Control hidrológico y geoquímico en las variaciones espaciales y temporales del drenaje ácido de roca en cuencas andinas de alta montaña (Yerba Loca, Chile)

Abstract

El control hidroquímico por la precipitación de hidróxisulfatos de Al y Fe ha sido ampliamente investigado en distintos ambientes de drenaje ácido (de minas -DAM, natural-DAR, en ríos en cuencas de montaña, subterráneo, etc). Sin embargo, pocos casos estudian la relación entre este drenaje ácido y los procesos hidrológicos más allá de condiciones o momentos específicos, más aún, casos de drenaje ácido natural en alta montaña dominados por un régimen nival o nivo-glaciar. En este sentido, la cuenca del Yerba Loca (en los Andes del Sur en Chile Central) presenta condiciones ideales para su estudio, DAR y un régimen hidrológico nivo-glaciar. Este estudio cuenta con datos entre 2013 y 2019, con muestreo regular de hidroquímica, mediciones continuas de pH y caudales, y muestreo de precipitados neoformados en el fondo del río. En el estero Yerba Loca, la generación de DAR está acotada a su zona alta, con aguas sulfatadas ácidas, de alta conductividad eléctrica (CE) y altas concentraciones de metales disueltos. Este DAR es progresivamente diluido y neutralizado por afluentes laterales prístinos y sin DAR, tal neutralización induce la precipitación secuencial de hidróxisulfatos de Al y Fe, primero de schwertmannita en un rango de pH ácido (~3,5-4,5) y luego de hidrobasaluminita en un rango de pH moderadamente ácido (~5-5,5), los cuales controlan el pH, las concentraciones de Al y Fe, y en menor medida las concentraciones de Cu y otros metales/metaloides retenidos por estos precipitados. El progresivo ingreso de alcalinidad a lo largo del estero, en conjunto con el consumo de Fe y Al disueltos en los precipitados, logra superar el control de pH en ciertos periodos, llegando a condiciones de aguas con pH neutro, moderada a baja CE y bajas concentraciones de metales disueltos. Estos procesos hidroquímicos y geoquímicos están fuertemente controlados por la magnitud de los caudales y dependiendo de eso se van dando secuencialmente, pero en distintos lugares de la cuenca en diferentes momentos del año. Por lo que este complejo dinamismo hidroquímico, temporal y espacial, se puede entender como una migración de condiciones de DAR variable a lo largo del estero Yerba Loca. Es así que, en la temporada de derretimiento de nieve, el DAR de la zona alta de la cuenca se ve potenciado (en carga o en masa), tal que los afluentes laterales diluyen parcialmente y no logran neutralizar significativamente por el control de schwertmannita, lo que da como resultado que las condiciones de DAR lleguen a la desembocadura del estero (pH<4) e incluso impacten con DAR al río Mapocho. Mientras que, en la temporada de derretimiento glaciar con menores caudales, el DAR de la zona alta es menos intenso y la cuenca lo logra neutralizar hasta condiciones de moderada acidez (pH~5). Por último, durante la temporada de acumulación de nieve, el DAR de la zona alta queda muy disminuido por bajos caudales y logra ser totalmente neutralizado por la cuenca. Dado el contexto geológico-metalogénico, geográfico e hidrológico de la Cordillera de Los Andes, existen indicios de que este tipo de control hidrológico y geoquímico-mineralógico se da local o esporádicamente en cuencas de alta montaña. También hay evidencia de este tipo de control en otras cuencas de alta montaña en las Montañas Rocosas y en Los Alpes, solo que no necesariamente han sido estudiadas bajo esta perspectiva.