Control de Aguas en Minería Subterránea: Desafíos y Soluciones
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El Agua en las Labores Mineras: Un Desafío Constante
El agua es un problema en las labores mineras.
El 8% de las aguas son aguas continentales.
Comportamiento del Agua Subterránea
El agua puede filtrarse a través de las capas de tierra en profundidad.
Permeabilidad
La **permeabilidad** es clave. Rocas plutónicas o basálticas (rx plutónicas o basal) son de **baja permeabilidad**, no permiten que el agua se infiltre en la tierra.
Condiciones en Rocas Basálticas
En rocas de tipo basáltico, se pueden dar dos condiciones:
- Que la roca basáltica tenga un **gradiente hidráulico**, lo que permite que el agua fluya a través de la capa que impide que el agua llegue más abajo.
- Que no lo tenga.
El agua se puede **acumular** o **escurrir**.
Acuíferos
**Acuíferos**: depósitos de agua líquida que están contenidos en un estrato no permeable.
Impacto del Agua en la Operación Minera
Problemas Clave Causados por el Agua
Trabajar en condiciones con agua es **difícil**. El agua **altera las propiedades del macizo rocoso**, ya que es un disolvente. Al contacto con fallas rellenas con material cementante, disminuirá la calidad del **macizo rocoso**.
Es un **reactivo**. Al ser disolvente, tiene iones bipolares y puede entrar en reacción con varios tipos de minerales, como la **pirita**.
En labores subterráneas, al trabajar con **relleno** para caserones, si hay alta presencia de agua, esta agua entrará en contacto con el relleno, lo lavará y lo transportará a distintas labores. Esto es lo denominado **fangos contaminados**, que son elementos peligrosos para una operación minera. El material cementante en contacto con agua puede afectar la extracción de otras partes del yacimiento.
En minería subterránea, es un gran problema y muy común. A cierta profundidad, es muy frecuente la presencia de agua. A medida que se profundiza, la temperatura empieza a aumentar. Al tener presencia de agua, hay presencia de humedad, lo que varía la percepción de la temperatura. Puede causar **cortocircuitos** y afectar las máquinas que trabajan con aceite, lo que puede afectar la operabilidad y disponibilidad de los equipos. Existe un fenómeno de **interacción agua-barro**.
Drenaje Minero: Control del Agua
El **drenaje minero** busca controlar la cantidad de agua en un ambiente minero y nace debido a los problemas presentados anteriormente.
Conceptos Relacionados con el Agua Subterránea
Nivel Freático
El **nivel freático** es el límite físico entre la superficie y la zona de saturación. Es variable el lugar donde se manifiesta.
Zona de Saturación
La **zona de saturación** es donde los poros y fracturas del suelo y la roca están completamente llenos de agua.
Fenómenos Asociados al Drenaje
Efecto Sumidero
El **efecto sumidero** se genera si se saca agua de un caserón de forma descontrolada (a destajo).
Cavitación
**Cavitación**: Es el flujo de agua a través de una tubería mezclado con aire o con un gas. Cuando el flujo no está compuesto por un solo líquido, tiende a ser turbulento a un nivel que afecta la estabilidad de la tubería. Este fenómeno disminuye la disponibilidad de equipos y daña la estructura mecánica.
Objetivos del Drenaje Minero
El drenaje minero busca **predecir** estos fenómenos, entender cómo el agua **interacciona** en el **macizo rocoso** para controlarla, y tener un **manejo eficiente** de las aguas que pueden afectar la operación minera.
Estrategias y Medidas de Control del Agua
1ª Medida: Prevención y Control en Puntos de Acceso
La primera medida de control de efectos nocivos del agua se enfoca en los **puntos de acceso**.
Collar
El **collar** es el punto en que la topografía interseca con un pozo. Es el contorno que tiene un pozo y permite que la estabilidad inicial se asegure.
Métodos de Prevención en Labores
Se utilizan estructuras de obra civil para contener el agua cuando esta llega a la operación, como **diques** (piscinas impermeables).
- Combinación entre **diques** y **bombas**.
- **Zanjas**: Actúan como acumuladores y separadores del agua. Se diseñan con un gradiente de tal forma que el agua llegue a un lugar común (**dique**).
2ª Medida: Colección y Contención del Agua
Esta medida implica la **colección y contención** del agua.
Anillos de Agua
Los **anillos de agua** son perforaciones revestidas por un material impermeable, con capacidad para almacenar agua durante aproximadamente 3 días.
En esta medida, debemos colocar mecanismos de **limpieza de agua**.
3ª Medida: Evacuación del Agua
La tercera medida es la **evacuación del agua** en la mina. Existen tres tipos de **bombas** en minería:
Tipo **Centrífuga**: Es la más popular. El motor gira y lleva los flujos de agua que quedaron al centro hacia los costados.
Tipo **Axial**: Succiona el agua, es tipo ventilador.
- Genera alta presión.
- Menos caudal.
- Más complicado trabajar con presencia de sólidos.
Tipo **Membrana**:
- Pared inamovible.
- El desgaste es menor debido a que se mueve solo una pared.
4ª Medida: Disposición del Agua
La cuarta medida es la **disposición** del agua una vez sacada.
Opciones de Disposición
- ¿Qué hacer con el agua una vez sacada?
- Opciones: Aprovechar en procesos metalúrgicos, reciclar, o descargar a un cauce natural (cumpliendo normativas).