Un equipo liderado por investigadores del IGME consigue extraer con éxito 125,000 m3 de CO2 de su zona profunda, eliminando así el potencial riesgo de una erupción límnica.
El impacto ambiental de la minería puede ser severo y afectar de diversas formas a diferentes elementos del medio físico. Algunas de las afecciones más habituales tienen que ver con la acumulación de residuos mineros (balsas de lodos, escombreras de estériles, presas con aguas ácidas) y con la acidificación y/o contaminación de los recursos hídricos, tantos cursos superficiales como aguas subterráneas. En algunas ocasiones, sin embargo, determinados condicionantes de tipo físico o químico pueden generar problemas adicionales de seguridad que requieran actuaciones por parte de la Administración. Este es el caso de la Corta Guadiana en Minas de Herrerías (Huelva), una antigua mina a cielo abierto que se explotó intermitentemente en la primera mitad del s. XX para la extracción de pirita (producción de ácido sulfúrico) además de calcopirita y esfalerita (menas de cobre y zinc), y que se abandonó definitivamente en 1990. Tras el cese de las labores de bombeo, la mina comenzó a inundarse y generó un lago artificial que actualmente tiene una profundidad máxima de 70 m. Como muchas otras minas de la misma zona, la interacción del agua con los sulfuros provocó pronto su acidificación, y la disolución de metales tóxicos como Fe, Cu, Zn, Mn, Co o Ni, además de As, en concentraciones muy elevadas, lo que hace el agua totalmente inservible para ningún uso industrial ni agrícola. Pero en el caso particular de esta mina se ha dado un fenómeno que no se había visto con anterioridad en ninguna otra mina del mundo, y es que la interacción del agua ácida con minerales carbonatados como calcita o dolomita (presentes en las rocas del entorno), ha provocado la formación de enormes cantidades de dióxido de carbono (CO2) según la reacción (1):
Ca0.50Mg0.50CO3 + H2SO4 ↔ 0.5Ca2+ + 0.5Mg2+ + SO42- + CO2 (g) + H2O (1)
Cuando esta reacción se produce de manera natural y a presión atmosférica, el CO2 liberado se disipa de forma gradual en la atmósfera. En la corta Guadiana, sin embargo, esta reacción se ha venido produciendo durante casi tres décadas en ambiente confinado y a presiones de 7-8 bares debido a la propia presión hidrostática ejercida por la columna de agua. Esta elevada presión, junto a la propia geometría de la corta, han impedido la mezcla de la parte profunda del lago con el resto, y en consecuencia, el CO2 generado mediante la reacción (1) se ha ido acumulando en profundidad hasta formar una capa saturada en CO2 cuya concentración (>5,500 mg/L CO2) y presión total de gases (>5 bar) no se habían registrado nunca fuera de África. De hecho, estos valores eran sólo comparables a los registrados en lagos volcánicos de Camerún como Nyos y Monoun, tristemente célebres por haber provocado la muerte de más de 1,800 personas en 1984 y 1986 mediante un fenómeno que se bautizó como “erupción límnica”, y que vulcanólogos y geoquímicos de todo el mundo han venido investigando desde entonces.
En 2016 se produjo la comunicación del hallazgo de este problema a las autoridades competentes, lo que provocó cierta alarma social, y finalmente desembocó en la firma de un contrato entre el IGME y la Junta de Andalucía para el desarrollo de un proyecto de desgasificación a gran escala. Este contrato permitió la instalación de varias tuberías de desgasificación que se basaban en la técnica de “gas uplift” utilizada en los denominados lagos asesinos de Camerún. Esta técnica consiste en purgar el agua interior de las tuberías mediante bombas de membrana hasta elevar el agua cargada en CO2 a niveles próximos a la superficie. En ese momento, el propio gradiente de presión genera la energía necesaria para mantener de forma autónoma (sin necesidad de baterías externas) un flujo vertical ascendente y estable. Los géiseres artificiales formados (de entre 3 y 4 m de altura al comienzo del proyecto, Fig. 1a) han estado funcionando ininterrumpidamente durante casi dos años (2017-2019). Los sistemas de extracción han conseguido reducir la presión total de gas disuelto hasta valores en torno a 2 bar (Fig. 1b) que se consideran seguros. De haberse liberado de forma repentina, la cantidad de CO2 extraída (125,000 m3) hubiera podido generar una nube de CO2 puro de unos 5 m de espesor encima de la lámina de agua, lo que podría haber tenido consecuencias fatales en el caso de existir personas en los alrededores en ese momento.
El proyecto de desgasificación se ha dado formalmente por concluido en mayo de 2020, y la experiencia, única y pionera a nivel internacional, acaba de ser publicada en Mine Water & the Environment (Springer) como ejemplo de investigación aplicada a caballo entre la hidrogeoquímica, la limnología y la dinámica de fluidos.
Sobre el IGME
El Instituto Geológico y Minero de España (IGME) es un Organismo Público de Investigación del Ministerio de Ciencia e Innovación. Su ámbito de investigación abarca todas las ciencias de la tierra, incluyendo los recursos geológicos (minerales y rocas industriales, menas metálicas, aguas subterráneas), riesgos geológicos, geología marina, cartografía geológica, paleontología, geología del subsuelo, almacenamiento geológico de CO2, impacto ambiental de la minería, o el patrimonio geológico.
Sobre el autor
Javier Sánchez España es Científico Titular de OPIs, Doctor en Ciencias Geológicas y experto en geoquímica. Está especializado en el transporte y comportamiento geoquímico de metales en medio ácido. j.sanchez@igme.es
Enlace a la publicación
Sánchez-España, J., Yusta, I. & Boehrer, B. Degassing pit lakes: Technical issues and lessons learnt from the HERCO2 project in the Guadiana Open Pit (Herrerías Mine, SW Spain). Mine Water Environ (2020).