Investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid han desarrollado un modelo para predecir las principales rutas de transferencia de contaminantes aplicable a áreas mineras abandonadas
Las áreas que han soportado actividades mineras en el pasado son fuentes potenciales de contaminación en la actualidad y, dependiendo de las características de cada emplazamiento específico, pueden llegar a representar un riesgo para los ecosistemas y poblaciones vecinas. En este sentido, resulta fundamental determinar las principales rutas de movilización y transferencia de los contaminantes presentes en los residuos mineros. Para ello, un equipo de investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) ha desarrollado un autómata celular para predecir el transporte por escorrentía superficial de elementos traza, es decir, un modelo predictivo para la transferencia de contaminantes a través de mecanismos de erosión y arrastre desde las zonas fuente hasta los principales receptores ambientales. El modelo delimita eficazmente los patrones espaciales de transporte de contaminantes y transferencia de masa entre compartimentos ambientales, por lo que podría convertirse en una herramienta útil y económica para la caracterización preliminar de sitios donde la movilización superficial de partículas de suelo contaminado es un modo de transporte importante de contaminantes.
España cuenta con una larga tradición minera que le ha permitido abastecerse de recursos minerales y generar riqueza a lo largo de su historia. Sin embargo, debido al desconocimiento en el pasado del impacto de los residuos sobre el entorno natural y la falta de legislación adecuada durante el funcionamiento y clausura de las instalaciones mineras, en la actualidad existen pasivos mineros que son fuentes potenciales de contaminación. En concreto, se estima que, en nuestro territorio, habría contabilizadas unas 1000 balsas y presas de residuos, de las cuales aproximadamente la mitad estarían abandonadas. La migración de elementos traza desde las escombreras y otras zonas de acumulación podrían llegar a provocar efectos adversos en los ecosistemas receptores. En particular, cuando los depósitos se encuentran en zonas escarpadas y próximas a posibles receptores ambientales (por ejemplo, corrientes de agua superficial), es importante analizar la migración de las partículas de suelo a través de procesos de erosión y arrastre producidos por las precipitaciones. Esto es de especial relevancia cuando consideramos el incremento probable de fenómenos meteorológicos extremos previstos por el cambio climático, con un mayor riesgo de lluvias torrenciales.
Representación de un posible resultado de ejecución del algoritmo del autómata celular. Fuente: Fernando Barrio.
En el estudio realizado, el grupo de investigación de la UPM Prospección y Medio Ambiente (PROMEDIAM), ha desarrollado un modelo para predecir las rutas principales de transferencia de contaminantes por transporte superficial. Para ello se programó un autómata celular que calcula, a partir de un modelo digital de elevaciones, la probabilidad de que un punto a menor cota reciba agua o partículas de suelo de la zona fuente. La predicción del modelo se validó, en colaboración con el grupo ISYMA de la Universidad de Oviedo, con datos geoquímicos de un emplazamiento afectado por actividades mineras abandonadas. Para ello, se tomaron muestras de suelo, sedimentos y aguas superficiales (correspondientes a un arroyo y río receptores) en el entorno de una antigua explotación minera para la extracción de cobre y cobalto, tras un episodio de lluvia torrencial.
Los análisis de las muestras indicarían que existe un proceso de acumulación de elementos traza integrado en el tiempo (principalmente en los suelos y sedimentos) y que, en la confluencia de los cursos fluviales, se produce un aporte del arroyo al río de los principales elementos asociados con los residuos mineros.
Los datos de salida del modelo demostraron que las zonas con mayor probabilidad de ser atravesadas por material procedente de zonas fuente, por un proceso erosivo y gravitacional, corresponderían con índices de contaminación más elevados que los de aquellas con menor probabilidad. También permitieron identificar espacialmente el principal punto de descarga superficial de contaminantes al arroyo.
Como señala Fernando Barrio, investigador de la UPM que ha formado parte del equipo que ha llevado a cabo el estudio, “el modelo desarrollado podría servir para predecir las rutas de migración superficiales y los puntos de transferencia de contaminantes, de forma que se pueda determinar la localización óptima para aplicar medidas de contención o remediación de la contaminación y así proteger los núcleos de población y ecosistemas próximos a zonas de acumulación de residuos”.
Este estudio ha sido posible gracias a la financiación de la Comunidad de Madrid, por medio del programa CARESOIL-CM (2018/EMT-4317).
Referencia bibliográfica:
Barrio-Parra, F.; Izquierdo-Díaz, M.; Fernández-Gutiérrez del Álamo, L.J.; Biosca, B.; De Miguel, E. Modelling the Transference of Trace Elements between Environmental Compartments in Abandoned Mining Areas. Int. J. Environ. Res. Public Health 2020, 17, 5117.
