Desarrollan modelo que predice la calidad de las aguas en ríos afectados por drenaje ácido de rocas

Académicos e investigadores de los Departamentos de Ingeniería de Minas e Ingeniería Civil, y del Centro Avanzado de Tecnología para la Minería (AMTC) de la U. de Chile, entre los que se cuentan Gerardo Zegers, Leonardo Navarro, Miguel Lagos, Álvaro Navarrete, Manuel Caraballo, Yarko Niño, James McPhee y Santiago Montserrat, combinaron diversas herramientas de modelación para poder comprender mejor los ríos de alta montaña afectados por el drenaje ácido de rocas. El trabajo fue publicado por la revista Journal of Hydrology. 

Las cuencas de montaña tienen un rol fundamental en sostener sistemas naturales, a la población y actividades económicas ubicadas aguas abajo. Además, estos ambientes de montaña se relacionan con varios depósitos ricos en minerales, como por ejemplo pórfidos cupríferos, los que proveen cerca de tres cuartas partes del cobre mundial, la mitad del molibdeno y un quinto del oro. En contacto con agua, estos sistemas tienen la capacidad de generar drenaje ácido de roca (ARD). 

Según explica el investigador Santiago Montserrat, la actividad minera, debido a la construcción de rajos, túneles o depósitos de residuos (ej. relaves o botaderos), pueden aumentar el área de minerales expuestos al ambiente, «facilitando la producción de drenaje ácido, en este caso denominado drenaje ácido de minas (AMD). Según Naciones Unidas, el drenaje ácido de mina (AMD), y sus consecuencias sobre la calidad de las aguas, será uno de los principales y más desafiantes problemas ambientales que enfrentará la sociedad en los próximos años».

Frente a este desafío, el artículo «An integrated modeling approach for mineral and metal transport in acidic rivers at high mountainous porphyry Cu systems» («Un enfoque integrado de modelamiento para transporte de minerales y metales en ríos ácidos sistemas de pórfidos de Cu de alta montaña») presenta «un modelo de transporte y destino de metales en ríos de montaña acoplando cinco componentes: i) hidrología, ii) hidrodinámica, iii) transporte de sedimentos, iv) transporte de solutos y v) hidroquímica. El estudio se desarrolla en el estero Yerba Loca, uno de los afluentes al río Mapocho».

Agrega, además, que la cuenca del estero Yerba Loca se caracteriza por su gran altitud y por la ocurrencia de un drenaje ácido de roca (ARD) en su parte alta, «lo que resulta en aguas con bajo pH (menor que 3) y altas concentraciones de cobre, hierro, manganeso y sulfatos».

«El modelo es capaz de reproducir los principales procesos químicos y mineralógicos observados en la cuenca al introducir la dependencia de la precipitación mineral con el pH a lo largo del estero. Los resultados muestran un buen ajuste con observaciones de terreno, demostrando que el modelo es capaz de representar los principales procesos que controlan el transporte y destino de metales y minerales en ríos de montaña», explica el investigador de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la U. de Chile.

Finalmente, indica, el modelo desarrollado resulta en una buena herramienta para caracterizar sistemas fluviales afectados por ARD o AMD y desarrollar estrategias de manejo de la contaminación.

«Por ejemplo, en el corto plazo, el modelo podría apoyar el desarrollo de planes de emergencia por accidentes (ej. derrames) o predecir el tiempo que un contaminante podría alcanzar un cierto punto del río (por ejemplo, una bocatoma). En el largo plazo, y debido a que el modelo representa de buena forma la relación entre hidrología e hidroquímica, ayudaría a proyectar cambios en la calidad de aguas ante escenarios climáticos futuros. De esta manera, el modelo propuesto es útil para asistir el manejo de sistemas fluviales debido al efecto combinado del cambio climático y actividades antrópicas», concluye Montserrat.