Doctorado en Desarrollo Sostenible · 2025
Evaluación de la roca estéril para la mitigación de drenajes ácidos de mina: un enfoque de economía circular
La generación de drenajes ácidos de mina constituye un problema persistente que degrada la calidad del agua, moviliza metales pesados y aumenta la vulnerabilidad ambiental en zonas mineras activas y abandonadas. Frente a este contexto, el estudio planteó la necesidad de evaluar alternativas sostenibles basadas en material residual de la operación minera. El objetivo general de esta investigación consistió en evaluar la roca estéril para la mitigación de drenajes ácidos de mina, desde un enfoque de economía circular. La metodología se desarrolló en tres etapas: (i) caracterización geoquímica y mineralógica del estéril mediante ICP, ensayos con HCl y análisis petrográficos; (ii) evaluación experimental de tratabilidad, donde se cuantificó la remoción de Cu, Zn, As y Cd bajo diferentes granulometrías y (iii) análisis técnico–económico, comparando el desempeño del estéril con tratamientos activos. Los principales resultados demostraron que la roca estéril incrementó el pH, activó el sistema tampón carbonato–bicarbonato y logró remociones superiores al 90% para Cu y As, entre 70–82% para Cd y alrededor del 78% para Zn. Asimismo, el análisis económico evidenció ventajas significativas frente a insumos convencionales debido a su disponibilidad in situ y costo marginal. La investigación concluyó que la roca estéril calco alcalina fue técnicamente eficaz y económicamente viable como insumo para sistemas pasivos de tratamiento de drenajes ácidos de mina, validando su potencial para transformar un pasivo ambiental en un recurso estratégico dentro de la economía circular minera.
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Contenido
- Abstractp. 10
- Introducciónp. 11
- 1. Planteamiento del problemap. 14
- Generación de drenajes ácidos de mina: una amenaza persistentep. 14
- Estériles mineros: un pasivo con potencial de recursop. 15
- Implicaciones socioambientales y éticasp. 17
- Evidencia internacional del problemap. 18
- Vacíos científicos y normativosp. 19
- Pregunta de investigaciónp. 21
- Antecedentesp. 21
- 1.7.1. Línea de tiempo sobre los estudios asociados al Drenaje Ácido de Minap. 22
- 2. Justificaciónp. 27
- 2.1. Pertinencia con las políticas públicas globalesp. 27
- 2.2. Pertinencia con las políticas públicas nacionalesp. 27
- Sosteniblep. 28
- 2.4. Pertinencia técnicap. 29
- 2.5. Enfoque propuestop. 29
- 3. Objetivosp. 30
- 3.1. Objetivo generalp. 31
- 3.2. Objetivos específicosp. 31
- 4. Hipótesisp. 32
- 4.1. Hipótesis de trabajop. 32
- 4.2. Hipótesis nula (H₀)p. 32
- 5. Marco teóricop. 33
- 5.1. Teorías de sistemas integrados y fundamentos de la economía circularp. 33
- 5.2. Fundamentos geoquímicos y ambientales del drenaje ácido de mina (DAM)p. 34
- 5.3. Mecanismos geoquímicos de neutralización y control del DAMp. 35
- 5.4. Ejes teóricos de la investigaciónp. 35
- 5.5. Síntesis integradorap. 41
- 6. Metodologíap. 43
- Integración de criterios científicos y económicosp. 52
- Resultados y discusiónp. 53
- 7.2.2. Ensayo 2. Remoción metales pesados de los drenajes ácidos de minap. 49
- metales pesados de drenajes ácidos de mina con roca residualp. 51
- 7.3.4. Síntesis técnicap. 73
- 8. Conclusionesp. 80
- 9. Recomendacionesp. 82
- 9.1. Caracterización de la roca como material neutralizantep. 82
- drenajes ácidos de minap. 82
- 9.3. Viabilidad técnica y económica de la propuestap. 82
- 9.4. Recomendaciones Integradas para la Sostenibilidadp. 82
- Tabla 1. Concentración de metales en Drenajes Ácidos de Minap. 15
- lagunas de reacciónp. 48
- drenajes ácidos de minap. 50
- Inductivamentep. 55
- Tabla 5. Comportamiento del pH en las lagunas de reacción, en los tratamientos evaluadosp. 58
- Tabla 7. Resumen de parámetros de neutralización de la roca por lagunas de reacciónp. 61
- Tabla 8. Porcentaje de remoción de metales pesados en los drenajes ácidos de minap. 62
- Tabla 9. Estadísticas descriptivas de remoción de metales en porcentaje por tratamientop. 63
- Tabla 10. Resultados del análisis ANOVA de una vía para la remoción de cada metalp. 65
- Tabla 11. Eficiencia de remoción de metales en tratamientos con vetiverp. 67
- Tabla 12. Estadísticos descriptivos de los tratamientos con vetiverp. 67
- Tabla 13. Puntuaciones multicriterio (escala 0–10)p. 69
- ensayop. 47
- Figura 2. Montaje establecido para la evaluación de la capacidad de neutralización de la rocap. 48
- Figura 3. Montaje establecido para la determinación de la depuración de metales pesadosp. 50
- réplicas. La desviación estándar de las tres réplicas se presenta con barras de errorp. 59
- se presenta con barras de errorp. 60
- errorp. 63
- Figura 7. Radar multicriterio estériles carbonatados (pasivo) y tratamientos activosp. 69
- Figura 8. Diagrama conceptual del sistema tampón carbonato–bicarbonatop. 72
- Figura 9. Esquema conceptual del método de cámaras y pilares en minería subterráneap. 95