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PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES Gerencia de Geología Gerencia de Sustentabilidad . SCM Minera Lumina Copper Chile Abril 2014

PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

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Page 1: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

PROGRAMA DE MONITOREO DEL

GLACIAR CERRO CASERONES

Gerencia de Geología

Gerencia de Sustentabilidad

.

SCM Minera Lumina Copper Chile

Abril 2014

Page 2: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

RESUMEN

En este informe se presentan los primeros resultados del estudio del glaciarete del

Cerro Caserones, en el marco de los compromisos de la Resolución de Calificación

Ambiental del Proyecto Caserones.

Los estudios se iniciaron a principio del año 2011, realizándose monitoreos en

visitas realizadas en los meses de Enero, Marzo y Diciembre de 2011, Abril y Diciembre de

2012, Abril de 2013 y Enero de 2014.

El área del glaciarete se encuentra a una altitud de 5200 m s.n.m., en la cabecera de

una pequeña quebrada afluente de la quebrada Caserones, cuya pendiente media fluctúa

entre 15 y 30%. La exposición del área donde se ubica el glaciar es S-SE. El glaciarete

presenta a enero de 2014 una superficie equivalente a 12,3 Has, un espesor estimado de

13,5m y contiene un volumen de agua equivalente de 1,49 millones de m3. Dadas sus

dimensiones es que se clasifica en la categoría de glaciarete.

Las variaciones morfológicas observadas en el periodo marzo 2012 a enero 2014

obedecen a las variaciones propias correspondientes a los ciclos estacionales existentes

entre cada monitoreo, no siendo evidente en el periodo estudiado una disminución absoluta

del tamaño del glaciarete.

Con el objetivo de identificar de manera cualitativa la posible influencia de la

actividad minera del Proyecto Caserones en el área del glaciarete Cerro Caserones, en lo

referido a la dispersión de material particulado, se efectuaron dos estudios atmosféricos; en

el primero de ellos se llevó a cabo una comparación de los patrones de viento de superficie

(donde tiene lugar las emisiones de polvo del proyecto) y de altura (donde tendría lugar la

posible inmisión) a partir de la estación meteorológica ubicada en el Cerro Negro (km 12),

cercana al área minera y los resultados de la modelación de meteorología en altura a partir

del software MM5; en el segundo se realizó una simulación atmosférica para la zona de la

Mina, generada a partir del modelo atmosférico WRF, cubriendo un área de 72 x 72 km con

una resolución espacial de 1 km y soportada en base a datos que cubren el año 2012

completo con intervalo de una hora, aportados por las estaciones Carrizalillo y Piloto

(<4.000 m alt.) y Curva Negra y Refugio (> 4.000 m alt.).

El actual desempeño del modelo no permite una correcta aplicación a la dispersión

de material particulado en la zona de Caserones, principalmente porque su resolución no

permite captar los efectos locales que se producen en la topografía de cerros del sector.

Page 3: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

INDICE

INTRODUCCIÓN.……………...…………………………………………………….…….1

OBJETIVO.……...….…...……….………………………………………………………….1

UBICACIÓN, CLIMA Y GEOMORFOLOGIA……...…………………………………….1

Ubicación…………………………………………………………………………….1

Clima………………………………………………………………………………...2

Geomorfología……………………………………………………………………….2

Geomorfología local…………………………………………………………………4

CARACTERIZACION DEL GLACIAR……………………………………………………7

Basamento…………………………………………………………………………...8

Estratigrafía………………………………………………………………………….8

Evolución histórica del glaciar….……………………………………………………9

Caracterización del glaciar según resolución D.G.A. 1851…... ...…………………10

TRABAJOS REALIZADOS………………………………………………………………12

Variaciones morfológicas del glaciarete……………………………………………12

Velocidad glacial y cambios de elevación………………………………………….13

Determinación de la tasa de fusión de hielo en superficie…………………………14

Cuadrilátero de fusión…………………………………………………………….14

Pruebas con cubos de hielo………………………………………………………16

Estimación de temperaturas sector glaciar a partir de estación Curva Negra; Factor

Grado Dia…………………………………………………………………………..18

Modelación de los vientos y cuantificación del MPS en el glaciar………………...20

CONCLUSIONES…………………………………………………………………………23

ANEXOS

ANEXO 1: Análisis de vientos en las cercanías del glaciar Cerro Caserones Sur, Región

de Atacama; Gestión Ambiental Consultores; Junio 2011.

ANEXO 2: Simulación atmosférica para la zona de la mina Caserones; MeteoData

Limitada; mayo 2013.

ANEXO 3: Informe calidad del Aire SEB – 14408; CESMEC S.A.; mayo 2011.

Informe calidad del Aire SEB – 17175; CESMEC S.A.; mayo 2014

Page 4: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

1

INTRODUCCION

El proyecto Caserones de SCM Minera Lumina Copper Chile se ubica en la

cordillera de los Andes de la Región de Atacama en las nacientes del río Copiapó. Hacia el

este y fuera de los límites del proyecto, en una de las cabeceras del Cerro Caserones se

emplaza un pequeño glaciar, localizado a 2.5 km al E y 750 m en diferencia de cota de la

Mina Caserones.

De acuerdo a lo comprometido en la Resolución de Calificación Ambiental del

Proyecto Caserones, se inició un estudio de este glaciar a principios del año 2011 y cuyos

primeros resultados se entregan en este informe.

OBJETIVO

Desarrollar un programa de monitoreo que permita conocer las características del

glaciar Caserones y su comportamiento previo a la operación del Proyecto Caserones.

UBICACIÓN, CLIMA Y GEOMORFOLOGÍA

Ubicación

El glaciar se ubica en las coordenadas geográficas latitud 28º 10’ Latitud Sur y 69º

29’ Longitud Oeste (Datum WGS 84) a una altitud promedio de 5.250 m s.n.m. (Figura 1).

Figura 1 – Ubicación glaciar Cerro Caserones.

N

Glaciar

Page 5: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

2

Clima

Esta zona corresponde según la clasificación de Köeppen1 a un Clima Desértico

Marginal de Altura (BWH). Por otro lado, según el Mapa Agroclimático de Chile2, este se

inserta en un agroclima desértico de altura, particularmente en la categoría agroclimática

denominada Putre (3.56).

A continuación se describen las unidades climáticas nombradas.

Clima Desértico Marginal de Altura (BWH):

“Se manifiesta sobre los 2.000 m de altura. El régimen térmico es más frío pero las

oscilaciones térmicas son menores que en el desierto marginal bajo, debido a la altura.

La humedad relativa es baja. Las precipitaciones son más abundantes en este clima y se

producen casi exclusivamente en los meses de invierno, de mayo a agosto. Estas son de

origen frontal y muchas veces son nivosas. Las temperaturas bajas y las apreciables

cantidades de nieve en el invierno hacen que la línea de nieves eternas se ubique entre los

5.000 y 6.000 m, por lo que a los más altos picachos de la cordillera de la región, localmente se

les denomine "nevados", como el Incahuasi, Tres Cruces, Ojos del Salado, etc.”. 3

Clima Desértico de Altura; Agroclima Putre:

El Agroclima Putre2 se encuentra al oriente del clima Potrerillos, desde la frontera

con Perú, un sector de la frontera con Bolivia y la frontera con Argentina, hasta un poco

al norte del paralelo 29. Ocupa una superficie aproximada de 5.983.000 ha, que

equivalen al 8.3 % del total. En invierno, el promedio más bajo del mes más frío es

superior a -2.9º C, en tanto que la máxima media diaria del mes más frío, varía de 1º a

5º C. En verano, la máxima media de los 4 meses más cálidos es superior de 10° C. La

duración de la estación sin heladas promedio (temperaturas mínimas promedio

superiores a 0° C) es inferior a 1 mes. La lluvia alcanza a 256.6 mm, que caen

mayormente durante los meses de enero y febrero.

Geomorfología.

Geomorfológicamente, según la clasificación de Börgel4, esta zona corresponde a

las Sierras Transversales del Tronco Maestro Andino (Figura 2). Esta zona se extiende

desde el nevado Ojos del Salado por el norte, hasta el Cerro Juncal por el sur, con un ancho

medio de 90 km y una extensión longitudinal de 630 km. Las cordilleras y sierras

transversales que se inscriben en esta zona presentan un acelerado drenaje exorreico, en la

1 Fuenzalida, H., 1965. Clima. En: Geografía Económica de Chile. Texto Refundido. Corporación de

Fomento de la Producción. Stgo. pp: 99-152.

2 INIA. 1989. Mapa Agroclimático de Chile.

3 Dirección Meteorológica de Chile. www.meteochile.cl [18/07/2008]

4 Börgel, R.1983. Geomorfología. Instituto Geográfico Militar, Santiago de Chile27-70

Page 6: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

3

medida que ganan altitud. A consecuencia de esto, el desplazamiento de la cordillera por

erosión de las aguas corrientes permite una profunda penetración de los valles en su tronco

principal.

Figura 2 – Subunidades Geomorfológicas para la Región de Atacama.

Fuente: Börgel 1983.

Page 7: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

4

Geomorfología Local

El área del glaciar se encuentra a una altitud de 5200 m s.n.m., en la cabecera de una

pequeña quebrada afluente de la quebrada Caserones.

La pendiente media en la naciente de esta pequeña quebrada donde se ubica el

glaciar fluctúa entre 15 y 30 %.

La exposición del área donde se ubica el glaciar es S-SE.

El suelo corresponde a roca fracturada por efecto de meteorización y la roca

corresponde a un monzogranito de edad Paleozoica.

Pendientes

Se clasificaron las pendientes asociadas al proyecto en la Figura 3.

Apoyándose en un modelo propuesto por Marsh5 (1978), podemos definir ciertas

características geomorfológicas del área de influencia, en función de la pendiente

asociada, lo que muestra la Tabla 1.

Tabla 1 – Relaciones Grado de Pendiente / Geomorfología (Según Marsh, 1978).

Pendiente (Grados) Proceso (Erosión /

Depositación) Textura del Suelo Tipo Geomorfológico

0 – 5° Depósito fluvial Arcillas, limos, arenas con

partículas mayores Llanura de inundación

5 – 10° Escorrentía, depósito de

rocas

Gruesa, con mezcla de

arena, limo y arcilla Pie de ladera o terraza

10 – 20° Transicional

20 – 40° Depósitos de rocas Muy gruesa Taludes y conos de

desmoronamiento

40 – 60° Transicional

60 – 90°

Alteración atmosférica y

movimiento de masas

(desprendimiento de rocas

y deslizamientos)

Ninguna (roca madre

compacta y/o alterada) Escarpe, cuesta, risco

Exposición de Laderas

Se muestran las exposiciones de laderas asociadas al sector del proyecto en la

Figura 4.

5 Marsh, William M. 1978. Environmental Analysis for Land Use and Site Planning. McGraw-Hill,

New York.

Page 8: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

5

Figura 3 – Clasificación de las Pendientes del Área del Proyecto.

Figura 4 – Clasificación de las Exposiciones de laderas del Área del Proyecto.

Ubicación Glaciarete

Ubicación Glaciarete

Page 9: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

6

Figura 5 – Clasificación de las Altitudes del Área del Proyecto.

Ubicación Glaciarete

Page 10: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

7

CARACTERIZACIÓN DEL GLACIAR

El glaciar de Caserones corresponde a un glaciarete blanco, templado, de pequeño

tamaño (0,16 km2), de forma triangular orientado al NNW (Figura 6), que posee escasos

detritos en la masa de hielo y emplazado sobre suelo heterogéneo con abundantes

fragmentos graníticos. No se observan morrenas asociadas al glaciarete ni sedimentos

arcillosos en su base.

Figura 6 –Vistas del Glaciarete Caserones

Amplias extensiones de los bordes laterales y superior del glaciarete presentan

penitentes de diferentes tamaños orientados generalmente E-W. El tamaño de estos

penitentes varía de acuerdo a la época, siendo mayores a fines de verano.

En época estival, se diferencian claramente dos sectores, el sector NW con

penitentes entre 30-40 cm y el sector NE con penitentes entre 60 cm y mayores a 3 metros

(Figura 7). En su parte baja (sur) se observa deshielo laminar que aguas abajo se concentran

en la quebrada afluente de la quebrada Caserones. En algunos sectores se presenta

acumulaciones de agua a los pies de los penitentes.

Aguas abajo del glaciarete se han formado ripple-marks perpendiculares al eje

longitudinal de los deshielos del glaciar, como producto de los desplazamientos del glaciar

en épocas pasadas.

NEW

E W N S

S

Page 11: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

8

Figura 7 – Distribución de Penitentes en el Glaciar Cerro Caserones

Basamento

El glaciar se emplaza sobre las altas cumbres del cerro Caserones, sobreyaciendo a

rocas intrusivas de composición monzogranítica de color rojo a rosáceo de grano medio a

grueso, las cuales presentan textura inequigranular y están constituidas por cristales de

cuarzo 30%, feldespato potásico 30%, plagioclasas 25% y menor a 5% de máficos, en

general biotitas.

Este intrusivo presenta localmente nódulos pegmatíticos centimétricos

caracterizados por cuarzo y feldespato potásico. Además se observan frecuentes diques de

microdiorita métricos con orientación preferencial N30E y también N-S y N40W.

Estratigrafía

Se observa en los entornos y aguas abajo del glaciar material particulado grueso

entre 10 y 40 cm, ocasionalmente superiores a un metro y cercano a la zona basal de entre

3-7 cm y material fino de color café, tamaño arena y local tamaño arcilla generalmente

húmedo. Los fragmentos corresponden principalmente a Monzogranito y menores

cantidades de Microdiorita meteorizados en forma mecánica por abrasión mecánica,

gelifracción y termoclastia.

Estación MPS

Penitentes =< 40cm

Penitentes > 40cm

Page 12: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

9

Figura 8 – Morfología del material particulado al sur del Glaciar Cerro Caserones

Los materiales no consolidados presentan ripples de dirección 275º-310º (casi este –

oeste) indicando probablemente el retroceso de la masa de hielo por efecto del

derretimiento (Figura 8). En la cresta del ripple se observa material particulado grueso 7-10

cm y en el valle material particulado entre 5-7 cm con material fino tamaño arcilla.

También en algunos sectores se observan lomas asimétricas de dirección N-S, 5 m de largo

y 0,6 metros de alto con un ancho de 1,5 m, que podrían constituir drumlins, mostrando en

forma evidente el desplazamiento del glaciarete y su mayor tamaño en periodos antiguos.

Evolución Histórica del Glaciar

Los glaciares de Los Andes han disminuido su tamaño en los últimos 50 años, como

consecuencia de cambios climáticos a nivel global, al igual que otros glaciares alrededores

del mundo.

Para determinar la evolución del glaciar se analizaron fotos del vuelo HYCON de

1955 del Instituto Geográfico Militar y 2 imágenes satelitales, una de Nikko Exploration

del 2008 y otra del Google Earth 2010.

Se ha estimado que la superficie del glaciar en el año 1955 alcanzaba a 21,8 Há y el

año 2010 ha alcanzado una superficie de 16 Há, lo que significa un decrecimiento de un

26% en 46 años.

En la figura 9 se muestra la variación morfológica del glaciar Caserones.

Page 13: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

10

Figura 9 – Variaciones del Glaciarete Cerro Caserones en el tiempo

Caracterización del glaciar según resolución D.G.A 1851

Las principales características del glaciarete Caserones, según resolución de la

D.G.A N° 1851, de fecha 22 de junio de 2009 se presentan en tabla N°2.

Fotografia Hycon Imagen Satelital NED 2008

Imagen Google Earth 2010

Page 14: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

11

Tabla 2 – Caracterización glaciarete Caserones según resolución D.G.A 1851

Campo Descripción Unidad

Cod_gla Código del glaciar definido según normas del Word Glacier Inventory (WGI) RC10341/2

Nombre Nombre del glaciar Caserones

Clasifica Primer dígito de clasificación glaciar según normas UNESCO/WGI 7

Región Regíon de Chile donde se sitúa el glaciar 3

Comuna Nombre de la comuna donde se sitúa el glaciar Tierra amarilla

Datum Sistema de referencia WGS84

Huso Zona cartográica donde se sitúa el glaciar 19S

Este Coordenada Este UTM 451367

Norte Coordenada Norte UTM 6883950

Fuente Dig Fuente digitalización -

Fuente fecha fecha de la fuente utilizada para la digitalización -

Invent fecha Año de realiazación del inventario 2014

Cod BNA Código Banco Nacional de Aguas -

Area km2 Area total galaciar 0.123km2

N° Cuendre Número de cuencas de drenaje que posee el galciar 1

MAPIGM_EMP Cartografía que se utilizó para digitalización Caserones

ESCALA MAP Escala del mapa utilizado en la digitalización 1:50.000

FECHA MAPA Año del mapa empleado en la digitalización 1970

PRECM Precisión de la medida (resolución espacial de la base de imágenes utilizada) -

AREA_EXP Area expuesta del glaciar 0,123 km2

AREA_CUB Area cubierta del glaciar 0

AREA_ABLAC Area de ablación del glaciar -

ANCHO_PROM Ancho promedio del glaciar 0,3 km

LARGO_PROM Largo promedio del glaciar 0,35 km

LMAXTOT Largo máximo del glaciar 0,43 km

L_MAX_EXP Largo máximo expuesto del glaciar 0,43 km

LMAXABLAC Largo máximo de ablación -

ORIENACUM Orientación del área de acumulación -

ORIENABLAC Orientación del área de ablación -

ORIENTA Orientación principal del glaciar SE

HMAX Altitud máxima del glaciar 5409

HMEDIA Altitud media del glaciar 5260

HMINTOTAL Altitud mínima total 5175

HMINEXP Altitud mínima del área expuesta 5175

HMEDABLAC Altitud media del área de ablación -

CLASIFICA_WGI Clasificación completa del glaciar según normas UNESCO/WGI 700110

ESP_MED Espesor medio del glaciar 13,5 m

LATITUD Coordenadas geográficas 28°10´S

LONGITUD Coordenadas geográficas 69°29´W

ID Campo interno GIS -

SHAPE Tipo de vector utilizado (punto, línea, polígono) -

Page 15: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

12

TRABAJOS REALIZADOS

En el mes de diciembre del 2010 se realizó una visita preliminar al lugar para

realizar la planificación del trabajo de forma segura. En esta visita se aprovechó de

evidenciar las condiciones generales del área y del glaciarete.

En marzo de 2012 se comienzan las labores en el Glaciarete Caserones (ubicado en

una de las cabeceras del Cerro Caserones), en esa oportunidad se desarrolló un programa de

monitoreo que consistió en medir el perímetro del glaciarete, confeccionar cuadriláteros de

fusión y cortes de cubos de hielo para medir el impacto del polvo de la mina sobre el

glaciarete, entre otras actividades. Posteriormente, en los meses de abril y diciembre de

2012, abril de 2013 y enero de 2014 se realizaron nuevamente monitoreos y seguimiento a

las actividades programadas inicialmente.

Las actividades realizadas se describen a continuación.

Variaciones morfológicas del glaciarete

Con el objetivo de medir las variaciones morfológicas del glaciarete se realizaron

levantamientos topográficos de su perímetro mediante el uso de un GPS geodésico. El

método de levantamiento utilizado fue “RTK & Infill” que corresponde a un levantamiento

tradicional RTK que puede ser post-procesado y que permite, considerando la accidentada

topografía del lugar, mejorar las coordenadas obtenidas en tiempo real.

Las dimensiones medidas en los distintos periodos así como el espesor medio del

glaciar, determinado en base a la formula empírica (1) propuesta por Chen y Ohmura6

(1990) y el agua equivalente del glaciar considerando una densidad de hielo7 de 0,9

[g/cm3], se muestran en la tabla 3.

(1) Espesor del glaciar [m] = 28,5 x (area [km2])

0.357

Tabla 3 – Dimensiones del glaciar por periodo

Periodo Area [Km2]

Perímetro

[m]

Espesor (1)

[m]

Agua equivalente

[Millon m3]

Marzo 2012 0,120 1692 13.4 1.44

Diciembre 2012 0,138 1983 14.1 1.75

Abril 2013 0,107 1374 12.8 1.24

Enero 2014 0,123 1650 13.5 1.49

En la figura 10 se muestra las variaciones morfológicas medidas en el glaciarete

durante el periodo indicado en la Tabla 3.

6 Chen, J y Ohmura, A. 1990. Estimation of Alpine glacier water resources and their change since

the 1970s. JAHS Publ.193: 127-135

7 Cuffey, K y Paterson, W. 2010. The physics of glaciers, fourth edn. B/H, Oxford.

Page 16: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

13

Figura 10 – Variación morfológica glaciarete en el periodo Marzo 2012 – Enero 2014.

Velocidad glacial y cambios de elevación

Con el objeto de medir la deformación del glaciar, la velocidad de desplazamiento y

los cambios de volumen, se planificó en diciembre del año 2010 instalar una red de

aproximadamente 25 puntos, demarcados mediante coligües de 2 m con la idea de

determinar el desplazamiento anual y estacional de cada punto.

La red de puntos en terreno fue supervisada por un geólogo y se utilizó una cuadrilla

de topografía liderada por un geomensor y que contaba con una estación total y prismas

sobre trípode centrado en cada punto.

Durante la primera visita al glaciar se materializó un vértice de referencia para el

levantamiento topográfico y control de movimiento de estacas, para lo cual se ascendió

hasta los 5.246 metros de altitud con el fin de tener plena visual del lado Este del glaciar,

aquí se construyó el primer monolito (Lat: 28º 10` 02.8`` / Long: 69º 29` 24,9``).

Los coligües de 2 m de altura, fueron instalados en diciembre de 2012 en sectores

donde se podía ingresar hacia el interior del glaciarete; sin embargo en la subida de abril de

2013 fue imposible llegar a esos lugares debido a la gran cantidad de penitentes y de

Page 17: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

14

grietas. En enero de 2014 sólo se instalaron 4 coligües, debido a la gran cantidad de

penitentes de más de 3 metros de altura en algunos sectores del glaciarete.

Además se buscó la alternativa de poner piedras planas de referencia, aspecto

sugerido por un especialista francés, lo que tampoco funcionó.

Figura 11 – Comparación visual coligües glaciarete.

Determinación de la tasa de fusión del hielo en superficie

Con el objeto de medir la tasa de fusión en función de la radiación solar con

diferentes albedos producto de la presencia del material particulado sedimentable sobre el

glaciarete blanco, se realizaron dos pruebas:

Cuadrilátero de fusión

Se confeccionaron cuadriláteros de fusión construidos con estacas o coligües de

fierro conformando dos grupos, uno localizado en la base del glaciarete (sector sur) y

el otro en el sector Oeste del mismo, a mayor altura. Los grupos de cuadriláteros se

marcaron de 8 x 2 m cada uno y divididos en 4 partes de 2 x 2 m, tal como se muestra

en la figura a continuación:

Figura 12 – Medidas cuadriláteros de fusión.

Las estacas que conforman los cuadriláteros miden 2 m de altura, se entierran 50 cm

en la nieve y se marcan cada 50 cm, quedando visible 1,5 m. En las estacas centrales de

los cuadriláteros se pone un coligüe con una bandera identificadora (figura 13).

Page 18: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

15

Figura 13 – Cuadriláteros de fusión en sector sur de glaciarete Caserones.

De forma de variar el albedo, en cada cuadrado de 2x2 m se esparció polvo

proveniente de cuttings de perforación representativo del sector mina con

granulometría -150 Malla Tyler (tabla 4).

Tabla 4 – Pesos de cuttings esparcidos en cuadriláteros de fusión

Cuadrado N° Cantidad polvo [gr]

Densidad

equivalente

[g/m2]

C1 0 0

C2 4 1

C3 20 5

C4 40 10

Figura 14 – Esparcimiento de polvo en Cuadriláteros de Fusión sector sur del glaciarete Caserones.

En los cuadriláteros de fusión del sector oeste instalados en abril de 2012, se pudo

medir la cantidad de nieve caída durante la subida de diciembre del mismo año,

mientras que en la última subida, de abril de 2013, las estacas se encontraban al nivel

del suelo, siendo imposible realizar una medición de la cantidad de nieve caída. En la

subida de enero 2014, se procede a instalar dos cuadriláteros, uno en el sector sur y

otro en el sector oeste.

Page 19: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

16

Figura 15 – Comparación visual cuadriláteros de fusión sector oeste glaciarete.

Prueba con cubos de hielo

Se procedió a cortar 4 cubos de hielo de 30 x 30 x 30 cm en una superficie plana del

glaciarete. Luego se envolvieron en plástico dejando abierto en la parte más baja la que

descargaba en un recipiente plástico con el fin de medir el agua líquida producida por

el derretimiento (figura 16 y 17).

Figura 16 – Corte de cubos y posterior pesaje.

Page 20: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

17

Figura 17 –. Demarcación de cubos y esparcimiento de polvo en las superficies.

De forma de variar el albedo, en cada cubo de 30 x 30 cm se esparció polvo

proveniente de cuttings de perforación representativo del sector mina con

granulometría -150 Malla Tyler (tabla 5), realizándose mediciones cada 24 horas

durante tres días.

Tabla 5 – Pesos de cuttings esparcidos en cubos de hielo.

Cubo N° Cantidad MPS [gr]

Densidad

equivalente

[g/m2]

1 0,1 1,1

2 4 44,4

3 10 111,1

4 0 0

En la tabla 6 y 7 se muestran los resultados obtenidos, considerando una densidad

de hielo8 de 0,9 [g/cm

3]:

Tabla 6 – Derretimientos medidos en cubos de hielo en función del tiempo (diciembre 2012)

Hora Masa de hielo derretido [Kg]

Cubo 1 Cubo 2 Cubo 3 Cubo 4

24 1,06 1,28 1,33 0,55

48 2,19 2,46 2,74 1,32

72 3,30 3,81 4,19 1,67

Tabla 7 – Derretimientos medidos en cubos de hielo en función del tiempo (enero 2014)

Hora Masa de hielo derretido [Kg]

Cubo 1 Cubo 2 Cubo 3 Cubo 4

24 0,89 1,56 1,67 0,78

48 1,67 3,44 3,72 1,44

72 2,17 4,33 4,67 1,83

8 Cuffey, K y Paterson, W. 2010. The physics of glaciers, fourth edn. B/H, Oxford.

Page 21: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

18

En la figura 18 se muestran las variaciones promedio de las tasas de derretimiento

de los cubos en función del volumen de polvo por unidad de área.

Figura 18 – Variación de la tasa de derretimiento

De los resultados obtenidos se puede visualizar que existe un umbral en torno a los

60 g/m2, bajo el cual los aumentos en la tasa de derretimiento son significativos,

tendiendo a partir de ahí a mantenerse constante.

Estimación de temperaturas sector glaciar a partir de estación Curva Negra; Factor

Grado Dia.

La cantidad de agua de deshielo producido depende de las condiciones climáticas

que prevalecen y las características físicas de la superficie. El factor de grado-día representa

la tasa de derretimiento de la nieve y el hielo con respecto a la temperatura, y pude ser

determinado de:

(2) D = M/(Ta – T0)

donde M = profundidad de agua de deshielo (mm dia-1

); Ta = promedio de la temperatura

del aire (°C); T0 = temperatura base (0°C); y D= factor grado-día (mm°C-1

dia-1

)

Tomando como base el registro continuo de las temperaturas en la estación

meteorológica localizada en el sector de Curva Negra (figura 19 y 20) se realizó una

correlación con los datos puntuales de temperatura obtenidos en 2 periodos en el sector del

Glaciar Caserones: entre el 8 y el 11 de Diciembre de 2012 y entre el 21 y 24 de Enero de

2014 (tabla 8)

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

140%

160%

0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00

Var

iaci

ón

de

tas

a

g polvo/m2

ene-14

dic-12

Page 22: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

19

Tabla 8 – Correlación meteorológica estación Curva Negra – sector Glaciar

Fecha Hora Estación Curva Negra Glaciar

Viento [m/s] T° [c°] Viento [m/s] T° [c°]

08-Dic-2012 15:00 3,589 15,6 3,611 6,0

09-Dic-2012 15:00 3,141 16,1 8,333 6,5

10-Dic-2012 15:00 3,103 14,5 9,722 5,0

11-Dic-2012 15:00 3,706 11,9 7,639 4,0

21-En-2014 14:00 2,865 13,3 6,667 7,3

22-En-2014 14:00 2,837 13,0 8,889 6,0

23-En-2014 14:00 3,900 10,6 6,389 4.5

24-En-2014 14:00 3,422 9,1 5,833 4

Figura 19 – Variación de temperatura en estación Curva Negra (Diciembre 2012)

Figura 20 – Variación de temperatura en estación Curva Negra (Enero 2014)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400

T°[C

°]

Hora

08-dic-12

09-dic-12

10-dic-14

11-dic-14

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400

T [C

°]

Hora

21-ene-14

22-ene-14

23-ene-12

24-ene-14

Page 23: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

20

A partir de los datos medidos se obtuvo un modelo (3) que nos permitió estimar

las variaciones de las temperaturas en el sector del glaciar en el mismo periodo (figura 21):

(3) T°G [C°] = T°CN [C°] x 0,35 + 0,95

Figura 21 – Correlación de temperaturas Estación curva Negra – Sector Glaciar

Con la información obtenida se estimó la temperatura promedio para cada día en el

sector del glaciar y con esta información más los resultados obtenidos en las pruebas de

derretimiento de los cubos de hielo se calculó la tasa de derretimiento (4) o Factor Grado

Día para el hielo:

(4) D = 7,7 mm°C-1

dia-1

Modelación de los vientos en las cercanías del glaciar y cuantificación del MPS en el

glaciar

A partir de la estación meteorológica ubicada en sector Curva Negra (km 12),

cercana al área minera, y los resultados de la modelación de meteorología en altura a partir

del software MM5, se llevó a cabo una comparación de los patrones de viento de superficie

(donde tiene lugar las emisiones de polvo del proyecto) y de altura (donde tendría lugar la

posible inmisión).

La empresa Gestión Ambiental Consultores S.A, efectuó un informe

correspondiente a un análisis de vientos en el entorno del área del proyecto Caserones (ver

anexo1, “Análisis de vientos en las cercanías del glaciar Cerro Caserones Sur”; Gestión

Ambiental Consultores; Junio 2011). El objetivo de este análisis es identificar de manera

cualitativa la posible influencia de la actividad minera del Proyecto Caserones en el área del

glaciar Cerro Caserones Sur, en lo referido a la dispersión de material particulado, a través

del análisis del comportamiento del viento en el sector. Sus conclusiones son:

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0

Tem

pe

ratu

ra S

ect

or

Gla

ciar

[C

°](T

° G)

T° Estación Curva Negra [C°](T°CN)

T°G = T°CN x 0,35 + 0,95

Page 24: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

21

- Dada la compleja topografía del área, la meteorología medida en superficie tiene una

representatividad limitada al entorno inmediato de su ubicación.

- La meteorología de altura disponible muestra que existen períodos del día donde el

viento fluye de oeste a este, sin embargo, dado que la información se encuentra a una

escala de 4 x 4 km, el efecto de la topografía local pudiese no estar adecuadamente

considerado.

- La información disponible no permite obtener resultados concluyentes en cuanto al

patrón de viento imperante en el área, razón por la cual no es posible satisfacer el

objetivo del análisis, esto es, identificar de manera cualitativa la posible influencia del

proyecto Caserones sobre el glaciarete Cerro Caserones Sur.

Posteriormente, y con el mismo objetivo, se efectuó una simulación atmosférica para la

zona de la Mina (ver anexo 2, “Simulación atmosférica para la zona de la mina

Caserones”; MeteoData Limitada; Mayo 2013), generada a partir del modelo atmosférico

WRF, cubriendo un area de 72 x 72 km con una resolución espacial de 1 km. Los datos que

soportan este modelo cubren el año 2012 completo con intervalo de una hora y están

aportados por las estaciones Carrizalillo y Piloto (<4.000 m alt.) y Curva Negra y Refugio

(> 4.000 m alt.). Sus Conclusiones son:

- El modelo tiene un buen desempeño al interior de los valles, reproduciendo de forma

aceptable el ciclo diario de dirección e intensidad de viento.

- Entre los 4000 y 4750 metros de altura, el modelo muestra un ciclo diario que no

concuerda con las observaciones en estación Refugio y Curva Negra, en cuyas

estaciones se observan vientos predominantes de gran escala, provenientes desde el

noroeste. Dicha condición es reproducida por el modelo solo sobre los ~5000 metros de

altura, 5km al este de estación Curva Negra.

- El actual desempeño del modelo no permite una correcta aplicación a la dispersión de

material particulado en la zona de Caserones.

Adicionalmente, se instaló en la cercanía del glaciar, una estación de monitoreo

estival (Dic-Mar) de MPS (Material Particulado Sedimentable) durante el mes de diciembre

del 2010, a fin de determinar una línea base previa a la etapa de mayores emisiones del

proyecto y mantener un programa de monitoreo luego de iniciadas las principales

actividades.

Previo a la instalación de la estación de Material Particulado Sedimentable

entregada por Cesmec, se recorrió tanto el glaciar como su perímetro evaluando la

dirección y velocidad de los vientos y la temperatura. Se detectó un flujo principal de

viento N30-40E asociado a la quebrada ubicada a los pies del glaciar y otro de secundario

de dirección E/W a NW. El lugar donde se instaló la estación comprende un sector donde

se tendría eventualmente aporte de los dos flujos de viento (figura 21), siendo sus

coordenadas UTM N6.883.670, E451.448 y cota 5.163 m (WGS84).

Page 25: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

22

Figura 21 – Instalación de estación de material particulado sedimentable (MPS) al sur del Glaciar Cerro

Caserones

La primera medición de las concentraciones de MPS en los monitoreos

correspondientes al período comprendido entre el 18/01/2011 y 06/03/2011 correspondió a

masa de polvo 325,3 mg y la concentración de polvo sedimentable a 35,2 mg/m2/día (ver

tabla 9 y anexo 3, informe SEB-14408). En las visitas posteriores de diciembre de 2012,

Abril de 2013 y Enero de 2014 no fue posible medir las concentraciones debido a

problemas técnicos con los recipientes contenedores; en los monitoreos correspondientes al

período comprendido entre el 20/01/2014 y 03/04/2014 correspondió a masa de polvo

109,7 mg y la concentración de polvo sedimentable a 7,7 mg/m2/día (ver tabla 9 y anexo 3,

informe SEB-17175).

Tabla 9 – Monitoreo MPS – sector Glaciar

Fecha Monitoreo Masa polvo

[mg]

Concentración

polvo sedimentable

[mg/m2/día]

18/01/2011 – 06/03/2011 325,3 35,2

20/01/2014 – 03/04/2014 109,7 7,7

Page 26: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

23

CONCLUSIONES

El glaciar corresponde a un glaciarete de valle o de tipo alpino, de pequeño tamaño

(0,13 km2) de forma triangular orientado al NNW. Es un glaciar blanco que no

posee cubierta detrítica, templado, emplazado sobre el basamento granítico.

Los trabajos en el glaciarete han permitido determinar la complejidad de la

realización de dicho estudio debido a los problemas inherentes que genera el “mal

de altura” en los profesionales que hacen el estudio en terreno y a los penitentes que

se ven en aumento durante el mes de Enero.

Las variaciones morfológicas observadas en el periodo marzo 2012 a enero 2014

parecieran obedecer a las variaciones propias correspondientes a los ciclos

estacionales existentes entre cada monitoreo, no siendo evidente en el periodo

estudiado una disminución absoluta del tamaño del glaciarete.

El estudio de análisis de vientos recomienda la instalación de una estación de

monitoreo de viento inmediatamente al sureste de la pila de lixiviación, a objeto de

verificar la posibilidad que los vientos remonten la perturbación geográfica aledaña

en dirección al glaciar.

Page 27: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

ANEXO 1

Page 28: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

Análisis de vientos en las cercanías del glaciar Cerro Caserones Sur

Región de Atacama, Chile Junio 2011

Preparado por:

Gestión Ambiental Consultores S.A Padre Mariano 103 Of. 307

7500499, Providencia, Chile Fono: +56 2 719 5600

Fax: +56 2 235 1100 www.gac.cl

INF

OR

ME

Page 29: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

Análisis de vientos en las cercanías

del glaciar Cerro Caserones Sur

i

ÍNDICE

1. INTRODUCCIÓN................................................................................................................................... 1

2. OBJETIVOS .......................................................................................................................................... 1

3. METODOLOGÍA ................................................................................................................................... 1

4. ANÁLISIS DE INFORMACIÓN............................................................................................................. 4

4.1. Meteorología en Superficie............................................................................................................ 4 4.1.1 Comportamiento Anual.......................................................................................................... 4 4.1.2 Comportamiento Trimestral ................................................................................................... 9 4.1.3 Resumen de Resultados ..................................................................................................... 13

4.2. Meteorología en Altura ................................................................................................................ 14 4.3. Análisis global.............................................................................................................................. 20

5. CONCLUSIONES................................................................................................................................ 21

6. RECOMENDACIONES ....................................................................................................................... 22

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 4.1. Resumen de Frecuencias de Direcciones del Viento ................................................................ 13

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 3.1. Ubicación Estación Monitora Curva Negra ................................................................................. 2 Figura 3.2. Topografía del área..................................................................................................................... 3 Figura 4.1. Rosa de Viento Comportamiento Anual en 24 Horas................................................................. 4 Figura 4.2. Rosa de Viento Comportamiento Anual – 0 a 5 horas................................................................ 5 Figura 4.3. Rosa de Viento Comportamiento Anual – 6 a 11 horas ............................................................. 6 Figura 4.4. Rosa de Viento Comportamiento Anual – 12 a 17 horas ........................................................... 7 Figura 4.5. Rosa de Viento Comportamiento Anual – 18 a 23 horas ........................................................... 8 Figura 4.6. Rosa de Viento Trimestre Enero-Marzo en 24 Horas................................................................. 9 Figura 4.7. Rosa de Viento Trimestre Abril-Junio en 24 Horas................................................................... 10 Figura 4.8. Rosa de Viento Trimestre Julio-Septiembre en 24 Horas ........................................................ 11 Figura 4.9. Rosa de Viento Trimestre Octubre-Diciembre en 24 Horas ..................................................... 12 Figura 4.10. Campo de viento – Enero 00:00 hrs – 10 metros ................................................................... 14 Figura 4.11. Campo de viento – Enero 00:00 hrs – 920 metros ................................................................. 15 Figura 4.12. Campo de viento – Enero 12:00 hrs – 10 metros ................................................................... 16 Figura 4.13. Campo de viento – Enero 12:00 hrs – 920 metros ................................................................. 16 Figura 4.14. Campo de viento – Junio 00:00 hrs – 10 metros .................................................................... 17 Figura 4.15. Campo de viento – Junio 00:00 hrs – 920 metros .................................................................. 18 Figura 4.16. Campo de viento – Junio 12:00 hrs – 10 metros .................................................................... 19 Figura 4.17. Campo de viento – Junio 12:00 hrs – 920 metros .................................................................. 19

Page 30: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

Análisis de vientos en las cercanías

del glaciar Cerro Caserones Sur

ii

Figura 6.1. Estación de monitoreo complementaria.................................................................................... 22

Page 31: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

Análisis de vientos en las cercanías

del glaciar Cerro Caserones Sur

1

1. INTRODUCCIÓN

El presente documento corresponde a un análisis de vientos en el entorno del área del proyecto Caserones, el que se realiza como parte de los esfuerzos de seguimiento del glaciar establecidos en el “Programa de Monitoreo del Glaciar Cerro Caserones Sur”.

2. OBJETIVOS

El objetivo de este análisis es identificar de manera cualitativa la posible influencia de la actividad minera del Proyecto Caserones en el área del glaciar Cerro Caserones Sur, en lo referido a la dispersión de material particulado, a través del análisis del comportamiento del viento en el sector.

3. METODOLOGÍA

El análisis considera tanto información de monitoreo de meteorología en superficie, como también información de modelación de meteorología en altura.

La información de meteorología en superficie se obtiene de los monitoreos realizados, durante el año 2010, en la estación Curva Negra ubicada en las cercanías del Proyecto Caserones, específicamente en las coordenadas geográficas 28° 10’ 6,6” S – 69° 33’ 35,41” W. En la Figura 3.1 se muestra la ubicación de la estación monitora con respecto a las instalaciones del proyecto.

Page 32: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

Análisis de vientos en las cercanías

del glaciar Cerro Caserones Sur

2

Figura 3.1. Ubicación Estación Monitora Curva Negra

De la figura anterior se desprende que la estación de monitoreo se encuentra inmediatamente al sur del botadero de estériles y al este del rajo el cual, a su vez, se encuentra al este del glaciar Cerro Caserones Sur. Una vista en perspectiva muestra adicionalmente la diferencia de cota entre el rajo y el glaciar, el cual se encuentra en la cumbre de una abrupta perturbación que se inicia inmediatamente al este del área del proyecto.

Page 33: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

Análisis de vientos en las cercanías

del glaciar Cerro Caserones Sur

3

Figura 3.2. Topografía del área

En cuanto a la meteorología en altura, esta información proviene del software de modelación de meteorología MM5, que corresponde a un modelo de carácter regional utilizado para crear pronósticos meteorológicos y proyecciones climáticas, y es mantenido por el Centro Nacional de Investigación Atmosférica (NCAR) en Estados Unidos.

El análisis considera la elaboración de rosas de viento asociadas a la meteorología de superficie y campos de viento asociados a la meteorología de altura.

Es importante señalar que un análisis de este tipo no permite ni tiene por objetivo cuantificar el potencial impacto de las emisiones de material particulado del proyecto sobre el glaciar.

Page 34: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

Análisis de vientos en las cercanías

del glaciar Cerro Caserones Sur

4

4. ANÁLISIS DE INFORMACIÓN

4.1. Meteorología en Superficie

4.1.1 Comportamiento Anual

A continuación se describe, mediante rosas de viento, el comportamiento anual del viento medido en la estación Curva Negra.

Figura 4.1. Rosa de Viento Comportamiento Anual en 24 Horas

NORTH

SOUTH

WEST EAST

11%

22%

33%

44%

55%

WIND SPEED (m/s)

>= 11,1

8,8 - 11,1

5,7 - 8,8

3,6 - 5,7

2,1 - 3,6

0,5 - 2,1

Calms: 0,07%

En forma anual, para un periodo de 24 horas, las direcciones predominantes del viento son NNW con un 50,8% del tiempo, seguida de la dirección N, con un 16,9% del tiempo y la dirección NW con un 16,4%. La velocidad promedio en este tramo es de 10,9 m/s.

Page 35: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

Análisis de vientos en las cercanías

del glaciar Cerro Caserones Sur

5

Lo anterior indica que las tres direcciones predominantes se presentan durante aproximadamente el 84% del tiempo, con escasa ocurrencia de otras direcciones. En efecto, tal como se desprende de la figura anterior, la estación casi no registra vientos provenientes del este y/o del sur.

Las rosas de viento para períodos de 6 horas, que se presentan a continuación, no hacen sino reafirmar lo previamente expuesto. Adicionalmente, a partir de su revisión es posible inferir que la componente NNW es una constante durante las 24 horas y que la diferencia entre el período diurno y nocturno está marcada por la predominancia de la componente NW en el primero y la componente N en el segundo.

Figura 4.2. Rosa de Viento Comportamiento Anual – 0 a 5 horas

NORTH

SOUTH

WEST EAST

11%

22%

33%

44%

55%

WIND SPEED (m/s)

>= 11.1

8.8 - 11.1

5.7 - 8.8

3.6 - 5.7

2.1 - 3.6

0.5 - 2.1

Calms: 0.14%

En forma anual, entre las 0 y las 5 horas, las direcciones predominantes del viento son NNW con un 50,7% del tiempo, seguida de la dirección N, con un 31,8% del tiempo. La velocidad promedio en este tramo es de 10,1 m/s.

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Análisis de vientos en las cercanías

del glaciar Cerro Caserones Sur

6

Figura 4.3. Rosa de Viento Comportamiento Anual – 6 a 11 horas

NORTH

SOUTH

WEST EAST

11%

22%

33%

44%

55%

WIND SPEED (m/s)

>= 11.1

8.8 - 11.1

5.7 - 8.8

3.6 - 5.7

2.1 - 3.6

0.5 - 2.1

Calms: 0.14%

En forma anual, entre las 6 y las 11 horas, las direcciones predominantes del viento son NNW con un 51,6% del tiempo, seguida de la dirección N, con un 20,2% del tiempo, y la dirección NW, con un 12,8%. La velocidad promedio en este tramo es de 10,2 m/s.

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Análisis de vientos en las cercanías

del glaciar Cerro Caserones Sur

7

Figura 4.4. Rosa de Viento Comportamiento Anual – 12 a 17 horas

NORTH

SOUTH

WEST EAST

12%

24%

36%

48%

60%

WIND SPEED (m/s)

>= 11.1

8.8 - 11.1

5.7 - 8.8

3.6 - 5.7

2.1 - 3.6

0.5 - 2.1

Calms: 0.00%

En forma anual, entre las 12 y las 17 horas, las direcciones predominantes del viento son NNW con un 55,0% del tiempo, seguida de la dirección NW, con un 34,0% del tiempo. La velocidad promedio en este tramo es de 14,2 m/s.

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Análisis de vientos en las cercanías

del glaciar Cerro Caserones Sur

8

Figura 4.5. Rosa de Viento Comportamiento Anual – 18 a 23 horas

NORTH

SOUTH

WEST EAST

10%

20%

30%

40%

50%

WIND SPEED (m/s)

>= 11.1

8.8 - 11.1

5.7 - 8.8

3.6 - 5.7

2.1 - 3.6

0.5 - 2.1

Calms: 0.00%

En forma anual, entre las 18 y las 23 horas, las direcciones predominantes del viento son NNW con un 45,7% del tiempo, seguida de la dirección NW, con un 17,3% del tiempo, y la dirección N, con un 15,0%. La velocidad promedio en este tramo es de 9,2 m/s.

Page 39: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

Análisis de vientos en las cercanías

del glaciar Cerro Caserones Sur

9

4.1.2 Comportamiento Trimestral

A fin de identificar posibles estacionalidades en el patrón de viento imperante en el área, a continuación se presenta un análisis trimestral.

Figura 4.6. Rosa de Viento Trimestre Enero-Marzo en 24 Horas

NORTH

SOUTH

WEST EAST

7%

14%

21%

28%

35%

WIND SPEED (m/s)

>= 11.1

8.8 - 11.1

5.7 - 8.8

3.6 - 5.7

2.1 - 3.6

0.5 - 2.1

Calms: 0.05%

Durante el trimestre Enero-Marzo, para un periodo de 24 horas, las direcciones predominantes del viento son NNW con un 30,9% del tiempo, seguida de la dirección NW, con un 27,5% del tiempo y la dirección N con un 15,5%. La velocidad promedio en este trimestre es de 7,8 m/s.

Se observa en este periodo una mayor predominancia de la dirección NW (27,5%) con respecto al comportamiento anual de la misma componente (16,4%), lo que le otorga menor peso a la componente principal del viento, NNW (30,9%), con respecto al comportamiento anual (50,8%).

Page 40: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

Análisis de vientos en las cercanías

del glaciar Cerro Caserones Sur

10

Figura 4.7. Rosa de Viento Trimestre Abril-Junio en 24 Horas

NORTH

SOUTH

WEST EAST

12%

24%

36%

48%

60%

WIND SPEED (m/s)

>= 11.1

8.8 - 11.1

5.7 - 8.8

3.6 - 5.7

2.1 - 3.6

0.5 - 2.1

Calms: 0.05%

Durante el trimestre Abril-Junio, para un periodo de 24 horas, las direcciones predominantes del viento son NNW con un 55,0% del tiempo, seguida de la dirección NW, con un 19,8% del tiempo y la dirección N con un 11,0%. La velocidad promedio en este tramo es de 13,0 m/s.

Se observa en este periodo una importante predominancia de la dirección NNW (55,0%), aun mayor que con respecto al comportamiento anual de la misma componente (50,8%), y muy superior al del trimestre Enero-Marzo (30,9%).

Page 41: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

Análisis de vientos en las cercanías

del glaciar Cerro Caserones Sur

11

Figura 4.8. Rosa de Viento Trimestre Julio-Septiembre en 24 Horas

NORTH

SOUTH

WEST EAST

13%

26%

39%

52%

65%

WIND SPEED (m/s)

>= 11.1

8.8 - 11.1

5.7 - 8.8

3.6 - 5.7

2.1 - 3.6

0.5 - 2.1

Calms: 0.09%

Durante el trimestre Julio-Septiembre, para un periodo de 24 horas, las direcciones predominantes del viento son NNW con un 64,2% del tiempo, seguida de la dirección N, con un 24,2% del tiempo y la dirección NW con un 5,5%. La velocidad promedio en este tramo es de 13,8 m/s.

Se observa en este periodo una fuerte predominancia de la dirección NNW (64,2%), aun mayor que con respecto al comportamiento del trimestre Abril-Junio (55,0%), superior al comportamiento anual de la misma componente (50,8%), y muy superior al del trimestre Enero-Marzo (30,9%).

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Análisis de vientos en las cercanías

del glaciar Cerro Caserones Sur

12

Figura 4.9. Rosa de Viento Trimestre Octubre-Diciembre en 24 Horas

NORTH

SOUTH

WEST EAST

11%

22%

33%

44%

55%

WIND SPEED (m/s)

>= 11.1

8.8 - 11.1

5.7 - 8.8

3.6 - 5.7

2.1 - 3.6

0.5 - 2.1

Calms: 0.09%

Durante el trimestre Octubre-Diciembre, para un periodo de 24 horas, las direcciones predominantes del viento son NNW con un 52,5% del tiempo, seguida de la dirección N, con un 16,8% del tiempo y la dirección NW con un 13,0%. La velocidad promedio en este tramo es de 9,0 m/s.

Se observa en este periodo una predominancia de la dirección NNW (52,5%), similar al comportamiento anual de la misma componente (50,8%).

Page 43: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

Análisis de vientos en las cercanías

del glaciar Cerro Caserones Sur

13

4.1.3 Resumen de Resultados

A continuación se presenta un resumen de las frecuencias de las direcciones del viento analizadas, es decir, el comportamiento anual (24 horas y 6 horas) y trimestral (24 horas). Se destacan en color las direcciones predominantes.

Tabla 4.1. Resumen de Frecuencias de Direcciones del Viento

Trimestral Anual

Ene-Mar Abr-Jun Jul-Sep Oct-DicDir. Vto.

24 hrs 0-5 hrs 6-11 hrs 12-17 hrs 18-23 hrs 24 hrs 24 hrs 24 hrs 24 hrs

N 16,9 31,8 20,2 0,5 15,0 15,5 11,0 24,2 16,8

NNE 2,8 4,1 4,2 0,2 2,7 2,7 2,4 3,1 2,9

NE 1,1 1,4 1,6 0,4 1,3 1,8 1,2 0,3 1,3

ENE 1,2 1,2 1,2 0,2 2,0 1,6 1,1 0,2 1,7

E 0,7 1,0 0,8 0,2 0,8 1,2 0,7 0,3 0,6

ESE 1,6 2,3 2,3 0,1 1,6 2,8 2,0 0,8 0,8

SE 2,7 3,6 2,9 0,8 3,4 4,9 2,9 0,4 2,5

SSE 2,8 1,7 1,7 3,2 4,4 5,3 2,1 0,2 3,5

S 0,5 0,2 0,2 0,8 0,8 0,8 0,5 0,1 0,6

SSW 0,3 0,2 0,1 0,3 0,5 0,5 0,1 0,1 0,4

SW 0,5 0,0 0,1 0,8 1,1 0,9 0,3 0,0 0,8

WSW 0,5 0,0 0,1 0,7 1,3 0,7 0,2 0,1 1,1

W 0,4 0,2 0,0 0,7 0,6 1 0,1 0,0 0,4

WNW 0,9 0,2 0,0 2,0 1,4 1,9 0,4 0,3 1,0

NW 16,4 1,3 12,8 34,0 17,3 27,5 19,8 5,5 13,0

NNW 50,8 50,7 51,6 55,0 45,7 30,9 55,0 64,2 52,5

De acuerdo a la tabla anterior, y confirmando lo mencionado previamente, existe una clara predominancia de la dirección NNW, seguida por las direcciones NW y N, las que en conjunto se presentan durante más del 80% del tiempo.

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Análisis de vientos en las cercanías

del glaciar Cerro Caserones Sur

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4.2. Meteorología en Altura

A diferencia de la meteorología de superficie, la cual se analiza de manera puntual, la meteorología de altura permite analizar el comportamiento del viento a nivel zonal.

La información para el área del proyecto, obtenida a través del software MM5, permite realizar una comparación del campo de viento tanto a nivel estacional como entre período diurno y nocturno, para distintas alturas. Es importante destacar que el análisis se encuentra limitado por la resolución del campo de viento, el cual se encuentra disponible en una grilla de 4 x 4 km, lo cual impide llevar a cabo un análisis a pequeña escala.

La Figura 4.10 a continuación muestra el campo de viento habitual durante el mes de Enero a las 00:00 horas y una altura de 10 metros sobre la superficie del suelo. La figura, que incluye las curvas de nivel que describen la topografía del área, muestra que en la época estival, en período nocturno, el viento presenta un comportamiento mayoritariamente de este a oeste.

Figura 4.10. Campo de viento – Enero 00:00 hrs – 10 metros

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Análisis de vientos en las cercanías

del glaciar Cerro Caserones Sur

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La Figura 4.11, que muestra el campo de viento a 920 metros, permite inferir que la variación en la altura puede implicar una variación en la dirección del viento en hasta 180 grados. Esto es posible no sólo por el comportamiento intrínseco del viento sino también a causa de la topografía. En efecto, tal como se aprecia en la Figura 3.2, inmediatamente al este del rajo tiene lugar un incremento abrupto desde los 4300 hasta los 5200 m.s.n.m. que indudablemente condicionan la dirección del viento a baja altura.

Figura 4.11. Campo de viento – Enero 00:00 hrs – 920 metros

Las siguientes figuras muestran el comportamiento del campo de viento habitual en Enero y a 10 y 920 metros, pero a las 12 horas, es decir, en período diurno.

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Análisis de vientos en las cercanías

del glaciar Cerro Caserones Sur

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Figura 4.12. Campo de viento – Enero 12:00 hrs – 10 metros

Figura 4.13. Campo de viento – Enero 12:00 hrs – 920 metros

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Análisis de vientos en las cercanías

del glaciar Cerro Caserones Sur

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Las figuras anteriores muestran que durante el período diurno, en época estival, el viento circula habitualmente de oeste a este, es decir, desde el área del proyecto hacia la zona del glaciar, sin percibirse a esta escala un efecto de la topografía del área.

Replicando el análisis para la época invernal, en el período nocturno nuevamente parece haber un efecto de la topografía en el patrón de viento, con clara diferencia entre aquel estimado a 10 metros con respecto a aquel estimado a 920 metros tanto en dirección como en intensidad.

Figura 4.14. Campo de viento – Junio 00:00 hrs – 10 metros

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Análisis de vientos en las cercanías

del glaciar Cerro Caserones Sur

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Figura 4.15. Campo de viento – Junio 00:00 hrs – 920 metros

Por otra parte, en el período diurno, nuevamente no parece haber efecto de la topografía, con variaciones sólo de intensidad a medida que aumenta la altura.

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Análisis de vientos en las cercanías

del glaciar Cerro Caserones Sur

19

Figura 4.16. Campo de viento – Junio 12:00 hrs – 10 metros

Figura 4.17. Campo de viento – Junio 12:00 hrs – 920 metros

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Análisis de vientos en las cercanías

del glaciar Cerro Caserones Sur

20

4.3. Análisis global

Analizado el comportamiento del viento tanto a nivel local (meteorología de superficie en estación Curva Negra) como a nivel zonal (meteorología de altura a partir del software MM5), dada la compleja topografía del área, la meteorología medida en una estación de superficie tiene una representatividad limitada a su entorno inmediato. Sin perjuicio de lo anterior, muestra que el viento a baja altura (10 metros) en el área de la faena pareciera provenir casi en su totalidad desde el oeste y no desde la cordillera. Esto se condice con las características de la topografía local, la cual muestra una abrupta perturbación inmediatamente al este del rajo, en cuya cumbre se encuentra el glaciar Cerro Caserones Sur.

Por otra parte, la meteorología de altura muestra que la topografía juega un papel relevante a baja altura en período nocturno, pero pareciera no afectar significativamente el comportamiento del viento durante el período diurno. Al mismo tiempo, e independiente de lo anterior, muestra la existencia de periodos del día en que el viento circula desde el este hacia el oeste y otros en que lo hace en sentido contrario.

Sin perjuicio de lo anterior, considerando que la meteorología de altura se encuentra en una resolución de 4 x 4 km y la faena se encuentra a menos de esa distancia en la horizontal con respecto al glaciar, separados en la vertical por aproximadamente 1.000 metros, podría haber un efecto de la topografía local que con la información disponible no es factible de identificar.

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Análisis de vientos en las cercanías

del glaciar Cerro Caserones Sur

21

5. CONCLUSIONES

A partir del análisis presentado es posible concluir:

Dada la compleja topografía del área, la meteorología medida en superficie tiene una representatividad limitada al entorno inmediato de su ubicación.

La meteorología de altura disponible muestra que existen períodos del día donde el viento fluye de oeste a este, sin embargo, dado que la información se encuentra a una escala de 4 x 4 km, el efecto de la topografía local pudiese no estar adecuadamente considerado.

La información disponible no permite obtener resultados concluyentes en cuanto al patrón de viento imperante en el área, razón por la cual no es posible satisfacer el objetivo del análisis, esto es, identificar de manera cualitativa la posible influencia del proyecto Caserones sobre el glaciar Cerro Caserones Sur.

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Análisis de vientos en las cercanías

del glaciar Cerro Caserones Sur

22

6. RECOMENDACIONES

Dado los resultados del análisis, se ha identificado la necesidad de complementar la información a fin de poder llevar a cabo un análisis más detallado que permita satisfacer el objetivo propuesto. En particular, se recomienda la instalación de una estación de monitoreo de viento inmediatamente al sureste de la pila de lixiviación, a objeto de verificar la posibilidad que los vientos remonten la perturbación geográfica aledaña en dirección al glaciar.

Se espera que la información que proporcione esta estación de monitoreo permita caracterizar de mejor manera la meteorología local, influenciada en este caso por la perturbación geográfica que es objeto de estudio por encontrarse en su cumbre el glaciar de interés.

Adicionalmente, se propone evaluar la adquisición de información de meteorología de altura con mayor resolución (1 x 1 km), obtenida igualmente como resultado de la ejecución de un modelo de mesoescala.

Figura 6.1. Estación de monitoreo complementaria

Estación Complementaria

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Análisis de vientos en las cercanías

del glaciar Cerro Caserones Sur

23

En paralelo a lo anterior, se recomienda actualizar la modelación y análisis de impacto en la calidad del aire, utilizando el software CALPUFF, el cual permite considerar las distintas estaciones meteorológicas de superficie y la meteorología de altura, describiendo de manera más precisa la dispersión del material particulado en las distintas épocas del año.

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ANEXO 2

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Simulación atmosférica para la zona de la mina Caserones

Preparado para:

Proyecto Caserones (Minera Lumina Copper Chile S.A.)

Preparado por:

MeteoData Limitada

Mayo 2013

Equipo Consultor:

Andrés Arriagada

Mark Falvey

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1. Introducción

El presente informe acompaña la entrega de archivos meteorológicos generados a partir del modelo atmosférico WRF, en un formato adecuado para uso posterior con el sistema de modelación de dispersión de contaminantes CALMET/CALPUFF.

La zona de modelación es la faena de la operación minera Caserones y sus alrededores. En total, la modelación cubre una región de 72 x 72 kilómetros con una resolución espacial de 1 km. Los datos cubren el año 2012 completo con intervalo de una hora.

El presente informe describe brevemente la zona del estudio (sección 2), las características claves del sistema de modelación atmosférica (sección 3) y las estaciones de monitoreo disponibles para evaluar el modelo (sección 4). Luego se presenta la evaluación del desempeño del modelo atmosférico WRF en la zona de Caserones concentrando en su capacidad de reproducir el ciclo diario de viento (magnitud e intensidad) y su patrón espacial (secciones 5 y 6). Finalmente se presentan las conclusiones del estudio y sugerencias para mejorar el análisis meteorológico de la zona.

En el Anexo se encuentra una breve descripción de los datos entregados en formato CALMET.

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2. Zona de estudio

La región de estudio se muestra en la Figura 1, en la cual se aprecia la compleja topografía, con elevaciones que van desde los 2000 msnm a los 5500 msnm.

3. Configuración del modelo

El modelo atmosférico utilizado es el WRF (Weather Research and Forecasting). El modelo WRF ha sido desarrollado por un consorcio formado por agencias nacionales de gobierno y universidades en los Estados Unidos. Es un modelo tipo no-hidrostático regional que resuelve las ecuaciones primitivas de la circulación atmosférica. El modelo representa el estado de la atmósfera en una grilla tridimensional que sigue la topografía en términos de 6 variables fundamentales (3 componentes de viento, la temperatura, presión y humedad). Dada una condición inicial y de borde, estas ecuaciones se integran numéricamente para avanzar el

Figura 1 Topografía de la zona de estudio y la ubicación de las 4 estaciones meteorológicas utilizadas en el análisis. Fuente: SRTM

Carrizalillos Piloto

Curva Negra Refugio

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estado del modelo hacia el futuro. Durante la simulación, el estado del modelo es almacenado periódicamente (usualmente con intervalos de una hora) en archivos de salida. De esta manera, una corrida con el modelo WRF genera una base de datos que contiene una representación del estado de la atmósfera en 4 dimensiones (longitud, latitud, altura y tiempo). Los datos crudos generados por el modelo WRF son fácilmente convertibles a los formatos requeridos para los datos de entrada de modelos de dispersión de contaminantes, incluyendo el sistema CALMET/CALPUFF.

Los aspectos claves de la simulación realizada para la zona de Caserones están presentados en la tabla 1 abajo.

Modelo WRF-ARW Versión 3.2

Coordinada del centro del dominio computacional

28°S / 69.7°E

Extensión espacial del dominio

72 Km x 72 Km

Resolución espacial 1 km

Resolución vertical 10 metros cerca de superficie

Periodo simulado 1 de enero 2012 a 31 de diciembre 2012

Intervalo de datos 1 hora

Condición de borde Análisis finales del modelo NCEP-GFS

Topografía SRTM 90 metros suavizado a la resolución del modelo

Tabla 1. Características de la modelación WRF para la zona Caserones

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4. Observaciones Meteorológicas

Se dispone de información de viento a nivel horario de 4 estaciones meteorológicas, de las cuales dos de ellas se ubican dentro de un valle (Carrizalillo y Piloto) y las otras dos en zonas más altas, expuestas al flujo de gran escala (Curva negra y Refugio, sobre 4000 msnm). Ver detalles en Tabla 1.

Estación lat/lon [°] Altura [m]

Periodo

Carrizalillo 28.1564S/69.7892W 2376 13/06/12 - 21/09/12

Piloto 28.1409S/69.6448W 2681 26/09/11 - 21/09/12

Curva Negra

28.1651S/69.5579W 4275 01/08/04 - 22/01/08

Refugio 28.1661S/69.5472W 4391 21/09/11 – 01/09/12

Tabla 2 Detalles de las estaciones meteorológicas utilizadas en la validación de la simulación WRF.

5. Análisis de Ciclo Diario

En zonas de alta montaña, donde los vientos son generalmente intensos, la dispersión de material particulado está determinada principalmente por el transporte producido por el viento. En terrenos montañosos la dispersión es compleja, debido a la interacción entre el flujo forzado por la topografía y el ciclo diurno que se desarrolla en zonas montañosas, generado por la diferencia de calentamiento de la superficie. Dicha interacción ocurre a diferentes escalas espaciales y temporales, pero el ciclo diario de la magnitud y dirección de viento se puede considerar como el aspecto más importante a evaluar para determinar el desempeño del modelo para fines de simulación de dispersión.

Se realiza una comparación de los ciclos diarios, entre las observaciones de viento en cada una de las estaciones con los respectivos puntos de grillas más cercanos (y representativos del lugar) obtenidos desde la simulación WRF.

En las figuras con los ciclos diarios, se muestra con una línea continua el ciclo diario promedio y en sombras el rango del 90% de los datos. La comparación fue realizada en periodos de tiempo en común entre el año 2011 y 2012. En el caso de no existir observaciones en dicho periodo, se compara con un promedio “climatológico”.

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• Estación Carrizalillo

Se aprecia una buena correspondencia entre en ciclo diario observado y el simulado por el modelo WRF. La principal diferencia se presenta en la sobrestimación de la magnitud del viento promedio durante el periodo diurno, entre las 11 y 20 HL, alcanzando un máximo a las 15 HL con 8 m/s, correspondiente al doble del observado (~4 m/s). Durante la noche el modelo reproduce correctamente la intensidad y su variabilidad, con promedios de 4 m/s.

La dirección del viento es reproducida correctamente por el modelo, cuyo patrón se asocia a la orientación del valle (noreste-suroeste), donde durante la noche se observa un flujo valle abajo desde el noreste (34°-45°) y durante el día se observa el flujo valle arriba desde el suroeste (210°-250°).

Figura 2 Ciclo diario del viento en estación Carrizalillo.

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Estación Piloto

El modelo en estación Piloto se comporta relativamente bien. En la figura 6 se muestra una serie de tiempo a nivel de magnitud de viento observado (línea roja) y simulado (línea azul) para el periodo comprendido entre el 13 de octubre y 18 de noviembre de 2011. Se aprecia que el modelo generalmente reproduce muy bien la variabilidad inter-diaria, representando correctamente, por ejemplo, el máximo del día 13 de octubre.

El ciclo diario promedio de magnitud de viento, es reproducido correctamente por el modelo, con vientos débiles durante el periodo nocturno de 1.5 m/s y máximos durante el día cercano a los 6 m/s. La variabilidad del modelo es mucho mayor durante el día, con el 90% de los datos que van entre los 2 y 12 m/s, mientras que la variabilidad observada va entre 3.5 y 8 m/s. Ver figura 5.

La dirección del viento posee un marcado ciclo diario, pero existen diferencias entre lo observado y simulado. Durante el periodo nocturno, se observan vientos desde el sureste, mientras que el modelo muestra vientos desde el este. La diferencia en las direcciones durante la noche puede asociarse a que el modelo simplemente reproduce el viento producido montaña abajo (gradiente topográfico oeste-este), mientras que lo observado se encuentra asociado a las descarga del flujo valle abajo del valle existente con orientación sureste – noroeste.

Figura 3 Serie de tiempo de magnitud de viento a 10 [m] en estación Piloto, entre el 13 de octubre y 18 de noviembre de 2011. En rojo se muestra el viento observado y azul el simulado por el modelo WRF.

Page 62: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

Figura 4 Ciclo diario del viento en estación Piloto.

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• Estación Curva Negra

La magnitud del viento promedio es representada correctamente por el modelo, con vientos relativamente constantes de entre 8 a 9 m/s durante el periodo diurno y nocturno, con una mínima entre las 19 y 20 HL de aproximadamente 5.5 m/s. El modelo tiende a sobrestimar el límite inferior y superior del rango del 90% de los datos, con valores que van de los 3.5 a 18 m/s, mientras que lo observado es entre 0.5 y 17 m/s.

La dirección del viento es la variable que mayores diferencias presenta. De las observaciones se concluye la no existencia de un ciclo diario, con vientos desde el noroeste durante todo el día y noche. Contrario a las observaciones, el modelo muestra un ciclo diario muy marcado, que si bien coincide con las observaciones durante el periodo diurno, difieren completamente durante noche, con vientos desde el noreste, asociado a sistemas de vientos inducidos térmicamente. Ver figura 6.

Según estudios realizados en la zona norte de Chile, específicamente alrededor de 30S, los regímenes de viento existentes varían según la altura. Sobre los 4000 msnm prevalecen vientos de gran escala desde el oeste, mientras que bajo este nivel, Los Andes actúa como barrera, provocan vientos con componente norte, dependiendo de grado de bloqueo existente. En niveles bajos, el flujo varía temporal y espacialmente dependiendo de la altura de los vientos térmicamente inducidos. Por lo tanto, en la zona de estación Curva Negra, el modelo WRF reproduce el desarrollo de vientos térmicamente inducidos, más que los vientos de gran escala observados.

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Figura 5 Ciclo diario del viento en estación Curva Negra.

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• Estación Refugio

Estación Refugio comparte las mismas características geográficas que estación Curva Negra, ubicándose a 4391 msnm. Se ubica en la ladera sureste de una montaña de altura máxima de 4600 msnm. Ver figura 2

En general, el modelo sobrestima en un factor de 3 la media y variabilidad de la magnitud del viento, mientras que en dirección, el modelo posee un marcado ciclo diario, con vientos desde el noreste durante la noche y desde el noroeste durante el día, en cambio las observaciones muestran que la mayor parte del tiempo el viento es desde el noroeste, con un menor porcentaje de horas de vientos desde el sureste (Ver figura 8). Los vientos desde el sureste se puede atribuir a desarrollo de un ciclo diario durante los meses de verano (Ver figura 9).

Figura 6 Ciclo diario del viento en estación Refugio.

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Figura 7 Histograma de frecuencia de dirección de viento en estación Refugio.

Figura 8 Ciclo estacional del ciclo diario de dirección (flechas) y magnitud del viento en estación Refugio

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6. Campo Bidimensional de viento en 10 m

Finalmente, para evaluar el desempeño regional del modelo, se muestra el campo bidimensional de viento a 10 m durante el periodo diurno y nocturno.

En la figura 10 y figura 11 se muestra el campo de viento a las 5 HL y 15 HL respectivamente. Al oeste de la línea segmentada de color amarillo, se puede establecer que el modelo WRF desarrolla un régimen de viento local, debido a que es en esa región donde se aprecian los cambios de dirección de viento más significativos, mientras que al este de la línea segmentada, el modelo muestra un campo de viento asociado a la flujos de gran escala (vientos del noroeste) debido a que los vientos se mantienen siempre en la misma dirección (durante el periodo nocturno y diurno).

Figura 9 Campo Bidimensional de viento a 10 m a las 5 HL. En colores se muestra la topografía del modelo WRF (1km x 1km) en escala de kilómetros; Las líneas segmentadas grises representan

curvas de nivel cada un kilómetro.

Vientos de gran escala

Vientos Locales

Page 68: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

Vientos de gran escala

Vientos Locales

Figura 10 Campo Bidimensional de viento a 10 m a las 15 HL. En colores se muestra la topografía del modelo WRF (1km x 1km) en escala de kilómetros; Las líneas segmentadas

grises representan curvas de nivel cada un kilómetro.

Page 69: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

7. Conclusiones

• El modelo tiene un buen desempeño al interior de los valles, reproduciendo de forma aceptable el ciclo diario de dirección e intensidad de viento.

• Entre los 4000 y 4750 metros de altura, el modelo muestra un ciclo diario que no concuerda con las observaciones en estación Refugio y Curva Negra, en cuyas estaciones se observan vientos predominantes de gran escala, provenientes desde el noroeste. Dicha condición es reproducida por el modelo solo sobre los ~5000 metros de altura, 5km al este de estación Curva Negra.

• El actual desempeño del modelo no permite una correcta aplicación a la dispersión de material particulado en la zona de Caserones.

8. Sugerencias

• Rehacer la simulación o parte de ella, con el propósito de establecer la sensibilidad del modelo al cambio de la parametrización de capa límite y así establecer una configuración que permita la supresión del desarrollo de un ciclo diurno en el sector de Curva Negra y Refugio. Sin embargo, no hay garantía que se puede lograr un mejor desempeño con este tipo de ajuste, ya que el modelo tiene limitaciones fundamentales respecto a su capacidad de simular la circulación atmosférica en zonas de topografía extrema, debido a la resolución horizontal de un kilometro y el uso de una coordinada vertical tipo sigma (REF).

• Analizar la circulación en la zona de alta montaña usando herramientas de modelación más adecuadas para condiciones topográficas extremas. En particular, se podría considerar el uso de modelos tipo CFD (Computational Fluid Dynamics). Cabe señalar que el uso de este tipo de modelo en el contexto de zonas de alta montaña es aún experimental y tiene un alto costo computacional.

• Instalar nuevas sistemas de medición basados en la percepción remota. En particular, se considera que un perfilador vertical de viento con un alcance de unos 1000 metros, como por ejemplo el equipo RASS de Scintec (www.scintec.com) o similar, podría medir en forma directa la variación de viento entre el sector rajo y la zona del glaciar.

9. Referencias • KALTHOFF N, I BISCHOFF-GAUB, M FIEBIG-WITTMAACK, F FIEDLER, J THÜRAUF, E NOVOA, C PIZARRO, R CASTILLO, L GALLARDO, R RONDANELLI & M KOHLER (2002) Mesoscale wind regimes in Chile at 30º S. Journal of Applied Meteorology 41: 953-970.

Page 70: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

ANEXO

Los datos crudos generados por el modelo WRF fueron procesados y convertidos al formato de entrada para el modelo CALMET. La base de datos se encuentra en el siguiente sitio Internet:

http://pantera.dgf.uchile.cl/caserones/calmet_semanal

En este sitio hay un conjunto de archivos con datos semanales, para el año 2012 entero. Las características de los datos se presentan en la tabla en la página siguiente. Para minimizar el tamaño de la base de datos, los datos no cubren todo el dominio de modelación. Si se requiere información para una zona más extensa, se puede generar una nueva base de datos.

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Extremo Noroeste 28.0°S / 69.8°E

Extremo Sureste 28.35°S / 69.45°E

Resolución 1000 metros

Extensión Vertical Aproximadamente 2000m

Niveles Verticales* 5 m 15 m 25 m 35 m 45 m 55 m 65 m 75 m 91 m 119 m 160 m 213 m 280 m 359 m 452 m 558 m 678 m 820 m 981 m 1156 m 1346 m 1551 m 1773 m 2012 m

Tabla A.1. Características de los datos entregados en formato CALMET. Note que la coordinada vertical del modelo varia en espacio y tiempo por lo cual los valores presentados para los niveles verticales son solo aproximados (±10%).

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ANEXO 3

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Pág. 1 de 8

INFORME CALIDAD DEL AIRE SEB – 14408

Solicitante: SCM MINERA LUMINA COOPER CHILE Orden de Trabajo: 365438

Atención Sr.: Hernán Muñoz Fecha de Emisión: 05.05.2011

Dirección: Av. Andrés Bello 2687 piso 4, Las Condes, Región Metropolitana.

División Medio Ambiente – Departamento Calidad del Aire - Santiago

1.- ANTECEDENTES A solicitud de SCM MINERA LUMINA COOPER CHILE, CESMEC S.A. a través de su División Medio Ambiente, realiza monitoreos de Material Particulado Sedimentable en un punto emplazado en la cordillera al Este de la ciudad de Copiapó, III Región de Atacama. Durante el período de medición, se realizaron en forma discreta monitoreos de: Calidad del Aire: Material Particulado Sedimentable (MPS). El presente informe corresponde a la campaña de monitoreo de concentraciones de particulado respirable sedimentable durante el siguiente período: Monitoreos de MPS: 18 de Enero de 2011 al 06 de Marzo de 2011

Page 74: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

SEB-14408

Fecha de Emisión: 05.05.2011

Página 2 de 5

2.- PUNTOS DE MONITOREO Los puntos de monitoreo, se encuentran instalados en zona de proyecto minero Caserones. Los puntos tienen coordenadas geográficas: Datum PSAD 56 451634E 6884060N 5.166 m

Punto MPS: GLC 01

Page 75: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

SEB-14408

Fecha de Emisión: 05.05.2011

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3.- METODOLOGÍAS 3.1.- Material Particulado Sedimentable (MPS) Para medir las concentraciones de MPS se emplea un sistema de captación en base a recipientes de acero inoxidable, que captan y acumulan el particulado sedimentable durante como mínimo 31 días aproximadamente en forma continua. Para evitar la pérdida de particulado por la acción del viento, los recipientes se mantienen húmedos con agua destilada. La masa neta de MPS acumulado por mes se determina mediante análisis gravimétrico.

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SEB-14408

Fecha de Emisión: 05.05.2011

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Fecha monitoreo Punto Muestreo Masa Polvo (mg)Concentración Polvo

Sedimentable (mg/m2/día)

18-01-2011 al 06-03-2011 GLC-01 325,3 35,2

35,2

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

120,0

140,0

Concen

tración de

 Material P

articulado

 Sed

imen

table 

(mg/m2/día)

Punto de monitoreo

Gráfico N°1: Concentración Material Particulado Sedimentable (mg/m2/día)

4.- RESULTADOS 4.1.- Particulado respirable (MPS) En la Tabla N°1, se entregan los resultados de las concentraciones de MPS para la campaña mensual. En el Gráfico N°1, se muestra el comportamiento de las concentraciones de MPS en los monitoreos correspondientes al período comprendido entre el 18.01.2011 y 06.03.2011.

Tabla N° 1: Resultados Concentraciones MPS Período: 18 de Enero de 2011 al 06 de Marzo de 2011

Page 77: PROGRAMA DE MONITOREO DEL GLACIAR CERRO CASERONES

SEB-14408

Fecha de Emisión: 05.05.2011

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5.- ANALISIS DE RESULTADOS 5.1.- Material Particulado Respirable Sedimentable (MPS)

Durante el presente período de monitoreo se registra una concentración de 35,2 mg/m2/día.

José Chávez P. Coordinador de Informes División Medioambiente

Cesmec S.A.

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INFORME CALIDAD DEL AIRE SEB – 17175

Solicitante: SCM MINERA LUMINA COPPER CHILE Orden de Trabajo: 365438 Atención Sr.: Hernán Muñoz Fecha de Emisión: 08.05.2014 Dirección: Av. Andrés Bello 2687 piso 4, Las Condes, Región Metropolitana.

División Medio Ambiente – Departamento Calidad del Aire - Santiago

1.- ANTECEDENTES

Número de Muestras : 1.

Tipo de Muestras : Sistema de captación para Material Particulado Sedimentable (MPS)

Lugar de muestreo : CASERONES

Proporcionada por : SCM MINERA LUMINA COPPER CHILE.

2.- RESULTADOS

Fecha monitoreo Punto

Muestreo Masa Polvo

(mg) Concentración Polvo

Sedimentable (mg/m2/día)

20/01/14 – 03/04/14 Caserones 109,7 7,7

3.- CONCLUSION De acuerdo a los resultados del muestreo de MPS se puede concluir que la concentración promedio de MPS no superó el nivel máximo de concentración de 150 mg/m2/día establecido en el Decreto N° 4 del Ministerio de Agricultura así como tampoco superó el valor de 200 mg/m2/día establecida en la Norma de referencia de la Confederación Suiza.

Esteban Fernández H. Coordinador de Informes División Medioambiente

Cesmec S.A.