Métodos de explotación: Minería a cielo abierto y Minería subterránea

La minería es una actividad que existe desde la prehistoria, esta ha ido avanzando con el tiempo convirtiéndose en una actividad económica. Ahora bien, los métodos de explotación son en esencia dos, la Minería a Cielo Abierto y la Minería Subterránea y a continuación hablaremos sobre ello.

Minería a Cielo Abierto

¿Cuáles son los métodos de explotación de las minerías?

Para explotar un mineral existen sólo dos métodos, estos son la Minería a Cielo Abierto y la Minería Subterránea. La más común en la actualidad es la Minería a Cielo Abierto.  Se estima que este tipo de minería produce el 85% de los minerales que se extraen en los Estados Unidos, de esta cantidad, se piensa que un 95% corresponde a minerales metálicos.

Dentro de la minería a cielo abierto podemos encontrar la minería de los depósitos placer o conocidos también como yacimientos de tipo placer. Estos yacimientos constan de valiosos minerales los cuales están contenidos en la grava de los ríos, arena de playa o bien en sedimentos producidos por aluviones. El proceso de extracción de estos minerales varía de acuerdo a los trabajadores de esta mina.

Una mina subterránea se compone de varias galerías, por su parte, la técnica de extracción puede ser por hundimiento o bien por caserones. Sin embargo, en casos como la extracción del uranio y de las tierras raras se emplean métodos poco comunes como la lixiviación in situ. La Lixiviación in situ es una técnica novedosa que consiste en la creación de hoyos desde la superficie hasta el yacimiento para extraer con facilidad el mineral. Sin embargo, este proceso aún no se cataloga como un método de Minería a Cielo abierto o bien de Minería Subterránea.

Para llevar a cabo la lixiviación in situ es necesario que los minerales sean solubles en agua como por ejemplo el potasio, el cloruro de sodio y sulfato de sodio. Minerales como los óxidos de uranio y el cobre requieren de soluciones de ácido o de carbonato para que se puedan disolver y así extraerlos de los yacimientos.

Minería a cielo abierto

Se puede definir a la Minería a Cielo Abierto o conocida popularmente como la minería a tajo a aquellos yacimientos mineros o explotaciones mineras las cuales se desarrollan en la superficie del terreno. Este tipo de minería se emplea cuando los depósitos comercialmente útiles se encuentran cerca de la superficie. Para llevar a cabo la Minería a Cielo Abierto se emplean medios tanto mecánicos como explosivos con el fin de remover los terrenos que recubren o rodean al yacimiento o bien al banco de materiales.

A estos materiales se les denomina, como “estéril” mientras que a la formación que se va a explotar se le conoce como mineral. Ahora bien, el estéril excavado es necesario que se apile en escombreras fuera del área donde se desarrollara la explotación, esto con el fin de ser reutilizado para la restauración de la mina.

Antes de iniciar cualquier proyecto de extracción de minerales se debe revisar y considerar las normativas inherentes a la minería. Una vez que se consideren estas normativas y se realice el esquema de proyecto debe ser presentado para su evaluación ante las autoridades estatales y federales en materia de ecología y medio ambiente.  Son estas instituciones las que se encargan de establecer las medidas de restauración, recuperación, sostenimiento y mantenimiento de la mina con el fin de reducir el impacto ambiental de la actividad extractiva.

Las minas a cielo abierto son sumamente rentables cuando estos yacimientos afloran en la superficie o bien se encuentran cerca de la superficie bajo un recubrimiento pequeño, también suelen ser rentables cuando el terreno no es estructuralmente adecuado para trabajos subterráneos. Ahora bien, cuando la profundidad del yacimiento se incrementa, la ventaja económica de la Minería a Cielo Abierto se disminuye y se hace más favorable la explotación mediante la Minería Subterránea.

Minería a Cielo Abierto

Historia

Desde que se inicio la Minería a Cielo abierto, la humanidad emplearía los minerales y las rocas para crear utensilios de caza, de defensa e incluso para la expresión artística. Ahora bien, desde la Edad de Piedra con la evolución y la comprensión de cómo hacer fuego se comenzaría a usar el cobre, el bronce, el hierro e incluso hasta los materiales más novedosos de nuestra época. En un principio se usaron los materiales que se encontraban accesibles en la superficie del terreno, esto se fue modificando progresivamente considerando el ingenio y los conocimientos que el hombre iba adquiriendo.

Uno de los primeros ejemplos que tenemos de la Minería a Cielo Abierto se recaban por una descripción del  escritor y militar romano llamado Plinio el Viejo, para ese momento se encontraba escribiendo su libro “Naturalis Historia” en donde describe una combinación de métodos a cielo abierto y también subterráneos con el fin de obtener oro en Las Médulas, yacimiento ubicado en España. Este método data de los siglos I y II después de Cristo (d.C).

Ya para el siglo XVI se asentó una nueva etapa en la minería, esta etapa fue descrita por Georgius Agricola en su libro “De Re Metallica” el cual fue publicado en el año 1.556.  En esta obra se expusieron aquellos conceptos que se referían a las tareas de exploración, extracción, tratamiento de minerales e incluso metalurgia usados en esos tiempos por las unidades básicas de infantería romana conocidos como “Centurias”.

Uno de los saltos importantes de la actividad minera se llevaría a cabo a principios del siglo XX cuando se desarrollaron nuevas tecnologías mecánicas y de tratamiento de minerales. Estas innovaciones tecnológicas posibilitó que las rocas con bajos contenidos en cobre y además cuyo aprovechamiento antes de estas innovaciones era casi imposible ahora si pudiesen ser extraídas.

Minería a Cielo Abierto

Características

La Minería a Cielo Abierto se realiza por medio de la eliminación de la vegetación, proceso conocido también como stripping. Además de la vegetación se deben retirar las capas superiores de roca para así llegar a los yacimientos enterrados. Por su parte, la Minería a Cielo Abierto se puede dividir en “Open pit mining” o conocida en español como “Mina a cielo abierto”, la explotación de Canteras y en “mountaintop mining” que son aquellas minas que se encuentran en montañas o colinas.

La mina a cielo abierto consiste simplemente en la extracción de minerales por medio de una gran cavidad a nivel del suelo la cual podría alcanzar incluso varios kilómetros de extensión. Por su parte, la explotación por canteras hace uso de yacimientos de rocas, arenas y arcillas las cuales están descubiertas y se encuentran relativamente cerca de la superficie del suelo.

Finalmente la minería de montañas o colinas requiere de una alteración topográfica en la cima de la montaña en la cual con frecuencia se encuentra el yacimiento.  Por otro lado, dentro de la Minería a Cielo Abierto podemos encontrar la técnica denominada landfill mining and reclamation (LFMR por sus siglas en ingles), esta técnica consiste en extraer minerales ya procesados de la basura de algunos vertederos.

Tipos de minas

Para comprender un poco más sobre la Minería a Cielo Abierto, es necesario conocer los tipos de Minas en los cuales se puede realizar esta actividad. Dichas minas son las Canteras, las cortas, las descubiertas y los aluviones y a continuación profundizaremos un poco más sobre ellos.

Minería a Cielo Abierto

Canteras

Las canteras son aquellas minas a cielo abierto las cuales usualmente son de pequeño tamaño y en ellas se explotan materiales los cuales no requieren una concentración posterior, sino una trituración o una simple clasificación por tamaños. Los materiales que se obtienen de las canteras son las rocas industriales y las rocas ornamentales.

Cortas

Por su parte, las cortas son aquellas explotaciones de carácter tridimensionales en aquellos yacimientos que evolucionan en profundidad. En estos yacimientos por lo general se encuentran sustancias metálicas. La morfología típica de una corta es muy similar a un cono invertido.

En lo que respecta a la extracción del mineral y del estéril en las minas metálicas se realiza por lo general por medio de la perforación y voladura. Por otro lado, la carga se suele efectuar con palas cargadoras y el transporte de estos minerales por medio de volquetes. En el caso de las cortas de carbón, la extracción  se realiza por medio de palas excavadoras o rotopalas.

La profundidad de una corta viene dada por lo que se conoce como el “ratio” el cual no es más que la proporción entre el estéril que se debe excavar con respecto al mineral que se va a extraer. Al incrementar la profundidad de la corta, el ratio se incrementa de forma tal que los costos de excavación del estéril se incrementan y por ende el costo total de la obra crecen.

Minería a Cielo Abierto

Descubiertas

Las descubiertas son en esencia obras de índole bidimensionales las cuales se usan en yacimientos horizontales o casi horizontales. De esta forma la explotación se realiza a una cota relativamente constante. En algunos casos se puede realizar lo que se conoce como minería de transferencia. Dicha minería consiste en el uso de aquellos materiales que son arrancados del recubrimiento con el fin de realizar la restauración, sin necesidad de que exista un apilamiento intermedio.

Aluviones o placeres

Finalmente, los aluviones o minas de placer corresponde a la explotación de aquellos yacimientos de arena en antiguos lechos de ríos o playas. Esta explotación se hace con el fin de recuperar oro, piedras preciosas o cualquier mineral valioso.

Impacto en el medio ambiente

La Minería a Cielo Abierto genera considerables impactos ambientales en los terrenos donde se desarrolla. Primero se deben destacar directamente los daños que se hacen a la superficie de la tierra, ya que este tipo de minería destruye y cambia la forma de la corteza terrestre creando además grandes cantidades de material de desecho lo que altera la morfología de este terreno.

Este tipo de minería contamina el aire ya que durante esta actividad se producen grandes cantidades de materia fina conocido como “polvillo” el cual es altamente tóxico. Este polvillo está constituido por químicos pesados os cuales son absorbidos tanto por animales como por humanos.

La contaminación de las aguas superficiales son un gran problema ya que los residuos químicos no son debidamente tratados ni almacenados por lo cual pueden filtrarse hasta los caudales de aguas limpias y las contaminan lo que propicia una disminución en la vida de los seres vivos en estas aguas.

El impacto de la Minería a Cielo Abierto no es sólo en las aguas superficiales sino también en las aguas subterráneos ya que estos desechos contaminados suelen ser lavados por el agua de lluvia la cual se filtra hacia el subsuelo lo que ocasiona la contaminación de los caudales de agua subterránea.

La Minería a Cielo Abierto tiene un fuerte Impacto sobre la flora y la fauna ya que el proceso de excavación elimina todo tipo de flora que existente en la corteza terrestre, por su parte, los animales huyen de lugar donde se trabaja la minería debido al ruido, a los cambios en su hábitat y a la contaminación de sus fuentes de agua.

Minería subterránea

Podemos definir a la minería subterránea como aquel tipo de minería que se dedica a la explotación de yacimientos de minerales que se encuentran debajo de la superficie de la tierra. En la mayoría de los casos, se llevan a cabo las explotaciones subterráneas cuando la extracción de los minerales a cielo abierto es muy difícil bien se por motivos ambientales o económicos.

Las explotaciones mineras subterráneas surgen del descubrimiento de una concentración de mineral bajo tierra el cual posee un valor económico suficiente que compensa la construcción de una mina. Las minería subterránea nace como una alternativa a las minas de superficie ya que las minas de superficie excavan de arriba hacia abajo, este se caracteriza como un método ineficiente cuando se tratan de yacimientos que superan los 60 metros de profundidad.

Todas las minas subterráneas deben de tener componentes cruciales para garantizar su viabilidad, estos son los ejes de ventilación que eliminan los humos tóxicos de las perforaciones, rutas de escape, ejes de acceso para los equipos, túneles de transporte para el mineral extraído y sistemas de comunicación. Pese a que este tipo de mina deben reunir estas características existe la máxima de que no hay dos minas iguales.

Los avances tecnológicos han permitido la toma de decisiones acertadas en lo que respecta al diseño y el método de minería. Estos avances toman en consideración el tipo de mineral que se extrae, la orientación del yacimiento e incluso las características geológicas subterráneas.

Características

Para llevar a cabo la minería subterránea es necesaria la construcción de túneles o galerías que permitan penetrar la roca para así llegar al yacimiento. Los métodos para llevar a cabo esta minería se pueden clasificar según la forma de acceso. Por ello tenemos el de forma horizontal, el de forma diagonal y el de forma vertical.

Otra forma de clasificarla depende de la técnica de extracción bien sea por hundimiento o por caserones. Dentro de las clasificación de hundimiento encontramos a las “Block caving”, a la  “sublevel caving” y a la “panel caving”. Por su parte encontramos que la de caserones se dividen en vacíos, soportados y auto soportados.

Pozos mineros

Estos son excavaciones que se encuentran debajo del nivel del terreno, como en valles y otras planicies. Estos pozos se suelen excavar de forma vertical o con cierta inclinación. Muchas de estas minas se pueden encontrar por debajo del nivel del mar. Ahora bien, para extraer el agua de estas explotaciones se deben instalar bombas que se encarguen de sacar el agua del pozo minero a la superficie. Este es el tipo de mina subterránea en la cual es más frecuente que ocurran derrumbes.

Minas de montaña

El acceso a este tipo de yacimientos de minería subterránea es mucho más sencillo que en el caso de los pozos mineros. En este caso se construyen pasillos de acceso horizontales los cuales son excavados en las laderas. Por otro lado, el desagüe en este tipo de minas es mucho más simple ya que se lleva acabo por el uso de la gravedad.

Ventajas para el medio ambiente

Una de las ventajas más evidentes de la minería subterránea es la disminución de contaminación en aquellas zonas adyacentes a la mina. Esto se debe a que es un proceso en el cual los minerales se extraen del subsuelo lo cual no produce las mayores modificaciones  en las zonas cercanas a la mina y en términos generales al medio ambiente. Por otro lado no se produce el desorden que normalmente está presente en la minería a cielo abierto.

Es importante mencionar que en la minería subterránea no es necesario romper o explotar el suelo con explosivos. En este caso la minería subterránea excava hoyos y pasajes de forma estratégica desde la superficie de la tierra hasta el mineral o bien hasta áreas ricas en minerales siendo así mucho más y se evita la exposición al aire libre de todos aquellos residuos que se generan por la explotación del yacimiento.

Por otro lado, con la minería subterránea no se perturban las superficies como por ejemplo los bosques, tierras agrícolas, ríos y áreas residenciales. En años recientes la minería subterránea se ha convertido en el tipo de minería más usado por las compañías que se dedican a la explotación de minerales.

Las razones son muchas pero principalmente la minería subterránea aumenta la producción y los ingresos así como también garantizan  una vida útil de la mina más larga para así tener una mayor explotación de la misma, este escenario es muy beneficioso para las compañías que piensan a largo plazo.

En este artículo pudimos conocer sobre los Métodos de explotación de las minas los cuales son principalmente dos, la Minería a Cielo Abierto y la Minería Subterránea. La minería a Cielo Abierto era uno de los métodos más comunes pero debido a los inconvenientes a nivel económico y ambiental ha sido sustituida de forma paulatina por la Minería Subterránea la cual no sólo garantiza una viabilidad de la mina sino que su impacto ambiental es mucho menor. También te pueden interesar los siguientes artículos:

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