Por GUILLERMO PREISZ
Ingeniero de Minas
1) Comienzos de la Minería.
Las evidencias de la existencia de la minería se remontan a la Edad de Piedra, Edad que tiene específicamente ese nombre, porque el Hombre comenzó con la utilización de la piedra para utensilios, armas y refugio. A ella le siguió la Edad de Hierro y luego, la de Bronce (que es una aleación de Cobre y Estaño).
La Minería lo acompañó siempre, en toda su evolución, hasta el día de hoy. A medida que el hombre evolucionaba, también lo hacía la minería. Desde su inicio, en las primeras búsquedas de minerales y metales registradas -como la expedición de Los Argonautas para encontrar el “vellocino de oro”, hasta el tratado de Mineralogía de los griegos, el De Re Metálica de Agrícola (Bauer) en Alemania-, han transcurrido centenas y centenas de siglos. Siempre la minería ha estado presente, al servicio y en pos del bienestar de la humanidad.
2) La Minería y su Entorno.
La MINERÍA, con mayúsculas, participa en y con muchísimas industrias. Puedo mencionarles, solo a título informativo, que si miran dentro de sus propias casas verán que en casi todos sus artículos existen sustancias que provienen de la Minería. De los minerales más comunes que estamos habituados a ver, tenemos:
Grafito, en la mina del lápiz. Cal, en la fabricación del papel -el que además, puede tener Caolín, Bario y otros-.
Metales, en las lapiceras; Hierro, en la construcción; Aluminio y Cobre, en los conductores eléctricos.
Cal, cemento y arena, en distintos sitios .El cemento contiene caliza, yeso, arcillas etc.
Las nutrientes del suelo para las plantas contienen Calcio, Hierro, Potasio, Fósforo, Azufre, Nitrógeno.
Los cerámicos y las lozas de las vajillas contienen feldespato, caolín, arcilla, entre otros.
La sal común, como saborizante y conservadora de alimentos. La que a su vez, tiene mas de 10.000 subproductos que se encuentran en los productos más comunes,
En la fabricación de azúcar, se utiliza cal.
En los utensilios de cocina se utilizan metales como: Hierro, Aluminio, Cobre, Estaño, Zinc, etc.
Como esta lista es de nunca acabar, ruego a mis estimados lectores observar los elementos y productos que los rodean. De ese modo, verán que están rodeados por la minería. Lo mismo pasa con las industrias de todo tipo: casi todas usan productos, subproductos e elementos que provienen de la minería.
Y como esto es así, la minería está en todas las industrias: proveyéndolas de materias primas y/o productos con distintos grados de elaboración.
3) La Minería de Argentina a partir de 1850 hasta 1950.
Afianzada la República, siendo ya Gobernador de la Provincia de San Juan Domingo Faustino Sarmiento, éste le formuló al Ingeniero Militar y de Minas -Francis Ignacio Rickard, inglés residente en Chile- en abril de 1862, el cargo de Inspector General de Minas de la Provincia, para investigar y determinar su potencial minero.
Cinco años después, durante la presidencia de Sarmiento, el ministro del Interior -D. Vélez Sarsfield-, le encomendó una inspección general de todos los depósitos mineros de la República.
En su recorrido de más de 8.000 kilómetros visitó, entre otras: las minas de La Carolina (Au), en San Luis; las de Paramillos de Uspallata, en Mendoza (Ag-Pb); Tontal (Ag-Pb); Castaño (Au); Huachi (Cu-Au); Hualilan (Au) y la Huerta, en San Juan; Famatina -con un cable carril que se consideró como una de las más grandes obras de la Ingeniería de Minas-, en La Rioja. Además recorrió minas en Catamarca y en Córdoba.
A estas minas con el transcurso del tiempo se le fueron agregando: Pumahuasi (Pb-Ag), Mina Bélgica, 25 de Mayo (Pb-Ag), Pan de Azúcar (Pb-Zn-Ag), Pirquitas (Sn), Incahuasi (Au), Mina Aguilar (Pb – Zn-Ag), Oro en Aluviones (La Rinconada), Altos Hornos Zapla, en Jujuy; La Casualidad (S), Don Otto (U), en Salta; Los Ratones (Sn), en Catamarca; Mina El Oro, en La Rioja; el Agrio (Pb-Ag) y Andacollo (Au), en Neuquen; El Sosneado (S) y El Castaño ( Rafaelita), en Mendoza; Minas de Marayes (Au- Pb-Zn-F), El Castaño Viejo (Pb-Zn-Ag), Arrequintín, La Majadita (W), en San Juan.
Mina La Estancia (Pb-Zn), Los Condores y otras minas menores de (W), en San Luis, Córdoba y San Juan. También, IPASAM (Fe) y Mina Delta (F), en Río Negro; Río Turbio (C), en Santa Cruz y Farallón Negro (Au-Ag), en Catamarca.
Todo este conjunto conformó la Minería de Metalíferos y de algunos No Metalíferos de la República Argentina.
4) Producción minera de San Juan: 1863 hasta comienzos del 1900.
Incluyendo a la producción minera de metalíferos de San Juan y Mendoza, puedo asumir que, entre el Grupo Minero del Tontal, Hualilán, El Fierro Alto y Bajo, El Salado, Paramillos de Uspallata, Huachi, La Huerta y Marayes se extraían unas 450 toneladas de mineral por día. Para lograr alcanzar esta producción con un rendimiento de 0,2 toneladas por hombre y por turno, se utilizaban unas 2.250 personas.
Si a esto le agrego las labores de preparación de mina, construcción de campamentos y mantenimiento, la cifra aumentaría a 2.750 hombres por día. Con 2.750 hombres por día, al momento actual se podrían movilizar -respecto a una mina de las características de Veladero, que produce 40.000 tn mineral /día + 120.000 tn estéril /día = 160.000 tn/día Hombres /día =600- 160.000 / 600 = 267 tn /Hombre y por turno. Si a fines del 1800 teníamos un rendimiento de 0, 2 tn /Hombre y por turno, la relación de producción de Cuyo -a fines del 1800- sería de 267/0,2 = 1.335.
Con esta última cifra multiplicada por la producción minera de San Juan y Paramillos de Mendoza, equivaldrían a un total de 1.335 x 450 tn / día = 600.750 tn/día.
Este valor supera con holgura la producción actual de La Alumbrera y la futura de Veladero, incluyendo el arranque del mineral mas estéril.
En consecuencia, estábamos ya en esa época, en presencia de la “Gran Minería”.
Si a la misma comparación la realizo con una explotación emblemática como es mina El Aguilar -que ya hace 70 años que opera, ininterrumpidamente, en nuestro país- veríamos que: El Aguilar produce diariamente -con explotación subterránea- unas 1.600 toneladas de mineral por día, con una dotación de 1.000 hombres por día. Esto daría una relación de productividad de 1.600 / 1.000 = 1,6 toneladas por hombre y por día. Luego, 1,6 / 0,2 = 8 con lo que la producción de las viejas minas se elevaría de 450 toneladas por día a 450 x 8 = 3.600 toneladas por días, o sea, 2 veces mayor que la producción actual de Mina El Aguilar.
Si tomamos el ejemplo de la mina subterránea de metalíferos más moderna que tuvo el país, su producción media fue de alrededor de 3.000 toneladas por día, con una dotación total de 1.250 personas. 3.500/1.250 = 2,8 toneladas por hombre y por día.
Luego, 2,8 / 0,2 = 14 toneladas por hombre y por día. En la relación años 1865 – 1994 esto significó: 450 x 14 = 6.300 toneladas por día.
5) Minería del 1900.
La minería nacional del 1900 se caracterizó por picos y valles de producción minera de Metalíferos. Terminada la Primer Guerra Mundial comenzó el éxodo de las empresas extranjeras -sobre todo las inglesas, que eran la mayoría- éxodo que se completó después de la gran crisis económica de 1930. Durante la Segunda Guerra mundial se reactivaron minas, sobre todo, las que producían minerales estratégicos como los de Wolfram.
Años antes, ya se habían instalado en el país capitales de EE UU, en Pumahuasi y Mina Aguilar, en Jujuy y suizos, en Mina La Helvecia (Pb-Ag-Zn) entre San Juan y La Rioja.
Un período de languidez , seguido por un tibio despertar y nuevas crisis, nos dejaron en el año 1996 en el peor período minero de los Metalíferos, con la contrapartida de las Rocas de Aplicación -que ya en 1980 los habían superado en el valor de la producción-.
En el año 1997 comienza la producción del Bajo de la Alumbrera (Cu-Au), en la reserva minera de Yacimientos Mineros de Agua del Dionisio (YMAD), Provincia de Catamarca.. Esta mina nos introdujo en la Gran Minería de la época actual.
A esto le siguió la explotación de Litio de las salmueras del Salar del Hombre Muerto, también en Catamarca y la explotación en Cerro Vanguardia (Au-Ag), en Sta. Cruz.
6) La Minería Mundial del 2000.
En el resto del mundo, con algunos altibajos, la Gran Minería crecía con cada vez mayores volúmenes de explotación, que se sustentaron y aún se sustentan, en 5 pilares fundamentales:
Primer Pilar: El arranque de rocas.
Todas las rocas duras, semiduras y consolidadas se arrancan con perforación y voladuras.
Las voladuras de roca antaño -y hasta de casi fines del siglo 19-, se realizaban con perforadoras manuales, cargándose los barrenos con pólvora. En 1846, el italiano Sobrero descubre la nitroglicerina y el suizo Schonbein el algodón pólvora, ambos explosivos químicos altamente inestables. A Nobel en 1875, sabio Sueco, le correspondió transformar la nitroglicerina en la Dinamita (signo de poder irresistible), nombre que aún siguen llevando los explosivos a base de nitroglicerina. Aquí se inicia la era de los explosivos rompedores: la mayor herramienta utilizada por la minería y la ingeniería civil para el arranque de rocas.
A esto le siguieron las primeras y muy rudimentarias máquinas perforadoras de rocas, que progresaron, mucho más rápidamente, en las explotaciones a Cielo Abierto que en las Subterráneas.
Ya en los años 1910, las explotaciones a Cielo Abierto alcanzaron en EE UU a producciones de hasta 550 tn/día. En 1938, Chuquicamata (que llegó a ser después una de las explotaciones a Cielo Abierto más grandes del mundo) arrancaba diariamente 58.000 tn/día entre estéril y mineral ( el estéril representaba 0,75%). Tenía en actividad 93 perforadoras, algunas de las cuales ya perforaban taladros de hasta 25 cm. de diámetro.
En la actualidad, las modernas perforadoras -con muy superiores capacidades de perforación- así como la utilización de nuevos explosivos y técnicas de voladuras cada vez más precisas y seguras, han superado los valores anteriores.
Segundo Pilar: La Carga del mineral y/o estéril.
Recordemos que, cuando el ferrocarril no llegaba a las minas, el transporte se realizaba con mulares de carga y/o con carros.
En 1938, en Chuquicamata se utilizaron para evacuar la carga -mencionada mas arriba-, 21 palas excavadoras de entre 3 y 6 m3.
La extracción final del rajo se hacía con locomotoras de 260 tn de capacidad por viaje, con un gradiente de 6%.
Al día de hoy, las palas excavadoras de 40 m3 y/o cargadoras de roca o mineral volado, alcanzan capacidades de baldes de 25 m3. De esto, resultaría obvia cualquier comparación con la carga de una pala a pulso.
Tercer Pilar : Transporte.
Desde el transporte manual, previo al año 1900: con mulas y con carros traccionados por mulas o caballos; después, los camiones con capacidad de 10-12 tn por viaje, del año 1930. Luego, los camiones (1936) White (20tn), que transportaban mineral de Guandacol a estación (F. Belgrano) de carga en Jáchal (110 km.) y los Stirling (20-25 tn), que llevaban los concentrados (desde mina El Aguilar hasta estación Tres Cruces del ferrocarril Belgrano, que hasta el año 1966 prestaron servicio.) Más tarde, surgieron los que transportarían el mineral y/o estéril a los depósitos de estéril o tolvas de alimentación a la trituración y, posteriormente, a las pilas de lixiviación con capacidad por viaje de 240 tn c/u. Por tanto, existe entre ellos otra enorme diferencia.
Cuarto Pilar : Trituración, molienda y concentración de minerales.
El cuarto pilar, fue el desarrollo de las tecnologías necesarias para la mayor recuperación de las sustancias comerciales contenidas en las menas. Así, se mejoraron los métodos conocidos, se introdujeron nuevos métodos, se aumentó la capacidad de los circuitos de trituración, clasificación y molienda. En tanto, cada vez se recuperan más sustancias minerales, aún de las que, en la actualidad, se consideran roca estéril.
Quinto Pilar: Automatización, Sistematización, Control, Mantenimiento, Medición y Comunicación.
La alta especificidad técnica que se requiere en los que se desempeñan en el área de ingeniería, mantenimiento y control de los pesados equipos (de perforación, voladura, carga, transporte, trituración, molienda, plantas de tratamiento de minerales, comunicaciones y mecanismos de todo tipo) que hoy día intervienen en la minería: hacen que la automatización, sistematización, control de operaciones y manejo -de sólidos y fluidos- requieran y tengan cada vez más, soluciones rápidas y precisas.
La minería ha comenzado a introducirse más en los sistemas de control y automatización completos (como el uso parcial de elementos como válvulas, sensores, UPS, aires acondicionados, etc.) que irán conformando: una minería más limpia, mejor controlada, con mayor rendimiento y costos más bajos.
Este es un nuevo paso, que no podrá soslayarse en el presente y que, tiene un futuro cierto de crecimiento.
7) El Rumbo de la Minería.
La minería de los metalíferos ha vuelto ha retomar el rumbo que había tenido a partir de 1860. No me voy a explayar en este tema que tiene mucha tela que cortar, pero el hecho cierto es que, los aires de renovación soplan con fuerza .
Nunca estará de más explicarle a nuestra gente que, el sueño de Domingo F. Sarmiento se ha vuelto nuevamente realidad: “que no será para mal de nadie sino para beneficio de todos”.
8) La Explotación a Cielo Abierto.
La explotación de minas a Cielo Abierto son excavaciones en la superficie, por ello no tienen techo. Este método se emplea cuando los depósitos minerales económicos ocurren directamente o cerca de la superficie. Para poder explotar la materia útil, previamente se deben eliminar las rocas estériles del recubrimiento. Generalmente, su volumen es de 3 a 4 veces mayor que el volumen de la roca útil explotada.
El yacimiento trabajado a Cielo Abierto se divide en bancos horizontales sucesivos descendentes, explotados con el avance de los bancos superiores de los inferiores. Por eso, los bordes de cada banco tienen forma escalonada. Cada banco se explota por separado y tiene su propio equipo, cual consta de: vagones perforadores de grandes diámetros (hasta 38 mm), palas mecánicas y cargadoras de gran capacidad. También, cintas transportadoras de hasta 20.000 tn/hora en 15 km. Camiones de gran porte de mas de 250 tn/viaje. Además se usan cargadoras frontales, bulldózers, mototraillas, escombradoras y otros equipos de producción. Los vaciaderos de roca estéril se denominan escombreras.
Los accesos a los bancos pueden ser por: trincheras separadas, en grupos -exteriores e interiores-, combinación de trazas espirales y en retroceso, planos inclinados, descarga por el fondo con evacuación subterránea, etc. La explotación de minas corresponde a los laboreos de arranque del mineral y/o roca estéril, y a su carga y transporte a cancha mina o tolva de alimentación de planta de trituración. Previo a cualquier tipo de laboreo se traza el Plan de Producción, el cual sumariamente incluye: coeficiente promedio de destape, coeficiente límite de destape y el criterio para del diseño de los Tajos y la estimación de reservas. En tanto, se establecen los ángulos de talud.
Se realiza el Programa de Producción, se Planifica la Extracción y con todas las labores complementarias realizadas -caminos, campamentos, instalación de equipos, preparación de la mina y planta lista- se pone en marcha la Explotación de la Mina a Cielo Abierto. El primer paso, es la Perforación y Voladura para el arranque de la roca y el estéril -que conforma el material no económico-, que se debe extraer a fin de que los taludes del Tajo ofrezcan las máximas y mejores condiciones de estabilidad.
Otras explotaciones a Cielo Abierto. Además de las Rocas de Aplicación y Los Metalíferos se explotan a Cielo Abierto Carbones, Lignitos y otros. Los límites de las explotaciones a Cielo Abierto los dan los costos. Cuando estos últimos igualan el valor comercial de la mena, el yacimiento no es rentable. También, puede ocurrir que en algún punto los costos a Cielo Abierto tiendan a superar los gastos de una Explotación Subterránea. Si todavía el valor comercial supera al costo, puede proseguirse la explotación con este último sistema.
Producción Mundial a Cielo Abierto.
La producción mundial a Cielo Abierto fue, en el año 1969, de 9 billones de toneladas que al presente 2004 -tomando una tasa de crecimiento del 2% anual acumulativo-, se transforma en 17,6 billones de toneladas anuales. La República Argentina al 2004 espera tener -sumando todas las explotaciones a Cielo Abierto y Subterráneas, de Rocas de Aplicación, No Metalíferos y Metalíferos, incluyendo estéril volado- 190.000.000 tn/2004 y asimismo, la proyección al 2015 espera llegar a volar 357.777.000 tn con lo cual, representaríamos el 0,004 % de la producción mundial a Cielo Abierto. Si no considero el estéril volado, representaríamos el 0,0013 %.
9) La Perforación y Voladura.
Estas dos labores -que se complementan para el arranque de las masas rocosas-, comienzan con la perforación de agujeros circulares cilíndricos en la roca, generalmente de arriba-abajo, verticales o con cierta inclinación, en los cuales se alojan las cargas explosivas. Los taladros varían en diámetro, pero en las grandes voladuras normalmente son mayores a los 200 mm.
Las grandes máquinas perforadoras tienen incorporados sistemas de captación de polvos. No existe emanación de polvos a la atmósfera. Por lo tanto, la perforación no es contaminante.
La perforación sigue a estrictos programas de diagramación, ya que de ello, depende el arranque del mineral y/o estéril. Ninguna mala perforación puede arreglarse con explosivos. En un caso con una perforación de 270 mm nominales, una diagramación de 7,7 m x 7,7m x 15m de profundidad útil, un plan de movimiento de material volado de unas 160.000 tn/día , se tendrán que realizar entre 60-70 taladros / día.
Voladura.
Realizada la perforación y siguiendo con la secuencia de explotación del Tajo se procede a la Voladura. Para ello, se cargan los taladros hasta una determinada altura con uno o dos tipos de explosivos, colocando los explosivos iniciadores de la explosión, los que a la vez, son detonados con sistemas eléctricos o no eléctricos de iniciación (Nonel).
La iniciación y la secuencia de detonación con los tiempos de retardo, debe ser cuidadosamente realizada, sobre todo en voladuras de filas múltiples, con el propósito de maximizar el arranque de rocas y minimizar las Vibraciones del suelo, Ondas aéreas, Proyecciones de bloques y Emisiones de polvos. Estos problemas pueden causar daños en las zonas pobladas cercanas, minimizándose hasta amortiguarse totalmente, en las zonas mas alejadas.
Vibraciones del suelo.
La magnitud de las vibraciones del suelo y aéreas, en un punto determinado, es según la carga explosiva que es detonada y la distancia de dicho punto a la voladura. En ello son muy importantes, la secuencia y el retardo entre taladros y/o filas. Por ello, donde se emplea más de un número de detonador, es la mayor carga por retardo la que influye directamente en la intensidad de las vibraciones y no la carga total empleada en las voladuras. Si además consideramos que los primeros tres períodos de la onda senoidal producida son los de mayor amplitud, cayendo rápidamente y que entre los retardos generalmente hay un factor de dispersión en su encendido, las ondas se ven aún más amortiguadas.
La magnitud de las ondas senoidales decrecen rápidamente cuando existe material de recubrimiento, pues, una gran parte de la energía se consume al vencer las fricciones entre partículas. Para las grandes distancias al lugar de la excavación, son menos críticos los factores del diseño en tanto que, pasan a dominar en las características de las ondas los medios rocosos de transmisión y los terrenos de recubrimiento. En el ámbito interno de la explotación de los tajos, las vibraciones inadecuadas pueden llegar a afectar la integridad de las rocas y provocar colapsos en los taludes. Para que todo esto se minimice hay factores de corrección en las voladuras. Finalmente, los efectos son locales.
Emisiones de polvo de las voladuras.
Usando los factores de emisión contenidos en el Reporte AP 42 De la Agencia de Protección del Medio Ambiental EPA de EE UU, se tiene que la emisión de polvo por cada tiro es de 1,260 kg./tiro. Tomando que se realiza 1 disparo de 60 barrenos para movilizar 160.000 toneladas por día, se producirán unos 76 kg. de polvo /voladura en partículas menores de 10 micrones de milímetros, que son las de más tardío asentamiento. El polvo con este tamaño es respirable: si es que alguien estuviera lo suficientemente cerca de la voladura, caso absolutamente improbable debido a las reglamentaciones de seguridad, al gran tamaño de las explotaciones; consecuentemente, no afectaría en nada a los seres vivientes. El resto de las partículas -con diámetros mayores a los 10 micrones-, tienen un rápido asentamiento.
Ruido de las voladuras.
El ruido de las grandes voladuras de minas se propaga en forma de un gran rumor amortiguado. Excepto los tiros con espesores mas pequeños a los diagramados o las cargas con explosivos de hasta muy cerca del cuello de taladros -que pueden llegar a niveles sonoros altos con estampidos semejantes a los disparos de armas de fuego de muy grueso calibre-, la sonoridad no causa problemas; así, como los lanzamientos de trozos de rocas- guardando y respetando los límites impuestos por las normas que rigen a las voladuras de rocas para usos civiles.
Las grandes voladuras de rocas bien realizadas: no tienen grandes distancias de lanzamiento de masas rocosas. Normalmente, la masa principal no pasa de una decena de metros. Todos estos efectos son absolutamente locales, lo que significa que, pueden ocurrir solo en un entorno muy pequeño.
