monitoreo geologia
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FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA ACADÉMICA PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE
MINAS
MONITOREO
AUTORES
GALVEZ CHAVEZ JESSICA LISBETH
RIVERA SANCHEZ ESSNEIDER
TANTALEAN TENORIO JAVIER
CHUYES BENEL FRANCO
JIMENEZ SOTO LESLI
PROFESORA
CARLA MENA NEVADO
CHICLAYO-PERÚ
2015
MONITOREO
INGENIERIA DE MINAS - V 2
MONITOREO
INGENIERIA DE MINAS - V 3
DEDICATORIA
Dedicamos este trabajo a Dios porque ha
estado con nosotros a cada paso que
damos, cuidándonos y dándonos fortaleza
para continuar, a nuestros padres, quienes
a lo largo de nuestra vida han velado por
nuestro bienestar y educación siendo
nuestro apoyo en todo momento.
Dedicamos también a nuestra maestra,
quien contribuye en nuestra formación
profesional y humana, brindándonos su
paciencia y apoyo en cada momento, que
más que una maestra es considerada por
nosotros una gran amiga e ejemplo a seguir.
MONITOREO
INGENIERIA DE MINAS - V 4
INTRODUCCION
La información es esencial para las decisiones que hacemos y las acciones que
tomamos. La información oportuna y precisa nos permite: aprender de las experiencias
de otros; identificar y capitalizar las oportunidades; y evitar situaciones de peligro o de
riesgo. El monitoreo significa recoger, observar uno o más parámetros para detectar
anomalías o evitarlas y usar información. Mientras que en la mayoría de los aspectos
de nuestras vidas se reconoce la importancia de la información, en el contexto de
proyectos y organizaciones no se reconoce la importancia de la información obtenida
del monitoreo. Con frecuencia, en el campo del desarrollo, el monitoreo es un requisito
impuesto por los donantes en las instituciones. Como tal, los que reciben financiamiento
son renuentes a realizar las actividades de monitoreo requeridas. El monitoreo también
es visto como un fin en sí mismo, por lo que algunos gerentes de proyecto completan
formularios y preparan informes sin que necesariamente utilicen la información para la
evaluación interna y planificación del programa. De manera similar, la evaluación se
conduce con frecuencia para satisfacer requisitos externos o hacer un juicio sobre si un
proyecto debe continuar recibiendo financiación. Con menos frecuencia, la evaluación
es una herramienta para fortalecer un proyecto y empoderar a los participantes o
clientes del proyecto. La habilidad de adquirir y usar información relevante es tan
importante para una red de defensa y promoción como para una ONG individual. Un
componente de monitoreo y evaluación de impacto ayuda a la red a seguir la pista
de sus éxitos, lograr credibilidad con los donantes, y motiva a los miembros a
mantener el ritmo de trabajo. Si las actividades de una empresa no tienen un buen
monitoreo el trabajo que hagan a futuro no tendrá éxito, pues en algún punto toda el
ciclo del trabajo se verá afectado por no tener un seguimiento ni haber recogido una
previa información, al hacer un monitoreo habrá una clara conexión entre sus
objetivos y actividades y el resultado de un proyecto será satisfactorio. El monitoreo
es el proceso de recoger la información rutinariamente sobre todos los aspectos de
un área a trabajar y usarla en la administración y toma de decisiones.
La información que se recoge en un proyecto es esencial para las decisiones que
hacemos y las acciones que tomamos. La información oportuna y precisa nos
permite tres aspectos importantes:
Aprender de las experiencias de otros.
Identificar y capitalizar las oportunidades.
Evitar situaciones de peligro y riesgo.
MONITOREO
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DEFINICION DE MONITOREO
Monitoreo es un término no incluido en el diccionario de la Real Academia Española
(RAE). Su origen se encuentra en el monitor, un aparato que toma imágenes de
instalaciones filmadoras o sensores y que permite visualizar algo en una pantalla. El
monitor, por lo tanto, ayuda a controlar o supervisar una situación.
Esto nos permite inferir que monitoreo es la acción y efecto de monitorear, el verbo que
se utiliza para nombrar a la supervisión o el control realizado a través de un monitor. Por
extensión, el monitoreo es cualquier acción de este tipo, más allá de la utilización de un
monitor.
Por ejemplo: “El monitoreo de la entrada refleja que todo está muy tranquilo”, “Tenemos
tres profesionales dedicados al monitoreo del paciente”, “La empresa será sometida a
un monitoreo de control ambiental por parte de las autoridades”.
El monitoreo, a rasgos generales, consiste en la observación del curso de uno o más
parámetros para detectar eventuales anomalías.
En el ámbito de la seguridad, el monitoreo puede realizarse efectivamente a través de
un monitor (que transmite las imágenes captadas por una cámara) o mediante el trabajo
de algún vigilante. Si esta persona descubre algún movimiento extraño (como el ingreso
de un individuo no identificado en el edificio que vigila o la presencia de un objeto
sospechoso en un banco, por ejemplo), tendrá que actuar para evitar una situación de
riesgo.
El monitoreo ambiental consiste en la observación del medio ambiente para recoger
información relacionada con la contaminación. Por lo general se establecen estaciones
fijas que registran a diario los niveles de agentes extraños en la atmósfera, y unidades
móviles que se encargan de tareas tales como la vigilancia y la inspección de diversas
zonas. Algunos de los parámetros que se miden son la temperatura, la velocidad y la
dirección del viento, la presión de la atmósfera, la radiación del sol y las precipitaciones.
Dentro del ámbito de la administración de redes, se conoce con el nombre
de monitoreo de red a un sistema que realiza un control constante de una red de
ordenadores, intentando detectar defectos y anomalías; en caso de encontrar algún
desperfecto, envía un informe a los administradores.
El monitoreo de red se diferencia claramente de los sistemas diseñados para detectar
intrusos: este último se encarga de buscar intentos no autorizados de ingresar en la red,
mientras que el primero trabaja sobre los potenciales errores internos de los servidores.
Estos son los tipos de monitoreos más frecuentes, pero explicaremos el
monitoreo ambiental y sus subdivisiones, monitoreo del agua y del aire.
MONITOREO
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El monitoreo, a rasgos generales, consiste en la observación del curso de uno o más
parámetros para detectar eventuales anomalías.
MONITOREO AMBIENTAL
La tendencia a nivel mundial, es dar una mayor atención a las cuestiones ambientales,
sobre todo aquellas relacionadas con el quehacer humano. Sin embargo, dentro del
tema de los residuos sólidos, este interés es incipiente y sólo en algunos países se
llevan a cabo, en forma sistematizada, acciones de monitoreo para el control de
impactantes ambientales.
En la actualidad, es necesario crear un Programa de Monitoreo Ambiental que permitan
mantener los diferentes impactantes ambientales producto de dicha operación, dentro
de los límites máximos permisibles que marca la Normatividad en materia ambiental.
DEFINICIÓN DE MONITOREO AMBIENTAL
Sistema continúo de observación de medidas y evaluaciones para propósitos
ambientales
Criterios de monitoreo
Existen varios criterios para determinar la logística de un Programa de Monitoreo, en
especial para las instalaciones relacionadas con el manejo de residuos, deben tomarse
en cuenta los siguientes:
a) Según el tipo de instalación:
- Estación de transferencia
- Planta de tratamiento
- Sitio de disposición final en operación o clausurado
b) Según la cantidad y el tipo de residuos manejados.
- Residuos municipales
- Residuos especiales
MONITOREO
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Técnicas empleadas
Uno de los aspectos que deben ser más cuidados en los programas de monitoreo, es la
obtención de las muestras que serán analizadas, ya sean de residuos sólidos, líquidos
o gaseosos, porque de esto dependerá en gran medida, la veracidad de los resultados.
Para el caso de impactantes que no requieren de infraestructura construida exprofeso,
es necesario definir puntos y/o puertos de muestreo estratégicamente ubicados dentro
y fuera de las instalaciones que garanticen resultados confiables.
Programa de monitoreo
Los programas de monitoreo para control ambiental, en ocasiones son requeridos por
las autoridades competentes para la aprobación de actividades que impliquen cambios
en el medio, con el fin de salvaguardarlo.
La calidad del ambiente puede medirse periódicamente, mediante este tipo de
programas que determinan y en algunos casos pueden ayudar a predecir el nivel de
contaminantes.
Para el desarrollo de estos programas se requiere de una búsqueda de datos de
referencia que describan el medio ambiente en su forma original, así como elegir la
distribución estadística que indique la calidad del mismo. Los métodos más usuales son
la distribución Normal (Gaussiana) y la distribución Logarítmica.
Con los resultados obtenidos durante los muestreos, se realiza una evaluación con
respecto a las normas establecidas, si estas no son rebasadas se considera que el
impactante se encuentra bajo control. En caso de que esto no sea así, se pasa a la fase
impactantes parámetros técnicas
partículas en
aire partículas
suspendidas
totales
microorganismos
en aire
muestreo de alto volumen
muestreo
con
impactador
Andersen
ruido
ambiental ruido lectura
directa en
campo
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de chequeo a través de la cual se puede confirmar si se están rebasando los límites que
la normatividad indica como máximos permisibles, o simplemente fue una falsa alarma.
Metodología
Para el caso de los residuos sólidos, el monitoreo es una valiosa herramienta que como
ya se ha mencionado, permite mantener bajo control a los impactantes ambientales
derivados del manejo, tratamiento y disposición final de dichos residuos.
Los impactantes que se evalúan y sus respectivos parámetros, se muestran en la
tabla:
La calibración y verificación de los equipos de medición, debe tomarse como una medida
necesaria para poder asegurar resultados verídicos y exactos, para con ello realizar
comparaciones con normas y obtener conclusiones prácticas.
El control y la medición a realizar en estaciones de transferencia para los residuos
sólidos consideran a los siguientes parámetros:
a) Aire:
Partículas suspendidas totales
Partículas viables
b) Otros:
Ruido
INSTALACION IMPACTANTES PARAMETROS
ESTACIONES DE
TRANSFERENCIA × PARTICULAS AEROTRANSPORTABLES
× RUIDO
× RADIOACTIVIDAD
× GASES DE COMBUSTION
× AIRE ATMOSFERICO CIRCUNDANTE
× METEOROLOGIA
× PARTICULAS SUSPENDIDAS TOTALES
× PARTICULAS VIABLES
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Radioactividad
Condiciones meteorológicas
Clasificación de métodos y procedimientos
Equipos y método para determinar la concentración de partículas suspendidas
totales en el medio ambiente.
Equipo y método para la determinación de ruido en el medio ambiente.
Equipo y método para la determinación de radioactividad en el medio ambiente.
Equipos y método de medición para la cuantificación de partículas viables en el
medio ambiente.
Meteorología.
Equipos y método para determinación de partículas suspendidas totales en el
medio ambiente.
El procedimiento por el que se determina la concentración de partículas suspendidas
totales (PST) en el medio ambiente, provenientes de una o más fuentes, es mediante
un muestreo perimetral. Dicha concentración se obtiene mediante el cálculo de la
ganancia de masa neta colectada de partículas, divididas entre el volumen o flujo real
de la muestra que pasa por el medidor y se expresa en microgramos por metro cúbicos
(mg/m3) patrón corregido a las condiciones de referencia.
El método estándar para la determinación de la emisión total de partículas es el de alto
volumen, el cual consiste de un equipo muestreador que succiona a través de un filtro
una cantidad determinada de aire hacia el interior de la caseta o coraza de protección
del equipo, durante un período de muestreo determinado. La velocidad de aire
muestreado y la geometría del equipo de muestreo son tales que favorecen la
recolección de partículas hasta de 50 micrómetros (mm) de diámetro aerodinámico,
dependiendo de la velocidad y su dirección.
Equipo de medición
Filtros
Muestreador de alto volumen
Medidor de flujo
Termómetro
Barómetro
Cronómetro
Balanza analítica
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Foliador
Procedimiento de muestreo
- Primeramente se enumera cada filtro en dos orillas opuestas de la cara que no va a
ser expuesta a la corriente de aire, si es que no está numerada previamente por el
fabricante.
- Inspeccionar a contra luz cada filtro para detectar posibles orificios u otras
imperfecciones. Deben descartarse los filtros con imperfecciones evidentes.
- Mantener a condiciones ambientales controladas el filtro por lo menos durante 24
horas.
- Después del paso anterior, pesar cada filtro llevando la fracción al miligramo más
cercano y registrar el peso neto del filtro junto con su número.
- No doblar o maltratar el filtro antes de colectar la muestra.
- Levantar la cubierta, instalar el filtro preparado y numerado en el muestreador
siguiendo las especificaciones del fabricante. La cara rugosa del filtro deberá estar hacia
arriba. Cuando las condiciones climáticas sean adversas, deben tomarse precauciones
adicionales al cambiar los filtros para evitar dañar los limpios y la pérdida de muestra
del filtro cargado.
- Cerrar la tapa y poner a funcionar el muestreador por lo menos durante 5 minutos, a
fin de lograr la temperatura de operación.
- Registrar la lectura del indicador de flujo y en caso necesario, la presión barométrica y
la temperatura ambiente. Detener el muestreador y determinar la velocidad de flujo del
muestreador, si esta fuera del rango aceptable (1.1 a 1.7 m3/min.) utilizar otro filtro o
ajustar la velocidad de flujo del muestreador. Ajustes sustanciales pueden afectar la
calibración.
- Registrar la información que identifique el muestreador (número de filtro, sitio, fecha
del muestreo y hora de inicio).
- Poner el dispositivo de control de tiempo para activar y detener el muestreador, de
modo que funcione el tiempo que sea requerido para muestrear.
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- Poner a funcionar el muestreador por lo menos durante 5 minutos, para establecer
nuevamente la temperatura de operación, tan pronto como sea posible después del
período de muestreo y sin retirar la muestra.
- Registrar la lectura del indicador de flujo y en caso necesario, la presión barométrica y
la temperatura ambiente.
- Al finalizar el período de muestreo, detener el muestreador y quitar cuidadosamente el
filtro. Tocar únicamente sus bordes. Doblarlo a lo largo, de modo que solamente se
toquen entre sí las superficies con las partículas colectadas y colocarlo dentro de un
sobre de papel manila.
- Anotar la hora de término y el tiempo transcurrido en la hoja de registro del filtro.
- Anotar en la hoja de registro todos los factores de interés, como las condiciones
meteorológicas, actividades de construcción y tormentas de arena entre otras, que
pudieran afectar la medición.
- En el caso de que la muestra sea defectuosa desecharla.
Equipo y método para la determinación de ruido en el medio ambiente
Una definición desde el punto de vista práctico, utilizada y aceptada actualmente es
aquella que considera al ruido como todo sonido indeseable. En esta definición se
observan dos aspectos fundamentales que son sustancialmente: el sonido y la
indeseabilidad.
Sonido se define como toda la variación de presión (en el aire, agua o cualquier otro
medio capaz de propagarla) que pueda producir una vibración dentro de ciertos ámbitos
de frecuencia y de intensidad. El sonido y el ruido, son una forma de energía y su
proceso de producción obedece a leyes naturales por lo que es posible cuantificarlo
físicamente de forma semejante a otras formas de manifestación de energía.
En lo que se refiere a la indeseabilidad, se caracteriza por ser consecuencia de un
proceso mental desencadenado por la aparición de un estímulo externo (en este caso
el ruido) cuya aparición es causa de bienestar. De esta manera, cuando se escucha un
sonido desagradable inmediatamente surge el deseo de su desaparición. A ese sonido
se le llama ruido.
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Existen tres elementos que intervienen en la producción del sonido.
1. Fuente
Se considera como fuente toda aquella causa capaz de producir energía vibratoria.
2. Medio
El medio es un elemento físico resilente, es decir, capaz de deformarse por la acción de
una fuerza y restituir su forma original al cesar dicha acción.
3. Receptor
Es todo elemento capaz de percibir y transformar la vibración acústica.
En todo momento el ser humano produce emisiones de ruido debido a la gama de
actividades que realiza, sin pensar que en cada una de éstas actividades daña y altera
las condiciones de la vida natural y del medio.
La presencia del ruido en el ambiente modifica de una manera radical la vida de los
seres, obligando a unos a emigrar, a otros a establecer mecanismos de resistencia
adaptiva, y entre los seres humanos a modificar sus condiciones fisiológicas,
psicológicas y conductuales.
Para medir los niveles de ruido se emplean ciertos aparatos e instrumentos especiales,
los cuales se clasifican de acuerdo con la frecuencia que se utiliza y su grado de
complejidad, a saber estas categorías son: equipo básico, equipo periférico y equipo
sofisticado.
Equipos utilizados en la medición de los niveles del ruido
Sonómetro
Equipo calibrador del sonómetro
Baterías
Sonómetro
El sonómetro es un aparato que mide niveles de precisión acústica y consta de un
micrófono que convierte los impulsos de presión en impulsos eléctricos, los cuales son
amplificados por un circuito electrónico y se manifiestan en una carátula en forma
analógica o digital. La presentación de los niveles de presión sonora se lleva a cabo por
un descriptor llamado decibel (dB) y es de forma instantánea. Actualmente la mayoría
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de los sonómetros tienen varios filtros o mallas de ponderación, para entender su uso
es necesario realizar una simulación artificial de lo que sucede en el oído. Esta
simulación se realiza con las curvas de ponderación o redes de sopeso, quedando
determinados los niveles sonoros cuyos descriptores son: db(A), dB(B), dB(C) y dB(D),
en donde la letra encerrada entre paréntesis indica el filtro o la red de sopeso utilizada.
El uso de los diferentes descriptores dependen de lo que se desea medir, sin embargo,
la práctica ha demostrado que para los estudios sobre molestias por el ruido, incluso en
ruido intenso, solamente es útil la red "A" debido a que es la que más se asemeja al
oído humano.
Baterías
Las baterías son la fuente de poder que proporciona la energía necesaria para el
funcionamiento adecuado del sonómetro, por lo que se debe cuidar que estás se
encuentren en buen estado.
Procedimiento de muestreo
- Una vez identificada el área de estudio se establecen los puntos de muestreo donde
se tomarán las mediciones de ruido.
- Antes de empezar las mediciones, se checan las baterías del sonómetro, verificando
que estas se encuentren en perfectas condiciones de operación.
- Después se checa la calibración del sonómetro con el calibrador, siempre y cuando el
sonómetro no sea autocalibrable.
- Se coloca el sonómetro en el punto de muestreo a una altura aproximada de un metro
apuntando siempre al interior del área de estudio.
- Luego de encender el sonómetro se debe de esperar a que se estabilice la lectura,
tomando siempre la lectura más alta.
- Este procedimiento se repite para cada uno de los puntos de muestreo establecidos
previamente.
- En caso de que se tenga un punto de muestreo en el centro del área de estudio, se
debe de dirigir el sensor del sonómetro hacia la salida o entrada de esta área de estudio.
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Equipo y método para la determinación de radioactividad en el medio ambiente
Hay tres tipos de emisiones ionizantes que son de gran interés en estudios ambientales:
radiación alfa (a), radiación beta (b) y rayos gamma (g) y rayos X. La radiación alfa
consiste en núcleos de helio energético (He) que son partículas cargadas positivamente,
constituidas por dos neutrones y dos protones. La beta también se compone de
partículas cargadas ya sean positiva o negativamente. Los rayos gamma y X son
radiaciones electromagnéticas similares a la luz pero con mayor energía.
Equipo utilizado
Medidor geiger
Cronómetro
Baterías
Medidor Geiger
Los equipos empleados para medir la radioactividad varían dependiendo del modelo en
cuanto a sus características específicas, pero en general los medidores geiger son
equipos portátiles y operan con baterías; estos equipos detectan la radiación de los
rayos alfa, beta, gamma y/o X dependiendo del detector utilizado.
Para que los efectos ambientales sobre el medidor no sean apreciables se debe operar
el equipo en un rango de temperatura de -10ºC a 60ºC con pilas alcalinas.
El rango de humedad relativa debe ser de 0 a 95% no considerable.
Cronómetro
Algunos modelos de medidor geiger no cuentan con cronómetro instalado por lo que es
necesario el empleo de un cronómetro adicional para la toma de tiempo de medición de
la radioactividad.
Baterías
Se requiere de una batería alcalina de 9 volts por cada 50 horas de operación; estas
baterías son la fuente de poder, las cuales deben de estar siempre en buen estado.
Procedimiento de muestreo
- Una vez identificada el área total de estudio, ésta se divide en zonas o áreas de muestreo donde se tomarán las mediciones de radioactividad mediante un barrido de zona a pie.
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- Antes de empezar las mediciones, se checan las baterías del contador geiger,
verificando que estas se encuentren en perfectas condiciones de operación.
- Desde el momento de encender el equipo, éste se encuentra listo para realizar el
muestreo ya que la calibración del contador geiger viene desde la fábrica.
- Se realiza el recorrido por las zonas con el contador geiger dirigiendo el sensor hacia
el lugar que se está monitoreando.
- Se anotan los valores de radioactividad y el tiempo de recorrido.
- Este procedimiento se repite para cada una de las zonas de muestreo establecidas
previamente.
La cantidad de daño que se puede causar mediante la radiación ionizante está en
función de la cantidad de energía de la radiación que el material blanco absorbe y de la
naturaleza de la radiación misma. La unidad de dosis original para la radiación ionizante
es el roentgen que en términos de energía equivale a 87 ergios por gramos de aire, pero
debido a que esta unidad está referida al aire en otros materiales, los valores obtenidos
son variables y en consecuencia se creó el rad, siendo esta una unidad de dosis
absorbida, equivalente a 100 ergios por gramo de materia absorbente. Existe una unidad
nueva que se conoce como rem, donde:
1 rem = 1 rad x Q
Q = es el factor de calidad, la cual está en función de la energía depositada por unidad
de longitud
Radiación ionizante Valor de Q
Rayos X 1
Rayos gamma 1
Rayos alfa 10
Rayos beta 1 a 1.7
Las partículas alfa tienen el menor poder de penetración y, por consiguiente, las fuentes
externas de radiación alfa rara vez penetran en el cuerpo. De las fuentes externas, los
rayos gamma son potencialmente los más dañinos debido a su gran poder de
penetración, siguiendo los rayos X de menor energía.
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INGENIERIA DE MINAS - V 16
MONITOREO DEL AGUA
En todas las minas del mundo se están formulando las mismas preguntas concernientes
a la protección del medio ambiente:
¿Estamos operando eficientemente?
¿Estamos ocasionales problemas ambientales?
¿Qué calidad de agua de efluente es necesaria para la protección del medio ambiente?
La calidad de agua de los efluentes (por ejemplo, cualquier agua que se descarga dela
mina o en la planta procesadora) que drenan de cada sitio minero es especifica de dicho
sitio. Algunos sitios o lugares mineros han establecido programas regulares de muestro
para componentes específicos; los principales problemas que se someterán a monitoreo
sobre calidad de agua en las minas, incluye:
Drenajes ácidos con elevadas concentraciones de sulfuros y metales disueltos.
Sólidos en suspensión y contenido de metales totales asociados.
Reactivos químicos de proceso, especialmente cianuro.
Aguas negras o servidas.
Nivel de Desarrollo
Durante las diferentes etapas de la vida de una mina, desde el desarrollo pasando por
la operación hasta el cierre existen diferente prioridades de un programa de monitoreo.
Etapa de exploración y desarrollo: Generalmente, el periodo de desarrollo dura de
uno a tres años, tiempo en el cual la prioridad del monitoreo es definir las condiciones
“naturales” e identificar los potenciales problemas en la calidad del agua.
Etapa de Operación: Una vez que la mina se encuentra en operación comienza el
monitoreo más intenso, es necesario definir la calidad de agua que sale de cada mina y
determinar la calidad de efluente que sea aceptable para el ambiente. Así, el agua que
entra y sale de la propiedad deberá muestrearse de forma regular para determinar su
calidad y cantidad.
Programa de monitoreo
Los programas de monitoreo de la calidad de agua que se realizan en la mayoría de las
minas en el Perú se encuentran bajo la responsabilidad de la “oficina de asuntos
MONITOREO
INGENIERIA DE MINAS - V 17
ambientales”. En cada área de influencia de una mina normalmente se encuentra
presente una persona encargada de todos los asuntos ambientales.
El gobierno peruano ha establecido un cronograma para la implementación del
monitoreo dela calidad de aguas superficiales y subterráneas, este cronograma
establece que el primer año de monitoreo regular consta de tres periodos de información
de tres meses cada uno, debiendo presentar como cuarto informe el denominado EVAP.
Estaciones de muestreo
El área de influencia de una mina puede abarcar una gran superficie, combinando
labores antiguas con las operaciones actuales.
Alcance
El primer pasó para decidir donde efectuar el muestreo por calidad de agua es identificar
el balance de agua de la propiedad minera: donde ingresa agua y donde sale de la
propiedad. El siguiente paso es identificar
Descripción de los componentes de la mina
Labores Subterráneas
Muchas de las minas subterráneas en el Perú se encuentran ubicadas por debajo del
nivel freático natural, por lo tanto son “minas húmedas” con un volumen significativo de
agua drenada diariamente de las labores. La calidad del agua de la mina puede cambiar
la calidad del agua que fluye así como la cantidad de la misma por ello es necesario
monitorear el agua de dicha mina.
Las fuentes de agua en labores subterráneas son:
Infiltración de precipitaciones (lluvia) desde la superficie.
Flujo natural de aguas freáticas a través de las fallas
Agua bombeada desde la superficie para la perforación.
MONITOREO
INGENIERIA DE MINAS - V 18
Asuntos sobre la calidad del agua: los principales problemas relacionados al drenaje de
aguas subterráneas incluyen:
Sólidos en suspensión y metales asociados.
Drenaje acido.
Aceites, grasa y combustible de los quipos además del amoniaco producto delas
voladuras.
Los parámetros incluyen la medición del pH, Eh, conductividad, temperatura, solidos
totales en suspensión y análisis de metales disueltos.
Tajo abierto
La principal fuente de agua que se registra en un tajo abierto es la precipitación pluvial
y el flujo se agua superficial desde algún sistema de colección, con aportes potenciales
de aguas freáticas a través de fallas y fracturas. Por lo general, no existen fuentes
discretas de agua hacia el tajo abierto que puedan ser monitoreadas con el fin de
implementar una estación aguas arriba. El flujo que ingresa al tajo mediante fracturas
será afectado por la calidad de las paredes de la roca.
MONITOREO
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Durante la operación, debe establecerse una estación de monitoreo en la descarga de
la tubería que está bombeando agua al tajo. Alternativamente el sumidero colector
ubicado en la parte inferior del tajo, puede usarse para muestreo, no obstante esta
estación cambiara mientras prosiga el desarrollo del tajo, lo que puede alterar la
información sobre la calidad del agua.
Asuntos sobre la calidad del agua: los principales problemas relacionados con el drenaje
del tajo incluyen:
Sólidos en suspensión y metales comúnmente asociados a las voladuras y a la
remoción del mineral.
Drenaje acido de las paredes del tajo.
Amoniaco y nitrógeno de las voladuras.
Apilamiento de mineral de desecho (botaderos)
La caracterización de la calidad del agua que drena de los botaderos puede ser una de
las partes más difíciles en un programa de monitoreo. No obstante en las minas con
problema de drenaje acido constituyen la mayor fuente de contaminantes que se dirigen
hacia el ambiente receptor.
La dificultad en el monitoreo del drenaje en un botadero radica en que el flujo que ingresa
o que sale del botadero se distribuye sobre una gran área. Usualmente la fuente de agua
que entra a la pila es la precipitación en forma de agua o lluvia, una parte de esta agua
percolara dentro dela pila desde la superficie y los lados mientras que otra se deslizara
sobre la superficie.
MONITOREO
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El agua que sale de la pila puede fluir directamente a las aguas freáticas a través de la
base de dicha pila y aparecer alrededor de la base como resumideros individuales.
Asuntos sobre la calidad del agua: los principales problemas relacionados con el drenaje
de rocas de desecho incluyen:
Lixiviación de metales solubles.
Oxidación, generación de ácidos y lixiviación de metales en el drenaje acido.
Los parámetros que típicamente se miden incluyen pH, Eh, conductividad, sulfato,
temperatura, hierro suelto, etc.
Infraestructura e instalaciones
Existe una variedad de otras instalaciones requeridas para la operación de una mina y
que puede aportar contaminantes a las aguas superficiales:
Pobladores y campamentos
Instalaciones de descarga de concentrados
Almacenamiento de combustible y petróleo
Labores mineras abandonadas
Estos deben identificarse y deberán colocarse estaciones de monitoreo donde se
considere necesario.
Medio Ambiente Receptor
El motivo por el que se realiza el muestreo y monitoreo de la calidad del agua es
garantizar la protección del medio ambiente natural local. El medio ambiente receptor
MONITOREO
INGENIERIA DE MINAS - V 21
en el área de influencia de una mina se refiere a todos los cursos naturales de agua que
dicha mina afecta.
En cada curso de agua importante debe existir una estación de muestreo aguas arriba
y aguas abajo en relación a la mina.
Análisis de la calidad del agua
Parámetros:
En la evaluación de la química, los parámetros típicos de monitoreo pueden describirse
en dos grupos:
Parámetros orgánicos
Parámetros inorgánicos
Parámetros inorgánicos
Físicos: incluyen los sólidos totales en suspensión, temperatura, flujo, color, olor, sabor,
el Ph, Eh, conductividad.
Iones principales: incluyendo sulfato, alcalinidad, acidez, cianuro y nutrientes como
nitrógeno y fosfato.
Metales disueltos: incluye todos los iones metálicos.
Metales totales: incluye todos los iones metálicos en una muestra no filtrada.
Parámetros orgánicos
Incluyen componentes de reactivos de procesamiento, fenol, petróleo y grasa, etc.
Algunos parámetros se utilizan directamente para evaluar el impacto ambiental o la
toxicidad del agua ya sea para la salud humana, recursos acuáticos o para uso agrícola.
MONITOREO
INGENIERIA DE MINAS - V 22
MONITOREO DEL AIRE
Partículas
Las partículas totales suspendidas (TSP) tienen mucha importancia, principalmente,
debido a su impacto en la visibilidad; al daño a la vegetación y al suelo. Se ha
demostrado que las partículas más pequeñas con un diámetro menor o igual a 10
micrones (PM10) tienen una importancia significativa para la salud humana, dado que,
a menudo, las partículas en este rango de tamaño ingresan y permanecen en los
pulmones. Dado que, hasta la fecha, la República del Perú no ha promulgado
estándares para agentes contaminantes específicos y debido a que las mediciones de
PM10 son mucho más difíciles y/o costosas que las de TSP, sólo se requerirá monitoreo
de TSP para el programa de monitoreo de la fase I.
Sin embargo, puede ser necesario mediciones de PM10 en el programa de la fase II.
Principio de Operación-TSP
El aire del ambiente se hace ingresar a un recinto cubierto y se pasa a través de un
filtro mediante un ventilador de gran flujo a 1,1 - 1,7 m3/min (39-60 pies3/min.). Esto
permite que partículas suspendidas que tengan diámetros (aerodinámicos) de menos
de 50 micrones se concentren en la superficie de un filtro. La concentración de la masa
de partículas suspendidas en la atmósfera se calcula midiendo la masa de las partículas
recolectadas así como el volumen del aire muestreado.
Principio de la Operación - PM10
La masa de una partícula se muestra por la siguiente ecuación: M = 4/3 p R3 A partir
de esta ecuación, puede observarse que, dado que la masa es proporcional al cubo del
radio de la partícula, una partícula de 20 micrones pesará 8 veces más que una partícula
de 10 micrones. Por ello, a menudo, las mediciones TSP presentan desviaciones por la
presencia de algunas partículas relativamente grandes en el filtro. El muestreador TSP
de alto volumen extrae el aire bajo el borde de la cubierta del instrumento.
Por otro lado, el muestreador PM10, pasa el aire a través de un sistema ciclónico de
entrada para retirar las partículas con un diámetro mayor o igual a 10 micrones antes de
que ingrese a través del filtro.
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Tipo de Instrumentos Recomendados
Los muestreadores estándar de alto volumen son fabricados en los Estados Unidos por
General Metals Corp. y por Wedding and Associates. La compañía Kimoto en el Japón
también fabrica instrumentos de alto volumen de buena calidad que funcionan a 220v
de potencia eléctrica. Tanto General Metals como Wedding and Associates fabrican los
muestreadores PM10. Un fabricante adicional del muestreador PM10 es Rupprecht and
Patashnick Co. de Nueva York. Su muestreador de ambiente PM10 TEOM serie 1400a
tiene la ventaja de ser completamente automático, proporcionando monitoreo
prácticamente continuo de las partículas pequeñas. Desafortunadamente, la desventaja
de este instrumento es su costo excesivo.
Ubicación de Instrumentos
El muestreador de alto volumen deberá instalarse en una ubicación muy expuesta y a
una distancia de, por lo menos, 4 metros de la edificación u otra estructura más cercana.
El muestreador deberá colocarse en una plataforma, de modo que el filtro se encuentre
entre 2 y 3 metros sobre la superficie. Para efectos de seguridad, deberá colocarse el
instrumento en un recinto cercado por cadenas en donde el filtro se encuentre, por lo
menos, a 2 metros de la cerca más próxima.
Frecuencia de Registro.
Deberá efectuarse mediciones de 24 horas a intervalos de 3 días. Esto permitirá que
se recolecte muestras cada día de la semana, por lo menos, una vez cada mes. El
muestreo deberá iniciarse y finalizar a la medianoche (o entre 8.00 a.m. y 8.00 a.m.).
Procedimientos de Operación.
Dado que es muy importante que todos los muestreos de partículas se efectúen
exactamente del mismo modo y en todas las locaciones o estaciones de monitoreo.
Calibración
Es necesario que se calibre todos los muestreadores de alto volumen, por lo menos,
cada seis meses. Si se efectúan cambios significativos en el régimen de flujo o se
instalan nuevas escobillas de motor, deberá recalibrarse el instrumento en esa
oportunidad.
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Mantenimiento
Los principales problemas de mantenimiento radican en el reemplazo de las escobillas
de motor. Algunos instrumentos se encuentran actualmente equipados con motores sin
escobilla, eliminando así esta fuente de problemas. En el caso de motores con escobilla,
normalmente las escobillas deberán reemplazarse después de, aproximadamente, 400
horas de uso. Para estabilizar el flujo de aire después del reemplazo de la escobilla,
deberá hacerse funcionar el motor durante 20 a 30 minutos antes de tratar de realizar la
calibración. Una empaquetadura de placa frontal usada está caracterizada por una
mezcla gradual de la interface ente las partículas recolectadas y el borde limpio del filtro.
Cualquier disminución en la precisión de esta interface indica la necesidad de una nueva
empaquetadura.
1. Retire la empaquetadura usada con un cuchillo.
2. Limpie la superficie.
3. Selle una nueva empaquetadura a la placa frontal con pegamento de caucho o una
cinta adhesiva de doble lado.
Limpie y recalibre el rotámetro cuando el flotador (bola) se muestre errático o cuando se
detecte humedad de materia extraña en el tubo.
El cronómetro, el controlador de flujo y el contador o registrador del tiempo de
funcionamiento, por lo general, requieren poco mantenimiento. Su operación correcta
deberá verificarse durante el periodo de funcionamiento, por lo menos, una vez al mes.
Garantía de Calidad.
No se define la precisión absoluta del método de alto volumen debido a la naturaleza
compleja de la materia conformada por partículas atmosféricas y a la dificultad para
determinar la "verdadera" concentración de la materia particulada. Existen varias
fuentes de error inherentes que, con cuidado, pueden mejorar la precisión del
instrumento. Estas son:
Variaciones del flujo de aire. La determinación de la concentración de partículas
asume que la deposición ocurre uniformemente durante el periodo del muestreo
y que el régimen de flujo disminuye uniformemente con el aumento de la carga
de partículas. El error resultante de un flujo no constante depende de la magnitud
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de los cambios instantáneos en el régimen de flujo y en la concentración de la
materia particulada. El rango aproximado de concentración de las partículas
recolectadas es de 2 a 750+ gm/m3. El límite superior está determinado por el
punto en el cual el muestreador no puede mantener por más tiempo el régimen
de flujo especificado debido al aumento del descenso de la presión del filtro
cargado. Este punto se ve afectado por la distribución del tamaño de partícula,
la humedad y la variabilidad del filtro. Estos errores pueden reducirse equipando
el muestreador con un mecanismo automático de control de flujo.
Medición del volumen de aire. Si el régimen de flujo cambia en forma sustancial
o no uniforme durante el periodo de muestreo, puede presentarse un error de
consideración en el volumen estimado de aire como producto de usar el
promedio de las lecturas del rotámetro que se efectuaran antes y después del
muestreo. Se recomienda usar un registrador de flujo continuo, particularmente,
si el muestreador no se encuentra equipado con un controlador constante de
flujo.
Pérdida de partículas volátiles. Las partículas volátiles recolectadas en el filtro
pueden perderse durante el tránsito y/o almacenamiento del filtro, antes del
pesaje previo al muestreo. Aunque dichas pérdidas pueden evitarse, deberá
pesarse nuevamente el filtro tan pronto como sea posible, después del muestreo.
Materia particulada extraña. Son partículas no contaminantes, específicamente,
pequeños insectos voladores que a veces son atrapados en el filtro. Estos
deberán retirarse cuidadosamente antes del pesaje.
Humedad. Los filtros de fibra de vidrio son comparativamente insensibles a los
cambios en la humedad relativa. La materia particulada recolectable puede ser
higroscópica. Los filtros deberán almacenarse en la habitación de pesaje antes
y después de la exposición. Deberá dejarse transcurrir el tiempo suficiente para
permitir que los filtros se equilibren al nivel de temperatura y humedad en esta
habitación.
Manejo del filtro.
Es necesario manejar con extremo cuidado el filtro entre los pesajes anteriores y
posteriores al muestreo con la finalidad de evitar errores debido a la pérdida de fibras o
partículas del filtro. El cartucho o casete de papel de filtro puede reducir al mínimo los
errores de manejo.
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La materia particulada no muestreada. La materia particulada no muestreada podrá
ser depositada por el viento durante los periodos cuando el muestreador se encuentra
inoperativo. La instalación oportuna y la recuperación de filtros pueden reducir este
problema al mínimo. Los periodos de fuertes vientos deberán anotarse en la hoja de
datos.
Errores por Tiempo Cronometrado. Por lo general, los muestreadores se controlan
mediante cronómetros de tiempo programados para iniciar y finalizar el muestreo a
medianoche. Pueden presentarse errores debido a:
1. Poca precisión de los puntos de programación del cronómetro.
2. Error del cronómetro debido a interrupción de la energía.
3. Errónea programación del cronómetro.
4. Inadecuado funcionamiento del cronómetro.
Por lo general, los cronómetros electrónicos digitales tienen una mejor precisión de
punto de programación que los cronómetros mecánicos, pero requieren una batería de
respaldo para mantener la continuidad de las operaciones después de la interrupción de
la energía. Un registrador de flujo continuo o un contador del tiempo de funcionamiento
proporcionan una indicación del tiempo de ejecución del muestreador, así como una
indicación de cualquier interrupción de energía durante el periodo de muestreo.
Análisis de los Datos.
El análisis de los datos de las partículas totales suspendidas es un proceso de cuatro
etapas que incluye:
a. Calcular el régimen de flujo promedio.
b. Corregir el régimen de flujo a la presión y temperatura atmosféricas estándar.
c. Calcular el volumen de aire, según condiciones estándar.
d. Calcular la concentración TSP.
Informe de los Datos.
Los datos TSP deberán reportarse en un formato. Este formato deberá presentarse
junto con la calibración y cualquier otra información pertinente al Ministerio de Energía
y Minas dentro de un plazo de 30 días (el cuarto mes) siguiente a la finalización de cada
trimestre calendario. Deberá presentarse un informe anual o reporte EVAP, resumiendo
las mediciones efectuadas para cada estación en la red al Ministerio el 31 de marzo del
año siguiente, después de trece meses de la publicación de la presente guía. Las
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variables importantes que afectan el diseño múltiple del muestreo son el diámetro, la
longitud, el régimen de flujo, el descenso de la presión y los materiales de construcción.
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CONCLUSIONES
Es necesario mencionar que la importancia de los programas de monitoreo
ambiental, no solo radica en contar con información confiable en el momento
oportuno, sino también en su gran utilidad para determinar el grado o nivel de
confiabilidad operacional que presenta un determinado sistema o instalación de
aseo urbano, no sólo en cuanto al número de ocasiones en que puede rebasar
las normas o criterios ambientales, sino en la gravedad o nivel de importancia
ambiental que puede generar cuando esto sucede, asimismo, la información
obtenida con estos programas, puede servir para identificar instalaciones cuya
confiabilidad operacional es reducida, para tratar de corregir irregularidades que
le permitan tener un aporte confiable para con el sistema o servicio de aseo
urbano del cual dependa, de tal manera que en el tiempo, el número de
ocasiones en que opere fuera de normas se vaya reduciendo, y cuando así sea,
que el grado de incumplimiento no resulte significativo.
Por otro lado, los programas de monitoreo ambiental son de gran utilidad para
identificar en aquellas instalaciones que operen confiablemente, los elementos
que en ocasiones puedan propiciar un incumplimiento de las normas o
recomendaciones y las formas de solventarlo. También es posible con tales
programas corroborar cómo una instalación ambientalmente compatible,
presenta una confiabilidad operacional con respecto a la normatividad ambiental
mucho mayor a la que ofrece una instalación que soslaya este criterio, situación
que permite desarrollar criterios rectores de planeación, diseño y operación, que
bien instrumentados, pueden compatibilizar ambientalmente, instalaciones y
servicios de aseo urbano ecológicamente inadaptados.
Los programas de monitoreo del aire son esenciales para mantener un hábitat
estable tanto paras los animales y las personas, ya que el aire es el principal
componente de la vida.
El monitoreo del agua es esencial para mantener con vida a los seres vivos, ya
que sin ella es imposible existir.
Por lo tanto los monitoreos de un área, lugar, y distinta especie que se realicen
son importantes ya que detectan anomalías en un medio y podemos prevenir
cualquier tipo de accidente o contaminación en un medio.
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BIBLIOGRAFIA
Broughton, L. (2005) “Protocolo de Monitoreo de Calidad de Agua”, Ministerio de Energia
y Minas: Lima.
Cabrera, S. (2007) “Protocolo de Monitoreo de Calidad de Aire y Emisiones”, Ministerio
de Energia y Minas: Lima.
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