XX Congreso Latinoamericano y XVI Congreso

Peruano de la Ciencia del Suelo EDUCAR para PRESERVAR el suelo y conservar la vida en La Tierra

Cusco Per, del 9 al 15 de Noviembre del 2014

Centro de Convenciones de la Municipalidad del Cusco

RECUPERACIN DE LA MINA DE TOURO CON APLICACIN DE TECNOSOLES Y HUMEDALES REACTIVOS

Bolaos, D. R.1*; Romero, N.1; Macas-Garca, F.2; Nieto, C.1; Prez, C.1; Verde, J. R. 3 y Macas, F.1. 1 Universidad de Santiago de Compostela, Laboratorio de Tecnologa Ambiental * Autor de contacto: Email: darioroberto84@hotmail.com Ra Lope Gmez de Marzoa s/n, Campus Vida, Facultad de Biologa Universidad de Santiago de Compostela CP:15706, Santiago de Compostela, Espaa; +34 881813386. 2 CVAN, Centro de Valorizacin Ambiental del Norte 3 EDAFOTEC RESUMEN La mina de Touro, est ubicada entre los municipios de O Pino y Touro, en la provincia de A Corua, en la Comunidad Autnoma de Galicia, al Noroccidente de Espaa. Fue explotada para la extraccin de Cobre, a partir del yacimiento de sulfuros metlicos, definiendo las cortas de Bama, Brandelos, Arinteiro y Vieiro. Debido a la presencia de minerales como la pirita, pirrotina y calcopirita se generaron drenajes cidos. Para la recuperacin de la mina se desarroll un proyecto innovador, aplicando el concepto de Tecnosoles "a la carta" y humedales reactivos. Estos Tecnosoles son diseados tcnicamente y elaborados a partir de residuos no peligrosos, con la finalidad de recuperar los suelos contaminados y las aguas cidas. En la actualidad (2014) en la mina de Touro, la aplicacin de los Tecnosoles han permitido que existan poblaciones animales y vegetales, as como tambin se han reducidos al mnimo las zonas con aguas cidas. PALABRAS CLAVES Tecnosoles "a la carta"; recuperacin ambiental; minera.

INTRODUCCIN La mina de Touro se sita en el Monte de la Mina, a 20 Km. de Santiago de Compostela. Fue explotada por la empresa Ro Tinto, S. A. entre 1974-1988, para la beneficiacin de Cobre, el estado al momento de abandono se observa en la Fotografa 1. Su potencial se debe a que existe un grupo de mineralizaciones de Cu en Galicia, las cuales estn asociadas al macizo bsico de Santiago de Compostela, donde existen anfibolitas granatferas precmbricas, que han sido mineralizadas con sulfuros metlicos, esencialmente pirita y pirrotina, entre otros (Calvo de Anta, et al., 1991; Macas-Garca, et al., 2009). Sus cortes profundos de terreno, las paredes verticales de hasta 11 metros, escombreras, plataformas horizontales para extraccin que en acumulado llegaron hasta 100 metros y la balsa de decantacin de lodos generaron un cambio ambiental crtico. Los materiales que quedaron expuestos en superficie, sin vegetacin ni suelo, se ven afectados por la oxidacin de los sulfuros metlicos, dando lugar a la generacin de aguas hipercidas (pH < 3,5), las cuales afectan la cuenca del ro Ulla (Macas-Garca, et al., 2009). Durante su fase de explotacin, estuvo divida en dos frentes, los que fueron denominados como Bama y Arinteiro. En la Fotografa 2 puede observarse el estado de la corta de Bama para el ao 2000, antes que se ejecutase cualquier tipo de trabajo para la recuperacin de las aguas cidas generadas.

Fotografa 1 Vista general de la mina de Touro a 1988 (Macas-Garca, et al., 2008)

Tras el inicio de algunas actividades tendentes a la recuperacin de los suelos de escombreras en 1998, Aguas de Galicia y la Consellera de Medio Ambiente de la Xunta de Galicia solicitaron al LTA-USC la elaboracin de un Plan de actuaciones para la recuperacin de las aguas del entorno de la mina de Touro (Macas, et al., 2002), cuyo objetivo principal fue mitigar los impactos producidos a las aguas de la cuenca del Ulla afectadas por su proximidad a la mina Touro, y, tambin, de las acciones tomadas internamente para la recuperacin de los suelos en el interior de la mina, recuperacin que, adems de su valor intrnseco influye de manera directa y decisiva sobre la de calidad de las aguas y la sostenibilidad en el tiempo de las actuaciones de recuperacin. El Plan propuesto y aprobado se bas en la utilizacin de materiales de aporte externo, dada la imposibilidad de llevar a cabo la recuperacin exclusivamente con los propios materiales de la mina. Los materiales potencialmente utilizables seran residuos, para reducir los costes, siempre que no fuesen txicos ni peligrosos y tuviesen al menos una

de las caractersticas siguientes: ser encalantes con alta y persistente capacidad de neutralizacin de cidos.

Fotografa 2 Vista de la corta de Bama en el ao 2000, previo al inicio de tareas de

recuperacin de aguas (Macas-Garca, et al., 2009b)

METODOLOGA La aplicacin de Tecnosoles con el propsito de recuperacin del ambiente, tiene como principal exponente la Mina de Touro, en Galicia. Sin lugar a duda, es un laboratorio ambiental a gran escala, sobre la cual se han aplicado diferentes procesos para la recuperacin de suelos y aguas. Cada una de las distintas actividades se han realizado en base a un plan de mejora de la calidad de sus aguas cidas, el cual est fundamentado en el conocimiento de las reacciones rdox, haciendo posible que acten en colaboracin humedales y Tecnosoles con diferentes caractersticas especficas (Macas-Garca, et al., 2009b).

En la Fotografa 3 se observa el efecto de 4 tipos de Tecnosol aplicados en la corta de Bama. Hacia esta corta estaban dirigidas todas las aguas de escorrenta de escombreras y otras cortas aledaas. En este lugar se implant un Tecnosol de baja permeabilidad, con la finalidad de contener el agua, as como para controlar la velocidad y tiempo de residencia, permitiendo que crezca la vegetacin de forma espontnea en sus laterales y regulando los flujos de caudal, al permitir el paso slo de la capa superficial. Como efecto controlador del pH, las aguas pasan por un Tecnosol hiperalcalino, que sube el pH de las aguas hipercidas hasta valores de entre 4,0 y 6,0, accin que hace que se precipite el Fe soluble y parte del Al. En el fondo se dispone de un Tecnosol reductor, con el objetivo de eliminar oxidantes y hacer que los valores de Eh de la base permitan la inversin de las reacciones de oxidacin. De forma adicional y para ayudar a crear un medio que pueda dar lugar a un sistema bitico sostenible, fueron aadidas plantas acuticas sobre Tecnosoles fertilizantes, con altos contenidos de nutrientes en los extremos y en el sistema en conjunto.

Fotografa 3 Tipos de Tecnosol en la corta de Bama a 2004 (Macas-Garca, et al.,

2009b) Los Tecnosoles utilizados en la mina Touro son suelos formulados y elaborados especficamente para ayudar en los procesos de recuperacin de suelos, aguas y ecosistemas contaminados o degradados. Estos conceptos y tecnologas se basan en experiencias previas llevadas a cabo por el grupo de trabajo del LTA-USC y del Departamento de Edafologa en la mina de Touro, pero tambin en otros lugares como la recuperacin de la escombrera de la mina de lignitos de As Pontes, los ensayos-piloto de recuperacin de suelos de minas de la Faja pirtica Ibrica (minas de Torerera, Ponderosa y del Castillo en Andaluca), la recuperacin de los suelos del valle del Guadiamar tras el accidente de Aznalcllar y los ensayo-piloto que se realizan en la actualidad en la mina de Sao Domingos (Portugal). Todo el sistema aplicado en la Mina de Touro, ha requerido la aplicacin de diferentes ramas de la ciencia, porque se han empleado Tecnosoles elaborados en base a residuos, sistemas pasivos de depuracin de aguas cidas de mina, reacciones rdox, control de la oxidacin de sulfuros, procesos de precipitacin y adsorcin de iones metlicos y aniones, parmetros hidrulicos, tiempo de residencia del agua, control de caudales, velocidad de flujo y concentracin de nutrientes, cuya evolucin se puede observar en la Fotografa 4 que es la actualizacin hasta 2014 de Macas-Garca y colaboradores (2009). Es un sistema complejo, sin gastos de reactivos o de energa, teniendo como gran efecto la mejora de la calidad de las aguas cidas de mina, minimizando los efectos negativos en el entorno y llegando a recuperar su calidad para algunos usos (Macas-Garca, et al., 2009).

Diversos Tecnosoles con distintas finalidades se han ensayado, como por ejemplo: forestal, agrcola, ganadero, industrial, recreativo y experimental, haciendo de la mina de Touro un conjunto de experiencias de recuperacin de suelos, aguas y ecosistemas que han servido de base para la educacin e investigacin (Macas & Nieto Olano, 2012). Una vez comprobado el efecto corrector de las aguas en la Mina de Touro (Macas-Garca, et al., 2009), se ha mantenido la monitorizacin de la evolucin del estado ambiental como conjunto y los datos del agua en la corta de Bama correspondientes a pH, Eh, CE, Al y Fe, de diciembre de 2013 estn en la Tabla 1.

Fotografa 4 Evolucin de la corta de Bama a 2014 (Bolaos Guerrn, et al., 2014)

Tabla 1 Parmetros de caracterizacin en corta de Bama dic/2013

C.E. Eh Al FeS.cm-1 mV mg.L-1 mg.L-1

BM0 18/12/2013 7,6 1715 247 0,17 0,22BM1 18/12/2013 6,6 1521 453 0,22 0,14BM2 18/12/2013 7,1 2183 133 0,15 1,09BM3 18/12/2013 7,5 1611 286 0,17 0,03BM4 18/12/2013 7,6 1644 306 0,18 0,06BM5 18/12/2013 7,7 1894 296 0,19 0,02B0 16/12/2013 7,3 90 415 0,21 0,02RA 16/12/2013 7,0 87 380 0,17 0,06

Punto Fecha pH

El proceso tambin ha eliminado contaminantes (Tabla 2), haciendo que el agua pueda ser empleada para diversos usos.

Tabla 2 Porcentaje de Reduccin de Contaminantes en Humedal Reactivo

Esta informacin, recopilada y analizada de diferentes trabajos del LTAUSC, ha servido de sustento en la aplicacin de Tecnosoles como mecanismo de remediacin o prevencin de la contaminacin ambiental. DISCUSIN DE RESULTADOS Los efectos de mejora en las aguas y la reduccin de la extensin de la afeccin son evidentes y pueden sintetizarse en la variacin observada de los diferentes parmetros de calidad de las aguas. El anlisis de ms de 2000 muestras de aguas de escorrenta superficial, surgencias, arroyos y ros del entorno de la mina Touro permiten afirmar que en la actualidad la mayor parte de las aguas de escorrenta superficial que salen a los ros del entorno tienen pH superior a 5,5. La elevada conductividad elctrica inicial (> 2000 S.cm-1) se ha reducido por factores entre 3 y 5, la concentracin de sulfatos ha descendido a la tercera parte y la de Aluminio vari desde valores de extrema toxicidad para los organismos acuticos (llegando a niveles del orden de 100 mg.L-1) hasta la situacin actual en la que la concentracin de la mayor parte de las aguas es inferior a 0,1 mg L-1, lo que garantiza la ausencia de impactos para los organismos acuticos. En la actualidad (Mapa 1 y Mapa 2), la afeccin fuerte (pH hipercido) est restringida a las surgencias de la balsa de lodos y tal como se puede observar, los valores de pH en la corta de Bama estn dentro de los mrgenes de normalidad de acuerdo al entorno de la zona.

Mapa 1 pH en aguas de la corta de Bama a Dic/2013

Elemento H+ E.C. SO42- Al Fe Cu Mn Ni Zn Cd% Reduc 99,99 38,2 63,7 99,8 99,9 81,7 91,9 88,9 97,1 74,8

Mapa 2 Recuperacin de los Ros Brandelos, Pucheiras y Laas

En la actualidad la afeccin fuerte (pH hipercido) est restringida a las surgencias de la balsa de lodos que confluyen en la presa de Angumil (la de mayor biodiversidad de extremfilos) y salen ocasionalmente por el rego das Rozas, el Felisa y el Portapego, en el que puede observarse que las aguas en el interior de la mina que vienen de zonas tratadas tienen un pH superior (> 3.0) al de aguas abajo donde el Portapego ha recibido aguas del exterior de la zona minera, probablemente fuentes que proceden de zonas con mineralizaciones de sulfuros existentes en el entorno del geritrico instalado en dicha zona. El impacto de estos pequeos arroyos ha disminuido drsticamente pues ahora el ro Laas mantiene condiciones de calidad aceptables en todo su tramo, el Brandelos se ha recuperado y ya hay fauna acutica de cursos fluviales normales y la calidad del Pucheiras est muy prxima a ser adecuada durante todo el ao, si bien hay oscilaciones que rebajan su calidad cuando se producen lluvias intensas tras perodos secos de cierta duracin. El Ulla est siempre en buenas condiciones destacndose que, incluso cuando la situacin del Laas era muy mala, se ha mantenido la poblacin de mejilln de ro (Margaritfera) existente aguas abajo. Dentro de la mina la situacin es similar pasndose de una situacin de aguas superficiales y suelos cidos a valores neutros o incluso alcalinos. En consecuencia, si antes no se produjeron afecciones a la salud (al menos no hay evidencias demostradas) ahora el riesgo debe ser mucho menor y lo mismo puede decirse de las afecciones ambientales.

CONCLUSIONES En vista de los resultados logrados consideramos que puede afirmarse que la recuperacin de la mina de Touro, si bien todava no est finalizada y deben continuarse las tareas de mantenimiento y seguimiento y completar las actuaciones de recuperacin en la zona de Arinteiro ya indicadas, supera el 90% de los objetivos planteados en el Plan realizado por el Laboratorio de Tecnologa Ambiental de la Universidad de Santiago de Compostela. La mejora es muy significativa en la mayor parte de los suelos y aguas, pero tambin sabemos que hay zonas especialmente complicadas de correccin y con dificultades aadidas por la presencia de una biodiversidad de organismos desconocida para la

ciencia que consideramos necesaria preservar, al menos hasta que hayan sido identificados y comprendidos sus mecanismos de actuacin en los procesos rdox. El traslado o la recreacin de las condiciones de estos sistemas en zonas interiores de la mina, que faciliten el tratamiento de las aguas antes de sus salida al exterior es, en nuestro opinin, una actuacin imprescindible, pues se lograra la conciliacin de los objetivos de conservacin de la biodiversidad de extremfilos y la posibilidad de su estudio con el logro de la no afeccin a las aguas exteriores a la mina. Esta, aunque muy minimizada respecto a la situacin de partida, todava se presenta en la zona sureste de la zona de Arinteiro, en las proximidades de la poblacin de Touro. AGRADECIMIENTOS A SENESCYT Ecuador por mi beca pre-doctoral. Los autores agradecemos la colaboracin de Paco Cass, David Romero, Clara Crespo y Jos Miramontes por su ayuda en laboratorio. REFERENCIAS Bolaos Guerrn, D. R., Verde, J. R., Macas-Garcas, F. & Macas, F., 2014. Diseo y Empleo de

Tecnosoles para la recuperacin de la calidad del agua. En 12 Congresa da Agua y 16 Encontro de Engenharia Snitria e Ambiental. (5-7 marzo de 2014). ISBN: 978-989-8509-08-6.. Lisboa, s.n.

Calvo de Anta, R., Prez Otero, X. L. & lvarez, E., 1991. Efectos de las minas de Ariteiro (La Corua) sobre la calidad de aguas super y sub superficiales.. Ecologa, Issue 5, pp. 87-100.

Macas, F., Calvo de Anta, R. & Carracedo, H., 2002. Plan de recuperacin de los ros Brandelos, Pucheiras, Felisa, Portapego, Rego das Rozas y Laas afectados por aguas cidas de la mina de sulfuros metlicos de Touro., s.l.: LTA-USC, Xunta de Galicia - Consellera de Medio Ambiente.

Macas-Garca, F. y otros, 2009b. Recuperacin de aguas cidas de la mina de Touro mediante sistemas integrados de barreras reactivas con diferentes Tecnosoles y humedales.. Minera Sostenible. Cmara Oficial Mineira de Glicia. A Corua., pp. 963-973.

Macas-Garca, F. y otros, 2009. Recuperacin de aguas cidas de la mina de Touro mediante sistemas integrados de barreras reactivas con diferentes Tecnosoles y humedales.. Minera Sostenible. Cmara Oficial Mineira de Glicia. A Corua., pp. 963-973.

Macas-Garca, F., Macas, F. & Nieto Olano, C., 2008. Didctica de la Mina de Touro: Procesos de Recuperacin de Suelos y Aguas hipercidas de Minas de Sulfuros Metlicos mediante la Valorizacin Biogeoqumica de Residuos, Santiago de Compostela: s.n.