balsas de sulfuros

Estudios en la Zona no Saturada del Suelo. Vol IX, O. Silva et al.
Barcelona, 18 a 20 de Noviembre, 2009

CARACTERIZACIÓN DE BALSAS DE SULFUROS EN PERFILES NO
SATURADOS
Arantxa Segura1, Patricia Acero2, Carlos Ayora3
1: Grupo de Hidrología Subterránea
Departamento de Ingeniería del Terreno Cartográfica y Geofísica
Universidad Politécnica de Catalunya
Jordi Girona 1-3, 08034, Barcelonaemail: asegura@ija.csic.es web: http://www.h2ogeo.upc.es/
2: Departamento Ciencias de la Tierra
Universidad de Zaragoza
Pedro Cerbuna 12, 50009, Zaragoza
email: patriace@unizar.es, web: http://www.unizar.es/
3: Institut de Diagnosi Ambiental i Estudis de l’Aigua, IDAEA
CSIC
Jordi Girona 18, 07034, Barcelona
email: caigeo@idaea.csic.es,

Palabras clave: pyrite tailings, acid mine drainage,reactive transport
RESUMEN: La oxidación de Pirita es la principal causa de la formación de Drenaje Ácido de Mina. En la
Faja Pirítica Ibérica, el cese y abandono de la actividad minera ha dejado toneladas de residuos mineros
expuestos a oxidación. Debido a su tamaño de grano microcristalino estas partículas tienen gran
reactividad en condiciones óxicas y son por tanto un laboratorio naturalpara la calibración de modelos de
transporte reactivo de la zona no saturada. Este trabajo presenta los datos experimentales de distribución
vertical de la composición química de los sólidos, agua capilar y de la fase gas. Su correlación entre sí
será útil para calibrar un modelo predictivo que acople flujo multifase y reacciones químicas y revelan una
información clave para diseñar sistemasde remediación eficientes.
ABSTRACT: Pyrite oxidation is the main cause for Acid Mine Drainage formation. In the Iberian Pyrite
Belt, abandoned mining activities let tones of mine wastes exposed to oxidation. Due to their fine texture
and the reactivity of pyrite particles under oxic conditions, these materials are a natural laboraty for
calibrating reactive transport models in the unsaturatedzone. We present experimental data for the
chemical composition of the solid, pore water and gas phases. The data compiled will be useful to calibrate
a predictive model which couples multiphase flow and chemical reaction, and are key information to design
efficient remediation systems.
1.

INTRODUCCIÓN

La meteorización de sulfuros en situaciones climáticas áridas es una de lasprincipales causas de
contaminación por drenaje ácido de mina. Este proceso se agrava con aquellos factores que aceleran la
oxidación, como la existencia de emplazamientos no saturados donde no hay mecanismos que controlen la
libre difusión de oxígeno y la presencia de granos minerales de tamaño micrométrico, que suponen una alta
superficie específica que aumenta la velocidad de las reacciones(Blowes yJambor, 1990). Este es el caso
de muchas balsas de lodos mineros y escombreras abandonadas en la Faja Pirítica Ibérica. El sulfuro
mayoritario es la pirita, cuya disolución genera altas concentraciones de protones que pasan al agua
drenante, promoviendo en muchos casos la movilidad de metales y metaloides altamente tóxicos (Blowes
1990; Parker et al., 1999), que llegan a contaminar la redhídrica. Aún siendo muy importante el Fe (III)
como agente oxidante a pH ácidos, el oxígeno disuelto es el reactivo limitante de todas las reacciones de

A. Segura, P. Acero, C. Ayora

disolución de pirita y de la oxidación de ión ferroso a férrico. Todo lo anterior indica que el foco más
agresivo de generación de AMD se localiza en la zona no saturada de las balsas de lodos piríticos.
Losmecanismos que rigen la evolución de los lodos mineros en las balsas de residuos están determinados
en gran medida por parámetros ambientales, por lo que tienen variabilidad estacional. La alternancia de
episodios de lluvias con episodios de evaporación comporta importantes variaciones en las tasas de difusión
de oxígeno y en la oxidación de minerales (Dold, 2003; Acero, 2007). Además, los...