Bacterias sulfato-reductoras y olor en relaves

El control de bacterias sulfato-reductoras en un depósito de relaves se vuelve prioritario el día en que el olor a huevo podrido llega al campamento o a un poblado vecino. Ese olor no es un problema estético: es la señal de que en el fondo de la poza se está generando sulfuro de hidrógeno de forma biológica y continua. Este artículo parte de los criterios generales de H2S en agua de producción, cómo eliminarlo.

A continuación se explica por qué las BSR encuentran en un relave las condiciones ideales para desarrollarse, qué límites tienen la cloración y la aireación mecánica en ese contexto, y qué estrategia combinada ofrece Watch Water® para cortar la generación de H₂S y sostener condiciones aeróbicas en el fondo.

Qué son las bacterias sulfato-reductoras y por qué aparecen en depósitos de relaves

Definición y química del problema

Las bacterias sulfato-reductoras (BSR) son microorganismos anaeróbicos que, en ausencia de oxígeno, utilizan el sulfato (SO₄²⁻) como aceptor final de electrones para oxidar materia orgánica. El producto de esa respiración es sulfuro (S²⁻), que en el rango de pH habitual de una poza se equilibra con H₂S disuelto y gaseoso.

Un depósito de relaves reúne las tres condiciones que necesitan: fondo anóxico, sulfato en abundancia y materia orgánica disponible. No es una contaminación externa; es un proceso biológico que el propio diseño del depósito favorece.

Valores típicos en depósitos de relaves (mg/L)

El H₂S es tóxico en concentraciones muy bajas. La documentación de Watch Water señala que resulta tóxico ya a 0,01 mg/L en un cuerpo de agua, lo que da la escala del problema: no hace falta una concentración alta para que haya riesgo y olor.

La generación no es homogénea: se concentra en el fondo y en zonas de baja circulación, y se libera bruscamente cuando algo agita la columna de agua. Por eso los perfiles verticales de oxígeno disuelto, potencial REDOX y sulfuro son más informativos que una muestra superficial única.

Cómo se detecta en planta: análisis e indicadores de campo

• Perfil vertical de oxígeno disuelto y potencial REDOX: valores fuertemente negativos en el fondo confirman condiciones reductoras.
• Sulfuro disuelto y sulfato, para verificar el consumo de sulfato en profundidad.
• Recuento de BSR por técnicas de cultivo o de biología molecular, según disponibilidad de laboratorio.
• Indicadores de campo: olor a huevo podrido, ennegrecimiento de sedimentos por sulfuros metálicos, burbujeo espontáneo y corrosión acelerada en bombas, cañerías y estructuras sumergidas.

Causas: de dónde viene el problema

Condiciones anaeróbicas en el fondo de la poza

Sin oxígeno en el fondo, las bacterias anaeróbicas producen ácidos, aumentan la acidez local y provocan la liberación masiva de fósforo y nitrógeno desde el sedimento, junto con gases como amonio, metano y H₂S. Es el mecanismo que sostiene la carga interna del cuerpo de agua.

Sulfato abundante como aceptor de electrones

El agua de relaves es, por definición, rica en sulfato: proviene de la oxidación de los sulfuros del mineral. Ese sulfato no limita el proceso en ningún momento, de modo que la generación de sulfuro solo se detiene cuando falta materia orgánica o cuando hay oxígeno.

Materia orgánica de reactivos y aportes naturales

Los reactivos de flotación residuales, los hidrocarburos de equipos y la materia orgánica natural del agua de aporte son el combustible del proceso. Reducir esa carga orgánica es, indirectamente, una forma de control biológico.

Consecuencias operativas y costos

Impacto sobre equipos, proceso y producto

El H₂S y los sulfuros aceleran la corrosión microbiológica de bombas, cañerías, estructuras sumergidas e instrumentación. Los sulfuros metálicos que se forman ennegrecen el agua recirculada y pueden alterar la química del circuito de proceso cuando esa agua vuelve a la planta.

Riesgo normativo y de descarga

El sulfuro suele estar incluido entre los parámetros de descarga y el H₂S plantea además un riesgo de seguridad ocupacional en zonas confinadas y en cámaras de bombeo. El olor genera, por su parte, conflictos con las comunidades vecinas que exceden lo estrictamente normativo y afectan la licencia social de la operación.

Costo total: OPEX, paradas no programadas y reposición de activos

El costo se reparte entre la reposición anticipada de bombas y cañerías corroídas, el biocida consumido, la energía de aireación mecánica y las horas de gestión que demanda un reclamo por olores. Ninguno de esos ítems aparece como "tratamiento de agua" en el presupuesto, pero todos derivan del mismo proceso biológico.

Soluciones convencionales y sus límites

Cloración: corrosión de equipos y subproductos

Los biocidas oxidantes clorados atacan las BSR, pero también los aceros y los intercambiadores del circuito, y en presencia de materia orgánica generan subproductos de desinfección. En un cuerpo de agua grande, además, el consumo de reactivo es elevado y el residual se pierde rápido.

Nitrato como inhibidor: costo y control

Dosificar nitrato desplaza competitivamente a las BSR al favorecer a las bacterias nitrato-reductoras. Es eficaz, pero implica introducir deliberadamente un nutriente que después puede convertirse en un problema de vertido, y exige un control de dosificación sostenido en el tiempo.

Aireación mecánica: energía y alcance limitado

La aireación es la respuesta intuitiva, pero tiene dos inconvenientes: consume energía de forma permanente —difícil de sostener en un sitio remoto— y, cuando implica agitación excesiva, remueve los nutrientes del fondo hacia la superficie y fomenta el crecimiento de algas. Watch Water documenta expresamente esa limitación de los métodos convencionales de aireación.

Solución Watch Water: BIOXIDE®, OXYDES® y OXYSORB®

BIOXIDE®: mecanismo de acción y qué resuelve

BIOXIDE®, el biocida verde no corrosivo con surfactante combina dos acciones en un mismo granulado: el surfactante penetra y desprende la biopelícula que protege a los microorganismos, y el biocida alcanza entonces las células. Es bactericida, fungicida y alguicida, y todos sus ingredientes inertes son químicos utilizados en desinfección de agua potable y procesamiento de alimentos.

Su característica diferencial frente a los biocidas clorados es que no es corrosivo: no ataca aceros ni intercambiadores, lo que importa mucho en un circuito donde la corrosión ya está acelerada por acción microbiológica.

Hay que ser explícito en un punto: la documentación disponible de BIOXIDE® no incluye dosis, espectro microbiológico ni tiempos de contacto. Esos parámetros deben definirse con servicio técnico y validarse con un ensayo; no se publican aquí porque no están documentados.

OXYDES®: mecanismo de acción y qué resuelve

OXYDES®, el peróxido de hidrógeno estabilizado cristalizado de grado alimenticio aporta la componente oxidante. Al disolverse libera peróxido activo, y su descomposición produce únicamente oxígeno, agua y carbonatos: no deja residuos tóxicos ni subproductos de desinfección, a diferencia del cloro, del dióxido de cloro o del permanganato.

Sobre este problema actúa en dos frentes: oxida el H₂S ya formado y aporta oxígeno al medio, que es precisamente lo que las BSR no toleran. Watch Water lo cita de forma expresa para control de bacterias sulfato-reductoras en minería y petróleo. Cuenta con certificación ANSI/NSF 60, no pierde eficiencia durante el almacenamiento —a diferencia del hipoclorito— y es amigable con las membranas de ósmosis inversa.

OXYSORB®: mecanismo de acción y qué resuelve

OXYSORB®, el granulado oxidante y adsorbente de liberación controlada es la pieza que resuelve la permanencia. Se deposita en el fondo del cuerpo de agua y libera oxígeno activo de forma controlada por períodos de hasta un año con una sola aplicación, restableciendo condiciones aeróbicas justo donde se genera el sulfuro.

Su núcleo es un adsorbente de grado alimenticio que recoge y atrapa fosfato, nitratos y sulfuro de hidrógeno, además de compuestos orgánicos. Watch Water declara la adsorción de hasta un 99% del fósforo y del nitrógeno en el fondo, y que durante el tratamiento el pH se mantiene en torno a 7,6. A diferencia de la aireación mecánica, no requiere agitación ni energía en sitio.

Tren de tratamiento recomendado y orden de las etapas

1. Diagnóstico con perfil vertical de oxígeno disuelto, REDOX, sulfuro y sulfato.
2. Choque inicial: biocida no corrosivo para desprender la biopelícula y reducir la población activa.
3. Oxidación del sulfuro ya formado con peróxido estabilizado.
4. Mantenimiento con granulado de liberación de oxígeno en el fondo, que sostiene las condiciones aeróbicas y adsorbe nutrientes.
5. Reducción de la carga orgánica aguas arriba, para quitarle combustible al proceso.

Qué NO hace el producto (límites declarados por el fabricante)

• Ningún producto esteriliza un depósito de relaves. El objetivo es controlar la población y las condiciones, no eliminarla.
• La documentación de BIOXIDE® no incluye dosis, espectro ni tiempos de contacto: esos valores se definen con servicio técnico y ensayo, no por catálogo.
• OXYSORB® no tiene tabla de especificaciones físicas publicada —densidad, granulometría, dosis por m³—. Corresponde consultar la ficha técnica.
• Si la carga orgánica y el sulfato se mantienen, el proceso se reactiva cuando el aporte de oxígeno se agota: la estrategia es cíclica, no definitiva.
• OXYDES® es un oxidante: exige EPP, almacenamiento seco y separado de incompatibles, según su hoja de datos de seguridad.

Parámetros de diseño y dosificación

Análisis de agua requerido antes de dimensionar

Volumen y profundidad del cuerpo de agua, perfil vertical de oxígeno disuelto y potencial REDOX, sulfuro disuelto, sulfato, DQO y COT, pH, temperatura, fósforo y nitrógeno total, y caracterización del sedimento del fondo.

Datos de dosificación documentados

Donde la tabla indica "consultar ficha técnica" es porque el dato no figura en la documentación disponible. No se publica una dosis estimada: en un programa de control biológico, una dosis inventada es peor que ninguna.

Puesta en marcha, control analítico y mantenimiento

El programa arranca con el diagnóstico de línea de base y una aplicación de choque, y continúa con seguimiento semanal de oxígeno disuelto y REDOX en el fondo durante el primer mes. El recuento de BSR se repite al mes y a los tres meses. El aporte de oxígeno se renueva antes de que el REDOX del fondo vuelva a valores negativos, no después.

Ejemplo típico de aplicación

Poza de relaves de una operación de la Puna con olor recurrente

Se presenta como ejemplo típico, no como caso documentado. Una operación de la Puna registra olor a sulfuro en la poza de relaves durante los meses cálidos, con oxígeno disuelto prácticamente nulo por debajo de los dos metros de profundidad y REDOX fuertemente negativo en el fondo. El programa evaluado combina una aplicación de choque de biocida no corrosivo, una etapa de oxidación del sulfuro acumulado y la aplicación de granulado de liberación de oxígeno en las zonas de mayor generación.

Qué se mide antes y después

Perfil vertical de oxígeno disuelto y REDOX, sulfuro disuelto, sulfato, DQO, recuento de BSR, pH y registro de reclamos por olor. El indicador operativo más útil es el REDOX del fondo: cuando vuelve a valores negativos, la generación de sulfuro se reanuda.

Qué se puede y qué no se puede extrapolar

Se pueden extrapolar la secuencia de etapas y el criterio de monitoreo. No se pueden extrapolar dosis ni duración del efecto: dependen del volumen, de la profundidad, de la carga orgánica y de la temperatura del cuerpo de agua. Un programa de control biológico se ajusta en sitio, con datos propios.

Próximo paso: análisis de agua y cotización

Un programa de control de BSR se diseña sobre datos del cuerpo de agua real. En GWC partimos del diagnóstico de línea de base para definir secuencia, dosis y frecuencia de aplicación. Para el cuadro general del contaminante puede consultarse H2S en agua de producción.

Qué datos enviar a GWC

• Volumen y profundidad del cuerpo de agua, con esquema de la poza.
• Perfil vertical de oxígeno disuelto y potencial REDOX.
• Sulfuro disuelto, sulfato, DQO y COT.
• pH, temperatura y régimen estacional.
• Uso del agua recirculada y límite de vertido aplicable.

Si el problema de fondo es la carga orgánica que alimenta a las BSR, corresponde leer el artículo sobre DQO alta en efluentes mineros; si además hay nutrientes, el de fosfatos en efluentes de flotación; y si el objetivo es recuperar el cuerpo de agua completo, el de recuperación de lagunas y piletas mineras. Como contexto general están disponibles los artículos sobre sulfuro de hidrógeno en el agua y sobre el azufre en el medioambiente.

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