Análisis mediante simulación numérica del impacto en el sistema de flujo de agua subterránea de un acuífero por el drenaje de una mina a cielo abierto.

Abstract

En el presente trabajo se plantea una modelación hidrogeológica aplicada al sector minero haciendo uso de herramientas de simulación numérica de flujo de agua subterránea, que permita obtener conocimiento de características y comportamiento hidrogeológico del sector de estudio, del impacto físico que tiene el desarrollo de una mina a cielo abierto en el entorno hidrogeológico, optimizando la información disponible para evaluar diferentes posibles escenarios. El estudio se realiza con información pública de la faena minera Radomiro Tomic, ubicada en la región de Antofagasta en la comuna de Calama, yacimiento explotado a rajo abierto para la obtención de minerales oxidados, y cuyas operaciones presentan problemas por el afloramiento de agua subterránea en el piso del rajo. La investigación se lleva a cabo en seis etapas, comenzando con la búsqueda de información y análisis de los antecedentes del caso de estudio, para luego realizar la modelización del problema formulando el modelo conceptual, matemático y numérico, luego el modelo pasa por un proceso de calibración para finalmente ejecutar las simulaciones y obtener los resultados. En el modelo conceptual se define un dominio ubicado dentro de la formación Acuífero Calama. Dentro del dominio se definen las unidades hidrogeológicas A y C de conductividad hidráulica media (10-5 -101 m/d), y la unidad hidrogeológica B de conductividad hidráulica baja (10-9 -10-1 m/d). El balance hídrico del sistema se caracteriza en función de las estimaciones de la recarga y descarga de agua subterránea, donde la estación de bombeo en la mina actúa como principal elemento de descarga del sistema extrayendo un caudal de 172.8 m3 /d. La implementación del modelo numérico considera un modelo tridimensional donde se asume que el flujo de agua subterránea es a través de un medio poroso saturado, no confinado y en régimen estacionario gobernado por la ley de Darcy, representada en la ecuación general de flujo de agua subterránea en medios porosos saturados. Para las simulaciones se utiliza el código de simulación FEFLOW con el que se realizan 234 simulaciones agrupadas en 4 series de simulación clasificadas en modelos homogéneos y heterogéneos. Para la calibración de modelos se utiliza la herramienta FEPEST estimando la conductividad hidráulica en el dominio definido de acuerdo a los datos disponibles de piezometrías en el entorno de la mina.