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Cetaqua, centro tecnológico del agua, liderará el proyecto europeo de investigación REMINE WATER, que desarrollará junto a la empresa Cobre Las Cruces y Suez un pionero sistema de tratamiento para la recuperación y reutilización de las aguas residuales de la industria minera. Este nuevo sistema emplea la energía solar y distintas tecnologías de purificación para recuperar y reaprovechar los metales y sustancias valorizables presentes en las aguas, contribuyendo así a la economía circular.
La gestión responsable, eficiente y sostenible del agua es un elemento fundamental para el sector minero y metalúrgico. Actualmente existen diferentes tecnologías para tratar el agua que utiliza la industria en sus procesos antes de ser enviada a su destino final. No obstante, es necesario desarrollar nuevas soluciones para optimizar aún más los tratamientos del agua en esta industria, mejorando su rendimiento además de reducir los costes de inversión y operación.
Por ello, Cetaqua, Suez y Cobre Las Cruces trabajan en el diseño de un sistema de tratamiento que contribuye a la economía circular y que permite recuperar recursos valorizables y agua. El objetivo es minimizar el volumen del vertido líquido de las industrias del sector minero, empleando para ello, en la medida de lo posible, energías renovables. La prueba de estas tecnologías se concreta en el lanzamiento del proyecto europeo REMINE WATER.
Un sistema de tratamiento sostenible para recuperar agua y recursos valorizables en el sector minero
REMINE WATER se ha iniciado en octubre de 2018 y tendrá tres años de duración. Desarrollará un sistema de tratamiento a escala piloto que combinará tecnologías electroquímicas y Zero Liquid Discharge (ZLD), ambas tecnologías de Suez. Por un lado, se utilizarán membranas de nanofiltración y tecnologías electroquímicas para recuperar los metales de alto valor presentes en las aguas residuales, principalmente cobre y zinc, junto con algunas sustancias químicas de utilidad en los procesos hidrometalúrgicos, con el objetivo de ser reutilizados. Por otro lado, el proceso ZLD, impulsado por energía solar térmica, permitirá reducir la salinidad de aquellos flujos que lo precisen, recuperar el agua para usarla de nuevo.
Esta iniciativa, liderada por Cetaqua (centro co-fundado por Aigües de Barcelona, UPC y CSIC), contará con la participación de la mina sevillana Cobre Las Cruces (CLC), donde estaría prevista la ubicación la planta piloto del proyecto; el Instituto de Metales no Férreos de Polonia (IMN), encargado de estudiar la replicabilidad del proceso en la industria minera; y la pyme francesa NewHeat, especializada en la implantación de energía solar térmica en industrias, que demostrará la viabilidad económica del uso de este tipo de energía en los procesos de tratamiento de agua en el sector minero.
La economía circular, una prioridad para Cetaqua
La apuesta de Cetaqua por este proyecto, co-financiado por el programa LIFE de la Unión Europea, refuerza su compromiso con la economía circular como uno de los ejes estratégicos de su actividad y permite avanzar hacia un modelo de gestión del ciclo del agua más sostenible. Por otro lado, el centro tecnológico se reafirma como la entidad líder en España en obtención de proyectos del programa europeo LIFE, cuya finalidad es favorecer soluciones y tecnologías innovadoras en materia de medio ambiente.
Innovación y mejora en la gestión de aguas de Cobre las Cruces
Desde la puesta en marcha de la Planta Permanente de Tratamiento de Aguas (PPTA) se vienen aplicando soluciones innovadoras en la Gestión de Aguas, acompañadas por un proceso de mejora continua sobre el conocimiento del acuífero Niebla-Posadas, así como sobre el diseño y operación, a fin de dar respuesta a los retos de seguridad, medio ambiente, aplicación de las mejores técnicas disponibles y reducción de costes. Todo ello ha sido gracias a una atención continua con el fin de identificar oportunidades que permitan mejorar la eficiencia del sistema de Gestión de Aguas, no solo en la PPTA sino en el conjunto global de plantas, balsas y flujos que gestionamos.
En las instalaciones de CLC hay 124 kilómetros de tuberías y conducciones del sistema de tratamiento de aguas, 10 plantas de tratamiento de aguas, 1 gran embalse (la PSP) y más de 20 balsas para gestionar diferentes tipos de agua.
En las líneas de tratamiento de agua del Sistema de Drenaje y Reinyección (SDR) se han llevado a cabo importantes mejoras medioambientales y de proceso. Entre las primeras destaca la sustitución del ácido nítrico empleado para regular el pH en la planta de evaporación forzada (PEF), por ácido sulfúrico, evitando así una importante fuente de nitrógeno al sistema, con la consiguiente mejora en la calidad del vertido autorizado. La utilización de ácido sulfúrico ha traído problemas operativos asociados a la precipitación de sulfatos y sílice, con formación de incrustaciones y aumento considerable de la frecuencia de limpiezas. Estos problemas han sido subsanados con la colaboración del personal de operaciones de SOIL y con la asesoría técnica de los especialistas de NALCO. Se ha realizado un estudio químico para la reducción del potencial de incrustación que ha dado lugar a una revisión de los tratamientos requeridos para las nuevas condiciones del proceso en todo el circuito. Tras los reajustes efectuados, se ha conseguido aumentar la disponibilidad y la recuperación global de la instalación.
Otra área importante de mejora es la reducción de la concentración de Boro en el permeado de salida de PPTA-SDR a reinyección. Gracias a la colaboración de los propios fabricantes de nuestras membranas de Ósmosis Inversa (DOW–Chemical), hemos podido definir un plan de acción con el que esperamos reducir la concentración en Boro en un 50%. Este Plan conlleva la sustitución progresiva del actual modelo de membranas, además de un ajuste hidráulico en las líneas de ósmosis inversa.
En las líneas de tratamiento de Agua de Contacto las principales mejoras han ido enfocadas a los pre-tratamientos químicos de las aguas en balsas. Las aguas procedentes de fondo de corta y de lixiviados ácidos de planta hidrometalúrgica contienen una gran cantidad de metales que es necesario eliminar. Hemos alcanzado el objetivo definido, obteniendo un agua con la calidad adecuada para su tratamiento mediante ósmosis inversa a través de un complejo circuito de tratamiento entre balsas y plantas de agua. Adicionalmente, se ha logrado minimizar los costes de operación y de reposición de medios filtrantes.
La Planta Hidrometalúrgica necesita agua de calidad para su correcto funcionamiento. Pero su abastecimiento se realiza en un 98% con aguas residuales, principalmente procedentes del fondo de corta (56%), donde se recoge el agua de contacto que empapa el mineral, así como residuales urbanas traídas desde la EDAR de San Jerónimo (42%). Para adecuar estas aguas a las especificaciones de la Planta, se emplean de forma coordinada diferentes plantas de tratamiento, generando una variedad de aguas que van desde un permeado prácticamente desmineralizado –que se utiliza para la electrodeposición-, a un agua de proceso.
Estas son algunas referencias de nuestra gestión de aguas, orientada a cubrir las necesidades de operación con todas las garantías ambientales y con el menor uso posible de recursos hídricos del entorno.
Juan Carlos Baquero, Director Gestión Aguas
CLC pone en servicio su Planta Permanente de Tratamiento de Aguas
- El agua captada del acuífero Niebla-Posadas que actualmente y de manera natural contiene concentraciones de diferentes elementos, será depurada hasta alcanzar límites de calidad aptos para consumo humano
- La instalación mejora la calidad del acuífero y contribuye al equilibrio entre el agua drenada y reinyectada
- La planta, tras una inversión de 30 millones de euros, es la más avanzada del mundo en su género y la primera de este tipo en uso para un proyecto minero.
Cobre Las Cruces ha puesto hoy en marcha la Planta Permanente de Tratamiento de Aguas (PPTA) que permitirá depurar el agua que detrae del acuífero Niebla-Posadas para poder realizar la actividad minera en la corta, hasta alcanzar una calidad apta para el consumo humano. Con una inversión de 30 millones de euros, la planta es la instalación más avanzada del mundo en su género e incorpora las mejores tecnologías disponibles. Para la industria minera a nivel mundial, supone un hito en la gestión de aguas.
La PPTA es el elemento principal de las infraestructuras contempladas en el Plan Global de Garantías Adicionales para la gestión de aguas aprobado por la Administración en 2009. Este Plan fue desarrollado tras la suspensión temporal del sistema de drenaje y reinyección y contempla las actuaciones necesarias para gestionar de manera eficaz las operaciones relacionadas con el agua. La PPTA permite extraer del agua del acuífero, los metales y compuestos que éste presenta de forma natural, volviendo a reinyectar el agua ya depurada. De esta forma, se consigue que la calidad del agua depurada sea adecuada para el consumo humano. La inversión total realizada por la compañía en las infraestructuras asociadas con el cumplimiento de las obligaciones del Plan Global supera los 40 millones de euros.
Antes de la PPTA
El Sistema de Drenaje y Reinyección (SDR) de Cobre Las Cruces estaba ideado para interceptar, mediante un anillo de sondeos, el agua del acuífero Niebla-Posadas antes de su entrada a la corta minera. El agua era captada por los sondeos en un circuito cerrado –sin manipulación alguna ni contacto con el exterior- y era reinyectaba posteriormente en puntos del mismo acuífero distantes en unos 2 kilómetros de la corta. El agua reinyectada tenía las mismas características físico-químicas originales que el agua drenada, manteniendo así el balance hídrico.
Mediante este sistema nunca se depuraba el agua y por tanto nunca se alteraba su calidad. Los metales y compuestos presentes de forma natural en el acuífero, como arsénico, boro, flúor, cloruros, entre otros y se encontraban en concentraciones suficientemente altas para hacer el agua no apta para consumo humano. Sin embargo, la calidad del agua no era siempre la misma ni es homogénea en toda la extensión del acuífero, por lo que en ocasiones el agua reinyectada portaba concentraciones de compuestos superiores a las existentes en determinadas zonas.
Por ello se acordó con la Administración la construcción de la PPTA, que no estaba contemplada en el proyecto inicial. Como consecuencia, ahora CLC tiene los medios para mejorar la calidad del agua del acuífero de forma significativa hasta lograr el nivel de apta para el consumo humano. Mientras se ejecutaba la construcción de la Planta, el tratamiento de las aguas con mayor concentración de metales ha sido realizado por una planta de tratamiento provisional en régimen de alquiler, que ha cumplido su función satisfactoriamente.
La calidad del agua reinyectada (depurada o simplemente traspasada desde los sondeos de drenaje hasta los de reinyección), nunca ha constituido un riesgo ambiental (los metales y otros compuestos en el agua se presentan de forma natural dentro del acuífero) y los límites establecidos por la Administración son muy restringidos para asegurar la protección del mismo.
Características de la PPTA
La Planta Permanente que acaba de entrar en servicio se incorpora al SDR en un punto intermedio entre los sondeos de drenaje y los de reinyección. Se basa en el empleo combinado de técnicas de depuración físico-químicas y de ósmosis inversa (mediante membranas), que permite eliminar riesgos y garantiza la no inyección en el acuífero de aguas no aptas para consumo. Además permite gestionar la redistribución de flujos al lograr una calidad estándar de todas las aguas captadas por lo que pueden ser reinyectadas en cualquier zona del acuífero. De este modo se evita que el SDR pueda amplificar el notable artesianismo natural de algunas zonas del acuífero, con la pérdida de recursos hídricos que este efecto conlleva.
Junto a la gestión del flujo de agua del SDR, la PPTA dispone además de un circuito independiente y completamente separado para el tratamiento de Agua de Contacto, es decir, aquella que como consecuencia de la actividad minera o de las condiciones climatológicas (pluviometría excesiva) entra en contacto con el mineral y, por tanto, con los metales y otros elementos que porta. Esta agua de contacto depurada constituye ahora la principal fuente de agua utilizada en la Planta Hidrometalúrgica, reduciéndose así el uso de aguas tratadas procedentes de la EDAR de San Jerónimo.
Tanto el circuito de tratamiento de agua del SDR como el de agua de contacto, disponen de tecnología multibarrera que consta de una fase de prefiltración, otra de ultrafiltración, una tercera de ósmosis inversa y una última de ‘Evaporación Forzada’. Las sustancias eliminadas en el proceso de depuración se tratarán mediante filtro prensa para obtener un residuo final y fácilmente gestionable que se deposita en la instalación de estériles que ya existe en el recinto minero.
La PPTA y sus instalaciones de apoyo ocupan una superficie de 10.000 metros cuadrados. Su construcción ha sido realizada por la UTE formada por Harrison Western (EE.UU) y MP Medio Ambiente (España), que resultó adjudicataria en el proceso de selección llevado a cabo por Cobre Las Cruces con participación de las principales empresas especializadas a nivel internacional. Ha supuesto diez meses de trabajo en los que han participado una media de 120 personas.
Ventajas de la PPTA
- Aporta garantías adicionales al Sistema de Drenaje y Reinyección, tal como se planificó en el Plan Global de Gestión de Aguas aprobado.
- Mejora la calidad del acuífero Niebla-Posadas al inyectarle agua depurada hasta niveles de consumo humano, pese a las concentraciones de sustancias que porta de manera natural.
- Favorece el cumplimiento de los condicionados incluidos en las autorizaciones de operación otorgadas a Cobre Las Cruces.
- Contribuye al equilibrio del balance hídrico entre el agua drenada y el agua reinyectada.
- Permite redistribuir el agua reinyectada, minimizando el efecto natural de artesianismo en algunos puntos del acuífero.
Sobre Cobre Las Cruces
Cobre Las Cruces es un complejo minero hidrometalúrgico propiedad 100% de la compañía canadiense Inmet Mining. Ubicado en los términos de Gerena, Salteras y Guillena (Sevilla), explota un yacimiento de 17,1 millones de toneladas de mineral que permitirá producir alrededor de 1 millón de toneladas de cobre en un periodo de 15 años. Se trata de la mayor inversión realizada por una compañía internacional en la provincia de Sevilla en las últimas décadas (800 millones de euros a 31 de diciembre de 2010). Proporciona empleo directo a más de 1000 personas, entre la plantilla propia de la empresa y la de las contratas que permanentemente prestan servicio en sus instalaciones.