Simulación de dispersión de contaminantes en una explotación minera

Abstract

Trabajo Fin de Máster en Tecnología Ambiental. Director: Dr. D. Raúl Arasa Agudo. La contaminación atmosférica por material particulado PM10 y PM2,5 es una de las mayores preocupaciones actualmente a nivel mundial, debido a las disímiles consecuencias que puede provocar a la salud humana y al medio ambiente de forma general. Dichos contaminantes tienen su origen a partir de distintas fuentes procedentes de la acción del hombre, entre ellas el caso de estudio que se analiza en el presente trabajo. La minería a cielo abierto es una de las actividades productivas que mayores beneficios aporta al desarrollo económico de las naciones, pero a su vez constituye una actividad con un alto potencial de contaminación al medio ambiente, principalmente por la emisión de material particulado. El objetivo principal de la investigación realizada en este trabajo ha sido determinar el impacto ambiental que producen las actividades desarrolladas en Mina Sierra Miranda sobre el entorno cercano a la explotación minera. Para ello, se realizó una extensa labor de recopilación de datos de la mina a partir de los cuales se identificaron las actividades operacionales fundamentales que se desarrollan en la misma y que constituyen las principales fuentes generadoras de PM10 y PM2,5.Posteriormente, se calcularon los factores de emisión de cada una de las actividades identificadas, lo que permitió obtener el inventario de emisiones de la mina estudiada. Los resultados alcanzados mostraron que el tránsito de los camiones por caminos no pavimentados de forma general representa las mayores contribuciones de los contaminantes a las emisiones totales de la mina, principalmente en la ruta de la mina hacia el botadero de estériles siendo el 64% de las emisiones totales de PM10 y el 72% de las emisiones de PM2,5. Además, evidenció que luego de esta actividad, la que mayores emisiones aporta es la erosión eólica de los acopios de materiales producto de la acción del viento, con una contribución del 20% y el 23% de PM10 y PM2,5 respectivamente; mientras que las emisiones de los tubos de escape de las maquinarias empleadas constituyen las de menor impacto del total de emisiones con un 0,01%. A partir de la plataforma DMScloud de Meteosim SL, se introdujeron los datos del inventario de emisiones en el modelo de calidad del aire CALPUFF, el que se decidió emplear para realizar las simulaciones de la dispersión de contaminantes diarios y anuales en el área de estudio, debido a que las características topográficas de Sierra Miranda en Chile son complejas y este modelo se adecúa perfectamente a las necesidades del área de modelación. Finalmente, los resultados lanzados por la simulación mostraron que a pesar de que, en el interior de la explotación minera los valores son relativamente elevados, llegando a superar los valores límites permitidos en la Norma de la Calidad del Aire de Chile, en el entorno circundante las contribuciones de material particulado son muy pequeñas, por lo que dicha mina no representa un problema para la calidad del aire de la zona en la que se encuentra emplazada.

Atmospheric pollution by PM10 and PM2,5 particulate matter is currently one of the greatest concerns worldwide, due to the dissimilar consequences it can cause to human health and the environment in general. These pollutants have their origins from different sources from the action of man, including the case of study analyzed in this paper. Open pit mining is one of the most productive activities that contributes to the greatest benefits to the economic development of nations, but at the same time it constitutes an activity with a high pollution potential for the environment, mainly due to the emission of particulate matter. The main objective of this research has been to determine the environmental impact produced by activities carried out in Mina Sierra Miranda on the environment close to the mining exploitation. For this, an extensive work of data collection of the mine was carried out, from which the main operational activities constitute the most important generating sources of PM10 and PM2,5. Subsequently, the emission factors of each of the identified activities were calculated, which allowed obtaining the emissions inventory of the studied mine. The results obtained showed that the transit of trucks on unpaved roads generally represents the greatest contribution of pollutants to the total emissions of the mine, mainly on the route from the mine to the waste dump, being 64% of the total PM10 emissions and 72% of PM2,5 emissions. In addition, it showed that after this activity, the one that contributes the greatest emissions is the wind erosion of the stockpiles of materials produced by the action of the wind, with a contribution of 20% and 23% of PM10 and PM2,5 respectively, while the emissions from the exhaust pipes of the machinery used constitute the ones with the least impact of the total emissions with 0.01%. Using the Meteosim SL DMScloud platform, the emissions inventory data was entered into the CALPUFF air quality model, use to perform the simulations of daily and annual pollutant dispersion in the study area. The main selection criteria to use this model, was born from the topographical characteristics of Sierra Miranda in Chile which are complex, and this model is perfectly suited to the needs of the modeling area. Finally, the results released by the simulation showed that despite the fact that, inside the mining exploitation, the values are relatively high, exceeding the limit values allowed in the Chilean Air Quality Standard, in the surrounding environment the contributions of particulate material are very small, so this mine does not represent a problem for the quality of the air in the area where it is located.