RECURSOS DE LA GEOSFERA: MINERALES Y ROCAS NO ENERGÉTICOS. RIESGOS E IMPACTOS QUE PROVOCAN. SU EXPLOTACIÓN.




1. Introducción.
2. Principales grupos de minerales y rocas no energéticos.
3. Origen y distribución de minerales y rocas no energéticos. Los yacimientos.
4. Uso de los minerales y rocas no energéticos.
5. Las explotaciones mineras.
   5.1. Tipos de explotaciones.
   5.2. Requerimientos básicos de una explotación minera.
6. Impactos y riesgos derivados de las explotaciones mineras.
7. Riesgos laborales asociados a la minería.
8. Recuperación de las zonas afectadas por las extracciones.



1. INTRODUCCIÓN

Los minerales son sustancias naturales con una composición química determinada en estado sólido que forman la corteza terrestre. Los minerales se suelen clasificar según su composición química en sulfuros, óxidos, fosfatos, carbonatos, silicatos, etc.
Las rocas son agregados de uno o varios minerales. Las rocas se clasifican por su origen en magmáticas, metamórficas y sedimentarias.

Según la utilidad podemos distinguir dos grupos:
-          Minerales y rocas no energéticos: Se emplean como materia prima para la fabricación de objetos y útiles diversos o para la construcción.
-          Minerales y rocas energéticos: Se utilizan para la obtención de energía.

2. PRINCIPALES GRUPOS DE MINERALES Y ROCAS NO ENERGÉTICOS

Dentro de este grupo distinguimos tres grupos:
-          Minerales metálicos: Son aquellos que utilizamos para extraer metales. Ej: galena (plomo), pirita (azufre y hierro).
-          Minerales no metálicos: Se obtienen diversas sustancias no metálicas, que se transforman para ser utilizadas posteriormente. Ej: la fluorita se utiliza para la fabricación del ácido fluorhídrico.
-          Rocas industriales: Son aquellas que se utilizan directamente o después de sencillos procesos de preparación. Ej: el granito se utiliza generalmente en la construcción.

3. ORIGEN Y DISTRIBUCIÓN DE LOS MINERALES Y ROCAS NO ENERGÉTICOS. LOS YACIMIENTOS

La distribución de los minerales está determinada por el ciclo de las rocas y los procesos asociados a la tectónica de placas, que origina zonas donde se encuentran en cantidades mayores.
Cuando un mineral o roca se encuentra en cantidad suficiente para ser explotado obteniendo un buen rendimiento económico, hablamos de yacimientos. Las explotaciones de un yacimiento se denominan minas, las cuales pueden ser a cielo abierto si se encuentran en la superficie, o profundas, cuando están a varios metros de profundidad. Los yacimientos pueden originarse en el interior de la Tierra o en la superficie terrestre.

3.1. Yacimientos originados en el interior de la Tierra

Se forman como consecuencia de los procesos de la geodinámica interna (magmatismos y metamorfismos), donde las elevadas presiones y temperaturas que reinan en el interior de la Tierra, determinan su formación. Los principales yacimientos originados en el interior de la Tierra:
a) Yacimientos de concentración magmática: Se originan a partir de los magmas o materiales fundidos del interior de la Tierra. Cuando el magma asciende y se enfría en el interior de la Tierra se solidifica. Primero se solidifican los minerales con el punto de fusión más bajo. Dentro de este grupo destacamos los yacimientos de magnetita de Suecia, mineral que contiene hierro, y los yacimientos de cromita se Sudáfrica de donde se obtiene el cromo.
b) Yacimientos de sublimación: Se originan a partir de los gases de los volcanes. Al enfriarse cristalizan los gases en forma de minerales. Las fumarolas o puntos por donde se escapan los procedentes de las erupciones, son los lugares donde se suelen producir depósitos de minerales. Los yacimientos de pirita y calcopirita de las minas de Riotinto en Huelva se originaron por este proceso.
c) Yacimientos hidrotermales: Se forman a partir del agua procedente de las zonas magmáticas. Esta agua al disolver las rocas se va enriqueciendo de sales minerales. Cuando disminuye la temperatura y la presión del agua, precipitan las sustancias disueltas, y se forman depósitos de minerales. A este grupo pertenecen los yacimientos de cinabrio de Almadén en Ciudad Real que se utilizan para la extracción de mercurio.
d) Yacimientos de origen metamórfico: Las elevadas presiones y temperaturas a las que quedan sometidas las rocas en el interior de la Tierra provocan cambios en su composición química. Así los yacimientos de mármol se forman por el metamorfismo de la caliza. Los depósitos de mármol de Macael provincia de Almería.
e) Yacimientos neumatolíticos: Se producen cuando el magma o los gases y el agua que contienen sales disueltas, se introducen por las grietas de las rocas y al enfriarse se solidifica en ellas, de esta forma se obtiene un filón, que se define como una concentración de determinados minerales en una fractura o grieta. De este tipo son los yacimientos de Berilio, los de diamantes en Sudáfrica y la antigua Unión Soviética.   
              
3.2. Yacimientos originados en la superficie terrestre

Se producen debido a los procesos de la geodinámica externa. Los materiales se disgregan por meteorización y los productos resultantes son transportados por los agentes externos agua o viento principalmente, que cuando pierden fuerza se depositan dando lugar a yacimientos. Se pueden diferenciar dos tipos:
a) Yacimientos residuales: Se originan como consecuencia de los procesos de meteorización de la roca madre (in situ). De este tipo son los yacimientos originados por la hidrólisis de las rocas, principalmente los silicatos, originando yacimientos de bauxita, que se utiliza para la extracción del aluminio y de limonita de donde se obtiene el hierro. Este proceso se denomina laterificación y da lugar a la acumulación de estos minerales sobre todo en zonas de clima cálidos y húmedo.
b) Yacimientos sedimentarios: Se originan como consecuencia del depósito de los materiales a distanciar más o menos grandes de al roca madre. Estos yacimientos se clasifican en función del proceso sedimentario en:
         Yacimientos detríticos: Los fragmentos son transportados por el viento o agua y al perder fuerza los deposita en el fondo de la cuenca. Se depositan así los materiales sedimentarios (arenas, gravas) y minerales  sedimentarios. Un ejemplo de yacimientos de este tipo son los placeres de metales como el oro y platino.
         Yacimientos químicos o evaporíticos: Se forman en lagunas o mares interiores en los que al evaporarse el agua, se va saturando en sales minerales y se depositan. Primero precipitan las menos solubles y más tarde los de mayor solubilidad. Ejemplos de este tipo de yacimientos son las evaporitas (sal, yeso), como los yacimientos de sal en Suria (Barcelona).
         Yacimientos bioquímicos y orgánicos: La sedimentación es una acumulación de restos de organismos (conchas, caparazones, esqueletos,...)

4. UTILIDAD DE LOS MINERALES Y ROCAS NO ENERGÉTICOS

Las utilizamos como materia prima en numerosas actividades humanas, por ello se consideran recursos:
-          Recurso: Es la cantidad total de minerales y rocas presentes en la corteza terrestre.
-          Reserva: Son aquellos minerales y rocas cuya explotación es posible mediante la tecnología disponible y que resulta rentable económicamente.

Si las condiciones son favorables, el recurso se considera producto de mercado, que se pueden utilizar para:
-          La industria metalúrgica: Utiliza los materiales metálicos como materia prima para la fabricación de numerosos objetos.
-          La industria química: Utiliza minerales metálicos y no metálicos para la fabricación de fertilizantes, insecticidas, funjicidas,...
-          Industria de la construcción: Utiliza minerales no energéticos y rocas. Con ellas se construyen edificios y pavimentos de las vías de comunicación (carreteras). Para estas construcciones se necesitan cantidades muy elevadas de estos materiales. También se emplean como ornamentación, revestimiento, en la fabricación de vidrio y en la elaboración de cemento, ladrillos. Los más significativos son:
. Bloques de piedras: actualmente se utilizan para el recubrimiento de fachadas, pavimentos, en las cocinas y cuartos de baño.
. Rocalla: Es cualquier tipo de roca triturada. Se utiliza para construir el firme de las carreteras, vías de ferrocarril y para fabricar hormigón.
. Cemento: Mezcla de caliza y arcilla que se somete a temperatura de cocción de más de 1400 ºC para que pierda el agua y el CO2  y posteriormente se tritura. Al añadirle de nuevo agua, se convierte en una masa que se endurece y une a los materiales de construcción. Las fábricas de cemento o cementeros se suelen instalar en las inmediaciones de las canteras.
. Hormigón: Mezcla de cemento con arena o grava. A veces para aumentar su consistencia se añaden barras de hierro, con lo que se obtiene el hormigón armado.
. Yeso: Se obtiene al calcinar el yeso (roca) para que pierda agua y se convierte en un polvillo blanco que se mezcla con agua y se emplea como argamasa.
. Arcillas: Se emplean desde muy antiguo. Al principio moldeados y secados al sol (adobes, especie de ladrillos, sin cocer, hechos de paja y arcillas) y posteriormente cocidos. Actualmente se cuecen y se emplean para la fabricación de ladrillo, tejas, baldosas rústicas y se pueden vidriar para hacer baldosas o azulejos.
. Vidrio: Se fabrica derritiendo a 1700 ºC arena de cuarzo, sosa y cal, luego se enfría rápidamente.
. Áridos: Son las arenas y las gravas que se utilizan para la fabricación del hormigón y mortero o para pavimentación. Estos áridos junto con las arcillas son abundantes y se obtienen fácilmente de los depósitos de los cauces bajos de los ríos, por ello, son materiales de uso muy habitual.
Por otra parte, en la industria también se utilizan metales como el plomo, cobre, cinc,... que se obtienen de los minerales metálicos y constituyen reservas limitadas.

España no posee grandes yacimientos en cuanto a su extensión, exceptuando las explotaciones de pirita de Ríotinto y los del cinabrio en Almadén (Ciudad Real) siendo el primer productor de mercurio.       .
El sector del carbón está en regresión, pero otros como la minería no energética y las rocas industriales realizan actividades importantes.
En cuanto a las rocas utilizadas en al construcción produce el 11% del total mundial sobre todo pizarra, granito, mármol, etc.

4.1. El Aluminio

Metal muy abundante en la corteza terrestre. Desde que se comercializó en 1886 su explotación no ha dejado de aumentar hasta los 25 millones de toneladas/año actuales.
Por ser un metal ligero, maleable, resistente a la corrosión y reciclable se emplea en numerosas industrias: en construcción, fabricación de botes de refrescos, cables, aviones, etc.

Se extrae de la bauxita de la que se obtiene, tras su transformación, óxido de aluminio o alúmina. De la alúmina por electroforesis se separa en aluminio puro. Cada Kg de Al requiere 2 Kg de alúmina, que se obtienen de 4 Kg de bauxita y 8 Kv/h de electricidad.

Impactos de la obtención del aluminio
-          Deforestación y pérdida de biodiversidad por la extracción y transporte de la bauxita. Este efecto se produce en los países productores, donde abundan los suelos lateríticos (lateritas), próximos al ecuador: Sierra Leona, Brasil, Indonesia, India, Australia.
-          Aumento de las diferencias Norte-Sur, ya que el, metal se procesa en los países desarrollados y ricos.
-          Alto consumo de energía en la obtención que se resolvería con el uso de energías renovables y limpias (como en Islandia donde se utilizan las energías geotérmica e hidráulica), y aumentando el reciclado que ahorra el 95% de la energía consumida en la producción.

5. LAS EXPLOTACIONES MINERAS

En la explotación de los minerales en un yacimiento se diferencia:
-          Mena: Es el mineral que se explota en un yacimiento, aquel que contiene el elemento que interesa, en la proporción que resulta rentable.
-          Ganga: Es el mineral o roca que acompaña a la mena y que carece de valor o interés en esa explotación, aunque en algunos casos se aprovecha como producto secundario.
De hecho, un mineral sea mena o ganga, depende de la explotación, así un mineral pude ser mena en una explotación y ganga en otra. Así, por ejemplo, en la explotación de la galena, ésta puede ser la mena y los minerales que la acompañan como el cuarzo serían la ganga, sin embargo, en otra explotación, la galena puede contener impurezas que impide la extracción adecuada del plomo, en este caso, si el cuarzo se presenta en cristales que permiten utilizarla en industria podría ser la mena, mientras que la galena sería la ganga.
En el caso de las rocas industriales, el concepto de mena y ganga carece de sentido, ya que no se explotan por sus componentes sino por otras propiedades como dureza, color, tenacidad, etc.

5.1. Tipos de explotaciones

  Se distinguen tres tipos de explotaciones:
a)      Explotaciones superficiales: Se realiza en zonas donde el mineral se encuentra a poca profundidad. Los costes de este tipo de explotación son relativamente bajos por lo que permite explotar yacimientos de mineral de poca concentración. Existen diferentes tipos de explotaciones superficiales:
. Canteras: Suele realizarse para la extracción de roca de utilización industrial. En este tipo de instalaciones se extraen las rocas de la vertiente de una montaña, cortándoles en bloques o desprendiéndolas mediante explosivos. El frente de avance de la explotación es vertical.
. Excavación: Se realiza cuando el mineral forma capas finas cerca de la superficie. Es similar a las canteras aunque sólo se utilizan explosivos para eliminar la capa de rocas que recubre el mineral. Son explotaciones poco profundas pero de gran extensión.
. Explotaciones a cielo abierto: Es útil para minerales distribuidos de manera desigual sobre el terreno. Los minerales se extraen por una gran abertura en forma de embudo que se excava en el terreno. Las laderas de esta abertura suelen estar escalonadas y a lo largo del borde de estos escalones se producen voladuras con explosivos que provocan el desprendimiento del mineral. Éste se deposita en el escalón inferior de donde es retirado.
. Excavación de áridos: Son explotaciones que se sitúan en los lugares donde se acumulan estos materiales de forma natural como lecho de los ríos, arenas de las playas material volcánico como lapilli, etc.
b)     Explotaciones subterráneas: Están formadas por un conjunto de perforaciones verticales, llamadas pozos y horizontales, llamadas galerías que siguen las capas del mineral en el subsuelo. Corresponden al tipo tradicional de mina. En las constricciones subterráneas son necesarios soportes para sujetar el techo de las galerías y pozos de ventilación para la renovación del aire en el interior de la mina.
c)      Perforaciones y sondeos: Son excavaciones verticales realizadas mediante grandes máquinas que perforan el terreno. Las más conocidas son las perforaciones que se utilizan para la extracción de minerales solubles como sales. En este caso se inyecta agua caliente en la perforación, que disuelve las sales y posteriormente mediante bombeo se recupera el agua con las sales disueltas.

5.2. Requerimientos básicos de una explotación minera

Toda explotación minera necesita una infraestructura construida básicamente por:
a)      La maquinaria que se utiliza para la extracción del mineral.
b)      Las vías de acceso y los vehículos de transporte del mineral.
c)      Instalaciones para el tratamiento del mineral: separar la mena de la ganga. Para ello se recurre al lavado del mineral con agua o con líquido de diferente densidad.
d)     Zona para la acumulación de los estériles, es decir, el material que se desecha.
e)      Elementos para la ventilación, apuntalamiento, e iluminación de las galerías en caso de la minería subterránea.
Todos estos elementos hacen que las explotaciones mineras causen un gran impacto ambiental.

6. IMPACTOS Y RIESGOS DERIVADOS DE LAS EXPLOTACIONES MINERAS

Los principales impactos que se producen en las explotaciones mineras son:
a)      Impactos atmosféricos: Las explotaciones mineras contaminan el aire porque la extracción del mineral se realiza mediante máquinas o por voladura. Además la carga y el transporte de los materiales produce una gran cantidad de polvo en las zonas próximas a la explotación. El uso de máquinas utilizadas tanto en la extracción como en el transporte genera una gran cantidad de gases contaminantes, sobre todo óxidos de carbono, nitrógeno y azufre.
b)     Impactos edáficos: El suelo queda afectado por la instalación de las explotaciones mineras e incluso desaparece. Al desparecer del suelo  la vegetación, se favorece la erosión. Además el suelo también se contamina por el agua que se utiliza en el proceso de lavado del mineral, ya que el agua utilizada arrastra elementos que contaminan el suelo cuando se vierten. Así son graves los efectos de los residuos que se generan en las explotaciones de aluminio, cobre, hierro.
c)       Impactos hidrológicos: Las explotaciones mineras repercuten en la calidad del agua en las zonas próximas a la explotación porque las aguas utilizadas en el lavado del mineral llevan contaminantes que pasan al agua superficial (provocando turbidez) como a las aguas subterráneas. Además los estériles contienen una cantidad considerable de contaminantes que al llover se infiltran con el agua y pueden contaminar los acuíferos. Cuando se extraen los áridos (en las explotaciones de áridos) se puede llegar con facilidad al nivel freático y provoca con frecuencia la contaminación de los acuíferos.
d)     Impactos morfológicos: El paisaje y el relieve queda afectado por las excavaciones, acumulación de estériles, creación de taludes, los cambios de pendiente, formación de oquedades. Las excavaciones  subterráneas pueden provocar cuando se abandona la explotación, el hundimiento de grandes áreas (subsidencias), y la aparición de lagunas en estas zonas hundidas.
e)      Impactos visuales: Al comenzar la explotación desaparecen poblaciones vegetales y zonas de bosque, quedando la materia de la corteza al descubierto provocando un importante efecto visual en el paisaje. Del mismo modo las costumbres de la exploración, la acumulación de estériles, el trazado de vías de comunicación para el tránsito constituyen también otro impacto visual.
f)       Impacto acústico: Las explosiones generan una gran cantidad de ruido producido por la maquinaria que extrae el mineral, y por las explosiones provocadas por los volcanes y el tráfico de camiones de transporte así como la maquinaria que produce el tratamiento o transformación del mineral. minera también limita las actividades agrícolas y ganaderas de las zonas debido a la utilización del terreno y la contaminación de las aguas de riegos.
g)      Impactos socioeconómicos: Las minas originan cambios de tipo social y económico porque es una fuente de creación de empleos y estimula la actividad económica de la zona. Pero, por otro lado, se producen con frecuencia accidentes que causan víctimas mortales y, por tanto, un gran impacto social. También hay que destacar que las explotaciones mineras se encuentran, en muchos casos, en el Tercer Mundo, pero los minerales que se obtienen se transforman y utilizan en los países desarrollados o industrializados, por ello, muchos países pobres se ven obligados a sobreexplotar sus recursos naturales para subsistir sin que repercuta en ellos la riqueza que se obtiene en sus propios recursos.

7. RIESGOS LABORALES ASOCIADOS A LA MINERÍA

El riesgo laboral es la posibilidad de que una persona sufra un determinado daño en el ejercicio de su trabajo.
Los trabajos en las explotaciones mineras están considerados como duros y de un elevado nivel de riesgo, por ello, se consideran peligrosos. Los riesgos laborales en la minería se derivan de al manipulación de la maquinaria y de las condiciones del entorno. Entre los riesgos más frecuentes están:
Los relacionados con el ambiente atmosférico del lugar donde se trabaja:
a)      Ventilación insuficiente y, por tanto, niveles bajos de oxígeno y concentración de gases tóxicos como gases de nitrógeno, azufre, carbono, así como polvo y humos de la extracción. Los que contienen sílice que produce la silicosis, frecuente entre los mineros que trabajan en las minas de carbón, plomo y mercurio. La enfermedad produce dificultades respiratorias que pueden llegar a desencadenar insuficiencia respiratoria. Para evitar la silicosis se toman medidas preventivas como la utilización de mascarillas que impiden la inhalación de polvo, también hacerse radiografía de tórax con frecuencia para detectar la enfermedad en fase temprana.
b)      Relaciones con explosiones y voladuras: La formación de bolsas de gas grisúes, un gas constituido principalmente por metano que puede quedar formando bolsas principalmente en los yacimientos de carbón y que al mezclarse con el aire explota provocando el hundimiento de las galerías y pozos.
c)      Relaciones con la maquinaria y la estructura de las explotaciones: Desprendimientos y derrumbamientos de muros, galerías, pozos y por fallos en la construcción o en los apuntalamientos. Errores en el funcionamiento o manipulación de los útiles y maquinaria como excavadoras, camiones, cintas transportadoras, etc.

8. RECUPERACIÓN DE LAS ZONAS AFECTADAS POR EXTRACCIONES
 
Las explotaciones mineras dejan una huella en el paisaje, y al ser abandonadas quedan grandes áreas desoladas e inutilizables para usos posteriores.
La legislación actual obliga a las compañías mineras a restaurar las zonas afectadas y, por tanto, tienen que diseñar planes para asegurar la recuperación del entorno. Esta recuperación del entorno es muy costosa y, por tanto, ha de tenerse en cuenta a la hora de valorar la rentabilidad de las explotaciones mineras. Entre las medidas que se toman:


a)      El diseño de la explotación debe realizarse para reducir al máximo los impactos acústicos y visuales. Para ello la explotación debe ser en forma de tronco de cono. Además, es conveniente colocar pantallas de protección acústica y visual, como pueden ser hileras de árboles, y silenciadores en la maquinaria.
b)      Evitar los vertidos a las corrientes de agua próximas y los acuíferos.
c)      Rellenar las fosas con estériles o con escombros siempre que no sean contaminantes. Los materiales utilizados deben tener parámetros hidráulicos (permeabilidad y porosidad) semejantes al original para que se restablezca la hidrología del terreno.
d)     Eliminar las instalaciones no útiles y realizar reforestaciones con especies autóctonas.
e)      Utilizar la explotación para otros usos como la instalación en estas zonas, áreas deportivas o industriales o vertederos. Las canteras abandonadas son muy apropiadas para la construcción de auditorios o teatros al aire libre. Cuando en la excavación de áridos se llega al nivel freático se pueden crear lagos como zonas recreativas.

A pesar de todo esto, las explotaciones mineras producen cambios o impactos irreversibles.