchucchacua.AntecedentesComo parte de los estudios hidrogeolgicos necesarios para mejorar el conocimiento del funcionamiento hidrulico e hidrodinmico en mina subterrnea, la Ca. Minas Buenaventura invit a Hidroandes Consultores S.A.C., para realizar un estudio de Istopos Estables y Aplicacin de Trazadores en el mbito de la Mina Subterrnea y reas adyacentes en superficie.El presente informe est destinado a la adquisicin de data hidrogeolgica de Istopos ambientales y ensayos con trazadores con motivo de la proximidad de la poca de lluvias, donde se registran los mayores flujos de aguas subterrneas dentro de las labores mineras. Cuya informacin ser complementada con informacin generada durante la poca de estiaje, la que permitir entender la dinmica de los flujos subterrneos.Ubicacin y accesoLa Unidad Productora Uchucchacua, pertenece a la Compaa Minera Buenaventura S.A.A., la que se encuentra ubicada en el distrito y provincia Oyon del Dpto. de Lima, geogrficamente se ubica en la vertiente occidental de los Andes, se encuentra entre las altitudes de 4,500 y 5000 m.s.n.m. El rea de estudio fue definida por las coordenadas en el sistema internacional UTM PSAD 56, de los puntos siguientes: Este = 314491; 317905. Norte = 8828203; 8822376.Grfico 11; Mapa de ubicacin del rea

Para acceder a la zona de proyecto se puede seguir dos (02) rutas, cuyos tiempos de viaje y dems detalles estn especificados en la Tabla 3-1. La principal va de acceso la constituye en primer trmino el tramo asfaltado Lima-Huacho, Huacho Uchucchacua, tambin se accede por la va Lima - Cerro de Pasco, Cerro de Pasco - Uchucchacua

Tabla 11: Accesibilidad al rea de Estudio DesdeHastaDistancia (Km)Tiempo (hrs.)Tipo de vaEstado

LimaHuacho1453Va asfaltadaBueno

HuachoUchucchacua1203Va afirmadaRegular

LimaCerro de Pasco3207Va asfaltadaBueno

Cerro de PascoUchucchacua703Va afirmadaRegular a malo

ObjetivoEl presente estudio de aplicacin de istopos estables y trazadores, tiene como objetivo evaluar la conectividad hidrulica de las aguas pluviales y subterrneas, calcular el tiempo de residencia en el karst, dispersin horizontal y transversal, la mezcla dentro del acufero calcreo en el rea de las labores Mineras de Uchucchacua. Datos necesarios para conocer el funcionamiento hidrulico y para el suministro de informacin para el modelo numrico de la mina subterrnea.AlcanceEl alcance del presente estudio est destinado a la adquisicin de data hidrogeolgica de istopos ambientales y ensayos de trazadores utilizando NaCl, con motivo de la proximidad de la poca de lluvias, donde se registran los mayores flujos de aguas subterrneas dentro de las labores mineras. Cuya informacin ser complementaria a la informacin generada durante la poca de estiaje, la que permitir entender de mejor manera la dinmica de los flujos subterrneos y sus relaciones, los que se producen dentro del acufero calcreo de la mina Uchucchacua.

ACTIVIDADES DE CAMPO.Recopilacin y evaluacin de informacin.Para desarrollar este estudio, se realiz la recopilacin, revisin y anlisis de la informacin tcnica proporcionada por la U.E.A. Uchucchacua, relacionada al rea de inters, los cuales corresponden a estudios anteriores desarrollados para diferentes objetivos, los que forman parte de los datos incorporados en el presente documento. La informacin de base para la elaboracin del presente documento se lista a continuacin: INGEMMET. Geologa de los Cuadrngulos de Barranca Ambar, Oyon, Huacho, Huaral y Canta. Julio 1973 INGEMMET. Geologa del Centro del Per. F. Megard. 1996. Walsh Per. EIA Proyecto Ampliacin de la Capacidad Instalada a 4000 TMSD de la UEA Uchucchacua. Water Production SAC. Estudio Hidrolgico e Hidrogeolgicos para el Levantamiento de Observaciones al Plan de Cierre de Uchucchacua. Febrero 2008 Water Management Consultants (WMC). Informe Tcnico. Segunda ronda de monitoreo de aguas subterrneas en las zonas de Uchucchacua y Oyn. Diciembre 2008. SVS Ingenieros S.A.C. Estudio y Diseo de Ingeniera del Proyecto Botadero de Huantajalla. Junio 2009. Hidroandes Consultores S.A.C. Evaluacin Hidrogeolgica de las labores subterrneas Mina Uchucchacua Fase I. Octubre 2013. SNC Lavalin Per S.A.C. Modificatoria del EIA de la U.E.A. Uchucchacua. Junio 2014. Amphos 21 Consulting Per S.A.C. Modelamiento Numrico de flujo de la U.E.A. Uchucchacua. Junio 2014.Ensayos de trazado: Metodologa y plan de trabajoLa etapa de campo estuvo dividida en dos tareas bsicas: La primera tarea correspondiente al muestreo de istopos ambientales, deuterio (2H) y oxigeno 18 (18O), se realiz en dos campaas, el primera campaa de muestreo se realiz el da 09 de Octubre de 2014, con un total de quince (15) muestras, la segunda campaa se realiz en los das 09 y 10 de Noviembre del 2014, con un total de diecisis (16) muestras. La segunda tarea corresponde a la inyeccin de trazadores, el monitoreo de las estaciones de descarga y la toma de muestras segn corresponda. La duracin de esta campaa fue de trece (13) das, durante los meses de Octubre y Noviembre del 2014. Organizacin del ensayo: operaciones previas y preparativas.Previo a la inyeccin del trazador, se realizaron las coordinaciones con el rea de medio ambiente para la disposicin de los contenedores de agua a usar, los cuales fueron facilitados por la misma rea, as mismo se realiz una visita previa a las posibles zonas de inyeccin y monitoreo del trazador para evaluar la accesibilidad, la disponibilidad de fuentes cercanas de agua para la preparacin del trazador y dems logstica que pudiera ocasionar algn retraso una vez iniciadas las inyecciones de trazador. Se realiz un monitoreo los valores de CE de las aguas subterrneas en cada una de las estaciones de probable paso del trazador, usando como base informacin recolectada por Hidroandes en 2013 y 2014, en la que se observa que en general el contenido de cloruros para aguas subterrneas es bajo, con concentraciones que raramente exceden los 0.1 mg/l. El equipo de campo estuvo conformado por tres (03) Hidrogelogos de Proyecto para la fase de inyeccin de trazadores, sumndose un (01) Hidrogelogo Snior para la etapa de Istopos Ambientales.Anlisis del rea de estudio: eleccin de los puntos de inyeccin y muestreoPara la eleccin de los puntos de inyeccin, se revis previamente la informacin existente del monitoreo de Hidroandes (Fase I, 2013 y Fase II, 2014) con motivo de la evaluacin hidrogeolgica de la mina Uchucchacua, esta data sirvi como base para identificar los puntos de inyeccin, se dio nfasis en la revisin de la morfologa krstica, monitoreo de las fuentes de agua en superficie e interior mina, ubicacin espacial de los puntos de posible monitoreo de llegada del trazador, con respecto a las zonas de inters, adems de la accesibilidad para la zona de inyeccin. Con esa informacin se seleccionaron tres (03) puntos para efectuar las inyecciones del trazador, entre estas tenemos:a) La zona de Cutacocha est dominada por geoformas endorreicas de origen krstico, genera gran inquietud respecto a la conexin hidrulica entre las aguas de la laguna y alrededores que se infiltran en el acufero calcreo y los afloramientos de agua subterrnea en interior mina Socorro. Para la inyeccin del trazador se escogi el sumidero ubicado en la orilla sur de la laguna Cutacocha, la que se ubica en las coordenadas UTM PSAD 56 Este 315289, Norte 8827740, (ver Foto N 1).b) La mina Socorro en superficie est dominada por fallas y fracturas abiertas, adems de morfologas krsticas y discontinuidades, para la inyeccin de trazadores en el rea se escogi el sumidero ubicado en la zona Chacapunta, la accesibilidad y su posicin estratgica respecto a los probables puntos de descarga, fueron los factores que se tomaron en cuenta, el punto de inyeccin tuvo coordenadas UTM PSAD 56 Este 316844, Norte 8827242. c) La mina Huantajalla, en las laderas de su superficie presenta gran cantidad de geoformas krsticas, los cuales constituyen el medio de infiltracin de las aguas de precipitacin y el deshielo. Para la inyeccin se escogi el sumidero ubicado al costado de la carretera, entre las coordenadas UTM PSAD 56 Este 317136 Norte 8825091.Foto N 1: Punto de Inyeccin Sumidero Uc-34 Zona Cutacocha

Eleccin del trazador y de la cantidad a utilizar. Los trazadores, de tipo natural o artificial, constituyen la aplicacin ms directa para caracterizar los mecanismos de transporte de contaminantes en la zona saturada del subsuelo. De los trazadores artificiales ms utilizados, los que tienen un comportamiento ideal son el bromuro (Br-1) y el cloruro (Cl-1), siendo este ltimo el ms eficiente, y es la que entrega resultados confiables a un bajo costo.El trazador escogido para el presente estudio fue el Cloruro, este anin se encuentra de manera natural en las aguas subterrneas de flujo local en concentraciones muy bajas (>0.1 mg/l), es un ion muy estable que no se oxida ni se reduce en aguas naturales, tampoco es absorbido significativamente ni entra en procesos bioqumicos, por lo que se le considera un buen trazador.La cantidad de soluto (NaCl) disuelto en el solvente para las tres (03) inyecciones fue calculada tomando en cuenta los diferentes procesos a la que estar sometido el trazador durante su recorrido por el medio subterrneo (adsorcin, absorcin, dilucin, precipitacin). La inyeccin en el sumidero Uc-34 requiri 20 kg de cloruro sodio, en la inyeccin para la zona de Socorro (Abra Uchucchacua) se utiliz 30 kg de soluto, mientras que en la inyeccin en Huantajalla se dio uso de 52 Kg., de cloruro de sodio. Eleccin del tipo de muestreo a realizar1.1.1.1 Muestreo de Istopos EstablesPara el muestreo de istopos (2H y 18O), se siguieron los protocolos de muestreo de Hidroandes, as como las recomendaciones hechas por parte del laboratorio encargado para el anlisis de las muestras, los cuales se detallan a continuacin:a) Requerimientos de material i/o equipos: Botellas plsticas de alta densidad o botella de vidrio de 50 o 100 ml con doble tapa. Formulario para datos de terreno. Medidores de terreno: ph, Eh, EC, TDS y lquidos de calibracinb) Documentacin de los sitiosDebe completarse una pro-forma estndar para cada uno de las estaciones de muestreo, cada vez que se tom una muestra de agua durante el programa. Entre los detalles importantes que fueron considerados se incluyeron los siguientes: Cdigo de la estacin Fecha y hora de recoleccin de la muestra T, pH, EC, TDS. Detalles de la purga (bomba, achicador, tiempo) o calidad del flujo (turbidez y volumen).c) Limpieza del sitioDependiendo del tipo de muestreo se tom en cuenta lo siguiente: En caso de muestra de aguas superficiales, como canales o ros, se debe tratar de no remover el sedimento del fondo antes de tomar la muestra (al caminar dentro o mover material cerca). El procedimiento estndar para la limpieza de pozos (monitoreo o piezmetros), es purgar tres (03) veces el volumen inicial de agua contenida en el pozo. El objetivo es eliminar el agua estancada u oxidada desde el pozo de monitoreo, y asegurar que las muestras sean representativas de las condiciones del acufero en terreno.d) Muestreo de Agua Superficial Se ambienta tres (03) veces el frasco con el agua a muestrear. Se procede a colectar la muestra llenando completamente la botella, de manera que quede sin burbujas de aire. Se rotula cada frasco con la siguiente informacin de la muestra: fecha, hora de muestreo, nombre o identificacin de la fuente de agua, lugar de muestreo o coordenadas. En forma paralela, se anota en un cuaderno de registro, la informacin completa de la muestra para tener un respaldo.e) Muestreo de Agua Subterrnea Muestreo de agua subterrnea (piezmetro con bomba), el agua a muestrear se deja correr por espacio de 3 min. Si no se dispone de bomba y se usa un equipo Bailer de muestreo de piezmetro, se elimina el primer volumen tomado. Se procede igual que la instruccin anterior.f) Muestreo de NieveEn el recipiente que tom la muestra Ejm. Botella plstica de boca ancha con tapa hermtica o bolsa plstica con cierre hermtico, se completa el recipiente con nieve o hielo, posteriormente dejar que se funda naturalmente a temperatura ambiente (no caliente) o durante la noche, luego se vierte en botellas 50 o 100 ml, con doble tapa, se completa la botella y se etiquet con los datos siguientes: Las muestras se envan al laboratorio adjuntando el listado con la informacin correspondiente al punto de muestreo o cdigo, y datos de campo, conductividad, pH, temperatura) Si las muestras no son enviadas inmediatamente al laboratorio se deben almacenar en un lugar fresco (recomendable temperatura no mayor de 15 C y sellado de los envases colocando cinta adhesiva sobre la tapa).1.1.1.2 Muestreo de trazadores Los intervalos de muestreo en los puntos de descarga del trazador, estuvieron condicionados principalmente a la accesibilidad de los puntos, en interior mina el muestreo se realiz en un promedio de tres (03) muestras por da, en superficie no se realiz ninguna toma de muestras debido a la baja respuesta del trazador en las estaciones de monitoreo.Para el clculo del tiempo de llegada del trazador hacia las estaciones de monitoreo y el tiempo de trnsito de la pluma, se tom como base los valores de permeabilidades de estudios previos, tanto para roca karstificada fracturada, fisurada y compacta, SVS 2009, SNC Lavalin 2013, knight Piesold 2014.Las distancias desde el punto de inyeccin hasta los posibles puntos de descarga, fueron calculadas en base a los planos proporcionados por la U.E.A. Uchucchacua. Al tratarse de un trazador natural de alta solubilidad (32.4 gr/cm3 a 60 C) los valores de concentracin estn directamente relacionados a los valores de Conductividad Elctrica (CE) del solvente, por lo cual el inicio del muestreo en cada punto de descarga estuvo condicionado al incremento en CE. En base a la informacin registrada de monitoreo anteriores fue posible establecer un valor promedio de conductividad del agua en cada estacin, y suponer que un incremento en la misma indicara la presencia del trazador, los intervalos de muestreo dependieron de la tasa de incremento en la CE, habiendo en promedio realizado tres (03) muestreos por cada veinticuatro (24) horasEn la etapa de muestreo de los puntos de descarga del trazador, se procedi de manera similar a los istopos, siguindose los protocolos de muestreo y monitoreo de las fuentes de agua, preparado por Hidroandes:a) Requerimientos de material i/o equipos: Cloruro de sodio (sal comn). Envases i/o recipientes con agua. Botellas plsticas de alta densidad o botella de vidrio de 100 o 250 ml con doble tapa. Formulario para datos de terreno. Medidores de terreno: pH, T, Eh, EC, TDS y lquidos de calibracinb) Documentacin de los sitiosDebe completarse una pro-forma estndar para cada uno de los sitios, cada vez que se toma una muestra de agua durante el programa. Entre los detalles importantes que deben ser considerados se incluyen los siguientes: Nmero del sitio Fecha y hora de recoleccin de la muestra T, pH, Eh, EC. Detalles de la purga (bomba, achicador, tiempo) o calidad del flujo (turbidez y volumen.c) Muestreo de fuentes de agua.Dependiendo del tipo de muestreo se debe tomar en cuenta lo siguiente: En caso de las muestras de aguas superficiales desde canales o ros, slo se debe tratar de no remover sedimento del fondo antes de tomar la muestra (evitar caminar dentro o mover material cerca). El procedimiento estndar para limpieza de pozos (monitoreo o piezmetros) es purgar 3 veces el volumen inicial de agua contenida en el pozo. El objetivo es eliminar el agua estancada u oxidada desde el pozo de monitoreo, y asegurar que las muestras sean representativas de las condiciones del acufero en terreno.d) Muestreo de Agua Superficial Se ambienta Muestreo 1 vez el frasco con el agua a muestrear. Se procede a colectar la muestra llenando completamente la botella, de manera que quede sin burbujas de aire. Se rotula cada frasco con la siguiente informacin de la muestra: fecha, hora de muestreo, nombre o identificacin de la fuente de agua, lugar de muestreo o coordenadas. En forma paralela, se anota en un cuaderno de registro, la informacin completa de la muestra para tener un respaldo.e) Muestreo de Agua Subterrnea Muestra de agua subterrnea (pozo con bomba), el agua a muestrear se deja correr por espacio de tres (03) min. Si no se dispone de bomba y se usa un equipo de muestreo de pozo (Bailer), se elimina el primer volumen tomado. Se procede de igual manera que el agua superficial.1.1.1.3 Preparacin de los materiales Las actividades realizadas previas a la inyeccin del trazador, constaron de: Transporte de los contenedores de 1 m3 (un cubo) de capacidad y manguera de descarga (ambos facilitados por el rea de medio ambiente) hasta los puntos de inyeccin. Transporte de agua desde fuentes cercanas, en las inyecciones de la zona de Cutacocha y Socorro se utiliz agua de la laguna Cutacocha mientras que para la zona de Huantajalla se agua de un poza cercana, ambas fuentes de agua registraron bajas conductividades del orden de 80 a 87 S/cm. Preparacin del trazador en los contenedores de agua, vertiendo el cloruro de sodio (NaCl) en los contenedores con agua, para agilizar la disolucin del NaCl se agito constantemente la solucin, hasta alcanzar

Foto N 2: Preparacin de trazador el sumidero Uc-34

Realizacin del ensayo: transporte, inyeccin y muestreoLos solutos se prepararon en el mismo lugar de inyeccin, a fin de evitar derrames y costosos medios de transporte, habiendo utilizado agua de las fuentes cercanas de muy bajo contenido en cloruros a fin de evitar interferencias. Transporte y manejo: Precauciones.El cloruro de sodio (NaCl) es altamente soluble al contacto con el agua, por tal motivo se tom precauciones en su traslado a los puntos de inyeccin, todos los equipos utilizados antes y despus de las inyecciones y monitoreos, fueron debidamente limpiados con agua des-ionizada para evitar posibles contaminaciones de un punto a otro, siguiendo as los protocolos de monitoreo y muestreo de Hidroandes (detallados ms adelante) a fin de obtener datos representativos y confiables.Al requerirse volmenes considerables de agua para las inyecciones en el rea de Cutacocha, Socorro y Huantajalla, previa coordinacin con el rea de medio ambiente se utiliz agua de muy baja salinidad proveniente de fuentes cercanas se detallan en la siguiente Inyeccin del trazador en el acufero.Para la inyeccin del trazador se aplic la tcnica de inyeccin masiva o de corta duracin a fin de evitar una gran dilucin del trazador al entrar en contacto las aguas subterrneas de la zona saturada, adems de provocar disminuir plumas extensas que prolonguen en demasa el tiempo de monitoreo en los puntos de control. La variacin del caudal de inyeccin y tiempo, se debi a las diferencias de pendiente del terreno donde se ubicaron los contenedores del trazador. Los parmetros correspondientes a las inyecciones de detallan en la Tabla 2-1. Tabla 21: Puntos seleccionados para la Inyeccin del trazadorCdigoCE (S/cm)T (C)Volumen (litros)Caudal de inyeccin (l/s)Ubicacin

CL-HU-0120,4007.510001.35Sumidero - Zona Huantajalla

CL-HU-0218,4007.51000

CL-HU-0318,9007.51000

CL-SO-0111,8009.910003.33Sumidero - Zona Socorro

CL-SO-0211,2008.41000

CL-SO-0310,0008.21000

CL-CU-0129,5009.110002.10Sumidero - Laguna Cutacocha

CL-SU-0125,5009.510002.38Sumidero - Zona Cutacocha

CL-LCUPZ-0396,50011.5300.10Piezmetro - Zona Cutacocha

Inyeccin en la Zona Cutacocha La accesibilidad al punto de inyeccin permiti ubicar el contenedor de agua al costado del sumidero, la concentracin inicial del trazador fue de 10,767 mg/l, y su conductividad elctrica (CE) estuvo en 29,500 S/cm. Para lo cual se disolvi 20 kg de Cloruro de Sodio en 1 m3 de agua. La inyeccin del trazador se realiz desde 09:32 a.m. hasta 09:40 a.m. del 29/10/2014, el punto de inyeccin seleccionado fue el sumidero a orillas de la laguna Cutacocha.El da 31 de Octubre a las 18:00 horas se toma la decisin de inyectar nuevamente en una segunda zona aguas abajo de la laguna Cutacocha, en el sumidero Uc-35 ubicado al costado de la va Uchucchacua - Cerro de Pasco (ver plano N 2). El volumen del soluto fue de 1.0 m3, y su concentracin estuvo en 10,341 mg/l, equivalente a una Conductividad (CE) de 16,000 S/cm, la inyeccin se realiz a caudal constante durante 07 minutos.El 01 de Noviembre 2014 a las 10:20 horas se realiz una tercera inyeccin en el piezmetro LCUPZ-03, seleccionado para observar el tiempo de descenso y la dilucin del soluto dentro de la zona saturada del acufero calcreo. Para lo cual se prepar el soluto en un volumen de treinta (30) litros, con una concentracin de 38,931 mg/l, y su conductividad elctrica estuvo en 96,500 S/cm. La inyeccin tuvo una duracin de cinco (05) minutos.Inyeccin en la Zona SocorroEl da 03 de Noviembre del 2014 se realiz la inyeccin del trazador utilizando NaCl como soluto en el sumidero de la dolina Uc-06, especficamente en la zona denominada Chacapunta - abra Uchucchacua. El volumen inyectado fue de 3.0 m3, preparado en tres (03) contenedores de 1 m3 de capacidad cada uno, sus concentraciones fueron 5,318 mg/l, 4,842 mg/l, y 4,345 mg/l de Cloruro (Cl), los valores de conductividad alcanzados fueron 11,800 S/cm, 11,200 S/cm y 10,000 S/cm. La hora de inicio de inyeccin fue 19:25 horas finalizando a las 19:40 horas.Inyeccin en la Zona de HuantajallaLa inyeccin se realiz el da 06 de noviembre de 2014, el volumen de trazador preparado fue de 3.0 m3, con una dilucin en total de 52 kg de Cloruro de sodio, obtenindose concentraciones en Cloruro variables entre 9,481 mg/l, 8,397 mg/l y 8,640 mg/l, la CE para cada contenedor fue variable entre: 20,400 S/cm, 18,400 S/cm y 18,900 S/cm, la inyeccin se inici a las 15:08 p.m., finalizando a las 15:45 p.m. horas del mismo da (ver foto N 3).Foto N 3: Inyeccin en sumidero Zona Huantajalla

Resultados del ensayo; deteccin y analticaLos mtodos de deteccin empleados para el trazador fueron dos: En campo se hizo uso de un medidor de conductividad elctrica, midiendo las variaciones en los valores de las estaciones de descarga. En laboratorio, el anlisis del contenido de cloruros se realiz mediante el mtodo volumtrico o tambin denominado el mtodo de Morh. El anlisis de istopos estables se realiz mediante espectrofotometra atmica.El anlisis de las muestras de cloruros estuvo a cargo del laboratorio Inspectorate Peru S.A.C, el anlisis de istopos estables estuvo a cargo del laboratorio de istopos ambientales de la Comisin Chilena de Energa Nuclear los que se muestran en las tablas y grfico del A-1 al A-8, del Anexo I, cuya data ser analizada ms adelante.ACTIVIDADES DE GABINETERecopilacin y evaluacin de informacinPosterior a la etapa de campo se realiz una revisin de la data registrada, la cual fue tabulada, filtrada y corregida mediante valores registrados en campaas anteriores por Hidroandes 2013 y 2014.Finalizada la revisin se procedi al procesamiento de la data adquirida en campo y laboratorio para la elaboracin de grficos y parmetros que ayudan en la interpretacin del comportamiento del medio. Informacin obtenida e interpretacin del ensayo con trazadoresCurva de concentracin del trazador (nube de paso)Esta curva expresa la evolucin temporal (das) de la concentracin (mg/l) del trazador en el punto de monitoreo. Se generaron las curvas de concentracin para cada una de las estaciones que mostraron respuesta del trazador, y se pudo obtener los siguientes parmetros: Tiempo de trnsito de la mayor concentracin: tmx tiempo de trnsito de las partculas ms rpidas: t1 tiempo de trnsito de las partculas ms lentas: t2 duracin de la restitucin: tr = t2 t1 tiempo modal de trnsito: tm velocidad modal de trnsito: vm = L/tm velocidad de las partculas ms rpidas: Vmax = L/t1 concentracin mxima de salida: Csmax, concentracin media de la nube de trazador Cs Dispersin longitudinal: DL Dispersin transversal: DTCon fines se escala grfica, los valores obtenidos del contenido de cloruro fueron multiplicados por 10, mientras que los valores faltantes se obtuvieron mediante la multiplicaron por un factor de resultante de la relacin entre el contenido de cloruros y la conductividad elctrica de los mximos valores.1.1.1.4 Inyeccin en zona CutacochaPosterior a la inyeccin del trazador se iniciaron las labores de monitoreo en las estaciones seleccionadas aguas abajo, con una frecuencia horaria, sin mayor resultado durante la veinticuatro (24) horas del da. El trazador no se detect su seal ni siquiera en el piezmetro ms prximo HG-01 ubicado a escasos 192 m, tampoco en el BH-DR-04-01 a 384 m., y otras aguas abajo, por lo que se dedujo que este flujo se produce por un karst ms al Este de los piezmetros y que estos no se encuentran interconectados, aun cuando forman un nivel ms o menos homogneo. Por lo que el da 31 de Octubre a las 18:00 horas se toma la decisin de inyectar nuevamente en una segunda zona aguas abajo de Cutacocha, en el sumidero Uc-04 ubicado al costado de la va Uchucchacua - Cerro de Pasco (ver plano N 2). El volumen del soluto fue de 1.0 m3, y su concentracin estuvo en 10,341 mg/l, equivalente a una Conductividad (CE) de 16,000 S/cm, la inyeccin se realiz a caudal constante durante siente (07) minutos.Al da siguiente 01/11/2014 a las 09:00 horas en el piezmetro BH-DR-04-02 ubicado a 330 m de distancia, se registr un lento incremento en la conductividad elctrica del agua subterrnea, dando seales de una dilucin del soluto dentro del medio saturado, esta condicin se registr durante tres das, a juzgar por el prologando tiempo de transito de la nube salada en subsuelo indic una baja permeabilidad del medio acufero, cuyo resultado se muestra en el grfico 3.1. Grfico 31; Variaciones de CE en el piezmetro BH-DR-04-02 Zona CutacochaMximo Valor: 665 S/cmtmax = 74 horasDL =0.215 m2/sDT = 0.043 m2/st1=horast2= horastm= horasVm=m/h

Tiempo de valores pico = 50 horasInyeccin en sumidero de laguna Cutacocha Tiempo de transito de trazador 07 das

El da 01 de Noviembre del 2014 a las 10:20 horas, se realiz una tercera inyeccin en el piezmetro LCUPZ-03, seleccionado previamente para observar el tiempo de descenso y la dilucin del soluto dentro de la zona saturada del acufero calcreo. Para lo cual se prepar el soluto en un volumen de 30 litros, con una concentracin de 38,931 mg/l, y su conductividad elctrica estuvo en 96,500 S/cm. La inyeccin tuvo una duracin de 15 minutos. El trazador dentro del piezmetro demor 24 Horas en incorporarse dentro del flujo de la zona saturada, inicialmente se observa un lento descenso y luego el ingreso a las rejillas increment su disolucin hasta desaparecer completamente, cuya curva de descenso proporcion informacin sobre la velocidad de dispersin longitudinal y transversal de la roca DL 0.0778 m2/s y DT 0.016 m2/s, la que muestra en el grfico 3-2 siguiente:Grfico 32; Velocidad disolucin en el piezmetro LCUPZ-03 Zona CutacochaInyeccin en el piezmetro LCU-PZ-03 CE: 86 500 S/cm.Tiempo de dilucin en el medio subterrneo T=24 Hrs.DL= 0.0778 m2/sDT= 0.016 m2/s

La mayora de los piezmetros monitoreados no mostraron relacin directa con las inyecciones ejecutadas en la zona de Cutacocha, el monitoreo se realiz en ocho (08) piezmetros HG-01, BH-DR-04-01, BH-DR-04-03, BH-DR-04-02, LCU-PZ-01, LCU-PZ-02, LCUPZ-03, LCU-PZ-04, y HG-04 del rea de Cutacocha. Las aguas subterrneas no registraron valores anmalos que indiquen la presencia del trazador, salvo en el piezmetro BH-DR-04-02 mostro seales de su paso.Esta falta de respuesta induce a pensar que no necesariamente existe una conexin hidrulica directa entre los sistemas krsticos de la matriz, con los conductos de drenaje principal, estando estos ltimos relacionados a la variacin estratigrfica de las capas y a las estructuras geolgicas principales (control sedimentario y estructural), que posiblemente dominen las direcciones de flujo preferentes.El alineamiento de los sumideros y las dolinas se hallan ligados a las estructuras geolgicas mayores, y posiblemente algunos al grado de disolucin de los estratos de las calizas, lo cual indica una alta heterogeneidad y anisotropa en las rocas calcreas, donde domina los canales de flujo de sistema krstico.Los piezmetros no necesariamente fueron ubicados sobre los principales canales de flujo, los que fueron construidos con fines diversos, salvo los piezmetros LCU-PZ-01 y HG-04 cuya profundidad de su nivel esttico, indican un fuerte gradiente hidrulico hacia las labores de la mina subterrnea prxima. 1.1.1.5 Inyeccin en zona de SocorroLa mina Socorro tiene sus labores por debajo del punto de inyeccin, por lo que se esperaba trnsito rpido del trazador hasta los puntos de descarga observados atravesando la zona no saturada del sistema krstico. Durante las primeras treinta y seis (36) horas los niveles Nv 3710, Nv 3780 y Nv 3850 no registraron seales de llegada del trazador, sin embargo a partir del da 05 de noviembre se registr valores de conductividad elctrica por encima del promedio en la estacin SO3780-RB53 cuyo valor fue 478 S/cm, al registrar este valor se dio inicio al muestreo peridico de las aguas subterrneas, con la que se obtuvo un total once (11) muestras para esta estacin, cuyos resultados se pueden observar en el grfico 3-3, mostrados a continuacin; Grfico 33; Variacin de CE y concentracin de Cloruros SO3780-RB53 Zona Socorro CE mx = 660 S/cm; Cl: 1.2 mg/l.DL =0.2524 m2/s; DT =0.050 m2/st1=41 horas; t2= 114 horastr= 73 horas; tm= 6 horasVm=166.93 m/h; Csmax=1.2mg/lVmax= 24.42 m/h

Tmax: 73 Hrs.Tiempo de transito: 04 das.Velocidad de flujo: 328 m/d.

Los resultados de laboratorio indican que el trazador durante su trnsito en el medio subterrneo estuvo sometido a procesos de dilucin y retencin, lo cual explica las bajas concentraciones observadas durante su paso.El tiempo de mxima concentracin del trazador fue a las 73 horas de iniciado la inyeccin, con lo que se calcula una velocidad de descenso o trnsito de 328 m/d. El muestreo del 08 de noviembre a las 03:00 horas muestra un ligero re-incremento en los valores de CE y Cloruros, posiblemente debido a la influencia de las precipitaciones del da que arrastraron el trazador precipitado en las paredes de las cavidades krsticas, coincidente a este evento el caudal en el punto de descarga se increment desde 2.5 l/s hasta llegar a los 160 l/s. Con los datos obtenidos se calcul la dispersin longitudinal DL=0.2524 m2/s y dispersin transversal DT=0.05 m2/s (ver anexo A-2).1.1.1.6 Inyeccin en zona de HuantajallaPosterior a la inyeccin del trazador se realiz el monitoreo de las fuentes de descarga en las diferentes labores de la mina Huantajalla, especficamente en los niveles Nv 4180 y Nv 4120, habindose registrado su paso en dos niveles mediante el incremento de los valores de conductividad elctrica en las estaciones HU4120-F01 y HU4180-TL01.Grfico 34; Variaciones de CE en el nivel 4180 Zona HuantajallaCE mx.= 748 S/cmCl mx: 1.7 mg/l.DL =0.5229 m2/sDT =0.105 m2/st1=48 horast2=120 horastr= 72 horastm= 18 horasVm=38.49 m/hCsmax=1.7mg/lVmax= 34.64 m/h

Tiempo de trnsito de la pluma: 120 Hr.

El nivel 4180 de la mina Huantajalla registr concentraciones ms bajas de las esperadas, se sospecha que los procesos de dilucin atenuaron en gran medida la concentracin del trazador, favorecido por la dispersin generada por el grado de fracturamiento del medio. El tiempo de respuesta en la estacin de monitoreo HU4180-TL01 fue rpida, obtenindose valores mximos CE 748 S/cm y Cloruros 1.7 mg/l a las 31 horas de la inyeccin, teniendo una velocidad de transito aproximada de 487 m/d, la pluma del trazador tuvo una duracin de 120 horas; en el grfico 3-4 se observa un leve incremento el da 09 de noviembre, debido al incremento de las precipitaciones que diluyeron el trazador retenido en las superficies de las fracturas.

Grfico 35; Variaciones de CE en el nivel 4120 Zona Huantajalla Tiempo trnsito pluma 47 Hrs.

Tiempo de llegada valor pico: 34 Hrs.CE mx = 28934 S/cm; Cl: 42.7 mg/l.DL =0.066 m2/s; DT =0.013 m2/st1=23 horas; t2=70 horastr= 32.6 horas; tm= 13.13 horasVm=55.22 m/h; Csmax=42.7mg/lVmx= 31.06 m/h

En el Nivel 4120 de la mina Huantajalla, se registraron los primeros indicios del trazador transcurridas las 23 horas de inyeccin, en la estacin HU4120-F01 se registraron valores de CE 1,152 S/cm y Cloruros de 1.7 mg/l. Los valores mximos se registraron a las 34 horas de la inyeccin con una conductividad CE 28,934 S/cm y concentracin de Cloruros 42.7 mg/l, en base a estos resultados se calcula que la velocidad de trnsito en el karst fue de 528 m/d, la pluma generador por el trazador tuvo un paso con una duracin de 47 horas, estos valores confirman que las fracturas de la roca se encuentran conectadas, lo que facilita un corto periodo de tiempo para la recarga de las aguas metericas.Curva de caudal (hidrograma)Esta curva expresa el incremento de los caudales (l/s) con respecto al tiempo de inyeccin en la estacin de descarga del trazador, representa la transferencia de energa operada, en su globalidad, por el sistema funcional durante el perodo de duracin del ensayo; Antigedad et al 1988.Durante la etapa de monitoreo y muestreo de las estaciones de descarga del trazador, se tuvo variaciones en los caudales, esto debido a precipitaciones que se dieron de manera intermitente.No se pudo elaborar hidrogramas para las inyecciones en la zona de Cutacocha, debido a inexistencia de manantiales o puntos de descarga de agua subterrnea con caudal medible, cuyas estaciones de monitoreo elegidas fueron piezmetros ubicados a lo largo de toda la zona Sur de la laguna Cutacocha y las partes altas del afloramiento de calizas, donde se observas sumideros y dolinas.En punto de monitoreo SO3780-RB53, perteneciente a la inyeccin realizada en el Abra Uchucchacua Zona Socorro, registr grandes variaciones de caudal, iniciando con 80 l/s, para luego caer abruptamente en el lapso de 02 das a 2.5 l/s y culminar 05 dias despus con 83 l/s, estas variaciones ya de por s, indican que la respuesta en interior mina a las precipitaciones es rpida, algo tpico en zonas karstificadas. Grfico 36; Hidrograma - SO3780-RB53 Zona Socorro

La inyeccin realizada en la zona de Huantajalla, registr en las estaciones HU4180-TL01 y HU4120-F01 mnimas variaciones en los caudales de descarga, siendo la mxima variacin registrada de 0.1 l/s, lo cual indicara una gran dispersin del trazador durante su trnsito por el medio krstico. Grfico 37; Hidrograma - nivel 4120 Zona Huantajalla

Grfico 38; Hidrograma - nivel 4180 Zona Huantajalla

Curva de flujo del trazador (flujo msico)Esta curva es el resultado del producto de la curva de concentracin y el hidrograma, representa la evolucin temporal (das) del flujo del trazador (mg/s). Mediante esta curva podemos calcular la masa de trazador que se descarg en la estacin de monitoreo, y de esta manera evaluar si el trazador descarg por otros puntos no monitoreados, o el trazador estuvo sometido a procesos de adsorcin. Las curvas de flujo msico requieren data de caudales para ser generados, por lo que en la zona de Cutacocha los puntos de observacin fueron piezmetros por lo cual no se obtuvo caudales de flujo y por tanto no se puede generar la curva de flujo msico. Grfico 39; Flujo msico en la estacin S03780-RB53

La curva de flujo msico de la zona de Socorro, nos indica que la dilucin fue mucho mayor de lo esperado, la mayor descarga de trazador ocurri durante el brusco incremento en el caudal de descarga que vari de 2.5 a 84 l/s esta variacin indicara que el trazador durante su trnsito por el medio subterrneo estuvo sometido a procesos de retencin (adsorcin) que con el incremento del caudal fue liberado. Durante el monitoreo de la estacin se descarg 13.63 kg de soluto equivalente al 45% del trazador inyectado. Los grficos de flujo msico correspondientes a las estaciones de monitoreo de la zona de Huantajalla registran que la tasa de restitucin del trazador inyectado fue 5% para el NV4120 y 7% para el nivel 4180, haciendo un total de 12% de trazador descargado por ambos puntos de monitoreo, esto indica una gran dispersin posiblemente por el control estructural (fracturas) que dominan toda la zona de Huantajalla, la diferencia de 2% entre las descargas de ambas estaciones indicaran que la dispersin en la zona se inicia a pocos metros de profundidad en la roca. Grfico 310; Flujo msico en la estacin HU4120-F01Grfico 311; Flujo msico en la estacin HU4180-TL01

Curva de distribucin de los tiempos de residencia (DTS)Esta distribucin representa la funcin de densidad de probabilidad que tiene una molcula de agua trazada de residir en un tiempo comprendido entre t y t+dt (Molinari 1976a).Para el clculo de los tiempos de residencia se hizo uso de la frmula planteada por Charles J. Taylor y Earl A. Greene los que proponen las siguientes frmulas:

Mediante esas frmulas se pudo elaborar la siguiente Tabla 3-1:Tabla 31: Parmetros obtenidos de la curva DTSEstacin de MuestreoTiempo Medio de Residencia (Das)Velocidad Aparente de trnsito (m/d)Velocidad Media de Trnsito (m/h)

SO3780-RB532.3434.50652.77

HU4180-TL012.5268.9040.34

HU4120-F013.05238.06359.74

Determinacin de la permeabilidad por medio de trazadoresPara el clculo de la permeabilidad, se elabor en base al tiempo de transito medio del trazador para cada estacin, multiplicado por su porosidad eficaz (Sanders 1988), de esta manera se puede obtener la permeabilidad del medio, con lo cual se elabor la siguiente Tabla 3-2:Tabla 32: Clculo de permeabilidad (m/d)InyeccinTiempo de Trnsito (h)Distancia (m)Porosidad Eficaz (Sanders 1998)Permeabilidad (m/d)

Inyeccin en Cutacocha3411141294.36

Inyeccin en Socorro7310011446.07

Inyeccin en Huantajalla 4120347241471.55

Inyeccin en Huantajalla 4121316921475.00

Estos valores elevados de permeabilidad son tpicos para zonas de moderada karstificacin, donde las fallas se han logrado desarrollan por disolucin calcreo, y probablemente se encuentran sin relleno y estn moderadamente conectadas unas con otras, formado una red de drenaje subterrneo, lo cual genera una gran dispersin horizontal y vertical. Aplicacin de isotopos estables, muestreo y anlisis AntecedentesSe realizaron anlisis de los istopos estables de oxgeno e hidrgeno en las muestras de agua colectadas dentro de una red establecida, a fin de evaluar la interaccin entre el agua superficial y el agua subterrnea en el rea de la mina Uchucchacua.Los istopos estables de oxgeno e hidrgeno, son trazadores naturales que pueden suministrar informacin cuantitativa sobre las interacciones entre el agua superficial y el agua subterrnea. Las aguas que han sufrido evaporacin se encuentran enriquecidas en 18O y 2H, por tanto la marca isotpica del agua superficial es diferente a la del agua subterrnea, permitiendo evaluar la mezcla de aguas superficiales y aguas subterrneas.Los istopos de un elemento tienen el mismo nmero de protones pero diferente nmero de neutrones, por lo que tienen diferente peso atmico. Los principales istopos de los elementos qumicos en el agua son: hidrgeno -1 (1H) o protio, hidrgeno -2 o deuterio (2H o D), oxgeno-16 (16O) y oxgeno-18 (18O). Los que se denominan istopos estables, porque no sufren desintegracin radioactiva.La desviacin isotpica () del agua, es la comparacin entre la abundancia relativa de los istopos del agua de muestra y las abundancias relativas de los istopos del estndar SMOWV (Standard Mean Ocean Water of Viena). Los valores de delta generalmente se expresan en partes por mil (), y se calculan mediante la ecuacin: = ((R muestra R estndar)/(R estndar)) x 1000Donde R es la abundancia relativa de un istopo pesado respecto al istopo ligero de los elementos de inters (ejemplo relacin 18O/16O).La composicin isotpica del agua, est en funcin de su origen y del fraccionamiento isotpico que lo haya afectado. El agua ocenica tiene valores de 2H y 18O cercanos a cero SMOWV, con una ligera variacin. El vapor del agua en la atmsfera se origina por la evaporacin del agua de mar, siendo ms ligera que el agua de mar (tiene valores ms negativos), mientras que la precipitacin que se origina de este vapor de agua es ligeramente ms pesada que el vapor que queda en la atmsfera. En general, la precipitacin llega a ser progresivamente ms ligera (ms negativa) desde el ecuador hacia los polos, desde la costa hacia el interior del continente y desde las elevaciones bajas a elevaciones altas.El agua que se origina por la humedad atmosfrica se denomina agua meterica. Las muestras de agua meterica tienden a ubicarse sobre la recta definida por la ecuacin 2H = 7.9 18O + 8, la cul es la lnea meterica establecida para Sudamrica. Los istopos de oxgeno y deuterio en el agua llegan a ser predecibles durante su evolucin hidrolgica desde la evaporacin, precipitacin y escorrenta.Con la evaporacin, las proporciones de los istopos son desplazados hacia valores ms positivos, dependiendo del tiempo de permanencia del agua en la cuenca y del grado de evaporacin. Debido a la altitud de la zona y a la profundidad de las lagunas en el rea de estudio la evaporacin ser ms alta, por lo tanto se tendr un enriquecimiento substancial en las proporciones de los istopos.Muestreo y Anlisis de LaboratorioSe estableci una red de muestreo en superficie e interior mina, en la que se tomaron 15 muestras a fin de establecer la composicin isotpica estable de las aguas de lagunas y aguas subterrneas de mina. Todas estas estaciones de muestreo se pueden observar en el plano N 3 del Anexo A-9.Foto N 4: Muestreo Istopos Zona Cutacocha

Todos los envases fueron homogenizados con agua de la misma fuente antes del muestreo, cuya finalidad fue remover cualquier sustancia que pudiera contaminar la muestra. No se requiri filtrar ni preservar las muestras para estos anlisis. Los envases fueron llenados hasta el tope, sin dejar espacios vacos.Todos los anlisis de istopos estables fueron realizados por el Laboratorio de Istopos Ambientales del Departamento de Aplicaciones Nucleares Comisin Chilena de Energa Nuclear. Todas las mediciones de 18O y 2H fueron realizadas utilizando un espectrmetro de masas DeltaPlus XP (IRMS). El laboratorio calibra sus resultados con la SMOWV (Standard Mean Ocean Water de Viena), Standard Light Antarctic Precipitation (SLAP) y la Greenland Icesheet Project (GISP), los cules son estndares internacionales para la medicin de los istopos estables en aguas naturales. Los resultados emitidos por el laboratorio se presentan en la Tabla 3-3:Tabla 33: Resultados de anlisis isotpicos y clculos % de agua superficial CdigoFuentedOd2HExceso de Deuterio% Agua superficial

UC-LLU-01Agua de Lluvia-12.48-84.515.3418.2

CA-LAG-01Laguna Aguascocha-9.14-84.4-11.28-13.4

PACU-02Laguna Cutacocha-13.73-107.12.742.6

PA-LCO-02Laguna Colquicocha-12.70-96.25.45.6

PA-LA-05Laguna Ailcocha-12.18-92.74.745.1

PALPA-01Laguna Patn-15.33-103.718.9418.3

LCUPZ-02Piezmetro-15.06-110.99.588.6

HG-11Piezmetro-15.54-115.88.527.4

BHCHKP13-02APiezmetro relavera-13.93-105.85.645.3

CA3990TL-124Taladro Mina Carmen-15.34-110.312.4211.3

HU4180GL-556NEMina Huantajalla-15.45-115.08.67.5

SO 3710F-237Interior Mina-15.31-113.88.687.6

SO 3780F-144Interior Mina-15.70-114.810.89.4

HU4120TL-45Mina Huantajalla-15.82-117.98.667.4

PA-BM-01Bocamina Patn-15.69-108.616.9215.6

Interpretacin de los datos1.1.1.7 Dispersin de 2H Vs. 18O.En el grfico 3-12 se aprecia una clara diferencia entre las aguas superficiales (lagunas) y las aguas subterrneas, los cuales por su posicin aproximada sobre la lnea meterica, indicara que se trata de agua subterrnea ms relacionada con el agua meterica que con el agua de lagunas. Vale decir, que en la zona de estudio se distinguiran dos grupos de agua: Agua superficial.- grupo afectado por la evaporacin, incluye las aguas de la laguna Aguascocha y las aguas del piezmetro LCUPZ-02 ubicado en la zona Cutacocha. En este grupo los valores promedio de 18O y 2H son 9.14 y 84.4 SMOWV, respectivamente. El fenmeno de evaporacin ocasiona un enriquecimiento en istopos de oxgeno, ms rpido que en los istopos de hidrgeno, mostrando una menor pendiente (entre 4 y 6) en la lnea que une estos puntos. En nuestro caso obtuvimos una pendiente de 4.4. Agua meterica y las aguas subterrneas.- En este grupo incluye a las aguas de lluvia y a las aguas subterrneas, los valores promedio de 18O y 2H se encuentran entre 14.7 y 108.7 SMOWV, respectivamente.De manera singular el agua de lluvia y las aguas de las lagunas; Aguascocha, Ailcocha, y Colquicocha, estas se ubican en la zona de las aguas superficiales (lagunas), indicando que son aguas ms relacionadas a las aguas superficiales y a las aguas metericas.Por otro lado la muestra obtenida en la Laguna Patn PA -LPA-01, por su ubicacin en este diagrama, al parecer es una mezcla de aguas superficiales y en mayor proporcin proviene de la descarga de aguas subterrneas, entre ellos manantiales ubicados en alrededores de la bocamina Patn y a orillas de la laguna Patn. Para el caso de las aguas subterrneas en piezmetros, filtraciones de interior Mina, sus valores representativos son ms similares, su posicin en el grfico indicara que las aguas subterrneas tienen mayor perodo de residencia dentro del acufero calcreo. Sin embargo estos valores estn relacionados a las aguas de la Laguna Cutacocha, lo que indicara que tiene una alta relacin por el aporte de esta fuente a las aguas subterrneas.Grfico 312; Interaccin de Aguas de Mina Subterrnea con las Aguas SuperficialesFiltracin Tnel de drenajeAgua de lluvia y lagunas Aguas de lagunas con tendencia a la evaporacinLnea de Agua Meterica para SudamricaD = 7.9 18O + 8

Aguas subterrneas en piezmetros y mina subterrnea

1.1.1.8 Exceso de DeuterioEl exceso de deuterio, el cul fue definido por Dansgaard (1964) como: d = 2H - 818O, es til para determinar la relacin de las muestras con el agua meterica, y si el origen de la muestra corresponde a una fuente afectada por la evaporacin (tal como las lagunas).Si el parmetro d tiene un valor de 10 indica que la muestra de agua se ubica sobre la lnea del agua meterica. Si tiene un valor menor a 10 indica que la muestra se ubica bajo la lnea meterica, mostrando que el agua de esta muestra ha sido afectada por evaporacin. Los parmetros d calculados para cada una de las ubicaciones se presentan en el grfico 3-13.En base a estos resultados, las muestras fueron divididas en cuatro grupos:1. Sin a muy baja evaporacin: Los valores del parmetro d que se encuentran entre encima o igual que 10 fueron interpretados como aguas con muy poco o nada afectada por la evaporacin. Estas muestras se ubican a lo largo de la lnea meterica de agua de precipitacin, indicando su relacin con aguas de recarga reciente al acufero y aguas que tienen alta conexin con aguas metericas caso del tnel de drenaje Patn. Estas muestras se identificaron en el: UC-LLU-01, PALPA-01, CA3990TL-124, SO3780 F-144, y PABM-01.2. Baja evaporacin: Los valores del parmetro d que se encuentran entre 7 y 9 fueron interpretados como agua afectada por algo de evaporacin. Estas muestras incluyen los piezmetros evaluados, agua de filtraciones de mina de reciente recarga, lo que indicara interconexin con aguas metericas, entre ellos el: LCUPZ-02, HG-11, HU4180GL-556NE, SO3710F-237, y HU4120TL-45.3. Moderada evaporacin: Los valores del parmetro d entre 0 y 7 fueron interpretados como aguas afectadas de moderada evaporacin, casi representan a las aguas de las lagunas de la cuenca Patn, estos en su mayora presentan sistemas de regulacin o captacin, que renuevan permanentemente sus reservas y a las aguas del piezmetro de la relavera 03. Estas muestras son representativas en las estaciones; PACU-02, PACU-LCO-02, PA-LA-05, y el piezmetro BHCHKP13-02A.4. Alta evaporacin: Los valores del parmetro d menos de o son aguas altamente enriquecidas con 18O y 2H. La laguna representativa es la laguna Aguascocha con el cdigo (CA-LAG-01) esta muestra aguas tiene alto grado de evaporacin debido a su escasa profundidad y su retencin es permanente, se ubica al otro lado de la cuenca.

Grfico 313; Exceso de deuterio para determinar el grado de evaporacin

1.1.1.9 Porcentaje de Agua SuperficialUn modelo de mezcla de dos componentes fue utilizado para estimar la fraccin de agua superficial mezclada con el agua que ingresa a las labores mineras de Socorro y Huantajalla. Para una mezcla de dos componentes, la fraccin de agua superficial en la mezcla se define como:fsw = (Ym - Ygw)/(Ysw - Ygw)Donde Ym, Ygw e Ysw denotan las concentraciones de 18O y 2H en la mezcla (muestra de agua de mina), agua subterrnea y superficial, respectivamente. Para la componente de agua subterrnea, los valores menores de 18O y 2H fueron utilizados (-15.69 y -108.6, respectivamente); para esto se asume que esta agua no ha sufrido fraccionamiento (evaporacin) antes de recargar el acufero. Para el componente de agua superficial, se tom el promedio de los valores de 18O and 2H de todas las muestras de agua superficial (-12.48 y -84.5, agua de lluvia). Debido a la ausencia de datos histricos de la concentracin de istopos, asumimos que no se tiene una variacin estacional de istopos en las aguas superficiales; aunque en realidad en invierno la lluvia tiende a ser ms ligera que en verano (hasta un 100/00 de diferencia). En base a estas consideraciones y al modelo de mezcla, los valores estimados de la fraccin de agua superficial en las aguas de interior mina se presentan en el grfico 3-14. La fraccin promedio del agua superficial para toda el agua de la mina fue del 11%, por lo tanto, la fuente del agua de mina parece deberse principalmente al agua subterrnea de origen meterico producto de la infiltracin en las reas de recarga (como las zonas montaosas karstificadas):Grfico 314; Estimacin de componente de agua superficial en las muestras de mina

1.1.1.10 Dispersin O18 vs Cl-En el grfico 3-15 se aprecia lo siguiente: La desviacin isotpica del 18O en las aguas de las lagunas vara de -9.14 (laguna Aguascocha) a -12.18 (laguna Ailcocha). Esto indicara que la laguna Aguascocha es la ms enriquecida en 18O debido a la evaporacin. En este grupo tambin se encuentra la muestra BHCHKP13-02A del piezmetro de la relavera No 3, indicando que estas aguas de relaves son una mezcla de aguas evaporadas debido a la retencin dentro del mismo depsito, dada su similitud entre sus valores de 18O reflejado en su posicin en el grfico. La desviacin isotpica del 18O de las aguas subterrneas varan entre -15.06 (piezmetro LCUPZ-02) a -15.54 (piezmetro HG-11 prximo a la mina Huantajalla). Estos valores indicaran que todas las muestras de agua subterrnea en la zona alejadas de las labores mineras, tienen menor perodo de residencia, consistente porque son aguas subterrneas someras. Sin embargo la desviacin isotpica 18O de las aguas subterrneas que descargas en interior mina, presentan mayor enriquecimiento en las labores subterrneas y en el interior de las minas Socorro, Carmen y Huantajalla, estas tienen posible origen a las aguas metericas, por tanto mayor tiempo de residencia dentro del acufero, las aguas subterrneas con mayor recorrido en su flujo, tienden a incrementar sus sales. La muestra de lluvia local UC-LLU-01 muestra menos evaporacin que la laguna Aguascocha, pero no es un valor representativo, en comparacin con la gran cantidad de muestras tomadas en Superficie e Interior Mina.Grfico 315; Relacin de 18O Vs Cl de las muestras de agua

Aguas subterrneas enriquecidas con Cl y O18 mayor periodo de residencia.

Zona de mezcla, Lagunas, drenaje de mina y piezmetros en relavera con moderado contenido Cl y O18 ms ligero.

Agua de lluvia y subterrnea con bajo contenido de Cl y O18 ms pesado.

Lagunas ms evaporadas con mayor contenido de Cloruros y O18 ms ligeros

ResumenLas aguas subterrneas de la mina Socorro, Carmen y Huantajalla parece estar ms relacionadas a las aguas metericas, las que infiltran por recarga en las zonas de montaa fundamentalmente en las partes altas de los alrededores de mina, excepcionalmente la laguna Cutacocha (poco evaporada) tambin contribuye a la recarga del acufero, no logrndose distinguir debido a su similitud. Esto se confirma con el anlisis de mezcla de aguas que se realiz utilizando los istopos, determinando que las proporciones de agua superficial evaporada que se mezcla con el agua subterrnea varan de 0 a 84% con un promedio de 11%. Es decir, slo el 11% de las aguas subterrneas en la mina provendran de las lagunas y el 89% estara ms relacionado a las aguas metericas que se infiltran en las oquedades krsticas.Las filtraciones de las lagunas hacia los sistemas acuferos calcreos profundos son el resultado del desarrollo del Karst sobre la superficie de las rocas calcreas y favorecidas por el cono de depresin que se produce por bombeo para el drenaje de mina, causando fuertes gradientes verticales descendentes hacia las labores mineras, lo cual favorece la percolacin natural de la aguas metericas y los aportes laterales.La combinacin de datos isotpicos y qumicos es un poderoso instrumento para identificar y cuantificar los procesos que controlan el movimiento del agua subterrnea y su composicin hidroqumica. La coleccin y el anlisis de las muestras de agua por istopos estables del agua, como parte de un monitoreo trimestral, puedepueden ayudar a mejorar la base de datos yo confirmar el modelo conceptual referente a las interacciones agua subterrnea - agua superficial.

Construccin del modelo matemtico hidrogeolgicoEl presente modelo matemtico hidrogeolgico fue interpretado en base al modelo hidrogeolgico conceptual formulado en la Fase-I del estudio Hidrogeolgico de Uchucchacua, la que caracteriza el dominio y los escenarios fsicos relevantes para el rea de estudio. El modelo ser robusto mientras tenga suficiente informacin del terreno para representar las condiciones del sistema hidrogeolgico, cuya calibracin establecer la validez de los parmetros definidos por el modelo conceptual, determinando donde se requiere mayor y mejor informacin, para generar y analizar las diversas condiciones del flujo de las aguas subterrneas.El objetivo principal es estimar la tasa de filtraciones, los ingresos futuros del agua subterrnea a las labores subterrneas, determinar el comportamiento de la napa fretica y las direcciones de flujo, conforme se d el avance del plan de minado.Para este trabajo se ha realizado actividades previas, para establecer y alcanzar satisfactoriamente el objetivo mencionado, se ejecutaron las actividades siguientes: Construccin del Modelo Numrico de Flujo en base al modelo hidrogeolgico conceptual, que servirn de base para la prediccin de escenarios hidrogeolgicos futuros. Establecer los parmetros hidrulicos e hidrodinmicos iniciales que gobiernan el flujo de las aguas subterrneas (en situacin natural). As mismo se ejecutaron ajustes de la conductividad hidrulica, tasa de recarga, mediante la interaccin del PEST hasta alcanzar cierta confianza y/o plausividad del modelo numrico. Discretizar el rea de modelacin que permitir estimar las tasas de flujo de drenaje mediante la profundizacin de mina, permitiendo plantear los caudales de bombeo y el manejo de las aguas de drenaje. La ejecucin de simulaciones numricas predictivas por medio del modelo numrico, previa evaluacin del anlisis de sensibilidad de los datos de entrada y la representacin de las labores subterrneas y los sistemas de falla que dominan el flujo de las aguas subterrneas.Preparacin base de datos del modelo hidrogeolgico conceptualPara la preparacin del modelo numrico fue muy importante establecer los detalles del modelo hidrogeolgico conceptual, para lo cual fueron ejecutados trabajos previos relacionados a la investigacin hidrogeolgica, la determinacin de los parmetros hidrulicos y los niveles de agua. El rea de estudio est caracterizada por la existencia de un sistema hidrogeolgico con dominio de un medio fracturado con una alta heterogeneidad: Se trabaja en un medio krstico de acufero libre y a profundidad posible semi confinado; dominado por rocas calcreas de la formacin Jumasha, lutitas y calizas margosas de la formacin Celendn y el volcnico Atalaya. La recarga principal de las aguas subterrneas se inician con la precipitacin desde las altas montaas, especialmente en las rocas calcreas fracturadas y karstificadas. La geologa del rea est dominada por un sistema tectnico con plegamiento estructural andino, gran afloramiento de rocas calcreas del Cretceo, alternados con margas y areniscas en las partes bajas (SW). Es posible que la zona saturada del karst en condiciones naturales haya sido disturbada, debido a la presencia de labores de mina, por lo cual el nivel fretico fue deprimido (abatido) en los tramos ms profundos. La laguna Aguascocha y Cutacocha del rea de Uchucchacua, son probables fuentes de recarga al sistema hidrogeolgico, y se encuentran en contacto con la napa fretica del acufero calcreo, en condiciones naturales es posible que tenga fuentes de descarga directa a las lagunas Ailcocha y Patn tanto en forma de manantiales sumergidos y descargas directas como las ubicadas en alrededores de tnel Patn. El rea de Uchucchacua se ve controlado por un sistema de fallas principales como Uchucchacua, Cachipampa, Socorro, Sandra, Rosa y otras de escala menor.Grfico 316; Modelo Hidrogeolgico Conceptual

1.1.1.11 Descripcin generalEl modelo fue construido aplicando el cdigo FEFLOW 6.1 que trabaja con ecuaciones de elementos finitos. Este cdigo puede simular el flujo transitorio de agua subterrnea y transporte de calor, formula soluciones en medios tridimensionales heterogneos; medios porosos y fracturados anistropos.Grfico 317; Construccin Bsica del Modelo Tridimensional

La construccin del modelo numrico tridimensional se muestra en el Grfico 3-17, en ella se observa la conformacin de los estratos y los parmetros del modelo, siguiendo la tendencia del modelo conceptual previamente establecido. Verticalmente el campo del modelo fue discretizado en diez (10) estratos, los que fueron definidos por diecisis (16) secciones geolgicas. En la parte superior del modelo se asignaron la elevaciones de superficie topogrfica, mientras que la base del modelo fue establecido a una cota 3,350 msnm.1.1.1.12 Dominio del modeloEl modelo fue referenciado en coordenadas UTM (Universal Transversal Mercator Psad -56 Zona 18 Sur), limitando su dominio con las siguientes coordenadas, mostrada en la Tabla 3-4 y el Grfico 3-18, a continuacin:Tabla 34: Coordenadas dominio del modelo numricoVrtice NCoordenadas UTM (Psad 56)

EsteNorte

1319022.538829801.03

2313326.728829801.03

3313326.728821090.54

4319022.538821090.54

Grfico 318: Delimitacin del Dominio del Modelo.

1.1.1.13 Hidroestratigrafa y parmetros del modeloSe construy el modelo numrico para simular las aguas subterrneas del proyecto Uchucchacua, representando las unidades hidrogeolgicas desde superficie hacia abajo, los cuales se definieron de acuerdo a las unidades estratigrficas establecidas, para su interpretacin se realiz diecisis (16) secciones, los cuales se describen a continuacin: Tabla 35: Capas asignadas al dominio discretizadoCapaMaterial / LitologaDescripcin

Capa 1Superficie del terrenoSuperficie topogrfica del terreno

Capa 2Depsitos coluviales y glacialesDepsitos superficiales solo en fondo de valles.

Capa 3Formacin CarhuazAreniscas y lutitas

Capa 4Formacin CelendnCalizas Margosas y lutitas calcreas

Capa 5Jumasha InferiorCalizas, margas y silex

Capa 6Jumasha MedioCalizas grises y nodulosas

Capa 7Jumasha SuperiorCalizas afanticas

Capa 8Grupo CasapalcaLutitas, areniscas y conglomerados

Capa 9Volcnico AtalayaVolcnico atalaya y andesitas

Capa 10Base Cota 3350 msnm.

Fuente: Elaboracin propia.1.1.1.14 Malla y Discretizacin verticalEl rea del modelo es de 49.61 km2 (49613,251 m2), la malla construida para el proceso de calibracin que se aproxima a las condiciones actuales, est conformado por 1088,289 elementos triangulares (prismas) y de 565,952 nodos. El dominio fue dividido en 27 capas y 28 slices, los elementos por capas son de 40,307 y de 2,209 nodos por slice.1.1.1.15 Condiciones de bordeEntre las condiciones de contorno aplicados para el modelo numrico para representar las condiciones naturales del rea de estudio incluyeron: carga hidrulica de flujo especfico; carga dependiente. Estas condiciones de contorno y su distribucin se ilustran en el Grfico 3-19 y se resumen a continuacin:Carga especfica: (Hydraulic Head) Los bordes de carga constante de borde tipo 1 fueron asignados sobre la superficie superior del modelo a lo largo de los cursos de agua permanentes, de acuerdo al modelo de elevacin digital de terreno. Sin flujo; se usaron condiciones de borde tipo no flujo, para representar divisiones inferidas de agua subterrnea y lneas de flujo en todo el permetro del modelo. Tambin se aplic esta condicin de borde en la ltima capa; a una cota de 3,995 msnm. Grfico 319; Condiciones de borde para el Modelo Tridimensional.

1.1.1.16 Lmites de flujo de agua subterrnea y sus caractersticas discretasLos lmites del modelo numrico fueron representados como lmites o condiciones de borde de tipo carga constante (Constant Head), estas delimitan el borde del modelo y las lagunas del rea, basados en la piezometra interpretada que utiliza todos los puntos de monitoreo de agua subterrnea de la microcuenca.1.1.1.17 Conductividad hidrulicaLos rangos de conductividad hidrulica obtenidos durante las investigaciones mediante sondajes, estos valores fueron adaptados para el modelo numrico en base a unidades hidrogeolgicas y sus anomalas estructurales, los que se resumen en la Tabla A-6-2, en los Anexos; Datos de Modelo Numrico. 1.1.1.18 Recarga asignada al modeloFlujo especfico: Condiciones de borde de flujo especfico, se usaron para aplicar la recarga al sistema de flujo de agua subterrnea proveniente de las precipitaciones. Las tasas de recarga fueron distribuidas a lo largo del modelo, dependiendo de la naturaleza de los suelos y rocas en superficie, la topografa, la geologa, y la variacin de los niveles del acufero, en base a las caractersticas hidrulicas calculadas. Se aplicaron tasas de recarga entre 50 a 205 mm/ao (ver Tabla A-6-1, Anexo; Datos de Modelo Numrico).1.1.1.19 Elementos Discretos- Fallas Dentro del modelo numrico fueron representados los principales sistemas de fallas en forma de elementos discretos, seleccionando las lneas Join faces donde las fallas quedan representados por planos bidimensionales con buzamientos verticales. Entre las principales fallas representadas fueron: Uchucchacua, Socorro, Punta Chacra, Cachipampa, Rosa, Sandra y la Falla Patn, los que condicionan de forma incidente el sistema de flujo subterrneo, las que representan los canales de flujo subterrneo. A continuacin se muestra el Grafico 3-20.

Grfico 320; Fallas dominantes asignadas al modelo numrico

1.1.1.20 Representacin de las Labores MinerasLas labores mineras subterrneas fueron representadas en el modelo numrico como niveles horizontales, a las que se atribuyeron alta conductividad hidrulica para representar el vaco, entre estas las galeras incluidas tenemos: Nv 4240, Nv 4180, Nv 4120, Nv 4120, Nv 4060, Nv 3990, Nv 3920, Nv 3850, Nv 3780 y Nv 3710. Grfico 321; Representacin las labores mineras subterrneas

Calibracin en rgimen permanente del modelo numricoAntes de comenzar con la calibracin se tom en cuenta la tasa de precipitacin de enero 2013 a junio 2014, caudales de bombeo Enero 2013 a Junio 2014, y los niveles piezomtricos de abril 2013, julio 2013, enero 2014, abril 2014, Junio 2014, esta informacin se obtuvo de diferentes fuentes, entre ellos; Hidroandes Consultores 2013, SNC Lavalin 2014 y Compaa de Minas Buenaventura UEA Uchucchacua (serie histrica), con esta informacin se seleccion los datos de Junio 2014 para la calibracin en rgimen estacionario, como se muestra la Tabla 3-6.Tabla 36: Informacin de intervalos de precipitacin, niveles y caudales

1.1 1.1.1.21 Calibracin en rgimen estacionarioLa calibracin en rgimen permanente (estacionario) supone la resolucin de la ecuacin de flujo sin considerar la variable tiempo, por lo que solo se ajustaron los parmetros de entrada de la conductividad, recarga, y flujo base. Ofrece el beneficio de verificar el modelo hidrogeolgico conceptual.1.1.1.22 Niveles de agua subterrnea simuladasEn el Grfico 3-22; se muestran los contornos del nivel de agua subterrnea simulados por el modelo calibrado en rgimen permanente, representando las condiciones del terreno en la superficie del sector de la laguna Cutacocha con 4,470 msnm, 4,430 msnm en Colquicocha, 4,330 msnm en Ailcocha, 4,090 msnm en Patn, adems de los niveles en interior mina como la labor Nv 3710.

Grfico 322: Niveles piezomtricos simulados.

1.1.1.23 Flujo de agua subterrnea simuladaLa dinmica del flujo de agua subterrnea simulado por el modelo calibrado, se resume a continuacin: El modelo simula los flujos de agua subterrnea con mayor velocidad en las labores mineras con direccin preferente de NE a SW y concntrica a las labores mineras. La velocidad de flujo en el basamento rocoso disminuye en funcin de la profundidad, litologa, y su conductividad hidrulica. Las fallas Uchucchacua, Socorro, Cachipampa, Sandra, Rosa y Punta Chacra en el rea se asocian al movimiento de las aguas subterrneas, constituyendo los conductos principales.1.1.1.24 Estadsticas de la calibracinPara evaluar la precisin de la calibracin en rgimen estacionario, los resultados del modelo fueron comparados con los niveles de agua subterrnea observados en ciento veinticuatro (124) puntos de control, con informacin relevante de piezmetros de observacin, taladros, y filtraciones registradas en interior mina, los que se muestran en la (Tabla A-6-3 de Anexos). El error cuadrtico medio (RMS) es de 39.12 (equivalente al 4.4%), lo que sugiere que se obtuvo una calibracin razonablemente vlida para toda la superficie del modelo (el error cuadrtico entre 5% a 10%, a menudo se considera una meta al calibrar en los modelos de flujo local.Estimacin de caudales de drenaje y direccin del flujo subterrneo1.1.1.25 Estimaciones de flujo baseLas direcciones de flujo de agua subterrnea simulados por el modelo calibrado siguen las direcciones de las labores mineras, con direcciones principales NE a SW en la parte de mina subterrnea en el punto ms bajo es el Nv 3710, y en superficie las direcciones de flujo es preferente en el sentido del eje de valle de la sub-cuenca Patn. 1.1.1.26 Balance de masasUn control adicional de la plausibilidad de la calibracin del modelo en rgimen permanente, es el error del balance de masa, que corresponde a la diferencia entre las entradas y las salidas del agua subterrnea en el modelo.

Dnde: = Error de balance de masas= Entradas= SalidasSegn los datos presentados en la Tabla 3-7 el modelo calibrado genera un error de balance de masa inferior a 0.1%, lo cual muestra su robustez y buena estabilidad.Tabla 37: Balance de masa del modelo calibradoFlujosTipo de flujoQ [m3/d]Q [l/s]

Flujo de entrada (+)Ingresos en los lmites Dirichlet Bcs2.59E-093.00E-07

Ingreso en pozos0.000.00

Lamina de recarga26473306.4

Flujo de salida (-)Salida en los lmites-2.59E-09-3.00E-07

Caudales de bombeo subterrneo26474306.0

Dficit hdrico-excedente0.247210.00028

Nota: (--) No interviene en el balance por ser calibracin en rgimen estacionario.2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8 1.1.1.27 Parmetros del modelo numrico despus de la construccin.En base al modelo calibrado en rgimen estacionario fue construido un modelo predictivo, el cual incorpora las labores mineras proyectadas y las rampas de profundizacin, de acuerdo al plan de minado proporcionado por Compaa de Minas Buenaventura se represent lo siguiente.Entre las labores mineras proyectadas se tiene: Las Rampas 760, 626 y 626-1. Los Niveles Nv 3640, Nv 3570, Nv 3500, Nv 3430. Las proyecciones de las cortadas integracin del nivel Nv 3570 y Nv 3430.Los escenarios predictivos desarrollados con el modelo numrico consider lo siguiente: El modelo de infiltracin considera muy importante la precipitacin y la recarga debido a la Karsticidad del medio y su conexin hidrulica con las aguas metericas superficiales. Se simplific las rampas y las labores mineras subterrneas para su representacin. Predice los descensos potenciales de agua subterrnea, originados por la profundizacin de las labores mineras, para definir el lmite de extensin del cono de descenso o abatimiento. La profundizacin de mina subterrnea se realizara mediante Downward progresivo, con drenajes conforme al avance del plan de minado proyectado. Para efectos de estimar los caudales de drenaje dentro de las labores, se consider un avance progresivo de seis (06) aos, habiendo asignado conductividades hidrulicas altas a las rampas y labores subterrneas, de hasta 20 a 50 m/d. Se asign dos (02) pozos multi-layer well (representando la profundizacin de rampas de profundizacin) con tasa de bombeo entre 250 a 400 l/s, los que lograron deprimir los niveles de agua subterrnea convenientemente, hasta la profundidad de la labor Nv 3430. Se evalu los elementos de drenaje de mina para las labores proyectadas. Se represent las labores mineras con secciones de 10x10 m, no se realiz mayor refinamiento debido a que presenta problemas de convergencia, en la corrida del modelo. Se utiliz una condicin de borde filtraciones para representar las descargas subterrneas, mediante el avance progresivo de las labores mineras. En el modelo, la infiltracin de aguas metericas est influenciado por su alto gradiente hidrulico, y por la conductividad hidrulica de las unidades litolgicas.1.1.1.28 Plan de minado - Profundizacin de las labores mineras.El plan de minado 2014 2020 considera la profundizacin de la mina subterrnea mediante Downward avance progresivo con drenes, conforme al avance y a la secuencia de minado, las que se concentran en el Nv 3710 (Nov, 2014), y se extender hacia los niveles Nv 3640, Nv 3570, Nv 3500, Nv 3430, Las Rampas 760, 626 y 626-1 y Las proyecciones de las cortadas integracin del nivel Nv 3570 y Nv 3430.Grfico 323: Plan de minado labores de profundizacin

Grfico 324: Muestra las labores de profundizacin hasta el Nivel 3430

1.1.1.29 Predicciones de niveles y flujo de agua subterrnea, bajo escenarios hipotticos.La mina Uchucchacua cuenta con un sistema de aforo de aguas subterrneas a la salida del Tnel Patn, por donde se produce el drenaje de mina por medio de la implementacin de unidades de bombeo hasta el Nivel 4120, donde se registran caudales diarios, con lo que se ha construido el grfico 3-25, en la que se observa la alta variacin de los caudales diarios y mensuales.Grfico 325: Variacin de descarga tnel Patn Vs precipitacin

Considerando el medio geolgico complejo de la mina Uchucchacua, el modelo numrico ha simplificado las unidades hidrogeolgicas, la que calculo los caudales de flujo mediante las galeras, la que indica que estas distribuyen sus flujos, tal como se muestra en la Tabla 3.8:Tabla 38: Balance de Aguas Subterrneas Uchucchacua- segn Modelo NumricoMinaNivelInflow(L/s)outflow(L/s)In-out (L/s)Caudal salida Q neto (l/s)rea (m2)Q Acumulado

Socorro42551591.6-1489.1102.5102.52.31E+06408.56

Socorro424046.817-52.204-5.3875.3874.73E+04

Socorro4180391.75-404.86-13.1113.113.93E+05

Socorro41201351.8-1378.3-26.526.57.29E+05

Socorro4060846.7-867.16-20.4620.465.35E+05

Socorro39902037.6-2098-60.460.49.37E+05

Socorro39201068.7-1088.8-20.120.14.90E+05

Socorro38502588.9-2674.7-85.885.81.46E+06

Socorro37802709.1-2783.4-74.374.31.28E+06

Carmen4240461.01-492.4-31.3931.391.39E+06108.03

Carmen4180864.49-887.28-22.7922.792.28E+06

Carmen4120620.21-631.1-10.8910.898.67E+05

Carmen4060267.89-275.65-7.767.765.73E+05

Carmen39901383.7-1418.9-35.235.22.68E+06

Huantajalla41203717-3801.4-84.484.44.04E+06150.96

Huantajalla41802325.1-2375.2-50.150.15.64E+08

Huantajalla4240408.67-425.13-16.4616.461.43E+06

Tnel Patn4120313.53-318.33-4.84.86.29E+054.8

Descarga Total de agua de mina672.35

Grfico 326: Flujos netos de agua Subterrnea

Estos resultados indican que la produccin neta de aguas subterrneas en interior mina, se encuentran dentro del orden de 673 l/s, la que representa el caudal medio anual, cuya distribucin de caudales para la mina socorro es de 408 l/s, seguido por la mina Huantajalla con 151 l/s, y finalmente la mina Carmen con flujos estables de 108 l/s.Sin embargo para un escenario de profundizacin de la mina estos flujos se incrementarn levemente, las que se notarn especialmente durante la temporada de estiaje en ausencia de precipitaciones, pudiendo fluctuar entre 350 l/s a 673 l/s, lo cual representa los flujos netos de agua subterrnea procedente de las reservas permanentes del acufero (ver grfico 3-26).En resumen los caudales de la temporada de lluvias se mantendrn en el caudal mximo anual, y se producir un incremento en los caudales de la poca seca hasta 673 l/s., cuyos flujos se encuentran dentro de la capacidad de bombeo de mina. Identificacin de Impactos y Medidas de mitigacinEn base a la informacin generada se ha realizado una breve evaluacin de impacto, identificados en base a la evaluacin de la hidrogeolgica de las aguas subterrneas en la mina Uchucchacua, las que estn referidos a: Alteracin del nivel fretico y flujo subterrneo. Alteracin de los caudales de recarga y descarga del acufero. Alteracin de la calidad del agua subterrnea.Alteracin del nivel fretico y flujo subterrneoSe ha considerado la evaluacin cualitativa de los cambios en los niveles freticos y lneas de flujo en ciertas zonas de la mina Uchucchacua, producto de las actividades de profundizacin para la explotacin minera, por las siguientes actividades:El proceso de drenaje para la profundizacin de las labores mineras; galeras y piques, permitirn la conexin de las fracturas del acufero de la mina subterrnea, y como consecuencia se producir un incremento de caudales de agua subterrnea, los que deben ser bombeados para su desage.Los niveles piezmetricos a consecuencia del proceso de drenaje de las labores mineras ya fue modificado hace mucho tiempo, sin embargo obteniendo la distribucin de la piezometra un descenso de 20 m, para fines de profundizacin se considera impacto insignificante y asumible. Un descenso de 20 a 60 m es considerado estacional, por lo que el impacto se cataloga como bajo. Un descenso de 60 a 120 m, no puede explicarse por la estacionalidad e implica el vaciado del agua contenida en fracturas y fallas, por lo que se considera como moderado, y un descenso mayor a 120 m, corresponde al vaciado intenso e intensivo del agua almacenada en la zona, por lo que considera como impacto alto (SNC Lavalin 2014).Alteracin de los caudales de recarga y descarga del acuferoSe evala el efecto de todas las actividades sobre la recarga (entradas) as como el efecto de los bombeos sobre las descargas (o salidas), para este ltimo caso, y debido a las limitaciones que presentan los modelos hidrogeolgicos en representar el flujo krstico, la evaluacin del impacto ser cualitativa.Durante las actividades de profundizacin al nivel 3450 se incrementara los caudales de descarga generando mayor drenaje que finalmente se ver reflejado en el funcionamiento natural del sistema hdrico local a travs de la alteracin de la descarga natural del acufero, as mismo la implementacin o el recrecimiento de los componentes reducir el rea de recarga. Debido a que el bombeo para el drenaje de las labores durante la operacin de mina generar un leve impacto sobre los caudales naturales de descarga del acufero, al estar ya drenado.Alteracin de la calidad del agua subterrnea.El impacto sobre la calidad del agua subterrnea en el rea de estudio puede tener su origen por las siguientes actividades: Aporte debido al transporte y disposicin de relaves durante la operacin. Drenaje de las labores mineras para la extraccin de minerales. Sin embargo estas aguas van a ser amortiguadas debido al contacto con las rocas calcreas. En general, los impactos sobre el componente hidrogeolgico sern de las labores mineras (el acufero Jumasha) el impacto se podr considerar medio a alto durante la etapa de operacin, pero resulta necesario para el desarrollo de la actividad minera.Los bombeos tendrn un impacto bajo en zonas no conectadas hidrulicamente con la zona profunda, en donde se realiza la actividad minera, como la microcuenca Carama y la zona de lagunas y relaves de la sub-cuenca Patn. El impacto sobre la recarga ser bajo, mientras que ser moderado sobre los caudales naturales de descarga del acufero.En cuanto a la calidad del agua subterrnea, las medidas de mitigacin disminuirn la magnitud de los impactos previstos, con lo que se prev un impacto de baja importancia.Identificacin de medidas de mitigacinDebido a que el drenaje de las labores, que es una actividad que no puede dejar de producirse debido a la operacin de la mina, su impacto sobre los caudales naturales de descarga del acufero no puede ser mitigado y ser, por tanto, evaluado sin medidas de mitigacin.En el caso del ro Patn, las medidas de mitigacin del impacto de la disminucin en los caudales podrn darse a partir de la regulacin de las descargas de la Laguna Patn. Al final de las labores mineras en la etapa de cierre se generar una recuperacin del funcionamiento natural del sistema hdrico local, con lo que se prev que se recuperen los caudales de descarga. Como conclusin general, a pesar ser un impacto irreversible, la reduccin de la recarga se dar en un pequeo porcentaje de la subcuenca Patn (2%), por lo que el impacto ser bajo. Con respecto al impacto sobre los caudales de descarga, el impacto de la operacin sobre la descarga ser en general negativo porque se reducir el caudal en manantiales permanentes.Propuesta de monitoreoHabiendo realizado la evaluacin de perforaciones hidrogeolgicas en interior mina y su monitoreo respectivo, se recomienda: Realizar obturaciones en los sondajes de los Nv 3990 de la mina Carmen, y Nv 3780 y 3710 de la mina Socorro, donde presentan flujos de agua surgentes, las que atraviesa las vetas y fallas, para el monitoreo de las presiones hidrostticas generadas por la recarga local y la conexin hidrulica de las fracturas de interior mina. En el trayecto del tnel Patn se observ taladros obturados estas requieren la colocacin de manmetros. Hidroandes realizo un monitoreo hasta fines de Octubre 2014 en seis (6) taladros obturados, es necesario la continuacin de su monitoreo para observar su comportamiento multitemporal. Se recomienda el monitoreo quincenal de los manantiales ubicados prximo a la bocamina del tnel Patn, para evaluar la variacin de caudales y su influencia frente a las aguas superficiales y metericas Es necesario continuar con el monitoreo de piezmetros con frecuencia mensual, a fin de evaluar el efecto de la recarga y la variacin temporal y estacional de la napa fretica. Se plantea el monitoreo de tres (03) puntos de descarga dentro del Tnel Patn, en las filtraciones y fallas del Crucero Cx 750, estas posiblemente tienen relacin con las aguas superficiales de la quebrada Uchucchacua y flujos del depsito de relave No 3.

CONCLUSIONES Se realizaron tres inyecciones del trazador de NaCl fueron en tres sectores; Cutacocha (sumidero Uc-34, Uc-35, y piezmetro LCU-PZ-03), solo se obtuvo respuesta en la inyeccin del sumidero Uc-34, en el piezmetro BH-DR-04-02. La curva de descenso indica una velocidad de dispersin en la roca DL 0.08 m2/s y DT 0.02 m2/s, tiempo de transito fue de 34 horas No existe una conexin hidrulica directa entre el karst y la matriz. Se inyect trazador de NaCl, el 03 Nov 2014 en la dolina Uc-06, sobre la mina Socorro, el sistema krstico dio una respuesta a las 50 horas, el tiempo de mxima concentracin del trazador fue a 73 horas, indicando una velocidad de trnsito de 328 m/d. Se registr una variacin de caudal en el punto de descarga desde 2.5 l/s hasta 160 l/s. Con lo cual se obtuvo dispersin longitudinal DL=0.25 m2/s y dispersin transversal DT=0.05 m2/s. La curva de flujo msico en la zona de Socorro, indica dilucin con variacin de caudal 2.5 a 84 l/s, lo cual indica procesos de retencin (adsorcin). Durante el monitoreo de la estacin SO3780 RB53 se obtuvo 13.63 kg de soluto equivalente al 45% del trazador inyectado. En el sector de Huantajalla se inyect el 06 Nov 2014, habiendo registrado en las galeras del nivel Nv 4180, se obtuvo respuesta a las 31 horas de la inyeccin en HU4180 TL-01 con valor mximo CE 748 S/cm y Cloruros 1.7 mg/l, obteniendo una velocidad de transito de 487 m/d. En el Nivel 4120 transcurridas 23 horas se registr valores de CE 1,152 S/cm y Cloruros de 1.7 mg/l, calculando velocidad de trnsito en karst de 528 m/d. Los grficos de flujo msico de la zona d