Geoquímica de las Aguas del Río Elqui y de sus Tributarios en el Período 1975-1995
Publicación original: Agric. Téc.. [online]. mar. |
(Factores Naturales y Efecto de las Explotaciones Mineras en sus Contenidos de
Fe, Cu y As )
ABSTRACT: The present study discusses the
results of 20 years (1975-1995) of chemical analysis of waters of the Elqui
river and its tributaries, performed by the Dirección General de Aguas – the
national waters authority. This discussion is complemented with the
results of recent studies of the geochemistry of the sediment of its basin.
Among the principal conclusions attained, are the high contents of Cu and As of
the Toro, Turbio and Elqui rivers, that receive a direct (Toro river) or
indirect contribution of the Malo river, which drains the hydrothermal
alteration zone of the Au-Cu-As deposits of the El Indio mining district. The
growing intensification of the mining and metallurgical activities at El Indio
coincided with increasing contents of Cu and As in the Toro, Turbio and Elqui
rivers, though they are progressively attenuated for As due to the diluent
effects of low-mineralized tributary river waters. On the other hand, the Elqui
river has received significant amounts of Cu from the Talcuna mining district
in the Quebrada Marquesa ravine. Though the mining activities at El Indio
probably contributed to the increase in As, Cu and Fe contents of the waters,
these and other heavy metals have been present in the acid drainage water of
the Malo river long before the beginning of said activities. Likewise, the Malo
river will continue to be a pollution source after the closure – already
completed -of the El Indio mining district.
Key words: arsenic, copper, iron, water
pollution, acid drainage, copper-gold mining.
RESUMEN: El presente trabajo expone y
discute los resultados de veinte años (1975-1995) de análisis de aguas del Río
Elqui y sus tributarios, realizados por la Dirección General de Aguas. Su
discusión se complementa con la de resultados de estudios recientes de la
geoquímica de los sedimentos de la misma cuenca. Entre sus principales
conclusiones destaca la alta concentración de Cu y As de los ríos Toro, Turbio
y Elqui, que reciben el aporte directo (Río Toro) o indirecto de las aguas del
Río Malo, que drena la zona de alteraciones hidrotermales y mineralizaciones de
Au-Cu-As del distrito minero de El Indio. La intensificación de las faenas
minero-metalúrgicas de El Indio coincidió con incrementos en los contenidos de
As y Cu de los ríos Toro, Turbio y Elqui, aunque los de As son progresivamente
atenuados por el efecto de dilución debido al aporte de ríos tributarios pobres
en ese elemento. Por otra parte, el Río Elqui ha recibido aportes
significativos de Cu provenientes del distrito minero de Talcuna, situado en la
Quebrada Marquesa. Aunque las actividades mineras de El Indio contribuyeron
probablemente a aumentar el contenido de As, Cu y Fe de las aguas, estos y
otros metales pesados han estado presentes en las aguas afectadas por drenaje
ácido del Río Malo desde mucho tiempo antes de que dichas actividades se
iniciaran. Igualmente, el Río Malo continuará siendo una fuente contaminante
después del cierre – ya completado – del distrito minero de El Indio.
Palabras clave: arsénico,
cobre, hierro, contaminación hídrica, drenaje ácido, minería cobre-oro.
INTRODUCCIÓN
La composición química de
las aguas del Río Elqui y de sus tributarios tiene especial interés y
relevancia ya que ellas son la fuente de agua potable para mas de 300.000
personas, así como la base de la economía agro-industrial de la Provincia de
Elqui, centrada en cultivos de alto valor, como la uva de exportación y en la
producción pisquera. Existen 117 bocatomas de canales de riego a lo largo de su
curso principal, cuya longitud combinada alcanza 746 km, en tanto que el valor
total de las acciones de los regantes llega a unos 30 millones de dólares
(Junio 2004, información Junta de Vigilancia del Río Elqui). Por otra parte, en
la cuenca del Río Elqui se ha desarrollado una intensa actividad minera desde
el siglo XIX, que culminó con la explotación del distrito minero de El Indio,
situado en la cabecera de la cuenca a mas de 4.000 m de altura, donde el oro se
encuentra asociado a enargita, sulfoarseniuro de cobre, en un área de
generación de drenaje ácido. Iniciada en 1975, la explotación de El Indio
continuó hasta el año 2002, aunque el 2000 comenzó sus operaciones de cierre
que completó el 2004.
El presente estudio, basado
en una tesis del primer autor (Guevara, 2003), fue posible gracias a la
cooperación de la Oficina Regional Coquimbo de la Dirección General de Aguas
(DGA), que facilitó la información hidroquímica del período 1975 – 1995, que
coincide con el inicio y la mayor parte de la explotación de El Indio. En
consecuencia, la información analizada es adecuada para evaluar el grado en que
las faenas mineras pueden haber contribuído a aumentar los contenidos de cobre,
arsénico y hierro en las aguas de los ríos Toro, Turbio y Elqui, receptores
directos (Toro) o indirectos (Turbio y Elqui) del drenaje del área
mineralizada. Por otra parte, el período de 20 años considerado es también
adecuado para evaluar el efecto de la cuantía de las precipitaciones en el
contenido de los mismos elementos en las aguas de los ríos.
La cuenca del Río Elqui
(Figura 1), abarca una superficie de 9.645 km2 entre las cordilleras
de Los Andes y de la Costa (29º18’ – 30º24’ lat. Sur). Como otras cuencas del
segmento tectónico de los Valles Transversales, carece de la depresión central
que se desarrolla al norte de 28º latitud S y al sur de la latitud 33º S. Dado
lo estrecho del territorio en este sector, sólo 140 km separan las cumbres
andinas de la costa. De ahí que los afluentes del Río Elqui, los ríos Turbio y
Claro, presenten perfiles longitudinales con fuerte inclinación y estrechos
planos aluviales. En contraste, el plano aluvial y las terrazas superiores del
Río Elqui alcanzan unos 3 km de ancho a la altura de la ciudad de Vicuña, y
hasta 6 km en los últimos 25 km del curso del río. La cuenca del Río Elqui
puede ser dividida en tres subcuencas: las del Río Turbio (4.196 km2),
el Río Claro (1.512 km2) y el Río Elqui propiamente tal (3.900 km2)
(Bodini y Araya, 1998). El Río Turbio se forma por la confluencia de los ríos
Toro (originado a su vez por la unión de los ríos Malo y Vacas Heladas) y La
Laguna. Aguas abajo, recibe el aporte del Río Incaguaz. Por la unión de los
ríos Turbio y Claro, se origina el Río Elqui, que sólo recibe, aguas abajo, el
aporte de quebradas que carecen de flujo superficial permanente.
Figura 1. La cuenca hidrográfica del río Elqui, con la
ubicación de los límites de la cuenca (1), ríos y quebradas principales (2),
embalses (3), ciudades (4), distritos metalíferos (5), zonas de alteración
hidrotermal (6) y estaciones de muestreo de aguas (7). Las estaciones son las
de Río Toro (To), Río La Laguna (L), Río Turbio, aguas abajo de Juntas (J), Río
Incaguaz (I), Río Turbio en Varillar (V), Río Claro (C) y las del Río Elqui en
Algarrobal (AG), Almendral (AL) y La Serena (S).
Figure 1. The Elqui river watershed, including the basin limits, (1),
principal rivers and ravines (2), water reservoirs (3), towns (4), mining
districts (5), hydrothermal alteration zones (6) and water sampling stations
(7). The sampling stations are those of River Toro (To), River La Laguna (L),
River Turbio, water below Juntas (J), River Incaguaz (I), River Turbio at
Varillar (V), River Claro (C) and River Elqui at Algarrobal (AG), Almendral
(AL) and La Serena (S).
En la cuenca del Río Elqui,
las precipitaciones, incluida la nieve, alcanzan en promedio 100 mm año-1,
siendo mayores en la cordillera andina (180 mm año-1) que en la
costa (80 mm año-1). En los años que se presenta el fenómeno de El
Niño, tales cifras pueden multiplicarse por un factor de 3 ó más. Durante el
año, las precipitaciones ocurren principalmente entre junio y septiembre
(Santibáñez, 1997; Zavala, H., comunicación personal). Sin embargo, los ríos de
la cuenca alcanzan sus mayores caudales promedio en el período noviembre-enero,
puesto que éstos son consecuencia de los deshielos en la cabecera de la cuenca
(sin perjuicio de las crecidas excepcionales del Río Elqui registradas durante
años afectados por episodios de "El Niño").
En términos geológicos
(Oyarzún, 1998), la cuenca está constituida principalmente por afloramientos de
rocas plutónicas y volcano-sedimentarias de edad mesozoica y cenozoica. Estas
rocas son de carácter calcoalcalino intermedio, y su composición es similar a
la del promedio de la corteza terrestre. Debido a que albergan numerosos
yacimientos sulfurados, asociados a zonas de alteración hidrotermal, los
procesos de meteorización y erosión comunican a las aguas y sedimentos altos
contenidos de Cu, Zn, Fe, As y SO4, en parte relacionados con la
generación natural de drenaje ácido (Jannas et al., 1999; Oyarzún et
al., 2003; Oyarzún et al., 2004). A dicho efecto natural, se agrega
el de las actividades mineras y metalúrgicas iniciadas en el siglo XIX, que han
dejado numerosos depósitos de relaves y otros desechos mineros, así como
excavaciones que facilitan la disolución de los minerales y su posterior
transferencia al drenaje. Después del cierre de El Indio, la principal
actividad minera en la cuenca es la del distrito cuprífero de Talcuna, en
Quebrada Marquesa, aunque el Río Elqui recibe también un afluente –
Quebrada El Arrayán – conectado con el importante distrito cuprífero-aurífero
de Andacollo (Oyarzún et al., 1996; Higueras et al., 2004)
(Figura 1).
A pesar del cierre de la
mina de El Indio, el área en que se encuentra (así como otras zonas de
alteración hidrotermal arseniacal de la cordillera andina) continuará siendo
una fuente de Cu, Zn, Fe, As y SO4. Ello, debido a los procesos
naturales que seguirán actuando sobre las rocas alteradas y fracturadas, así
como sobre aquellos componentes del antiguo complejo minero-metalúrgico no neutralizados
por el plan de cierre. A este respecto, cabe señalar que hay 130 km de
labores subterráneas en la mina El Indio, por los cuales circulan
actualmente aguas infiltradas. También el distrito minero de Talcuna (Oyarzún et
al., 1998) ha constituido una fuente de contaminación, debido al gran
volumen de relaves (más de 5 millones de toneladas) depositados en el estrecho
cauce de la Quebrada Marquesa. Tal material ha sido arrastrado repetidas veces
por efecto de episodios de fuerte precipitación, dando lugar a aluviones o
corrientes de lodo que desembocan al cauce del Río Elqui. Por otra parte,
debido a fallas de manejo, se registraron dos derrames de relaves el año 2002,
los que afectaron, a través de canales de regadío, terrenos agrícolas regados por
las aguas del Río Elqui (Galleguillos, 2004).
Como consecuencia de los
factores reseñados, el Río Elqui y sus tributarios presentan sedimentos notablemente
anómalos en sus contenidos de los elementos químicos antes señalados, que
se apartan claramente de los de otros ríos del país, en especial en cuanto
a Cu y As (Oyarzún et al., 2003).
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