Caracterización de procesos de drenaje ácido de mina en la Cuenca del río Cobica

Resumen

La presente Tesis doctoral se centra en el estudio del río Cobica, afectado por drenaje ácido de mina (AMD) y situado en la Faja Pirítica Ibérica (SO de la Península Ibérica, Provincia de Huelva), a través de la determinación del origen y estudio de las variaciones temporales de los aportes, así como modelización del proceso. Para ello, se diseñó una red de muestreo consistente, por una parte, en un muestreo diario, que se llevó a cabo durante 236 días correlativos, dentro de un mismo año hidrológico, desde el 3 de octubre de 2003 al 25 de mayo de 2004. Este muestreo se realizó en tres puntos conformando un sistema "Y" de dos aportes: río Cobica antes de confluencia con el arroyo Chorrito, arroyo Chorrito y río Cobica tras confluencia con Chorrito. Por otra parte, un muestreo mensual en 16 puntos situados a lo largo del río Cobida. Este muestreo tuvo lugar una vez al mes durante el periodo anterior. Adicionalmente se diseñó un campaña de aforos y se instaló una sonda multiparamétrica, mediante la que se obtuvieron 21.000 registros continuos de pH, conductividad, temperatura y altura de agua. En las muestras de agua obtenidas se determinó, in situ, pH y conductividad y en laboratorio sulfatos, Fe, Cu, Mn, Zn, As y Cd. Todos los datos obtenidos en los análisis de aguas del muestreo diario, mensual, de la sonda multiparamétrica y datos climáticos, se integraron en matrices de datos que fueron sometidas a análisis estadístico clásico (estudio del sumario estadístico, matrices de correlaciones, series temporales, cluster, factorial), mediante el empleo del paquete informático-estadístico Statgraphics Centurión XV, y a análisis de lógica borrosa. Tras estos tratamientos se obtuvieron, entre otras, las siguientes conclusiones. -Altos valores de concentración en todos los puntos de muestreo, al inicio de la campaña, que se explican con las primeras lluvias después de un periodo seco, las cuales originan un aumento de los sulfatos y metales, debido a la redisolución de las sales precipitadas en los márgenes del río. Estas sales ocupan un rol muy importante en la variación química del agua, suponiendo una reserva temporal de acidez, sulfatos y metales. Precipitaciones posteriores 1 :-z~ J> originan disminución de la concentración de sulfatos y metales, debido a la dilución que producen las aguas de escorrentía limpias. -En general, el comportamiento dinámico del cauce responde a la suma de estímulos instantáneos provocados por lluvias puntuales, memoria estacional dependiendo del instante del año hidrológico considerado y por último, la propia inercia de la cuenca resultado de un proceso de acumulación producido desde tiempos históricos motivado por la actividad minera. - En relación con los aportes a la Presa del Andévalo, cabe destacar la elevada cantidad de sulfatos y metales aportados a la Presa en un solo año hidrológico, unas 6.0001 de sulfatos y cerca de 6001 de hierro. En particular, y debido a su alta toxicidad, es importante resaltar que la cantidad aportada de Arsénico es de 1 tonelada. Estos metales, al llegar a la presa precipitan, ya que el pH del agua es cercano a 7, quedando latentes en el sedimento del fondo, mientras no cambien las características químicas del agua de la Presa. - Al aplicar análisis estadístico clásico y lógica borrosa a los datos de la sonda multiparamétrica se advierte la existencia de correlación entre pH y conductividad, que no había sido descrita hasta ahora en un medio AMD, pudiendo basarla en diferentes razones, como la posible existencia de una correlación oculta en los muéstreos anteriores que no había sido bien interpretada por el escaso número de datos, la existencia de razones de interdependencia enmascaradas por valores extremadamente altos de clorinidad y quedando oculta la acción de los sulfatos como responsables del aumento de conductividad o que anteriormente se podrían haber dejado escapar los valores de pH y conductividad responsables de un buen ajuste en las relaciones de interdependencia en muéstreos antiguos por estar midiendo a intervalos de tiempo superiores a los que corresponden a la respuesta lluvia/pH/conductividad.