agua de mar, alternativa mineria
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8/18/2019 Agua de Mar, Alternativa Mineria
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AGUA DE MAR, ALTERNATIVAVIABLE, PARA EL DESARROLLO
FUTURO DE LA INDUSTRIA MINERAEN ANTOFAGASTA
Dr. Leonardo Romero
Director CEITSAZA
Universidad Católica del Norte
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AGUA DE MAR, ALTERNATIVA VIABLE, PARA ELDESARROLLO FUTURO DE LA INDUSTRIA MINERA EN
ANTOFAGASTA
III Seminario Internacional de Desalación ALADYR 2012Dr. Leonardo Romero
Antecedentes Hídricos de la Región de Antofagasta
Soluciones para Paliar la Escasez de Agua dulce
Experiencias y Problemas asociados al uso de agua demar en minería
Avances en RO
TEMARIO
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Distribución del Agua por Sectoren el Planeta
Fuente: F. Costabal, “ El Desafío del Agua en la Minería” , Consejo Minero , 2008.
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ESTRÉS HÍDRICO GLOBAL
Sucede cuando la demanda de agua es mayor que la cantidad disponible durante un
periodo determinado de tiempo o cuando su uso se ve restringido por su baja calidad.
El 70% de la superficie terrestre está cubierta con agua y solo el 3% del agua total es
agua dulce, el resto es agua de mar . (2 % congeladas en los polos)
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“El agua se utiliza mayoritariamente en el sector agropecuario
forestal, con excepción de la Región de Antofagasta, donde el uso
minero representa más del 50%”.Fuente MOP, Weisner, 2010.
Año 2010, en Chile se
consumieron 677 m3/s.
Uso 1990 1999 2002 2006
Riego 551 611 647 527*
Agua
Potable27 34 37 40
Industrial 47 68 77 84
Minería 43 51 53 63
Energía 1,185 2,914 3,929 3,997
Total 1,853 3,678 4,743 4,711
Uso del Agua por Sectores (m3/s)
Fuente: Bco. Mundial: Chile-” Diagnostico de la Gestión
de los Recursos Hídricos” , 2011./ * Año lluvioso.
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Escorrentía Media Anual
Fuente: Bco. Mundial: Chile-
” Diagnostico de la Gestión delos Recursos Hídricos” , 2011
Sin embargo, cuando se analiza regionalmente este valor medio enmascara unarealidad muy distinta: desde Santiago al norte prevalecen las condiciones áridas; la
media de disponibilidad de agua está por debajo de los 0.8 Mm3/persona/año,
mientras que al sur de Santiago supera los 10 Mm3/persona/año.
El volumen promedio
de agua que escurre
por cauces equivale a
53 Mm3/persona/año,
valor bastante más alto
que la media mundial
6.6 Mm3/persona/año.
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Cuenca del Loa
Cuenca Salar de Atacama
Cuencas Altiplánicas
(Ollagüe, Ascotán, Pampa
Colorada y Alta Puna)
Desde el punto de vista del recursohídrico, las principales cuencas en
explotación en la región de
Antofagasta son:
ZONAS CRÍTICAS DE APROVECHAMIENTO
(derechos otorgados en aguas
subterráneas cerca de 14 mil L/s,
equivalente a 72% de los derechos de
explotación otorgados en la región)
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Mapa de isoyetas Regionales(Fuente: EIA Pampa Blanca Línea base Hidrogeológica-2009)
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Derechos de Agua
Se concentran territorios de Atacama laGrande con 2.299 L/s y Alto El Loa con
576 L/s.0
2,000
4,000
6,000
8,000
10,000
12,000
Sectores
Sector Minero 10,161
Sector Sanitario 3,066
Sector Agricola 2,970
Derechos de Agua Por Sectores
Región de Antofagasta
L i t r o s p o r S e
g u n d o
0
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
1
Sector Minero 4.854
Sector Sanitario 1.294
Sector Agricola 891
Extracciónde Derechos de Agua Por SectoresRegión de Antofagasta
L i t r o
s p o r S e g u n d o
%
62
19
18
%
69
18
13
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Consumo de Agua Fresca en Mineria
Consumo de Agua fresca por Región (l/s), año 2009
Proyección del consumo deagua en Chile, entre 2009 y2020, aumentará en 45%.
Al año 2017, la región de Antofagasta representará el
20% de esa demanda. (FuenteCochilco)
0,0
100,0
200,0
300,0
400,0
500,0
600,0
2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
Millones de m3
Años
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Zona de extrema aridez, pluviometría baja y probable
disminución por efecto del cambio climático Fuentes de aguas superficiales escasas (Rio loa declaradoagotado)
Disponibilidad del recurso hídrico subterráneo desconocida Pobre Calidad de agua (altos contenidos de sales, As y B
principalmente)
Demanda creciente por el recurso hídrico (nuevos proyectosmineros, incremento de la actividad agrícola y turística) A
N T E C E D E N T
E S
Reforzar los aspectos procedimentales y legislativosrespecto de la asignación de los recursos hídricos
Preservación de ecosistemas (Actividad turística)
Creación de una plataforma on-line que sistematice lainformación hídrica dispersa Contar con Modelo de Gestión Regional del recurso
hídrico
Búsqueda de Nuevas fuentes de agua N E C E S
I D A D E S
RESUMEN
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Soluciones para Paliar laEscasez de Agua dulce
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Soluciones para Paliar la Escasez
I. Incrementar la Eficiencia Hídrica en Faenas
II. Trasvase de Cuencas
Transporte de agua desde una
cuenca con excedentes
hidrográficos a otra con déficit.
Proceso
Consumo unitario de agua fresca
m3 /ton mineral tratado
Año 2000 1 Año 2006 2 Año 2010 3
Concentración1.1
(0.4 – 2.3)
0.79
(0.3 – 2.1)
0.72
(0.3 – 2.9)
Hidrometalurgia
0.3
(0.15 – 0.4)
0.13
(0.08 – 0.25)
0.13
(0.06 – 0.8)
1 Fuente: Doc. “ Uso Eficiente de Aguas en la Industria Minera, APL 2002” 2 Fuente: Estudio “ Derechos, extracciones y tasas unitarias de consumo de agua del sector
minero regiones centro-norte de Chile” , marzo 2008.3 Fuente: Estudio “ Consumo de agua en Miner í a del Cobre 2010” , Cochilco.
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Soluciones para Paliar la Escasez
Planificación indicativa
que contribuye aorientar y coordinar las
decisiones públicas y
privadas con el fin de
maximizar la función
económica, ambiental
y social del agua.
III Plan Director para la Gestión del Recurso Hídrico
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Soluciones para Paliar la Escasez
1. SWAP (Tranzar los derechos de agua dulce
de consumo humano al sec tor product ivo ,
abasteciendo de agua desalinizada a los
centros de consumo en la costa.)
IV Transferencia de Agua
Lequena
Toconce
Quinchamale
2. Reúso de aguas residuales
domesticas para uso productivo.
Fuente: Aguas Antofagasta
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Soluciones para Paliar la Escasez
1. Uso directo de agua de mar (reconversión
de procesos)
V Aumentar la Disponibilidad del Recurso Hídrico
2. Uso de Agua de mar Desalinizada.
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Uso de Agua de Mar enMinería del Cobre
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Uso de Agua de Mar en Minería delCobre en Antofagasta
Minera ProductoProducción
de Cu(ton /año)
Impulsión
long. / altura(km/
m.s.n.m)
Consumoagua(L/s)
LíneaOxido
LíneaSulfuro
Cia. Minera Tocopilla – Lipesed S.A. (1987)
Cátodos 3,600 (borde
costero) X
Cia. Minera Tocopilla – Mantos de la Luna
(2005)
Cátodos 25,000 8 / 1355 40 X
Cia. Minera las Cenizas – Las Luces (1995)
Concentrado 12,000 7 / 178 44 X
Cia. Minera las Cenizas – Planta Oxido (2010)
Cátodos 6,000 50 / 800 8.5 X
Antofagasta Minerals – Michilla (1959)
Cátodos 50,000 15 / 835 93 X
Antofagasta Minerals –
Minera Esperanza(2011)
Concentrado 190,000 145 / 2200 635 X
BHP- MineraEscondida (1985 /Desaladora 2006)
Concentrado/ Cátodos
1,2 MM 176 / 3160 525Desalada
X
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Problemas por uso de agua de mar
Problema CausanteEfectos Asociados
Línea Oxido de cobre Línea de sulfuros de cobre
Corrosión
Indicadores de corrosiónLarsson Index (LI) > 0.2;Riddick Index (RI) > 25;
Elevados costo de mantenimientos y reposición de equipos(bombas y tuberías de conducción agua)
Altos contenidos decloruros en el electrolito deelectro obtención
Cátodos contaminadocon CuCl; Problemas dedespegue cátodos
permanentes;
Formación de clorogaseoso en ánodo
Eficiencia en bio-lixiviación desulfuros
Incrustación Yeso por adición de cal Taponamiento de tuberías y
maquinaria
Espuma- bilidad
Índice de espumabilidad(DFI) mayor
Eficiencia metalúrgica.
Tamaño burbujas
Disminución tamaño de burbujas Eficiencia metalúrgica
Consumo decal
Efecto tampón del agua demar
Consumo de cal elevado
Crecimiento bacterial
Bacterias Fotosinte-tizadoras
Desarrollo de algas, micro algas y cianobacterias en losequipos y tuberías de las operaciones.
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1. Ante el incremento de la demanda por el recurso hídrico, la desalación, la
reconversión de los procesos mineros, y la construcción de un modelo de
gestión regional del recurso que facilite en lo inmediato la toma de
decisiones, son al parecer, en el corto plazo, la solución inmediata y efectiva
para descomprimir el estrés hídrico en que se encuentra la región de
Antofagasta
2. El uso de agua de mar en procesos mineros , aunque al parecer no
presenta grand es prob lemas, debe ser explorada en detal le para obtener el
conocimiento necesario que permita su uso confiable.
3. El uso de agua de mar debe ser asoc iada a un modelo de negoc ios que
tom e en cuenta el aspecto so cial, dado la inversión y el costo operacional
que implica impulsar el agua a las faenas mineras, por sobre los 2000 m.s.n.m.
Recomendaciones
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Avances en Tecnología RO
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Capacidades Globales de Desalinización en m3 /d
Fuente: Sabine Lettemann (2010)
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Case Pretreatment Configuration
1
DAF Pressurized DMF Gravity DMF
2DAF Gravity DMF Pressurized DMF
3
DAF Gravity DMF
4
DAF Gravity DMF Gravity DMF
5
DAF Pressurized DMF Pressurized DMF
6
DAF UF
Pretreatment
IntakeSWRO
Posttreatment
Tecnología de Membranas
Opciones de Pre-Tratamiento para Sistemas de RO
Fuente: Doosan Hydro Technology
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Los sistemas de recuperación de energía disminuye el consumo específicode energía
Permeate 40%
HP-Pump100% Brine 60%
No Energy Recovery SystemE 5-6 kWh/m3
Permeate 40%
HP-Pump100%
Turbine
Brine 60%
Turbine SolutionE 3.5 kWh/m3
100%
HP-Pump40%
Brine 60%
Permeate 40%
Pressure Exchanger Isobaric Pressure Exchanger Solution
E 2.4 kWh/m3
Recirculation Pump60%
Recuperación de Energía en Sistemas RO
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Fuente: M. Torres Cedex / Ambienta: “ Avances Técnicos en la Desalación de Aguas”
Fuente: Congreso Ibérico de Gestión y
Planificación del Agua, 2004, “Costes
Económicos y Medioambientales de laDesalación de Agua de Mar ”.
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¿Rechazo de RO-Agua de Mar?
VSEP: Membranas Vibratorias
Tratamiento VSEP de Rechazo de Osmosis desde el agua salobre Subterránea(Greg Johnson, Larry Stowell, Michele Monroe, Presentado: 2006 Conferencia El Pasodesalinización, días 15-17 de Marzo de 2006, El Paso Texas)
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VSEP: Membranas Vibratorias
Tratamiento VSEP de Rechazo deOsmosis desde el agua salobreSubterránea(Greg Johnson, Larry Stowell, Michele Monroe,
Presentado: 2006 Conferencia El Paso
desalinización, días 15-17 de Marzo de 2006, El
Paso Texas)
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Conclusiones:
r hí r
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GRACIAS
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Fuente: Adaptado de Globalwaterintel.com
Costos de Operación Desalinización
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VSEP: Membranas Vibratorias
Tratamiento VSEP deRechazo de Osmosisdesde el agua salobreSubterránea(Greg Johnson, LarryStowell, Michee Monroe,
Presentado: 2006
Conferencia El Paso
desalinización, días 15-17
de Marzo de 2006, ElPaso Texas)