Ingeniera Civil Química / Chile es el principal productor de cobre a nivel mundial. Dado que hoy en día se está buscando explotar minerales sulfurados de baja ley por medio de la biolixiviación, se hace necesario tener herramientas para poder comprender los fenómenos que ocurren en las pilas o botaderos, para así poder diseñar un proceso rentable que optimice la recuperación de cobre. Para esto, Anglo American cuenta con el modelo HeapSim, que es capaz de simular el proceso de biolixiviación. El objetivo de este trabajo fue determinar el valor de los parámetros empíricos para calibrar el modelo de biolixiviación HeapSim y de esta forma estimar las producciones de Cobre de Los Bronces y Collahuasi, que son las divisiones de mayor producción de la empresa. La calibración se realizó utilizando un método iterativo. Luego de esto, se realizó un análisis de sensibilidad para determinar la influencia de los parámetros de operación en el porcentaje de recuperación de cobre. Los resultados obtenidos indicaron que los parámetros más influyentes en el proceso de biolixiviación son la temperatura de operación, que afecta tanto al desarrollo de las bacterias como a la cinética de disolución de los sulfuros, y la distribución granulométrica, que afecta al transporte de las especies dentro de la columna. El espacio entre los aspersores de la solución ácida también influye pero en una medida mucho menor. Se comprobó el efecto de la temperatura de operación, pues al variar este parámetro de 23 a 28°C en el caso de Collahuasi, se obtuvo un aumento en la conversión de 2 puntos porcentuales, llegando a un 83,7%. En el caso del mineral de Los Bronces, se obtuvo que al aumentar la temperatura de operación a 28°C, aumentar la tasa de riego a 15 [l/m2/h], disminuir el espacio entre los regadores a 0,1 [m] y disminuir la altura a 3 [m], se aumenta la extracción de cobre de 40,4% a 60,8%. Sin embargo, considerando los tonelajes involucrados en la lixiviación en botaderos se considera muy poco probable operar a alturas de 3 [m]. Además de lo anterior, se comprobó que por sobre 106 [cel/l], un aumento en la concentración inicial de bacterias no influye en el porcentaje de recuperación de cobre. Finalmente, a pesar de ser posible la calibración del modelo sin tener datos directos de la población bacteriana, se sugiere realizar más estudios en columnas midiendo este parámetro, para corroborar los resultados obtenidos. También sería importante comprobar la calibración utilizando un set de datos de un mayor número de columnas que estudien el efecto de variables distintas a las analizadas en el presente trabajo.

La presente tesis determina que la mineralización de sulfuros con valores de oro se encuentra relacionada a un sistema de fracturamiento zonal y a un control litológico estructural, dado por la presencia de rocas intrusivas o hipabísales del batolito de la costa. En la zona de estudio ocurren rocas ígneas como dioritas, granitos, monzonitas, andesitas y dacitas afectadas por patrones de fracturamiento de direcciones NO-SE, E-O y N-S, que permitieron la intrusión de diques andesíticos terciarios, en enjambre o macro sotck work en diferentes eventos magmáticos, inclusive algunos de ellos fueron reintruidos por otros diques aplíticos más jóvenes visibles en las laderas de los ríos Chancay, Chillón, Rímac, Lurín y Cañete (Lunahuaná). Estos diques en cotas superiores terminan en vetas y vetillas aplíticas o de cuarzo sacaroide, lechoso, hialino, esporádicamente cristalizado dentro de muchas macro y microgeodas, mineralizadas por sulfuros con altos valores de oro, con textura bandeada o crustiforme que la hemos verificado con análisis geoquímicos, el oro al explotarse originará impactos ambientales positivos y negativos. Hacia el Este del área afloran rocas andesíticas, graníticas las que tienen diseminados pequeños cristales de sulfuros: pirita, pirrotita, calcopirita y galena que se han alterado en superficie presentando intensas coloraciones (cerros Caracol, Marota, Santa Rosa, Anta Masa y Pampacocha). Existen también diversas ocurrencias de mineralizaciones zonales en el sector central Lima, Santa Rosa de Quives, Arahuay y Pampacocha, relacionadas a procesos magmáticos terciarios con controles litotectónicos, que les permitieron alojarse en rocas de diferente textura litológica. Se describe los eventos dinámicos que sucedieron en el ciclo geológico, en la costa de la zona central del Perú, donde la litología sedimentaria volcánica, mesozoica y cenozoica está encubierta por depósitos pleistocénicos y recientes de origen aluvial, coluvial o fluvial. En el área de trabajo, el batolito granítico de la costa que Cobbing (1979) [6], data como Cretáceo y Terciario, es de composición variable, sobresaliendo andesitas, dioritas, gabro dioritas, tonalitas, monzonitas y granitos, emplazados entre 30, 40, 90 y 100 m.a. El modelo estructural propuesto es de un macro stock word ligado a un pórfido diorítico profundo (fig. 29a – modelo b) dado por el tectonismo de la tectónica compresiva Peruana 83m.a. Inca I, 55 m.a,; Inca III, 33 m.a.; tectónica tensional Inca II, 42m.a.; tectónica tensional Quechua I, 15 m.a.; tectónicas compresivas: Quechua II, 10 ma.; Quechua III, 7ma.; Quechua IV, 2.7 m.a. [Cuadro Nº 5]. La compleja discontinuidad litológica en el área de trabajo, está afectada por fracturas, diaclasas, fallas normales, inversas, cizalla y plegamientos de irregular geometría, con rumbo NO a SE que integra la cadena estructural marginal al océano Pacífico, donde la tectónica de subducción de las placas Nazca y Sudamericana han definido patrones estructurales. / Tesis

Los sedimentos presentes en el fondo de las masas de agua se forman de manera natural por deposición de partículas desde la columna de agua. El desequilibrio del aporte natural de sedimentos, inducido en numerosas ocasiones por actividades humanas, genera impactos negativos en las masas de agua receptoras, relacionados tanto con la cantidad de los sedimentos como con la calidad de los mismos. Con relación a la calidad, la tendencia a fijarse a la fase sólida de algunos contaminantes, como los metales pesados, favorece su retirada del agua mediante sedimentación por lo que, en este sentido, la sedimentación juega un papel importante en el mantenimiento de la calidad del agua. Sin embargo, este efecto no puede considerarse positivo ya que implica la acumulación de metales en el sedimento y dado que no son biodegradables permanecerán en el sedimento por largos periodos de tiempo, pudiendo ejercer efectos adversos sobre la comunidad biológica. Una vez en el sedimento, la concentración de metal libre en el agua intersticial estará controlada por diversos procesos (adsorción/desorción, precipitación/disolución, absorción/ mineralización, complejación) y dependerá de la disponibilidad de ligandos y de la afinidad de los metales por éstos. En condiciones anóxicas, la presencia de sulfuros posibilita la formación de sulfuros metálicos muy insolubles. Este escenario fue empleado por diversos autores para desarrollar un indicador de la toxicidad potencial del sedimento en función de la disponibilidad de sulfuros, medidos como sulfuros ácidos volátiles (AVS), para mantener los metales divalentes, medidos como metales extraídos simultáneamente (SEM), en forma de sulfuros metálicos. En la presente tesis doctoral se estudian nuevos aspectos, no abordados hasta el momento, sobre los sedimentos del lago de la Albufera, una masa de agua de incalculable valor ecológico que presenta actualmente un estado hipereutrófico, encontrándose lejos del buen potencial ecológico requerido por la Directiva Marco de Aguas. La parte troncal de la tesis es la evaluación de la disponibilidad de AVS para mantener los metales inmovilizados en forma de sulfuros metálicos. Asimismo se han determinado otros componentes importantes del sedimento como el contenido total de los metales estudiados (Cd, Cu, Ni, Pb y Zn), el contenido de materia orgánica, la fracción de limos, la demanda bioquímica de oxígeno del mismo o la potencial capacidad de liberación de nutrientes y metales al agua. El trabajo se ha estructurado en dos fases, una fase preliminar en la que se ha estudiado el sedimento superficial del lago y su entorno, y una segunda fase en la que se ha estudiado el perfil en profundidad del sedimento. El estudio del perfil del sedimento ha sido complementado con el desarrollo de un modelo matemático que incorpora los principales procesos biogeoquímicos del sedimento que afectan a los sulfuros y los metales. Los resultados obtenidos refuerzan y actualizan la información conocida hasta el momento sobre la calidad de los sedimentos como el alto contenido de materia orgánica, una proporción de limos elevada con una gran capacidad de fijación de metales o concentraciones de metales pesados que varían entre los niveles de fondo y altas concentraciones, y amplían aspectos clave como la disponibilidad de AVS para mantener precipitados los metales, pero con una tendencia a su disminución, una demanda de oxígeno y una potencial liberación de nutrientes importantes y liberación relativamente baja de Zn. El estudio del perfil ha mostrado una capa superficial, de entre 20 y 30 cm de espesor, más contaminada en los puntos perimetrales del lago. Los niveles de metales medidos han resultado no tóxicos en base al indicador AVS-SEM pero con probabilidades altas de toxicidad para Ni y Zn principalmente, según las clásicas guías de calidad de sedimento / Hernández Crespo, C. (2013). Evaluación del contenido de Sulfuros Ácidos Volátiles y Metales Extraídos Simultáneamente en los sedimentos de L'Albufera de Valencia. Modelación matemática de procesos biogeoquímicos en el perfil del sedimento [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/34787