RAINCOAT: Una solución para reducir costos totales de tratamiento de agua
02/01/2019
La lixiviación en pilas de material para la obtención del mineral desde la roca previamente chancada, es el proceso más utilizado actualmente en la industria de producción de oro, plata y cobre, en nuestro país y en el mundo. El proceso consiste en el riego de una solución cianurada alcalina (en el caso del oro y la plata) o una solución sulfúrica ácida (para el cobre) que por gravedad percola en la pila de material y recolecta el mineral para llevarlo al fondo de la pila donde se cuenta con un sistema de colección formado por tuberías perforadas dentro de un medio filtrante, que capta y conduce dicha solución hacia pozas desde las que se iniciarán los diversos procesos de extracción hasta llegar al producto final. El fondo de la pila de lixiviación es impermeabilizado con una combinación de arcilla o GCL y geomembrana para evitar la percolación de la solución que contiene el mineral y el compuesto contaminante: para retener el valioso metal y para evitar la contaminación de los suelos y las aguas subterráneas.
Las pilas son construidas a cielo abierto y, por lo tanto, están sometidas al intemperismo. Una lluvia que cae sobre la pila y percola, incrementará el volumen de solución para los procesos subsiguientes y también el costo total de tratamiento de las aguas de proceso para ser dispuestas al final en cursos de agua bajo las condiciones de límites máximos permisibles de compuestos contaminantes. El uso de raincoats brinda una solución para la reducción de la cantidad de agua que entra al proceso de extracción del mineral, separando el agua de lluvia y conduciéndola por un sistema de drenaje superficial como agua limpia. Además de las ventajas ya citadas, los raincoats reducen la probabilidad de fallas en las pilas por un exceso de acumulación de agua de lluvias.
Un raincoat es una cubierta sintética (geomembrana) que se instala sobre la superficie total o parcial de una pila de lixiviación, incluyendo la corona y los taludes, sobre el sistema de riego de lixiviación. Se refiere, entonces, a una aplicación temporal de geomembrana expuesta cuya durabilidad dependerá de las condiciones propias del material y las del lugar específico donde se encuentra.
Según Smith (1996), los raincoats fueron usados por primera vez en la década del 80 en pilas de lixiviación de oro en Costa Rica para permitir que se continuara con la lixiviación durante una temporada de fuertes lluvias. Estos han sido usados en proyectos de lixiviación en pilas de África y Asia, además de nuestro continente. En Norteamérica, una solución similar es usada para el caso de los rellenos sanitarios, para prevenir la acumulación de agua y la inestabilidad del material acumulado en estos lugares de disposición final de los residuos sólidos. Estas aplicaciones son muy interesantes pero menos rudas que las condiciones que se tiene sobre una pila de lixiviación cuyos taludes son muy empinados y cuyo material es muy agresivo en tamaños y angulosidad, pues viene de roca que ha sido sometida a procesos de chancado previo.
La aplicación de raincoats es requerida en zonas donde se tiene lluvias de alta intensidad en períodos muy cortos de tiempo o en lugares donde se tiene un período prolongado de lluvias frecuentes. Los fenómenos meteorológicos como El Niño o las tormentas tropicales con vientos huracanados, producen lluvias torrenciales que potencialmente pueden provocar flujos y deslizamientos de masas, a los cuales pueden ser proclives las cada vez más altas pilas de lixiviación. Asimismo, los raincoats ofrecen una alternativa muy eficiente y económica para minimizar el volumen de agua de proceso, derivar y conducir el agua de lluvia fuera del proceso, disminuir los picos de requerimientos de capacidad de almacenamiento de agua y, por último, reducir los costos de tratamiento de dichos excesos de agua para su posterior disposición hacia cuerpos de agua naturales.
Otro de los efectos perjudiciales del agua cayendo directamente sobre el material es la degradación que puede causar la energía de las gotas de lluvia en suelos deleznables, produciendo migración de finos y pérdida de permeabilidad, lo que conduce a problemas en el proceso de lixiviación (Breitenbach, 2007)
De todo este análisis anterior, se colige que los raincoats tienen algunos requerimientos especiales que vale la pena acotar:
- Siendo los rayos ultravioleta los principales agentes de degradación de los polímeros, materia prima de los geosintéticos, las condiciones de radiación solar serán preponderantes en su tiempo de vida útil y, por ende, la latitud, la altitud, la orientación, las horas de sol, etc. Por lo tanto, los contenidos de aditivos contra UV deben ser previstos para los tiempos de exposición en el lugar.
- La resistencia al punzonamiento debido a que el raincoat se coloca sobre el material de minado, y cuidado en la instalación sobre dicho material.
- La resistencia a la tensión ya que se instala en taludes bastante empinados.
- La calidad de la soldadura de rollos no es un aspecto que sea principal ya que para efectos de minimizar el ingreso de agua de lluvia al proceso, pequeños montos de infiltración son aceptables.
- Las zanjas de anclaje deben ser muy bien calculadas y los efectos del viento deben ser considerados muy exhaustivamente, tanto en el período de instalación como de trabajo. Se debe pensar en el uso de materiales de lastre.
En nuestro país se ha usado, comúnmente, geomembrana de polietileno de alta densidad, en espesores de 1 mm, y con sus dos caras de color negro. Sin embargo, debido a las variadas posibilidades que brinda el proceso de fabricación en una planta de extrusión por soplado, se ha instalado ya, también, con la cara expuesta de color verde, como puede verse en una de las fotos mostradas. La extrusión por soplado es un proceso donde en realidad la máquina cuenta con tres boquillas para formar la capa central y las dos capas laterales de la geomembrana; estas tres capas, por lo tanto, pueden tener diversas características: por ejemplo, las caras laterales pueden tener diferentes colores, la capa central puede tener una densidad menor que las capas externas, una de las capas externas puede hacerse conductiva para facilitar la verificación de la idoneidad de la impermeabilización en toda la superficie, etc. Sin embargo, no son las únicas variantes que puede tener un raincoat: podría, por ejemplo, fabricarse una membrana translúcida que permita observar el sistema de riego y sus potenciales problemas.
La tendencia que quizá se vaya extendiendo más en la industria minera es la del uso de mayores espesores para incrementar la durabilidad de la geomembrana. También se podría pensar en unirla a un plan de cierre de estos componentes, con lo cual seguramente tendrían que variar los requerimientos de resistencias y de durabilidad o de mantenimiento de propiedades en el largo plazo, lo mismo que implicaría cambios en las fórmulas de fabricación de las geomembranas.
En el Congreso de Lixiviación en Pilas de Canadá, Parra (2013) presentó un artículo bastante concluyente en el que abordó dos casos: uno primero de lixiviación de cobre y el segundo de lixiviación de oro. Hizo una evaluación de costos incluyendo el Capex y el Opex, de varios escenarios que variaban entre 0, 30, 50 y 80% de cobertura con raincoats. Los costos unitarios de tratamiento para el proceso de cobre se señalan en US$2.5/m3 y para el oro en US$3.0/m3. Los costos de las plantas de tratamiento de 100m3/h, en ambos casos: para el cobre de US$10 millones y para el oro, US$2 millones. La posibilidad de re-uso de la geomembrana fue asumida en 30%, bastante conservadora. Las conclusiones de dicho estudio son las siguientes:
Los trabajos de movimiento de tierras e instalación de geosintéticos correspondientes a las pozas de agua de lluvia y los raincoats son muy bajos comparados con los costos de operación.- Cuanto mayor es el porcentaje de cobertura de las pilas con los raincoats, menor es el costo total del proyecto (Capex + Opex)
- Con las consideraciones adoptadas para el análisis, el costo total con 80% de cobertura versus el no uso de raincoats, genera: Una reducción del costo total en el proceso de cobre de 80%, y en el caso del oro de más de 60%
Referencias
Breitenbach, A.J., y Smith, M.E., "Geomembrane raincoat liners in the mining heap leach industry", www.geosyntheticsmagazine.info, April-May 2007
Parra, D., César, C., Pulcha, D., "Water balance and cost evaluation for different scenarios of impermeable covers (raincoats) in heap leach pads operations", Heap Leach Conference, Vancouver, Canada, September 2013
Smith, M.E., "Leach Pad Technology Deals with Weather", Mining Engineering, November 1996