Diseño técnico de una planta de tratamiento de aguas

Fichtner Mining & Environment es un departamento de la empresa Fichtner Water & Transportation GmbH especializado en ingeniería, tecnología, administración y financiamiento en el ámbito de la minería, del saneamiento minero, del almacenamiento subterráneo así como de los aspectos medioambientales asociados a éstos. En 2013, Fichtner Mining & Environment fue contratado por el PNUD Kosovo para el diseño de una planta de tratamiento de aguas destinada al drenaje ácido (AMD, por sus siglas en inglés) de la mina Artana, ubicada en Novo Brdo al noreste de Kosovo. La mina pertenece al complejo industrial minero de Trepča.

Anteriormente, la minería fue el pilar más importante de la economía del Kosovo. La mina Artana forma parte de las minas activas del Grupo Trepča y se dedica a la explotación de plomo (Pb) y zinc (Zn). Artana se encuentra cerca de Novo Brdo, un poblado ubicado a casi 20 km al este de Prístina. Grandes cantidades de residuos mineros con alto potencial de drenaje ácido todavía permanecen en el sitio y, en consecuencia, se vierten aguas ácidas con alto contenido en metales pesados al río Kriva Reka. El objetivo de este proyecto fue preparar el diseño técnico detallado del tratamiento de este drenaje ácido de mina en base a un marco conceptual preliminar. La meta del tratamiento era neutralizar las aguas residuales y poner fin al vertimiento de metales pesados y otros contaminantes al río.

De esta manera, se espera eliminar una de las principales fuentes de contaminación por metales pesados en la región. Después de una primera investigación y análisis de datos geológicos, geográficos, hidrológicos, hidrogeológicos y de uso del suelo entre otros, se recolectaron más datos in situ y se realizaron tomas

de muestras, pruebas de laboratorio e investigaciones de terreno. Posteriormente se elaboró el diseño técnico detallado de una planta de tratamiento de aguas ácidas de mina. La selección de tecnologías de tratamiento así como el diseño técnico detallado se desarrollaron en cooperación con el contratante, las autoridades competentes y el beneficiario.

Las aguas ácidas de mina provienen casi exclusivamente de dos galerías de acceso (Socavón V y VI). El caudal de ambas corrientes suma entre 35 y 50 m3/h en el promedio de largo plazo (Periodo de observación 2007 a 2013).

El caudal del río Kriva Reka detectado en las investigaciones en invierno (estiaje) y por tanto durante niveles bajos de caudal, alcanzó los 250 m3/h. Esto demuestra el impacto que la carga de contaminantes tiene sobre las aguas receptoras desde el punto de vertido. Los ingredientes químicos y la carga suspendida de las aguas ácidas de mina superan los valores máximos admisibles (VMA) de vertido en Kosovo, particularmente en cuanto a los parámetros Pb, Zn, Cu, Cd, Mn, Fe, As y SO4,.

Como organismo financiador del proyecto, El PNUD favorecía, al igual que los resultados de antiguos estudios, un sistema de tratamiento pasivo -como por ejemplo a través de humedales artificiales- debido a las bajas exigencias técnicas de este tipo de planta con respecto al personal necesario y a su operación. Por otro lado, la autoridad que decide sobra la aprobación exigía el cumplimiento de los VMA. Como el Grupo Trepča planea retomar la actividad minera a escalas mayores, encargó a Fichtner Water & Transportation GmbH de diseñar una planta de tratamiento cuya capacidad debería cubrir 80m3/h como mínimo, cumpliendo con los VMA y manteniendo la posibilidad de ampliar dicha capacidad a niveles mayores.

Fig. Diseño de la planta de tratamiento activo de aguas Una planta de tratamiento pasivo demandaría un espacio de 80.000 m2 con la correspondiente pendiente topográfica para procesar un caudal

de 80 m3/h. Sin embargo, en el valle del río solo se puede disponer de un área utilizable de 40.000 m2. En vista de ello se diseñó una planta de tratamiento activo de aguas cuyo procedimiento de tratamiento es el siguiente:

• Paso 1: Ajuste del valor pH para la oxidación (valor pH meta: 4 a 5).
• Paso 2: Laguna de oxidación (Oxidación de Fe, Mg, As, metales pesados y sulfuros)
• Paso 3: Laguna de pre-decantación para materia en suspensión.
• Paso 4: Floculación / coagulación / ajuste del valor pH a 8.5 hasta 9.5 (coloides, metales, As) y sedimentación.
• Paso 5: Neutralización del valor pH a 6.5 hasta 8.5. Si procede, uso de intercambiadores iónicos y vertido en el río.
• Paso 6: Deshidratación de lodos para los lodos de los pasos 3 y 4. El agua que cae es conducida nuevamente al paso 1.

Los requerimientos técnicos asociados a la operación y mantenimiento de la planta se mantuvieron al mínimo posible. El lodo debe ser almacenado en un vertedero que deberá ser construido separadamente. De igual forma, dicho vertedero también podría recibir los residuos mineros ya existentes.

Fichtner Water & Transportation GmbH recomendó, además, que todo el proceso de implementación sea acompañado por un monitoreo ambiental (flujos y contaminaciones) aplicado al área de influencia de las actividades mineras.

El operador de la mina, el Grupo Trepča, asumirá la operación de la planta. A tal efecto se hicieron las siguientes recomendaciones: El operador debería supervisar el funcionamiento correcto de la planta de tratamiento de aguas en los diferentes pasos del proceso de limpieza para también poder adaptar la planta a los cambios del régimen de caudal y optimizarla continuamente.

Una recomendación mínima es la realización de análisis químicos de aguas, por un lado, en el afluente para determinar “valores de entrada” y por el otro en el efluente para una documentación del proceso de limpieza.

Los datos obtenidos de esta supervisión interna deberán ser enviados regularmente a la autoridad aprobante y vigilados externamente por la autoridad ambiental. Desde un punto de vista ambiental, el traslado y vertido de lodo es un punto especialmente importante. Fichtner Water & Transportation GmbH recomendó por consiguiente construir un nuevo vertedero o sino operar en cooperación con un operador de vertederos tercero.

Articulo escrito por:

EurGeol. Nikolaus Linder. Director Mining & Environment. Fichtner Water & Transportation GmbH