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Archivos Mensuales: octubre 2011

Teoría del infierno – aplicación ingeniosa de la Termodinámica


DEMOSTRACIÓN DE IMAGINACIÓN DE UN ALUMNO, QUE ADEMÁS DE SORPRENDER CON SU INGENIOSA CONSTRUCCIÓN DE PENSAMIENTO, ES POSEEDOR DE UN HUMOR IMPLACABLE.

Teoría del Infierno.

La siguiente pregunta fue hecha en un examen trimestral de química en la Universidad de Toledo. La respuesta de uno de los estudiantes fue tan “profunda” que el profesor quiso compartirla con sus colegas, vía Internet, razón por la cual podemos todos disfrutar de ella.
Pregunta:
¿Es el Infierno exotérmico (desprende calor) o endotérmico (lo absorbe)?
La mayoría de estudiantes escribieron sus comentarios sobre la Ley de Boyle (el gas se enfría cuando se expande y se calienta cuando se comprime).
Un estudiante, sin embargo, escribió lo siguiente:
“En primer lugar, necesitamos saber en qué medida la masa del Infierno varía con el tiempo. Para ello hemos de saber a qué ritmo entran las almas en el Infierno y a qué ritmo salen.. Tengo sin embargo entendido que, una vez dentro del Infierno, las almas ya no salen de él. Por lo tanto, no se producen salidas. En cuanto a cuántas almas entran, veamos lo que dicen las diferentes religiones: La mayoría de ellas declaran que si no perteneces a ellas, irás al Infierno. Dado que hay más de una religión que así se expresa y dado que la gente no pertenece a más de una, podemos concluir que todas las almas van al Infierno. Con las tasas de nacimientos y muertes existentes, podemos deducir que el número de almas en el Infierno crece de forma exponencial. Veamos ahora cómo varía el volumen del Infierno. Según la Ley de Boyle, para que la temperatura y la presión del Infierno se mantengan estables, el volumen debe expandirse en proporción a la entrada de almas.
Hay, por lo tanto, dos posibilidades:
1ª. Si el Infierno se expande a una velocidad menor que la de entrada de almas, la temperatura y la presión en el Infierno se incrementarán hasta que éste se desintegre..
2ª. Si el Infierno se expande a una velocidad mayor que la de la entrada de almas, la temperatura y la presión disminuirán hasta que el Infierno se congele.
¿Qué posibilidad es la verdadera?
Si aceptamos lo que me dijo Teresa en mi primer año de carrera (hará frío en el Infierno antes de que me acueste contigo), y teniendo en cuenta que me acosté con ella ayer noche, la posibilidad número 2 es la verdadera. Doy por tanto como cierto que el Infierno es exotérmico y que ya está congelado. El corolario de esta teoría es que, dado que el Infierno ya está congelado, ya no acepta más almas y está, por tanto, extinguido… dejando al Cielo como única prueba de la existencia de un ser divino y amoroso, lo que explica por qué, anoche, Teresa no paraba de gritar: ¡Oh Dios mío! “

Dicho estudiante fue el único que sacó ‘sobresaliente’….

Sencillamente……¡¡¡ magistral !!!…..
No te tomes la vida tan en serio; al fin y al cabo no saldrás vivo/a de ella.

Enviado por Tomás Mario Boolsen
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Publicado por en 25 octubre, 2011 en http://schemas.google.com/blogger/2008/kind#post

 

INFORME SOBRE ARSÉNICO


El presente trabajo, no exento de cierta aridez técnica, tiene por finalidad primera y última proporcionar información a la comunidad y a los interesados en la problemática minera en general sobre un aspecto estrechamente vinculado con el Drenaje Ácido de Roca que podría tener en el tiempo serias implicancias para el consumo de agua potable. Este informe da cuenta de los peligros que puede entrañar la potencial liberación de arsénico en el ambiente como producto de la actividad minera.

INFORME SOBRE ARSÉNICO
Por Francisco Carabelli*

El autor del informe desea señalar expresamente que no es un especialista en el tema, ni siguiera desde su formación universitaria- por ello y a pesar que se ha realizado un exhaustivo chequeo de toda la bibliografía citada y del contenido del Informe, es muy probable que se haya incurrido en algunas imprecisiones. La preparación de este trabajo surgió como inquietud personal debido a un comentario sobre el arsénico vinculado al emprendimiento minero que el Dr. Flavio Romano formuló en la conferencia que brindara el médico toxicólogo Javier Waksman en la ciudad de Esquel. A pesar de su (muy probable) aridez técnica, la finalidad primera y última del Informe es proporcionar información a la comunidad sobre un aspecto estrechamente vinculado con el Drenaje Ácido de Roca que podría tener en el tiempo serías implicancias para el consumo de agua potable.

IMPORTANCIA DEL ARSÉNICO EN EL AGUA POTABLE

El arsénico es un elemento ubicuo que se encuentra en la atmósfera, rocas, suelos, aguas naturales, tales como reacciones de desgaste o alteración debidas a los agentes atmosféricos, actividad biológica y emisiones volcánicas, como así también a través de un rango de actividades antropogénicas. La mayor parte de los problemas ambientales con arsénico resulta de su movilización bajo condiciones naturales. Pero el hombre ha tenido un impacto importante a través de la actividad minera, el empleo de combustibles fósiles, el uso de arsénico en pesticidas, herbicidas, desecantes de cosechas y como un aditivo al alimento para animales (Kinninburgh y Smedley, 2001)

De las variadas fuentes de arsénico en el ambiente, es probablemente el agua potable lo que representa el mayor riesgo para la salud humana. La contaminación por arsénico en agua potable es un problema de salud pública para al menos 20 países en el mundo, incluyendo a Estados Unidos y Bangladesh. El envenenamiento por arsénico está asociado con muchos efectos sobre la salud que incluyen cáncer de hígado, de pulmón, de vejiga y de piel (Parvez et al., 2001) la norma de la organización Mundial de la Salud (OMS) para el arsénico en agua potable se refujo en 1993 de 50 ug/l (microgramos por litro) a 10 ug/l. Esta concentración máxima admisible o máximo nivel contaminante de arsénico en agua potable de 10 ug/l ha sido también recientemente establecido –en enero de 2001- por la Agencia de Protección Ambiental (EPA por sus siglas en inglés) der Estados Unidos (Smith, 2001) y es también el valor de referencia en Japón (Kinninburgh y Smedley, op. Cit.) Sobre una base mundial, se ha reconocido recientemente al arsénico como el más serio contaminante inorgánico de agua potable (Kinninburgh y Smedley, op cit).

FUENTES DEL ARSÉNICO

El arsénico se presenta como el principal constituyente en más de 200 minerales de los cuales 66% son arseniatos, 20% sulfitos y sales de azufre, aleaciones de metales (Bowell y Parashley, 2001). La clase de roca más común contiendo arsénico es la arsenopirita (FeAsS) dado que el arsénico se asemeja estrechamente a la del sulfuro, las mayores concentraciones de arsénico tienden a ocurrir en minerales de azufre, de los cuales la pirita es el más abundante. La pirita se destinará para consumo humano (El subrayado no corresponde al texto original)

Esta observación resulta temeraria pues se desconoce “a priori” que margen de posibilidades existe que el agua de acuíferos, flujos de escorrentía superficial y subsuperficial, agua de lluvia directa, entre otras posibles fuertes que si estarán en algún momento accesibles para un uso humano. Por otra parte, aunque no existiera estadísticamente la menor probabilidad que esta agua pudiera directa o indirectamente asociarse con el consumo humano, es altamente probablemente que otras formas de vida vegetales y animales sí la utilicen. Entonces, si el contenido de arsénico y de otros metales pesados es naturalmente elevado ¿corresponde preguntarse si las concentraciones de estos metales no alcanzarán niveles tóxicos para muchas expresiones de vida una vez que el desarrollo de la explotación minera libere grandes cantidades de estos metales que actualmente se encuentran relativamente “inmovilizados” en el suelo y sobre todo en las rocas?

Más adelante, en el mismo ítem de IIA, se destaca que: “El promedio de arsénico de las muestras obtenidas osciló entre <0,001 (no detectado) hasta 0,05mg/l (miligramos por litro) En general todas las muestras que fueron analizadas por este metal demostraron algún rastro pero en sólo un caso se sobrepasó el límite para consumo humano de 0,05mg/l. El promedio de las 18 muestras donde se analizó el contenido de arsénico fue de 0,034 mg/l" (El subrayado no corresponde al texto original)

En el Anexo D, Calidad de Agua (Tomo III) del IIA, puede corroborarse esta información. Allí se presentan los valores de distintos “parámetros” para los monitoreos realizados en distintos puntos. En 8 de los 26 puntos de monitoreo de la calidad de las aguas se hallaron trazas de arsénico en cantidades inferiores a 0,001mg/l, en 7 de ellos los valores fueron de 0,001mg/l En uno de los puntos de monitoreo el valor hallado fue de 0,034 mg/l (A° gente Húmeda), en otro de 0,023 (un aforador aguas arriba) y en un tercero de 0,002 (punto planta).

El límite para el consumo humano que se indica en el estudio está tomando de las Normas para los Estándares Canadienses de Agua potable (Guidekines for Canadian Drinking Water Srandards), publicadas en 1996 por el Ministerio de Salud del Gobierno de Canadá. Sin embargo, como se indicó anteriormente (ver importancia del arsénico en el agua potable al inicio de este Informe) la EPA anunció en el Registro Federal en enero de 2001 un valor de Nivel Máximo Contaminante (Maximum Contaminant Level –MCL-) de arsénico vinculado con la salud humana de 0,01 mg/L o lo que es lo mismo 10 ug/L (microgramos por litro) (Smith, 2001). Este valor fue establecido por la EPA a partir de los resultados de una evaluación de riesgo basada en un estudio epidemiológico en un parea expuesta al arsénico de Taiwan (Morales et al., 2000 fide Smith, 2001), que involucra muertes por cáncer en el período 1973-86. Los autores utilizaron 12 modelos estadísticos diferentes para el análisis de los datos. Ellos estimaron las dosis de arsénico asociadas con un riesgo de incremento de 1% de muertes por cáncer. Para el cáncer de pulmón, la concentración de arsénico en agua asociada con un riesgo de incremento de 1% varió entre 11 y 364 ug/l para los hombres y entre 8 y 369 ug/l para mujeres. Aún cuando el MCL fijado por la EPA puede considerarse sumamente conservador, el autor del artículo sostiene que frente a otra evidencia empírica proveniente de estudios realizados en Chile, Argentina y Japón, la EPA puede haber subestimado los riesgos de contraer cáncer a partir del arsénico en agua potable en al menos un factor de 10.

Dado que este estándar fijado por la EPA es mucho más reciente que el que se toma como referencia en el IIA y se basa en un estudio que involucró un período de 13 años, hubiera sido más prudente, dados los potenciales riesgos involucrados, considerarlo en primera instancia, toda vez que la información es perfectamente accesible si se tiene una computadora y acceso a Internet, en la siguiente dirección: http://www.epa.gov/fedrgstr/EPA-WATER/2001/January/Day-22/w1668.pdf.

En el ítem 3.5.2.6 de Calidad de agua subterránea del capítulo sobre Hidrogeología (Tomo I, pág. 86), se menciona, como resultado del análisis de concentración de metales que: “El arsénico muestra valores poco elevados hasta o.046mg/l pero están debajo de los valores de recepción de agua de 0,05mg/L.”

Sobre la base de lo expuesto, queda demostrado que el tenor natural promedio de arsénico en agua, tanto superficial como subterránea, es en la actualidad superior a los valores máximos admisibles de arsénico en agua asociados con un riesgo de aumento de 1% de muertes por cáncer, de acuerdo con el valor MCL fijado tanto por la EPA como por la OMS. Nuevamente corresponde formular la pregunta:¿Qué sucederá si debido a la explotación minera la concentración de arsénico en agua se incrementa fuertemente?

ARSÉNICO EN SUELO

En el estudio sobre Calidad de Suelos de IIA (Tomo I, Ítem 3.6.5, pág 102) se señala que se encontró arsénico en todos los puntos –veinte- donde se realizaron muestras. El contenido hallado fue en todos los casos inferior a 0,04mg/l. Esta concentración, aunque no resulta “a priori” elevada –lamentablemente no se dan a conocer los valores precisos por debajo de esa concentración “de referencia”-, pone sin embargo de manifiesto que los suelos en el sector de emprendimiento contienen naturalmente arsénico. Esto se pone explícitamente de manifiesto en el estudio, cuando en el mismo Ítem se menciona:

“Con los resultados de los análisis de los suelos se determinó que la mayoría de los parámetros están dentro de los niveles guía establecidos por la Ley Nacional 24-585 Anexo IV, en las tablas de niveles de guía de calidad de suelos industriales. En cuanto a los metales pesados los resultados de los análisis practicados están por debajo de los umbrales fijados por la Ley nacional 24.585 para los suelos de uso industrial con solo una excepción.

“Se encontraron valores de arsénico fuera de los niveles guía de calidad de uso del suelo para industrias en ( de los 20 muestras (se hallaron valores de 270, 330, 289, 222, 82,162,58 y 56 mg/kg frente a un valor de referencia de 50mg/kg de materia seca –tabla 3.6.3 pág. 101) En esta zona nunca ha habido actividad industrial entonces se puede afirmar que estos valores elevados de arsénico corresponde a fuentes naturales.

“El caso del arsénico elevado en suelos es bastante frecuente de encontrar en varias localidades o regiones de la República Argentina y representa un fenómeno natural.”

Este último párrafo antecede otro no menos importante en el Ítem 3.2.1.4.1. (Mineralización y alteración, Tomo I, pág9) del capítulo sobre Geología del área de Proyecto (Ítem 3.2.1.4, Tomo I, pág 8), el cual señala: “En inmediaciones del área epitermal su incidencia (referido al arsénico) es mas probable debido a la génesis misma de las rocas y los procesos mineralizantes del lugar. La explotación del depósito mineral (en la zona del emprendimiento minero Esquel) tiene probabilidades de incrementar la participación del arsénico en el ambiente exterior. Los detalles de diseño de las medidas de mitigación deberán considerar esta alternativa” (Las observaciones entre paréntesis y el subrayado no corresponden al texto original).

Respecto de las medidas de mitigación, no figuran en el IIA menciones explícitas a la mitigación de posibles efectos del arsénico. No obstante, se ha creído conveniente destacar los párrafos que mencionan la pirita, por ser ésta la fuente más probable de arsénico, como se ha señalado anteriormente. En la Sección V Medidas de Mitigación del Plan de manejo Ambiental (Tomo II, capítulo 6 del IIA) se menciona (Ïtem 6.2.2 Tajo abierto, pág4) que: “Un programa minero de tipo selectivo para eliminar el material rico en pirita puede ser llevado a cabo en áreas cercanas al nivel estable de agua que se espera para el lago. Esto se enfocará en materiales que han sido identificados con concentraciones inusualmente altas de pirita y otros materiales ácidos formantes. Alternativamente, se puede sellar con concreto, compactar con arcilla u otros materiales para reducir la disponibilidad a reaccionar con el agua del lago”.

Mientras tanto, entre las estrategias para controlar el potencial Drenaje Ácido de Roca (DAR) de la escombrera (Tomo II, Cap 6, Ítem 6.2.3 Escombrera, Pág6) se mencionan las siguientes:

• “Mesclado de materiales para obtener un desecho uniforme y para distribuir el mineral neutralizante (carbonatos) junto con los minerales piríticos, para que el producto neto genere menos drenaje de pH bajo.

• Separación y aislamiento de materiales con alto contenido de pirita en celdas impermeabilizadas dentro de la escombrera.”

Kinninburgh y Smedley (2001) señalan que considerable evidencia a partir de estudios de laboratorio demuestra que el arsénico se libera de suelos cuando se desarrollan condiciones anaeróbicas. Esta liberación se asocia largamente con la disolución de óxidos de hierro. Kolker y Nordstrom (2001) señalan que las reacciones redox que involucran a la pirita o a la osihidróxidos derivados de la oxidación de la pirita son importantes fuentes y sumideros de arsénico en el ambiente. Deuel y Swoboda (1972) encontraron que la generación de un ambiente anaeróbico (inundado) en suelos arcillosos condujo a la liberación de arsénico y que la cantidad liberada estaba relacionada con el contenido total de arsénico del suelo y con el potencial redox. Estos autores propusieron que la liberación era debida primordialmente a la reducción (y disolución) de “arseniatos férricos” más que a cambios en la especiación del arsénico. Un detalle sorprendente fue que la liberación de arsénico ocurrió rápidamente, en menos de una semana.

ARSÉNICO Y DRENAJE ÁCIDO DE ROCA

En el ítem 5.3.2.2.2 Impacto sobre la calidad de agua del Cap 5 sobre identificación y análisis de impactos ambientales (Tomo II, pág13) se destaca que. “La contaminación y el impacto sobre la calidad de agua por el drenaje ácido y los metales de la mina es el mayor desafío asociado con este proyecto en lo relacionado al manejo ambiental. El pH del agua superficial en el A° Esquel viejo estaba muy bajo durante el estudio de línea base en los puntos P11. P12 y P18 (hasta pH en los puntos P11 y P18). El pH del agua de los arroyos es el resultado de la mineralogía del lecho de roca. Además, se detectaron niveles elevados de metales tales como hierro, aluminio, arsénico, cobre, plomo y zinc en varias muestras. El pH bajo y concentraciones de metales en el agua superficial indican claramente que el e potencial DAR es un impacto que puede llegar a ser significativo, de no mediar medidas de control y mitigación. Si la roca rica en minerales de sulfuro entra en contacto con el agua superficial de los arroyos, entonces durante la excavación, la trituración y la exposición a la superficie posiblemente se podría generar un escurrimiento ácido” (El subrayado no corresponde al texto original).

En el Ítem 5.3.3.2.1 Efectos de drenaje ácido sobre ecosistemas acuáticos se menciona que: “En particular el aluminio, antimonio, arsénico, cadmio, cinc, cobalto, cobre, cianuro, estaño, molibdeno, níquel, plomo, titanio y vanadio son los componentes que la literatura muestra asociados en alteraciones de la calidad del agua a raíz de actividades mineras.Muchos de estos metales son extremadamente tóxicos para organismos acuáticos y el hombre, cuando se les ingiere en cantidades superiores a los límites aceptados. Uno de los procesos a los que pueden verse sometidas estas sustancias cuando ingresan al ambiente son la bioconcentración y bioacumulación desarrollada por los organismos que allí residen. La bioconcentración corresponde a la absorción directa desde el agua de los compuestos tóxicos y la biocencentración corresponde al proceso vinculado con la ingesta de estos componentes a través del alimento. Este último proceso se ve acompañado por la biomagnificación que corresponde al incremento en las concentraciones de metales a lo largo de las cadenas alimenticias. En todos los casos los organismos involucrados presentan concentraciones de las sustancias tóxicas en sus tejidos mucho más altas que en el agua del medio. Esto causa no solo efectos negativos en la población propiamente dicha sino en las diferentes especies asociadas, incluso al hombre.” (El subrayado no corresponde al texto original).

Seguidamente especifica que: “Para el caso del arsénico, son los invertebrados los organismos mas sensibles, especialmente los crustáceos. Los peces pueden ser afectados en sus estadios larvales o juveniles mientras que los adultos son en general resistentes. Este compuesto no es biomagnificado pero si ha sido reportado como concentrado por diversos organismos”.

En el Anexo A, referido a Drenaje Ácido de Roca (Tomo III Pág 1) se señala que los desechos de la explotación minera –escombros y colas- pueden generar drenaje ácido cuando contienen elementos que forman ácidos, entre ellos la pirita de hierro. Nuevamente es menester aclarar que la pirita merece especial atención en relación con el arsénico. Ashley (2001) destaca que el mineral más común con arsénico es la arsenopirita, pero en algunos distritos mineros este mineral es raro o está ausente y la mayor parte del arsénico se halla en la pirita. Este especialista del servicio Geológico de los Estados Unidos menciona que los minerales que contienen arsénico varían geográficamente y con el tipo de roca hospedante, y por ello, en algunos distritos los minerales con sales de azufre cuentan también mucho en relación con el arsénico y donde hay rocas hospedantes serpentintícas ocurren los arsénidos de níquel, cobalto y azufre.

En el mismo Anexo del IIA se señala que “siempre que existan materiales con pirita expuestos al oxígeno y agua puede ocurrir el DAR”.

En el Ítem de Caracterización de los Desechos (I,2) del mismo Anexo (pág 2), se indica que los escombros están constituidos por roca estéril .sin mineralización econó0micamente explotable-, que se encuentra adyacente y/o en las cercanías de las vetas y zonas mineralizadas. Aunque esta roca no contiene calores económicos de oro y plata, sí posee en cambio minerales sulfurados como pirita y marcasita generalmente diseminados o en vetillas, las que de acuerdo con su modo de ocurrencia pueden clasificarse en tres grupos: a) concentraciones en vetas y lentes cerca de la superficie, b) halos de roca con alto contenido de pirita, adyacentes o cerca de las zonas mineras y c) mineralización de sulfuros diseminados en rocas andesíticas circundantes de varios tipos y edades geológicas. De acuerdo con Dudas (1984), la marcasita contiene una concentración de arsénico que varía entre 20 y 600 mg/kg.

Respecto de las colas, que es la otra categoría de desechos, en el mismo Ítem del Anexo del IIA se señala que contendrán algo de pirita y quizás de otros materiales sulfurados. Conviene recordar, tal como expresamente lo indica el IIA, que las colas con el resultado de la molienda, trituración y lixiviación del mineral.

Las pruebas realizadas por la consultora para análisis de conteo ácido-base (CAB) tuvieron la finalidad de predecir cuantitativamente el potencial de las escombreras para generar drenaje de pH bajo. En el marco de estas pruebas se incluyeron las siguientes determinaciones (Anexo A pág 3-4)

a) Potencial neto ácido base (PNAB): expresa el potencial neutralizante del material. Incluye la determinación del potencial de generación de ácido (PGA), del potencial de neutralización de ácido (PNA) y del pH de los desechos. El PGA se basa en el contenido de azufre de la muestra. Los resultados se expresan normalmente como toneladas de carbonato de calcio (CaCo3) equivalentes por cada 1000 toneladas de desecho (=kg/ton) Esta equivalencia se emplea para permitir la comparación directa con el potencial de neutralización del ácido. El PNA mide la cantidad de ácido requerida para reducir el pH de la muestra (pasta con relación sólido/agua de 1:10) de su pH natural a un pH de 3.5 Si el valor de PNAB (Tabla I.1), expresado como [kg CaCo3/ton. Desecho] es mayor que 20. El IIA señala que se trata de material que probablemente generará DAR:

b) Contenido de azufre: mide la cantidad de azufre disponible para formar ácido. Se lo conoce también como azufre pirita, pues principalmente ocurre en las piritas, que pueden ser pirita de hierro, calcopirita, arsenopirita, marcasita, entre otras.

Los resultados de las pruebas CAB para los escombros (Tomo III, Anexo A, Tabla I.2) muestran un rango de PNAB que va de -83 a +206 (fase 1 de pruebas) y de -107 a +159 (fase 2 de pruebas) El valor promedio de PNAB es de +21 para la primera fase de pruebas y de -41 para la segunda fase de pruebas. Mientras tanto, los resultados de estas pruebas para las colas deslavadas (se deslavaron para que estos resultados no incluyan la alcalinidad adicional producida por el proceso de molido), que se presentan en la Tabla I.3 del mismo Anexo, arrojaron un valor de PNAB de -7,1. Para la cola julia, de -20,5 para la cola de Galadriel y de -10,2 para la cola Cancha fútbol.

El IIA propone una explicación para el alto valor de PNAB de -41 para la segunda fase de pruebas en escombros. Se señala que dado que el pH de la pasta varió entre 5,1 y 9,3, la discrepancia entre estos valores de pH de las pruebas CAB”…sugieren (el resaltado no está presente en el texto original) que una gran parte del sulfuro está presente en formas que no permiten una reacción con el agua, como cuando están encapsuladas en sílice, conclusión que es consistente con la interpretación geológica”. Resulta evidente que no existe una certeza científica al respecto, con lo cual este valor de PNAB y su relación con una posible generación de DAR debería ser considerado con particular atención y cautela.

Además de estas pruebas, la consultora determinó también el contenido de metal en las mientras. En relación con la presencia de arsénico, la concentración hallada en los escombros (Tabla I.4) osciló entre 2 y 3381 mg/kg, con un valor promedio de 438,68 mg/kg. En las colas (Tabla I.5), las concentraciones de arsénico fueron 700 mg/kg en la cola Julia, 810 mg/kg en la cola Galadriel y 600 mg/kg en la cola Cancha de Fútbol.

No cabe duda que estos valores son significativos y nuevamente, como se ha señalado anteriormente para aguas y suelos, se pone en evidencia que también las rocas en el área del emprendimiento minero Esquel contienen tenores naturalmente elevados de arsénico. Investigadores del departamento de ciencias geológicas y Ambientales de la Universidad de Stanford y del Servicio Geológico de Estados Unidos estudiaron los procesos de contribución geoquímica de rocas a un lago alcalino con alta concentración de arsénico, resultante de un tajo a cielo abierto de una mina de oro en Jamestown, California. La actividad minera en el sector que contenía oro se realizó entre 1987 y 1994. El agua que alimenta el área del tajo, de 90m de profundidad promedio, es subterránea, de lluvia o proveniente de manantiales y escorrentías. Las precipitaciones en la región son estacionales, con veranos secos e inviernos húmedos. Las concentraciones filtradas de arsénico que fueron medidas trimestralmente a 5 profundidades desde 1998 hasta 2001 fluctuaron entre 700 y 1000 ug/l por arsénico (inorgánico) pentavalente –AS(V)- (Savage et al 2001) la principal fuente de arsénico en el lugar es la arsenopirita. Las concentraciones de arsénico tienen una variación estacional. Las concentraciones más elevadas se asocian con la ocurrencia de tormentas en invierno. Los autores exploraron varios posibles escenarios de las fuentes de pirita para alimentar las aguas delo tajo y concluyeron que gran parte del arsénico presente en el lago provenía de la corteza de reacción de oro. Calcularon que aproximadamente unas 340 hectáreas debían estar afectadas, lo que equivalía a 60 veces el área mínima de la zona de extracción.

CONTAMINACIÓN CON ARSÉNICO VINCULADA A LA ACTIVIDAD MINERA PARA EXTRACCIÓN DE ORO: ALGUNOS EJEMPLOS

Se han encontrado concentraciones de arsénico muy superiores a los valores de base en sedimentos y suelos contaminados por los productos de la actividad minera, incluyendo residuos de mina y efluentes. Las concentraciones en escombreras y suelos contaminados por residuos pueden alcanzar varios miles de mg/kg (Azcue y Nriagu, 1995)- Las concentraciones reflejan no solamente un incremento en la abundancia de minerales primarios de sulfito ricos en arsénico sino también de arseniatos y óxidos de hierro secundarios formados como producto de reacción de los minerales originales en la zona de extracción.

Williams (1997, fide Kinninburgh y Smedley, 2001) reporta que probablemente el peor caso registrado de envenenamiento por arsénico relacionado con la minería de oro es el del Distrito Ron Phibun en la Provincia Nakhon. Si Thammarat del sur de Tailandia. En este lugar los problemas de salud fueron originariamente reconocidos en 1987. Alrededor de 1000 personas han sido diagnosticadas con desórdenes de piel relacionados con el arsénico, particularmente en y en las cercanías del poblado de Ron Phibun. Se encontraron concentraciones de hasta 5000 ug/l en aguas subterráneas profundas de sedimentos aluviales cuaternarios que habían sido extensivamente dragadas durante las operaciones mineras.

En Ghana la minería de oro ha estado activa desde fines del siglo 19. Todavía hoy, este país produce alrededor de 1/3 del oro en el mundo. El área más importante para la minería es la región de Ashanti de Ghana Central. Como en el caso del Distrito Ron Phibun en Tailandia, el oro está asociado con la mineralización de sulfitos, particularmente arsenopirita. El arsénico se moviliza en el ambiente local como resultado de la oxidación de la arsenopirita, inducido (o exacerbado) por la actividad minera. Alrededor del pueblo de Obuasi, se han notado altas concentraciones de arsénico en suelos cercanos a las minas Amasa, 1975; Bowell, 1992;1993; fide Kinninburgh y Smedley, op. Cit) Algunas altas concentraciones han sido también reporteadas en cursos de agua cercanos a los sectores con actividad minera (Smedley et al., 1996, fide Kinninburgh y Smedley, op cit)

Contaminación por arsénico a partir de la actividad minera ha sido identificada en numerosas áreas de Estados Unidos. Kinninburgh y Smedley (op. Cit.) señalan que en algunas áreas mineras existen problemas importantes con el drenaje ácido de mina que resulta de una extensiva oxidación de los sulfitos de hierro. En estos casos, los valores de pH pueden ser extremadamente bajos de modo que los óxidos de hierro se disuelven y liberan el arsénico ligado. Goldhaber et al (2001) evidenciaron enriquecimientos con arsénico de sedimentos de ríos y arroyos en áreas con minería de oro en los Montes Apalaches. Los análisis químicos mostraron concentraciones de arsénicos entre 4 y180 mg/kg con una media aritmética de 48 mg/kg.

Alpers (1999) señala que altas acumulaciones concentradas de mercurio líquido y desechos de mina con elevados tenores de arsénico se encuentran comúnmente en áreas afectadas por la minería de oro histórica a lo largo de la ladera oeste de la Sierra Nevada en Estados Unidos. En esta misma región, Ashley y Foster (2001) reportaron elevados tenores de arsénico en aguas afectadas por desechos de minería de oro de la mina Lava Cap, en el distrito minero de la ciudad de Nevada. Esta mina, que explota un sistema de cuarzo-carbonato en vetas, es una de más de 4000 minas productores de oro en la región. En el lóbulo norte de Lost Lake, donde se contuvieron aguas de inundación conteniendo desechos mineros finamente granulados, las concentraciones de arsénico en el agua del lago se incrementaron más de 30 veces durante el verano de 1997. Sumando al arsénico de estos deshechos finos, la ribera de Litlle Clipper recibió arsénico del drenaje de mina, la mitad del cual era siempre arsénico trivalente –As (III).

Goddard (1987) describe que entre 1876 y 1977, alrededor de 100 millones de toneladas de desechos de la minería de oro se descargaron en la ribera de Whitewood y sus tributarios de Lead y Deadwood en Dakota del Sur. Una proporción desconocida pero sustancial de estos desechos se depositaron en las planicies de inundación a lo largo de Whitewood y del río Belle Fourche en forma de gruesos depósitos adyacentes a los meandros o como depósitos más delgados y extensivos. Los desechos son mayoritariamente residuos finos que originariamente contenían 7 a 8 % de minerales de sulfito de hierro, incluyendo la arsenopirita, como así también mercurio metálico y compuesto de cianuro agregados durante el proceso de extracción. La composición mineral y las características químicas de las muestras de sedimento contaminado colectadas indicaron que aunque la mayoría de los minerales de sulfito originalmente presentes se habían alterado hacia hidróxidos, la concentración de arsénico continuaba siendo muy elevada, con valores máximos de 11000 ug/g (microgramos por gramo). Las comparaciones entre muestras naturales y no contaminadas de sedimentos y muestras contaminadas indicaron que el arsénico es el elemento-traza más anómalo; las muestras no contaminadas tenían una concentración media de arsénico de 9,2 ug/g, mientras que las muestras contaminadas tuvieron una concentración media de arsénico de 1920 ug/g. los resultados de un programa de muestreo de sedimentos estratificado y aleatorio indicaron que la mayoría de los sedimentos cercanos a la superficie de las planicies de inundación a lo largo de Whitewood y el río Belle Fourche se limitó a las áreas en contacto directo con los extendidos depósitos de sedimentos contaminados. Una contaminación más amplia de los acuíferos ha sido evidentemente prevenida por la lenta tasa de oxidación de los minerales de sulfito en los sedimentos contaminados combinados con la capacidad de amortiguación de los carbonatos de los sedimentos naturales no contaminados. El arsénico, sin embargo, fue el único constituyente del agua subterránea directamente atribuible a los desechos que excedió el estándar primario para agua potable fijado por la EPA. De 50 ug/l (modificado en enero de 2001 a 10 ug/l) La concentración de arsénico disuelto fue mayor que este estándar en 4 de los 36 pozos muestreados y alcanzó un valor máximo de 280 ug/l.

NOTA FINAL

Este informe pretende dar cuenta, con cierta objetividad (una objetividad completa no es nunca posible) de los peligros que puede entrañar la (potencial) liberación de arsénico como producto de la actividad minera. Es, por cierto, necesariamente incompleto, pues es sumamente abundante la literatura y variados los enfoques y perspectivas desde los que puede abordarse el tema. Sin embargo, pretende ser un aporte, en esta singular circunstancia que como comunidad estamos atravesando. Con cierta ingenuidad podríamos pensar que el hecho de enfrentarnos a situaciones de esta complejidad nos hará salir fortalecidos, cualquiera sea el devenir de los acontecimientos, tan sólo por haber tomado la decisión de no ser espectadores. Pero esto es, definitivamente, ingenuo. En cambio, es más realista y también altamente probable creer que seremos capaces de estar prevenidos y actuar en consecuencia si en el futuro se producen situaciones semejantes, aún no estén forzosamente relacionadas con la minería. Esto es, como mínimo, a lo que deberíamos aspirar.

(*) Ingeniero Forestal, Profesor titular de la Universidad Nacional de la Patagonia San Juan Bosco.

Referencias:

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Fuente: No a la Mina

 
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Publicado por en 15 octubre, 2011 en INFORME SOBRE ARSÉNICO

 

Nobel de Química 2011 para Daniel Schechtman


Daniel Schechtman

Este articulo de Nora Bär es la más clara y entendible explicación del descubrimiento de Daniel Schechtman, profesor de ciencia de los materiales en el Instituto de Tecnología del Technion (Israel) .

Aunque en ese momento creyó haber cometido un error, había encontrado un nuevo tipo de materiales, los cuasicristales, descubrimiento que ayer lo convirtió en ganador del Premio Nobel de Química 2011.

“Los cuasicristales tienen propiedades muy interesantes,son muy duros, pero quebradizos, como el vidrio; por otro lado, no conducen la electricidad ni el calor, como podría esperarse de un metal.”

Hoy, los cuasicristales se están estudiando como revestimiento para sartenes, para fabricar diodos luminosos que consuman menos energía y para reutilizar el calor generado por los automóviles, entre otras aplicaciones.

Raúl Reuben Vaich

Premio de química / Lo ganó un científico israelí al que nadie le creía.

Nobel por hallar un material “imposible”.

Por Nora Bär |
para LA NACION

“Mmm… Esto es imposible…”, parece que murmuró para sí mismo Daniel Schechtman un jueves como hoy, pero de 1982, en el que observó con el microscopio electrónico el extraño patrón de puntos luminosos que había obtenido tras lanzar electrones a través de una aleación de aluminio y manganeso.

El científico había enfriado rápidamente el metal fundido y el cambio súbito de temperatura debería haber desordenado los átomos. Por el contrario, éstos se habían agrupado en una estructura simétrica como la de un cristal… pero con una simetría que era considerada “imposible” en todas las tablas de cristalografía de la época.

Aunque en ese momento creyó haber cometido un error, había encontrado un nuevo tipo de materiales, los cuasicristales, descubrimiento que ayer lo convirtió en ganador del Premio Nobel de Química 2011.

Profesor de ciencia de los materiales en el Instituto de Tecnología de Haifa, Technion, y de la Universidad Estatal de Iowa, además de investigador del Laboratorio Ames del Departamento de Energía de los Estados Unidos, Schechtman (a diferencia de lo que ocurrió con los de Medicina y Física)es el único ganador en su categoría del premio de 1.400.000 dólares que este año otorga la Academia Sueca de Ciencias.

Su historia tiene tintes épicos. Al principio no lo tomaron en cuenta ni quisieron creerle, tuvo que enfrentar las burlas y el descrédito, y hasta lo echaron de su equipo de investigación en la Oficina Nacional de Standards de los Estados Unidos, donde estaba pasando un año sabático. Es más, el primer trabajo que escribió sobre su experimento fue rechazado por el Journal of Applied Physics .

Fue necesario que lo replanteara junto con otros tres colaboradores para que dos años más tarde se lo publicaran en otra revista científica, Physical Review Letters .

De allí en más comenzó a atraer un gran interés y sus hallazgos fueron reproducidos por otros laboratorios, pero ni siquiera eso bastó. Se dice que el propio Linus Pauling, considerado el químico más destacado del siglo XX, lo descartó al afirmar que no existían los cuasicristales, sino los “cuasicientíficos”.

“Los cuasicristales tienen propiedades muy interesantes -explica el doctor Ernesto Calvo, director del Instituto de Química Física de los Materiales, Medio Ambiente y Energía, del Conicet y la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA-: son muy duros, pero quebradizos, como el vidrio; por otro lado, no conducen la electricidad ni el calor, como podría esperarse de un metal.”

Y enseguida agrega: “Recuerdo que cuando trabajaba en Inglaterra eran un tema muy vigente, porque no respondía a los libros de cristalografía”.

La música del azar

Dentro de un sólido cristalino (como los metales, las rocas o las cerámicas), los átomos no pueden estar en cualquier posición, sino que “se ordenan en patrones repetidos y, dependiendo de su composición química, en diferentes simetrías”, explica en su comunicado el comité del Nobel.

Desde 1912, cuando por primera vez se atravesó un cristal con haces de rayos X, hasta esa mañana siete décadas más tarde en que Schechtman miraba intrigado por la óptica de su microscopio, la ciencia sólo aceptaba las simetrías única, doble, triangular, cuádruple y hexagonal.

“Se trata de simetrías rotacionales; es decir que si uno rota la estructura, aparece el mismo patrón -explica Calvo-. Pero además se repiten, de manera que con unos pocos átomos puedo conocer la estructura total.”

Pero los puntos luminosos que había visto Schechtman, y que delataban la posición de los átomos de esa muestra, estaban ordenados en círculos concéntricos. En cada uno había diez equidistantes entre sí. Era diferente a todo lo que había visto antes y no respondía a nada de lo que se creía que eran “las leyes de la naturaleza”.

“Era considerado tan imposible como fabricar una pelota sólo con fragmentos hegaxonales, cuando también hacen falta pentágonos”, dijo el comité del Nobel.

Más tarde, junto con un colega de la Facultad de Ciencia de los Materiales del Technion, el científico desarrolló un modelo que les indicó que ese patrón surgía de átomos ordenados en icosaedros (un cuerpo tridimensional con 20 caras triangulares y equiláteras) con simetría pentagonal. “Sería algo así como los mosaicos del mundo islámico reproducidos en el nivel de los átomos: una forma regular que no se repite jamás”, dijo el comité del Nobel.

Hoy, los cuasicristales se están estudiando como revestimiento para sartenes, para fabricar diodos luminosos que consuman menos energía y para reutilizar el calor generado por los automóviles, entre otras aplicaciones. También se los encontró en la naturaleza. “Por ejemplo, en los copos de nieve y en otras estructuras fractales”, comenta el ingeniero Marcelo Pagnola, de la Facultad de Ingeniería de la UBA.

Además, por supuesto, obligaron a reescribir los libros

http://www.lanacion.com.ar/1412249-nobel-por-hallar-un-material-imposibl

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Publicado por en 9 octubre, 2011 en Nobel de Química 2011 para Daniel Schechtman

 
 
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