Uso del agua en construcciones mineras: Recurso valioso

La construcción en zonas extremas se torna un desafío por el desierto. El agua, ya escasa, se necesita en abundancia para los procesos de hormigonado, pero en mayor cantidad para las perforaciones de la minería subterránea.

Del cuidado de este recurso y de la implementación de nuevas tecnologías dependerá el desarrollo de la futura minería en las zonas áridas del país, ricas en minerales y pobres en agua. 

Por Fabiola García S.
Periodista Construcción Minera 

Tal como afirma la Comisión Chilena del Cobre, Cochilco, el problema de la baja disponibilidad del agua está en niveles delicados. La preocupación por el abastecimiento de este recurso es transversal, puesto que afecta tanto a los habitantes del norte como a las mismas compañías de extracción. Es así como esta zona rica en recursos naturales debe lidiar, al mismo tiempo, con las dificultades de estar en el desierto más seco del mundo.

Por lo mismo, estudios de Cochilco han proyectado la demanda de agua fresca para los procesos mineros. Entre sus últimos informes se indica que en 2012 el consumo de agua fresca llegó a los 12,4 metros cúbicos por segundo, mientras que a 2021 se estima será de 18 metros cúbicos por segundo (en caso de que los proyectos de desalinización de agua de mar se realicen). Una carrera contra el tiempo que, tanto proyectos nuevos como los que están actualmente en funcionamiento, deberán tener en cuenta.

En concreto, durante 2012 la producción de concentrados utilizó 74% en el consumo total de agua fresca por parte de la minería del cobre, 15% en variados usos como el agua en la mina para la supresión de caminos, campamentos, servicios u otros y 11% en la producción de cátodos.

Si la obtención de este recurso ya es un asunto que complica para la producción minera ¿cómo se proyecta esta situación para los contratistas que la utilizan en una construcción minera? Importante, primero, es conocer de mejor forma su uso y, desde ahí, proyectar estrategias de cuidado. Entre los procesos en los que es necesaria el agua en una obra está el hormigonado, la limpieza y el control de polvo.

En la faena húmeda

En lo que respecta a las faenas húmedas desde Penetron International -compañía especializada en la durabilidad del hormigón-, el gerente técnico Domingo Lema explica cómo resuelven este desafío. “Si el hormigón es premezclado y la planta está instalada en la obra, el agua se incorpora en el proceso de fabricación de la mezcla. En este caso el agua que utiliza el hormigón la provee el constructor o mandante de los proyectos mineros y en la mayoría de estos se obtiene del mismo lugar”, indica Lema. En algunos casos el agua es llevada en camiones aljibe de los pueblos más cercanos cuando los proyectos están emplazados en el desierto. De acuerdo con el experto, por cada metro cubico de hormigón, se requiere de 200 a 300 litros de agua dulce, lo que incluye el agua de amasado del hormigón y el lavado de camiones mixer.

Pablo Sepúlveda, ingeniero Estimador de Propuestas en Cementation, indica que típicamente el agua es suministrada por el cliente o mandante que trabaja en la faena minera en cuestión. “La manera de llevar el recurso al punto de trabajo puede variar, siendo las alternativas mediante camión aljibe con visitas recurrente a un punto de acopio o bien mediante extensión de red de servicios en cañerías de HDPE”, señala.

En cuanto a la preparación del hormigón, Sepúlveda comenta que idealmente el agua debe ser dosificada en la planta para asegurar un mejor estándar en calidad del producto. “Sin embargo, dada la naturaleza especifica de ciertos trabajos (cercanía a la planta, volumen de consumo, equipos disponibles, otros), hay veces en que la mezcla se humecta en el lugar de trabajo, empleándose en muchos casos bolsas o Big Bags premezclados en seco y pre dosificados”, explica.

Y es que el agua utilizada en el hormigón no deja de ser significativa. Para el caso de trabajos con lechada de cemento, shotcrete o concreto, explica, el uso tiene relación con la razón de agua-cemento que se deba emplear en cada mezcla y el volumen de mezcla a emplear en cada trabajo.

Para lechadas de cemento, la relación de agua-cemento oscila entre los 0,35 a 0,42 (cantidad de agua por cantidad de cemento a emplear), donde se utiliza un saco de cemento por cada 18 litros de agua. Mientras más volumen de cemento más agua se emplea. Lo mismo pasa con el shotcrete y el concreto. En ambos casos es mezcla de áridos, aditivos, cemento y agua. “Las restricciones en el uso del agua si bien pueden ser similares, no siempre se dan. Para la preparación de mezclas cementadas, la condición es que sea agua potable o similar, que posea mínima cantidad de arcillas, ni menos otros contaminantes (libre de durezas, y pH neutro). En general, el agua de amasado del hormigón deberá ser potable. Se puede emplear aguas no potables pero deben cumplir los requisitos de la norma NCh1498″, comenta.

En tanto, en el proceso de curado del hormigón también puede ser necesaria el agua cuando se trata de elementos de grandes dimensiones, añade Lema.

En las perforaciones

Entre el uso del agua para el hormigón y las perforaciones, donde se requiere de una mayor concentración de  este elemento, es en las obras de excavaciones subterráneas, comenta Sepúlveda. El experto de Cementation explica cómo es utilizado este recurso. El agua para perforar se utiliza principalmente para barrer el detritus o roca molida que se forma al interior del hoyo cuando se está taladrando y también para enfriar el bit y la sarta de barras de perforación. En este proceso, la tasa normal de consumo depende del equipo de perforación a emplear, pero típicamente se emplea en perforación mecanizada del orden de 1,1 a 1,5 litros por segundo por brazo de perforación. La velocidad de perforación fluctúa entre 1,8 a 2,5 metros por minuto, valor que puede variar dependiendo  de la potencia de la máquina perforadora.

En tanto, la tecnología también avanza a favor de la sustentabilidad y el ahorro de agua. Es el caso de las nuevas máquinas perforadoras con barrido semi-húmedo, las cuales usan la mitad o inclusive menos cantidad de agua que el uso convencional, indica Sepúlveda. Para grandes perforaciones, de 5 x 5 metros (22 metros cuadrados aproximadamente), en roca competente (roca frágil cuyo límite de plasticidad es coincidente con el de ruptura) del orden de 48 tiros, consume 1,2 litros por segundo. En una tanda de perforación (1,5 horas) el equipo consume 6,7 metros cúbicos de agua  sin contar el empate de los tiros y los tiempos muertos. Con todo, el gasto de este recurso en una perforación de este tamaño es de 7 metros cúbicos de agua en una ronda. En total, se requiere de 1,75 metros cúbicos de agua por cada metro de avance de túnel.

El experto comenta que en minería subterránea el agua también se emplea para regar la marina previo al inicio del carguío y transporte. Con esto se cumple la doble finalidad de asegurar una mejor ventilación, liberando los gases de la tronadura de la cama de marinas y mayor supresión de polvos.

Cuando el trabajo se hace con máquinas Raise Borer, el agua es reutilizada al disponer de una piscina de decantación de agua, la cual posee compartimentos para decantar y reutilizarla. Cuando el lugar es apartado y no cuenta con conexión al sistema centralizado del mandante para tratar RILES (residuos líquidos industriales) se utiliza una planta de tratamiento de aguas.

En cuanto a la pureza del elemento, el uso de agua industrial para perforación debe cumplir con condiciones similares que las del agua para preparar mezclas de hormigón, pero con menos grados de restricción. “La dureza y el pH del agua sigue siendo importante, pero la cantidad de sólidos en suspensión es significativamente el factor más importante, dada la abrasión que sufren los equipos y partes interiores al recircular esta agua”, asegura Sepúlveda.

A futuro, nuevos proyectos de extracción se sumarán a la minería del cobre en el desierto. El desafío será, entonces, saber cuidar de este valioso recurso y ejecutar estrategias que apunten a ello. En próximas ediciones, se continuará profundizando sobre este tema, con  algunas iniciativas concretas. Es el cuidado de un recurso valioso.

Post Author: admin

Revista Construcción Minera es la nueva publicación técnica de la Corporación de Desarrollo Tecnológico (CDT) de la Cámara Chilena de la Co nstrucción (CChC), que además cuenta con el apoyo del Comité de Túneles y Espacios Subterráneos de Chile (CTES). Su enfoque consiste en el análisis de proyectos de construcción para la minería además de difundir nuevos productos, materiales, servicios, soluciones y sistemas constructivos orientados a este subsector.construcción