CURSO

 HIDROLOGÍA ISOTÓPICA APLICADA A LA MINERÍA

El expositor cuenta con experiencia en hidrogeoquímica e isotopía para estudios ambientales en proyectos científicos, públicos y mineros desde 1995, y mostrará ejemplos y recomendaciones aplicables a muchos otros proyectos mineros en el Perú y el extranjero.

CONTENIDO DEL CURSO Y DURACIÓN

Se propone desarrollar el contenido de actividades en 04 días académicos, haciendo un total de 18 horas, de manera que presente los componentes teóricos y prácticos.

DIAS 1 -2: INTRODUCCIÓN A LOS ISOTOPOS ESTABLES Y USO DE ¹⁸O-²H EN HIDROLOGÍA Y MINERÍA

• Isotopos para determinar origen y edad de aguas y solutos (naturales o antropogénicos):
  • Introducción a la isotopía
    • Isótopos radiactivos y estables habitualmente usados en la hidrología.
    • Estándares isotópicos proporcionados por la IAEA en Vienna.
    • Matemática básica de ratios y fraccionamientos isotópicos.
    • Métodos y costos de análisis isotópicos.

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• Isotopos estables (δ¹⁸O, δ²H) del agua
  • Fraccionamientos isotópicos por diferentes procesos y efectos.
  • Causas de variaciones isotópicas a lo largo de la línea meteórica global y local (GMWL y LMWL) y de desplazamientos fuera de la línea meteórica.
  • Identificación de zonas de recarga por gradiente vertical y otros efectos.

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• Uso del enriquecimiento de ¹⁸O_H2O en embalses y relaveras para detectar y cuantificar filtraciones y mezclas.
• Intercambio isotópico, interacción roca-agua, sistemas de convección hidrotermal.
• Diferenciación entre drenaje ácido de mina y manantiales acidificados por causas naturales, basado en ¹⁸O-²H y parámetros hidroquímicos.

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• Mezclas de aguas y solutos en minería y sistemas hidrológicos.
  • Fraccionamientos isotópicos por diferentes procesos y efectos.
  • Cálculos de porcentajes de aguas mezcladas, en base a:
    • concentraciones de iones, y/o
    • la signatura de los isotopos estables del agua (δ²H, δ¹⁸O).

PRÁCTICA:

Ejercicios de interpretación de isótopos estables y radiactivos, casos prácticos de investigaciones realizadas en Perú y el mundo

DIAS 3-4: CÁLCULOS DE MEZCLAS DE AGUAS E IONES, BASADO EN CONCENTRACIONES HIDROQUÍMICAS Y RATIOS ISOTÓPICOS; DATACIÓN DE AGUAS; EJEMPLOS

• Cálculos de porcentajes de iones de diferentes orígenes basado en sus isotopos estables.
• Combinación de cálculos de mezclas de dos componentes basado en datos químicos e isotópicos, hasta deducir las características de un componente de mezcla no directamente accesible.
• Cálculo y estimación de errores.

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• Aplicación de los isotopos estables ³⁴S, ¹⁸O, ¹⁵N y ³⁷Cl para evaluar mezclas de SO₄^2-, NO₃^– y Cl^– de diferentes orígenes (litológicos, industriales, domésticos).
• Drenaje ácido (ARD/ML).
• Identificación de procesos redox que influyen en la composición isotópica del SO₄^2-.
• Modelamiento de mezclas en PHREEQC.

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• Ejemplos de estudios isotópicos-hidroquímicos combinados.
  • Evaluar o descartar filtraciones de relaves.
  • Evaluación de aguas subterráneas saladas con métodos geotermométricos.

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• Datación de aguas con isotopos radiactivos (³H y ¹⁴C):
  • Rangos de edades y limitaciones.
  • Diferencias latitudinales de concentraciones de ³
  • Métodos y costos de análisis.
  • Datación con ³H en secciones horizontales y verticales, y en series de tiempo, verificación con parámetros hidroquímicos (ej. Ticlio y Los Bronces).
  • Variaciones de d¹³C en atmosfera y compuestos naturales.
  • Fraccionamientos de ¹³C entre CO₂ y HCO₃^–.
  • Correcciones del ¹⁴C por ¹³C y otros parámetros.
  • Inaptitud del ¹⁴C de DIC o DOC para datar aguas subterráneas, contrario a la datación mucho más precisa de C_org sólido.

LOGRO:

Al final del curso el participante conoce los isotopos usados en hidrología y minería, en combinación con parámetros hidroquímicos, las bases matemáticas, y los métodos y costos analíticos. Los abundantes ejemplos mostrarán en qué situación y ubicación usar cuál isotopo para solucionar problemas hidrogeológicos e hidroquímicos, e.g. identificar y cuantificar filtraciones de relaves, lagunas, botaderos, etc. en mezclas con aguas subterráneas o superficiales nativas, y evaluar rangos de errores en los cálculos. El participante entenderá como usar los isotopos estables y radiactivos para evaluar origen, mezclas y edad de aguas y solutos (naturales o antropogénicos), y procesos que influyen en la calidad y composición isotópica de las agua.

INVERSIÓN:

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EXPOSITOR:

Dr. Germán Mallén, Hidroquímico Isotópico – Hidrogeólogo Senior

Hidrogeoquímico con experiencia laboral como doctorante y postdoc en investigaciones hidrogeoquímicas, isotópicas e hidrológicas en Alemania (1995-2004) y como consultor para estudios de línea base, factibilidad, EIA y hasta cierre de minas en Latinoamérica desde 2006, incluyendo: procesos redox, de mezcla y equilibración; interacción roca-agua; modelación hidroquímica (PHREEQC); origen y edad de aguas subterráneas y solutos naturales y/o antropogénicos y su transporte y transformación; detección y cuantificación de filtraciones de relaves, lagunas y ríos basado en parámetros hidroquímicos e isotópicos; análisis de calidad de agua para diferentes usos (consumo humano/ animal, riego, efluentes mineros) según normas nacionales e internacionales; diferenciación de drenaje ácido natural y antropogénico por oxidación de H2S(g)↑ o FeS2; geotermometría en sistemas de convección hidrotermal; geoquímica ambiental (pruebas estáticas y cinéticas) para predicción de ARD/ML y separación de desmontes (PAG, No-PAG y aptas para construcciones y coberturas). Actualmente trabaja en la empresa Water and Enviromental Services (WES) y como docente de pregrado en la UPC, curso “Gestión de recursos de agua en minería”.