Por: Danny Huamán Blanco, Maryelena Llantoy Alvizuri, Rubén Mamani Huamani, Diego Peña Santi y Zarai Tomas De La Rosa.

Introducción

El proyecto Conga es un pórfido de cobre y oro, ubicado a 75 kilómetros al noreste de la ciudad de Cajamarca, y 24 kilómetros al noroeste de la mina de oro Yanacocha de Newmont. De proceder la construcción del proyecto, Newmont y sus socios, planean aprovechar las operaciones existentes en Yanacocha para desarrollar el potencial de Conga dentro de un distrito minero de clase mundial. La construcción continuará, siempre que puede hacerse en forma segura y social y ambientalmente responsable con una rentabilidad ajustada al riesgo que justifique la inversión futura.

Figura 1. Ubicación del proyecto Conga.

Conga es uno de los proyectos mineros más minuciosamente investigados del Perú con estudios de impacto ambiental y social efectuados durante un periodo de 13 años. Luego de un proceso de participación ciudadana que duró tres años y una revisión exhaustiva efectuada por doce dependencias del gobierno del Perú, el Estudio de Impacto Ambiental (EIA) de Conga fue aprobado por el Ministerio de Energía y Minas en octubre de 2010. Sin embargo, debido a protestas encabezadas por activistas antimineros, la construcción del proyecto fue suspendida en noviembre de 2011.

El Dry Stacking o apilamiento en seco es una técnica moderna de gestión de relaves que deshidrata los residuos mineros, reduciendo riesgos de fallas de presas y contaminación del agua. Este método permite recuperar hasta el 90% del agua, mejora la estabilidad estructural y minimiza el impacto ambiental.

En el proyecto Conga, evaluar el Dry Stacking frente al manejo de relaves húmedos propuesto en el EIA es crucial por varias razones. Ofrece mayor seguridad en zonas sísmicas, protege mejor los recursos hídricos, cumple con normativas ambientales más estrictas y reduce los costos a largo plazo. Además, mejora la relación con las comunidades locales al ser percibido como una alternativa más ecológica y segura, contribuyendo a una minería más sostenible.

Objetivos

Objetivo general

· Desarrollar e implementar la técnica de Dry Stacking en el proyecto Conga, con el fin de optimizar la gestión de relaves, minimizar los impactos ambientales y geotécnicos, y promover la sostenibilidad en las operaciones mineras.

Objetivos específicos

· Implementar el Dry Stacking en el proyecto Conga para mejorar la gestión de relaves y reducir impactos ambientales y riesgos geotécnicos.

· Comparar los impactos ambientales entre los métodos de tratamiento de relaves: húmedo y apilamiento en seco (Dry Stacking).

· Identificar y evaluar la técnica del Dry Stacking para la recuperación y reutilización del agua en operaciones mineras.

· Realizar un análisis y comparativa de costos en la implementación de la tecnología Dry Stacking.

· Analizar el marco legal y regulatorio aplicable y su impacto en la selección de la tecnología más adecuada.

Revisión del EIA del proyecto conga

En el EIA del proyecto Conga, se propone el manejo de relaves espesados, donde los desechos mineros presentan un contenido de sólidos del 62% al 65%. Este método implica el espesamiento de los relaves, donde se separa gran parte del agua, utilizando equipos especializados para incrementar la concentración de sólidos. Posteriormente, los relaves espesados se transportan a instalaciones de almacenamiento diseñadas para su contención, aunque aún requieren presas para evitar filtraciones.

Entre las ventajas del manejo de relaves espesados se destacan la reducción del agua en el depósito, lo que disminuye los riesgos asociados a presas convencionales, y la posibilidad de recircular el agua extraída para una mayor eficiencia. Sin embargo, persisten riesgos significativos en comparación con el método húmedo. Uno de los mayores peligros es el colapso de las presas, que puede resultar en desastres ambientales graves, como se evidenció en Brumadinho en Brasil en 2019.

Otro riesgo es la contaminación de fuentes hídricas, dado que los relaves contienen metales pesados y otros que pueden filtrarse al suelo y afectar la calidad del agua, impactando ecosistemas y comunidades locales. Además, las presas requieren monitoreo continuo a largo plazo para garantizar su estabilidad, lo que representa costos significativos para las empresas mineras.

Finalmente, el impacto visual y la ocupación de grandes extensiones de terreno por las presas de relaves pueden generar conflictos por el uso de la tierra, afectando paisajes naturales y las comunidades locales que dependen de estos recursos. En la región donde se ubica Conga, la biodiversidad es alta y los vínculos comunitarios son fuertes, estos aspectos son de particular preocupación.

Evaluación geológica

Según el EIA del proyecto Conga aprobado en 2010, la geología se caracteriza por una compleja interacción de rocas sedimentarias, volcánicas e intrusivas, donde destacan las formaciones volcánicas y sedimentarias del Cretácico, junto con las rocas intrusivas del Eoceno/Oligoceno/Mioceno, que incluyen dacitas porfiríticas, dioritas y microgranodioritas. Estas formaciones están asociadas a los depósitos de oro y cobre del tipo pórfido, que se encuentran principalmente en los yacimientos de Perol y Chailhuagón.

Además, se han identificado importantes estructuras tectónicas, como las fallas y anticlinales, que han influido en la disposición de los cuerpos minerales. Las alteraciones hidrotermales, tanto progradas como retrogradas, son comunes, con mineralizaciones asociadas a la alteración potásica en el tajo Chailhuagón y alteración argílica en el tajo Perol.

Esta combinación de características geológicas sugiere que el área es propicia para la explotación de minerales, aunque también puede estar sujeta a riesgos tectónicos y potenciales problemas geotécnicos relacionados con la estabilidad del terreno.

El proyecto Conga, ubicado a 73 km al noreste de Cajamarca, afectará aproximadamente 2,000 hectáreas destinadas a la instalación de infraestructuras mineras. Entre ellas se incluyen:

· Pit Perol (en la subcuenca Chirimayo).

· Pit Chailhuagón (en la subcuenca Chailhuagón).

· Botaderos Perol y Chailhuagón.

· Depósito de relaves (en la subcuenca Alto Jadibamba).

Además, se prevé la construcción de otros componentes clave como:

· Reservorios inferior y superior.

· Presas Principal y Toromacho.

· Depósitos de suelo orgánico.

· Pozas de sedimentación y pilas de mineral.

Presa de relaves del proyecto Conga

La propuesta para la presa de relaves del proyecto Conga contempla la construcción de dos estructuras principales: la presa Principal y la presa Toromacho. Ambas estarán diseñadas como terraplenes convencionales, con un núcleo central de arcilla sobre un lecho rocoso, y se complementarán con filtros y drenajes para asegurar su estabilidad.

La estructura se asienta sobre un lecho rocoso compuesto principalmente de material volcánico. El diseño de las dos incluye un núcleo central de arcilla y armazón de roca o suelo compactado, lo que asegura la estabilidad estructural (Knight Piésold Consultores S.A., 2010).

Los análisis de estabilidad realizados (pseudo estático) muestran que tanto la presa Principal como Toromacho tienen factores de seguridad por encima de los mínimos requeridos.

Funcionamiento

Los relaves generados en la planta concentradora serán transportados y dispuestos en capas delgadas en el depósito correspondiente. Estas capas permitirán que los relaves se asienten y sequen antes de colocar nuevas capas.

El diseño del depósito incluirá un sistema de transporte compuesto por dos tuberías principales que llevarán los relaves espesados al depósito, además de una tubería de emergencia.

Se implementará un sistema de colección de filtraciones que recogerá el agua filtrada a través de las presas y la devolverá al depósito mediante bombeo.

Desventajas

· Filtraciones.

· Generación de drenaje ácido.

· Impacto en la hidrología.

· Posibles fallas geotécnicas.

Dry Satcking como alternativa de tratamiento de relaves

Con esta investigación prendemos hacer una propuesta a partir del análisis del método de tratamiento de los relaves mineros, ya que la construcción de la presa se hará en las cuencas de los ríos Alto Jadibamba y Toromacho. Además, se ha estimado que las operaciones podrían reducir los caudales durante la temporada seca como se menciona el EIA.

Debemos tener en cuenta que la estabilidad a largo plazo de las presas depende del mantenimiento continuo de los sistemas de drenaje y bombeo, lo cual podría presentar desafíos técnicos o fallos operacionales en el futuro.

De todo lo mencionado anteriormente, podemos concluir que el impacto más relevante será en las cuencas del río Alto Jadibamba y la quebrada Toromacho. Se prevé una disminución en la recarga de agua subterránea debido a la recolección de filtraciones y la impermeabilización de las estructuras de la presa. Se ha estimado que las operaciones afectarán los caudales en la temporada seca, lo que podría tener un impacto negativo moderado en la cuenca del río Alto Jadibamba.

Ante las dificultades que presenta el método tradicional de tratamiento de relaves proponemos la implementación del Dry Stacking (apilamiento en seco). Los relaves de apilamiento en seco ofrecen una gama de ventajas sobre los métodos convencionales (TWIN METALS MINNESOTA, 2024), por ejemplo:

· Menor consumo de agua.

· Reutilización del agua generada en la filtración.

Fuente: McLanahan, 2020.

Figura 2. Agua clara recuperada de un filtro prensa.

· Recuperación y reciclaje de agua.

· No se necesita una presa.

· Huella más pequeña.

· Menor potencial de filtración y contaminación.

Fuente: McLanahan, 2020.

Figura 3. Las tortas deshidratadas y sin goteo se descargan desde un filtro prensa en una pila.

· Mayor estabilidad.

· Menor riesgo de falla de taludes.

· Menor riesgo de ruptura de presa.

· Recuperación progresiva.

· Revestimiento y rehabilitación con tierra nativa y vegetación.

· Facilidad en el cierre y rehabilitación.

Diseño de una instalación de apilamiento en seco

Para implementar el Dry Satacking es necesario realizar una serie de estudios previos para ajustar la infraestructura con el proceso y tratamiento de los relaves:

· Evaluar las condiciones del sitio y las características de los relaves.

· Elegir los métodos de deshidratación y transporte.

· Diseñar la geometría de la pila y el sistema de drenaje.

· Implementar las medidas de control de estabilidad y erosión.

· Desarrollar el plan de cierre y recuperación.

· Optimizar la recuperación y reutilización del agua.

Cómo funciona el proceso

En la Figura 4, se muestra el diseño típico de la solución DST. En este caso:

Fuente: Minería Chilena, 2022.

Figura 4.Diagrama de flujo "típico" que muestra un ejemplo de la solución DST completa de Takraf.

· Los minerales se separan en concentrados.

· Los relaves se deshidratan.

· El agua se reutiliza en la planta de procesamiento.

· Los relaves filtrados se transportan a la instalación de pila seca adyacente a la planta de procesamiento.

· Los relaves se compactan en un montículo diseñado para brindar estabilidad.

· La instalación de apilamiento en seco se recupera simultáneamente con suelo y vegetación nativos.

Problemas potenciales de generación de drenaje ácido de roca

Relave por el método convencional

En el proyecto Conga, la generación de drenaje ácido de roca (DAR) es un riesgo significativo debido a minerales sulfurosos como la pirita y marcasita. La proximidad de las cuencas Chirimayo, Chugurmayo y Chailhuagon anticipa la filtración de aguas ácidas al subsuelo, con graves implicaciones ambientales.

Método del Dry Stacking

Este método minimiza el DAR al separar la humedad, haciendo el material inerte. Es común en operaciones con relaves tóxicos, como los de oro y plata, donde la recirculación es crucial para evitar daños a ecosistemas y comunidades.

Impacto ambiental

Ecosistemas y biodiversidad

El proyecto se localiza en la región altoandina del Jalca, rica en biodiversidad y suelos. La vegetación, que absorbe entre 1,200 y 2,000 mm de precipitaciones, es frágil. Un estudio identificó 294 especies de plantas; la zona de relaves (680.41 ha) podría causar una disminución significativa de fauna.

Fuente: Innovación en relaves mineros, 2022.

Figura 5. Instalaciones en la Jalca y cinco nacientes de cuencas en el proyecto Conga.

Alternativa de mejora

Los relaves deben cubrirse con arcillas impermeables para evitar colapsos. Una solución viable es trasladarlos a zonas costeras, donde se deben retener y tratar con métodos de biorremediación.

Impacto de las unidades hidrográficas

El contexto hidrográfico del proyecto Conga se encuentra en una zona de cabecera de cuenca, por ello estas áreas presentan una captación y distribución del agua hacia las cuencas hidrográficas de la región (Escobar, 2023).

Cuencas involucradas:

· Cuenca del río Jadibamba.

· Cuenca del río Chirimayo.

Lagos y lagunas:

· Laguna Perol.

· Laguna Azul.

Mitigación del impacto

Para mitigar los impactos en las cuencas hidrográficas y reducir el riesgo de contaminación de ríos y acuíferos, se pueden implementar varias propuestas basadas en una gestión adecuada del Dry Stacking, se presentan algunos puntos para la mitigación del impacto ambiental.

Sistemas de impermeabilización y contención

· Instalación de membranas impermeables.

· Sistema de drenaje controlado.

Monitoreo de la calidad del agua

·  Monitoreo constante de las aguas subterráneas y superficiales.

· Análisis de la calidad de agua en cuerpos superficiales.

Tratamiento de aguas lluvias y drenaje ácido

· Captación y tratamiento de aguas pluviales.

·  Plantas de tratamiento de aguas ácidas.

Análisis de procesos metalúrgicos y mineros

Cambios en la operación minera

Tecnologías de filtración de relaves: el Dry Stacking requiere un proceso eficiente de deshidratación de los relaves. En el caso de Conga, la selección de la tecnología adecuada es crucial para asegurar una implementación exitosa (filtros prensa, filtros de disco o de tambor rotatorio, plantas de espesado y filtrado). 

Tecnología Takraf y Delkor

Para la aplicación de los relaves en pilas secas (DST) para la gestión de relaves, el diseño de un circuito DST es complejo y requiere una comprensión profunda de todos los procesos unitarios involucrados. En Takraf y Delkor, el enfoque apunta a un sistema completo de relaves en pilas secas en lugar del suministro de unidades individuales de equipo.

Equipos

a)   Sedimentación

Espesantes Delkor convencionales de alto rendimiento, de alta densidad o en pasta.

b)   Filtración

Filtros de banda horizontal Delkor (HBF).

Prensa de filtro Delkor (FP).

a)   Manipulación de materiales

· Transportadores Takraf: de planta, terrestres y desplazables.

· Viajeros móviles Takraf.

· Spreaders Takraf: de una sola pluma, de clase compacta y de clase superior.

Recuperación de agua

Uno de los principales aspectos del proyecto es el manejo de aguas, dadas las implicancias en el componente ambiental y social que los detalles de este plan pueden tener, por lo que ciertas consideraciones particulares se tomaron en cuenta en la definición de los detalles del esquema de captación, uso, distribución y liberación del agua.

Finalmente, con el objetivo de implementar medidas adecuadas para lograr que la calidad del agua a liberarse al medio cumpla con la normativa aplicable vigente, se analizaron las características del agua en las instalaciones claves y se ha incluido en el diseño los sistemas necesarios para lograr que el agua cumpla con la calidad deseada (Escobar, 2023).

a)   Mejora de la recuperación de agua

· Recuperación de agua superior.

· Menor evaporación.

· Cumplimiento con regulaciones. 

b)   Extracción de agua en los relaves

En el caso de Conga, los relaves generados después de la molienda y flotación son llevados a una planta de filtración donde se reduce la humedad hasta un 15 a 20%. Esto significa que el 70 a 85% del agua contenida en los relaves es recuperada.

c)   Reciclaje del agua en el proceso de producción

Una vez que el agua es extraída de los relaves, se almacena en tanques especiales y es tratada para remover posibles impurezas o contaminantes.

Esta agua se reincorpora al circuito de procesamiento en la planta, principalmente en las etapas de molienda y flotación, donde se necesita un gran volumen de agua para mantener la eficiencia del proceso de separación de minerales.

La reutilización reduce significativamente la dependencia de fuentes externas, como acuíferos o ríos, lo que es crucial en un proyecto como Conga, que opera en una región donde los recursos hídricos son escasos y disputados.

Análisis de costos y viabilidad económica

Para realizar un análisis de costos primero tenemos que ver cuáles son los componentes que intervienen. Carneiro (2018) menciona que es recomendable realizar una comparación entre tres formas de manejos de relave (lodo o pulpa, relaves espesados y relaves filtrados). En la Tabla 1 se observa los componentes necesarios para las tres formas de manejo y que formarán el Capex.

Fuente: Carneiro, 2018.

En la Tabla 2 se visualiza los componentes del Opex, donde en el caso de relaves filtrados implica gastos con repuestos y piezas de desgaste de la planta de filtración, consumo de energía que es relativamente alto y transporte, esparcimiento y compactación de los relaves.

Fuente: (Carneiro, 2018).

Teniendo en cuenta el circuito del Dry Stacking observamos que los componentes del Capex son correctos. En la Figura 6 se observa la instalación para la filtración de relaves.

Fuente: Cacciuttolo, 2023.

Figura 6. Instalación para la filtración de relaves.

Primero analizaremos el Valor Presente Neto (VPN) de la implementación para los tres tipos de manejo de relaves. Este análisis proviene de una unidad minera en Australia con un tiempo de vida de 15 años. En la Figura 7 se observa tanto el Opex, Capex y costos de cierre.

Fuente: (Carneiro, 2018).

Figura 7. Valor Presente Neto.

Se observa que el VPN estimado muestra que disponer de los relaves como espesados resulta en el costo más bajo, mientras que como filtrado resulta en el costo más alto.

En la Figura 8 se aprecia más a detalle cómo está conformado el Capex para los tres casos.

Fuente: (Carneiro, 2018).

Figura 8. Comparación de Capex.

De la misma forma, en la Figura 9 se observa cómo está distribuido el Opex. El alto costo de operación para la solución de filtración se debe principalmente al costo de transporte, esparcimiento y compactación de relaves filtrados.

Copeland (2023) menciona que investigar soluciones alternativas para el transporte de relaves, como el uso de apilamiento en seco mediante cinta transportadora en lugar de transporte por camión, es crucial para estimar los costos de eliminación de relaves filtrados.

Fuente: (Carneiro, 2018).

Figura 9. Comparación del Opex.

Conclusiones

1. El apilamiento en seco presenta ventajas significativas frente al método tradicional de disposición de relaves en presas. Al reducir el consumo de agua, permitir la reutilización de la misma y mejorar la estabilidad de las estructuras, se mitigan riesgos ambientales y geotécnicos. La implementación del Dry Stacking en el proyecto Conga reduciría el impacto en las cuencas hidrográficas, preservando los recursos hídricos locales, y facilitaría el cierre y rehabilitación del sitio, contribuyendo a una minería más sostenible y segura a largo plazo.

2. Se comparó que el método Dry Stacking reduce significativamente los impactos ambientales, disminuyendo la humedad hasta un 15% y aumentando la compactación. Aunque el impacto sobre la biodiversidad persiste, puede mitigarse reordenando adecuadamente la zona de relaves.

3. La técnica del Dry Stacking es fundamental para asegurar una mejora continua en los procesos, con el fin de optimizar la reutilización de relaves para reducir los riesgos ambientales y contribuir a una operación minera más sostenible y segura, por ello se plantea una tecnología más avanzada para resolver desafíos y reducir riesgos, así como contribuir a una minería sostenible y mejorar el manejo de residuos.

4. Se determina que es factible realizar una planta de filtración para relaves ya que la tecnología avanza contantemente lo que reduce los costos.

5. La implementación del apilamiento en seco en Conga representa una alternativa más segura y sostenible en comparación con el método tradicional de relaves espesados, sin embargo, requiere una evaluación exhaustiva de su viabilidad técnica, económica y social en el contexto específico del proyecto y considerando las características geológicas y climáticas de la región.

Bibliografía

Cacciuttolo, C., & Atencio, E. 2023. Dry stacking of filtered tailings for large-scale production rates over 100,000 metric tons per day: Envisioning the sustainable future of mine tailings storage facilities. Minerals (Basel, Switzerland), 13(11), 1445. https://doi.org/10.3390/min13111445

Carneiro, A., & Fourie, A. 2018. A conceptual cost comparison of alternative tailings disposal strategies in Western Australia. 

Copeland, A., Daigle, V., & Strauss, A. 2023. Is the implementation of dry stacking for tailings storage increasing? A Southern African perspective. 

Knight Piésold Consultores S.A. 2010. Minera Yanacocha S.R.L. Proyecto Conga Estudio de Impacto Ambiental. Lima.

McLanahan.16 de Junio de 2020. Obtenido de https://www.mclanahan.com/blog/dry-stack-tailings-an-alternative-to-conventional-tailings-management

Minería Chilena. 9 de Junio de 2022. Obtenido de https://www.mch.cl/contenido-auspiciado/manejo-y-eliminacion-de-los-residuos-de-procesamiento-de-forma-segura-y-eficaz

Twin Metals Minnesota. 2024. Twin-metals.com. Obtenido de https://www.twin-metals.com/learning-center/dry-stack-tailings-storage/#:~:text=Dry%20stacking%20is%20the%20most,with%20native%20soil%20and%20vegetation.