Características microestructurales de las superficies de los tranques Domeyko y Delirio expuesta a la erosión eólica en climas Áridos y semiáridos, egiones de Atacama y Coquimbo, Chile.

Abstract

En las regiones de Atacama y Coquimbo se centran gran parte de los relaves abandonados en el país, los cuales no han sido fiscalizados y muchos se encuentran en mal estado, liberando material particulado al medio ambiente. En climas áridos y semi-áridos, el principal factor que interviene en la meteorización y erosión es el viento. Frente a esta situación se decide estudiar y analizar las características microestructurales de los tranques Domeyko y Delirio, ambos abandonados desde hace más de 30 años y localizados aledaños a sectores urbanos. Este estudio consiste en la selección de 41 muestras de distintas profundidades (0 – 2 cm y 50 cm), y tiene por objetivo analizarlas por la isoterma de fisisorción con nitrógeno. A partir de esto, se aplican los métodos para medir las características microestructurales: área superficial, volumen de poros y rugosidad de la partícula, y se propone estudiar la desgasificación de la muestra. Posterior a las mediciones, se efectúan análisis estadísticos en conjunto con las composiciones elementales, mineralógicas y granulométricas. A esto lo sigue un análisis de componentes principales y clusterización, el cuyo propósito es observar y comprender los comportamientos de los relaves frente a la erosión eólica. Las propiedades reactivas y estructurales registradas están correlacionadas con las tendencias de alteración en las superficies de relaves. Según investigaciones previas, existen tres tipos de transformaciones mineralógicas denominadas por sus minerales predominantes como los clústeres de Plagioclasa, Goetita y Jarosita. El primero es un clúster dominado por mineralogía estable, principalmente plagioclasa, y granulometría gruesa; el segundo es un grupo controlado mayoritariamente por las variables físicas, y en su mineralogía destaca la goetita, cuarzo y grandes cantidades de As. Finalmente, Jarosita es un clúster con alta reactividad química, ácido y con minerales estables a esas condiciones como jarosita, pirita y yeso. La pirita y otros sulfuros comunes en los residuos mineros son los que desencadenan la acidificación del sistema y la activación de los procesos de disolución de los minerales silicatados. El principal clúster afectado es Jarosita, ya que en él ocurren la mayoría de reacciones químicas en donde se destruyen microporos y se forman macroporos. Estos últimos pueden ser registrados con un valor elevado de la desgasificación, frente a esto, se propone aplicar este valor como un equivalente a la porosidad, ya que incluye el volumen de aire perdido en microporos, mesoporos y macroporos. La elevada porosidad coincide con la disminución de la densidad, y por lo tanto, que el material particulado generado desde este clúster este más expuesto a ser transportado por el viento. Un segundo clúster estudiado es el de Goetita, este contiene gran cantidad de As, ya que la goetita es un mineral que por sus defectos cristalinos puede almacenar metales tóxicos como As, Pb, Cr y Zn. La principal diferencia en los relaves con esta tendencia de alteración en comparación con el clúster de Jarosita, es el área reactiva elevada que está relacionado directamente con el volumen de micro- y mesoporos. Finalmente, el clúster de Plagioclasa se presenta con el que tiene menor grado de alteración química debido a la falta de fluidos ácidos, pero también, el que presenta mayor erosión eólica. En resumen, el principal factor que controla las transformaciones químicas y las características microestrucutrales es el pH del fluido y la interacción con el material particulado. El conjunto de propiedades físicas, obtenidas por la técnica BET, con los parámetros químicos, mineralógicos y granulométricos ayudan al entendimiento de los procesos que afectan a los relaves en climas desérticos. Por esta razón, es necesario destacar la importancia de realizar estudios que integren diversas metodologías para la caracterización de relaves mineros.