Geología Minera y Minería Ambiental

Geología Minera y Minería Ambiental
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Óscar Pintos
HISTORIA DE LA MINERÍA
INTRODUCCIÓN
El hombre ha sido minero desde los albores de la humanidad. Primero a través
de las industrias líticas: fragmentos de rocas o minerales más o menos trabajados para
su uso como herramientas o armas; luego continuó en las eras de los metales; luego
inventado la metalurgia, …
La humanidad progresó vertiginosamente durante el siglo XX; la sociedad sigue
siendo absolutamente dependiente de los recursos minerales (hierro, cobre zinc, …); el
advenimiento de las nuevas tecnologías (e.g., microelectrónica) es complementario, y
no alternativo en la mayoría de los casos. Detrás de casi cada aspecto de la vida
moderna está esa actividad oculta, a veces no bien entendida, que es la minería.
Hacia finales del siglo XIX Gran Bretaña adopta el patrón oro para sustentar su
moneda. Durante la primera guerra mundial (1914-1918) los países europeos gastan
durante el conflicto el equivalente a unos 220.000 millones de Euros, mucho más dinero
de lo que tenían en sus respectivos bancos centrales. Las economías europeas quedan
arruinadas, especialmente la alemana. De este conflicto sale particularmente victoriosa
la economía norteamericana. Los bancos europeos pasan a tener unas reservas mixtas de
oro más dólares americanos. En 1929 toma lugar el denominado "crash" de la bolsa de
Nueva York, caos en la economía mundial. Durante la década de los 60, los países
europeos, se recuperan, y algunos empiezan a exigir una convertibilidad directa entre
sus reservas en dólares y el oro, pero Estados Unidos carece del suficiente respaldo en
oro como para asegurar dicha convertibilidad. El precio del oro se dispara, y aparece
una nueva fiebre del oro; yacimientos antes considerados subeconómicos ahora son
rentables; yacimientos epitermales, desconocidos hasta el momento, cobran máxima
importancia. Hoy en día la situación ha cambiado. Las estrategias económicas no son
las de antes, ya no se asegura la convertibilidad de una moneda en términos de las
reservas en oro; es más, los bancos centrales empiezan a vender sus reservas de oro.
Los aspectos mineros, económicos, y políticos están íntimamente ligados.
Primero un país es un exportador neto de materias primas, incluyendo los minerales; las
ganancias de dicha actividad se invierten en infraestructuras; el segundo paso es a
productor de bienes manufacturados, el país se convierte en consumidor de materias
primas; los recursos minerales propios se agotan; en el paso final el país se convierte en
un importador neto de minerales.
CRISIS DE LOS RECURSOS MINERALES Y ENERGÉTICOS
La población mundial crece y consume deprisa, lo cual no sería, en principio, un
problema, si no fuera porque los recursos minerales y energéticos son finitos. Una de las
características de la economía mundial es su fuerte asimetría en la riqueza y el consumo
(mucho mayor consumo por los países desarrollados, ocupando sólo un 16% de la
población mundial). El desarrollo de políticas medioambientales restrictivas en Europa
o USA ha potenciado que las actividades contaminantes se trasladen a terceros países,
subdesarrollados generalmente. Si los países subdesarrollados pudieran evolucionar
económicamente, para empezar se transformarían ellos mismos en consumidores de
materias primas, con lo cual la disponibilidad de éstas sería menor, y por lo tanto los
precios aumentarían. Si los precios aumentan, el consumo se contrae, y diminuye el
crecimiento.
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En el caso del petróleo, por ejemplo, las principales consecuencias del alza de
los precios en 1973-1974 fueron la recesión en la economía mundial, y el inicio de
campañas masivas de exploración mundial, se crearían viviendas y transportes más
efectivos, y surgiría un aumento de reservas mundiales de petróleo.
RECURSOS Y RESERVAS
CONCEPTOS BÁSICOS
Entendemos por mena aquel material geológico susceptible de ser explotado
económicamente, y por recurso, una concentración natural de un sólido, líquido, o gas
en la corteza terrestre, y cuya extracción es actual o potencialmente factible. El grado de
certidumbre que tenemos sobre la existencia de un recurso viene dado por factores
geológicos, económicos, ingenieriles, y medioambientales. Así, reserva es el máximo
grado de certidumbre en cuanto los factores de juicio; pueden ser reservas demostradas
o reservas inferidas. El concepto de reserva base abarca el concepto de reserva y
aquellos recursos identificados, de menor calidad geológica que podrían ser extraídos en
el futuro.
FACTORES QUE CONTROLAN LA DISPONIBILIDAD DE
LOS RECURSOS MINERALES
Existe de una manera más o menos extendida, la errónea idea de que para poner
una mina en funcionamiento todo lo que necesitamos es un depósito mineral. La
situación es bastante más compleja, y en ella intervienen más factores:
→ Factores geológicos: Toda acumulación mineral es un mineral deposit, pero solo
aquellas que puedan ser extraídas con una ganancia económica pueden ser adscritos
a la categoría de ore deposit. Nosotros, llamaremos yacimiento mineral, a la suma
de mineral deposit + ore deposit. Los yacimientos minerales, en general, pueden ser
recursos esenciales (suelos, aguas), recursos energéticos (petróleo, gas natural,
carbón, pizarras bituminosas, uranio, energía geotérmica), recursos metalíferos
(normalmente metales de transición, por ejemplo, hierro, cobre, molibdeno, plomo,
zinc), y recursos de minerales industriales (abarca más de 30 productos incluyendo
las sales, asbestos, arcillas, arenas). Todos son no renovables.
→ Factores ingenieriles y económicos: Inciden mediante limitantes técnicas (da lo
mismo nuestro interés o financiación económica, por ejemplo, extracción de
minerales a 10 km de profundidad), y limitantes económicas (relacionados con la
ley de la oferta y la demanda, impuestos, coste ingenieril, estabilidad política, …).
→ Factores ambientales: Las preocupaciones ambientales se focalizan en dos
problemas principales: extracción y procesamiento, y residuos. En términos
generales ambos factores están ligados, aunque el problema de los residuos tardó en
ser reconocido en su globalidad. La globalización de las preocupaciones
ambientales presenta sin embargo una serie de problemas de carácter ético, por
ejemplo, qué derecho tiene un determinado país de contaminar la atmósfera o el
océano si dicha contaminación afectará a otros.
EXPLORACIÓN DE RECURSOS MINERALES
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Los recursos minerales son de una importancia capital para todos los países del
mundo, en algunos casos porque los necesitamos para mantener tasas sostenidas de
crecimiento (países desarrollados), en otros para sostener las economías domésticas
(países subdesarrollados). Dado que los recursos minerales son no-renovables, la única
alternativa que queda cuando se agotan es encontrar más.
El geólogo de exploracion debe ser una persona inteligente (manejar varias
técnicas), con una buena experiencia y expediente académico, pero no pedante con
miedo a equivocarse, ya que su negocio consistirá en equivocarse muchas veces. Tiene
que ser capaz de pensar de manera crítica, y, si es necesario, rechazar lo que piensan
otros colegas suyos. Deberá ser capaz de crear hipótesis de trabajo, tener conocimientos
de economía (entender transacciones, negociar, …); deberá ser arriesgado, y tener una
familia que comprenda su trabajo, pero ante todo, deberá tener un compromiso absoluto
de descubrir nuevas mineralizaciones.
El qué explorar no suele ser un problema principal. El cuándo explorar, suele
estar sujeto a ciclos económicos: no se debe explorar cuando los precios de los metales
son altos, sino cuando son bajos, porque pueden pasar años desde que se inicia la
campaña de exploración hasta que la mina entra en funcionamiento (hay que tenerlo
todo listo para cuando suban los precios). El cómo explorar, es un tema sobre el cual,
cada geólogo tiene sus propias opiniones; eso sí, la Geología es la base de todo; se
deben tener conocimientos sobre la morfología, la litología, la génesis, el ambiente
estructural en que se alberga un determinado tipo de mineralización, … Así, los cuerpos
pueden ser discordantes (regulares tabulares o irregulares) o concordantes ; los cuerpos
tabulares presentan gran extensión en dos dimensiones, pero son muy restringidos en la
tercera (filones paralelos, enrejados, mallas, subcirulares, …); hay que entender además
la relación con el movimiento en zonas de falla, cómo funciona dicha falla, …; ejemplo
de un buen estudio geológico previo, fue el yacimiento de Calmazo. Debemos saber que
las zonas extensionales, son las más favorables para el desarrollo de mineralizaciones
(la extensión genera espacios por los que circulan fluidos, y la compresión los sella); las
fallas actúan como canales de migración de los fluidos hidrotermales y albergan a las
mineralizaciones; la determinación del sentido de movimiento de una falla individual o
zona de cizalla es vital para predecir la presencia de zonas en extensión, aunque
raramente, las fallas presentan un solo sentido de movimiento; independientemente de la
escala, las fallas pueden presentar localmente zonas extensionales y compresionales; el
segmento más interesante de una zona de cizalla bajo el punto de vista económico, se
encuentra desde la transición dúctil-frágil hacia superficie; las zonas de cizalla pueden
tener una larga y compleja historia; el hecho de encontrar estructuras frágiles
superpuestas a una fábrica dúctil, es el mejor indicativo. Por otro lado, los cuerpos
discordantes irregulares suelen estar asociados a intrusiones; entre éstos, cabría
mencionar los skarns polimetálicos y los yacimientos tipo pórfido cuprífero. Cortan a
las secuencias caja sin presentar una forma concreta. Los depósitos concordantes, sin
embargo, se adaptan a la secuencia estratigráfica o volcánica que les alberga,
presentando su misma dirección y buzamiento. También existe una conexión entre el
tipo de litología y el tipo de yacimiento que estamos buscando (Ej.: rocas dioríticas se
asocian a pórfidos cupríferos; basaltos oceánicos, a sulfuros masivos, …) La
mineralogía de alteración (hidrotermal o supergénica) es una de las herramientas más
útiles de exploración: los yacimientos hidrotermales presentan una aureola de
alteración, que suele disponerse simétricamente en torno al cuerpo mineralizado. Otras
facies llamativas de alteración son las que se encuentran presentes en los yacimientos
epitermales de metales preciosos, particularmente en el caso de los del tipo sulfatoácido, con facies de alteración argílica avanzada, fílica, propilítica, y silicificaciones,
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todo esto con zonas de intenso recubrimiento limonítico que configuran importantes
anomalías de color.
Gossans (monteras de hierro)
Afloramientos de rocas, que originalmente contenían sulfuros y que han sido
sometidas a un proceso de alteración supergénica. La característica más llamativa de los
gossan es su aspecto de colores rojizos, como consecuencia de la transformación de los
sulfuros originales, principalmente los ricos en hierro, en compuestos oxidados. Los
gossan son el resultado de la alteración física y química de las rocas como consecuencia
de la acción de los agentes como la lluvia, el viento, la acción solar o las aguas
subterráneas. Estos procesos producen la alteración de los sulfuros, disolución y
precipitación de otros minerales y una lixiviación importante en las rocas.
Los gossan se forman en las regiones afectadas por la glaciación del pleistoceno
o aquellas en las que hay bosques húmedos las zonas de oxidación. La formación
depende de distintos factores, como la paragénesis original de sulfuros, clima, relieve,
tipo de roca encajante, nivel freático, ... En los gossan, generalmente, se distinguen:
→ Zona de oxidación: Comprendida entre la superficie y el nivel freático,
caracterizada por un importante enriquecimiento en minerales oxidados. Se puede
considerar subdividida en dos subzonas: la zona superficial o de gossan
propiamente dicho, en la que hay una lixiviación de la mayoría de los minerales,
quedando formada por una acumulación masiva de hidróxidos de hierro, junto a
sílice y minerales de la arcilla; y la situada por debajo de la superficie, en la que
además de óxidos e hidróxidos de hierro podemos tener otros compuestos metálicos
oxidados, como sulfatos, cloruros, o carbonatos. En conjunto, se caracteriza por un
importante enriquecimiento en hidróxidos de hierro tipo goethita, lavado de Zn y
Cu, y concentración en las zonas profundas de oro y la plata, como elementos
nativos.
→ Zona de cementación: Situada por debajo del nivel freático, en la que se producen
enriquecimientos en sulfuros de cobre de tipo calcosina – covellina. La
neoformación de sulfuros secundarios puede originar un fuerte enriquecimiento de
los contenidos medios de este metal y favorecer la viabilidad económica de un
yacimiento.
→ Zona primaria: Corresponde a los sulfuros inalterados. Los procesos de alteración
disminuyen con la profundidad de la mineralización.
MODELOS DE EXPLORACIÓN
INTRODUCCIÓN
Un modelo es un conjunto de información que describe los atributos esenciales
de un tipo de yacimiento mineral. Se distinguen modelos empíricos (descriptivos;
describen los atributos esenciales de un tipo de yacimiento, aunque las relaciones entre
éstos, se desconozcan) y teóricos (genéticos; los atributos esenciales se encuentran
interrelacionados a través de conceptos fundamentales); la unión de ambos da el modelo
de exploración.
La escuela teórica está basada en la ciencia de la geología económica. Profesores
universitarios y alumnos graduados emplean gran parte de su tiempo y esfuerzos en
estudiar yacimientos que ya han sido descubiertos. Estos son cuidadosamente
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analizados, medidos y descritos con resultados que son publicados en tesis y revistas
científicas. El interés se centra normalmente en explicar porqué una concentración
anómala de minerales valiosos se ha localizado en un punto concreto de la corteza
terrestre. El enfoque se centra en estudiar una gran variedad de yacimientos del mismo
tipo. De ahí puede deducirse que todos esos yacimientos están asociados con un tipo
específico de roca, y restringidos a esa particular litología por estructuras específicas u
otros factores. El siguiente paso es obvio y fácil, ir al campo y buscar ese tipo específico
de rocas.
Por otra parte, la escuela empírica, piensa que todo esto es una monumental
pérdida de tiempo y dinero. Su filosofía puede ser resumida en una frase: "los
yacimientos están donde se encuentran". Los empíricos prefieren estudiar una región y
utilizar indicaciones indirectas obtenidas por métodos científicos de prospección, sin
partir de una idea preestablecida de dónde se encontrará el yacimiento. Si existe un
yacimiento en el área estudiada y se encuentra lo suficientemente cerca de la superficie,
será detectado por esos métodos. Cuanto más grande el yacimiento, más fácil será
encontrarlo.
Hasta la década de los 80 puede decirse que la balanza se inclinaba fuertemente
hacia el método empírico. La mayoría de los yacimientos habían sido encontrados por
prospectores que en muchos ocasiones carecían incluso de una formación universitaria.
Probablemente la era de los empíricos esté acabando y los teóricos tengan mucho que
decir en la décadas venideras, ya que el descubrimiento de nuevos yacimientos tendrá
que pasar necesariamente por una serie de razonamientos de carácter eminentemente
teórico.
Una ayuda extra en la exploración de yacimientos minerales viene dada por el
desarrollo de los denominados mapas metalogénicos. En ellos se representa la
distribución de yacimientos minerales en una región (de mayor o menor tamaño). Los
mapas metalogénicos pueden representar una o más especies metálicas, y más de un tipo
de yacimiento. La agrupación de éstos puede venir dada por el tipo de metal y/o el tipo
de yacimiento, lo que da lugar a la representación de metalotectos (acumulaciones
metalíferas relacionadas con un tipo concreto de asociación de rocas, formando
agrupaciones de yacimientos. De alguna manera, el trazado de metalotectos y provincias
metalogénicas implica el desarrollo de conceptos teóricos y empíricos.
TÉCNICAS DE MUESTREO
Ir al campo no es tan solo un paseo bien pagado, requiere de un objetivo claros,
un compromiso absoluto, y una definición específica de la estrategia y tácticas a seguir.
No olvidemos otro tema relacionado de importancia capital: la logística; no es lo
mismo explorar en selva tropical, que en desiertos, o en regiones subárticas. Cada una
de éstas presenta su propia problemática, empezando por la accesibilidad a las zonas de
trabajo. Otro aspecto a considerar es el factor estacionalidad.
Los mapas
Si la planificación ha sido la adecuada, todo depende del geólogo. La principal
herramienta de trabajo de este son los mapas geológicos; pero, no en todo el mundo
existen buenos mapas geológicos, o una topografía de detalle; en algún momento la
habrá que hacer, y esto dependerá del presupuesto (los geólogos consultores con
experiencia en exploración, son profesionales bien pagados, que pueden ganar hasta
unos 890 € por día. Un geólogo joven recién incorporado pueden alcanzar los 110 €),
del tiempo disponible, y del tipo de geología..
La toma de muestras
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Una vez localizado un blanco dentro de un prospecto lo que procede es pasar a la
etapa de estudio de detalle del mismo. Durante esta fase, la toma de muestras cobra
especial relevancia; Ésta la llevaremos a cabo mediante pozos (terrenos fáciles de
excavar, para la exploración de placeres auríferos), trincheras (terrenos fáciles de
excavar; perpendiculares a la dirección de las estructuras principales; se utilizan para
obtener muestras y cartografía de detalle) y sondeos (diferentes según el tipo de
material y la calidad de información que queremos obtener: así, están los de hélice, muy
simples, los de percusión rotación, realizados con un martillo al que se le imprime un
movimiento vertical y rotcional, los de recuperación de testigo, los de aire reverso, …).
La toma de muestras suele realizarse por roza continua (channel sampling), abriéndose
un canal (roza) con la ayuda de una sierra eléctrica, martillo neumático, o martillo
geológico. La idea es que el canal tenga unos 5 cm de ancho, y sea tan largo para la
toma de la muestra como continua sea la geología, es decir, si hay cambios litológicos o
mineralógicos importantes, deberemos empezar la toma de una nueva muestra a lo largo
del canal. Los primeros estudios se llevan a cabo a pié de sondeadora, luego los testigos
son enviados a una nave donde se almacenan y pueden ser estudiados en detalle. Una
mitad (sección longitudinal) suele destinarse para análisis químicos (determinación de
leyes). Con la otra mitad del testigo el geólogo estudiará la litología, mineralogía, en
parte algunos rasgos estructurales, y el RQD.
ESTIMACION DE RESERVAS
INTRODUCCIÓN
La estimación (cubicación) de reservas, es una tarea difícil, ya que las muestras a partir
de las cuales se estiman las reservas de un yacimiento representan una fracción mínima
de éste. Si el geólogo se pasa (sobreestima), la compañía puede empezar unos trabajos
mineros que no serán rentables, pero si se queda corto (subestima), la compañía puede
tomar la decisión de abandonar un prospecto que era rentable (pérdidas de miles de
euros).
Desgraciadamente no existen técnicas para afinar la puntería, sino que debemos
entender la geología del prospecto (ya que sin una compresión adecuada de ésta, puede
dar lo mismo el grado de refinamiento matemático que se emplee), y entender el modelo
de yacimiento que estamos aplicando, siendo lo suficientemente flexibles como para
modificar nuestra perspectiva si los datos no se ajustan al modelo. Recuerde Olympic
Dam (capítulo anterior).
Los depósitos minerales eran evaluados, y sus reservas estimadas, mucho antes
de que aparecieran los ordenadores y los métodos geoestadísticos. Se medían áreas, se
estimaban volúmenes y tonelajes, y las leyes se promediaban utilizando papel y lápices,
reglas de cálculo o calculadoras mecánicas. Esos resultados no eran peores (y en
algunos casos eran considerablemente mejores) que algunas estimaciones modernas por
geoestadística con pobre control geológico.
TÉRMINOS BÁSICOS
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Contacto geológico: Límites litológicos y/o estructurales de una determinada
unidad.
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Contacto mineralógico: Extensión de la masa mineral; puede o no coincidir con
los contactos geológicos y económicos.
Contacto económico: Los límites del material a partir del cual se pueden obtener
ganancias (cut off grade).
Dilución de leyes: Resulta prácticamente imposible extraer solo el material
económico en una mina, de tal manera que durante el proceso de la voladura de
roca, quedará siempre incluido material estéril. Esto puede ser debido a
sobrevoladuras (material que está fuera de los límites económicos del cuerpo
mineralizado y queda incluido en el material extraído), dilución interna (material
subeconómico que se encuentra incluido dentro del cuerpo económico y que no
puede ser segregado), y dilución de reemplazo o contacto (si el contacto
estéril/mineral es muy irregular, un volumen equivalente de material estéril
substituirá al material económico).
Mineral extraíble (factor de extracción): Es prácticamente imposible extraer el
100 % del material económico de una mina.
METODOLOGÍA CLÁSICA
En esencia, una estimación de reservas consiste en definir un volumen, al cual se
le aplica una ley y una densidad (peso específico): T = A · P · PE, siendo T el tonelaje,
A el área (2D), PE la potencia de esta sección, y P el peso específico de la roca
mineralizada. Se le puede aplicar una ley media, obteniendo el tonelaje en %; para
obtener la ley media en un sondeo, se procederá al cálculo del sumatorio del número de
tramos multiplicado por las leyes de dichos tramos, y dividido entre el sumatorio del
número de tramos. Esta metodología es particularmente útil en la estimación del
tonelaje de cuerpos mineralizados irregulares.
MÉTODO DE LOS POLÍGONOS
Se trata de un método muy simple que ha sido utilizado por la industria minera
durante décadas. Se emplea principalmente en cuerpos tabulares; se dirigen sondeos,
normalmente a 90º con respecto a la masa tabular; luego, se pueden trazar polígonos
mediante bisectores perpendiculares o angulares.
MÉTODOS GEOESTADÍSTICOS
Se utilizará la herramienta más básica de la geoestadística, el variograma, una
función matemática que nos permite estudiar las diferencias entre muestras y la
direccionalidad (anisotropía) de los valores: si la distancia h entre dos muestras es igual
a 0, la diferencia entre los valores de estas será nula (y la varianza = 0); si ambas
muestras están muy cerca, existirá una diferencia, pero esta, expresada como la
varianza, será muy pequeña; sin embargo, a medida que las muestras estén más alejadas,
llegará un momento en el cual deje de haber una relación entre las muestras. En
términos muy simples podemos definir el variograma como la media de los cuadrados
de las diferencias entre pares de muestras separados por una distancia h.
MÉTODOS SUBTERRÁNEOS DE EXPLOTACIÓN
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INTRODUCCIÓN
Aunque la elección y control de los métodos de explotación en minería no son
responsabilidad del geólogo de minas, es conveniente que éste tenga al menos un cierto
conocimiento sobre éstos. En minería subterránea todo se resume en una palabra inglesa
"stoping", que podríamos traducir libremente como "hacer cámaras subterráneas". La
minería subterránea presenta mayores costes de explotación que la de cielo abierto. A
esto hay que sumarle las complicaciones asociadas a una menor capacidad de extracción
del mineral económico y mayores riesgos laborales. Se recurre a la explotación
subterránea cuando la sobrecarga de estéril sobre la masa mineralizada es tal que su
remoción hace inviable un proyecto minero. Digamos también, que bajo un punto de
vista ambiental, la minería subterránea suele crear un impacto menor que una mina a
cielo abierto. No hay que entender la minería subterránea como algo de un pasado
remoto, ya que yacimientos muy importantes en el mundo se explotan hoy en día a
través de este procedimiento.
CONCEPTOS BÁSICOS
Si la explotación se va a realizar a cotas inferiores del terreno base, entonces el
acceso a las labores se realizará por un pozo (shaft) o una rampa (decline spiral,
decline). Los pozos cumplen diversas funciones, entre otras permitir el acceso y salida
del personal de mina, la ventilación y el transporte del material extraído a la superficie.
Las rampas por su parte, permiten el acceso directo a la mina de material rodado, lo que
facilita las labores de transporte de mineral. Dentro de la mina tenemos las galerías, que
pueden ser en dirección (de la masa mineralizada; drifts) o perpendiculares a ésta
(cross-cuts). La conexión entre los distintos niveles de una mina se realiza por pozos
inclinados (raise, hacia arriba; winze, hacia abajo), que sirven para el trasvase de
mineral y movimiento del personal. Tendremos niveles de producción, y por debajo de
éstos, de transporte de mineral. Entre los equipos más comunes están los minadores
(miners), las perforadoras tipo Jumbo, los equipos de transporte tipo LHD (load-hauldump: carga-transporte-descarga), …
MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN
Cámaras autosostenidas (de forma natural)
Cámaras abiertas (open stoping): Grandes cámaras en las que se puede trabajar y
extraer el mineral con facilidad. Gran removilización de material.
Hundimiento por subniveles (sublevel stoping): Indicado para cuerpos
mineralizados con fuerte buzamiento (normalmente filones). El ancho de galería
puede o no coincidir con el del cuerpo mineralizado. El disparo (pega) se prepara
mediante perforaciones verticales en malla.
Longhole stoping: Para cuerpos mineralizados de gran potencia y fuerte
buzamiento. Este método permite generar cámaras de hasta 50 m de altura. A
diferencia del método de hundimiento por subniveles, aquí se saca una tajada
completa del cuerpo a la vez. El disparo se realiza perforando desde varios
subniveles, en abanico o en diagrama radial.
Cámaras con soporte de pilares (room and pillar): En cuerpos horizontales o con
poco buzamiento (mantos). Se dejan pilares de roca para sostener el techo de la
cámara. Estos pueden disponerse de una manera regular (room and pillar s.s.) o
irregular (casual pillars, o room and pillar).
Cámaras sostenidas artificialmente
Almacenamiento de zafras (shrinkage stoping): Antes de nada, señalar que se
denomina zafra a un escombro de una mina o cantera. Este método se utiliza en
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cuerpos con fuerte buzamiento (filones), que presentan un encajante que necesita
soporte. A medida que avanza el stoping hacia arriba se va sacando material por
debajo.
Cámaras con relleno (cut and fill): Opera con un sistema similar al de
almacenamiento de zafras, con la diferencia de que el relleno no se realiza con el
mismo mineral arrancado, sino con materiales que son traídos de fuera, o los
estériles de la planta de flotación, lo cual tiene innumerables ventajas ambientales.
Entibación (fortificación) cuadrada (square-set stoping): Es muy laborioso y hoy
en día casi no se usa. Es similar al proceso de cámaras con relleno, pero además
utiliza un esqueleto (entramado) de cámaras rectangulares.
Hundimiento (caved stopes)
Hundimiento de bloques (block caving): resulta ideal en cuerpos irregulares de
grandes dimensiones como son los yacimientos tipo pórfido cuprífero. El requisito
técnico es que la roca a hundir sea fácilmente fragmentable. Existen tres niveles
principales: de hundimiento, de troceo (grizzlies) y de transporte.
Pisos de hundimiento (sublevel caving): Es utilizado cuando la roca no es
fácilmente fragmentable. En cierta medida recuerda al método de sublevel stoping
con la salvedad de que las paredes son el mismo cuerpo mineralizado, y éstas se
hacen colapsar.
LABORES DEL GEÓLOGO DE MINAS
INTRODUCCIÓN
El papel del geólogo en una mina fue variando significativamente durante el
siglo XX. En los primeros tiempos, la labor geológica en una mina (si es que se
realizaba alguna) era llevada a cabo por un ingeniero de minas, con mayores o menores
conocimientos sobre el tema. En los años 20, al disminuir la producción de oro en un
yacimiento, se pidió opinión a otro experto, un geólogo; así, en la actualidad, cualquier
empresa medianamente importante, dispone de un departamento de Geología. Dicho
departamento deberá tener un diálogo fluido y permanente con algunos departamentos
de ingeniería (explotación, metalurgia). Esto es vital, ya que el ingeniero debe conocer
de la manera más precisa posible el sector de la mina que se va a explotar, empezando
por las características geotécnicas de la roca. En lo que se refiere a la parte metalúrgica
la labor del geólogo es doble.: por una parte debe indicar de manera exacta las leyes del
mineral que entrará en la planta de tratamiento, y por otra las características
mineralógicas y texturales de la mena y la ganga.
LABORES DEL GEÓLOGO DE MINAS
→ Mapas geológicos, cartografía dentro de la mina: El geólogo deberá trabajar en
condiciones de poca visibilidad, polvo, ruido, … La escala de trabajo es de detalle,
normalmente 1: 500, y se trabaja sobre una cuadrícula de coordenadas N y E
previamente establecida, muy parecida a lo que es un mapa con coordenadas UTM.
Normalmente las galerías estarán ya trazadas en la cuadrícula que lleva el geólogo
en su carpeta de trabajo. Si esto no es así (minas antiguas, abandonadas), el
problema se resuelve fácilmente realizando un levantamiento de interior mediante
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→
→
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→
brújula y cinta. El geólogo suele contar con un ayudante (minero con ciertos
conocimientos sobre el tema), que colaborará en la toma y etiquetado de muestras, y
en la determinación de las distancias (a partir de una estación de control) a las que
el geólogo va realizando sus mediciones y toma de notas. Debido a las operaciones
de voladura de roca, las paredes y el techo de las galerías suelen estar cubiertos de
polvo. Este deberá ser previamente removido mediante riego para facilitar la labor
del geólogo. Lo primero que hay que definir es el nivel de cartografía, es decir, la
altura sobre el piso de la galería a la que se va a representar el mapa en planta; esta
altura definirá un plano horizontal teórico que intersecta las paredes de la galería
(waist-high proyection plane); esta altura será estándar para toda la mina, y suele
coincidir con la altura de la cintura del geólogo, por lo que en algunos países se
denomina "cartografiar a la altura de la cintura".
Litología
Estructura (fallas, diaclasas)
Estudios mineralógicos; morfología, si es filoniana dibujaremos el filón, si es
diseminada utilizaremos una simbología ad hoc; mineralogía de mana y ganga.
Alteración hidrotermal del encajante
Estimación de reservas
Testificación de sondeos
MINERÍA Y ATMÓSFERA-HIDROSFERA
INTRODUCCIÓN
Es importante resaltar el concepto temporal-continuo que posee la EIA: estado
del medioambiente "antes", "durante", y "después" de la actividad industrial. Esto
significa en términos prácticos, que los promotores de la actividad deberán predecir los
cambios que se producirán en el medio, y sugerir medidas correctoras que impidan o
mitiguen en lo posible los inherentes trastornos que serán causados, incluyendo un plan
que permita restaurar (lo más cercanamente posible) el medio físico y biológico a su
estado original.
En la minería moderna, la recopilación de datos ambientales debe comenzar a la
vez que la etapa de exploración. Una vez que un depósito mineral ha sido descubierto
como resultado de la campaña de exploración, se pasa a la EIA propiamente dicha.
EIA EN MINERÍA
En la EIA tenemos que distinguir un primer apartado que consiste en la
investigación de Línea Base (baseline), es decir, una auditoría del estado del
medioambiente, antes de que empiece la actividad minera; un segundo apartado
correspondiente a la descripción y análisis de los potenciales impactos ambientales
derivados del proyecto minero (análisis predictivo); una tercera etapa consistente en un
plan de rehabilitación y uso final del terreno. La EIA tiene que estar completada antes
de que empiecen las labores mineras (este será el requisito fundamental para solicitar el
permiso de explotación del recurso mineral a las autoridades pertinentes).
Los proyectos mineros son diferentes a los del resto de las actividades
industriales, ya que la localización de una mina viene predeterminada por la
localización del recurso mineral explotable (valor localizado de un recurso mineral);
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Además, el comienzo de la actividad minera viene precedido por un largo proceso de
exploración regional y evaluación local, que puede llevar entre 10 y 15 años: si la
campaña de exploración ha dado sus frutos, la compañía minera deberá a empezar la
investigación de línea base; la línea base permite desarrollar un marco de referencia
para poder controlar adecuadamente los cambios medioambientales generados durante y
después de la actividad minera; por eso, la investigación de línea base, debe realizarse
antes de que el medio sea afectado considerablemente.
Línea base
Los aspectos a considerar en una investigación de línea base son diversos y en
algunos casos complejos. La importancia de unos y otros variará en función de las
características del proyecto minero y el medio dónde se desarrollará; de cualquier
manera, aún las regiones más áridas del planeta albergan vida, y en algunos casos
pueden constituir ecosistemas únicos; el hecho de que un geólogo o un ingeniero no
sean capaces de reconocer dichos hábitats no significa que no existan, de ahí que resulte
vital contar con otros profesionales, por ejemplo, botánicos, zoólogos, para la
realización de la EIA.
En términos generales, la investigación de línea base debe contar con el paisaje
(zonas de reconocida belleza, tengan o no la categoría de protección); Hábitat
(territorio que presenta unas condiciones ambientales determinadas y que está habitado
por un conjunto de seres vivos para los que tales condiciones son las adecuadas);
Suelos (se deberá contar con una adecuada caracterización de éstos, que permita prever
los problemas que puedan derivarse de la infiltración de efluentes mineros); Flora (aquí
debemos disponer de un catálogo florístico (listado de plantas), poniendo especial
énfasis en aquellas plantas que reciben una especial protección por estar en peligro de
extinción; Fauna (tratamiento equivalente al de la flora); Geoquímica (características
químicas de la zona, poniendo especial énfasis en los suelos); Rocas (la investigación
geológica previa generará sin duda abundantes mapas, sin embargo en este apartado
deberemos prestar especial atención a la fracturación (fallas redes de diaclasas), con
vistas a evaluar las posibles infiltraciones de soluciones); aguas superficiales y
subterráneas (extensión y morfología de cuenca de drenaje, características químicas de
los cursos de superficie y lagos, características químicas de las aguas subterráneas,
variaciones estacionales del nivel freático, productividad de los pozos de agua); Usos
del suelo (agricultura, ganadería); Ciencia y cultura (zonas de interés geológico,
paleontológico, arqueológico, antropológico).
Descripción y análisis de los impactos ambientales potenciales y medidas
correctoras
Por definición todo proyecto minero causará un severo impacto en una zona.
Una vez completada la línea base, la EIA debe incluir un listado de los impactos
ambientales que podría generar el proyecto minero, y por supuesto, deberá incluir
además un listado de las medidas correctoras que se adoptarán: Impacto visual (a
menudo la visión de una mina y sus instalaciones es el único contacto que tiene la gente
con la actividad minera; así el informe de EIA deberá dejar claro cual será la extensión
de dicho impacto y las medidas correctoras que se adoptarán); Manejo de las aguas
(otro de los puntos esenciales del informe, que deberá tener en cuenta el control de
escorrentías y procesos erosivos, la capacidad de almacenamiento de agua para las
actividades de mina y planta de tratamiento de minerales, la minimización del impacto
causado por la extracción de aguas subterráneas, la prevención de fenómenos de
contaminación de las aguas subterráneas y superficiales); Flora y fauna (las actividades
mineras impactarán negativamente en la flora y fauna; aún siendo subterránea, afectará
a la fauna debido a la presencia humana, maquinaria, movimiento de vehículos, o
Geología Minera y Minería Ambiental
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Óscar Pintos
ruido); Ruido (puede ser importante si las operaciones mineras se desarrollan cerca de
núcleos urbanos, y si no, el ruido afectará a la fauna; Vibraciones (inducidas por las
voldaduras, explosiones y/o subsidencias del terreno); Polvo y otras emisiones a la
atmósfera (el polvo puede ser un problema serio en regiones áridas y semi áridas si
existen centros urbanos en las cercanía de la explotación minera, y si no, el polvo
afectará a la vegetación, ya que si las hojas se recubren de polvo disminuye la capacidad
de fotosíntesis de la planta, y/o se obstruyen los estomas impidiendo la absorción de
CO2; otro problema, es la combustión de los motores de los vehículos y maquinaria
minera, y muy importantemente, las producidas por las fundiciones); Tráfico (el
movimiento de camiones y otros vehículos causa trastornos en la comunidades locales,
generando ruidos, perdida de seguridad vial, y problemas con el mantenimiento de las
carreteras); Manejo de productos químicos, hidrocarburos, y explosivos; Manejo de
riesgos; Manejo de materiales de desecho; Incidencia socioeconómica (empleo directo
o indirecto, movimiento de personas, inversión en las comunidades locales,
infraestructuras adicionales, impacto en el estilo de vida, impacto en las actividades
locales de agricultura y/o ganadería)
Rehabilitación y uso final del terreno
Con respecto al uso final del terreno, existe una diversidad de usos finales
posibles para un terreno que ha sido sujeto a actividades mineras: retorno a las
condiciones iniciales (dependiendo de si existía o no agricultura); usos industriales
(dichas usos deberán contar con su propia EIA); lagos o lagunas artificiales para uso
recreativo (hay que tener en cuenta las características hidrogeológicas y geoquímicas
del terreno); vertederos controlados.
Con respecto al plan de rehabilitación progresiva, éste deberá describir, por lo
menos de manera conceptual, los trabajos de rehabilitación que se llevarán a cabo
durante la actividad minera, el cómo se realizarán, y la secuencia de los trabajos. Se
tendrán en cuenta las balsas de estériles, escombreras de estériles y pilas de mineral
tratadas, sectores de la mina que van siendo abandonados. Se incluirán los siguientes
apartados: Revegetación, densidad de plantas, diversidad de especies, productividad de
los terrenos agrícolas, ángulo final de pendiente, química y los sólidos en suspensión de
las aguas de escorrentía.
CLASIFICACIÓN DE IMPACTOS AMBIENTALES
Los impactos que produce la minería desde el punto de vista ambiental se puede
clasificar de muy diversas formas:
→ Según sea un impacto directo, o indirecto sobre el medio.
→ Según sea a corto o a largo plazo.
→ Según sea reversible o irreversible (a escala humana).
→ Según sea local o externo.
→ Evitable o inevitable.
Por otra parte, en función de los aspectos del medio que modifican, los impactos
generados pueden ser:
→ Acciones que modifican el uso del suelo.
→ Acciones que implican la emisión de contaminantes (sólidos, líquidos, ruidos).
→ Acciones que implican sobreexplotación de recursos (agua)
→ Acciones que implican la modificación del paisaje (casi todos)
→ Acciones que repercuten en las infraestructuras
→ Acciones que modifican el entorno social, económico y cultural.
También, en función del momento en que se producen, podemos considerar
diversos impactos:
Geología Minera y Minería Ambiental
13
Óscar Pintos
→ Durante la fase de instalación.
→ Durante la fase de explotación propiamente dicha.
→ Durante la fase de abandono o cese de la explotación.
MINERÍA Y ATMÓSFERA
Una parte de las radiaciones del Sol que llegan a la atmósfera son absorbidas,
mientras que otra parte son reflejadas. La Tierra, a su vez, emite radiaciones de manera
similar a un cuerpo negro en función de la temperatura. La presencia de la atmósfera
impide que se den grandes variaciones de temperatura. Este efecto amortiguador se
denomina efecto invernadero (realiza un trabajo semejante al de los invernaderos, cuyos
plásticos son altamente transparentes a las radiaciones solares, y muy opacos a las de la
banda térmica de la Tierra). La variación de la concentración de vapor de agua en las
horas de sol actúa enérgicamente sobre este efecto invernadero, más que todas las
emisiones de anhídrido carbónico que produce la actividad industrial. Las plantas del
planeta también emiten anhídrido carbónico por la noche, pero tras su muerte, si la
planta no es enterrada rápidamente, el carbono presente en las formas orgánicas
reducidas (CHn) se oxidará, retornando a la atmósfera como CO2.
Con respecto a la contaminación, existen dos mecanismos que favorecen las
concentraciones de contaminación: la inversión térmica (en las noches depejadas, el
suelo pierde calor por radiación, y las capas cercanas a él se enfrían más rápidamente
que las superiores, creándose un gradiente positivo térmico con la altitud, lo que
provoca que el aire cálido queda atrapad entre las dos capas de aire frío sin poder
circular; los contaminantes se almacenarán comprimiendo la capa de aire frío) y el
efecto de isla de calor (específico del ambiente urbano; el pavimento, la ausencia de
aire en movimiento, y la gran cantidad de construcciones, provocan una concentración
de calor superior al registrado en las áreas rurales que rodean la ciudad; además, el calor
recibido durante el día es retenido durante la noche por un espacio de tiempo mayor en
el área urbana que en la rural, lo que da origen a un ciclo cerrado de circulación del aire
favoreciendo la concentración de los contaminantes).
Por desgracia, la minería produce a la atmósfera, una serie de emisiones sólidas
(polvo, fundamentalmente durante las voladuras, pero también durante la carga y el
transporte), gases (pirometalurgia, escapes de vehículos, gases liberados durante
algunos procesos concretos), ruidos (voladuras, maquinaria, lanza térmica), y onda
aérea.
MINERÍA E HIDROSFERA
Al igual que sobre la atmósfera, la minería también puede tener efectos de
consideración sobre las aguas que componen la hidrosfera. La minería produce o puede
producir efectos importantes sobre los ríos, aguas subterráneas, y aguas de mares
semicerrados, y en menor medida sobre los océanos mayores.
Los parámetros que miden la calidad del agua desde el punto de vista químico
son el pH (el valor de 7 indica la neutralidad, y por tanto, el valor más adecuado), la
temperatura (modificada antrópicamente), contenido en gases (el oxígeno, el más
importante, se puede incorporar desde la atmósfera o por fotosíntesis), contenido en
sales (un cierto contenido en sales, es necesario como nutrientes para la mayor parte de
los organismos vivos), sólidos en suspensión (todas las aguas tienen partículas en
suspensión; la gran concentración a parte de una mala presencia, puede ocasionar
efectos de absorción-adsorción de elementos pesados a dichas partículas), contenido
orgánico (por un lado, pueden ser perjudiciales, o producir efectos adversos aunque no
Geología Minera y Minería Ambiental
14
Óscar Pintos
tóxicos: olor, color; y por otra parte, constituyen la base de la alimentación de algunos
microorganismos, produciendo su proliferación).
Los parámetros que miden la calidad del agua desde el punto de vista
biológico son la Demanda Biológica de Oxígeno (DBO: requerimiento de oxígeno
producido por la biodegradación de la materia orgánica contenida en el agua), la
Demanda Química de Oxígeno (DQO: medida mucho más exacta que la anterior, que
hace referencia a la cantidad de oxígeno consumido en medio sulfúrico y con dicromato
potásico que es necesaria para la oxidación de la materia mineral y orgánica,
biodegradable o no, presente en las aguas residuales), y el Carbono Orgánico Total
(TOC: representa el carbono orgánico total, medido durante la absorción en el
infrarrojo, producido por la oxidación catalítica completa del carbono orgánico de la
muestra; esta medida presenta las mismas características que la DQO, y se puede
realizar de forma más rápida y precisa).
El agua y la salud humana
Altas concentraciones de arsénico producen envenenamiento (vómitos, diarrea,
dolores), de cadmio, náuseas, contracciones musculares, vómitos, diarrea, afección al
riñón, riesgo de cáncer, … de metilmercurio, náuseas, vómitos, puede conducir a
condiciones crónicas que simulan desórdenes psíquicos: irritabilidad, miedo, depresión,
dolores de cabeza, fatiga, inhabilidad para aceptar críticas o concentrarse, amnesia,
insomnio, respuestas emocionales exageradas; de nitritos, asfixia en niños, …
En cualquier caso, el exceso de sales (aguas duras) puede llegar a producir
problemas que implican la formación de cálculos renales, mientras que las aguas pobres
en sales (aguas blandas) producen otros, como la desmineralización de huesos y dientes.
Efectos de la minería
Los principales efectos de las actividades mineras, son la contaminación de
aguas debidas a la propia naturaleza de los materiales explotados y aniones asociados,
contaminación de aguas debidas al uso de técnicas de lixiviación en pila de metales,
donde el agente lixiviante puede ser el ácido sulfúrico (para el cobre) o el cianuro de
sodio (para el oro); contaminación de aguas debido a su empleo en procesos
postmineros (Ej.: lavado por flotación); contaminación de las aguas debido a factores
indirectos: arrastre de partículas por el viento u otros mecanismos a aguas de áreas más
o menos alejadas de la explotación.
En cualquier caso, los efectos de la minería sobre las aguas se traducen en
movilización de partículas sólidas, adición de sales al agua, adición de metales pesados
a las aguas, cambio del pH de las aguas
Drenaje ácido de mina
Sin duda, el mayor problema que representa la minería frente a las aguas es la
formación del denominado drenaje ácido de mina (“acid mine drainage”, AMD),
consistente en la emisión o formación de aguas de gran acidez, por lo general ricas en
sulfatos, y con contenidos variables en metales pesados. Dicho drenaje se desarrolla a
partir de la lixiviación de sulfuros metálicos y/o de la pirita presente en carbones. Puede
tratarse de mineral sulfurado in situ (causa no antropogénica), o de escombreras
(mineral dumps).
CONTAMINACION DE SUELOS
Geología Minera y Minería Ambiental
15
Óscar Pintos
INTRODUCCIÓN
Uno de los efectos más indeseados de la actividad industrial y minera es la
contaminación del suelo. Al suelo, es en principio, a donde van a parar gran parte de los
desechos líquidos y sólidos de cualquier actividad humana, así como los desechos
geológicos.
Buena parte de estos desechos, se pueden considerar, de forma más o menos
clara, relacionados con la actividad minera: los metales pesados (aunque una buena
parte proceden de procesos de combustión: plomo en las antiguas gasolinas), las cenizas
de carbón, los hidrocarburos (procedentes de procesos de transporte), los radionucleidos
artificiales, las emisiones de gases derivados de la combustión de carbón. Incluso un
mecanismo “geológico” es un excelente indicador de los procesos de contaminación
atmosférica: el mal de la piedra, que afecta de forma cada vez más evidente a los
monumentos, sobre todo a los situados en la atmósfera urbana, fuertemente agresiva.
Venecia es una de las ciudades más afectadas por este proceso; las esculturas y frisos de
mármol son particularmente sensibles al ataque químico en medio ácido.
A pesar del impacto directo de los contaminantes sobre el suelo, el interés social
sobre la protección de éste ha sido muy posterior al manifestado por el aire y el agua,
probablemente porque los efectos de esta contaminación no son tan evidentes, sino que
se ponen de manifiesto a más largo plazo.
CONTAMINANTES DE ORIGEN MINERO
La minería en su conjunto produce toda una serie de contaminantes gaseosos,
líquidos y sólidos, que de una forma u otra van a parar al suelo. Esto sucede ya sea por
depósito a partir de la atmósfera como partículas sedimentadas o traídas por las aguas de
lluvia, por el vertido directo de los productos líquidos de la actividad minera y
metalúrgica, o por la infiltración de productos de lixiviación del entorno minero: aguas
provenientes de minas a cielo abierto, escombreras (mineral dumps), …, o por la
disposición de elementos mineros sobre el suelo: escombreras, talleres de la mina u
otras edificaciones más o menos contaminantes en cada caso. La presencia de gases
contaminantes de origen minero en la atmósfera constituye sin duda un problema
menor frente a los de origen industrial o urbano, ya que sus volúmenes, comparados con
los emitidos por otro tipo de actividades, suelen ser limitados. Las excepciones son las
relacionadas con la actividad metalúrgica (sobre todo de sulfuros) o de procesos de
combustión directa de carbón. En estos casos, las emisiones gaseosas suelen ser ricas en
SO2-SO3, lo que implica, la formación de la denominada lluvia ácida. La lluvia ácida
puede producir efectos más o menos importantes en función de la alcalinidad del suelo:
cuando el suelo contiene abundantes carbonatos tiene una alta capacidad de neutralizar
estos efectos, mediante la formación de sulfato cálcico y liberación de CO2. A su vez, el
CO2 liberado en el proceso puede combinarse con el agua del suelo produciendo ácido
carbónico y bicarbonatos, que en todo caso son menos fuertes que los ácidos derivados
del azufre. Así pues, en ausencia de agentes neutralizadores (carbonatos) la lluvia ácida
acaba produciendo una acidificación del suelo, que degrada y oxida la materia orgánica
que contiene, reduciendo considerablemente su productividad agronómica y forestal.
Además, puede producir tanto la movilización de algunos componentes a través de la
formación de sales solubles, como la inmovilización agronómica de otros, que pueden
pasar a formar compuestos artificiales insolubles.
Por su parte, los vertidos líquidos que llegan al suelo pueden tener efectos muy
variados en función de su composición: Las escombreras pueden inducir la infiltración
de aguas de lixiviación, más o menos contaminadas en función de la naturaleza de la
Geología Minera y Minería Ambiental
16
Óscar Pintos
mena presente en la escombrera en cuestión; también producen un importante efecto de
apelmazado del suelo, relacionado con el peso de los materiales acumulados, que
cambia completamente el comportamiento mecánico de éste incluso después de retirada
la escombrera; otro efecto es el de recubrimiento, que evita la formación y acumulación
de la materia orgánica, y el intercambio de gases con la atmósfera; Los procesos
derivados de la lixiviación en pila (heap leaching), comúnmente utilizados para la
extracción metalúrgica de uranio, cobre y oro, también afectan negativamente, ya que la
mena triturada es dispuesta en agrupamientos rectangulares de unos metros de altura
sobre bases impermeables, y se riegan mediante aspersores con una solución de ácido
sulfúrico (para el cobre y uranio); en cuanto al oro, su lixiviación se basa en la
utilización de compuestos cianurados (normalmente cianuro de sodio); En los talleres
de las minas, también hay mucho riesgo debido a la gran acumulación de
hidrocarburos; También, en otros edificios mineros como lavaderos, polvorines,
oficinas, …
Vulnerabilidad del suelo ante los contaminantes químicos
Los efectos en el suelo en relación con la presencia de contaminantes pueden ser
variados, e incluso variar con el tiempo o con las condiciones climáticas. En unos casos
los contaminantes se acumulan en formas lábiles, de alta solubilidad, de forma que están
disponibles para que los animales y vegetales que viven sobre el mismo puedan
captarlos, y sufrir sus efectos tóxicos. También pueden facilitar la contaminación de los
acuíferos, ya que las aguas de infiltración pueden incorporar a éstos los contaminantes.
Pero también pueden tener un efecto absorbente, actuando como un biofiltro altamente
reactivo que facilita la inmovilización de los contaminantes gracias a procesos físicos
(filtración), físico-químicos (neutralización), químicos (sorción, precipitación,
complejación, degradación química) o biológicos (biodegradación). En este sistema
juegan un papel especialmente importante las arcillas, debido a sus propiedades de
absorción, adsorción e intercambio iónico. Sin embargo, cuando se supera la capacidad
de amortiguación del suelo, éste se convierte de hecho en fuente de contaminación. De
igual forma, un cambio en las condiciones climáticas puede producir la reversibilidad
del proceso. Por ello a menudo se habla de que la presencia de contaminantes en el
suelo constituye una bomba de tiempo química, que aunque en un determinado
momento no produce efecto alguno, si puede hacerlo en un futuro. En relación con ello,
tenemos que definir el concepto de Carga Crítica de un suelo, como la cantidad
máxima de un determinado componente que puede ser incorporado a un suelo sin que se
produzcan efectos nocivos. Así, hablaremos también de geodisponibilidad (la minería
pone en el suelo elementos que no estaban o estaban en menor abundancia) y
biodisponibilidad (se refiere a la capacidad que los organismos tienen para absorber
ciertas sustancias).
METALES PESADOS
INTRODUCCIÓN
Se habla mucho de los metales pesados, sin indicarse sin embargo, qué son, y
específicamente, el cómo y por qué son peligrosos. Se denomina metales pesados a
aquellos elementos químicos que poseen un peso atómico comprendido entre 63.55
(Cu) y 200.59 (Hg), y que presentan un peso específico superior a 4 g/cm3. Cabe
destacar que en esta categoría entran prácticamente todos los elementos metálicos de
Geología Minera y Minería Ambiental
17
Óscar Pintos
interés económico, por tanto, de interés minero. Lo que los hace tóxicos, no son en
general sus características esenciales, sino las concentraciones en las que pueden
presentarse, y casi más importante aun, el tipo de especie que forman en un determinado
medio.
Todos los metales pesados se encuentran presentes en los medios acuáticos (el
agua químicamente pura no existe en la naturaleza), aunque sus concentraciones (en
ausencia de contaminación) son muy bajas. Los metales pesados se encuentran en estas
aguas como coloides, partículas minerales (sólidos en suspensión), o fases disueltas
(cationes o iones complejos). Las formas coloidales suelen dar lugar a la formación de
hidróxidos, mientras que las partículas sólidas incluyen una gran variedad de minerales.
Las fases disueltas pueden a su vez ser capturadas por adsorción o absorción en arcillas
o hidróxidos. Adicionalmente, los compuestos orgánicos pueden constituir fases con
gran capacidad de captura de cationes metálicos, que en ocasiones dan lugar a fases
extremadamente tóxicas (Ej.: metilmercurio). A su vez la química del sistema acuoso
regula las tasas de adsorción-absorción en el sistema agua-sedimento. La adsorción
remueve el metal de la columna de agua; la desorción lo incorpora nuevamente a ésta.
Los parámetros que regulan el sistema son: la salinidad, el potencial redox (Eh), y el
pH: Un incremento de la salinidad conlleva una competencia, entre metales pesados y
metales de los grupos I y II, por los sitios de ligazón (Ej.: espaciado interlaminar en las
arcillas), lo que se traduce en la expulsión de los metales pesados, y su devolución a la
columna de agua; Un incremento del Eh genera la inestabilidad de los compuestos
reducidos, poniendo el metal en solución; Un decrecimiento del pH (ligado a la
oxidación de especies sulfuradas) induce la disolución de compuestos metal-carbonato y
aumenta la solubilidad de los metales disueltos.
Límites de toxicidad
La Agencia de Protección Ambiental (EPA) de los Estados Unidos ha
determinado una serie de límites para las concentraciones de metales pesados. Por
encima de éstos, los metales pueden causar graves trastornos en los seres vivos, y
finalmente ocasionar la muerte. A continuación, se muestran de forma orientativa, los
límites para la salud humana:
As
Cd
Cr
Cu
Hg
Ni
Pb
Zn
0.05 mg/l
10 µg/l
0.05 mg/l (+)
1.0 µg/l
144 ng/l
632.0 µg/l
50.0 µg/l
5.0 µg/l
Los principales trastornos, que se pueden dar, son cambios histológicos o
morfológicos en los tejidos, cambios en la fisiología como supresión del crecimiento y
desarrollo, torpeza para nadar, cambios en la bioquímica del organismo, tales como en
la actividad enzimática, y química de las sangre. trastornos del comportamiento,
cambios en la reproducción,
PROBLEMAS MEDIOAMBIENTALES CONCRETOS
Geología Minera y Minería Ambiental
18
Óscar Pintos
PLOMO
El plomo se encuentra presente en un gran número de minerales, siendo la forma
más común el sulfuro de plomo (galena: PbS). También son comunes, aunque en orden
decreciente, la cersusita (PbCO3) y la anglesita (PbSO4). El plomo es un metal
difícilmente movilizable, y bajo condiciones oxidantes la galena da origen a minerales
tales como la cersusita y anglesita. Así, el principal riesgo relacionado con la minería
del plomo no radica en la posible puesta en solución de este metal (precipita
rápidamente como carbonato o sulfato), sino en lo que concierne a los procesos
metalúrgicos de las menas de plomo (fundiciones).
ARSÉNICO
El arsénico se encuentra presente en más de 200 especies minerales, siendo la
arsenopirita (FeAsS), la enargita (Cu3AsS4), y la tennantita (Cu12As4S13) las más
comunes. Por razones no determinadas, la arsenopirita es muy común en los
yacimientos minerales europeos, mientras que la enargita lo es en los yacimientos de la
cadena andina, donde constituye una mena principal de cobre. La solubilización de las
formas sulfuradas de arsénico no es fácil. Esto es claro en el caso de la arsenopirita, la
que por ser en ocasiones portadora de inclusiones de oro, ha constituido un tema de
numerosos estudios con resultados poco claros hasta la fecha. Sin restarle importancia al
problema de la solubilización de especies minerales arsenicales, la principal fuente de
contaminación está relacionada, al igual que en el caso de plomo, con el tratamiento
metalúrgico de los minerales de arsénico. En concreto, los procesos de fundición de
concentrados de cobre, que incluyan la presencia de minerales arsenicales, pueden dar
lugar a intensos problemas de contaminación por vía aérea (arsénico que escapa por las
chimeneas), en la forma de As2O3. El arsénico que así escapa se deposita luego en los
suelos del entorno de la fundición. Dependiendo del volumen de las emisiones y el
régimen de vientos, el problema puede extenderse por decenas de kilómetros y más.
MERCURIO
La forma principal de mercurio en la naturaleza es el cinabrio (HgS), el que
constituye la mena principal para la obtención de este metal. Otras formas minerales
incluyen la corderoita (Hg3S2Cl2), la livingstonita (HgSb4S8), y formas supergénicas
tales como el mercurio nativo (Hg), el calomelano (HgCl2), y la schuetteita
(Hg3(SO4)O2). El distrito minero de Almadén en España, el más importante del mundo
en términos históricos y de producción; posee una mineralogía muy simple que incluye
cinabrio como mena mercurial. El único mineral supergénico de mercurio reconocido en
el distrito es la schuetteita, la que aparece como costras recubriendo rocas en las
proximidades a escombreras de mineral (mineral dumps). De todas las especies de
mercurio conocidas, la más peligrosa es sin duda el metilmercurio (CH3Hg). Aunque la
forma exacta en que se produce la metilación del mercurio se desconoce, se sabe que en
el proceso intervienen bacterias que participan en el ciclo SO42- - S2-. Estas bacterias,
que por lo tanto contendrán metilmercurio, son consumidas por el peldaño superior de
la cadena trófica, o bien lo excretarán. En este último caso el metilmercurio puede ser
rápidamente adsorbido por el fitoplancton y de ahí pasar a los organismos superiores.
Debido a que los animales acumulan metilmercurio más rápido de lo que pueden
excretarlo, se produce un incremento sostenido de las concentraciones en la cadena
trófica (biomagnificación). Así, aunque las concentraciones iniciales de metilmercurio
en el agua sean bajas o muy bajas, los procesos biomagnificadores acaban por convertir
el metilmercurio en una amenaza real para salud humana.
Geología Minera y Minería Ambiental
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Óscar Pintos
El metilmercurio, afecta al sistema inmunológico, altera los sistemas genéticos y
enzimáticos, daña el sistema nervioso (coordinación, sentidos del tacto, gusto, y visión),
induce un desarrollo anormal de los embriones (efectos teratogénicos) ya que los
embriones son 5 a 10 veces más sensibles a los efectos del mercurio que un ser adulto.
CADMIO
Los minerales de cadmio, no se encuentran en concentraciones y cantidades
suficientes como para justificar una actividad minera específica por el elemento. Entre
los minerales de cadmio, la greenockita (CdS) es el más común. Este mineral se
encuentra casi siempre asociado con la esfalerita (ZnS). De esta manera, el cadmio se
recupera principalmente como un subproducto de la minería, fundición, y refinación del
zinc, y en menor grado de la del plomo y cobre. De media, se recuperan unos 3 kg de
cadmio por tonelada de zinc. Debido a su toxicidad, el cadmio se encuentra sujeto a una
de las legislaciones más severas en términos ambientales y de salud humana. En la vida
acuática, el cadmio puede incorporarse a los peces por ingestión o por las agallas,
acumulándose en el hígado e intestinos, y produciendo anemia, pobre mineralización de
los huesos, problemas nefríticos, anomalías en el desarrollo y comportamiento, …
RESTAURACIÓN Y REMEDIACIÓN
INTRODUCCIÓN
Hay que diferenciar tres aspectos importantes: la prevención del impacto (que se
desarrollará antes o durante las labores de explotación), la restauración (land
reclamation) del terreno, que consiste básicamente en devolverle en lo posible su
aspecto original, y la remediación (remediation), que pretenderá solucionar los
problemas de mayor calado, no solucionables mediante la simple restauración.
Una cuestión previa al planteamiento del problema de la restauración y la
remediación suele ser la posibilidad de que los estériles que se produzcan en el proceso
(ya sean las escombreras de la propia mina, o de lavadero) tengan alguna utilidad, lo
que evidentemente reducirá en parte los problemas posteriores. Aplicaciones posibles
para estos materiales serían, áridos, materiales cerámicos, aprovechamiento energético
(los que poseen carbón), agricultura, reutilización de suelos, …
RESTAURACIÓN
La restauración de un terreno afectado por la minería consiste en devolverle en
lo posible su aspecto original, previo a la realización de las labores de extracción
minera. En concreto, en España está regulada legalmente, incluso mediante una fianza
que es necesario depositar en la correspondiente Jefatura de Minas, y que solamente se
restituye a la empresa explotadora una vez que han llevado a cabo los correspondientes
trabajos. Todo esto de acuerdo con un Proyecto inicial de restauración, presentado al
solicitar el correspondiente permiso de explotación, y con el visto bueno de la autoridad
correspondiente.
A la hora de plantear una restauración, dos son los objetos principales de nuestro
trabajo: la cavidad minera dejada por la actividad y las balsas y escombreras. En
ocasiones el problema se reduce a uno, puesto que podremos rellenar la cavidad
Geología Minera y Minería Ambiental
20
Óscar Pintos
desmantelando las escombreras y utilizándolas para la labor de relleno. Sin embargo,
esto no siempre es posible, por lo que en la actualidad se considera como muy
conveniente para el proceso extractivo la denominada “minería de transferencia”, en la
que al irse completando la explotación en una zona del yacimiento se va recuperando
simultáneamente la explotación mediante los materiales que se extraen en otra zona del
yacimiento.
Las cavidades producidas por la minería a cielo abierto tienen su principal
problemática en su efecto sobre el paisaje, sin descartar otras considerables, como su
peligrosidad para personas y ganado, la pérdida de terrenos para su aprovechamiento
agrícola, y la posibilidad de formación de aguas ácidas en su fondo. Por otra parte, las
cavidades producidas por la minería subterránea presentan sobre todo riesgos de
subsidencia, que pueden afectar a las poblaciones instaladas sobre la zona explotada.
También pueden generar riesgos de caída de personas y ganado (pozos abiertos), y de
contaminación de acuíferos Cuando existen problemas de subsidencia, la única solución
es rellenar la cavidad, a ser posible con materiales compactos (cemento), lo cual sin
duda representa un alto coste económico.
Las escombreras tienen su principal problemática en el diseño inicial. Cuando
éste es adecuado, se procura evitar su impacto visual, ya sea por localización, o por
integración paisajística. Los criterios de localización serán los que eviten que la
escombrera sea vista desde las zonas pobladas o de tránsito, y solo será posible si la
zona tiene una cierta orografía. Los de integración paisajística a menudo requieren
también topografía abrupta, puesto que en zonas llanas pretender la integración supone
aplanar mucho la escombrera, afectando a una extensión mucho mayor. Un parámetro
vital a ser considerado es el del aislamiento físico-químico, que evite los problemas de
dispersión de contaminantes químicos por lixiviación y posterior transporte, por
infiltración o por escorrentía. No obstante, el principal problema lo suelen plantear las
escombreras ya existentes, emplazadas y construidas sin criterio medioambiental.
La solución a los problemas derivados de los vertidos de las aguas residuales de
las instalaciones mineras a cauces superficiales pasa por su depuración, que estará
soportada por una tecnología adecuada a este fin, en función de las características físicoquímicas de cada caso concreto. Algunas de las técnicas que se pueden emplear son la
neutralización (se suelen emplear carbonatos), eliminación de sales indeseables,
eliminación de metales pesados (porción por parte de elementos u organismos capaces
de absorberlos en su estructura).
LOS MINERALES INDUSTRIALES EN LA VIDA
CONTIDIANA
INDUSTRIA MINERA
Geología Minera y Minería Ambiental
21
Óscar Pintos
La minería energética (carbón, petróleo, gas, uranio, …), se dedica a la
industria de la energía, transporte, química orgánica, plásticos, …
La minería metálica (hierro, aluminio, cobre, zinc, plomo, …), se dedica a la
industria del acero, electrónica, construcción, moneda, …
La minería no metálica se divide en productos de construcción (áridos, arcillas
comunes, arenas y gravas, yeso, piedra natural, …) que se dedican a la industria de los
cementos, cerámica industrial, hormigón, edificación, …; y los minerales industriales
(sales, potasas, caolín, sílice, arcillas blancas, barita, …), que se dedican a la industria
química, cerámica fina, fertilizantes, refractarios, cargas, pigmentos, …
ROCAS Y MINERALES INDUSTRIALES
Roca, mineral o producto natural susceptible de adquirir mediante tratamiento,
un valor añadido en el mercado, usados como materia prima o aditivos en un amplio
rango de manufacturas u otras industrias (IMA). Son aquellas sustancias minerales
utilizadas en procesos industriales, directamente o mediante una preparación adecuada
en función de sus propiedades y/o químicas, más que por las sustancias, elementos o
energía que se puedan extraer de ellas (IGME).
Muchas de las cosas que nos rodean, son o contienen rocas y minerales
industriales (la moqueta de carbonato cálcico, la bombilla de arenas de sílice, los platos
de cerámica, la joyería, el lápiz de grafito y arcilla, el papel de bentonita y zeolita, las
gasolinas de petróleo, los plásticos de wollatonita, mica, talco, arcillas, …). Es difícil
establecer el límite entre los minerales metálicos y los no metálicos, al ser el uso el que
establece la frontera, y éste depende de los avances tecnológicos.
PRINCIPIOS DE ECONOMÍA MINERA. LAS ROCAS Y
MINERALES INDUSTRIALES EN ESPAÑA/EUROPA
INTRODUCCIÓN. PRODUCCIÓN MUNDIAL
Geología Minera y Minería Ambiental
22
Óscar Pintos
LA MINERÍA EN EUROPA
Aunque se registraron 60000 explotaciones mineras de minerales no energéticos
y unas 20000 de áridos, el número de las mineras se reduce cada año, aumentando el de
áridos. Ocupa 500000 trabajadores, mientras que la industria de los minerales no
energéticos cuenta con 250 000 operarios, lo que implica, que alrededor de 2 millones
de ciudadanos, dependen de la minería no energética.
Las ventas totales de material a pie e mina alcanzan los 8000 Mt (aunque el
material total extraído podría estar en el orden de las 20 000 Mt); Solo el sector de los
áridos produce 3000 Mt.
En Alemania o los Países Bajos, los metales y las rocas de construcción y los
minerales industriales representan un consumo de entre 33 y 27 toneladas per capita
(39,7% y 34,6% del consumo total de materiales), muy próximo al consumo de
combustibles fósiles (39 y 25 t per capita respectivamente). Los ciudadanos europeos
consumen casi 12000 Mt per capita.
Geología Minera y Minería Ambiental
23
Óscar Pintos
Más de la mitad de las producciones (agrícolas, combustibles fósiles, pesca, …),
está constituida por rocas y minerales industriales, siendo la mayoría, el sector de los
áridos, y luego yesos y sales.
Casi el 30% de la producción de magnesita, yeso y bentonita+attapulgita, se
lleva a cabo en Europa. España destaca en la magnesita, el yeso y la fluorita.
El futuro de la minería en Europa
La minería en Europa se enfrenta a tiempos difíciles por la falta de percepción social, la
mala imagen pública, la concurrencia de otras actividades y otros usos del territorio,
caos legal de legislaciones medioambientales y mineras, globalización del suministro.
Las estrategias de algunos países, se basan en la economía en el uso de materiales,
reciclado, sustitución de materiales primarios más renovables, regionalización, …
LA MINERÍA EN ESPAÑA
En líneas generales, se puede hablar de un drástico descenso en la minería de
recursos metálicos (actualmente, un 11%) y energéticos (actualmente, un 1%), y claro
aumento en la minería de minerales industriales (actualmente, un 88%). España produce
actualmente alrededor de 600000000 toneladas de rocas y minerales industriales, con
escaso valor a pie de mina; hay 3800 empresas, más de 4000 explotaciones, más de
28000 empleos, …
Es el primer productor de áridos de Europa, el segundo productor mundial de
piedra natural después de China, el primer productor mundial de pizarra de techar, el
segundo productor mundial de mármol, el primer productor europeo de granito, el
primer productor mundial de arcillas rojas, el segundo productor mundial de celestita, el
único productor europeo de sulfato sódico, el segundo productor europeo de fluorita, el
segundo productor mundial (primero europeo) de yeso, el primer productor mundial de
sepiolita (70% de las reservas mundiales), cuenta con las mayores reservas de
feldespato en Segovia, …
Áridos
437,5 Mt en 2004, previsión 2005, 455 Mt; Facturación en 2004: 3350M€; 1550
empresas; 12000 puestos de trabajo; Consumo per cápita 10,7 t. Se explotan áridos por
toda la geografía española, habiendo importantes explotaciones en el centro y Norte de
la Península.
Piedra Natural
Geología Minera y Minería Ambiental
24
Óscar Pintos
España es el primer productor mundial de pizarra de techar, el segundo
productor mundial de mármol y primer productor europeo de granito. Tiene una
producción bruta de 9Mt y elaborada, de 96Mm2. Cuenta con más de 790 fábricas y
unas 877 canteras; la facturación en 2003 fue de 2976 M€. Principales explotaciones en
Galicia, Extremadura y Madrid.
Celestita
España es el segundo productor mundial, y el único productor europeo. Cuenta
con dos canteras en producción, en Escúzar y Montevives (Granada). La producción ha
aumentado de forma constante, alcanzando en 2003 una producción de 160000 T (7
M€). Las principales empresas, son Solvay Minerales SA y Canteras Industriales; La
empresa Química del Estroncio SL cuenta con una planta de 35000 T de capacidad de
carbonato de Sr, instalada en Cartagena.
Caolín
Presenta una producción de 430 000 T (21 M€) a pie de mina. La industria
cerámica, consume el 50% (88% nacional, 12% internacional). Hay yacimientos
importantes en Lugo, Guadalajara, A Coruña y Valencia, superando las reservas, los
100 MT. El 22% de la producción nacional, se exporta para las industrias del papel,
cerámica, fibra de vidrio, pinturas y gomas. Las principales empresas, son ECESA,
Silca, Cavisa, WWB, Arcillas Blancas, Kaosa, Caolines Lapiedra, Sicamar,
Arcihamotas, …
Sulfato sódico
España es el único productor europeo, y primer productor mundial, creciendo su
producción en los últimos años; en 2003 se alcanzaron 996248 T. Existen dos
explotaciones en Burgos, una en Toledo, y otra en Madrid. En Brugos y en Madrid, las
minas son de glauberita (disolución a cielo abierto), y en Toledo, minas por cámaras y
pilares de Thenardita. Hay unas reservas estimadas de 730 MT, y las principales
empresas con FMC Foret SA, Crimidesa y Sulquisa.
Diatomita
Se alcanzó una producción en 2003 de 57923 T. Hay yacimientos importantes en
Albacete. Las principales empresas son Celite Hispánica SA (Alicante; 30000 T; cargas,
filtros y aditivos puzolánicos para cementos), CEKESA (diatomita de baja calidad, con
menos de un 40% de sílice; 15000T; usos para cemento y alimentación animal), Trípoli
(Cantabria, 5000 T).
Arenas silíceas
En 2003 se alcanzó una producción de 5 MT; Hay más de 20 explotaciones
distribuidas por toda la geografía española. La minería de arenas silíceas constituye un
70%, el subproducto de lavado de arenas feldespáticas el 23%, la extracción de caolines,
el 5%, y las explotaciones de areniscas y cuarcitas, el 2%. Se estiman unas reservas de
500 MT. Las principales empresas son Sibelco Minerales SA (2.5 MT/año;
comercialización 3MT/año), Silca SA, Molcasa, Euroarce, Sílices Gilarranz, Caobar, …
Feldespatos
Producción en 2003 de 720000 T; 563000 T de feldespatos, 390000 T de arenas
feldespáticas, 25000 T de subproducto de caolín; Con un total de 38.5 M€. Principales
importaciones (750000 T/año) de Turquía (65%), Francia (25%) e Italia (9%). Consumo
aparente de 1.3 MT. Reservas de hasta 600 MT. Las principales empresas son Incusa,
Compañía Minera Río Pirón, Llansá, Basazuri, Damrec, … Yacimientos importantes en
Pontevedra y A Coruña.
Arcillas de cocción blanca
Geología Minera y Minería Ambiental
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Óscar Pintos
Producción de 1125000 T/año; consumo de 1.5 MT/año, con 36 M€. El consumo
nacional, constituye un 75%, y de importación, un 25% (Reino Unido, Alemania,
Francia y Ucrania). Las principales empresas son Euroarce, Minera Sabater y Portome.
Las principales explotaciones se encuentran en Teruel.
Arcillas rojas
Se utilizan en la fabricación de ladrillos y tejas, pavimentos y revestimientos
cerámicos, cemento, … El consumo total en 2003 fue de 50.5 MT (120 M€); 33
MT/año están destinadas a ladrillos y tejas (82 M€): Toledo (16%), Barcelona (9%),
Valencia (8%), Alicante (6%), Jaén (5%), La Rioja (5%) y centro de la Península
(29%); existen 420 compañías con 10600 empleados (700 en canteras). 10 MT/año
están destinadas a pavimentos y revestimientos (33M€): Comunidad Valenciana y
Teruel; WBB España (4.5 MT) y 20 empresas menores. 3 MT/año serán destinadas a
cemento; estas explotaciones estarán próximas a las fábricas.
Arcillas especiales
Sepiolita: Las principales empresas son Tolsa (425000 T; Madrid), Hefran
(Toledo), Sepiolsa (164000 T; Paracuellos del Jarama), Minevica & Benesa
(Madrid), MYTA (Samca), y Orera (82000 T; Zaragoza).
Bentonita: Las principales empresas son Sud-Chemi España (110000 T/año;
Juncos, San José y Valdemoro), Sepiolsa (Madrid y Toledo), y Tolsa (Toledo).
Paligorskyta: MYTA (Bercimuel; 10500 T) y Tolsa (Torrejón el Rubio; 3000 T).
Fluorita
España es el segundo productor europeo después de Francia (140000 T). Los
principales depósitos, están en Asturias, con reservas de 5 MT; explotados por
MINERSA, que cuenta con una planta de flotación en Berbes con capacidad para
150000 T.
Ocres
En 2003 se alcanzó una producción total de 180000 T (160000 destinadas a la
industria del cemento, y 14000 T a pigmentos cerámicos). Las principales producciones,
se encuentran en Zaragoza (Promindsa y Circonita SL), Jaén, Córdoba (transformadoras
de cemento), Granada (óxidos férricos) y Málaga.
Magnesita
En 2003 se alcanzaría una producción de magnesita cruda de 650000 (11,5 M€),
140000 T de magnesita cáustica y 70000 de magnesita sinterizada. 150000 T estarán
destinadas a refractarios. Las magnesitas de Navarra (Eugui), se extraen en canteras a
cielo abierto; cuentan con reservas de 20 MT; se extraen 160000 T en la planta de
Zubiri (80000 T de magnesita cáustica y 60000 T de magnesita sinterizada). Las
magnesitas de Rubián, se están empezando a extraer en una planta de Monte Castelo
(Lugo), con una producción de 65000 T de magnesita cáustica.
Potasas
Los depósitos se encuentran en Suria y Sallent (Barcelona). Iberpotash tiene una
planta en Suria con capacidad para 600000 T; además produce 250000 T de sal gema.
Potasas de Llobregat tiene un depósito en Sallent (400000 T).
Talco
Se producen 101000 T de talco en depósitos de León y Málaga, por la empresa
Talcs de Luzenac.
Carbonato cálcico
Se producen unos 3 MT/año (1.8 MT/año micronizado y 1.3 MT/año otros). Los
principales depósitos están en Tarragona y Almería. Las principales empresas son SA
Reverte (500000 T), OMYA-Clariancal (100000 T).
Geología Minera y Minería Ambiental
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Óscar Pintos
Diatomita
Se alcanza una producción total de 1,5 MT (40000 T sinterizada). Los
principales depósitos están en Cantabria, Castellón, Málaga y Granada. Las principales
empresas son Calcinor y Prodomasa.
Yeso
Se da una producción total de 13 MT. España es un gran productor a nivel
mundial. La principal empresa es BPB (Iberpalco). Los principales yacimientos se
encuentran en Almería.
PERSPECTIVAS DE FUTURO
Incremento de la competencia por parte de algunos países emergentes
(globalización del mercado), riesgo de contracción del sector de construcción
(disminución del consumo interno), escasa aceptación social de la actividad minera,
dificultades para la obtención de concesiones de explotación, regulaciones que puedan
dificultar las explotaciones mineras (Ej.: uso de explosivos), …
Propuesta de actuación
Desarrollo de políticas que permitan mantener el equilibrio entre la explotación
racional de los recursos y la conservación de la Naturaleza (ayudas económicas para la
restauración del terreno afectado y para proyectos de preservación y puesta en valor del
patrimonio minero), armonización de la legislación ambiental y minera en Europa
(establecimiento de Eurocódigos Mineros), políticas para evitar el uso innecesario y
costoso de materias primas minerales importadas (no debemos exportar nuestros
problemas medioambientales; protección de los recursos minerales de Europa contra el
dumping internacional), organización por parte de las administraciones públicas y
organizaciones de productores, de campañas para clarificar los beneficios y los
verdaderos impactos ambientales de la minería, búsqueda del equilibrio adecuado entre
los usos posibles del territorio que compiten por el suelo, garantías de futuro de la
industria de las RMIs en Europa (por parte de la sociedad europea), aseguramiento del
suministro de minerales en una futura Europa aún más densamente poblada (por parte
de las políticas nacionales y europeas).
GEOLOGÍA DE LOS YACIMIENTOS DE ROCAS Y
MINERALES INDUSTRIALES
AMBIENTES GEODINÁMICOS
•
•
-
Áreas cratónicas estables y escudos precámbricos
Cinturones de granitos y rocas verdes
Terrenos metamórficos granulíticos/anfibólicos, granitos rapakivi/anortositas.
Complejos básicos estratiformes
Complejos alcalinos/carbonatitas
Complejos plutónicos anorogénicos
Perlitas
Basaltos de meseta (traps)
Áreas de orógenos colisionales
Metamorfismo regional/anatexia
Geología Minera y Minería Ambiental
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Óscar Pintos
•
•
•
•
-
Magmatismo granítico de espectro restringido
Zeolitas en suturas
Áreas de rifts continentales
Rocas ígneas alcalinas y peralcalinas. Granitoides anorogénicos
Áreas de márgenes continentales activos y arcos insulares
Gabros-dioritas-tonalitas-trondhjemita-granitos.
Basalto-andesita-dacita-riolita.
Metamorfismo de zonas de subducción
Metamorfismo hidrotermal
Dorsales oceánicas/fondos oceánicos
Basaltos, gabros, plagiogranitos (toleíticos)
Metamorfismo de fondos oceánicos
Islas y montículos oceánicos
Basaltos alcalinos, basanitas, tefritas, traquibasaltos, traquitas, …
USOS SEGÚN LA GÉNESIS
→ Rocas y minerales metamórficos utilizables con fines industriales diversos:
andalucita, sillimanita, distena, granate, corindón/esméril, talco/pirofilita,
wollastonita, asbestos, vermiculita, feldespatos, grafito y estaurolita.
→ Rocas y minerales metamórficos utilizables como materiales para escolleras:
Mármoles, cuarcitas, migmatitas, anfibolitas, ortogneises, granulitos y eclogitas.
→ Rocas y minerales metamórficos utilizables como áridos de trituración:
Gneises, corneanas, anfibolitas, mármoles y granulitos.
→ Rocas y minerales metamórficos utilizables como piedra ornamental o en
construcción: Pizarras, mármoles, ortogneises, granulitos, migmatitas,
ortoanfibolitas, eclogitas y serpentinitas.
→ Rocas y minerales volcánicos utilizables con fines industriales diversos:
Diamante (kimberlitas: edificios volcánicos), granate (enclaves gnéisicos con
cordierita y sillimanita), zeolitas (transformaciones a grado bajo y muy bajo de
vidrios volcánicos), perlitas (expansión térmica de vidrios volcánicos ácidos
hidratados; en volcanismo calcoalcalino en márgenes continentales activo o zonas
orogénicas; obsidianas) y puzolanas (reactividad frente a la cal [desprendida al
reaccionar la arcilla y la caliza en la fabricación del cemento; igualmente, el
cemento, no presenta Mg, porque al calcinarlo, formaría compuestos inestables], en
función del porcentaje de vidrio; lapillos y escorias basálticas).
→ Rocas y minerales volcánicos utilizables como materiales para escolleras:
Materiales lávicos (andesitas, basaltos, …) y brechas soldadas.
→ Rocas y minerales volcánicos utilizables como áridos para trituración:
Materiales lávicos preferentemente pobres en álcalis y vidrio.
→ Rocas y minerales volcánicos utilizables como piedra ornamental o en
construcción: Basaltos, andesitas, traquitas, riolitas, dacitas, fonolitas y brechas
soldadas.
→ Rocas y minerales plutónicos utilizables con fines industriales diversos: Cuarzo,
feldespatos/feldespatoides, micas, corindón, apatito, fluorita, barita, vermiculita,
olivino/dunita, cromita y grafito.
→ Rocas y minerales plutónicos utilizables para escolleras: Todas, en general.
→ Rocas y minerales plutónicos utilizables para áridos de trituración: Todas, en
general, aunque preferentemente las variedades de grano fino, sin sulfuros y no muy
abrasivas).
Geología Minera y Minería Ambiental
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Óscar Pintos
→ Rocas y minerales plutónicos utilizables para uso ornamental o en
construcción: Granitoides, dioritas, gabros, peridotitos, piroxenitas, sienitas,
anortositas y monzonitas.
→ Ambientes sedimentarios continentales: Bauxitas, lateritas y caolín en perfiles de
alteración edáfica; Bauxitas y calizas en karst; Gravas, conglomerados, arenas,
areniscas, arcillas, turba y placeres, en ambientes aluviales; gravas, conglomerados,
arenas, areniscas y arcillas en ambientes glaciares; arenas y areniscas en ambientes
eólicos; arcillas, arcillas especiales y caolín en lagos terrígenos; calizas, dolomías,
magnesitas, humitas y diatomitas en lagos carbonatados; yesos, anhidirtas, halitas,
glauberitas, … en lagos evaporíticos; turba en ambientes orgánicos; zeolitas en
depósitos vulcanoclásticos.
→ Ambientes sedimentarios marinos: Gravas, conglomerados, arenas, areniscas,
turba, arcillas especiales, placeres y caolín en siliciclásticos; calizas, dolomías,
margas, magnesitas, celestitas y fosfatos en carbonatados; yesos, anhidritas,
humitas, magnesitas, azufre, halita, potasas, … en evaporíticos; zeolitas en
depósitos vulcanoclásticos.
EXPLORACION E INVESTIGACIÓN DE RECURSOS
MINERALES. LEY DE MINAS
LEY DE MINAS 21 JULIO 1973
Todos los yacimientos de origen natural y demás recursos geológicos existentes
en el territorio nacional, mar territorial y plataforma continental, son bienes de dominio
público del Estado; el Estado puede ceder a otros temporalmente su aprovechamiento;
Puede reservarse la investigación, e incluso la explotación de las minas.
Clasificación de los yacimientos
→ Sección A: En los que el aprovechamiento sea obtener áridos para la construcción;
yacimientos de escaso valor económico, escaso número de empleados y
comercialización geográfica restringida; se otorga por Autorización de Explotación
y corresponde al dueño del terreno o concesionarios.
→ Sección B: Aguas minerales, minero-medicinales o minero-industriales; aguas
termales; estructuras subterráneas (depósitos geológicos naturales o artificiales);
yacimientos formados por acumulaciones de residuos
→ Sección C: Todos los yacimientos y recursos no incluidos en las anteriores ni
siguientes secciones. Se otorga por Concesión de Explotación, que concede al
titular derecho de expropiación forzosa u ocupación temporal de los terenos.
→ Sección D: Carbón; Minerales radiactivos; Recursos geotérmicos; Rocas
bituminosas; Recursos geológicos de interés energético que el Gobierno acuerde
incluir en esta sección.
PERMISO DE EXPLORACIÓN
Tiene el objetivo de establecer la existencia probable de un determinado mineral
en una zona para posteriormente investigarlo. Otorgamiento discrecional, si se considera
conveniente, por el Ministerio de Industria. Duración un año, prorrogable a otro, como
máximo. Proporciona derechos a efectuar estudios y reconocimientos en las zonas de
Studio, y prioridad a la hora de obtener el posterior permiso de investigación. Se
Geología Minera y Minería Ambiental
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Óscar Pintos
extingue si el titular renuncia, si no se pagan las tasa, en el transcurso de los plazos, o
por incumplimiento de las obligaciones.
PERMISO DE INVESTIGACIÓN
Tramitación
→ Solicitud + Proyecto de Investigación a 3 años + Pago de tasas.
→ Admisión: posibilidad de la Administración de rechazarlo o modificarlo.
→ Información pública.
→ Demarcación sobre el terreno.
→ Audiencia para alegaciones.
→ Resolución. Máximo 300 cuadrículas mineras.
Derechos del titular
→ Realizar labores de investigación; no hay límites, siempre y cuando no se extraiga el
mineral.
→ Obtener la concesión de explotación.
→ Duración máxima de 3 años prorrogables a otros 3.
Obligaciones del titular
→ Comenzar los trabajos en el plazo de 6 meses y mantenerlos actividad con la
intensidad prevista.
→ Presentar cada año en Minas, el plan anual de labores.
→ Indemnizar al propietario de los terrenos por los daños causados.
→ Ampliar las investigaciones a otros recursos por razones de interés nacional.
Extinción
→ Renuncia.
→ Falta de pago de las tasas.
→ Expiración de los plazos.
→ No acreditar la existencia del mineral.
→ Incumplimiento de las obligaciones.
CONCESIÓN DE EXPLOTACIÓN
Derecho administrativo, transmitible, hipotecable e inscribible en el registro de
la propiedad. Pueden ser derivados de los permisos de investigación, o directos.
Procedimiento similar a los permisos de investigación. Duración de 30 años prorrogable
a un máximo de 90 años. Conceden el derecho de explotar el yacimiento y el uso de las
aguas subterráneas, y las obligaciones de explotar de acuerdo al Plan de Labores,
presentar el plan de labores anualmente, ampliar sus actividades en caso de extensión,
notificar a minas el descubrimientos de otros recursos, abonar impuestos mineros,
cumplir las normas de seguridad minera, y facilitar el desagüe y ventilación de labores
colindantes. Se extingue al finalizar los plazos, por falta de pago, por renuncia, por
agotamiento del recurso, o por incumplimientos.
EXPLOTACIÓN E INVESTIGACIÓN DE RECURSOS
MINERALES. MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN
Geología Minera y Minería Ambiental
30
Óscar Pintos
MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN
Cortas: Método tradicional en minería metálica,
que se utiliza en yacimientos masivos o de capas
inclinadas; adaptados a la minería del carbón;
permite trabajar a grandes profundidades (más de
300 metros). Se rellena el hueco con estériles
escasas: normalmente escombreras. Vida grande,
de 15 a 20 años. Ej.: Riotinto, Almadén, …
Descubiertas: En yacimientos tumbados u horizontales,
con recubrimiento de estériles; avance unidireccional con
un solo banco, arrancando el estéril y depositándolo en el
hueco anterior (método de transferencia), y extrayendo
finalmente el mineral del fondo de la explotación.
Terrazas: Minería de banqueo de avance
unidireccional, aplicada en yacimientos relativamente
horizontales, con recubrimientos potentes
y
profundidades importantes; muy típicos en la minería
del carbón; el estéril se deposita en el hueco creado.
Ej.: Puertollano.
Contornos: Excavación del estéril y del mineral
en sentido transversal al afloramiento, dejando un
talud de banco único longitudinal; gran extensión
lateral. Es posible la transferencia de estériles
para la posterior recuperación de los terrenos. Ej.:
carbones de potencia reducida.
Canteras: Explotaciones mineras de rocas y minerales industriales en general.
Aunque normalmente son de reducidas dimensiones, tienden cada vez a ser más
extensas.
Graveras: Gravas.
Disolución: Sulfato sódico.
Lixiviación: Productos obtenidos, variables.
Precipitado: Sal común.
Dragado marino: Áridos de plataforma.
OPERACIONES BÁSICAS
Arranque: Fragmentación de los materiales para su posterior manipulación;
pueden ser directos (acción mecánica de la maquinaria), o indirectos (voladuras).
Carga: Recogida del material fragmentado sobre otro equipo o instalación.
Transporte: Es la fase de mayor coste económico; se desplaza el material desde la
explotación hasta la planta de tratamiento (interna o externa).
Vertido: Desplazamiento de los materiales hasta el vertedero.
MAQUINARIA DE ARRANQUE Y CARGA
Arranque contínuo:
Rotopalas: Excavadores de rodetes; el material arrancado se vierte sobre
unas cintas que lo llevan a la zona de tratamiento. 240000 m3/día.
Geología Minera y Minería Ambiental
31
Óscar Pintos
Minadores: Arranque con cabezal cilíndrico con herramientas de corte;
pueden ser continuos de arranque horizontal (los más utilizados
actualmente), de rodete, o de cabeza móvil.
Minadores hidráulicos: Cañón de agua que arranca por disgregación en
materiales poco consolidados.
Arranque discontinuo:
Tractores de orugas: Equipos muy versátiles.
Excavadoras de cables: Equipos mineros muy antiguos utilizados en
operaciones de arranque y carga de materiales poco consolidados; giro
completo de la estructura, y elevación del cazo por cables.
Excavadoras hidráulicas: Rápido desarrollo en los últimos años.
Excavaciones de trincheras, drenajes, … Arranque y carga sobre
volquetes. Presenta como ventaja, frente a las anteriores, un tercer
movimiento del cazo, y por lo tanto, mayor capacidad de arranque.
Palas cargadoras: Unidades sobre ruedas o cadenas con cazo frontal.
Capacidad de arranque limitada; sólo en formaciones poco
consolidadas.
Dragaminas: Son las máquinas móviles de mayores dimensiones.
Graveras bajo nivel freático.
Mototraillas: Equipos de movimiento de tierras. Arranque, carga y
transporte en capas horizontales.
MAQUINARIA DE TRANSPORTE
Volquetes.
Camiones de descarga por el fondo.
Camiones de descarga lateral.
EXPLOTACIÓN E INVESTIGACIÓN DE RECURSOS
MINERALES. MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN
ALTERACIONES AMBIENTALES EN LAS EXPLOTACIONES
MINERAS
→
→
→
→
Específicas según el método y el tratamiento.
Preoperacionales.
Postoperacionales.
Pérdidas o alteración de recursos naturales: Paisaje, suelo, vegetación, red de
drenaje, población, atmósfera.
→ Contaminación química de aguas
→ Contaminación física de aguas
→ Inducción de procesos geológicos